【问题】你好！最近看到微信上说《陶瓷装饰用喷墨打印墨水》广东省地方标准正在征求意见，想了解一下这个标准规定了哪些技术参数，以及为什么选择这些参数？
【回答】很感谢你的信任。笔者觉得从标准制定情况、标准草案探讨、后续说明这三个角度进行分析，可能更容易理解。
一、标准制定情况
1、该标准项目调研于2011年6月，申报于9月，获批于2011年12月。
2、2012年收集了国内外陶瓷墨水样品，进行了第一轮验证性检测，编制于第一版标准草案。
3、2013年进行了第二轮验证性检测，编制于第二版标准草案，并进行第一轮征求意见。2013年5月22日召开了陶瓷墨水标准技术和草案的研讨会，参会代表有来自新明珠、蒙娜丽莎、大鸿制釉、迈锐思、明朝科技、康立泰、远泰、金鹰、万兴等等陶瓷生产企业和墨水企业的专家。
4、2014年进行了第三轮验证性检测，编制了第三版标准草案，形成了《陶瓷装饰用喷墨打印墨水》广东省地方标准正式版的征求意见稿。
二、标准草案探讨
1、最初计划全面检测
陶瓷墨水根据放置、在墨路系统中流动、从喷头中喷射出形成墨滴、与坯体结合、烧成后显色等过程的需求，全面检测的项目可分为四个部分：1、基本理化指标———密度、粘度、表面张力、粒度分布、固含量等；2、墨水的墨滴性能———墨滴的形貌、体积、速度和润湿性等；3、墨水的流动性和稳定性———外观、pH值、耐久性等；4、高温发色性能：发色效果、不同批次墨水的色差、高温下与釉料坯体的适应情况。
陶瓷墨水检测设备包括墨水理化性能测试设备（旋转粘度计、动态表面张力仪、激光粒度仪等等）、墨滴观测仪、喷头配套的检测设备和驱动软件、喷墨打印试验机和色差仪等。
2、检测项目根据实际情况调整
在后续标准研制过程中发现墨水的墨滴性能检测需要特定波形方程、温度补充机制、不同喷墨对于墨水的参数要求不一，不适于制定标准。
墨水的耐久性试验最初采用墨水离心试验前后样品，进行稀释后的吸光度试验，发现结果相关性不佳，不同品牌墨水之间的稳定性不能进行有效比较。后面又参考喷墨打印机油墨标准，墨水在60℃放置15天全部沉淀，在60℃放置7天，样品的沉淀也比较严重，这是因为陶瓷墨水中约有40 wt％的无机色料与有机染料型的喷墨墨水没有可比性。至于pH值，绝大部分应用生产的陶瓷墨水为油性墨水，油性墨水的pH值由于没有足够电解质无法有效检测。
至于高温发色性能，最初的设想是参考JC/T 1046.1-2007《建筑卫生陶瓷用色釉料 第1部分：建筑卫生陶瓷用釉料》、JC/T 1046.2-2007《建筑卫生陶瓷用色釉料第2部分：建筑卫生陶瓷用色料》，进行喷墨机打印色块、窑炉烧成后色差检测。但在后期调研和征求意见时发现该项目列为标准的话，试验机和生产机不一样、检测机构实验室的电路与实际生产辊道窑不一致、不同喷墨对于墨水的参数要求不一，同时涉及特定波形方程、温度补充机制需要保密的技术参数。因此，色差列为标准的检测项目的可操作性不高。
关于水性墨水和油性墨水、大颗粒墨水的性能参数的检测也有考虑过，其中还对水性墨水进行了检测试验。通过征求多方意见，目前陶瓷墨水在生产中绝大部分是油性墨水，大颗粒陶瓷墨水还未用于实际生产，可以在后续的标准修订根据实际情况进行修订。
前期还与喷头企业、喷墨打印机企业深入探讨墨水喷头中高强度打印、墨水与喷墨打印机管路系统兼容性的检测，由于涉及技术的保密、实际检测的周期、不同墨水与喷头、喷墨设备的复杂匹配性，该项目制定标准的可操作不高。
根据标准实际检测的可行性，本标准最终确定主要涉及基本理化指标。
3、基本理化指标
本标准草案涉及的指标有：①外观质量：与标样外观目视基本一致，不得有明显可视杂质；②粘度：粘度范围应在8～30 mPa·s（40℃）；③表面张力：应在20～35 mN·m-1（40℃）；④粒度分布：需要提供D10、D50、D90的报告，其中D50＜0.5μm ，D90＜1μm；⑤固含量：需要提供固含量的报告；⑥需要提供密度的报告；⑦放射性核素限量：需要提供产品的放射性核素限量水平的报告。
4、基本理化指标的确定依据
①外观质量
外观质量主要是考虑后续放置的稳定性，是否会凝絮、分层、沉淀、变色等等，可通过肉眼初步分辨。
②粘度
适当的粘度可确保墨水在墨路内顺畅地循环流动，有利于墨水从喷口的喷出和墨滴的均匀形成。粘度太小，墨水内摩擦力小，液滴呈弯月形而产生阻尼振荡，影响喷射速度；粘度过大，墨水流动性差，且不易形成小液滴。Xaar 在其官网上介绍Xaar 1001 GS12喷头能适用陶瓷墨水的粘度范围为7-50mPa·s（可以理解为可通过调节墨水温度，将喷射时的粘度调节至7-20mPa·s，但墨水粘度过高过低会影响喷头使用寿命）。Dimatix-Fujifilm StarFireTM SG-1024/M-C的技术参数说明书中介绍该喷头能适用陶瓷墨水的粘度范围为8-20mPa·s，推荐范围为10-14mPa·s。
③表面张力
适当的表面张力可以保证墨滴的均匀形成和不粘喷头，有助于喷墨打印的长期稳定。陶瓷墨水的表面张力过大，容易出现墨滴拖尾的现象；表面张力过小，墨滴容易扩散、易产生卫星状墨滴，会使图案的清晰度和层次感降低。与此同时，墨水的表面张力会随着墨水温度的上升而下降，可利用喷头的温度控制系统，调节陶瓷墨水的表面张力。目前，商品化陶瓷墨水喷墨温度下的表面张力约为20～30mN·m-1。
④粒度分布
由于喷头孔径和墨水通路系统的制约，墨水中的色剂颗粒必须足够细小，以保证喷墨的顺畅。Xaar 1001 GS12喷头的喷嘴直径大约为25μm，喷嘴直径至少是墨水原料颗粒直径的20～25倍。尽管有多重过滤，陶瓷墨水的D90如果超过1μm，会影响喷墨打印的稳定性。 由于砂磨机的大范围应用、墨水有机部分的成熟、过滤系统的应用，很多国内外的陶瓷墨水大多都达到D50≤0.350μm、D90≤0.600μm的性能参数。但对于一些黄色墨水， 深发色的墨水，高固含量的墨水，D50可能超过0.5μm，后续也会考虑粒度分布指标做一些调整，主要用于参考。
⑤固含量
固含量是无机陶瓷色料及相关固相添加剂在陶瓷墨水中的质量百分数，主要成分是无机陶瓷色料。固含量越高，单位质量墨水中色料含量越高，越能够提高陶瓷喷墨的发色强度和色彩范围，降低陶瓷墨水的用量。在对设计图稿的表现力上，提高墨水固含量的作用优于通过对同一位置重复打印进而堆积墨点的作用，这是由于同一位置重复打印容易导致墨点偏离目标位置，降低清晰度。一般陶瓷墨水的固含量为30wt％～45 wt％。
⑥密度
目前国内外陶瓷墨水给供应商的技术参数资料里面很多都包含密度的指标，密度的变化直接反应稳定性、固含量的变化，也可作为评估不同批次墨水稳定性的指标之一。而且国外相关喷墨技术的资料里面对墨水的技术要求涉及密度、粘度、表面张力的多元相互关系。在标准里面列出了更为准确的检测方法，GBT 6750-2007《色漆和清漆 密度的测定 比重瓶法》，该项目不做强制指标的限定，主要是提供参考。
⑦放射性核素限量
作为一个保障性的安全指标，只是型式检测要求（简单理解类似于新产品的全项检测）。由于基本色料配方的固定，后续每个批次的样品则不要求做。
三、后续说明
墨水企业需要制定合理的质量监控机制。对每一批喷墨色料需要做色差的检验。在生产过程中对墨水的表面张力、粘度应该每个小时做在线监控，尤其是粘度经常波动；而表面张力与有机组分（分散介质、分散剂等）有关，波动较小。
由于考虑到实际检测的客观条件，相关陶瓷生产企业可以按照以下方法进行不同批次墨水样品色差的检测。取相同的陶瓷坯体两块，使用样品和标样打印出分辨率不低于200dpi×200dpi、面积不小于50×50mm的纯色色块各1块（也可以在同一块陶瓷坯体上各打印纯色色块1块），再相应的窑炉烧成。用色差仪检测色差。如果协商好，也可以用上一批次墨水烧制的色板与该批次墨水烧制的色板进行色差检测。
尽管查阅了大量国内外学术论文、专利、技术手册，反复讨论过标准草案的内容，但是由于陶瓷墨水涉及各种性能的复杂检测技术，标准草案也可能存在很多不足之处，请各位读者提出宝贵的修改意见。
如果大家对标准有什么意见需要反馈，可以跟笔者联系，邮箱为：hujun2007win@126.com。
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【笔者系国家陶瓷及水暖卫浴产品质量监督检验中心工程师】
记者:胡俊