WO2001094275A2 - Method for coating and printing ceramic or glass-type substrates - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for coating and / or dyeing, printing, painting or the like. Ceramic or glass-like substrates with the features of the preamble of claim 1.
  • the invention is therefore based on the object of developing a method with the features of the preamble of patent claim 1 in such a way that surface coatings can be applied to ceramic or glass-like materials with less effort, in particular at lower temperatures and thus lower energy consumption.
  • the coatings are intended to form a protective layer for the already known glaze.
  • the coated substrate can be colored, printed, painted or the like with colored pigments or dyes, the dye or the colored pigments then being fixed on the paint.
  • the color pigments / dyes are fixed on the lacquer at temperatures of approx. 200 ° C to 250 ° C.
  • the fixation of the dyes is associated with relatively little energy expenditure.
  • handcrafted or artistic hand-paintings can be applied to the lacquer coating and then permanently thermally fixed.
  • the lacquer preferably consists of oligomeric compounds with at least one epoxy group per molecule in conjunction with branched and unbranched silicon-hydrogen compounds.
  • the substrate can expediently simply be immersed in the lacquer.
  • the lacquer according to the invention can also be applied to the substrate by other coating methods, such as, for example, by casting, drawing, spinning, spraying or painting.
  • the thermal curing of the paint coating takes place at preferably 130 ° C to 170 ° C. Compared to the usual firing temperatures of glazes, the present process can harden the protective layer at relatively low temperatures.
  • the curing temperature depends in particular on the thermal stability of the substrate to be coated.
  • the curing time which can last from approx. 1 min to several hours, also depends on this.
  • the process of fixing the color pigments / substances in the lacquer can take about 1 min.
  • a particularly advantageous embodiment variant is characterized in that the paint contains color pigments or dyes.
  • dyes z. B. disperse dyes may be provided.
  • the dyes or color pigments are firmly fixed in the paint.
  • the ceramic, glass-like or glazed substrate is coated with a lacquer made of organic base material, which comprises epoxy resin in connection with silanes.
  • the substrates to be coated can be dishes, glasses, in particular tiles. After applying the varnish to the substrate, it is thermally hardened.
  • the hardened lacquer is then printed using a transfer printing process.
  • the transfer printing process ensures high-quality, ie high-resolution printing, which can be carried out in a short amount of time and thus low process costs.
  • the transfer printing process is an extremely flexible process that can be used to print a wide variety of substrates.
  • the transfer printing process permits the simultaneous application of an entire range of colors, so that the print is applied essentially in only one production step.
  • the disperse dyes can diffuse into the lacquer as a result of being pressed on or ironed on. Some of the disperse dyes can also be on the surface of the The paint remains permanently fixed. After the transfer printing process has been carried out, the substrate with the hardened and printed lacquer can slowly cool down. This cooling process can take place at room temperature without the need for additional cooling media. In particular during or after cooling, the disperse dyes can be further fixed in the paint.

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Abstract

The invention relates to a method for the coating and/or colouring, printing, painting or similar of ceramic or vitreous substrates, in particular crockery, glasses and the like. Said method comprises the following steps: coating the substrate surface with a lacquer of an organic base material consisting of an epoxy resin bound with silanes and thermally curing the lacquer that has been applied to the substrate.

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Verfahren zum Beschichten und BedruckenCoating and printing processes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten und/oder Färben, Bedrucken, Bemalen oder dergl. von keramischen oder glasartigen Substraten mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for coating and / or dyeing, printing, painting or the like. Ceramic or glass-like substrates with the features of the preamble of claim 1.
Femer betrifft sie einen keramischen oder glasartigen Körper mit einer Beschichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14.It also relates to a ceramic or glass-like body with a coating according to the preamble of patent claim 14.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Beschichten und Bedrucken, Färben oder Bemalen von keramischen, glasartigen oder mit einer Glasur versehenen Substraten mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 18. Die Erfindung betrifft ferner einen keramischen oder glasartigen oder mit einer Glasur versehenen Körper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 27.The invention also relates to a method for coating and printing, dyeing or painting ceramic, glass-like or glazed substrates with the features of the preamble of claim 18. The invention further relates to a ceramic or glass-like or glazed body according to the preamble of claim 27.
Die Glasur stellt neben dem ästhetischen Gesichtspunkt eine wichtige Schutzfunktion der Keramik dar. Außerdem verleiht die Glasur der Keramik eine glatte Oberfläche, die z. B. zur gründlichen Reinigung unerläßlich ist.In addition to the aesthetic aspect, the glaze represents an important protective function of the ceramic. In addition, the glaze gives the ceramic a smooth surface, which, for. B. is essential for thorough cleaning.
Zur Farbgebung keramischer Wirkstoffe kommen nur feuerfeste Pigmente in Frage, da Farbglasuren bei Temperaturen von 700 bis 1.100 °C, Sanitärkeramik sogar bis 1.400°C, eingebrannt werden. Dekorfarben werden zusammen mit glasigen Substanzen auf die Unterlage aufgetragen und mit dieser verschmolzen oder versintert. Die Pigmente werden je nach mechanischer Beanspruchung auf die Glasur oder auf den Scherben aufgetragen und müssen bei einer Glasurbrandtemperatur bis zu 1.400°C beständig sein. Diese hohen Temperaturen sind mit erheblichem Aufwand, insbesondere hohem Energieaufwand, verbunden.Only refractory pigments can be used to color ceramic active ingredients, since colored glazes are baked at temperatures from 700 to 1,100 ° C, sanitary ceramics even up to 1,400 ° C. Decorative colors are applied to the base together with glassy substances and fused or sintered with it. Depending on the mechanical stress, the pigments are applied to the glaze or the cullet and must be stable at a glaze firing temperature of up to 1,400 ° C. These high temperatures are associated with considerable effort, in particular high energy expenditure.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 derart auszubilden, daß oberflächliche Beschichtungen auf keramischen oder glasartigen Materialien mit geringerem Aufwand, insbesondere bei geringeren Temperaturen und damit geringerem Energieverbrauch aufgebracht werden können. Die Beschichtungen sollen dabei für die bereits bekannte Glasur eine Schutzschicht bilden.The invention is therefore based on the object of developing a method with the features of the preamble of patent claim 1 in such a way that surface coatings can be applied to ceramic or glass-like materials with less effort, in particular at lower temperatures and thus lower energy consumption. The coatings are intended to form a protective layer for the already known glaze.
Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteihafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 13.This object is achieved by the teaching of claim 1. Advantageous further developments of the method result from subclaims 2 to 13.
Ein vorteilhafter keramischer oder glasartiger Körper wird in den Patentansprüchen 12 bis 17 gelehrt.An advantageous ceramic or glass-like body is taught in claims 12 to 17.
Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten und Färben oder Bedrucken mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 18 derart auszubilden, daß dieses unter geringem Zeit- und Kostenaufwand durchführbar ist, wobei gleichzeitig ein hochwertiger Druck erzielt wird.The invention is also based on the object of designing a method for coating and dyeing or printing with the features of the preamble of claim 18 in such a way that it can be carried out with little expenditure of time and money, with high-quality printing being achieved at the same time.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 19 - 26. Ein besonders vorteilhafter Gegenstand wird in den Patentansprüchen 27 und 28 gelehrt.This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1. Advantageous developments of the method result from subclaims 19-26. A particularly advantageous object is taught in patent claims 27 and 28.
Als Kern der Erfindung gemäß Anspruch 1 wird es angesehen, daß das keramische oder glasartige Substrat, insbesondere ein Geschirrteil, ein Glas oder dergl. mit einem Lack aus organischem Grundmaterial beschichtet wird, der aus Epoxid-Harz in Verbindung mit Silanen besteht.Dann wird der auf das Substrat aufgebrachte Lack bei erhöhter Temperatur ausgehärtet. Dabei ist es möglich, daß der Lack vor der Härtung bei Raumtemperatur getrocknet wird. Die erfindungsgemäße Beschichtung führt dazu, daß Oberflächenrauhigkeiten des Substrats, z. B. bei unglasierten Porzellangegenständen, egalisiert, d. h. eingeebnet werden. Um eine noch bessere Haftung der Lackbeschichtung auf dem Substrat zu gewährleisten, kann das Substrat vor der Beschichtung einer Oberflächenbehandlung, z. B. durch Auslaugen, Grundierung oder dergl. unterzogen werden. Da die thermische Härtung des Lackes bei wesentlich niedrigeren Temperaturen als bei der üblichen Brenntemperatur von etwa 1.400 °C durchgeführt wird, ist das erfindungsgemäße Verfahren auch mit einem wesentlich geringeren Energieverbrauch verbunden. Das Verfahren zeichnet sich durch seinen äußerst einfachen Ablauf aus. Die dabei erzeugte Beschichtung ist lebensmittelecht, spülmaschinenfest und kratzfest. Durch die glatte Beschichtung sind arbeitsaufwendige, teure Schleifprozesse nicht mehr notwendig.It is considered to be the essence of the invention according to claim 1 that the ceramic or glass-like substrate, in particular a crockery part, a glass or the like. Is coated with a lacquer made of organic base material, which consists of epoxy resin in conjunction with silanes. Then the varnish applied to the substrate cured at elevated temperature. It is possible that the lacquer is dried at room temperature before curing. The coating according to the invention leads to surface roughness of the substrate, e.g. B. for unglazed porcelain objects, equalized, ie leveled. In order to ensure an even better adhesion of the lacquer coating to the substrate, the substrate can be coated with a surface treatment, e.g. B. be subjected to leaching, priming or the like. Since the thermal curing of the lacquer is carried out at substantially lower temperatures than at the usual firing temperature of about 1,400 ° C., the method according to the invention is also associated with a significantly lower energy consumption. The process is characterized by its extremely simple procedure. The coating produced is food-safe, dishwasher-safe and scratch-resistant. Thanks to the smooth coating, labor-intensive, expensive grinding processes are no longer necessary.
Mit besonderem Vorteil kann nach oder vor der thermischen Härtung des Lackes das beschichtete Substrat mit Farbpigmenten oder Farbstoffen gefärbt, bedruckt, bemalt oder dergl. werden, wobei der Farbstoff bzw. die Farbpigmente anschließend auf dem Lack fixiert werden. Die Fixierung der Farbpgimente/Farbstoffe auf dem Lack erfolgt bei Temperaturen von ca. 200°C bis 250°C. Im Vergleich zur sonst üblichen Brenntemperatur bei ca. 1000°C ist die Fixierung der Farbstoffe mit relativ geringem Energieaufwand verbunden. Auf die Lackbeschichtung können auch beispielsweise kunsthandwerkliche oder künstlerische Handbemalungen aufgebracht werden und anschließend thermisch dauerhaft fixiert werden.With particular advantage, after or before the thermal curing of the paint, the coated substrate can be colored, printed, painted or the like with colored pigments or dyes, the dye or the colored pigments then being fixed on the paint. The color pigments / dyes are fixed on the lacquer at temperatures of approx. 200 ° C to 250 ° C. Compared to the usual firing temperature at approx. 1000 ° C, the fixation of the dyes is associated with relatively little energy expenditure. For example, handcrafted or artistic hand-paintings can be applied to the lacquer coating and then permanently thermally fixed.
Der Lack besteht vorzugsweise aus oligomeren Verbindungen mit mindestens einer Epoxidgruppe pro Molekül in Verbindung mit verzweigten und unverzweigten Silizium- Wasserstoffverbindungen.The lacquer preferably consists of oligomeric compounds with at least one epoxy group per molecule in conjunction with branched and unbranched silicon-hydrogen compounds.
Zur einfachen, gleichmäßigen und schnellen Beschichtung kann das Substrat zweckmäßigerweise einfach in den Lack eingetaucht werden. Der erfindungsgemäße Lack kann auch durch andere Beschichtungsverfahren, wie beispielsweise durch Gießen, Ziehen, Schleudern, Spritzen oder Aufstreichen auf das Substrat aufgebracht werden.For simple, uniform and quick coating, the substrate can expediently simply be immersed in the lacquer. The lacquer according to the invention can also be applied to the substrate by other coating methods, such as, for example, by casting, drawing, spinning, spraying or painting.
Zur Beschichtung und gleichzeitig zur Färbung des Substrates kann der erfindungsgemäße Lack bereits Farbpigmente bzw. Farstoffe enthalten. Ein gesonderter Färbeschritt ist dabei nicht mehr notwenig. Die thermische Härtung des Lackes bewirkt gleichzeitig die Fixierung der in dem Lack enthaltenen Farbstoffe/-pigmente. Diese Methode stellt daher einen besonders energiesparenden Beschichtungs-und gleichzeitig Färbeprozeß von keramischen oder glasartigen Substraten dar.For coating and at the same time for coloring the substrate, the paint according to the invention can already contain color pigments or dyes. A separate dyeing step is no longer necessary. The thermal hardening of the lacquer also fixes the dyes / pigments contained in the lacquer. This method therefore represents a particularly energy-saving coating and dyeing process ceramic or glass-like substrates.
Als zusätzlicher Verfahrensschritt ist es möglich, daß auf das bemalte/bedruckte bzw. gefärbte Substrat eine weitere Lackbeschichtung aufgebracht wird und anschließend die Farbpigmente/-stoffe im Lack thermisch fixiert werden. Auf diese Weise erhält die möglicherweise noch empfindliche Farbschicht eine zusätzliche Schutzschicht. Möglicherweise noch nicht durchgehärtete Pigmente können durch diese weitere Lackbeschichtung fixiert werden. Dann wird erneut eine Verfestigung und Durchtrocknung des Lackes bei einer Temperatur von ca. 200°C bis 250°C durchgeführt.As an additional process step, it is possible that a further lacquer coating is applied to the painted / printed or colored substrate and then the color pigments / substances are thermally fixed in the lacquer. In this way, the possibly still sensitive color layer receives an additional protective layer. Pigments that may not yet have fully hardened can be fixed with this additional lacquer coating. Then the paint is solidified and dried again at a temperature of about 200 ° C to 250 ° C.
Die thermische Aushärtung der Lackbeschichtung findet bei vorzugsweise 130°C bis 170°C statt. Im Vergleich zu sonst üblichen Brenntemperaturen von Glasuren ist bei dem vorliegenden Verfahren eine Härtung der Schutzschicht bei relativ niedrigen Temperaturen möglich. Die Härtungstemperatur hängt dabei im Einzelfall insbesondere von der thermischen Stabilität des zu beschichtenden Substrats ab. Davon abhängig ist auch die Härtungsdauer, welche von ca. 1 min bis zu mehreren Stunden andauern kann.The thermal curing of the paint coating takes place at preferably 130 ° C to 170 ° C. Compared to the usual firing temperatures of glazes, the present process can harden the protective layer at relatively low temperatures. The curing temperature depends in particular on the thermal stability of the substrate to be coated. The curing time, which can last from approx. 1 min to several hours, also depends on this.
Der Fixiervorgang der Farbpigmente/-stoffe in den Lack kann etwa 1 min andauern.The process of fixing the color pigments / substances in the lacquer can take about 1 min.
Ein erfindungsgemäßer keramischer oder glasartiger Körper, z. B. Geschirr, Gläser, Flaschen oder dergl. weist eine Beschichtung aus einem Lack auf, der aus einem organischen Grundmaterial besteht, wobei der Lack ein Epoxidharz in Verbindung mit Silanen aufweist. Die Lackbeschichtung kann die sonst übliche Glasurschicht ersetzen, kann jedoch auch auf einer herkömmlichen Glasur oder einem Glas aufgebracht sein. Die Lackschicht dient als Schutzschicht und ist säurebeständig, spülmaschinenfest, lebensmittelecht und kratzfest. Dabei kann der Lack aus oligomeren Verbindungen mit mindestens einer Epoxidgruppe pro Molekül in Verbindung mit verzweigten und unverzweigten Silizium- Wasserstoff -Verbindungen bestehen.An inventive ceramic or glass-like body, for. B. dishes, glasses, bottles or the like. Has a coating of a lacquer, which consists of an organic base material, the lacquer having an epoxy resin in conjunction with silanes. The lacquer coating can replace the otherwise usual glaze layer, but can also be applied to a conventional glaze or a glass. The lacquer layer serves as a protective layer and is acid-resistant, dishwasher-safe, food-safe and scratch-resistant. The lacquer can consist of oligomeric compounds with at least one epoxy group per molecule in connection with branched and unbranched silicon-hydrogen compounds.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante ist dadurch gekennzeichnet, daß der Lack Farbpigmente bzw. Farbstoffe enthält. Als Farbstoffe können z. B. Dispersionsfarbstoffe vorgesehen sein. Die Farbstoffe bzw. Farbpigmente sind dabei im Lack fest fixiert. Als weiterer Kern der Erfindung wird es im nebengeordneten Anspruch 18 angesehen, daß das keramische, glasartige oder mit einer Glasur versehene Substrat mit einem Lack aus organischem Grundmaterial, der Epoxidharz in Verbindung mit Silanen umfaßt, beschichtet wird. Bei den zu beschichtenden Substraten kann es sich um Geschirr, Gläser, insbesondere um Fliesen, handeln. Nach Auftragen des Lackes auf das Substrat wird dieser thermisch gehärtet. Anschließend wird der ausgehärtete Lack unter Anwendung eines Transferdruckverfahrens bedruckt. Das Transferdruckverfahren gewährleistet einen qualitativ hochwertigen, d. h. u. a. hoch auflösenden Druck, der unter geringem Zeitaufwand und damit geringen Verfahrenskosten durchführbar ist. Das Transferdruckverfahren ist ein äußerst flexibel einsetzbares Verfahren, mit dem unterschiedlichste Formen von Substraten bedruckt werden können. Das Transferdruckverfahren erlaubt das gleichzeitige Auftragen einer ganzen Farbpalette, so daß der Druck im wesentlichen in nur einem Fertigungsschritt aufgebracht wird.A particularly advantageous embodiment variant is characterized in that the paint contains color pigments or dyes. As dyes z. B. disperse dyes may be provided. The dyes or color pigments are firmly fixed in the paint. It is regarded as a further core of the invention in the independent claim 18 that the ceramic, glass-like or glazed substrate is coated with a lacquer made of organic base material, which comprises epoxy resin in connection with silanes. The substrates to be coated can be dishes, glasses, in particular tiles. After applying the varnish to the substrate, it is thermally hardened. The hardened lacquer is then printed using a transfer printing process. The transfer printing process ensures high-quality, ie high-resolution printing, which can be carried out in a short amount of time and thus low process costs. The transfer printing process is an extremely flexible process that can be used to print a wide variety of substrates. The transfer printing process permits the simultaneous application of an entire range of colors, so that the print is applied essentially in only one production step.
Mit besonderem Vorteil können zum Bedrucken Dispersionsfarbstoffe verwendet werden. Beispielsweise können als Dispersionsfarben Transfer- bzw. Sublimationsfarben eingesetzt werden. Die Dispersionsfarbstoffe dringen unter thermischer Einwirkung bei der Durchführung des Transferdruckverfahrens in den bereits ausgehärteten Lack ein und werden darin dauerhaft fixiert.Disperse dyes can be used with particular advantage for printing. For example, transfer or sublimation colors can be used as emulsion paints. Under the influence of heat, the disperse dyes penetrate into the already hardened lacquer when the transfer printing process is carried out and are permanently fixed therein.
Bei der Durchführung des Transferdruckverfahrens können die Farbstoffe, insbesondere die Dispersionsfarbstoffe zunächst auf die Druckseite eines Druckpapiers aufgetragen werden. Dann wird das Druckpapier mit seiner Druckseite auf das Substrat unter thermischer Einwirkung aufgepreßt bzw. aufgebügelt. Das Aufpressen bzw. Aufbügeln kann insbesondere bei einer Temperatur von nur ca. 200°C - 250°C erfolgen. Dieser Vorgang sollte mindestens 15 Sekunden lang andauern. Die Diffusion der Dispersionsfarbstoffe in den Lack und die dauerhafte Fixierung ist bei diesem geringen Energieaufwand bereits gewährleistet.When carrying out the transfer printing process, the dyes, in particular the disperse dyes, can first be applied to the printing side of a printing paper. Then the printing paper is pressed or ironed with its printing side onto the substrate under the action of heat. The pressing or ironing can take place in particular at a temperature of only approx. 200 ° C - 250 ° C. This should continue for at least 15 seconds. The diffusion of the disperse dyes in the paint and the permanent fixation is already guaranteed with this low energy consumption.
Die Dispersionsfarbstoffe können infolge des Aufpressens bzw. des Aufbügeins in den Lack eindiffundieren. Ein Teil der Dispersionsfarbstoffe kann auch an der Oberfläche des Lackes dauerhaft fixiert bleiben. Nach der Durchführung des Transferdruckverfahrens kann das Substrat mit dem gehärteten und bedruckten Lack langsam abkühlen. Dieser Abkühlvorgang kann bei Raumtemperatur erfolgen, ohne daß weitere Kühlmedien erforderlich sind. Insbesondere beim oder nach dem Abkühlen können die Dispersionsfarbstoffe im Lack weiter fixiert werden.The disperse dyes can diffuse into the lacquer as a result of being pressed on or ironed on. Some of the disperse dyes can also be on the surface of the The paint remains permanently fixed. After the transfer printing process has been carried out, the substrate with the hardened and printed lacquer can slowly cool down. This cooling process can take place at room temperature without the need for additional cooling media. In particular during or after cooling, the disperse dyes can be further fixed in the paint.
Als zusätzliche Schutzschicht kann auf das bedruckte Substrat eine weitere Lackbeschichtung aufgebracht werden. Diese kann transparent sein, damit der Druck noch erkennbar ist.A further lacquer coating can be applied to the printed substrate as an additional protective layer. This can be transparent so that the print is still recognizable.
Ferner ist erfindungsgemäß ein keramischer oder glasartiger oder einer mit einer Glasur versehener Körper, insbesondere eine Fliese, vorgesehen, die mit einer Beschichtung versehen ist. Die Beschichtung besteht aus einem Lack aus organischem Grundmaterial, wobei der Lack ein Epoxidharz in Verbindung mit Silanen aufweist und mit Dispersionsfarbstoffen bedruckt ist. Die Dispersionsfarbstoffe können zumindest teilweise in den Lack eindiffundiert und fixiert sein. Insbesondere bei Fliesen erweist sich die bedruckte Beschichtung als vorteilhaft, da bei Fliesen eine lange Lebensdauer vorausgesetzt wird, ohne daß die Qualität des Farbaufdrucks nachläßt. Dies wird besonders durch die im Lack fixierten Dispersionsfarbstoffe erreicht.Furthermore, according to the invention, a ceramic or glass-like body or a body provided with a glaze, in particular a tile, is provided, which is provided with a coating. The coating consists of a varnish made of organic base material, the varnish comprising an epoxy resin in combination with silanes and being printed with disperse dyes. The disperse dyes can be at least partially diffused and fixed in the lacquer. In the case of tiles in particular, the printed coating proves to be advantageous, since a long service life is assumed for tiles, without the quality of the color imprint deteriorating. This is achieved in particular by the disperse dyes fixed in the paint.
Die Erfindung ist anhand von vorteilhaften Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:The invention is explained in more detail on the basis of advantageous exemplary embodiments in the drawing figures. These show:
Fig. 1 - 7 eine prinzipielle Darstellung der einzelnen Schritte des Verfahrens sowieFig. 1-7 a basic representation of the individual steps of the method and
Fig. 8 ein Flußdiagramm des Verfahrens.8 is a flow chart of the method.
Zunächst wird auf Fig. 8 Bezug genommen. Dort wird ein keramischer Scherben im Reduktionsbrand bei ca. 1400°C gebrannt. Nach Abkühlung des keramischen Scherbens (oder von Glas) wird dieser mit einem Lack aus organischem Grundmaterial beschichtet, der aus Epoxidharz in Verbindung mit Silanen besteht. Als nächster Schritt schließt sich die thermische Härtung des auf das Substrat aufgebrachten Lackes an. Bereits nach diesem Verfahrensschritt wurde eine Schutzschicht mit einer glatten Oberfläche auf dem Substrat geschaffen, welche Spülmaschinen- und kratzfest ist. Im weiteren Verfahrensgang wird das beschichtete Substrat mit Farbpigmenten/-stoffen gefärbt, bedruckt, bemalt oder dergleichen. Im nächsten Schritt werden die aufgebrachten Farbpigmente oder Farbstoffe auf dem Lack thermisch fixiert. Schließlich kühlt das beschichtete und gefärbte Substrat ab.First, reference is made to FIG. 8. There, a ceramic body is burned in a reduction firing at approx. 1400 ° C. After the ceramic body (or glass) has cooled, it is coated with a varnish made of an organic base material, which consists of epoxy resin in combination with silanes. The next step is thermal curing of the paint applied to the substrate. Already after this Process step was created a protective layer with a smooth surface on the substrate, which is dishwasher and scratch resistant. In the further process step, the coated substrate is colored, printed, painted or the like with color pigments / substances. In the next step, the applied color pigments or dyes are thermally fixed on the paint. Finally, the coated and colored substrate cools down.
Der zum Beschichten verwendete Lack besteht aus oligomeren Verbindungen mit mindestens einer Epoxid-Gruppe pro Molekül in Verbindung mit verzweigten und unverzweigten Silizium- Wasserstoff- Verbindungen.The coating used for coating consists of oligomeric compounds with at least one epoxy group per molecule in connection with branched and unbranched silicon-hydrogen compounds.
Zur gleichmäßigen, einfachen und schnellen Beschichtung wird das Substrat in den Lack eingetaucht.The substrate is immersed in the lacquer for uniform, simple and quick coating.
Es ist dabei auch möglich, daß der Lack bereits Farbpigmente/-stoffe enthält, so daß ein gesonderter Färbeprozeß entfallen kann. Als Farbstoffe können z. B. Dispersionsfarbstoffe verwendet werden.It is also possible that the lacquer already contains color pigments / substances, so that a separate dyeing process can be omitted. As dyes z. B. disperse dyes can be used.
Als Verfahrensvariante ist es möglich, auf das bemalte/bedruckte/gefärbte Substrat eine weitere Lackbeschichtung aufzubringen und dann anschließend die Farbpigmente/-stoffe im Lack thermisch zu fixieren. Die Farbpigmente/-stoffe liegen somit nicht frei auf der Oberfläche und sind fest im Lack eingeschlossen.As a process variant, it is possible to apply a further lacquer coating to the painted / printed / colored substrate and then to thermally fix the color pigments / substances in the lacquer. The color pigments / substances are therefore not exposed on the surface and are firmly enclosed in the paint.
Das mit dem Lack beschichtete Substrat härtet bei mindestens 90°C, inbesondere bei 130°C bis 170°C aus. Die thermische Härtung kann dabei je nach Abhängigkeit von konkreten Härtungsbedingungen von ca. 1 min bis mehrere Stunden andauern. Das Fixieren der Farbpigmente/-stoffe in den Lack erfolgt bei einer Temperatur von ca. 200°C bis 250°C. Die relativ niedrigen Temperaturen bei der thermischen Härtung sowie Fixierung sind im Vergleich zu sonst üblichen Brenntemperaturen für keramische Pigmente sehr niedrig und daher auch mit einem geringen Energieaufwand verbunden. Der Fixiervorgang der Farbpigmente/-stoffe in den Lack dauert nur ca. 1 min. Der durch das Verfahren hergestellte, erfindungsgemäße keramische oder glasartige Körper weist demnach eine Beschichtung aus einem Lack aus organischem Grundmaterial auf, wobei der Lack aus einem Epoxidharz in Verbindung mit Silanen besteht. In den Lack können Farbpigmente/-stoffe eingelagert sein, so daß eine dekorative und gegen äußere Einwirkungen beständige Schutzschicht vorhanden ist.The substrate coated with the lacquer cures at at least 90 ° C., in particular at 130 ° C. to 170 ° C. The thermal curing can take from 1 minute to several hours depending on the specific curing conditions. The color pigments / substances are fixed in the lacquer at a temperature of approx. 200 ° C to 250 ° C. The relatively low temperatures during thermal curing and fixing are very low in comparison to the usual firing temperatures for ceramic pigments and are therefore also associated with a low expenditure of energy. The process of fixing the color pigments / substances in the lacquer only takes approx. 1 min. The ceramic or glass-like body according to the invention produced by the method accordingly has a coating of a lacquer made of organic base material, the lacquer consisting of an epoxy resin in combination with silanes. Colored pigments / substances can be embedded in the lacquer, so that a decorative protective layer that is resistant to external influences is present.
Im dargestellten Anwendungsbeispiel gemäß Fig. 1 - 7 wird eine Fliese 1 zum Beschichten und Bedrucken bereitgestellt (Fig. 1). Die Fliese 1 ist bereits mit einer Glasur 2 versehen. Im nächsten Verfahrensschritt gemäß Fig. 2 wird die Substratoberfläche, in diesem Fall die Glasur 2 mit einem Lack 3 aus organischem Grundmaterial, der Epoxidharz in Verbindung mit Silanen umfaßt, beschichtet. Anschließend wird der auf die Glasur 2 aufgebrachte Lack 3 thermisch bei erhöhter Temperatur Tj, die bei 130°C - 170°C liegt, ausgehärtet. Diese thermische Härtung dauert mindestens eine Minute an und kann bis zu mehreren Stunden in Abhängigkeit von konkreten Härtungsbedingungen betragen.In the application example shown in FIGS. 1-7, a tile 1 is provided for coating and printing (FIG. 1). The tile 1 is already provided with a glaze 2. In the next process step according to FIG. 2, the substrate surface, in this case the glaze 2, is coated with a lacquer 3 made of organic base material, which comprises epoxy resin in conjunction with silanes. Then the lacquer 3 applied to the glaze 2 is thermally cured at an elevated temperature Tj, which is 130 ° C.-170 ° C. This thermal hardening lasts for at least one minute and can take up to several hours depending on the specific hardening conditions.
Anschließend wird der ausgehärtete Lack 3 unter Anwendung eines Transferdruckverfahrens bedruckt (siehe Fig. 4 - 6). Dazu wird zunächst auf die Druckseite 4 eines Druckpapiers 5 eine negatives Bild mit Dispersionsfarbstoffen 6 aufgetragen (Fig. 4). Dann wird das Druckpapier 5 mit seiner Druckseite 7 auf das Substrat unter thermischer Einwirkung aufgepreßt bzw. mittels der Bügelvorrichtung 7 aufgebügelt. Das Aufbügeln erfolgt bei einer Temperatur T2 von ca. 200°C - 250°C und dauert mindestens 15 Sekunden an. Infolge des Aufbügeins diffundieren die Dispersionsfarbstoffe 6 in den Lack 3 ein, so daß das gewünschte Positivbild auf der Fliese 1 erhalten wird. Schließlich kühlt die Fliese 1 bzw. der bedruckte Lack 3 bei Raumtemperatur RT ab (Fig. 6). Nach dem Abkühlen sind Dispersionsfarbstoffe 6 dauerhaft im Lack 3 fixiert.The hardened lacquer 3 is then printed using a transfer printing process (see FIGS. 4-6). For this purpose, a negative image with disperse dyes 6 is first applied to the printing side 4 of a printing paper 5 (FIG. 4). Then the printing paper 5 is pressed with its printing side 7 onto the substrate under the action of heat or ironed by means of the ironing device 7. Ironing takes place at a temperature T 2 of approx. 200 ° C - 250 ° C and lasts for at least 15 seconds. As a result of the ironing on, the disperse dyes 6 diffuse into the lacquer 3, so that the desired positive image on the tile 1 is obtained. Finally, the tile 1 or the printed lacquer 3 cools down at room temperature RT (FIG. 6). After cooling, disperse dyes 6 are permanently fixed in the lacquer 3.
Wie in Fig. 7 dargestellt, kann auf den bedruckten Lack 3 eine weitere transparente Lackbeschichtung 8 aufgebracht werden, welche als zusätzlicher Schutz dient. As shown in FIG. 7, a further transparent lacquer coating 8 can be applied to the printed lacquer 3, which serves as additional protection.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Beschichten und/oder Färben, Bedrucken, Bemalen oder dergl. von keramischen oder glasartigen Substraten, insbesondere von Geschirr, Gläsern und dergleichen1. A method for coating and / or dyeing, printing, painting or the like. Of ceramic or glass-like substrates, in particular of dishes, glasses and the like
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:characterized by the following process steps:
a) Beschichten der Substratoberfläche mit einem Lack aus organischema) coating the substrate surface with a varnish made of organic
Grundmaterial, der aus Epoxidharz in Verbindung mit Silanen besteht, undBase material consisting of epoxy resin in combination with silanes, and
b) Thermische Härtung des auf das Substrat aufgebrachten Lackes.b) Thermal curing of the lacquer applied to the substrate.
2. Verfahren nach Anspruch 1,2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
vor oder nach Schritt b) das beschichtete Substrat mit Farbpigmenten/-stoffen gefärbt, bedruckt, bemalt oder dergl. wird und dann die Farbpigmente/der Farbstoff auf dem Lack thermisch fixiert wird.before or after step b) the coated substrate is colored, printed, painted or the like with colored pigments / substances and then the colored pigments / the colored substance is thermally fixed on the lacquer.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,3. The method according to any one of claims 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
der Lack aus oligomeren Verbindungen mit mindestens einer Epoxid-Gruppe pro Molekül in Verbindung mit verweigten und unverzweigten Silizium- Wasserstoffverbindungen besteht.the lacquer consists of oligomeric compounds with at least one epoxy group per molecule in connection with branched and unbranched silicon-hydrogen compounds.
4. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
das Substrat zur Beschichtung in den Lack eingetaucht wird.the substrate is dipped into the paint for coating.
5. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche,5. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
der auf das Substrat aufgebrachte Lack bereits Farbpigmente/-stoffe enthält.the lacquer applied to the substrate already contains color pigments / substances.
6. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche,6. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
als Farbstoffe Dispersionsfarbstoffe verwendet werden.disperse dyes are used as dyes.
7. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche,7. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
auf das bemalte/bedruckte/gefärbte Substrat eine weitere Lack-Beschichtung aufgebracht wird und anschließend die Farbpigmente/-stoffe im Lack thermisch fixiert werden.a further lacquer coating is applied to the painted / printed / colored substrate and then the color pigments / substances are thermally fixed in the lacquer.
8. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche,8. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
das mit dem Lack beschichtete Substrat bei mindestens 90°C, insbesondere bei 130°C bis 170°C härtet.the substrate coated with the lacquer cures at at least 90 ° C., in particular at 130 ° C. to 170 ° C.
9. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
die thermische Härtung des mit dem Lack beschichteten Substrates ca. 1 min bis mehrere Stunden in Abhängigkeit von konkreten Härtungsbedingungen dauert.The thermal curing of the substrate coated with the lacquer takes approximately 1 minute to several hours, depending on specific curing conditions.
10. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche,10. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
das Fixieren der Farbpigmente/-stoffe in den Lack bei einer Temperatur von ca. 200°C bis 250°C erfolgt.the color pigments / substances are fixed in the lacquer at a temperature of approx. 200 ° C to 250 ° C.
11. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche,11. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
der Fixiervorgang der Farbpigmente/-stoffe in den Lack ca. 1 min dauert.the process of fixing the color pigments / substances in the lacquer takes approx. 1 min.
12. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche,12. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
vor Schritt a) ein keramischer Scherben im Reduktionsbrand gebrannt wird.before step a) a ceramic body is fired in the reduction firing.
13. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche,13. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
vor Schritt a) das Glas gebrannt wird.before step a) the glass is fired.
14. Keramischer oder glasartiger Körper, z. B. Geschirr, Gläser, Flaschen mit einer Beschichtung,14. Ceramic or glass-like body, e.g. B. dishes, glasses, bottles with one coating
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
die Beschichtung aus einem Lack aus organischem Grundmaterial besteht, wobei derthe coating consists of a varnish of organic base material, the
Lack ein Epoxidharz in Verbindung mit Silanen aufweist.Lacquer has an epoxy resin in conjunction with silanes.
15. Körper nach Anspruch 14,15. Body according to claim 14,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
der Lack aus oligomeren Verbindungen mit mindestens einer Epoxid-Gruppe pro Molekül in Verbindung mit verzweigten und unverzweigten Silizium- Wasserstoffverbindungen besteht.the lacquer consists of oligomeric compounds with at least one epoxy group per molecule in connection with branched and unbranched silicon-hydrogen compounds.
16. Körper nach einem der Ansprüche 14 oder 15,16. Body according to one of claims 14 or 15,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
der Lack Farbρigmente/-stoffe enthält.the paint contains color pigments / substances.
17. Körper nach einem der Ansprüche 14 bis 16,17. Body according to one of claims 14 to 16,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
die Farbstoffe Dispersionsfarbstoffe sind.the dyes are disperse dyes.
18. Verfahren zum Beschichten und Bedrucken, Färben oder Bemalen von keramischen, glasartigen oder mit einer Glasur versehenen Substraten, insbesondere von Fliesen, Geschirr und Gläsern18. Process for coating and printing, dyeing or painting ceramic, glass-like or glazed substrates, in particular tiles, dishes and glasses
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Beschichten der Substratoberfläche mit einem Lack aus organischem Grundmaterial, der Epoxidharz in Verbindung mit Silanen umfaßt,characterized by the following process steps: a) coating the substrate surface with a lacquer made of organic base material, which comprises epoxy resin in combination with silanes,
b) Thermische Härtung des auf das Substrat aufgebrachten Lackes sowieb) thermal curing of the lacquer applied to the substrate and
c) Bedrucken des ausgehärteten Lackes unter Anwendung eines Transferdruckverfahrens.c) printing the cured varnish using a transfer printing process.
19. Verfahren nach Anspruch 18,19. The method according to claim 18,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
zum Bedrucken Dispersionsfarbstoffe verwendet werden.disperse dyes can be used for printing.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19,20. The method according to any one of claims 18 or 19,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
bei der Durchführung des Transferdruckverfahrens die Farbstoffe auf die Druckseite eines Druckpapiers aufgetragen werden und das Druckpapier mit seiner Druckseite auf das Substrat unter thermischer Einwirkung aufgepreßt bzw. aufgebügelt wird.when the transfer printing process is carried out, the dyes are applied to the printing side of a printing paper and the printing paper is pressed or ironed with its printing side onto the substrate under the action of heat.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,21. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
das Aufpressen bzw. Aufbügeln bei einer Temperatur von ca. 200°C - 250°C erfolgt.pressing or ironing takes place at a temperature of approx. 200 ° C - 250 ° C.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,22. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daß das Aufpressen bzw. Aufbügeln mindestens 15 Sekunden dauert.characterized in that pressing on or ironing on takes at least 15 seconds.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,23. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
die Dispersionsfarbstoffe infolge des Aufpressens bzw. Aufbügeins in den Lack eindiffundieren.the disperse dyes diffuse into the paint as a result of being pressed on or ironed on.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,24. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
nach Schritt c) das Substrat bzw. die aufgebrachte, bedruckte Lackschicht abkühlt.after step c) the substrate or the applied, printed lacquer layer cools down.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,25. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
nach dem Abkühlen die Dispersionsfarbstoffe im Lack thermisch fixiert sind.after cooling, the disperse dyes in the paint are thermally fixed.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,26. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
auf das bedruckte Substrat eine weitere Lackbeschichtung aufgebracht wird.a further lacquer coating is applied to the printed substrate.
27. Keramischer oder glasartiger oder mit einer Glasur versehener Körper, insbesondere eine Fliese, mit einer Beschichtung,27. Ceramic or glass-like body or provided with a glaze, in particular a tile, with a coating,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einem Lack aus organischem Grundmaterial besteht, wobei der Lack ein Epoxidharz in Verbindung mit Silanen aufweist und mit Dispersionsfarbstoffen bedruckt ist.characterized in that the coating consists of a varnish made of organic base material, the varnish comprising an epoxy resin in combination with silanes and being printed with disperse dyes.
28. Körper nach Anspruch 27,28. Body according to claim 27,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
die Dispersionsfarbstoffe zumindest teilweise in den Lack eindiffundiert und fixiert sind. the disperse dyes are at least partially diffused and fixed in the lacquer.
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