Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Mehrfarbbedruckung einer Fläche mit keramischen Farben und einen Farbsatz hierfür.
Beschreibung[de]
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Bedruckung von Glasflächen oder Keramikflächen nach den
Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 11.
Es ist bekannt Glasflächen und Keramikflächen direkt im
Siebdruckverfahren oder anderen Druckverfahren mit Kaltfarben
zu bedrucken. Weiterhin ist es bekannt, Glasflächen und
Keramikflächen mit Farben zu bedrucken welche eingebrannt
werden (siehe z. B. DE 197 28 881 C1). Aus der EP 0 099 471 B1
ist ein Siebdrucköl bekannt, das es ermöglicht, keramische
und sonstige Materialien im trichromatischen Vierfarbdruck zu
bedrucken, wobei dies im Abziehbildverfahren oder durch eine
indirekte Anwendung des Siebdruckverfahrens erfolgt. Der
trichromatische Vierfarbdruck wird durch die Verwendung eines
speziell zusammengesetzten Siebdrucköls ermöglicht. Ein
direktes Bedrucken von Glasflächen oder Keramikflächen im
Siebdruckverfahren ist mit dieser Technik mit
zufriedenstellendem Erfolg nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es sowohl ein Verfahren zu
entwickeln, welches das Bedrucken von Flächen, insbesondere
Glas- oder Keramikflächen im Siebdruckverfahren mit
anorganischen, einbrennbaren Farben in hoher Qualität
erlaubt, als auch einen Farbsatz zu entwickeln, welcher
hierfür geeignet ist.
Diese Aufgabe ist durch das im Anspruch 1 bestimmte Verfahren
und den im Anspruch 11 bestimmten Farbsatz gelöst. In den
Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung angegeben.
Erfindungsgemäß sind wenigstens zwei Druckfarben vorgesehen,
die jeweils in ihrer Viskosität auf die Maschengröße des
Siebes eingestellt sind und nach dem Druckvorgang in einem
stabilen pastösen Zustand verbleiben, weiterhin sind die
Druckfarben auf ähnliche Schmelztemperaturbereiche bzw.
Brenntemperaturbereiche eingestellt, wobei die
Schmelztemperatur bzw. Brenntemperatur in einem für das
Trägermaterial unkritischen Bereich liegt. Weiterhin sieht
das Verfahren vor, die Farben nacheinander mit Sieben, welche
auf die einzelnen Farben angepasst sind, in übereinander,
nebeneinander oder überlappend liegenden Schichten auf die
Glasfläche oder die Keramikfläche aufzudrucken und
abschließend in wenigstens einem Brennvorgang wenigstens zwei
der Farbschichten einzubrennen. Bei diesem Verfahren sind die
Farben so angepasst, dass die Druckbarkeit der Farben im
Siebdruckverfahren gewährleistet ist und das erzeugte
Druckbild auf der Trägerfläche stehen bleibt und nicht
zerfließt. Auch beim Brennen bzw. Schmelzen der Druckfarben
wirken diese nicht unkontrolliert miteinander zusammen, da
sie auf Grund der ähnlichen Schmelztemperaturen etwa zur
gleichen Zeit in die verschiedenen Phasen bzw. Zustände
übergehen. So ist es hierdurch beispielsweise ausgeschlossen,
dass im Bereich eines Farbpunktes eine untere Farbschicht in
einem völlig flüssigen Zustand vorliegt und eine über dieser
liegende Farbschicht noch fest ist und in die untere
Farbschicht einsinkt und diese hierbei zur Seite drückt und
somit den Farbpunkt zerfließen lässt.
Kern der Erfindung ist ein Verfahren, welches mit
transparenten keramischen Farben für den glaskeramischen
Siebdruck arbeiten, welche in weiten Bereichen ähnliche
physikalische Eigenschaften, wie Schmelztemperatur und
Viskosität aufweisen und somit bei der Kaltverarbeitung, dem
Bedrucken und bei der Warmverarbeitung, dem Einbrennen ein
vorhersehbares und reproduzierbares Zusammenwirken zeigen.
Weiterhin sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, in
Bereichen, in denen wenigstens zwei Farbschichten
übereinander liegen, aus diesen in vertikal zu der Glasfläche
stehender Richtung eine Mischfarbe erzeugen. Hierdurch ist
ausgehend von einem Farbsatz die Bildung sämtlicher Farben
möglich.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, die Erzeugung der
Mischfarben durch übereinanderliegende Farbschichten des
Farbsatzes nach den Gesetzten der subtraktiven Farbmischung
(siehe: Harald Küppers, DuMont's Farbenatlas, DuMont
Buchverlag, Köln, 1999) vorzunehmen, das heißt im Farbsatz
lichtdurchlässige Farben zur Erzeugung von Sekundär- und
Tertiärfarben zu verwenden. Eine derartige Farbmischung
erlaubt bei der Verwendung eines lichtdurchlässigen
Trägermaterials wie etwa Glas die Herstellung von Bildern mit
hoher Leuchtkraft.
Insbesondere sieht die Erfindung die Verwendung von
sogenannten anorganischen Farben vor. Hierbei handelt es sich
im Unterschied zu organischen Farben um Farben, bei welchen
wenigstens die farbgebenden Substanzen anorganischer Natur
sind, so dass nach dem Einbrennen der Farben eine lichtechte,
kratzfeste, mit dem Untergrund homogene Farbschicht vorliegt.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, als Zusatzmittel zur
Beeinflussung des Schmelztemperaturbereichs der Druckfarben
Transparentfluss einzusetzen, der im wesentlichen aus fein
gemahlenem Glas besteht, welches mit einem Medium, einem
sogenannten Siebdrucköl, das insbesondere aus organischen
Stoffen besteht, welche bei etwa 400°C verbrennen, versetzt
ist.
Erfindungsgemäß ist es auch vorgesehen, als Medium zur
Einstellung der Viskosität der Druckfarben ein sogenanntes
Siebdrucköl einzusetzen, das insbesondere aus Blei Fritten,
Propanol, Tripropylenglycolmethylether und
Hydroxypropylcelluloseether besteht.
Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, den Druck mit der
Druckfarbe Weiß vollflächig zu hinterdrucken oder
unterdrucken. Hierdurch ist es möglich die Farbwirkung der
durchscheinenden Druckfarben unabhängiger von der
Lichtdurchlässigkeit bzw. der Beschaffenheit der bedruckten
Fläche zu machen.
Erfindungsgemäß ist es auch vorgesehen, die Druckfarbe Weiß
als letzte oder als erste Druckschicht in Form einer
Rasterbedruckung unter Vermeidung einer vollflächigen
Bedruckung aufzubringen und insbesondere in einem gemeinsamen
Brennvorgang mit den anderen Druckfarben einzubrennen. Ein
derartiges Vorgehen erlaubt ein gezieltes Einsetzen der
Druckfarbe Weiß an den Stellen, an welchen diese erforderlich
ist, so dass beim Bedrucken nicht unnötig viele Farbschichten
aufeinander zu liegen kommen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist es
vorgesehen, bei einer Bedruckung, bei welcher drei
Druckfarben bzw. Farbschichten wenigstens bereichsweise
aufeinander zu liegen kommen, für die Farbschicht, welche
zwischen den anderen beiden Farbschichten eingeschlossen ist,
einen niedrigeren Schmelztemperaturbereich vorzusehen als für
die über und unter dieser Farbschicht liegenden
Farbenschichten. Hierdurch kann vermieden werden, dass die
eingeschlossene Farbschicht in Folge eines Isolierungseffekts
ihre Schmelztemperatur erst nach den unterhalb und oberhalb
benachbarten Farbschichten erreicht.
Der erfindungsgemäße Farbsatz sieht wenigstens zwei
Druckfarben mit etwa gleichen Schmelztemperaturbereichen vor.
Hierdurch ist es möglich Mischfarben nach den Regeln der
subtraktiven Farbmischung zu bilden.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, die Viskositäten der
Druckfarben durch die Zugabe eines Mediums auf das für den
Siebdruck verwendete Sieb bzw. Polyestergewebe anzupassen.
Eine solche Anpassung erlaubt erst die Verwendung des
Siebdruckverfahrens zum Aufbringen der Farbe auf den
Farbträger.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, den
Schmelztemperaturbereich wenigstens einer Druckfarbe mittels
eines Zusatzes herabzusetzen. Hierdurch ist es mit einfachen
Mitteln möglich die Schmelztemperaturbereiche der einzelnen
Farben aneinander anzunähern. Insbesondere ist es vorgesehen
als Zusatz zur Herabsetzung des Schmelztemperaturbereichs der
Druckfarben insbesondere Transparentfluss zu verwenden,
welcher im wesentlichen aus fein gemahlenem Glas besteht,
welches mit einem Medium, einem sogenannten Siebdrucköl
versetzt ist, das insbesondere aus organischen Stoffen
besteht und bei etwa 400°C verbrennt.
Die Erfindung sieht vor, den Brennvorgang bei einer
Temperatur der Glasfläche bzw. der Keramikfläche
(Schmelztemperaturbereich) von etwa 580°C bis 660°C
durchgeführt. Hierzu ist eine Ofentemperatur
(Brenntemperaturbereich) von etwa 670°C bis 750°C
erforderlich. Der Brennvorgang dauert etwa 2 bis 6 Minuten.
Durch die Angleichung der Schmelztemperaturbereiche der
einzelnen Druckfarben aneinander bzw. durch die Beimischung
von Glasfluss erfolgt beim Brennvorgang ein lasierendes
Durchmischen übereinanderliegender lichtdurchlässiger Farben,
so dass sich aus den übereinanderliegenden Druckfarben eine im
Wege der subtraktiven Farbmischung gebildete Mischfarbe
bildet. Ein Ausbluten nebeneinander liegender Farben ist
durch die gewählten Einstellungen, insbesondere die Zugabe
von Transparentfluss oder einem anderen hierzu geeigneten
Stoff, vermieden, da durch diesen den Druckfarben thixotrope
Eigenschaften verliehen werden, welche der Druckfarbe im
ruhenden, aufgedruckten Zustand eine Art Festigkeit bzw.
Seitenstabilität verleihen.
Weiterhin ist es vorgesehen, bei einer Bedruckung, bei
welcher wenigstens teilweise drei Farbschichten übereinander
zu liegen kommen, die mittlere Farbschicht so einzustellen,
dass diese einen niedrigeren Brenntemperaturbereich aufweist
als die über und unter dieser Farbschicht liegenden
Farbschichten. Hierdurch ist eine Durchmischung aller drei
Farbschichten möglich.
Folgendes Beispiel soll das Verfahren bzw. den Farbsatz näher
erläutern:
Für die Bedruckung kommen Farben der Firma Ferro GmbH, D-
60039 Frankfurt zum Einsatz. Bei den verwendeten Druckfarben
handelt es sich um Hohlglasfarben mit einem Brennbereich von
580°C bis 660°C, welche den Bauglasfarben ähnlich sind, die
in einem Brennbereich von 600°C bis 640°C liegen. In der
folgenden Tabelle sind die Einstellungen bzw. Veränderungen
aufgeführt, welche vorgenommen wurden, um einen
erfindungsgemäßen Farbsatz zu erhalten.
Die vorgenommenen Viskositätseinstellungen der Druckfarben
sind auf ein Polyestergewebe 120 abgestimmt, welches 120
Kettfäden und 120 Schussfäden pro Zentimeter aufweist. Für
den Druck ist eine Auflösung von 18 pt/cm bis 21 pt/cm
vorgesehen. Allgemein gilt, dass mit feiner werdendem Raster
die Viskosität herabgesetzt werden muss. Umgekehrt bedingt
ein gröberes Raster Druckfarben mit einer höheren Viskosität.
Je nach Raster liegen die Viskositäten der Druckfarben in
einem Bereich von etwa 5 Pa.s bis 12 Pa.s.
Bei einer rückseitigen Bedruckung einer Glasfläche erfolgt
zunächst die Bedruckung mit Schwarz, anschließend werden die
Druckfarben Blau, Dunkelrot und Gelb in der genannten
Reihenfolge aufgedruckt. Danach folgt der Brennvorgang.
Abschließend kann ein vollflächiges Hinterdrucken mit Weiß
vorgesehen sein, dem nochmals ein Brennvorgang folgt.
Bei einer frontseitigen Bedruckung einer Glasfläche erfolgt
die Bedruckung in umgekehrter Reihenfolge. Hier beginnt der
Druckvorgang mit einer Unterdruckung des Bildbereichs mit der
Druckfarbe Weiß, das heißt, die erste Schicht, welche auf die
Fläche gedruckt wird, ist weiß.
Weiterhin ist auch eine frontseitige oder rückseitige
Bedruckung einer durchsichtigen Glasfläche oder Keramikfläche
vorgesehen, bei der keine vollflächige Bedruckung des
Bildbereichs mit Weiß erfolgt, sondern bei der die Druckfarbe
Weiß nur als Raster an den erforderlichen Stellen aufgebracht
wird. Hierdurch wird ein Druck erreicht, der von beiden
Seiten der durchsichtigen Glasfläche in gleicher Qualität
betrachtet werden kann.
Anspruch[de]
1. Verfahren zur Erzeugung einer Mehrfarbbedruckung mittels
im Siebdruck auf eine Fläche, insbesondere Glasfläche oder
eine Keramikfläche aufgetragenen Druckfarben, dadurch
gekennzeichnet,
dass wenigstens zwei Druckfarben vorgesehen sind, die
jeweils in ihrer Viskosität derart eingestellt werden, dass
sie einerseits der Maschengröße des Siebes angepasst sind und
andererseits in einem stabilen pastösen Zustand verbleiben,
dass die Druckfarben auf einen aneinander angenäherten
Schmelztemperaturbereich eingestellt sind und die
Schmelztemperatur auf einen für das Trägermaterial
unkritischen Temperaturbereich eingestellt ist,
dass die Farben nacheinander mit angepassten Sieben in
übereinander, nebeneinander oder überlappend liegenden
Schichten auf die Glasfläche oder die Keramikfläche
aufgebracht werden und
dass in wenigstens einem nachfolgenden Brennvorgang
wenigstens zwei der Farbschichten eingebrannt werden.
2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sich in Bereichen, in denen
wenigstens zwei Farbschichten übereinander liegen, diese in
vertikal zu der Glasfläche stehender Richtung eine Mischfarbe
erzeugen.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Mischfarben
durch übereinanderliegende Farbschichten nach den Gesetzten
der subtraktiven Farbmischung erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Druckfarben um
Druckfarben handelt, deren farbgebende Substanzen anorganisch
sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzmittel zur
Beeinflussung des Schmelztemperaturbereichs der Druckfarben
Transparentfluss eingesetzt wird, der im wesentlichen aus
fein gemahlenem Glas besteht, welches mit einem Medium, einem
sogenannten Siebdrucköl, das insbesondere aus organischen
Stoffen besteht, welche bei etwa 400°C verbrennen, versetzt
ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als Medium zur Einstellung der
Viskosität der Druckfarben ein sogenanntes Siebdrucköl
eingesetzt wird, das insbesondere aus Blei Fritten, Propanol,
Tripropylenglycolmethylether und Hydroxypropylcelluloseether
besteht.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Druck mit der Druckfarbe
Weiß vollflächig hinterdruckt oder unterdruckt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfarbe Weiß als letzte
oder als erste Druckschicht in Form einer Rasterbedruckung
unter Vermeidung einer vollflächigen Bedruckung aufgebracht
wird und insbesondere in einem gemeinsamen Brennvorgang mit
den anderen Druckfarben eingebrannt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bedruckung, bei der
drei Druckfarben bzw. Farbschichten wenigstens bereichsweise
aufeinander zu liegen kommen, die Farbschicht, welche
zwischen den Farbschichten eingeschlossen ist, einen
niedrigeren Schmelztemperaturbereich aufweist als die über
und unter dieser Farbschicht liegenden Farbenschichten.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Einbrennen der Farbschichten
im Brennvorgang bei einer Temperatur t von ca. 580°C < t <
660°C erfolgt.
11. Farbsatz zur Erzeugung einer einbrennbaren
Mehrfarbbedruckung mittels im Siebdruck direkt auf eine
Fläche, insbesondere Glasfläche oder eine Keramikfläche
aufgetragenen Druckfarben unter Anwendung der subtraktiven
Farbmischung, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei
Druckfarben etwa gleiche Schmelztemperaturbereiche aufweisen.
12. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass alle Druckfarben etwa gleiche
Schmelztemperaturbereiche aufweisen.
13. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfarben Viskositäten
aufweisen, welche insbesondere durch die Zugabe eines Mediums
auf das für den Siebdruck verwendete Sieb bzw.
Polyestergewebe angepasst sind.
14. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelztemperaturbereich
wenigstens einer Druckfarbe mittels eines Zusatzes
herabgesetzt ist.
15. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatz zur Herabsetzung des
Schmelztemperaturbereichs der Druckfarben insbesondere
Transparentfluss zum Einsatz kommt, der im wesentlichen aus
fein gemahlenem Glas besteht, welches mit einem Medium, einem
sogenannten Siebdrucköl versetzt ist, das insbesondere aus
organischen Stoffen besteht und bei etwa 400°C verbrennt.
16. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelztemperaturbereich der
Druckfarben bei etwa 580°C bis 660°C liegt.
17. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere die Druckfarben
Magenta und Gelb (Yellow) in ihrem Schmelztemperaturbereich
herabgesetzt sind.
18. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Farbsatz insbesondere aus
den Druckfarben Schwarz, Blau, Dunkelrot, Gelb und Weiß
besteht.
19. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Farbsatz insbesondere aus
den Druckfarben Schwarz (Black), Cyan, Magenta, Gelb (Yellow)
und Weiß (White) besteht.
20. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als Medium zur Beeinflussung der
Viskosität ein sogenanntes Siebdrucköl eingesetzt wird, das
insbesondere aus Blei Fritten, Propanol,
Tripropylenglycolmethylether und Hydroxypropylcelluloseether
besteht.
21. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Druckfarbe
thixotrope Eigenschaften aufweist.
22. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Viskosität der
bunten Druckfarben auf einen Wert zwischen 5 Pa.s bis 12 Pa.s
eingestellt ist und bei einer Auflösung des Drucks von etwa
18 pt/cm insbesondere zwischen 8 Pa.s und 9 Pa.s liegt, wobei
die dynamische Viskosität bei 20°C gemessen ist.
23. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Viskosität der
unbunten Druckfarben Weiß und Schwarz auf einen Wert zwischen
6 Pa.s bis 13 Pa.s eingestellt ist und bei einer Auflösung
des Drucks von etwa 18 pt/cm insbesondere zwischen 9 Pa.s und
10 Pa.s liegt, wobei die dynamische Viskosität bei 20°C
gemessen ist.
24. Farbsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Viskosität der
Druckfarben um maximal +/- 20% und insbesondere maximal +/-
10% von einem aus allen Viskositäten errechneten
arithmetischen Mittelwert abweicht.