Питер Кидделл из FESPA UK рассказывает о красках, используемых для печати по стеклу и керамике, в первой из двух частей серии.
В Великобритании у нас есть история нанесения изображений на все виды стеклянных и керамических поверхностей, в основном сосредоточенная вокруг Сток-он-Трент, где все элементы техники были разработаны и усовершенствованы.
Такие компании, как Wedgwood, Royal Crown Derby, Royal Doulton и т.д., имеют гордую историю печати на керамической посуде с помощью трафаретной, тампонной и литографической печати. Именно трафаретная и тампонная печать будут рассмотрены в этой статье.
В последнее время цифровые технологии печати стали использоваться для печати на керамической плитке и создания коротких тиражей керамических трансферов. Ни один из этих процессов не следует путать с использованием сублимационных чернил, которые переносятся на керамику с полиэфирным покрытием, стекло и другие материалы.
В графике одним из аспектов является механическое истирание, а другим — устойчивость к химическим веществам. В течение многих лет наиболее предпочтительной техникой было использование пигментов, которые вплавлялись в поверхность при высоких температурах. Эти пигменты были неорганическими.
По мере того, как воздействие процесса и пигментов на окружающую среду выходит из моды, органические пигменты, которые прилипают к поверхности, становятся все более популярными. Начиная с того, что пигмент — это часть чернил, которая придает цвет, в чем же разница?
Неорганические пигменты
Неорганические пигменты получают из минеральных соединений. Обычно они представляют собой оксиды или соли одного или нескольких металлов. Они устойчивы к температуре, солнечному свету, химическому и механическому воздействию. Их недостаток в том, что раньше они изготавливались из свинца, кадмия, хрома и других тяжелых металлов, а также цинка, олова и т.д.
Это означает, что они потенциально представляют опасность для здоровья и окружающей среды. Некоторые из них по-прежнему используются, но тяжелые металлы — кадмий, хром и свинец — были заменены гораздо более безопасными материалами. Неорганические пигменты нельзя растворить в обычных растворителях.
Органические пигменты
Органические пигменты получают из растений либо в их естественном состоянии, либо после того, как они были превращены в масло и его производные. Все пигменты содержат углерод, что означает возможность создания практически безграничной палитры цветов, причем эти цвета могут быть очень яркими, даже флуоресцентными.
В отличие от неорганических пигментов, органические пигменты не способны обеспечить настоящий металлический цвет. Органические пигменты обычно добавляются в краски, состоящие из смол и растворителей или, в случае ультрафиолетовых систем, без растворителей.
Неорганические краски или эмали представляют собой смесь стеклянных частиц (фритт) пигмента, растворителей, восков или масел и добавок.
Можно использовать металлические пигменты в органических смолах, и эффект может быть близок к эмали, но зеркальная отделка возможна только в специальных случаях, когда металлические чернила печатаются на обратной стороне глянцевого пластикового листа. Это не подходит для печати на стекле или керамике. Если Вы хотите получить настоящий металлик на стекле или керамике, Вам придется использовать неорганическую эмаль (чернила/краску).
Термопластичные чернила
Наряду с приведенными выше типами чернил, при использовании неорганических чернил/эмалей есть возможность использовать так называемые термопластичные чернила. Это чернильная система, которая при температуре окружающей среды представляет собой твердое вещество, похожее на воск.
При повышении температуры до 65-70oC (иногда выше) воск разжижается и, в зависимости от состава и температуры, имеет вязкость от 800 до 2000 Cp. Термопластичные чернила особенно полезны при многоцветной печати, так как при контакте теплых чернил с холодной керамикой или стеклом они быстро затвердевают, что позволяет нанести дополнительные цвета.
Обычный способ нагрева чернил заключается в их предварительном расплавлении и выливании на трафарет, изготовленный из стальной сетки. Через сетку пропускается контролируемый электрический ток, который нагревает и поддерживает краску в жидком состоянии для печати.
Система настолько эффективна, что позволяет печатать несколько цветов на стеклянных бутылках со скоростью до 7000 в час. Необходимо иметь правильные изолированные рамы, на которые устанавливается сетка, и собственное оборудование для контроля электрического тока, проходящего через сетку. Не вздумайте устанавливать такое оборудование без консультации со специалистом!
Этот метод также используется при работе с керамикой. В обоих случаях напечатанный предмет должен пройти через леер в случае со стеклом или печь, если это керамика. И лера, и печь должны очень тщательно контролироваться в отношении скорости, лера, температурного режима и внутренней атмосферы, иначе цвета изменятся, а изображения исказятся.
Использование неорганических эмалей, которые являются термопластичными или жидкими, может потребовать большого количества энергии. Гораздо более дешевой альтернативой является использование органических красок на основе пигментов, которые не наплавляются стеклянной фриттой на поверхность стекла, керамики или под глазурь.
Органические пигменты не выдержат температуры, при которой расплавится стеклянная фритта в чернилах, но для их полимеризации требуется в разы меньше энергии.
Краски на органической основе, отверждаемые под воздействием тепла, используются в таких областях, как реактивные краски, использующие катализатор для получения твердой химически стойкой поверхности, и краски для запекания, которым требуется повышенная температура от 120 до 150’C, вызывающая химическую реакцию.
Системы чернил ультрафиолетового отверждения завоевывают все большую популярность в декорировании стекла. Мгновенное УФ-отверждение означает возможность многоцветной печати, а адгезия, наряду с химической стойкостью, такова, что изделия, напечатанные с помощью этой системы, выдерживают многократное мытье в посудомоечной машине.
Сейчас таким образом печатают на бутылках, бокалах и других стеклянных предметах, но это не даст Вам зеркального блеска металлика, достижимого при использовании неорганических металлических пигментов. Краски УФ-отверждения нельзя применять для нанесения под глазурь, так как пигменты будут разрушены при обжиге глазури.