Питър Кидъл от FESPA UK представя преглед на мастилата, използвани в печатането на стъкло и керамика, в първата част от поредица от две части.

В Обединеното кралство имаме история на нанасяне на изображения върху всички видове стъклени и керамични повърхности, съсредоточена главно в района на Стоук он Трент, където са разработени и усъвършенствани всички елементи на техниките.

Фирми като Wedgwood, Royal Crown Derby, Royal Doulton и др. имат горда история в печатането върху керамични изделия чрез ситопечат, тампонен печат и литографски печат. В тази статия ще бъдат разгледани ситопечатът и тампонният печат.

В последно време технологията за дигитален печат се използва за отпечатване на керамични плочки и за създаване на керамични трансфери в къси серии. Нито един от тези процеси не трябва да се бърка с използването на сублимационни мастила, които се прехвърлят върху керамика, стъкло и други материали с полиестерно покритие.

При графичните приложения един аспект е механичното износване, а друг – устойчивостта на химикали. В продължение на много години предпочитаната техника е използването на пигменти, които се стопяват към повърхността при високи температури. Тези пигменти са неорганични.

Тъй като въздействието на процеса върху околната среда и пигментите, които го правят, намалява, все по-популярни стават органичните пигменти, които се залепват за повърхността. Като изхождаме от факта, че пигментът е частта от мастилото, която придава цвета, каква е разликата?

Неорганични пигменти

Неорганичните пигменти се получават от минерални съединения. Обикновено те са оксиди или соли на един или повече метали. Те са устойчиви на температура, слънчева светлина, химически и механични въздействия. Недостатъкът им е, че се произвеждат от олово, кадмий, хром и други тежки метали, както и от цинк, калай и др.

Това означава, че те представляват потенциална опасност за здравето и околната среда. Някои от тях все още се използват, но тежките метали – кадмий, хром и олово – са заменени с много по-безопасни материали. Неорганичните пигменти не могат да се разтварят в обичайните разтворители.

Органични пигменти

Органичните пигменти идват от растенията или в естественото им състояние, или когато са били превърнати в масло и неговите производни. Всички пигменти съдържат въглерод, което означава, че може да се формулира почти неограничен набор от цветове, които могат да бъдат много ярки, дори флуоресцентни.

Органичните пигменти не са добри в осигуряването на истински метален цвят за разлика от неорганичните пигменти. Органичните пигменти обикновено се формулират в мастила, които се състоят от смоли и разтворители или, в случая на ултравиолетовите системи, без разтворители.

Неорганичните мастила или емайли са смес от стъклени частици (фрити), пигменти, разтворители, восъци или масла и добавки.

Възможно е да се използват метални пигменти в органични смоли и ефектът може да бъде близък до този на емайлите, но огледалните покрития са възможни само при специализирани приложения, при които металното мастило се отпечатва на гърба на пластмасов лист с висок гланц. Това не е подходящо за печат върху стъкло или керамика. Ако искате истински металически цветове върху стъкло или керамика, ще трябва да използвате неорганичен емайл (мастило/цвят).

Термопластични мастила

Освен видовете мастила, показани по-горе, при използване на неорганични мастила/емайли има възможност да се използва така нареченото термопластично мастило. Това е система от мастила, която при температура на околната среда представлява твърдо вещество, подобно на восък.

Когато температурата се повиши до 65-70oC (понякога и повече), восъкът се втечнява и в зависимост от състава и температурата има вискозитет между 800 и 2000 Ср. Термопластичното мастило е особено полезно при многоцветно отпечатване, тъй като при контакта на топлото мастило със студената керамика или стъкло то бързо се втвърдява, така че могат да се отпечатват допълнителни цветове.

Обичайният метод за нагряване на мастилото е то да се разтопи предварително и да се излее върху шаблон, изработен от стоманена мрежа. През мрежата преминава контролиран електрически ток, който нагрява и поддържа мастилото в течно състояние за печат.

Системата е толкова ефективна, че е възможно да се печатат няколко цвята върху стъклени бутилки със скорост до 7000 на час. Необходимо е да има подходящи изолирани рамки, върху които се монтира мрежата, и патентовано оборудване за контрол на електрическия ток, преминаващ през мрежата. Не обмисляйте да монтирате това без съвет от специалист!

Този метод се използва и при керамиката. И в двата случая отпечатаното изделие трябва да премине през лер, ако става въпрос за стъкло, или през пещ, ако става въпрос за керамика. Както при лера, така и при пещта, скоростта на движение трябва да се контролира много внимателно, както при лера, така и по отношение на температурния профил и вътрешната атмосфера, защото в противен случай цветовете се променят и изображенията се изкривяват.

Използването на неорганични емайли, които са термопластични или течни, може да изразходва много енергия. Далеч по-евтина алтернатива е използването на органични мастила на основата на пигменти, които не са разтопени от стъклена фрита върху повърхността на стъклото, керамиката или под глазурата.

Органичните пигменти не биха издържали на температурите, които разтопяват стъклената фрита в мастилото, но за втвърдяването им е необходима част от енергията.

Мастилата на органична основа, които се втвърдяват чрез топлина, използвани в това приложение, са реактивни мастила, които използват катализатор за постигане на твърда химически устойчива повърхност, и мастила за печене, които се нуждаят от повишени температури от 120 до 150’С, които предизвикват химическа реакция.

Системите с мастило за ултравиолетово втвърдяване навлизат значително в декорацията на стъкло. Незабавното UV втвърдяване означава, че са възможни много цветове, а адхезията, заедно с химическата устойчивост, е такава, че отпечатаните с тази система изделия ще издържат многократно миене на съдове.

Бутилки, чаши и други стъклени предмети вече се печатат по този начин, но той няма да ви даде огледалния блясък на метала, който се постига с неорганични метални пигменти. Мастилата за UV втвърдяване не могат да се използват за приложения под глазура, тъй като пигментите ще бъдат унищожени при изпичането на глазурата.