DE2019748A1

DE2019748A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Dekorieren von keramischen Wand- oder Bodenfliesen

Info

Publication number: DE2019748A1
Application number: DE19702019748
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kueppers; Guenter Lehmig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-04-23
Filing date: 1970-04-23
Publication date: 1971-11-04
Also published as: GB1323956A; IT940880B; US3796618A; BR7102442D0; FR2090600A5; ES390470A1

Description

Dipl. Phys. Dr. rer. nat. Wolfgang Kempe

PATENTANWALT

68OO Mannheim 25

DUraretraa· 81 Fernsprechen (O6 21) 4O9S91

22. April 1970 Dr.Ke/Re. -Ie 2

Gerhard Küppers, BüMngen, Saar

und
Günter Lehming, Saarbrücken

"Verfahren und Vorrichtung zum Dekorieren von keramischen Wand- oder Bodenfliesen"

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur maschinellen Dekoration keramischer Wand- oder Bodenfliesen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, keramische Wand- oder Bodenfliesen im Siebdruckverfahren maschinell zu dekorieren. Bei dieser Direktdrucktechnik ist es infolge der Druckschwierigkeiten und der hierbei auftretenden Passerdifferenzen nur möglich, relativ grobe Zeichnungen j anzuwenden. Bei einem Mehrfarbendruck werden die Paeserdifferenzen so groß, daß die Dekoration an Attraktivität verliert. Da mit den Siebdruckpressen nur die plane Fläche der Fliese bedruckt werden kann, die Fliese an ihren Randzonen

'109.845/0'87S

" ² " 22. April 1970

Le 2

aber eine deutliche Krümmung auf einer Breite von 1 *- 3 mm. aufweist, ist es mit dieser Technik nicht möglich, die Dekoration über die gesamte Fläche der Fliese zu erstrecken. Bei dem Verlegen so dekorierter Fliesen entstehen dann Zwischenfugen, die ein fortlaufendes Bild völlig unansehnlich machen.

Es ist ferner bekannt, Fliesen durch ein Schiebebild manuell zu dekorieren. Je nach Auswahl der Farben werden die Fliesen bei 720° C. (Aufglasurdekoration) oder bei ca. 1050 ° C. (Aufglasurdekoration für Scharffeuer) gebrannt. Man erhält auf· diesem Wege Dekorationen, die gegen mechanischen Abrieb und gegen chemische Einflüsse mehr oder weniger beständig sind. Im Gegensatz zur Siebdruckdekoration läßt sich bei dieser Dekorationstechnik zwar der Nachteil der Nichtkantendekoration vermeiden, da die Schiebebilder so groß hergestellt werden können, daß auch die gewölbten Kanten mit dekoriert werden können; der entscheidende Nachteil dieser Dekorationstechnik besteht aber darin, daß jedes Bild einzeln manuell aufgelegt werden muß und daß man darüberhinaus das mitübertragene überschüssige Wasser zur Vermeidung von Brennfehlern durch einen Gummi- oder Kunststoff austreicher entfernen muß. Diese Manipulationen sind sehr aufwendig und gestatten deshalb nur einen sehr begrenzten Einsatz dieser Dekorationstechnik für sehr hochwertige Dekorationen.

Die Fliesenindustrie sucht deshalb seit langem nach einem Verfahren, mittels dessen Fliesen maschinell in der Massenfertigung mit anspruchsvollen Dekors versehen werden können. Dieses gesuchte Verfahren soll also die Vorteile der maschinellen Siebdruckdekoration mit den Vorteilen der manuellen Schiebebilddekoration vereinen. Der Einsatz der bisher bekannten Schiebeoder Abziehbilder für eine maschinelle Dekorationstechnik scheiterte jedoch bisher immer an der Tatsache, daß diese Bilder nach dsm Ablösen von ihrem Trägerpapfer nicht mehr maschinell manipulierbar sind, da sie dann keine genügende Stabili-

- 3 109845/0875

■Γ"·"

22. April 1970 LS 2 ·

tat mehr besitzen. Appliziert man diese Bilder jedoch zusammen mit ihrem Trägerpapier, auf die Fliese, so löst sich dann das Bild von der Fliese wieder oder verrutscht zumindest, wenn man anschließend das Trägerpapier von dem Bild zu lösen versucht. Alle Versuche in dieser Richtung haben immer wieder gezeigt, daß Schiebe- oder Abziehbilder zurmaschinellen Dekoration von Keramikware im allgemeinen und Wand- oder Bodenfliesen im besonderen nicht geeignet sind, so daß man stets bei der manuellen DekoratiOnstechnik bleiben mußte.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, dennoch einen Weg anzugeben, auf dem keramische Wand- oder Bodenfliesen mit Bildern aus keramischen Farben maschinell dekoriert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Anwendung des Verfahrens zum Dekorieren von Keramikware mittels eines durch mindestens einen Lacküberzug gebundenen, auf ein mit einer wasserlöslichen und / oder schmelzbaren Trennschicht behafteten Träger gedruckten Bildes aus keramischen Farben, wobei die rohglasierte Fliese mit einem den Lacküberzug lösenden Lösungsmittel eingesprüht wird, danach das Bild auf die eingesprühte Fläche aufgelegt wird und Glatt- und Dekorationsbrand in einem Arbeitsgang erfolgen. Es ist das besondere Verdienst der Erfindung, erkannt zu haben, daß mit diesem Spezialbild, das einerseits auf einen leicht ablösbaren Träger gedruckt ist und andererseits durch eine Lackmaske gebunden ist, erstmals ein Dekorationsmittel vorliegt, das zur maschinellen und automatischen Dekoration von Wand- oder Bodenfliesen geeignet ist. Diese Eignung beruht auf der Tatsache, daß die Haftungen zwischen Bild und Fliese einerseits und Bild und Trägerpapier andrerseits grundsätzlich verschiedener Art sind. Während die Haftung zwischen dem Bild und dem Trägerpapier durch eine wasserlösliche und/oder schmelzbare Trennschicht bewirkt wird, also

109845/0875 — 4 -

22. April 1970 Le 2

ζ. B. durch eine Polyglycolschicht, kommt die Haftung zwischen dem Bild und der Fliese durch die Anlösung und anschließende Penetration der Lackmaske und/oder der keramischen Farben in die rohglasierte Fliese zustande. Die letztgenannte Haftung ; ist so innig,, daß beim Ablösen und. anschließenden Entfernen des Trägerpapieres von dem auf die Fliese applizierten Bild keinerlei Gefahr besteht, daß das Bild mit abgelöst oder auch nur verrutscht werden kann. Dies ist eine der entscheidenden Ursachen für die Brauchbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zur maschinellen Dekoration von Fliesen.

Ein weiterer entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß infolge der unterschiedlichen Haftungsarten das Bild während des Appliziervorganges auf die Fliese mit dem Trägerpapier verbunden bleiben kann, so daß dem Bild die für eine maschinelle Manipulation notwendige Stabilität erhalten bleibt.

Vorteilhaft wirkt auch die hydrophobe Eigenschaft der Lackmaske. Wird nämlich Wasser zur Lösung der Trennschicht zwischen Bild und Trägerpapier verwendet, so schützt die Lackmaske die darunterliegende wasserempfindliche Rohglasur. Ist in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung der Träger des Bildes ein polyglykolbeschichtetes Papier, das durch Wasser von dem Bild gelöst wird, so stoßen sich die Lackschicht und die in Wasser gelöste Polyglykolschicht infolge ihrer konträren hydrophoben bzw. hydrophylen Eigenschaften ab, wodurch die Entfernung des Trägerpapieres in vorteilhafter Weise erleichtert wird.

In zv/eckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die rohglasierte Fliese nacheinander folgenden Verfahrensschritten unterworfen wird: Einsprühen der rohglasierten Fliese mit einem den Lacküberzug lösenden Lösungsmittel,Auf legen des Bildes, so daß der Lacküberzug auf der Fliese liegt, Andrücken des Bildes und Lösen und Entfernen des Trägers vom Bild. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird erfindungsgemäß

109845/0875 . - - 5 -

22. April 1970 Ie 2

eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der die auf einer Transportvorrichtung fixierte Fliese nacheinander an folgenden Teilvorrichtungen vorbeifUhrbar ist; einer Sprühvorrichtung für das lösungsmittel, einer mit einem Vorratsbehälter für die Bilder zusammenwirkenden Entnahmevorrichtung, durch die .,jeweils ein Bild auf die Fliese applizierbar ist, mindestens einer DrUCkWaIZe₁ durch die das Bild auf die Fliese aufdrück·!- bar ist und einer Torrichtung, durch die der Träger vom Bild lösbar und, entfernbar ist.

In Fällen, in denen es nicht zweckmäßig ist, mit Wasser als lösungsmittel für die Trennschicht zwischen Bild und Träger zu arbeiten? wird epfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Träger 4es Abziehbildes eine wachsbeschichtete, wärmeleitende Folie ist? di.§ durch Wärmeeinwirkung vom Bild gelöst wird.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Lackmaske geringfügig größer als die zu dekorierende Fliese ist. Dadurch läßt sich die unter der Lackmaske-befindliche Rohglasurschicht der Fliese besonders gut gegen Wassereinwirkungen schützen· Ferner kann es besonders zweckmäßig sein, das Bild geringfügig größer als die Fliese zu machen, so daß μ mindestens eine der vier Kanten der Fliese mitdekorierbar ist Derartige Fliesen mit dekorierten Kanten werden beim Verlegen als Randfliesen benötigt.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung werden nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten AugfiihrungsbeiSpieles näher beschrieben und erläutert.

101845/0875

22. April 1970 Ie 2

Auf einem langgestreckten Förderband 1 werden rohglasierte keramische Fliesen 2 in der mit einem Pfeil angedeuteten Richtung transportiert. Die Fliesen. 2 .sind in ihrer lage auf dem Förderband 1 fixiert und werden nacheinander an einer Sprühvorrichtung 3, die Äthylglykolacetat als lösungsmittel enthält, einem Vorratsbehälter 4 für Bilder 5 aus keramischen Farben, der eine Entnahmevorrichtung 6 für die Bilder 5 aufweist, Druckwalzen 7 bis 10, durch die die Bilder 5 auf die Fliesen 2 aufgedrückt werden, einer zweiten Sprühvorrichtung *11, die erwärmtes Wasser enthält, einer weiteren Druckwalze 12 und einem Schwammband 13 vorbeigeführt. Unterhalb der Sprühvorrichtung 3 ist ein Auffangbehälter 14 angeordnet, der das überschüssige !lösungsmittel auffängt und der Sprühvorrichtung zur erneuten Verwendung zuführt. In entsprechender Weise ist unter der Sprühvorrichtung 11, der Druckwalze 12 und dem Schwammband 13 ein Auffangbehälter 15 für das überschüssige Wasser angeordnet.

In dem Vorratsbehälter 4 sind die Bilder 5 derart übereinander gestapelt, daß die das Bild bindende lackmaske nach unten und demgemäß das als Druckträger wirkende polyglykolbeschichtete Papier nach oben weist. Die Entnahmevorrichtung 5 besteht aus einer Gummiwalze, deren Rotationsantrieb mit dem in der Zeichnung nicht dargestelltn Antrieb des Förderbandes 1 gekoppelt ist. Bei Rotation schiebt die Gummiwalze 6 das an unterster Stelle in dem Vorratsbehälter 4 liegende Bild 5 in der Bewegungsrichtung des Förderbandes 1 zwischen ein Walzenpaar 16, das das Bild 5 über eine Gleitrolle 17 "bis zu einem Anschlag 1S bewegt, an dem.die zu dekorierende Fliese 2 anliegt. Sobald die Fliese 2 und das Bild 5 sich in der richtigen Lage zueinander befindet, wird der Anschlag 18 zurückgezogen und die Fliese mit dem Bild auf dem Förderband 1 weiterbefördert. Die Druck-

- 7 -109845/0875

22. April 1970 Le* 2

walze 7 drückt sodann das Bild 5 auf die Fliese 2 an, so daß das auf der Rohglasur befindliche lösungsmittel Äthylglykolacetat die lackmaske und die keramischen Farben des Bildes anlösen kann. Dieser Anlöseproziess wird beim Durchlauf der weiteren Druckwalzen 8, 9 und 10 fortgesetzt. Lackmaske und keramische Farben penetrieren dabei in die rohglasierte Fliese ein, so daß eine innige Haftung zwischen Bild und Fliese entsteht.

Anschließend wird die mit dem Bild 5 versehene Fliese 2 unter der Sprühvorrichtung 11 hindurchgeführt, durch die das nach oben weisende polyglykolbeschichtete Trägerpapier mit erwärmtem Wasser eingesprüht wird. Durch die Saugfähigkeit des Trägerpapiers dringt das Wasser bis zu der Polyglykolschicht durch und erweicht diese Schicht innerhalb von Sekunden. Die Fliese 2 wird daraufhin an der weiteren Druckwalze 12 vorbeigeführt, die das überschüssige Wasser auf dem Trägerpapier entfernt. Das angelöste Trägerpapier wird'sodann durch das Schwammband 13 abgestreift. Dieses Schwammband hat die Form einer Rotationswalze, deren tangentiale Bewegungsrichtung einen rechten Winkel mit der Bewegungsrichtung der Fliese 2 bzw. des Förderbandes 1 bildet. Es ist jedoch auch möglich, daß beide Bewegungsrichtungen jeden beliebigen anderen Winkel miteinander bilden, doch ist der rechte -Winkel am zweckmäßigsten, da dann das abgestreifte Trägerpapier nicht auf das Förderband 1 zurückfallen kann. Die dekorierten Fliesen 2 gelangen sodann in die Vorratskammern, in denen sie bis zur Durchführung des Brennprozesses lagern.

Wird als Träger für das keramische Bild statt des polyglykol- beschichteten Papiers eine wachsbeschichtete, wärmeleitende

109845/0875

22. April 1970 Ie 2

Folie verwendet, so werden die Sprühvorrichtung 11, die Druckwalze 12 und das Schwammband 13 durch eine Wärmequelle, deren Strahlung auf die Folie gerichtet ist, und einen Ventilator ' ersetzt, der die angelöste Folie vom Bild wegbläst. In diesem Fall ist es besonders zweckmäßig, Wärmequelle und Ventilator in einem Gerät zu vereinen, also z. B. einen Heißluftstrom erzeugenden Föhn zu verwenden.

Statt des langgestreckten Förderbandes 1 kann selbstverständlich auch ein Karussell als Transportvorrichtung für die Fliesen 2 vorgesehen werden.

Falls - wie eingangs bereits erwähnt - das Bild 5 geringfügig größer als die Fliese 2 ist, damit mindestens eine der vier Kanten der Fliese mitdekoriert werden kann, ist mindestens eine der Druckwalzen 7 bis 10 so auszubilden, daß sie die Kanten der Fliese umfaßt.

Gerade die Möglichkeit der Kantendekoration bringt dem erfindungsgemäßen Verfahren entscheidende Vorteile gegenüber der Siebdruckdekoration. Durch den Einsatz des speziellen gedruckten keramischen Bildes ist es 'darüberhinaus möglich, in der Druckerei bereits eine Vorsortierung vorzunehmen, so daß die Ausschußquoten beim Dekorieren der Fliesen wesentlich geringer sind als beim Direktdruckverfahren. Da für den keramischen Buntdruck auf Papier.keine Einschränkungen hinsichtlich Passer und Vielzahl der Farben gemacht werden müssen, ist es möglich, wesentlich attraktivere Dekorationen als im Direktdruckverfahren zu schaffen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß durch die Penetration des Bildes in die

- 9 _ 109845/0875

22. April 1970 • . Ie 2 .

Rohglasur eine Dekoration erreicht wird, die hinsichtlich der Beständigkeit gegen mechanischen Abrieb und chemische Einflüsse völlig gleichwertig mit der sehr viel teureren Unterglasurdekoration ist. Dies ist von besonderer Bedeutung für Fußbodenfliesen.

- 10 - t

109845/0875

Claims

22. April 1970 ie 2

Patentansprüche

fly Anwendung des Verfahrens zum Dekorieren von Keramikware mittels eines durch mindestens einen Lacküberzug gebundenen auf ein. mit einer wasserlöslichen und/oder schmelzbaren Trennschicht behafteten Träger gedruckten Bildes aus keramischen Farben, wobei der rohglasierte Scherben mit einem den lacküberzug lösenden Lösungsmittel eingesprüht wird, danach das Bild auf die eingesprühte Fläche

ι _t

aufgelegt wird und Glattbrand und Dekorationsbrand in einem Arbeitsgang erfolgen, zur maschinellen Dekoration keramischer Wand- oder Bodenfliesen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohglasierte Fliese nacheinander folgenden Verfahrensschritten unterworfen wird:

a) Einsprüehen der rohglasierten Fliese mit einem den Lacküberzug lösenden Lösungsmittel;

b) Auflegen des Bildes, so daß der Lacküberzug auf der Fliese liegt;

c) Andrücken des Bildes und

d) Lösen und Entfernen des Trägers vom Bild.

- 11 1Q9845/0875

22. April 1970 Le 2
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger des Bildes ein polyglykolbeschichtetes Papier ist, das durch Wasser, vorzugsweise erwärmtes Wasser, von dem Bild gelöst und abgestreift wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger des Bildes eine wachsbeschichtete, wärmeleitende Folie ist» die durch Wärmeeinwirkung vom Bild gelöst wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie durch einen Heißluftstrom vom Bild gelöst und entfernt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lackmaske geringfügig größer als die zu dekorierende Fliese ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,.daß das Bild geringfügig größer als die Fliese ist, so daß mindestens eine der vier Kanten der Fliese mitdekorierbar ist.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer Transportvorrichtung fixierte Fliese nacheinander an fol-

- 12 109845/0875

22. April 1970
Le 2

genden Teilvorrichtung vorbeiführbar ist:

a) einer iSprühvorrichtung für das lösungsmittel?.

b) einer mit einem Vorratsbehälter für die Bilder zusammenwirkenden Entnahmevorrichtung, durch die jeweils
ein Bild auf die Fliese applizierbar ist;

c) mindestens einer Druckwalze, durch die das Bild auf die Fliese aufdrückbar ist und

d) einer Vorrichtung, durch die der Träger vom Bild lösbar und entfernbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dais die Vorrichtung zum Lösen des Papiers vom Bild aus einer Sprühvorrichtung für Wasser und die Vorrichtung zum Entfernen des Trägers vom Bild aus einem Abstreifer, vorzugsweise einem Schwammband, besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9_S dadurch gekennzeichnet, dati die Bewegungsrichtung des Schwammbandes mit der Bewegungsrichtung der Fliese einen Winkel, vorzugsweise einen rechten Winkel bildet.

- 13 - . .
109845/0875

22. A pril 1970 Le 2
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da ■ die Vorrichtung zum Lösen der Folie vom Bild eine Wärmequelle ist, deren Wärmestrahlung auf die Fliese konzentrierbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 zur Durchführung des Verfah- % rens nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Lösen und Entfernen der Folie vom Bild ein Heißluftgerät ist, dessen Heißluftstrom auf die Folie konzentrierbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwalze die Kanten der Fliese umfaßt. I
.14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung ein Förderband ist.
15. Vorrichtung nache einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung ein Karussell ist.

to.

109845/0875

Leerseite