陶瓷生产工艺对喷墨打印墨水发色的影响

在陶瓷喷墨打印生产中，墨水品质和喷印质量固然是决定墨水发色的关键因素。而陶瓷生产工艺对墨水发色的影响更是多方面的。由于墨水中色料颗粒的细度较普通印刷釉约细100倍，决定了陶瓷生产工艺对墨水发色效果和稳定性的影响较印花装饰工艺要大得多。

在墨水品质和喷印质量不变的前提下，影响墨水发色的实质要素是：釉料的化学组成对墨水色料发色的影响；在喷印、干燥过程中墨水中的色料颗粒在釉料表面的渗透和附着；色料颗粒在高温下被釉料熔体浸润分散、侵蚀熔解的程度。陶瓷生产工艺对墨水发色的影响正是通过这三个方面体现的。

1.陶瓷喷墨墨水的发色特性

蓝色 钴蓝（Co-Al-Zn）或深蓝（Co-Si）、钴蓝(Co—Al—Sn—Zn)对釉料的适应性较强，色彩饱和度随烧成温度变化较稳定。但应避免釉中的锌、镁含量过高，以免色调偏紫。

红棕 锆铁红（Zr-Si-Fe ）深棕（Fe-Cr-Zn-Al）对釉料适应性较强，在锆乳浊釉上发色更好，色彩饱和度随烧成温度变化稳定性一般。含锌、硼和钡较高的面釉容易导致色调偏黄。

米黄 和红棕类似。

桔黄 和红棕类似。

金黄 和红棕类似。

黄色 镨黄（Zr-Si-Pr）对釉料的适应能力强，在锆乳浊釉中呈色会更好，适应温度范围较广。

粉色 铬锡红（Sn-Cr-Ca-Si）对釉料适应性差，色彩饱和度随温度变化较明显。含锌釉料容易导致颜色明显减淡；较高钙含量对粉色发色有利。

黑色 钴黑（Fe-Cr-Co-Mn） 对釉料适应性差，主要是随釉料组成的变化色调容易变动；色彩饱和度随烧成温度变化稳定性一般。釉中的锌、镁易导致色调变化。釉中钙、钡有利于黑色的发色，在锆乳浊釉上发色较淡。

绿色 铬绿（Cr-Al）对釉料适应性一般，色彩饱和度随烧成温度变化较稳定。在透明釉上发色较佳。

2.釉料的化学组成

釉料的化学组成对不同的色料发色影响是不一样的。建筑陶瓷釉料中常会用到的熔剂氧化镁、氧化锌、氧化硼等组分对大多数墨水色料的发色是不利的，一般应考虑少用。相对而言氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化钡影响较小。

通常含氧化锆成分较高的基础釉料，对同样含有氧化锆成分的锆尖晶石型色料镨黄、锆铁红等的发色会明显的好于其他不含锆的色料。这是由于釉料中所含的氧化锆因组分同质，减弱了锆尖晶石型色料在高温下的晶体结构被破坏分解，起到了一定的“保护”作用所致。在含锌较高的基础釉料中，金黄、米黄和红棕色系含铁的色料发色相对较好。而对于黑色系的艳黑和钴黑，基础釉料中的氧化锌和氧化锆都是不利于发色的。同样粉色的发色也对氧化锌的含量十分敏感，一般氧化锌含量超过1%粉色墨水的发色就开始明显减弱。这种不同组分对于不同色料发色影响的差异，要在实际调配配方中综合釉面效果、墨水发色的需要、产品主流色调的需要权衡取舍。

釉料的化学组成对墨水发色的另一个重要影响因素，是配方得到的釉料最终的成熟温度范围。相对于固定的烧成制度，略偏高的成熟温度使釉料的高温熔融能力略微偏低，有利于保存更多未被釉料侵蚀熔解的色料颗粒，从而提高色彩的饱和度；同时由于釉料熔体的反应活性相对较小，也有利于减少墨水的色调变化。但过高的釉料成熟温度加上深色图案用墨量大时，可能导致部分色料颗粒不能浸润到釉料熔体中，从而形成“桔皮”直至“生烧”的现象，此时墨水在深色部分的发色并不准确，即超出一定墨量后墨水的色彩饱和度不会随墨量的增加而增加，甚至略有降低；反之，略偏低的釉料成熟温度范围将不利于墨水发色的色彩饱和度和色调的稳定。而且略偏低的釉料成熟温度范围在烧成温度和保温时间有波动的时候，对墨水发色的稳定也是不利的。

而釉料成熟温度范围的宽窄更多地表现在对墨水发色稳定性的影响上。较窄的成熟温度范围将使釉料的高温熔融能力和反应活性随烧成温度、保温时间的波动明显变化，从而导致墨水发色的波动。

此外，同样的墨水在化学组成大致相同的釉面上，由于色彩叠加的效应，釉面白度高的釉料相对白度低的釉料得到的单个墨水的发色饱和度、色彩纯度更高，整套墨水可应用的色域更广。

3.釉料的制备与施釉

釉料的制备对墨水发色的影响因素主要体现在釉料的细度和保水性能上。釉料的细度越粗，施釉干燥后釉面的堆积密度越小，喷墨时墨水在釉层渗透得越多越深入，烧成时和釉料的反应更完全。但具体色彩饱和度和色调的变化，根据喷墨的墨量、烧成制度、色料的发色特性会有所不同。同时，理论上釉料的细度差异也会导致釉料成熟温度的差异从而影响墨水的发色。不过生产实际中釉料细度的波动不会太大，实际影响并不明显。

釉料的保水性能主要通过影响喷墨时釉面的干湿程度影响墨水在喷墨后釉面的渗透和附着，从而影响墨水最终的发色。保水性能越好，喷墨时釉面水分越大，墨水渗入釉料的程度越浅。烧成时与釉料的反应越不完全。但对墨水最终发色的具体影响效果，也因喷墨的墨量、烧成制度、色料的发色特性会有所不同。

施釉工艺中喷水和施釉的均匀程度主要影响墨水在釉面发色的均一性。其本质是因喷水和施釉不匀，形成喷印时釉面水分不匀从而导致墨水在釉面的渗透附着不匀，最终影响墨水发色的均一性。同理，喷水量和施釉量的波动也会导致墨水发色的波动。

4.釉面的水分和温度

喷墨时釉面水分的多少及均匀程度对墨水在釉面的发色影响和釉料的保水性能对墨水发色的影响是同样的。其本质就是釉面的水分影响墨水在釉面的渗透附着。喷印时过大的釉面水分不仅影响单个墨水本身的发色，还可能造成墨水因渗透干燥过慢，不同墨点间产生融合混色情况，从而降低色彩的细节层次。生产实际中需要重视的是确保喷墨时釉面水分的充分干燥和稳定，以保障墨水发色的稳定和减少其他喷墨缺陷。

釉坯温度的高低对喷印到釉面的墨水粘度和墨水中溶剂挥发速度均有一定程度的影响。釉面温度越高，墨水的粘度越低，越容易渗入到釉料中；同时釉面温度越高墨水中溶剂的挥发干燥速度越快，越难渗入到釉料中。在两者对墨水渗入釉料速度产生的影响差异大的情况下，釉面温度的变化有机会造成墨水发色的变化。

5.喷墨排色顺序

在常用的陶瓷喷墨墨水中，黄色和粉色相对其他颜色的色彩饱和度一般偏低。为了尽量提高黄色和粉色实际发色强度，可考虑在安排墨水的喷印顺序时将黄色、粉色安排到靠后的通道上。在喷墨时多色重叠的区域由于黄色、粉色靠后叠加喷印在其他颜色墨水上，可略微减弱烧成时釉料与黄色、粉色的反应程度，相应提高其色彩饱和度。

6.喷印后的干燥和储坯

喷印后釉坯的干燥过程对墨水发色的影响主要是通过釉料中的可溶盐随水分排出迁移到釉料表层，从而改变釉料表层的化学成分形成的。可溶盐在釉料中随水分的定向迁移产生明显影响的过程是较缓慢的，在釉线连续生产的过程中由于干燥过程相对较稳定，不容易观察到这种影响。但在入窑储坯时间过长的情况下，可以造成储坯后的产品和连续生产产品的色差。生产中调版对版要在连续生产状态下打印就是出于这点以及对釉面水分稳定的考虑。

7.烧成制度

由于墨水中的色料是经过高温烧制形成的，自身在建筑陶瓷的烧成温度范围变化并不大。烧成制度对墨水发色的影响实质是通过影响釉料在高温下对色料颗粒的反应熔融性能形成的。其主要影响因素有三个方面：烧成温度、保温时间和烧成气氛。不同的颜色对烧成制度的敏感程度不一样。

在烧成温度相对釉料的成熟温度偏低时，容易造成墨水中色料颗粒不能和釉料完全反应熔融，形成部分生烧。此时墨水在釉面表现为桔皮或哑光状，表层颜色较淡，和釉料反应部分则为较深、饱和的颜色。

烧成温度与釉料的成熟温度匹配时，由于墨水的色料颗粒粒径以及正常喷墨墨量形成的色料层厚度决定了刚好能完全熔入釉料中而又不被釉料过多侵蚀熔解。墨水的发色正常，色彩饱和度高，光泽与釉面基本一致。整体效果最佳。

烧成温度相对釉料成熟温度偏高时，由于釉料的熔融反应能力大幅提高，墨水中的色料颗粒被釉料熔融破坏掉原有晶体结构的部分将会较多，甚至被完全熔入釉料的熔体中，残余的色料颗粒大幅减少或完全消失。在后续的冷却过程中不能重新形成原有发色晶体的结构，最终导致发色明显减弱甚至无色。

在烧成温度与釉料的成熟温度匹配的情况下，保温时间的长短与墨水发色的强弱成近似反比的关系。过短的高温保温时间可能存在少部分未能熔入釉料的色料颗粒。高温保温时间在2-5分钟时通常墨水中色料颗粒和釉料反应熔融的程度恰好能浸润到釉料中且保留较多的原有晶体不被破坏，此时墨水的发色效果最佳。随着高温保温时间的加长，色料颗粒被釉料侵蚀熔解的部分增多，墨水的发色将有所减淡。但其变化程度随保温时间的继续增加将逐步减弱，这是由于在釉料固有的成熟温度范围内且烧成温度本身不变的情况下，釉料与墨水色料颗粒的反应活性是固定的，残余的色料颗粒数量和体积取决于色料颗粒被侵蚀熔解的部分在釉料中的扩散速度。在正常的烧成温度下，由于釉层厚度及粘度的关系，扩散速度较小，导致色料颗粒被侵蚀熔解的速度逐渐减弱。

此外，较长的保温时间将增加釉层的结晶倾向，被熔融色料晶体中原有的金属氧化物有机会在新的熔体中形成新结晶体，从而形成新的色调；或因釉料形成的结晶而改变釉料对光波的吸收、反射、折射、透光率等光学性能，从而改变未熔融部分色料颗粒的呈色。事实上，在合适的釉料组成、烧成温度和气氛的情况下，色料中含铁的颜色如红棕和黑色，在高温保温时间较长时就容易在釉面形成金属釉的效果，整体色调也较正常保温时有一定差异。

烧成气氛的不同对墨水的发色也有影响，一方面是因为影响了坯体和釉料的基本色调从而形成了对墨水发色色调的混色效应。另一方面由于墨水中色料颗粒粒度较细，在高温下部分被釉料熔融分解，且集中于釉层表面，相对于氧化气氛，还原气氛有机会造成色料颗粒被熔解后，原有的发色金属高价氧化物被还原为低价氧化物，从而形成新的发色基团，最终影响墨水得到的实际颜色。

不同的墨水颜色由于成分组成和晶体结构的不同，其高温稳定性、与不同釉料的反应特性也不同。通常蓝色、绿色、镨黄、金黄随烧成制度的变动变化较小，棕色、桔色、米色次之，而粉色最为敏感。

6.结语

陶瓷生产工艺对喷墨打印墨水发色的影响是多方面的，其中釉料的化学组成、喷印时釉面的水分、烧成制度对墨水在使用中发色的影响最为明显。生产实际中除了要关注了解各工艺细节对墨水发色的影响，更重要的是充分认识到喷墨打印由于墨水发色的工艺特性要比普通印花敏感得多。严格保证生产工艺状况的稳定才能保障墨水在生产使用中达到稳定的发色效果。