USE OF A SCREEN PRINTING OIL FOR PRODUCING MINUTE AND RELIEF PRINTS ON CERAMIC MATERIALS

Abstract: 1. Use of a screen printing oil composed of known binders and additives of finely divided natural and/or synthetic waxes with particle sizes of less than 5 mu m and which burn without residue above 400 degrees C, and/or finely divided inorganic silicic and/or oxidic substances, with particle sizes of less than 5 mu m, which can be incorporated into the silicic framework of the flux of the ceramic pigment during combustion, for the production of well-defined multicoloured prints on ceramic and other materials which are decorated with ceramic pigments at temperatures above 400 degrees C.

Description: Siebdrucköl für die Herstellung von feinen Farb rastern und reliefartigen Drucken auf keramischen Materialien Die Erfindung betrifft ein Siebdrucköl für die Herstellung von feinen Farbrastern und reliefartigen Drucken auf keramischen und sonstigen Materialien, die bei Temperaturen oberhalb 400 C mit keramischen Farben dekoriert werden, bestehend aus bekannten Bindemitteln und Zusätzen. Der Siebdruck ist vorwiegend zum Druck von grossen, zusammenhängenden Farbflächen entwickelt worden. Dabei soll die Farboberfläche nach dem Druck gleichmässig verlaufen. Es werden hierzu Gemische aus keramischen Farben und Sieb druckölen verwendet. Die Siebdrucköle bestehen aus Bindemitteln und Zusätzen. Es sind viele Versuche unternommen worden, mit diesem Verfahren auch feine Raster zu drucken, insbesondere Farbbilder im trichromatischen Drei- und Vierfarbendruck. Für das Bedrucken von Kartonagen, Plakaten, Behältern u.ä. wurden einwandfrei arbeitende Kaltfarben entwickelt. Kaltfarben sind Farben, die bis maximal 2000C erwärmt werden und bei denen das organische Bindemittel des Farbkörpers den endgültigen Überzug bildet. Keramische Farben setzen sich im wesentlichen aus keramischen Farbpigmenten und Flussmitteln zusammen. Im Gegensatz zu den Kaltfarben verbrennen die sonstigen organischen Auftragshilfsmittel, mit denen die keramische Farben auf keramische Oberflächen aufgebracht werden, beim Dekorbrand bei Temperaturen zwischen 400 und 1400 C völlig und es bildet sich ein farbiger, glasiger Überzug. Das einwandfreie, restlose Verbrennen schränkt die Anwendung von organischen Bindemitteln und verlaufshemmenden Stellmitteln bzw. Zusätzen in den Siebdruckölen beim Siebdruck erheblich ein. Es wurde bis heute kein für keramische Farben geeignetes Siebdrucköl gefunden, das bei feinen Rasterpunkten konturenscharfe, nicht auslaufende Drucke ergibt. Viele Versuche, die auf fotografischem Wege leicht herstellbaren Vierfarbauszüge mit beim Buch- und Illustriertendruck üblichen Rastern auch für den keramischen Siebdruck zu nutzen, scheitern daran, dass die für den Vierfarbdruck unbedingt erforderliche Reproduzierbarkeit der Grösse der Rasterpunkte aufgrund der Fliesseingenschaften der Siebdruckfarbpaste nicht erreicht wurde. So laufen die feinen, spitzen Punkte (bei 5-10 zeiger Deckung) beim Druck breit, ebenso laufen die feinen Zwischenräume bei mehr als 60 ffi Deckung zu. Da aber das Neben- und Übereinander von Farben beim trichromatischen Vierfarbdruck ausschlaggebend ist, benötigt man eine Siebdruckpaste, die nach dem Druck konturenscharf stehenbleibt. Ähnliche Probleme wie bei den feinen Rasterpunkten ergeben sich auch bei reliefartig aufgetragenen Farben. Üblicher- weise verlaufen reliefartig gedruckte Farben nach dem Druck, da normalerweise die für einen technisch durchführbaren Siebdruck erforderliche Siebdruckpaste nach dem Druck stark verläuft und in den üblichen Schrägtrocknern abläuft. Man benötigt jedoch Öle für die Druckpasten, die bei hohen Scherkräften (beim Druck) gut fliessen, aber bei niedrigen Scherkräften (nach dem Druck) konturenscharf stehenbleiben. Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Siebdrucköl für die Herstellung von feinen Farbrastern und reliefartigen Drucken auf keramischen und sonstigen Materialien, die bei Temperaturen oberhalb 4000C mit keramischen Farben dekoriert werden, zu schaffen, bestehend aus bekannten Bindemitteln und Zusätzen, das ein Verlaufen der Parbpasten nach dem Druck verhindert und konturenscharfe Drucke ergibt. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass als Zusätze feinverteilte, oberhalb 4000C rückstandslos verbrennende, natürliche und/oder künstliche Wachse und/ oder feinverteilte, beim Brennen in das silikatische Gerüst des Flussmittels der keramischen Farbe einbaufähige, anorganische silikatische und/oder oxidische Stoffe verwendet werden. Die feinverteilten Zusätze an Wachsen und/oder anorganischen Stoffen sollen im allgemeinen eine Teilchengrösse von kleiner als 8 pim besitzen, vorzugsweise sollen sie kleiner als 5 ss sein. Sie werden normalerweise in Mengen von 0,2 bis 15 Ges %, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.%, dem Bindemittel zugesetzt. Durch die Kombination von bekannten für den keramischen Druck verwendeten Bindemitteln, wie Polymethacrylaten, Celluloseestern und -äthern, modifizierten Naturharzen und Fetten, Weichmachern, Weichharzen und Lösungsmitteln, mit feinverteilten natürlichen und künstlichen Wachsen, wie vorzugsweise Rizinusöle oder Polyäthylenwachse, werden Siebdrucköle erhalten, die die erforderlichen Vorraussetzungen für den Druck von keramischen Rasterdekoren voll erfüllen. Für Hochtemperaturdekore lassen sich statt der mikrofeinen Wachse auch feinverteilte anorganische Materialien einsetzen, vorteilhafterweise pyrogene und gefällte Kieselsäure, Silikate, Titanoxid, Eisenoxid, Aluminiumoxid, Bentonite, kaolin- und asbestartige Stoffe, die beim Brand in das silikatische Gerüst des Plussmittels aufgenommen werden. Wegen der hohen Passergenauigkeit wird es nur in seltenen Fällen möglich sein, direkt auf die keramische -Oberfläche zu drucken oder den Siebdruck mittels Zwischenträger (Gelatine- oder Silikonmembran bzw. -tampon) zu übertragen. Die beste Druckgenauigkeit erreicht man mit dem in der Keramik weit verbreiteten Abziehbildverfahren. Folgende Beispiele sollen das Arbeiten mit den erfindungsgemässen Siebdruckölen näher erläutern: 1. Zum Druck von Glasfarbenbildern wurden bekannte kera mische Farbpigmente, wie Kobalt-Spinelle, Cadmiumsul fid-Gelb oder Kupferchromite, in Mengen von 10 bis 15 Gew.% mit einem Glasfluss versetzt, der aus ca. 65 ffi PbO, 12 ffi B203, 14 ffi SiO2 und 9 ffi Alkali/Erdalkali oxid bestand, und mit einem Siebdrucköl angepastet, das zuvor durch Vermischen von 97 Gewichtsteilen eines Bindemittels aus 45 % Polymethacrylat in einem Lö sungsmittel (Leichtbenzin) und 3 Gewichtsteilen eines handelsüblichen gehärteten Rizinusöles mittels eines schnellaufenden Rührers hergestellt worden war. Die entsprechenden Farbpasten wurden vor dem Druck auf einer Dreiwalze homogenisiert. Der Druck erfolgte mit Polyestergewebe (120 Fäden/cm) auf Abziehbilderpapier mit einem Vierfarbenauszug (60er-Raster). Nach Überfilmen erfolgte der Überzug wie üblich auf Glas. Das Bild wurde bei 550 0C einge brannt. Um einen besseren Kontrast zu erzielen, empfiehlt es sich, Weiss als Fläche unterzudrucken. Man erhält hierbei einen einwandfreien Vierfarbendruck, ohne ein Zusammenlaufen der Farben. 2. Vier verschiedenfarbige Pigmente (Kobalt-Chrom-Spinell, Blei-Antimon-Farbkörper, Sobalt-Chrom-Eisen-Parbkörper) wurden mit einem Glasfluss.aus 45 ffi SiO2, 25 ffi PbO, 13 ffi B203, 7 % A1203 und 10 %Alkali-/Erdalkalioxld versetzt und mit einem Siebdrucköl angepastet, das aus 95 ffi eines Bindemittels (40 ffi Polymethacrylat in Leicht benzin) und 5 ffi eines handelsüblichen gehärteten Rizi nusöles bestand. Es wurde wie in Beispiel 1 gedruckt, übertragen und bei 8200C gebrannt. Man erhält auch hier, wie bei allen folgenden Beispielen, einen einwandfreien Vierfarbendruck. 3. Aus vier Unterglasurfarben wurde ein Abziehbild mit einem Siebdrucköl gedruckt, das durch Mischen von 99 Gewichtsteilen eines Bindemittels aus 30 ffi Polymeth acrylat in Leichtbenzin und 1 Gewichtsteil pyrogenes Siliziumdioxid (Aerosil) hergestellt war. Nach dem Übertrag auf einen mit einem Fixativ behan delten, geschrühten Steingutscherben wurde das Abzieh bild bei 9000C verglüht, mit einer bleihaltigen, pink freundlichen Glasur verspritzt und bei 1020 C ge brannt. 4. Mit der gleichen Folge von Unterglasurfarben wurde ein Dekor auf eine Silikonmembrane gedruckt und Farbe für Farbe von dieser auf einen geschrühten Steingutteller betragen. Zur Erzielung eines einwandfreien Druckes wurden Stahlgewebeschablonen verwandt. Als Druckmedium wurde ein Siebdrucköl folgender Zu sammensetzung benutzt: 54 Gewichtsteile Cumaron-Inden harz (F.P. 7500), 43,5 Gewichtsteile Trimethylbenzol und 2,5 Gewichtsteile eines mit organischen Aminen mo difizierten Bentonits. Nach dem Verglühen des Druckmediums wurde wie oben glasiert und gebrannt. Mit dem gleichen Medium wurden mit der gleichen Umdruck einrichtung auch Porzellanteller mit obigen Aufglasur- farben bedruckt. Der Brand erfolgte bei 8200C. 5. In der Baukeramik sind seit kurzem Dekore üblich, bei denen die Farben reliefartig aufgetragen werden. Man gels brauchbarer Druckverfahren wird die Farbe bisher von Hand aufgetragen. Ein Blütendekor wurde folgender massen mit entsprechenden Pigmenten gedruckt Stengel und Blätter lindgrün, Staubfäden und Konturen hellbraun und die Blüten mit einer weissen Relieffarbe. Als Siebdrucköl wurde folgende Mischung verwendet: ii Gewichtsteile Äthylcellulose, 86,5 Gewichtsteile Butyllaktat und 2,5 Gewichtsteile Polyäthylenglykol (M100000, Teilchengrösse O,3i,5,L1m). 6. Ein weiteres Siebdrucköl, das für Dekore in der Bau keramik gemäss Beispiel 5 verwendet wurde, bestand aus 19 Gewichtsteilen Nitrocellulose, 52 Gewichtsteilen Diacetonalkohol, 28 Gewichtsteilen 2-Äthylhexylacetat und 1 Gewichtsteil Zirkogel (gefälltes Zirkoniumoxid hydrat).

Claims: Patentansprüche 1. Siebdrucköl für die Herstellung von feinen Farbrastern und reliefartigen Drucken auf keramischen und sonstigen Materialien, die bei Temperaturen oberhalb 400 C mit keramischen Farben dekoriert werden, bestehend aus be kannten Bindemitteln und Zusätzen, dadurch gekenn zeichnet, dass als Zusätze feinverteilte, oberhalb 400 C rückstandslos verbrennende, natürliche und/oder künstliche Wachse und/oder feinverteilte, beim Brennen in das silikatische Gerüst des Flussmittels der kera mischen Farbe einbaufähige, anorganische silikatische und/oder oxidische Stoffe verwendet werden. 2. Siebdrucköl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die feinverteilten Zusätze eine Teilchengrösse von weniger als 81cim besitzen. 3. Siebdrucköl nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die feinverteilten Zusätze eine Teilchen grösse von weniger als 5 um besitzen. 4. Siebdrucköl nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Menge der Zusätze 0,2 bis 15 Ges.* beträgt. 5. Siebdrucköl nach Anspruch 1.bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Menge der Zusätze 2 bis 8 Ges.%, Rest Bindemittel, beträgt. 6. Siebdrucköl nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass als feinverteilte Zusätze gehärtetes Rizinusöl, wachsartige Polyäthylene, Kieselsäure, Titanoxid, Eisenoxid, Aluminiumoxid, Bentonite, Kaoline und Asbeste verwendet werden. 7. Siebdrucköl nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass als Bindemittel Polymethacrylate, Celluloseester und--äther in Lösungsmitteln verwendet werden.

Inventors: LECHTHALER, WOLFGANG, PFAFF, PETER, DR. DIPL.CHEM., VOLKER, WERNER, DR. DIPL.CHEM., Völker, Werner, Dr. Dipl.Chem.
Applicants: DEGUSSA AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: C09D11
IPC codes: B41M1, C03C8, C09D11, C04B41, C03C17