Peter Kiddell von der FESPA UK gibt im ersten Teil einer zweiteiligen Serie einen Überblick über die im Glas- und Keramikdruck verwendeten Druckfarben.

In Großbritannien haben wir eine lange Tradition im Aufbringen von Bildern auf alle Arten von Glas- und Keramikoberflächen, vor allem in Stoke on Trent, wo alle Elemente der Techniken entwickelt und verfeinert wurden.

Unternehmen wie Wedgwood, Royal Crown Derby, Royal Doulton usw. können auf eine stolze Geschichte des Bedruckens von Keramikgeschirr im Siebdruck, Tampondruck und Steindruck zurückblicken. In diesem Artikel werden wir uns mit dem Siebdruck und dem Tampondruck befassen.

In jüngerer Zeit wurde die Digitaldrucktechnologie für den Druck von Keramikfliesen und die Herstellung von Keramik-Transfers in kleinen Auflagen eingesetzt. Keines dieser Verfahren ist mit der Verwendung von Sublimationstinten zu verwechseln, die auf polyesterbeschichtete Keramik, Glas und andere Materialien übertragen werden.

Bei grafischen Anwendungen ist der mechanische Abrieb ein Aspekt, die Beständigkeit gegen Chemikalien ein anderer. Die seit vielen Jahren bevorzugte Technik ist die Verwendung von Pigmenten, die bei hohen Temperaturen mit der Oberfläche verschmolzen werden. Diese Pigmente waren anorganisch.

Da die Umweltauswirkungen des Verfahrens und der Pigmente sie in Ungnade fallen lassen, werden organische Pigmente, die auf der Oberfläche haften, immer beliebter. Ausgehend davon, dass das Pigment der Teil der Tinte ist, der die Farbe gibt, wo liegt der Unterschied?

Anorganische Pigmente

Anorganische Pigmente werden aus mineralischen Verbindungen gewonnen. Sie sind in der Regel Oxide oder Salze von einem oder mehreren Metallen. Sie sind resistent gegen Temperatur, Sonnenlicht, chemische und mechanische Angriffe. Ihr Nachteil ist, dass sie früher aus Blei, Cadmium, Chrom und anderen Schwermetallen sowie Zink, Zinn usw. hergestellt wurden.

Das bedeutet, dass sie potenziell eine Gefahr für die Gesundheit und die Umwelt darstellen. Einige werden immer noch verwendet, aber die Schwermetalle Cadmium, Chrom und Blei wurden durch viel sicherere Materialien ersetzt. Anorganische Pigmente lassen sich nicht in herkömmlichen Lösungsmitteln auflösen.

Organische Pigmente

Organische Pigmente stammen aus Pflanzen, entweder in ihrem natürlichen Zustand oder wenn sie in Öl und seine Derivate umgewandelt wurden. Die Pigmente enthalten alle Kohlenstoff, was bedeutet, dass eine nahezu unbegrenzte Palette von Farben formuliert werden kann. Diese Farben können sehr lebendig und sogar fluoreszierend sein.

Organische Pigmente sind im Gegensatz zu anorganischen Pigmenten nicht in der Lage, echte Metallicfarben zu erzeugen. Organische Pigmente werden normalerweise in Tinten formuliert, die aus Harzen und Lösungsmitteln oder, im Falle von Ultra Violet Systemen, ohne Lösungsmittel bestehen.

Anorganische Tinten oder Emails sind eine Mischung aus Glaspartikeln (Fritten), Pigmenten, Lösungsmitteln, Wachsen oder Ölen und Zusatzstoffen.

Es ist möglich, Metallpigmente in organischen Harzen zu verwenden, und die Effekte können denen von Emaille ähneln, aber die Spiegelungen sind nur in speziellen Anwendungen möglich, bei denen die Metallic-Tinte auf die Rückseite einer hochglänzenden Kunststofffolie gedruckt wird. Dies ist nicht für den Druck auf Glas oder Keramik geeignet. Wenn Sie echte Metalleffekte auf Glas oder Keramik wünschen, müssen Sie anorganische Emaille (Tinte/Farbe) verwenden.

Thermoplastische Druckfarben

Neben den oben genannten Tintenarten können Sie bei der Verwendung von anorganischen Tinten/Emails auch die so genannte Thermoplastische Tinte verwenden. Dabei handelt es sich um ein Tintensystem, das bei Umgebungstemperaturen ein wachsartiger Feststoff ist.

Wenn die Temperatur auf 65-70oC (manchmal auch höher) erhöht wird, verflüssigt sich das Wachs und hat je nach Zusammensetzung und Temperatur eine Viskosität zwischen 800 und 2000 Cp. Thermoplastische Tinte ist besonders nützlich, wenn Sie mehrfarbig drucken, denn wenn die warme Tinte mit der kalten Keramik oder dem Glas in Kontakt kommt, härtet sie schnell aus, so dass zusätzliche Farben überdruckt werden können.

Die übliche Methode zum Erhitzen der Tinte besteht darin, sie vorzuschmelzen und sie auf eine Schablone aus Stahlgewebe zu gießen. Das Gewebe wird von einem kontrollierten elektrischen Strom durchflossen, der die Tinte erhitzt und in einem flüssigen Druckzustand hält.

Das System ist so effizient, dass es möglich ist, mehrere Farben auf Glasflaschen zu drucken, und zwar mit einer Geschwindigkeit von bis zu 7000 pro Stunde. Sie benötigen die richtigen isolierten Rahmen, auf die das Netz montiert wird, und eine eigene Ausrüstung, um den elektrischen Strom, der durch das Netz fließt, zu kontrollieren. Ziehen Sie es nicht in Erwägung, dies ohne die Beratung durch einen Spezialisten zu tun!

Diese Methode wird auch bei Keramik angewendet. In beiden Fällen muss das bedruckte Objekt einen Kühlofen durchlaufen, wenn es sich um Glas handelt, oder einen Brennofen, wenn es sich um Keramik handelt. Sowohl ein Kühlofen als auch ein Brennofen müssen hinsichtlich der Geschwindigkeit, des Kühlofens, des Temperaturprofils und der inneren Atmosphäre sehr sorgfältig kontrolliert werden, da sich sonst die Farben verändern und die Bilder verzerrt werden.

Die Verwendung von anorganischen Emaillen, die entweder thermoplastisch oder flüssig sind, kann sehr viel Energie verbrauchen. Eine weitaus billigere Alternative ist die Verwendung organischer Farben auf Pigmentbasis, die nicht durch Glasfritten auf der Oberfläche des Glases, der Keramik oder unter der Glasur verschmolzen werden.

Organische Pigmente würden den Temperaturen zum Schmelzen der Glasfritte in der Tinte nicht standhalten, aber sie benötigen einen Bruchteil der Energie zum Aushärten.

Tinten auf organischer Basis, die durch Wärme gehärtet werden, sind reaktive Tinten, die einen Katalysator verwenden, um eine harte, chemikalienbeständige Oberfläche zu erhalten, und Einbrennfarben, die erhöhte Temperaturen von 120 bis 150’C benötigen, um eine chemische Reaktion auszulösen.

Ultraviolett härtende Tintensysteme fassen immer mehr Fuß in der Glasdekoration. Dank der sofortigen UV-Härtung sind mehrere Farben möglich, und die Haftung sowie die chemische Beständigkeit sind so gut, dass die mit diesem System bedruckten Artikel viele Male das Geschirrspülen überstehen.

Flaschen, Gläser und andere Glasobjekte werden jetzt auf diese Weise bedruckt, aber Sie erhalten damit nicht den metallischen Spiegelglanz, der mit anorganischen Metallpigmenten erreicht werden kann. UV-härtende Druckfarben können nicht für Unterglasuranwendungen verwendet werden, da die Pigmente durch das Brennen der Glasur zerstört werden würden.