Druk atramentowy na ceramice stał się modny, ale kolor tuszu wciąż nie dorównuje kolorom tradycyjnych pigmentów. Dlatego poprawa jakości kolorów produktów stanowi problem, z którym zmaga się każda fabryka. Jakość tuszu i druku to kluczowe czynniki decydujące o kolorze tuszu, ale wpływ procesu produkcji ceramiki na kolor tuszu jest kluczowy i nie można go ignorować. W niniejszym artykule analizujemy wpływ poniższych czynników procesowych na kolor tuszu.

1. Mechanizm powstawania koloru w tuszu atramentowym

Trwałość koloru pigmentów zależy głównie od rodzaju pigmentu, zakresu temperatur barwienia, atmosfery wypału i składu odpowiedniej glazury bazowej.
Skład chemiczny szkliwa bazowego ma znaczący wpływ na barwę pigmentów. Na przykład, niektóre pigmenty wymagają, aby szkliwo bazowe zawierało wyższe stężenie cynku lub ołowiu, co przekłada się na piękniejsze kolory. Na przykład, pigmenty Fe Cr Zn spinele brązowe (które wymagają wysokiej zawartości cynku) wymagają, aby szkliwo bazowe zawierało niewielkie ilości cynku i magnezu; niektóre barwniki nie wymagają cynku ani magnezu w szkliwie bazowym, co przekłada się na piękniejszy kolor szkliwa.
1) Żółcień ryżowa, żółtobrązowy (Fe Cr Zn Al), czerwonobrązowy, czerwień żelazowo-cyrkonowa (Zr Si Fe) i głęboki brąz (Fe Cr Zn Al) wykazują dużą zdolność adaptacji do szkliwa i zapewniają lepszy kolor na szkliwach nieprzezroczystych cyrkonowych. Stabilność nasycenia koloru wraz ze zmianami temperatury wypalania jest średnia. Szkliwa z wysoką zawartością cynku, boru i baru są podatne na żółtawy odcień koloru. 2) Żółć i żółcień prazeodymowa (Zr Si Pr) wykazują dużą zdolność adaptacji do szkliwa i lepiej wyglądają w szkliwach nieprzezroczystych cyrkonowych o szerszym zakresie temperatur. 3) Niebieski, błękit kobaltowy (Co Al Zn) lub głęboki błękit (Co Si), błękit kobaltowy (Co Al Sn Zn) wykazują dużą zdolność adaptacji do szkliwa, a nasycenie koloru jest stosunkowo stabilne wraz ze zmianami temperatury wypalania. Należy jednak unikać nadmiernej zawartości cynku i magnezu w szkliwie, aby zapobiec fioletowemu odcieniowi koloru. 4) Róż i czerwień chromowo-cynowa (Sn Cr Ca Si) słabo adaptują się do szkliwienia, a ich nasycenie koloru zmienia się znacząco wraz z temperaturą. Szkliwa zawierające cynk mogą łatwo powodować znaczne blaknięcie koloru; wyższa zawartość wapnia jest korzystna dla uzyskania różowego koloru.
5) Zieleń zielona i zieleń chromowa (CrAl) charakteryzują się ogólną zdolnością adaptacji do szkliwa, a ich nasycenie koloru jest stosunkowo stabilne przy zmianach temperatury wypalania. Lepiej jest barwić na szkliwie transparentnym. 6) Czerń i czerń kobaltowa (FeCrCoMn) charakteryzują się słabą zdolnością adaptacji do szkliwa, głównie ze względu na łatwą zmianę odcienia koloru wraz ze zmianami składu szkliwa; stabilność nasycenia koloru wraz ze zmianami temperatury wypalania jest na ogół przeciętna. Cynk i magnez w szkliwie mogą łatwo powodować zmiany odcienia koloru. Wapń i bar w szkliwie korzystnie wpływają na uzyskanie czarnego koloru, natomiast na szkliwie cyrkonowym są jaśniejsze.

2. Wpływ przygotowania i procesu nakładania glazury na kolor

Czynniki wpływające na przygotowanie glazury na kolor tuszu odzwierciedlają się głównie w jej grubości i zdolności do zatrzymywania wody. Im grubsza warstwa glazury, tym niższa gęstość upakowania powierzchni glazury po wyschnięciu. Podczas druku atramentowego, farba wnika głębiej i głębiej w warstwę glazury, a reakcja z glazurą jest bardziej kompletna podczas wypalania. Jednak konkretne zmiany nasycenia koloru i odcienia mogą się różnić w zależności od ilości użytego tuszu, procesu wypalania oraz charakterystyki pigmentu. Teoretycznie, różnica w grubości glazury może również prowadzić do różnicy w temperaturze dojrzewania glazury, wpływając tym samym na rozwój koloru tuszu.
Jednorodność natrysku wody i szkliwienia w procesie szkliwienia wpływa głównie na jednolitość koloru farby na powierzchni szkliwa. Jej istotą jest nierównomierne natryskiwanie i szkliwienie, co skutkuje nierównomierną zawartością wody na powierzchni szkliwa podczas drukowania. To z kolei prowadzi do nierównomiernego wnikania i przylegania farby do powierzchni szkliwa, co ostatecznie wpływa na jednolitość koloru farby. Podobnie, wahania w rozpylaniu wody i nakładaniu szkliwa mogą również powodować wahania koloru farby.
Zdolność szkliwa do zatrzymywania wody wpływa głównie na penetrację i przyczepność farby do powierzchni szkliwa po druku atramentowym, wpływając na suchość i wilgotność powierzchni szkliwa podczas druku atramentowego, a tym samym na ostateczny kolor farby. Im lepsza zdolność do zatrzymywania wody, tym większa zawartość wody na powierzchni szkliwa podczas druku atramentowego i tym płytszy stopień penetracji farby w szkliwo. Tym samym reakcja z szkliwem podczas wypalania jest mniej kompletna. Jednak konkretny wpływ na ostateczny kolor farby może się różnić w zależności od ilości użytego tuszu, procesu wypalania oraz właściwości pigmentu.

3. Wpływ składu chemicznego szkliwa na kolor

Skład chemiczny szkliwa ma różny wpływ na rozwój koloru różnych pigmentów. Topniki powszechnie stosowane w architektonicznych szkliwach ceramicznych, takie jak tlenek magnezu, tlenek cynku, tlenek boru itp., negatywnie wpływają na rozwój koloru większości pigmentów tuszowych i generalnie należy je stosować oszczędnie. Relatywnie rzecz biorąc, tlenek potasu, tlenek sodu, tlenek wapnia i tlenek baru mają stosunkowo niewielki wpływ.
Zazwyczaj szkliwa bazowe o wysokiej zawartości cyrkonu charakteryzują się znacznie lepszym rozwojem koloru niż inne pigmenty bez cyrkonu, takie jak żółcień prazeodymowa i czerwień żelazowo-cyrkonowa, które również zawierają cyrkon. W szkliwach bazowych o wysokiej zawartości cynku, pigmenty zawierające żelazo, takie jak żółć złocista, beżowy i czerwonobrązowy, charakteryzują się stosunkowo lepszym rozwojem koloru. W przypadku jaskrawej czerni i czerni kobaltowej z serii czarnej, tlenek cynku i tlenek cyrkonu w szkliwie bazowym nie sprzyjają rozwojowi koloru. Ten sam kolor różowy jest również bardzo wrażliwy na zawartość tlenku cynku. Zazwyczaj, gdy zawartość tlenku cynku przekracza 1%, kolor różowego tuszu zaczyna znacznie słabnąć. Różnice w wpływie różnych składników na rozwój koloru różnych pigmentów muszą być zrównoważone w rzeczywistej recepturze, biorąc pod uwagę efekt szkliwa, wymagania dotyczące rozwoju koloru tuszu i główny ton koloru produktu.

4. Wpływ wilgoci i temperatury w szkliwionej powierzchni na barwienie tuszu

Ilość i równomierność wilgoci na powierzchni szkliwa podczas druku atramentowego mają taki sam wpływ na rozwój koloru farby na powierzchni szkliwa, jak zdolność materiału szkliwa do retencji wody. Istotą jest to, że wilgoć na szkliwie wpływa na penetrację i przyczepność farby do szkliwa. Nadmierna wilgoć na powierzchni szkliwa podczas druku nie tylko wpływa na rozwój koloru poszczególnych farb, ale może również powodować powolną penetrację i wysychanie farby, co prowadzi do zlewania się i mieszania kolorów między różnymi punktami farby, zmniejszając tym samym poziom szczegółowości kolorów.
Temperatura szkliwa ma pewien wpływ na lepkość farby rozpylanej na powierzchnię szkliwa oraz na szybkość parowania rozpuszczalnika w farbie. Im wyższa temperatura szkliwa, tym niższa lepkość farby, a tym samym łatwiej wnika ona w szkliwo. Jednocześnie, im wyższa temperatura szkliwa, tym szybsze parowanie i schnięcie rozpuszczalnika w farbie, a tym trudniej wnika ona w szkliwo. W przypadku, gdy istnieje znacząca różnica w wpływie tych dwóch czynników na szybkość wnikania farby w szkliwo, zmiany temperatury szkliwa mogą powodować zmiany koloru farby.

5. Wpływ sortowania tuszu na kolor druku

W powszechnie stosowanych ceramicznych atramentach atramentowych, żółty i różowy charakteryzują się zazwyczaj niższym nasyceniem w porównaniu z innymi kolorami. Aby zmaksymalizować rzeczywistą intensywność koloru żółtego i różowego, można rozważyć zaplanowanie kolejności drukowania atramentu poprzez umieszczenie żółtego i różowego w kolejnych kanałach. Nakładające się na siebie obszary wielu kolorów podczas drukowania atramentowego mogą nieznacznie osłabić reakcję między szkliwem a kolorami żółtym i różowym podczas wypalania, a tym samym zwiększyć ich nasycenie, ponieważ kolory żółty i różowy są nakładane na siebie i drukowane na innych atramentach.

6. Wpływ stopnia wysuszenia po druku na kolor

Wpływ procesu suszenia wykroju szkliwa po druku natryskowym na kolor farby wynika głównie z migracji rozpuszczalnych soli w szkliwie na powierzchnię szkliwa z wodą, zmieniając w ten sposób skład chemiczny powierzchni szkliwa. Proces znaczącego wpływu rozpuszczalnych soli na kierunkową migrację wody w szkliwie jest stosunkowo powolny i trudno jest zaobserwować ten efekt podczas ciągłej produkcji linii szkliwa ze względu na stosunkowo stabilny proces suszenia. Jednakże, jeśli czas przechowywania w piecu jest zbyt długi, może to spowodować różnice w kolorze między produktami przechowywanymi a produktami wytwarzanymi w sposób ciągły. Podczas produkcji, mieszanie kolorów i wyrównywanie płyt powinno odbywać się w trybie ciągłym z tego powodu oraz dla stabilności wilgotności szkliwa.

7. Wpływ systemu wypalania na kolor tuszu

Ze względu na fakt, że pigmenty w tuszu powstają w procesie wypalania w wysokiej temperaturze, zakres temperatur wypalania ceramiki architektonicznej nie ulega dużym wahaniom. Wpływ systemu wypalania na kolor tuszu wynika zasadniczo z wpływu na reakcję topienia szkliwa na cząsteczkach pigmentu w wysokich temperaturach. Istnieją trzy główne czynniki wpływające na ten proces: temperatura wypalania, czas wypalania oraz atmosfera wypalania. Różne kolory charakteryzują się różnym stopniem wrażliwości na proces wypalania.
Gdy temperatura wypalania jest stosunkowo niska w porównaniu z temperaturą dojrzewania szkliwa, łatwo jest spowodować, że cząsteczki pigmentu w tuszu nie zareagują całkowicie i nie stopią się z szkliwem, co skutkuje częściowym wypaleniem. W tym momencie tusz wygląda na powierzchni szkliwa jak skórka pomarańczowa lub matowy, z jaśniejszym kolorem na powierzchni i ciemniejszym, nasyconym kolorem w miejscu reakcji ze szkliwem.
Gdy temperatura wypalania odpowiada temperaturze dojrzewania szkliwa, grubość warstwy pigmentu, utworzonej przez wielkość cząstek pigmentu tuszu i normalną objętość tuszu do drukarek atramentowych, decyduje o tym, że może ona zostać całkowicie wtopiona w szkliwo, bez nadmiernego erozji i stopienia przez szkliwo. Tusz charakteryzuje się normalnym rozwojem koloru, wysokim nasyceniem barw i połyskiem zasadniczo zgodnym z powierzchnią szkliwa. Ogólny efekt jest najlepszy.
Gdy temperatura wypalania jest stosunkowo wysoka w porównaniu z temperaturą dojrzewania szkliwa, ze względu na znacznie zwiększoną zdolność szkliwa do topienia, większa część cząstek pigmentu w tuszu ulega stopieniu i zniszczeniu przez szkliwo, a nawet całkowitemu wtopieniu w stop szkliwa, co skutkuje znaczną redukcją lub całkowitym zanikiem resztkowych cząstek pigmentu. Podczas późniejszego procesu chłodzenia struktura pierwotnie zabarwionego kryształu nie może zostać odtworzona, co skutkuje znaczną redukcją lub nawet całkowitym odbarwieniem. W przypadku, gdy temperatura wypalania jest zgodna z temperaturą dojrzewania szkliwa, czas wygrzewania jest w przybliżeniu odwrotnie proporcjonalny do intensywności koloru tuszu. Krótki czas izolacji w wysokiej temperaturze może spowodować, że niewielka ilość cząstek pigmentu nie wtopi się w szkliwo. Gdy czas izolacji w wysokiej temperaturze wynosi od 2 do 5 minut, stopień reakcji i stopienia między cząsteczkami pigmentu w tuszu i szkliwie jest zazwyczaj wystarczający, aby wniknąć w szkliwo i zachować więcej pierwotnych kryształów bez ich uszkodzenia. W tym czasie tusz ma najlepszy efekt barwiący.
Ponadto, dłuższy czas izolacji zwiększa tendencję warstwy szkliwa do krystalizacji, a tlenki metali obecne w kryształach stopionego pigmentu mają możliwość tworzenia nowych kryształów w nowym stopie, tworząc w ten sposób nowe odcienie kolorów. Krystalizacja utworzona przez szkliwo może również zmieniać właściwości optyczne szkliwa, takie jak absorpcja, odbicie, załamanie i transmisja fal świetlnych, zmieniając tym samym kolor niestopionych cząstek pigmentu. W rzeczywistości, przy odpowiednim składzie szkliwa, temperaturze wypalania i atmosferze, kolory zawierające żelazo w pigmentach, takie jak czerwony brąz i czerń, mają tendencję do tworzenia metalicznego efektu szkliwa na powierzchni szkliwa, gdy są przechowywane w wysokich temperaturach przez długi czas, a ogólny odcień koloru jest również nieznacznie inny niż w przypadku normalnej izolacji.
Różne atmosfery wypalania również wpływają na kolor tuszu, częściowo dlatego, że wpływają na podstawowy odcień koloru korpusu i szkliwa, tworząc w ten sposób mieszany efekt kolorystyczny w odcieniu tuszu. Z drugiej strony, ze względu na drobny rozmiar cząstek pigmentu w tuszu, niektóre z nich ulegają stopieniu i rozkładowi przez szkliwo w wysokich temperaturach, gromadząc się na powierzchni warstwy szkliwa. W porównaniu z atmosferą utleniającą, atmosfera redukująca ma możliwość stopienia cząstek pigmentu, a pierwotny tlenek o wysokiej wartościowości metalu barwiącego ulega redukcji do tlenku o niskiej wartościowości, tworząc w ten sposób nowe grupy barwiące, co ostatecznie wpływa na rzeczywisty kolor uzyskany przez tusz.

Streszczenie:
Wpływ technologii produkcji ceramiki na kolor farby do druku atramentowego jest wieloaspektowy, a wśród nich skład chemiczny szkliwa, wilgotność powierzchni szkliwa podczas druku oraz system wypalania mają największy wpływ na kolor farby podczas użytkowania. Oprócz zwrócenia uwagi na wpływ różnych procesów na kolor farby w procesie produkcji, ważniejsze jest pełne zrozumienie, że druk atramentowy jest znacznie bardziej wrażliwy niż druk tradycyjny ze względu na specyfikę procesu barwienia farby. Ścisłe zapewnienie stabilności procesu produkcyjnego jest niezbędne, aby zapewnić stabilny rozwój koloru farby podczas produkcji i użytkowania.

Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji, wyślij wiadomość e-mail na adres

nas: rynek@lemsun.com.cn