陶瓷生產工藝對噴墨打印墨水髮色的影響

在陶瓷噴墨打印生產中，墨水品質和噴印質量固然是決定墨水髮色的關鍵因素。而陶瓷生產工藝對墨水髮色的影響更是多方面的。由於墨水中色料顆粒的細度較普通印刷釉約細100倍，決定了陶瓷生產工藝對墨水髮色效果和穩定性的影響較印花裝飾工藝要大得多。

在墨水品質和噴印質量不變的前提下，影響墨水髮色的實質要素是：釉料的化學組成對墨水色料髮色的影響；在噴印、乾燥過程中墨水中的色料顆粒在釉料表面的滲透和附着；色料顆粒在高溫下被釉料熔體浸潤分散、侵蝕熔解的程度。陶瓷生產工藝對墨水髮色的影響正是通過這三個方面體現的。

1.陶瓷噴墨墨水的髮色特性

藍色 鈷藍（Co-Al-Zn）或深藍（Co-Si）、鈷藍(Co—Al—Sn—Zn)對釉料的適應性較強，色彩飽和度隨燒成溫度變化較穩定。但應避免釉中的鋅、鎂含量過高，以免色調偏紫。

紅棕 鋯鐵紅（Zr-Si-Fe ）深棕（Fe-Cr-Zn-Al）對釉料適應性較強，在鋯乳濁釉上髮色更好，色彩飽和度隨燒成溫度變化穩定性一般。含鋅、硼和鋇較高的面釉容易導致色調偏黃。

米黃 和紅棕類似。

桔黃 和紅棕類似。

金黃 和紅棕類似。

黃色 鐠黃（Zr-Si-Pr）對釉料的適應能力強，在鋯乳濁釉中呈色會更好，適應溫度範圍較廣。

粉色 鉻錫紅（Sn-Cr-Ca-Si）對釉料適應性差，色彩飽和度隨溫度變化較明顯。含鋅釉料容易導致顏色明顯減淡；較高鈣含量對粉色髮色有利。

黑色 鈷黑（Fe-Cr-Co-Mn） 對釉料適應性差，主要是隨釉料組成的變化色調容易變動；色彩飽和度隨燒成溫度變化穩定性一般。釉中的鋅、鎂易導致色調變化。釉中鈣、鋇有利於黑色的髮色，在鋯乳濁釉上髮色較淡。

綠色 鉻綠（Cr-Al）對釉料適應性一般，色彩飽和度隨燒成溫度變化較穩定。在透明釉上髮色較佳。

2.釉料的化學組成

釉料的化學組成對不同的色料髮色影響是不一樣的。建築陶瓷釉料中常會用到的熔劑氧化鎂、氧化鋅、氧化硼等組分對大多數墨水色料的髮色是不利的，一般應考慮少用。相對而言氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣、氧化鋇影響較小。

通常含氧化鋯成分較高的基礎釉料，對同樣含有氧化鋯成分的鋯尖晶石型色料鐠黃、鋯鐵紅等的髮色會明顯的好於其他不含鋯的色料。這是由於釉料中所含的氧化鋯因組分同質，減弱了鋯尖晶石型色料在高溫下的晶體結構被破壞分解，起到了一定的“保護”作用所致。在含鋅較高的基礎釉料中，金黃、米黃和紅棕色系含鐵的色料髮色相對較好。而對於黑色系的豔黑和鈷黑，基礎釉料中的氧化鋅和氧化鋯都是不利於髮色的。同樣粉色的髮色也對氧化鋅的含量十分敏感，一般氧化鋅含量超過1%粉色墨水的髮色就開始明顯減弱。這種不同組分對於不同色料髮色影響的差異，要在實際調配配方中綜合釉面效果、墨水髮色的需要、產品主流色調的需要權衡取捨。

釉料的化學組成對墨水髮色的另一個重要影響因素，是配方得到的釉料最終的成熟溫度範圍。相對於固定的燒成制度，略偏高的成熟溫度使釉料的高溫熔融能力略微偏低，有利於保存更多未被釉料侵蝕熔解的色料顆粒，從而提高色彩的飽和度；同時由於釉料熔體的反應活性相對較小，也有利於減少墨水的色調變化。但過高的釉料成熟溫度加上深色圖案用墨量大時，可能導致部分色料顆粒不能浸潤到釉料熔體中，從而形成“桔皮”直至“生燒”的現象，此時墨水在深色部分的髮色並不準確，即超出一定墨量後墨水的色彩飽和度不會隨墨量的增加而增加，甚至略有降低；反之，略偏低的釉料成熟溫度範圍將不利於墨水髮色的色彩飽和度和色調的穩定。而且略偏低的釉料成熟溫度範圍在燒成溫度和保溫時間有波動的時候，對墨水髮色的穩定也是不利的。

而釉料成熟溫度範圍的寬窄更多地表現在對墨水髮色穩定性的影響上。較窄的成熟溫度範圍將使釉料的高溫熔融能力和反應活性隨燒成溫度、保溫時間的波動明顯變化，從而導致墨水髮色的波動。

此外，同樣的墨水在化學組成大致相同的釉面上，由於色彩疊加的效應，釉面白度高的釉料相對白度低的釉料得到的單個墨水的髮色飽和度、色彩純度更高，整套墨水可應用的色域更廣。

3.釉料的製備與施釉

釉料的製備對墨水髮色的影響因素主要體現在釉料的細度和保水性能上。釉料的細度越粗，施釉乾燥後釉面的堆積密度越小，噴墨時墨水在釉層滲透得越多越深入，燒成時和釉料的反應更完全。但具體色彩飽和度和色調的變化，根據噴墨的墨量、燒成制度、色料的髮色特性會有所不同。同時，理論上釉料的細度差異也會導致釉料成熟溫度的差異從而影響墨水的髮色。不過生產實際中釉料細度的波動不會太大，實際影響並不明顯。

釉料的保水性能主要通過影響噴墨時釉面的乾溼程度影響墨水在噴墨後釉面的滲透和附着，從而影響墨水最終的髮色。保水性能越好，噴墨時釉面水分越大，墨水滲入釉料的程度越淺。燒成時與釉料的反應越不完全。但對墨水最終髮色的具體影響效果，也因噴墨的墨量、燒成制度、色料的髮色特性會有所不同。

施釉工藝中噴水和施釉的均勻程度主要影響墨水在釉面髮色的均一性。其本質是因噴水和施釉不勻，形成噴印時釉面水分不勻從而導致墨水在釉面的滲透附着不勻，最終影響墨水髮色的均一性。同理，噴水量和施釉量的波動也會導致墨水髮色的波動。

4.釉面的水分和溫度

噴墨時釉面水分的多少及均勻程度對墨水在釉面的髮色影響和釉料的保水性能對墨水髮色的影響是同樣的。其本質就是釉面的水分影響墨水在釉面的滲透附着。噴印時過大的釉面水分不僅影響單個墨水本身的髮色，還可能造成墨水因滲透乾燥過慢，不同墨點間產生融合混色情況，從而降低色彩的細節層次。生產實際中需要重視的是確保噴墨時釉面水分的充分乾燥和穩定，以保障墨水髮色的穩定和減少其他噴墨缺陷。

釉坯溫度的高低對噴印到釉面的墨水粘度和墨水中溶劑揮發速度均有一定程度的影響。釉面溫度越高，墨水的粘度越低，越容易滲入到釉料中；同時釉面溫度越高墨水中溶劑的揮發乾燥速度越快，越難滲入到釉料中。在兩者對墨水滲入釉料速度產生的影響差異大的情況下，釉面溫度的變化有機會造成墨水髮色的變化。

5.噴墨排色順序

在常用的陶瓷噴墨墨水中，黃色和粉色相對其他顏色的色彩飽和度一般偏低。爲了儘量提高黃色和粉色實際髮色強度，可考慮在安排墨水的噴印順序時將黃色、粉色安排到靠後的通道上。在噴墨時多色重疊的區域由於黃色、粉色靠後疊加噴印在其他顏色墨水上，可略微減弱燒成時釉料與黃色、粉色的反應程度，相應提高其色彩飽和度。

6.噴印後的乾燥和儲坯

噴印後釉坯的乾燥過程對墨水髮色的影響主要是通過釉料中的可溶鹽隨水分排出遷移到釉料表層，從而改變釉料表層的化學成分形成的。可溶鹽在釉料中隨水分的定向遷移產生明顯影響的過程是較緩慢的，在釉線連續生產的過程中由於乾燥過程相對較穩定，不容易觀察到這種影響。但在入窯儲坯時間過長的情況下，可以造成儲坯後的產品和連續生產產品的色差。生產中調版對版要在連續生產狀態下打印就是出於這點以及對釉面水分穩定的考慮。

7.燒成制度

由於墨水中的色料是經過高溫燒製形成的，自身在建築陶瓷的燒成溫度範圍變化並不大。燒成制度對墨水髮色的影響實質是通過影響釉料在高溫下對色料顆粒的反應熔融性能形成的。其主要影響因素有三個方面：燒成溫度、保溫時間和燒成氣氛。不同的顏色對燒成制度的敏感程度不一樣。

在燒成溫度相對釉料的成熟溫度偏低時，容易造成墨水中色料顆粒不能和釉料完全反應熔融，形成部分生燒。此時墨水在釉面表現爲桔皮或啞光狀，表層顏色較淡，和釉料反應部分則爲較深、飽和的顏色。

燒成溫度與釉料的成熟溫度匹配時，由於墨水的色料顆粒粒徑以及正常噴墨墨量形成的色料層厚度決定了剛好能完全熔入釉料中而又不被釉料過多侵蝕熔解。墨水的髮色正常，色彩飽和度高，光澤與釉面基本一致。整體效果最佳。

燒成溫度相對釉料成熟溫度偏高時，由於釉料的熔融反應能力大幅提高，墨水中的色料顆粒被釉料熔融破壞掉原有晶體結構的部分將會較多，甚至被完全熔入釉料的熔體中，殘餘的色料顆粒大幅減少或完全消失。在後續的冷卻過程中不能重新形成原有髮色晶體的結構，最終導致髮色明顯減弱甚至無色。

在燒成溫度與釉料的成熟溫度匹配的情況下，保溫時間的長短與墨水髮色的強弱成近似反比的關係。過短的高溫保溫時間可能存在少部分未能熔入釉料的色料顆粒。高溫保溫時間在2-5分鐘時通常墨水中色料顆粒和釉料反應熔融的程度恰好能浸潤到釉料中且保留較多的原有晶體不被破壞，此時墨水的髮色效果最佳。隨着高溫保溫時間的加長，色料顆粒被釉料侵蝕熔解的部分增多，墨水的髮色將有所減淡。但其變化程度隨保溫時間的繼續增加將逐步減弱，這是由於在釉料固有的成熟溫度範圍內且燒成溫度本身不變的情況下，釉料與墨水色料顆粒的反應活性是固定的，殘餘的色料顆粒數量和體積取決於色料顆粒被侵蝕熔解的部分在釉料中的擴散速度。在正常的燒成溫度下，由於釉層厚度及粘度的關係，擴散速度較小，導致色料顆粒被侵蝕熔解的速度逐漸減弱。

此外，較長的保溫時間將增加釉層的結晶傾向，被熔融色料晶體中原有的金屬氧化物有機會在新的熔體中形成新結晶體，從而形成新的色調；或因釉料形成的結晶而改變釉料對光波的吸收、反射、折射、透光率等光學性能，從而改變未熔融部分色料顆粒的呈色。事實上，在合適的釉料組成、燒成溫度和氣氛的情況下，色料中含鐵的顏色如紅棕和黑色，在高溫保溫時間較長時就容易在釉面形成金屬釉的效果，整體色調也較正常保溫時有一定差異。

燒成氣氛的不同對墨水的髮色也有影響，一方面是因爲影響了坯體和釉料的基本色調從而形成了對墨水髮色色調的混色效應。另一方面由於墨水中色料顆粒粒度較細，在高溫下部分被釉料熔融分解，且集中於釉層表面，相對於氧化氣氛，還原氣氛有機會造成色料顆粒被熔解後，原有的髮色金屬高價氧化物被還原爲低價氧化物，從而形成新的髮色基團，最終影響墨水得到的實際顏色。

不同的墨水顏色由於成分組成和晶體結構的不同，其高溫穩定性、與不同釉料的反應特性也不同。通常藍色、綠色、鐠黃、金黃隨燒成制度的變動變化較小，棕色、桔色、米色次之，而粉色最爲敏感。

6.結語

陶瓷生產工藝對噴墨打印墨水髮色的影響是多方面的，其中釉料的化學組成、噴印時釉面的水分、燒成制度對墨水在使用中髮色的影響最爲明顯。生產實際中除了要關注瞭解各工藝細節對墨水髮色的影響，更重要的是充分認識到噴墨打印由於墨水髮色的工藝特性要比普通印花敏感得多。嚴格保證生產工藝狀況的穩定才能保障墨水在生產使用中達到穩定的髮色效果。