日本是一個發(fā)達的資本主義國家,又是當今陶瓷生產(chǎn)技術(shù)水平很高、擁有高科技開發(fā)能力及一批名牌產(chǎn)品的陶瓷生產(chǎn)大國。近年來日本陶瓷業(yè)界積極進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,開發(fā)新技術(shù)、研制新產(chǎn)品取得許多成效。尤其在日用陶瓷生產(chǎn)工藝及采用全自動生產(chǎn)技術(shù)方面,令人矚目。本文參閱日本最近陶瓷刊物,撰文進行介紹給讀者,主要內(nèi)容:
日本最近陶瓷生產(chǎn)狀況;
陶瓷生產(chǎn)新技術(shù)開發(fā)動向;
將來發(fā)展展望等共三部分內(nèi)容。
日本最近陶瓷生產(chǎn)狀況
根據(jù)日本通產(chǎn)省資料統(tǒng)計:日本2000年內(nèi)銷瓷和式餐具產(chǎn)量,比歷史上產(chǎn)量最高的1990年下降30%,達到763億日元。由于內(nèi)銷瓷均屬日本民族風格,基本上不對外銷,故與國際上匯率變化沒有影響。不過由于日元升值導致國外陶瓷制品大量進口,進口金額比上年增加50%左右。特別是“百元店”出售的國外陶瓷由于價格低廉,對日本國內(nèi)陶瓷生產(chǎn)與流通形成極大的沖擊與威脅。在西餐具產(chǎn)品生產(chǎn)方面,從20世紀90年代中期起,進口產(chǎn)品數(shù)量已大于出口瓷數(shù)量,這對于日本陶瓷業(yè)界來講是一個重要的轉(zhuǎn)折。為應付目前這種嚴峻的局勢,日本陶瓷生產(chǎn)企業(yè)積極引進自動化生產(chǎn)設備,以降人工費在產(chǎn)品中的成本。另一方面,為對付日元大規(guī)模升值對陶瓷業(yè)帶來的負面影響,日本許多主要陶瓷廠商正致力于向東南亞地區(qū)轉(zhuǎn)移生產(chǎn)能力,在當?shù)亟⑻沾缮a(chǎn)基地。
目前在馬來西亞、印尼、泰國及越南都出現(xiàn)了日資陶瓷企業(yè),這種發(fā)展趨勢仍在加大,取得成效。
陶瓷生產(chǎn)新技術(shù)開發(fā)動向
陶瓷原料方面:
目前日本陶瓷企業(yè),由于國內(nèi)陶瓷原料供應不足,從國外進口數(shù)量逐年增長。如可塑性高嶺土原料,從韓國及新西蘭進口,進口量已達總進口量50%以上。另外,從英國與中國進口高嶺土原料數(shù)量正在增多,隨著原料的進口,必然導致產(chǎn)品成本增加,因此迫使企業(yè)必須生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品,提高產(chǎn)品的檔次。
在陶瓷原料開發(fā)利用方面,不再局限于過去普通的陶器與瓷器制品,而是強調(diào)日用瓷更多的使用功能與用途,如研制具有抗菌性能的陶瓷餐具產(chǎn)品等。其次在研制新產(chǎn)品中要提高環(huán)境保護的標準與有利于人體保健的效果,如對于釉料、色料含鉛鎘溶出的問題進行規(guī)劃治理。繼20世紀80年代末期日本首先開發(fā)出氧化鋁強化瓷器餐具及烹調(diào)用器外,又相繼開發(fā)出蓄光性日用陶瓷、電誘導加熱烹調(diào)餐具等新產(chǎn)品。在陶瓷原料加工方面,由于粘土可塑性與泥料顆粒表面水膜厚度及表面離子有關(guān),所以在可塑成型工藝中,使泥料中存在有一定數(shù)量的數(shù)微米程度的細孔隙非常重要,進一步闡明了可塑性形成的基本原理。應用這一理論成果、日本開發(fā)出人工高嶺土粘土,它的使用性能遠優(yōu)于天然高嶺土原料,屬于首創(chuàng)。
成型工藝方面:
日本陶瓷采用泥料可塑成型生產(chǎn)陶瓷杯、盤的全自動生產(chǎn)線已十分普及,在某些盤類產(chǎn)品中采用等靜壓成型方法。
為了實行多品種小批量生產(chǎn)方式,在全自動成型生產(chǎn)線中使用的石膏模型數(shù)量減少,并采用先進的NC控制系統(tǒng)可以自動更換滾壓成型機的滾頭,實現(xiàn)了一臺滾壓機可以生產(chǎn)不同類的產(chǎn)品。在等靜壓干壓成型生產(chǎn)線中,實現(xiàn)雙滾頭、三滾頭等批量生產(chǎn)型向單頭轉(zhuǎn)換的潮流。促進模型替換更簡單化。
在注漿成型方面,已普及了高壓注漿成型機,顯示出其先進的科技水平。
在日本由于熟練工人數(shù)減少及難以招聘到新工人,目前在所有陶瓷生產(chǎn)工藝流程方面正在大幅度采取全自動化設備與機器人操作方式。在成型與彩繪技術(shù)方面,已出現(xiàn)全自動成型,微波干燥壞體、絲網(wǎng)印刷、填充式印花等新技術(shù),精確度與效率都有很大提高。即使是過去以手工制作與手工彩繪的陶瓷制品,現(xiàn)在也采取機械方式生產(chǎn)。如高壓注漿成型、干壓成型、噴彩印花等等,大大提高了生產(chǎn)效率。
施釉與燒成工序:
日本陶瓷產(chǎn)品的施釉設備、全部采用了工業(yè)化機器人。
這種施釉機器人可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、部位,選擇不同的施釉動作程序化裝置進行施釉,可控制施釉部位與厚度。
在燒成方面,日本陶瓷企業(yè)使用了高熱效率的輕型化燒成窯爐及輕質(zhì)窯具,過去使用的匣缽已停止使用。這種窯爐可實現(xiàn)快速燒成,僅用4-6小時即可完成燒成任務。一些規(guī)模小的陶瓷廠使用的梭式窯爐也普遍實現(xiàn)了燒成溫度、氣氛的自動控制。由于窯爐內(nèi)襯使用了絕熱性高的陶瓷纖維材料,窯爐的熱利用效率提高。窯爐上裝置有強力噴槍及控制裝置,可以實現(xiàn)精確的燒成工藝。生產(chǎn)規(guī)模大的陶瓷企業(yè)均采用了還原焰燒成輥道窯。這種輥道窯爐快速燒成時間僅為4小時,而且具有溫度均勻等特性。日本有關(guān)研究單位正在開發(fā)一種供特殊使用的新型窯爐,這種窯爐外殼呈透明狀,可供研究人員透視燒成過程中變化,尤其可用作斜硅鈣石及晶體玻璃燒成中的解析,并且對于釉及坯料中常用的陶瓷色料鐵、銅在燒成后的呈色機理研究亦正在進行中。
彩繪方面
彩繪是給陶瓷制品賦以美感與裝飾性的工序。由于計算機技術(shù)的發(fā)展及售價逐步降低,日本陶瓷制品的印花方面,四色印刷及在四色印花上再增加一些特色的花紙印刷,獲得普及。以釉下彩繪為中心的充填印花技術(shù)發(fā)展很快,尤其是陶瓷坯制品印花的精度與清晰度大幅提高,并實現(xiàn)在陶瓷坯上直接進行四色印花。在陶瓷顏料的發(fā)展方面,日本已研制出合成溶膠包裹顏料及Zr-Si系玻璃微型膠膜顏料等新品種。
在釉料與色料的微細粉碎中,已采用了優(yōu)化粉碎效率的媒體攪拌球磨機,提高了效率與產(chǎn)品的純度。使陶瓷制品花面更鮮艷、漂亮。
開發(fā)無鉛顏料與無鉛釉料
從20世紀90年代起,美國FDA及加利佛尼亞洲65號提議,強調(diào)了嚴格限制陶瓷制品釉及色料中的鉛溶出問題。為了降低陶瓷制品的鉛溶出,日本陶瓷企業(yè)采用提高彩瓷烤燒溫度與向窯內(nèi)噴射水蒸汽排鉛的方法。另一方面抓緊開發(fā)無鉛釉料與無鉛顏料。最初日本企業(yè)以鉍取代釉料與熔塊的鉛,取得很好的效果并在國內(nèi)推廣普及。但由于鉍屬于貴重金屬,價格昂貴,且對其長期的安全性缺乏了解,故停止使用。今后擬以硼酸堿類等有關(guān)化學組成的材料取代釉料與色料中的鉛。而且伴隨著陶瓷餐具洗碗機的普及使用,開發(fā)研究耐堿性與抗沖洗的陶瓷釉與色料已成為當務之急。
(三)未來發(fā)展展望
目前,在西歐日用陶瓷業(yè)界,已經(jīng)開始啟動從等靜壓干壓成型生產(chǎn)線,直到完成釉燒的全自動白胎瓷生產(chǎn)線,這條生產(chǎn)線目前主要用于生產(chǎn)盤類制品,關(guān)于杯類陶瓷制品的全自動化生產(chǎn)亦在積極探索中。日本當前正在確立符合自身國情特點的新一代陶瓷生產(chǎn)技術(shù),如實現(xiàn)無人全自動化生產(chǎn),節(jié)約能源、減少廢品與廢料排放、保護環(huán)境及實現(xiàn)陶瓷生產(chǎn)無污染的良性循環(huán)等生產(chǎn)方式,真正實現(xiàn)綠色產(chǎn)品化。
在陶瓷原料與材料的開發(fā)利用方面,盡最大可能保證產(chǎn)品使用安全性條件下、增加陶瓷制品的新功能與耐用性,并加納米技術(shù)研究。
由于陶瓷產(chǎn)品商品生命周期短,為加快設計與開發(fā)不僅早已實現(xiàn)計算機化而且正在將設計實體化,即采用電腦的CAD/CAM語言、利用光造型等新型制造技術(shù)。
日本各地各種國立,縣立陶瓷研究機構(gòu)中,匯集有大量釉料色料樣品,已形成數(shù)據(jù)庫,可供使用。近年來,僅名古屋研究的申報的發(fā)明專利數(shù)量大增,顯示出日本陶瓷生產(chǎn)技術(shù)繼續(xù)向前發(fā)展的態(tài)勢。