Peter Kiddell ze společnosti FESPA UK v první části dvoudílného seriálu přináší přehled barev používaných při potisku skla a keramiky.

Ve Spojeném království máme historii nanášení obrazů na všechny typy skleněných a keramických povrchů, která se soustřeďuje především v okolí města Stoke on Trent, kde byly všechny prvky těchto technik vyvinuty a zdokonaleny.

Společnosti jako Wedgwood, Royal Crown Derby, Royal Doulton atd. se pyšní historií potisku keramického nádobí pomocí sítotisku, tamponového tisku a litografického tisku. V tomto článku se budeme zabývat právě sítotiskem a tamponovým tiskem.

V nedávné době byla technologie digitálního tisku použita pro potisk keramických dlaždic a tvorbu keramických transferů v krátkých sériích. Žádný z těchto procesů nelze zaměňovat s použitím sublimačních barev, které se přenášejí na keramiku, sklo a další materiály potažené polyesterem.

V grafických aplikacích je jedním aspektem mechanické odírání a druhým odolnost vůči chemikáliím. Oblíbenou technikou bylo po mnoho let používání pigmentů, které se na povrch natavují při vysokých teplotách. Tyto pigmenty byly anorganické.

Vzhledem k tomu, že vliv tohoto procesu a pigmentů na životní prostředí klesá, jsou stále oblíbenější organické pigmenty, které se lepí na povrch. Vyjdeme-li z toho, že pigment je ta část inkoustu, která dodává barvu, jaký je v tom rozdíl?

Anorganické pigmenty

Anorganické pigmenty se získávají z minerálních sloučenin. Obvykle se jedná o oxidy nebo soli jednoho či více kovů. Jsou odolné vůči teplotě, slunečnímu záření, chemickému a mechanickému působení. Jejich nevýhodou je, že se dříve vyráběly z olova, kadmia, chromu a dalších těžkých kovů spolu se zinkem, cínem atd.

To znamená, že potenciálně představují nebezpečí pro zdraví a životní prostředí. Některé se stále používají, ale těžké kovy kadmium, chrom a olovo byly nahrazeny mnohem bezpečnějšími materiály. Anorganické pigmenty nelze rozpustit v běžných rozpouštědlech.

Organické pigmenty

Organické pigmenty pocházejí z rostlin buď v jejich přirozeném stavu, nebo byly přeměněny na olej a jeho deriváty. Všechny pigmenty obsahují uhlík, což znamená, že lze vytvořit téměř neomezenou škálu barev, které mohou být velmi zářivé, dokonce i fluorescenční.

Organické pigmenty nedokážou na rozdíl od anorganických pigmentů poskytnout věrnou kovovou barvu. Organické pigmenty jsou obvykle formulovány do barev, které se skládají z pryskyřic a rozpouštědel nebo, v případě ultrafialových systémů, bez rozpouštědel.

Anorganické barvy nebo emaily jsou směsí skelných částic (frit), pigmentů, rozpouštědel, vosků nebo olejů a přísad.

V organických pryskyřicích je možné použít metalické pigmenty a jejich efekt se může blížit smaltům, ale zrcadlové povrchy jsou možné pouze ve specializovaných aplikacích, kdy je metalický inkoust natištěn na zadní stranu vysoce lesklé plastové fólie. To není vhodné pro tisk na sklo nebo keramiku. Pokud chcete na sklo nebo keramiku nanést skutečnou metaliku, musíte použít anorganický email (inkoust/barvu).

Termoplastické inkousty

Kromě výše uvedených typů inkoustů lze při použití anorganických inkoustů/emailů použít i tzv. termoplastický inkoust. Jedná se o systém inkoustů, které jsou při okolní teplotě pevné jako vosk.

Při zvýšení teploty na 65-70oC (někdy i více) vosk zkapalní a v závislosti na složení a teplotě má viskozitu mezi 800 a 2000 Cp. Termoplastický inkoust je obzvláště užitečný při tisku více barev, protože při kontaktu teplého inkoustu se studenou keramikou nebo sklem rychle tuhne, takže lze přetisknout další barvy.

Obvyklá metoda zahřívání inkoustu spočívá v jeho předtavení a nalití na šablonu z ocelového pletiva. Síťkou prochází řízený elektrický proud, který barvu zahřívá a udržuje ji v tekutém tiskovém stavu.

Systém je natolik efektivní, že je možné tisknout více barev na skleněné lahve rychlostí až 7000 za hodinu. Je nutné mít správné izolované rámy, na které se síťovina připevňuje, a vlastní zařízení pro kontrolu elektrického proudu procházejícího síťovinou. Bez porady s odborníkem se o instalaci tohoto zařízení neuvažuje!

Tato metoda se používá také na keramiku. V obou případech musí potištěný předmět projít leherem v případě skla nebo pecí v případě keramiky. Jak lehr, tak pec musí být velmi pečlivě kontrolovány, pokud jde o rychlost, lehr, teplotní profil a vnitřní atmosféru, jinak se mění barvy a obrazy se deformují.

Použití anorganických smaltů, které jsou buď termoplastické, nebo tekuté, může spotřebovat velké množství energie. Mnohem levnější alternativou je použití organických barev na bázi pigmentů, které nejsou nataveny skelnou fritou na povrch skla, keramiky nebo pod glazuru.

Organické pigmenty by nevydržely teploty, při kterých by se roztavila skleněná frita v inkoustu, ale k vytvrzení potřebují zlomek energie.

Inkousty na organické bázi, které se vytvrzují teplem, používané v této aplikaci, jsou reaktivní inkousty, které používají katalyzátor k dosažení tvrdého povrchu odolného vůči chemikáliím, a vypalovací inkousty, které potřebují zvýšenou teplotu 120 až 150’C, která vyvolá chemickou reakci.

Systémy s ultrafialovým vytvrzováním se výrazně prosazují v oblasti dekorace skla. Okamžité UV vytvrzení znamená, že je možné použít více barev a přilnavost spolu s chemickou odolností je taková, že předměty potištěné tímto systémem vydrží mnohonásobné mytí v myčce nádobí.

Tímto způsobem se nyní tisknou láhve, sklenice a další skleněné předměty, ale nedosáhnete zrcadlově lesklé metalické barvy, jaké lze dosáhnout pomocí anorganických metalických pigmentů. UV vytvrzovací barvy nelze použít pro aplikace pod glazuru, protože by se pigmenty zničily vypálením glazury.