Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines farbigen keramischen Dekors mit Reliefstruktur. Das Verfahren umfaßt das Aufbringen eines Dekors unter Verwendung einer thermoplastischen oder UV-härtenden keramischen Farbpaste und ein nachfolgendes Glasieren. Erfindungsgemäß wird vor dem Glasieren das Dekorbild teilweise oder vollständig mit einem hydrophoben organischen Material, wie einem Polyethylenwachs oder natürlichen Wachs, bedruckt. An den bedruckten Stellen zieht sich die Glasur zurück, woraus eine Reliefstruktur und ein klares Dekorbild resultieren.
Beschreibung[de]
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur
Herstellung eines farbigen keramischen Dekors mit
Reliefstruktur. Das Verfahren umfaßt das Aufbringen eines
Dekorbildes mittels in der keramischen Industrie üblicher
Druckverfahren, das anschließende Glasieren des bedruckten
Artikels und den keramischen Brand. Die Reliefstruktur
bildet sich an den Grenzen zwischen dem Druckbild und der
Glasur aus.
Im Handel befinden sich dekorierte keramische Artikel,
welche außer einem farbigen Dekorbild eine Reliefstruktur
aufweisen. Derartige Dekore werden hergestellt, indem auf
einen ungebrannten unglasierten keramischen Artikel das
farbige Dekorbild unter Verwendung einer pastösen
keramischen Farbe (= Farbpaste) von Hand oder mittels
üblicher direkter Druckverfahren aufgebracht wird; die
keramische Farbpaste enthält in diesem Fall eine
hydrophobierende Komponente, welche während des
Trocknungsprozesses an die Oberfläche aufschwimmt und diese
wasserabstoßend macht. Nach dem Trocknen des Dekorbilds
wird der Gegenstand in üblicher Weise unter Verwendung
einer üblichen wäßrigen Glasurzusammensetzung glasiert und
anschließend in bekannter Weise gebrannt. Da auf dem
hydrophoben farbigen Dekorbild die Glasur nicht haften kann
beziehungsweise sich zurückzieht, ergeben sich in den
Randzonen des Dekorbilds Reliefstrukturen. Sofern
mehrfarbige Dekore auf den keramischen Artikel aufgebracht
werden sollen, ist das genannte Verfahren sehr
zeitaufwendig, da nach jedem Farbauftrag zwischengetrocknet
werden muß.
Das zuvor gewürdigte Verfahren ist auch aus der GB-
Patentschrift 1 415 833 bekannt. Das Dekorbild wird unter
Verwendung keramischer Farben, welche in einem geeigneten
Medium, wie Wasser, suspendiert sind, auf den ungebrannten
Scherben aufgedruckt. Die zum Drucken verwendete Paste
enthält ein wasserabstoßendes Material, wie Alkydharze,
Silikone und thermoplastische Wachse. Bei den zu
verwendenden Druckfarben kann es sich um Kaltdruckfarben
oder um thermoplastische Farben handeln. Die Druckfarbe
umfaßt außer einem Harz ein färbendes Oxid und einen
Glasfluß.
Wie von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung
festgestellt wurde, ist die hydrophobierende Wirkung der
die zuvor genannten hydrophobierenden Komponenten
enthaltenden thermoplastischen Farbpasten insbesondere dann
unzureichend, wenn die Pigment-Volumen-Konzentration in der
Farbe hoch ist und/oder hydrophile Pigmente verwendet
werden. Die Aufgabe der Erfindung richtet sich somit
darauf, das gattungsgemäße Verfahren zu verbessern. Das
Verfahren sollte es ferner ermöglichen, in einfacher Weise
mehrfarbige Dekore mit gutem Reliefeffekt herzustellen.
Gemäß einer weiteren Aufgabe sollte zwecks Rationalisierung
das Verfahren auch maschinell ausführbar sein.
Thermoplastische sowie UV-härtende Farbpasten eignen sich
für solche maschinellen Dekorationen mit hoher
Taktfrequenz, also niedriger Taktzeit, jedoch bleiben wegen
der sehr kurzen Trocknungszeit die hydrophobierenden
Substanzen in der Farbmasse eingeschlossen, so daß sie ihre
Funktion versagen.
Gefunden wurde ein Verfahren zur Herstellung eines farbigen
keramischen Dekors mit Reliefstruktur, umfassend Aufbringen
eines ein- oder mehrfarbigen Dekorbilds auf einen
unglasierten ungebrannten oder bisquit-gebrannten
keramischen Artikel durch direktes oder indirektes
Bedrucken unter Verwendung einer oder mehrerer
thermoplastischer oder UV-härtender keramischer Farbpasten,
im Falle UV-härtender Farbpasten Härten derselben unter UV-
Bestrahlung, Aufbringen einer wäßrigen Glasur auf den mit
dem Dekorbild versehenen Artikel und Brennen bei einer auf
den Artikel, die Dekorfarbe(n) und die Glasur abgestimmten
Brenntemperatur, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
vor dem Glasieren das ein- oder mehrfarbige Dekorbild
teilweise oder vollständig mit einem hydrophoben
organischen Material bedruckt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Dekorbild
im keramischen Heißsiebdruckverfahren oder
Tamponumdruckverfahren auf den keramischen Artikel
aufgebracht. Zur Herstellung mehrfarbiger Dekore umfassen
die genannten Druckverfahren mindestens zwei Farbstationen.
Mehrfarbige Dekore lassen sich unter Verwendung von
handelsüblichen technischen Einrichtungen, wie
beispielsweise Vierfarben-Siebdruckmaschinen oder
Vierfarben-Tamponumdruckmaschinen, herstellen. Die
erfindungswesentliche hydrophobierende Schicht aus einem
hydrophobierenden Material wird in der letzten Druckstation
im wesentlichen passergenau auf das gesamte Dekorbild oder
Teile desselben aufgebracht. Anstelle einer keramischen
Farbe wird der letzten Druckstufe somit ein
hydrophobierendes Material zugeführt und im Sinne einer
Beschichtung auf das Dekorbild aufgebracht.
Zur Herstellung des Dekorbildes werden übliche
thermoplastische oder UV-härtende keramische Farbpasten
verwendet. Die thermoplastischen Farbpasten enthalten außer
den farbgebenden Pigmenten einen glasbildenden Fluß -
üblicherweise handelt es sich hier um Glasfritten - und ein
thermoplastisches Harz oder Harzgemisch. Das oder die
thermoplastischen Harze werden derart ausgewählt, das der
Erweichungspunkt unterhalb der Temperatur des
Druckwerkzeugs liegt und eine für das Druckverfahren
geeignete Verarbeitungsviskosität der Druckfarbe erhalten
wird. Zweckmäßigerweise liegt der Erweichungspunkt des
Harzes oder Harzgemisches im Bereich von 40 bis 90°C.
Geeignete thermoplastische Harze sind beispielsweise
Methacrylate, Styrolacrylate, hydrierte Kolophoniumharze
und Dammarharze; geeignet sind auch Mischungen vorgenannter
Harze und Kombinationen derselben mit Wachsen, wie
Polyethylenwachs, Esterwachs, Amidwachs und/oder
Weichmachern, wie z. B. Phthalate. Die Pigment-Volumen-
Konzentration, welche das Verhältnis der Summe der
farbgebenden Pigmente sowie der glasbildenden Materialien
zum Volumen der gesamten keramischen Farbpaste darstellt,
liegt üblicherweise im Bereich von 40 bis 70%. Bevorzugte
Zusammensetzungen enthalten 60 bis 85 Gew.-% keramische
Farbe (= Pigment + Glasfluß) und 40 bis 15 Gew.-%
thermoplastische Harze.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform werden anstelle
von thermoplastischen Harzen in den Dekorfarben UV-härtende
Harzsysteme eingesetzt. UV-härtende Harzsysteme enthalten
üblicherweise ein oder mehrere UV-härtende Monomere oder
Oligomere oder Gemische dieser reaktiven Stoffe mit
Polymeren, Fotoinitiatoren sowie gegebenenfalls Weichmacher
und Lösungsmittel, insbesondere Reaktivlösungsmittel.
Geeignete UV-härtende Monomere sind Acryl- und
Methacrylsäureester; geeignete Polymere sind Methacrylat-
/Acrylatharze sowie Stryrolacrylate und Alkydharze. Unter
den Fotoinitiatoren sind insbesondere Gemische von
Benzyldimethylketal mit Aminsynergisten und
Triarylphosphinoxiden geeignet. Bevorzugte UV-härtende
keramische Farbpasten enthalten keramische Farben in einer
Menge von 30 bis 80 Gew.-%, UV-härtende Bindemittel
(Monomere, Oligomere und Polymere) in einer Menge von 10
bis 70 Gew.-% und Fotoinitiatoren in einer Menge von 1 bis
15 Gew.-% sowie übliche Verarbeitungshilfsmittel, wie
solche aus der Reihe der Entschäumer, Dispergiermittel,
Lösungsmittel, Weichmacher.
Das Dekorbild wird in dem Fachmann bekannter Weise auf
einen unglasierten und ungebrannten oder bisquit-gebrannten
keramischen Artikel aufgedruckt. Üblicherweise handelt es
sich bei den keramischen Artikeln um solche aus Steingut,
Steinzeug, Bisquit-Porzellan und Bisquit-Bone China. Die
Bestandteile der keramischen Farbpaste werden vor ihrer
Anwendung in bekannter Weise intensiv miteinander
homogenisiert. Die eigentlichen Druckverfahren sind dem
Fachmann geläufig. Bei der Verwendung der thermoplastischen
keramischen Farben wird das Druckwerkzeug, im Falle des
Siebdrucks das Sieb und im Falle des Tamponumdrucks die
Gravur, auf eine solche hohe Temperatur gebracht, daß die
thermoplastische Farbe schmilzt und druckbar wird. Das zu
dekorierende Objekt wird auf niedriger Temperatur gehalten,
damit die Farbe dort erstarrt und haften bleibt. Im Falle
der Verwendung von UV-härtenden keramischen Farben schließt
sich unmittelbar an den Druck die Härtung unter UV-
Bestrahlung an.
Geeignete Materialien zur Erzeugung der wasserabweisenden
Schicht auf zumindest Teilen des Dekorbildes werden
ausgewählt aus der Reihe: natürliche Wachse, wie
Carnaubawachs und Bienenwachs; synthetische Wachse, wie
Polyolefinwachse, insbesondere Polyethylenwachse mit einem
Tropfpunkt im Bereich von 40 bis 90°C; Silikonöle;
Alkydharze mit hohem Ölgehalt; Fette und Öle;
Kohlenwasserstoffharze. Die genannten hydrophobierenden
Komponenten können für sich allein oder in Kombination
miteinander und gegebenenfalls in Gegenwart eines zur
Viskositätseinstellung verwendeten Lösungsmittels
eingesetzt werden. Zum Bedrucken des Dekorbildes mit dem
hydrophobierenden Material wird letzteres mittels eines
beheizten Siebs, wie eines Stahlsiebs (z. B. 30 bis 90 mesh)
verwendet. Es kann einfach oder mehrfach bedruckt werden.
Gleiches gilt auch für den Tamponumdruck.
An die Schritte des Aufbringens des Dekorbilds und der
hydrophobierenden Schicht schließt sich das Glasieren an.
Das Glasieren erfolgt unter Verwendung einer wäßrigen
Glasur, welche durch Stauchen, Sprühen oder mittels der
Wasserfalltechnik aufgebracht werden kann. Die Glasur kann
transparent oder transluzent oder auch selbst gefärbt sein.
Das in der hydrophobierenden Schicht abgedeckte Dekorbild
nimmt die Glasur nicht an beziehungsweise die wäßrige
Suspension zieht sich von diesen Stellen zurück und sammelt
sich im Grenzbereich an. Nach dem Glasieren wird der
Gegenstand in bekannter Weise dem keramischen Brand
unterzogen. Die Brenntemperatur und der Brennzyklus richten
sich sowohl nach dem zu brennenden keramischen Material als
auch der Zusammensetzung der Glasur und der Dekorfarbe. Im
allgemeinen wird bei einer Temperatur im Bereich von 900
bis 1250°C gebrannt; bevorzugte Brenntemperaturen für
Steinzeug sind 1100 bis 1150°C und für Steingut 1000 bis
1100°C.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das Dekorbild gut
hydrophobiert, so daß dieses im wesentlichen nicht von der
Glasur überdeckt wird. Andererseits bilden sich durch das
Zurückziehen der Glasur vom Dekorbild an den Rändern
desselben deutliche Reliefstrukturen aus. Das
erfindungsgemäße Dekorverfahren läßt sich einfach und
mittels üblicher technischer Mittel und Einrichtungen
durchführen. Auf diese Weise ist es möglich, qualitativ
hochwertige mehrfarbige Dekore mit der Reliefstruktur zu
erzeugen.
Anhand der nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele
wird die Erfindung weiter erläutert.
Beispiele und Vergleichsbeispiele
Auf Steinguttassen wurde in bekannter Weise und Verwendung
einer keramischen Farbpaste aus einer keramischen Farbe
(Nr. 142200 der Firma Cerdec AG) und einem
thermoplastischen Medium (Gewichtsverhältnis 3 zu 1)
mittels Heißsiebdruck ein Dekor aufgedruckt. Die
verwendeten Medien folgen aus der Tabelle.
Erfindungsgemäß wurde anschließend das Dekor mittels
Heißsiebdruck (49 mesh Stahlsieb) mit einem hydrophoben
organischen Material bedruckt, wobei dieses Material
identisch mit dem thermoplastischen Material war. In den
Vergleichsbeispielen entfiel dieser Druck.
Schließlich wurden die dekorierten Tassen, welche
erfindungsgemäß, nicht aber in den Vergleichsbeispielen
zusätzlich eine hydrophobierende Schicht auf dem Dekor
enthielten, in üblicher Weise unter Verwendung eines
wäßrigen Glasurschlickers glasiert und gebrannt
(T = 1100°C).
Thermoplastisches Harz in der Farbpaste und hydrophobes
Material waren identisch (Mengen in Gew.-%):
Während die Dekore ohne die zusätzliche hydrophobierende
Schicht völlig ungenügend wasserabstoßend waren und die
Glasur das Dekor überdeckte, zog sich die Glasur von den
die erfindungsgemäße zusätzliche hydrophobierende Schicht
enthaltenden Dekoren rasch und vollständig zurück, wobei
nach dem Brand ungetrübte Dekore mit einer Reliefstruktur
erhalten wurden.
Anspruch[de]
1. Verfahren zur Herstellung eines farbigen keramischen
Dekors mit Reliefstruktur, umfassend Aufbringen eines
ein- oder mehrfarbigen Dekorbilds auf einen
unglasierten ungebrannten oder bisquit-gebrannten
keramischen Artikel durch direktes oder indirektes
Bedrucken unter Verwendung einer oder mehrerer
thermoplastischer oder UV-härtender keramischer
Farbpasten, im Falle UV-härtender Farbpasten Härten
derselben unter UV-Bestrahlung, Aufbringen einer
wäßrigen Glasur auf den mit dem Dekorbild versehenen
Artikel und Brennen bei einer auf den Artikel, die
Dekorfarbe(n) und die Glasur abgestimmten
Brenntemperatur,
dadurch gekennzeichnet,
daß man vor dem Glasieren das ein- oder mehrfarbige
Dekorbild teilweise oder vollständig mit einem
hydrophoben organischen Material bedruckt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man das Dekorbild im keramischen Mehrfarben-
Heißsiebdruckverfahren oder Tamponumdruckverfahren auf
den keramischen Artikel aufbringt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß man in der letzten Farbstation einer Mehrfarben-
Druckmaschine, insbesondere Siebdruckmaschine, ein
hydrophobes Material passergenau auf die gewünschten
Flächen des ein- oder mehrfarbigen Dekorbilds
aufdruckt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß man das hydrophobe Material auswählt aus der Reihe
der Polyolefinwachse, natürliche Wachse, Silikonöle,
Alkydharze, Fette und Öle.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das hydrophobe Material thermoplastisch oder UV-
härtend ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß man einen keramischen Artikel aus der Reihe
Steingut, Steinzeug, Bisquit-Porzellan, Bisquit-Bone
China dekoriert.
7. Farbiges Dekor mit Reliefstruktur aufweisender
keramischer Artikel, hergestellt nach einem der
Ansprüche 1 bis 6.