يقدم بيتر كيدل من FESPA المملكة المتحدة عرضًا موجزًا للأحبار المستخدمة في الطباعة على الزجاج والسيراميك في الجزء الأول من سلسلة من جزأين.
لدينا في المملكة المتحدة تاريخ طويل في تطبيق الصور على جميع أنواع الأسطح الزجاجية والسيراميك التي تتمحور بشكل رئيسي حول ستوك أون ترينت حيث تم تطوير جميع عناصر التقنيات وصقلها.
لقد طورت شركات مثل ويدجوود ورويال كراون ديربي ورويال دولتون وغيرها تاريخاً حافلاً بالطباعة على الأواني الخزفية باستخدام الطباعة بالشاشة والطباعة بالوسادة والطباعة الحجرية. وسيتم تناول الطباعة بالشاشة والطباعة بالوسادة في هذه المقالة.
في الآونة الأخيرة، تم اعتماد تقنية الطباعة الرقمية لطباعة بلاط السيراميك وإنشاء عمليات نقل السيراميك على المدى القصير. لا يجب الخلط بين أي من هذه العمليات واستخدام أحبار التسامي التي يتم نقلها على السيراميك المطلي بالبوليستر والزجاج والمواد الأخرى.
في تطبيقات الرسم، يمثل التآكل الميكانيكي جانباً ومقاومة المواد الكيميائية جانباً آخر. كانت التقنية المفضلة لسنوات عديدة هي استخدام الأصباغ التي يتم صهرها على السطح في درجات حرارة عالية. وكانت هذه الأصباغ غير عضوية.
نظرًا لأن التأثير البيئي للعملية والأصباغ يجعلها غير مفضلة لدى الكثير من الناس بسبب التأثير البيئي للأصباغ العضوية التي تلتصق بالسطح. انطلاقاً من أن الصبغة هي الجزء من الحبر الذي يعطي اللون، فما الفرق؟
أصباغ غير عضوية
الأصباغ غير العضوية مشتقة من مركبات معدنية. وهي عادة ما تكون أكاسيد أو أملاح معدن واحد أو أكثر. وهي مقاومة لدرجات الحرارة وأشعة الشمس والهجوم الكيميائي والميكانيكي. ومن عيوبها أنها تُصنع عادةً من الرصاص والكادميوم والكروم وغيرها من المعادن الثقيلة إلى جانب الزنك والقصدير وغيرها.
وهذا يعني أنها قد تشكل خطراً على الصحة والبيئة. ولا يزال بعضها مستخدماً ولكن تم استبدال المعادن الثقيلة مثل الكادميوم والكروم والرصاص بمواد أكثر أماناً. لا يمكن إذابة الأصباغ غير العضوية في المذيبات التقليدية.
الأصباغ العضوية
تأتي الأصباغ العضوية من النباتات إما في حالتها الطبيعية أو عندما يتم تحويلها إلى زيت ومشتقاته. وتحتوي جميع الأصباغ على الكربون مما يعني أنه يمكن صياغة مجموعة لا حدود لها تقريباً من الألوان، ويمكن أن تكون هذه الألوان نابضة بالحياة للغاية، بل وحتى فلورية.
الأصباغ العضوية ليست جيدة في توفير لون معدني حقيقي على عكس الأصباغ غير العضوية. تصاغ الأصباغ العضوية عادةً في أحبار تتكون من راتنجات ومذيبات أو، في حالة أنظمة Ultra Violet، بدون مذيبات.
الأحبار أو المينا غير العضوية عبارة عن خليط من جزيئات الزجاج (فريت) الصباغ والمذيبات والشموع أو الزيوت والمواد المضافة.
من الممكن استخدام أصباغ معدنية في الراتنجات العضوية ويمكن أن تكون التأثيرات قريبة من المينا ولكن لا يمكن الحصول على اللمسات النهائية المرآة إلا في التطبيقات المتخصصة حيث تتم طباعة الحبر المعدني على ظهر لوح بلاستيكي شديد اللمعان. وهذا غير مناسب للطباعة على الزجاج أو السيراميك. إذا كنت ترغب في الحصول على تأثيرات معدنية حقيقية على الزجاج أو السيراميك، فسيتعين عليك استخدام مينا غير عضوية (حبر/لون، حبر/لون، مينا).
أحبار اللدائن الحرارية
بالإضافة إلى أنواع الأحبار الموضحة أعلاه؛ عند استخدام الأحبار/المينا غير العضوية، هناك خيار استخدام ما يُعرف باسم الحبر بالحرارة. وهو نظام حبر يكون في درجات الحرارة المحيطة عبارة عن مادة صلبة تشبه الشمع.
عندما ترتفع درجة الحرارة إلى 65-70 درجة مئوية (أعلى في بعض الأحيان) يسيل الشمع وتتراوح اللزوجة بين 800 و2000 درجة مئوية حسب تركيبته ودرجة حرارته. يعتبر الحبر البلاستيك الحراري مفيدًا بشكل خاص عند طباعة ألوان متعددة حيث أنه عندما يلامس الحبر الدافئ السيراميك أو الزجاج البارد فإنه يتصلب بسرعة بحيث يمكن طباعة ألوان إضافية.
تتمثل الطريقة العادية لتسخين الحبر في إذابته مسبقًا وصبه على استنسل مصنوع من شبكة فولاذية. يتم تمرير تيار كهربائي متحكم فيه عبر الشبكة فيتم تسخين الحبر والحفاظ على الحبر في حالة الطباعة السائلة.
النظام فعال للغاية لدرجة أنه من الممكن طباعة ألوان متعددة على القوارير الزجاجية بمعدلات تصل إلى 7000 في الساعة. من الضروري وجود الإطارات المعزولة الصحيحة التي يتم تركيب الشبكة عليها والمعدات الخاصة للتحكم في التيار الكهربائي الذي يمر عبر الشبكة. لا تفكر في تركيبها دون استشارة أحد المتخصصين!
تُستخدم هذه الطريقة أيضًا على السيراميك. وفي كلتا الحالتين يجب أن يمر العنصر المطبوع عبر جهاز ليهر في حالة الزجاج أو فرن إذا كان من السيراميك. يجب أن يتم التحكم في كل من الليهر والفرن بعناية فائقة فيما يتعلق بالسرعة ودرجة الحرارة والجو الداخلي، وإلا ستتغير الألوان وتتشوه الصور.
قد يستهلك استخدام الأحبار غير العضوية، التي تكون إما بلاستيكية حرارية أو سائلة، قدراً كبيراً من الطاقة. والبديل الأرخص بكثير هو استخدام الأحبار الصبغية العضوية التي لا تنصهر بواسطة فريت الزجاج على سطح الزجاج أو السيراميك أو تحت التزجيج.
لن تتحمل الأصباغ العضوية درجات الحرارة اللازمة لإذابة الفريت الزجاجي في الحبر، ولكنها تتطلب جزءًا بسيطًا من الطاقة اللازمة للمعالجة.
الأحبار العضوية التي يتم معالجتها بالحرارة المستخدمة في هذا التطبيق هي الأحبار التفاعلية التي تستخدم محفزًا للحصول على سطح صلب مقاوم للمواد الكيميائية وأحبار الخبز التي تحتاج إلى درجات حرارة مرتفعة 120 إلى 150 درجة مئوية والتي تؤدي إلى تفاعل كيميائي.
تكتسب أنظمة حبر المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية موطئ قدم كبير في زخرفة الزجاج. وتعني المعالجة الفورية بالأشعة فوق البنفسجية إمكانية تعدد الألوان، كما أن الالتصاق، إلى جانب المقاومة الكيميائية، يجعل المواد المطبوعة بهذا النظام تتحمل الغسل في الأطباق عدة مرات.
تُطبع الآن الزجاجات والنظارات والأشياء الزجاجية الأخرى بهذه الطريقة ولكنها لن تمنحك اللمسات المعدنية اللامعة التي يمكن تحقيقها باستخدام الأصباغ المعدنية غير العضوية. لا يمكن استخدام أحبار المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية في التطبيقات تحت التزجيج لأن الأصباغ ستتلف بسبب حرق التزجيج.