Peter Kiddell från FESPA UK ger en översikt över tryckfärger som används vid tryckning av glas och keramik, i den första av två delar.

I Storbritannien har vi en lång historia av att applicera bilder på alla typer av glas- och keramikytor, främst i Stoke on Trent där alla delar av tekniken har utvecklats och förfinats.

Företag som Wedgwood, Royal Crown Derby, Royal Doulton etc. har en stolt historia av att trycka på keramik med hjälp av screentryck, tampongtryck och litografiskt tryck. Det är screentryck och tampongtryck som kommer att behandlas i den här artikeln.

På senare tid har digital tryckteknik använts för tryckning av keramiska plattor och för att skapa keramiska överföringar i korta upplagor. Ingen av dessa processer ska förväxlas med användningen av sublimeringsbläck som överförs till polyesterbelagd keramik, glas och andra material.

I grafiska applikationer är mekanisk nötning en aspekt och resistens mot kemikalier en annan. Den vanligaste tekniken under många år har varit att använda pigment som smälts fast på ytan vid höga temperaturer. Dessa pigment var oorganiska.

I takt med att processens och pigmentens miljöpåverkan minskar blir organiska pigment som fäster på ytan allt mer populära. Om vi utgår från att pigment är den del av bläcket som ger färg, vad är då skillnaden?

Oorganiska pigment

Oorganiska pigment härrör från mineralföreningar. De är normalt oxider eller salter av en eller flera metaller. De är beständiga mot temperatur, solljus, kemiska och mekaniska angrepp. Deras nackdel är att de tidigare tillverkades av bly, kadmium, krom och andra tungmetaller samt zink, tenn etc.

Det innebär att de potentiellt kan utgöra en hälso- och miljörisk. Vissa används fortfarande, men tungmetallerna kadmium, krom och bly har ersatts med mycket säkrare material. Oorganiska pigment kan inte lösas upp i konventionella lösningsmedel.

Organiska pigment

Organiska pigment kommer från växter, antingen i sitt naturliga tillstånd eller när de har omvandlats till olja och dess derivat. Pigmenten innehåller alla kol, vilket innebär att ett nästan obegränsat antal färger kan formuleras, dessa färger kan vara mycket livfulla, till och med fluorescerande.

Organiska pigment är inte bra på att ge äkta metallisk färg till skillnad från oorganiska pigment. Organiska pigment formuleras normalt i bläck som består av hartser och lösningsmedel eller, i fallet med ultravioletta system, utan lösningsmedel.

Oorganiska färger eller emaljer är en blandning av glaspartiklar (fritta) pigment, lösningsmedel, vaxer eller oljor och tillsatser.

Det är möjligt att använda metalliska pigment i organiska hartser och effekterna kan ligga nära emaljer, men spegelfinishen är endast möjlig i specialtillämpningar där den metalliska färgen trycks på baksidan av ett högglansigt plastark. Detta är inte lämpligt för tryck på glas eller keramik. Om du vill ha äkta metallic på glas eller keramik måste du använda oorganisk emalj (bläck/färg).

Termoplastiska tryckfärger

Förutom de typer av bläck som visas ovan finns det vid användning av oorganiska bläck/enameller möjlighet att använda så kallat termoplastiskt bläck. Detta är ett bläcksystem som vid omgivningstemperatur är ett vaxliknande fast ämne.

När temperaturen höjs till 65-70oC (ibland högre) blir vaxet flytande och beroende på dess sammansättning och temperatur får det en viskositet på mellan 800 och 2000 Cp. Termoplastisk färg är särskilt användbar vid tryckning av flera färger eftersom den varma färgen snabbt härdar när den kommer i kontakt med den kalla keramiken eller glaset, vilket gör det möjligt att övertrycka ytterligare färger.

Den normala metoden för att värma upp färgen är att smälta den och hälla den på en stencil av stålnät. Nätet genomströmmas av en kontrollerad elektrisk ström som värmer upp och håller färgen i ett flytande trycktillstånd.

Systemet är så effektivt att det är möjligt att trycka flera färger på glasflaskor i hastigheter upp till 7000 per timme. Det är nödvändigt att ha rätt isolerade ramar som nätet monteras på och egen utrustning för att kontrollera den elektriska ström som passerar genom nätet. Tänk inte på att rigga upp detta utan råd från en specialist!

Denna metod används också på keramik. I båda fallen måste det tryckta objektet passera genom en lehr när det gäller glas eller en ugn om det är keramik. Både en lehr och en ugn måste kontrolleras mycket noggrant vad gäller hastighet, med en lehr, temperaturprofil och inre atmosfär, annars kommer färger att förändras och bilder förvrängas.

Användningen av oorganiska emaljer, som antingen är termoplastiska eller flytande, kan förbruka mycket energi. Ett mycket billigare alternativ är att använda organiska pigmentbaserade färger som inte smälts samman med glasfritte på glasytan, keramiken eller under glasyren.

Organiska pigment skulle inte klara de temperaturer som krävs för att smälta glasfritten i bläcket, men de kräver en bråkdel av energin för att härda.

Organiskt baserade bläck som härdas av värme och som används i denna applikation är reaktiva bläck som använder en katalysator för att uppnå en hård kemikaliebeständig yta och bakningsbläck som behöver förhöjda temperaturer 120 till 150’C för att utlösa en kemisk reaktion.

Ultravioletthärdande färgsystem håller på att få ett betydande fotfäste inom glasdekoration. Den omedelbara UV-härdningen gör det möjligt att använda flera färger och vidhäftningen, tillsammans med den kemiska beständigheten, är sådan att föremål som trycks med detta system tål att diskas många gånger om.

Flaskor, glas och andra glasföremål trycks nu på detta sätt men det ger dig inte de spegelblanka metallics som kan uppnås med oorganiska metallpigment. UV-härdande bläck kan inte användas för applicering under glasyr eftersom pigmenten skulle förstöras vid bränningen av glasyren.