세라믹 잉크젯 프린팅이 트렌드로 자리 잡았지만, 잉크 색상은 여전히 ​​일반 안료에 비해 떨어집니다. 따라서 제품의 색상 성능을 향상시키는 것은 모든 제조업체가 해결해야 할 과제입니다. 잉크 품질과 인쇄 품질은 잉크 색상을 결정하는 핵심 요소이지만, 세라믹 생산 공정이 잉크 색상에 미치는 영향 또한 매우 중요하며 간과할 수 없습니다. 본 연구에서는 다음과 같은 공정 요소들이 잉크 색상에 미치는 영향을 분석합니다.

1. 잉크젯 잉크의 발색 메커니즘

안료의 색상 안정성은 주로 안료의 종류, 착색 온도 범위, 소성 분위기 및 함께 사용되는 기본 유약의 조성에 따라 달라집니다.
유약의 화학적 조성은 안료의 발색에 상당한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 일부 안료는 유약에 아연이나 납 함량이 높아야 더욱 아름다운 색상을 얻을 수 있습니다. 반면, 철-크롬-아연 스피넬 갈색 안료(높은 아연 함량 필요)는 유약에 소량의 아연과 마그네슘이 함유되어 있어야 합니다. 반대로, 일부 색소는 유약에 아연이나 마그네슘이 전혀 필요하지 않아 더욱 아름다운 유약 색상을 낼 수 있습니다.
1) 쌀황색, 황갈색(Fe Cr Zn Al), 적갈색, 지르코늄철적색(Zr Si Fe), 진갈색(Fe Cr Zn Al)은 유약과의 적응성이 뛰어나며 지르코늄 불투명 유약에서 더 나은 색상을 나타냅니다. 소성 온도 변화에 따른 색상 포화도의 안정성은 평균 수준입니다. 아연, 붕소, 바륨 함량이 높은 유약은 황갈색을 띠는 경향이 있습니다. 2) 황색과 프라세오디뮴황색(Zr Si Pr)은 유약과의 적응성이 뛰어나며, 더 넓은 온도 범위의 지르코늄 불투명 유약에서 더 나은 색상을 나타냅니다. 3) 청색, 코발트청색(Co Al Zn) 또는 진청색(Co Si), 코발트청색(Co Al Sn Zn)은 유약과의 적응성이 뛰어나며 소성 온도 변화에 따른 색상 포화도의 안정성이 비교적 높습니다. 그러나 유약에 아연과 마그네슘 함량이 과도하면 색조가 보라색으로 변할 수 있으므로 주의해야 합니다. 4) 분홍색과 크롬 주석 적색(Sn Cr Ca Si)은 유약과의 적응성이 떨어지고, 색상 채도가 온도에 따라 크게 변합니다. 아연을 함유한 유약은 색상 퇴색을 쉽게 유발할 수 있으며, 칼슘 함량이 높을수록 분홍색 발색에 유리합니다.
5) 녹색과 크롬 녹색(Cr Al)은 유약과의 적응성이 전반적으로 우수하며, 소성 온도 변화에 따른 색 포화도의 안정성이 비교적 높습니다. 투명 유약에 색을 입히는 것이 더 좋습니다. 6) 검은색과 코발트 검정색(Fe Cr Co Mn)은 유약 조성 변화에 따라 색조가 쉽게 변하기 때문에 유약과의 적응성이 떨어집니다. 소성 온도 변화에 따른 색 포화도의 안정성은 일반적으로 평균 수준입니다. 유약에 함유된 아연과 마그네슘은 색조 변화를 쉽게 유발할 수 있습니다. 유약에 함유된 칼슘과 바륨은 검은색을 발색하는 데 도움이 되지만, 지르코늄 불투명 유약에서는 색이 더 밝게 나타납니다.

2. 유약 제조 및 유약 도포 과정이 색상에 미치는 영향

유약 제조 시 잉크 발색에 영향을 미치는 요인은 주로 유약의 입자 크기와 수분 보유력에 있습니다. 유약의 입자가 거칠수록 건조 후 유약 표면의 밀도가 낮아집니다. 잉크젯 프린팅 시 잉크는 유약층에 더 많이, 더 깊숙이 침투하여 소성 과정에서 유약과의 반응이 더욱 완전하게 일어납니다. 그러나 색상의 채도와 색조 변화는 잉크젯 프린팅에 사용되는 잉크의 양, 소성 과정, 안료의 색상 특성에 따라 달라질 수 있습니다. 또한 이론적으로 유약의 입자 크기 차이는 유약의 숙성 온도 차이로 이어져 잉크의 발색에 영향을 미칠 수 있습니다.
유약 처리 과정에서 물 분사 및 유약 도포의 균일성은 유약 표면의 잉크 색상 균일성에 가장 큰 영향을 미칩니다. 핵심적인 원인은 물 분사 및 유약 도포가 고르지 않게 이루어져 인쇄 과정에서 유약 표면의 수분 함량이 불균일해지고, 이로 인해 잉크의 침투 및 접착력이 떨어져 궁극적으로 잉크 색상의 균일성이 저하되는 데 있습니다. 마찬가지로, 물 분사 및 유약 도포량의 변동 또한 잉크 색상의 변동을 유발할 수 있습니다.
유약의 수분 보유 성능은 잉크젯 프린팅 과정에서 유약 표면의 건조도와 습윤도에 영향을 미쳐 잉크의 최종 색상에 영향을 미칩니다. 수분 보유 성능이 좋을수록 잉크젯 프린팅 시 유약 표면의 수분 함량이 높아지고, 잉크의 유약 침투 정도가 얕아져 소성 과정에서 유약과의 반응이 불완전해집니다. 그러나 최종 색상에 미치는 구체적인 영향은 사용된 잉크의 양, 소성 과정, 안료의 색상 특성에 따라 달라질 수 있습니다.

3. 유약의 화학적 조성이 색상에 미치는 영향

유약의 화학적 조성은 다양한 안료의 발색에 각기 다른 영향을 미칩니다. 건축용 도자기 유약에 흔히 사용되는 산화마그네슘, 산화아연, 산화붕소 등의 용융제는 대부분의 잉크 안료의 발색을 저해하므로 일반적으로 사용량을 최소화해야 합니다. 상대적으로 산화칼륨, 산화나트륨, 산화칼슘, 산화바륨은 발색에 미치는 영향이 적습니다.
일반적으로 지르코니아 함량이 높은 기본 유약은 지르코니아를 함유한 프라세오디뮴 옐로우나 지르코늄 아이언 레드와 같은 다른 지르코늄 무함유 안료보다 발색력이 훨씬 뛰어납니다. 아연 함량이 높은 기본 유약에서는 골든 옐로우, 베이지, 적갈색과 같은 철 함유 안료의 발색력이 상대적으로 좋습니다. 검정색 계열의 밝은 검정색과 코발트 블랙의 경우, 기본 유약에 함유된 산화아연과 산화지르코늄은 발색에 좋지 않습니다. 같은 분홍색 잉크 또한 산화아연 함량에 매우 민감합니다. 일반적으로 산화아연 함량이 1%를 초과하면 분홍색 잉크의 색상이 현저히 옅어지기 시작합니다. 실제 배합 시에는 유약 효과, 잉크 발색 요구 사항, 제품의 주 색조 등을 고려하여 각 성분이 안료의 발색에 미치는 영향을 균형 있게 조절해야 합니다.

4. 유약 처리된 표면의 습도 및 온도가 잉크 발색에 미치는 영향

잉크젯 인쇄 시 유약 표면의 수분 함량과 균일성은 유약 재질의 수분 보유 성능과 마찬가지로 유약 표면에서의 잉크 발색에 큰 영향을 미칩니다. 즉, 유약 표면의 수분은 잉크의 침투 및 접착력에 영향을 준다는 것입니다. 인쇄 중 유약 표면에 과도한 수분이 존재하면 개별 잉크의 발색에 영향을 줄 뿐만 아니라 잉크의 침투 및 건조 속도를 늦추어 잉크 방울 간의 융합 및 혼합을 유발하고, 결과적으로 색상 디테일을 저하시킬 수 있습니다.
유약 본체의 온도는 유약 표면에 분사된 잉크의 점도와 잉크 내 용매 증발 속도에 어느 정도 영향을 미칩니다. 유약 온도가 높을수록 잉크의 점도가 낮아져 유약에 더 쉽게 침투합니다. 동시에 유약 온도가 높을수록 잉크 내 용매의 증발 및 건조 속도가 빨라져 유약에 침투하기가 더 어려워집니다. 이 두 가지 요인이 잉크 침투 속도에 미치는 영향에 상당한 차이가 있는 경우, 유약 온도의 변화는 잉크 색상 변화를 유발할 수 있습니다.

5. 잉크 분류가 인쇄 색상에 미치는 영향

일반적으로 사용되는 세라믹 잉크젯 잉크에서 노란색과 분홍색은 다른 색상에 비해 채도가 낮은 경향이 있습니다. 노란색과 분홍색의 실제 색상 강도를 극대화하기 위해서는 잉크 인쇄 순서를 조정하여 노란색과 분홍색을 뒷쪽에 배치하는 것을 고려할 수 있습니다. 잉크젯 인쇄 시 여러 색상이 겹치는 영역은 소성 과정에서 유약과 노란색 및 분홍색 잉크 사이의 반응을 약간 줄여주고, 결과적으로 노란색과 분홍색의 채도를 높일 수 있습니다.

6. 인쇄 후 건조 정도가 색상에 미치는 영향

스프레이 인쇄 후 유약 원료의 건조 과정이 잉크 색상에 미치는 영향은 주로 유약 내 용해성 염류가 물과 함께 유약 표면으로 이동하여 유약 표면의 화학적 조성을 변화시키는 데서 비롯됩니다. 용해성 염류가 유약 내 수분의 방향성 이동에 미치는 영향은 비교적 느리게 진행되므로, 건조 과정이 비교적 안정적인 연속 생산 라인에서는 이러한 효과를 관찰하기 어렵습니다. 그러나 가마 내 보관 시간이 너무 길어지면 보관 제품과 연속 생산 제품 간의 색상 차이가 발생할 수 있습니다. 따라서 생산 과정에서는 이러한 이유와 유약 수분의 안정성을 위해 색상 혼합 및 판 정렬을 연속 생산 상태에서 수행해야 합니다.

7. 소성 시스템이 잉크 색상에 미치는 영향

잉크의 안료는 고온 소성을 통해 형성되기 때문에 건축용 도자기의 소성 온도 범위는 크게 다르지 않습니다. 소성 방식이 잉크 색상에 미치는 영향은 본질적으로 고온에서 안료 입자에 대한 유약의 반응 용융 성능에 영향을 미치는 데서 비롯됩니다. 주요 영향 요인은 소성 온도, 유지 시간 및 소성 분위기의 세 가지입니다. 색상마다 소성 과정에 대한 민감도가 다릅니다.
유약의 숙성 온도에 비해 소성 온도가 상대적으로 낮으면, 먹물의 안료 입자가 유약과 완전히 반응하여 녹지 않고 부분적으로만 소성되는 현상이 발생하기 쉽습니다. 이 경우, 먹물은 유약 표면에 오렌지 껍질처럼 울퉁불퉁하거나 무광택으로 나타나며, 표면은 밝은 색을 띠고 유약과 반응한 부분은 더 진하고 풍부한 색을 나타냅니다.
소성 온도가 유약의 숙성 온도와 일치할 때, 잉크 안료 입자 크기와 일반적인 잉크젯 잉크량에 의해 형성되는 안료층의 두께는 잉크가 유약에 과도하게 침식되거나 녹지 않고 완전히 용해될 수 있음을 결정합니다. 이 경우 잉크는 정상적인 발색, 높은 색 채도, 그리고 유약 표면과 거의 동일한 광택을 나타내어 전체적으로 최상의 효과를 얻을 수 있습니다.
소성 온도가 유약의 숙성 온도에 비해 상대적으로 높을 경우, 유약의 용융 반응 능력이 크게 증가하여 잉크 속 안료 입자가 유약에 의해 더 많이 녹아 파괴되거나, 심지어 완전히 녹아 유약에 용해되어 잔류 안료 입자가 현저히 감소하거나 완전히 사라집니다. 이후 냉각 과정에서 원래의 착색 결정 구조가 재형성되지 않아 색상이 크게 감소하거나 무색이 될 수 있습니다. 소성 온도가 유약의 숙성 온도와 일치하는 경우, 고온 유지 시간은 잉크 색상의 강도에 반비례합니다. 고온 유지 시간이 짧으면 유약에 완전히 녹지 않은 안료 입자가 소량 남을 수 있습니다. 고온 유지 시간이 2분에서 5분 사이일 때, 잉크 속 안료 입자와 유약 사이의 반응 및 용융 정도가 적절하여 안료가 유약에 충분히 침투하고 원래의 결정 구조를 손상 없이 더 많이 유지할 수 있습니다. 이때 잉크는 최상의 발색 효과를 나타냅니다.
또한, 보온 시간이 길어질수록 유약층의 결정화 경향이 증가하고, 용융된 안료 결정에 존재하는 금속 산화물이 새로운 용융액에서 새로운 결정을 형성하여 새로운 색조를 만들어낼 수 있습니다. 또는 유약에 의해 형성된 결정화는 빛의 흡수, 반사, 굴절 및 투과율과 같은 유약의 광학적 특성을 변화시켜 용융되지 않은 안료 입자의 색상을 바꿀 수 있습니다. 실제로, 적절한 유약 조성, 소성 온도 및 분위기 조건에서 적갈색이나 검정색처럼 안료에 철을 함유한 색상은 고온에서 장시간 유지될 경우 유약 표면에 금속성 유약 효과가 나타나기 쉽고, 전체적인 색조 또한 일반적인 보온 처리 후와 약간 다릅니다.
소성 분위기의 차이 또한 먹물의 색상에 영향을 미치는데, 이는 부분적으로는 도자기 본체와 유약의 기본 색조에 영향을 주어 먹물의 색조에 혼합 효과를 일으키기 때문입니다. 또한, 먹물에 함유된 안료 입자의 미세한 크기 때문에 고온에서 유약에 의해 일부가 녹거나 분해되어 유약층 표면에 농축됩니다. 산화 분위기와 비교했을 때, 환원 분위기에서는 안료 입자가 녹을 가능성이 더 높고, 원래 고가 산화 상태의 착색 금속이 저가 산화 상태로 환원되어 새로운 착색기를 형성함으로써 최종적으로 먹물의 실제 색상에 영향을 미칩니다.

요약:
도자기 생산 기술이 잉크젯 프린팅 잉크의 색상에 미치는 영향은 다방면에 걸쳐 있으며, 그중에서도 유약의 화학적 조성, 프린팅 시 유약 표면의 수분 함량, 소성 시스템이 사용 중 잉크 색상에 가장 큰 영향을 미칩니다. 생산 과정에서 다양한 공정 세부 사항이 잉크 발색에 미치는 영향을 이해하는 것 외에도, 잉크젯 프린팅은 잉크 발색의 공정 특성상 일반 프린팅보다 훨씬 민감하다는 점을 충분히 인지하는 것이 중요합니다. 생산 및 사용 과정에서 잉크의 안정적인 발색을 보장하기 위해서는 생산 공정의 안정성을 엄격하게 확보해야 합니다.

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