WO2008101539A2 - Verfahren, druckvorrichtung und formulierungen zum dekorieren von glas- oder keramikartikeln - Google Patents

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    • C03C2217/48—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase having a specific function
    • C03C2217/485—Pigments

Definitions

  • the invention relates to a method for decorating glass or ceramic articles according to claim 1, a printing device for decorating glass or ceramic articles according to claim 20, a glass frit formulation according to claim 30, a pigment formulation according to claim 39, a compilation of a A glass frit formulation and a pigment formulation according to claim 48, a decorated glass or ceramic article according to claim 50 and a transfer medium for use in decorating a glass or ceramic article according to claim 51.
  • a method for producing a ceramic decal wherein a flux layer with adhesives is first applied to a transfer medium, onto which a color image is then printed by means of a thermal transfer printing process. Above the color image is a flux protection layer. Optionally, an opaque layer and a further flux adhesive layer can be applied below the color image layer. Due to the use of a thermal transfer printer, there are special requirements for the composition of the layers to be applied. For example, the flux layers must contain wax compounds. The thermal transfer is u.a. due to the necessary use of ribbon easier comparatively difficult to handle.
  • JP 2004-99432 A discloses a method in which a glass frit layer is first applied to a substrate, to which a pigment layer is then printed by means of an inkjet printer, whereupon the substrate with the two layers is melted to melt the glass layers. Frit layer heated, ie burned becomes. Due to the provision of the lower glass frit layer, good adhesion of the printed image layer to the substrate is ensured.
  • a disadvantage of the known method is that the gloss and the surface finish of the finished product leave something to be desired.
  • the invention is therefore based on the object to propose a method for decorating glass or ceramic articles, with the high-quality, especially high-resolution decorations with a glossy and smooth surface can be produced.
  • the method should be economical to use even for small batches.
  • the object is to propose a printing device for decorating glass or ceramic articles, with the glass or ceramic articles are high-quality decorative.
  • the printing device should also allow the economical decoration of small batches.
  • Another object is to propose a glass frit formulation and pigment formulation for high quality decoration of glass or ceramic articles suitable for printing in a thermal ink jet printing process.
  • a decorated glass or ceramic article and transfer medium is to be proposed, which is suitable for use in the decoration of glass or ceramic articles.
  • the object is achieved with the features of claim 1 and with regard to the printing device with the features of claim 20.
  • the object is achieved with the features of claim 30 and with respect to the pigment formulation with the features of claim 39.
  • An inventive glass or ceramic article is specified in claim 50.
  • the task-releasing transfer medium is specified in claim 51.
  • the invention is based on the idea of both the layer of at least one pigment formulation, ie the layer forming the actual image and the upper layer of glass Fnt formulation applied thereto to print an inkjet printing process.
  • the lower layer to be applied from the glass-F ⁇ t formulation can be applied for example by means of a screen printing process, in particular directly on the substrate, but preferably for this purpose a Tmtenstrahltig mixes is applied.
  • the glass or ceramic article is fired with tiklichen layers, wherein the temperature is in a range between 500 0 C and 1200 0 C. At least the melting temperature of the glass F ⁇ t particles in the two glass frit layers must be achieved. In the context of the invention, it is to use the same glass F ⁇ t formulation or different glass frit formulations to form the lower and the upper glass frit layer. Preferably, the glass F ⁇ t formulation layers are pigment-free.
  • the sandwich-like layer structure ie the embedding of the layer of the at least one pigment formulation (imaging layer) between two glass frit formulation layers, which are preferably the only glass frit formulation layers, several advantages are achieved.
  • the ones on the glass or Ceramics lowermost glass-frit layer ensures good adhesion of the layer structure on the glass or ceramic article.
  • the final glass frit formulation layer in the final position protects the underlying pigment formulation layer, which is preferably the only layer of at least one pigment formulation, while providing high gloss and a smooth surface. It is within the scope of the invention as an alternative to arrange several layers of each at least one pigment formulation directly above one another, these layers are then framed by a respective layer of a glass-frit formulation.
  • the substrate is directly around the glass or ceramic article to be decorated.
  • the printing sequence described above of the two glass frit layers and the at least one pigment layer corresponds to the order of the layers on the end product.
  • the lower layer of the glass frit formulation which is preferably applied to the substrate in the ink jet printing process.
  • the second layer is the at least one layer formed from one or more pigment formulations
  • this printed pigment formulation layer is the top layer of the at least one glass frit formulation.
  • this upper layer may be the uppermost, i. act last shift.
  • the upper glass frit formulation layer is not the last, but the penultimate layer to which a final protective layer of a protective layer formulation, in particular, a lacquer layer is applied.
  • a final protective layer of a protective layer formulation in particular, a lacquer layer
  • the protective layer is preferably such that it burns or evaporates without any residue during the final heating process.
  • the protective layer is preferably formed such that it is at least partially liquid already at a temperature between about 200 0 C and about 400 0 C, ie below the melting temperature of the glass-frit layers, thus ensuring a cohesion of the underlying layers. Preference is given to an embodiment in which no further layer is provided between the lower layer consisting of the glass-F ⁇ t formulation, and the glass or ceramic article, thus the lower layer of the glass-frit formulation thus the lowest layer on the glass - or ceramic article forms.
  • the topmost layer is formed from the top layer of the glass frit formulation or from the optional protective layer which is on the top layer of the glass frit formulation
  • the second (single) imaging layer being formed from either a single pigment formulation is formed, or consists of several pigment formulations.
  • this layer consists of several pigment formulations
  • the different pigment formulations can be arranged in layers, that is to say virtually as sub-layers of the second layer, or mixed with one another or arranged next to one another.
  • several, in particular two, layers of in each case at least one pigment formulation are provided between the two glass frit layers.
  • an embodiment with a single layer of a pigment formulation ie an embodiment with is preferred a total of three layers (without protective layer) or with four layers (with protective layer).
  • the substrate is not directly the product actually to be decorated, ie the glass or ceramic article to be decorated, but a transfer medium, such as an in-water peelable paper (water slide paper).
  • a transfer medium such as an in-water peelable paper (water slide paper).
  • the layer arrangement is preferably first detached from the transfer medium, in particular in a water bath, and applied to the glass or ceramic article to be decorated, after all layers have been applied to this transfer medium, whereupon the heating process, ie firing to melt the glass frit, is then applied. Layers follows.
  • the transfer or attachment of the layer arrangement on the glass or ceramic article can take place such that the first applied to the transfer medium layer also forms the bottom layer on the glass or ceramic article, or that the layers are virtually turned and the last applied, in particular printed layer forms the lowest layer on the glass or ceramic article.
  • a protective layer in particular a lacquer layer, is applied to the top layer of the glass frit formulation, preferably by means of an ink jet process, before the layers are detached from the transfer medium.
  • This last applied, on the transfer medium upper layer then preferably forms the uppermost layer (protective layer) on the glass or ceramic article.
  • the protective layer as the uppermost layer to the transfer medium, it is possible to apply the protective layer as the lowermost layer, that is to say directly onto the transfer medium, the protective layer first applied thereto, preferably printed protective layer, the sandwich of the two glass frit layers and the at least one intermediate pigment layer is applied.
  • the last applied glass frit layer forms the lowest layer on the glass or ceramic article to be decorated. This ensures that the protective layer on the glass or ceramic article is located on the upper side and can therefore burn or vaporize without any residue, without damaging any overlying layers during this combustion or evaporation process.
  • the last-described embodiment with a protective layer located directly on the transfer medium brings considerable advantages. For example, it is possible to provide a transfer medium with a protective layer on an industrial scale and to use this optimized transfer medium as a process base for printing. Optionally, it is even conceivable to provide the transfer medium on a large scale not only with a protective layer, but also with the lower layer of the glass frit formulation, the two layers are preferably dried and stored and then only when needed with the pigment layer and the top layer of the glass frit formulation are printed by means of an ink jet printing process.
  • the application of the protective layer to the transfer medium need not necessarily take place in the ink jet printing process, but can be carried out for example by means of a screen printing process.
  • the formation of the at least one layer of the at least one pigment formulation there are different possibilities.
  • glass frit material is mixed in the pigment formulation layer.
  • the glass frit material or the glass particles can be introduced directly into the at least one pigment formulation, so that the pigment formulation is printed together with the glass frit from a common printhead.
  • the layer of at least one pigment formulation (completely) free of glass particles, ie neither glass frit particles in the actual pigment formulation or to simultaneously print a glass frit material in the layer with the at least one pigment formulation.
  • the quality of the end product can be improved if at least one of the layers is dried and / or hardened, in particular by irradiation with infrared light, before it is applied, in particular printed, to the next layer.
  • at least some layers preferably contain UV-curing materials, in particular at least one resin.
  • the drying and / or curing takes place immediately after the application of the corresponding layer.
  • High process speeds can be achieved when all of the ink jet printing processes, but at least the printing of the at least one layer of the at least one pigment formulation and the printing of the upper layer of the glass frit formulation are carried out inline. It is also conceivable to apply all layers inline, in particular imprint.
  • the invention proposes a printing device comprising at least one jointly adjustable printhead assembly
  • Pigment formulation applied printhead has.
  • the printing heads used are preferably drop-on-demand printing heads.
  • the printing device described is particularly suitable for printing the at least one pigment layer and the upper glass frit formulation layer on the lower layer of the at least one glass frit formulation layer.
  • the printing device or the printhead assembly of the printing device can be further developed such that other layers, so the lower layer of the glass frit formulation and / or the protective layer with the common printhead assembly are printable.
  • the printhead arrangement is movable relative to the substrate in a transport direction as well as in a printing direction extending transversely to the transport direction.
  • the print head arrangement a prefabricated transfer medium with an already applied lower glass frit formulation layer is printed, then the print head for the glass frit formulation is preferably behind the printhead for the pigment formulation in the direction of transport of the substrate. Formulation is already printed when the substrate comes within reach of the print head for the glass frit formulation.
  • At least one of the at least one printhead for the pigment formulation is present both before and behind (in the transport direction of the substrate) Printhead for the or a glass frit formulation is arranged.
  • the protective layer is also to be printed with the printhead arrangement, then it is advantageous to provide at least one printhead for the protective layer formulation.
  • This printhead for the protective layer formulation is preferably located in the frontmost position when the substrate is printed directly, as viewed in the transport direction of the substrate. If a transfer medium is printed, it is important for the arrangement of the print head for the protective layer formulation whether the protective layer is to be applied as the lowermost layer directly on the transfer medium, or whether the protective layer is to be applied to the upper layer of the glass frit formulation , In the latter case, the at least one print head for the protective layer formulation is preferably arranged in the frontmost direction in the transport direction of the substrate, otherwise at the rearmost point.
  • At least one print head for a To provide protective layer formulation in the printing direction in front of or behind a print head for a glass frit formulation in front of or behind a print head for a glass frit formulation.
  • the print head must be repeatedly adjusted in the printing direction, without transporting the substrate in order to apply overlapping layers can.
  • the printing device has a drying device and / or a curing device for drying and / or curing individual layers before applying the next layer. It is particularly advantageous to arrange the drying and / or curing device, in particular an IR emitter on the printhead assembly in the printing direction behind the printheads, so that a currently printed layer is dried and / or hardened directly by means of the drying and / or curing device ,
  • the print head arrangement has at least two rows of print heads arranged one behind the other in the transport direction, wherein print heads arranged alternately with glass frit formulation and pigment formulation are arranged in each row of print heads.
  • a substrate point has to be passed over several times by the printing device be without intermittently a substrate feed takes place in the transport direction to realize several superimposed layers can.
  • the print head arrangement has at least two rows of print heads arranged one behind the other in the transport direction and extending along the print axis, with print heads arranged in succession in the print direction, in particular with different pigment formulations, and in the second row (FIG. preferably exclusively) provided with the glass-frit formulation printheads are provided.
  • at least one printhead is provided for the color cyan, the color magenta, the color yellow and the color black, wherein the layer of the pigment formulations, ie the actual image, is produced by means of at least a plurality of printheads, preferably all of the pigment-printing printheads.
  • the transport direction of the substrate relative to the printhead assembly in front of and / or behind the second row of printheads loaded with the glass frit formulation there is at least one row of printheads which are exposed to the protective layer formulation.
  • the first layer of glass frit formulation is to be applied with an inkjet printing process
  • the invention also proposes a glass frit formulation for use in decorating glass or ceramic particles which, by virtue of their composition, are suitable for use with glass or ceramic particles Application in an ink jet printing process, preferably with a printing device described above.
  • the inventive glass frit formulation is characterized by glass frit particles having a melting temperature from a temperature range between about 500 0 C and about 1200 ° C, preferably between about 750 0 C and 900 0 C from.
  • the solid content by weight of the glass frit formulation comprising glass frit particles is between about 20% and about 60%.
  • the settling rate of the solids is at most 1 millimeter per minute and that the viscosity of the glass frit formulation in a range between about 0.02 Pas and about 0.05 Pas at a temperature in a range between about 20 0 C. and about 4O 0 C is located.
  • the glass frit formulation comprises at least one dispersant and at least one solvent.
  • the dispersant has the function to ensure the chemical stability of the glass frit formulation and at the same time to ensure a low settling rate of the solid constituents.
  • the glass frit formulation thus obtained is particularly suitable for use with ink jet printheads, preferably with drop on demand printheads.
  • the composition according to the invention provides a homogeneous dispersion with good redispersibility.
  • the redispersibility of the glass frit formulation is preferably such that the glass frit formulation is redispersible by stirring for 5 minutes at a rotation speed of about 120 revolutions per minute.
  • the stability against particle growth is preferably such that less than 10% increase in the average particle diameter after one week at a temperature of about 45 ° C is observed.
  • a pumping (recolling) process using the pigment formulation or the glass frit formulation in an ink jet printer is sufficient to account for 90% of the contained solids to keep dispersed after 100 Betrxebstagen.
  • a stir insert may optionally be provided in the printing apparatus.
  • the homogeneous dispersion continues to have a positive effect on the actual printing process, since clogging of the nozzles of the print head is prevented. Furthermore, the high stability against particle growth has a positive effect on the reduction of clogging tendency of the pressure nozzles. These properties ultimately result in an excellent appearance of the decoration and a high resistance of the printed layers to light, moisture and other environmental influences.
  • the d 5 o value (meridian of the particle size distribution) of the solids of the glass frit formulation is between about 1 micron and about 10 microns, preferably the d 5 o value is between about 1 ⁇ m and about 5 ⁇ m, more preferably between about 1 ⁇ m and about 2 ⁇ m.
  • the proportion by weight of the glass frit particles in the total glass frit formulation is between approximately 40% and 60%, preferably about 50%.
  • the weight percent of the dispersant is between about 7% and 18% of the total weight of the glass frit formulation, preferably about 12.5%.
  • the maximum Glasfritpumble bemesser is about 3 microns, preferably about 2.7 microns. It is particularly advantageous if the maximum glass frit particle diameter is less than 2 ⁇ m.
  • Diacetone alcohol has a good cure equilibrium which, on the one hand, provides a reasonable drying time on the substrate and, on the other hand, does not evaporate too quickly in the printhead nozzles.
  • the surface tension of the diacetone alcohol is preferably greater than 30 dynes / cm, whereby the glass frit formulation can be optimally printed by means of an ink jet printing process.
  • the glass frit formulation contains a polymeric binder, preferably at a weight level of from about 0.5% to about 2%. It has been found to be advantageous for the stability of the glass frit formulation to use as polymer binder a styrene-acrylic acid copolymer or a polymer binder comprising a styrene-acrylic acid copolymer.
  • silica preferably with a weight fraction of between about 0.5% to about 1.5%.
  • the addition of silicic acid (silica) has a positive effect on the chemical stability of the dispersion by improving the attraction of the dispersant to the glass frit particle surface and thus slowing or preventing particle growth. Furthermore, the addition of silica leads to a lower settling rate and to avoid flocculation phenomena, whereby the settled substances can be well redispersed.
  • the viscosity is about 0.002 Pas to about 0.03 Pas.
  • the viscosity is about 0.002 Pas to about 0.02 Pas, each at a temperature in a range between about 20 0 C and about 40 0 C.
  • Particularly preferred is an embodiment of the glass frit formulation in which the glass frit formulation is free of pigments.
  • the invention proposes a pigment formulation for use in decorating glass or ceramic particles, which is particularly distinguished by its excellent suitability for an inkjet printing process.
  • the pigment formulation according to the invention is a particularly homogeneous dispersion with very good redispersing properties.
  • the pigment formulation may preferably be redispersed by stirring for 5 minutes at a rotational speed of the dehydrator of about 120 revolutions per minute.
  • the pigment formulation is stable against particle growth, with particle growth preferably less than 10% within one week at a temperature of about 45 ° C.
  • a pumping (recolling) operation using the pigment formulation or glass frit formulation in an ink jet printer is sufficient to keep 90% of the solids dispersed after 100 days of operation.
  • a stirring insert may optionally be provided.
  • the pigment formulation is particularly suitable for printing with ink-jet printheads, in particular drop-on-demand printheads. Clogging of the printhead nozzles is advantageously prevented. Further, a layer printed with such a pigment formulation is resistant to light, moisture and other environmental conditions. In addition, the image produced with this pigment formulation exhibits excellent contrast, luminosity and excellent overall appearance.
  • the pigment formulation according to the invention comprises at least one inorganic pigment.
  • the weight-solids content (including the inorganic pigment) is about 20% to about 60%, wherein the settling rate of the solids is at most 1 millimeter per minute.
  • the viscosity is preferably below 0.05 Pas at a temperature between about 20 0 C and about 40 0 C.
  • the pigment formulation further comprises at least one dispersant and a solvent. The dispersant has to provide the task for a good chemical stability and for a low settling of the solids.
  • the dso value of the particle size distribution of the solids of the pigment formulation lies in a development of the invention between about 1 .mu.m and about 10 .mu.m, preferably between about 1 .mu.m and about 5 .mu.m.
  • the proportion by weight of the pigment is about 40% to about 60%, preferably about 50% to about 60%.
  • the weight fraction of dispersant is from about 8% to about 15%, preferably from about 10% to about 12%.
  • the pigment diameter is preferably at most about 2.7 ⁇ m, preferably at most about 1.5 ⁇ m. More preferably, the pigment diameter is less than 1 micron.
  • the solvent Preference is given to an embodiment in which diacetone alcohol is used as the solvent. This has a good moisture balance, which means that reasonable drying times can be achieved on the substrate, which also prevents too rapid evaporation in the nozzles of the printhead.
  • the surface tension of the diacetone alcohol used is preferably more than 30 dynes / cm, whereby the pigment formulation is optimally printable in an ink jet printing process.
  • the addition of the diacetone alcohol prevents droplet formation, as does settling in or on the print head.
  • a polymer binder is added, preferably at a weight fraction between about 0.5% and about 2%. It is particularly advantageous if the polymer binder comprises or consists of a styrene-acrylic acid polymer.
  • silicic acid (silica) has been preserved, in particular with a weight fraction between about 0.5% and about 1.5%.
  • the silica provides chemical stability of the dispersion by enhancing the attraction of the dispersant to the pigment surface. This prevents rapid particle growth.
  • silicic acid provides an excellent low settling rate and prevents flocculation, whereby settled solids can easily be redispersed due to the overall composition of the pigment formulation.
  • the viscosity is only between about 0.02 Pas and about 0.03 Pas, preferably only between 0.002 Pas and about 0.02 Pas at a temperature between about 20 ° C and about 40 ° C.
  • the pigment formulation comprises
  • the maximum Glasfritpumble bemesser is about 3 microns, preferably about 2.7 microns, in particular about 2 microns, more preferably about 1.5 microns or less than 1 micron.
  • the maximum Glasfritpumble bemesser is about 3 microns, preferably about 2.7 microns, in particular about 2 microns, more preferably about 1.5 microns or less than 1 micron.
  • the d 50 value of the particle size distribution is between about 1 ⁇ m and about 5 ⁇ m.
  • the pigment formulation may be formed free of glass particles. With this Embodiment optimum printing quality in terms of contrast and luminosity can be achieved.
  • the protective layer formulation used is preferably a lacquer layer, in particular with the addition of xylene and / or glycol acetate, in particular butylglycol acetate.
  • the invention relates not only to the glass frit formulation and the pigment formulation alone but also to the combination of the glass frit formulation and the pigment formulation for use in decorating glass or ceramic articles, especially by applying the formulations in an inkjet printing process.
  • the invention relates to a glass frit formulation and the pigment formulation as described above coated and fired glass or ceramic article.
  • the invention is directed to a prefabricated transfer medium, which is provided with a lower protective layer, in particular a lacquer layer.
  • a prefabricated transfer medium which is provided with a lower protective layer, in particular a lacquer layer.
  • the first layer of the glass frit formulation is additionally applied to the lowermost protective layer.
  • the layers applied to the transfer medium or the layer applied to the transfer medium is dried and / or cured in order to be able to store and transport the transfer medium.
  • FIG. 1 shows a substrate printed with four layers arranged one above the other
  • Fig. 2 an alternative embodiment of one with four
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a printing device with a print head arrangement and a substrate that can be adjusted in a transport direction
  • FIG. 5 shows an illustration of a further alternative printhead arrangement.
  • a substrate 1 is shown, which is either directly to the glass or ceramic article to be decorated, or a transfer medium.
  • a lower layer 2 of a glass frit formulation was applied on the substrate.
  • This first layer was preferably dried and / or cured before the application of an immediately above-lying layer 3.
  • the pigment layer 3 is formed from several pigment formulations.
  • the pigment formulations used have the colors cyan, Magenta, yellow and black. Whole pigment formulations forming the pigment layer 3 were applied by means of an ink jet printing process.
  • an upper layer 4 made of a glass frit formulation was applied to the pigment layer 3 by means of an ink jet printing process.
  • the glass frit formulation used for the top glass frit formulation layer is the identical glass frit formulation to form the bottom layer 2.
  • a different glass frit composition may also be used to get voted.
  • a layer 5 is optionally applied directly, preferably by means of an ink-jet printing process.
  • the uppermost layer 5 is a lacquer layer (protective layer).
  • the substrate 1 with the four layers 2, 3, 4, 5 is fired at about 850 ° C.
  • the top layer 5 liquefies (protective layer), which layer is dissolved without residue in the course of the firing process.
  • the substrate 1 according to FIG. 1 is a transfer medium, for example an in-water release paper (water slide paper), the preferably four layers 2, 3, 4, 5 must first of all be in a water bath detached from the substrate 1 and applied to the glass or ceramic article to be decorated. It is preferred that the lower layer 2 of the glass frit formulation also forms the lowest layer on the glass or ceramic article. If there is no further layer above the upper layer 4 of the glass-fit formulation, it is also conceivable that the upper layer 4 of the glass-frit formulation forms the lowest layer on the glass or ceramic article to be decorated. Essential in that one of the layers 2, 4 surrounding the second layer 3 of the pigment formulations, ie a glass frit formulation layer, forms the lowermost layer on the glass or ceramic article to be decorated. As a result, the entire layer arrangement adheres optimally to the final product.
  • the top glass frit formulation layer after the firing process ensures a smooth surface and a glossy appearance of the printed image.
  • Fig. 2 an alternative embodiment of the layer arrangement is shown.
  • the substrate arranged at the bottom in the drawing plane is a transfer medium.
  • a protective layer 5 (protective layer formulation) was applied to this transfer medium as the lowermost layer.
  • a screen printing method or an inkjet printing process is suitable.
  • a lower layer 2 of a glass frit formulation was applied, in particular by screen printing or by means of an inkjet printing process.
  • a layer of at least one pigment formulation preferably of several pigment formulations with the colors cyan, magenta, yellow and black was printed by means of an ink-jet printing process.
  • an upper layer 4 of glass frit formulation was applied directly to it by means of an ink jet printing process.
  • the layer arrangement is composed of the lowermost protective layer 5, the lower glass frit formulation layer 2 immediately thereafter, the pigment formulation layer 3 directly thereon, and the immediately adjacent on top of the glass frit formulation 4 from the substrate 1, in particular in a water bath, and deposited on a glass or ceramic article such that the upper layer 4 of the glass frit formulation forms the lowermost layer on the glass or ceramic article.
  • the layers of at least one pigment formulation 3 and the top layer of the glass frit formulation applied thereon are applied to the transfer medium 1 already prefabricated with the protective layer 5 and the bottom layer 2 of the glass frit formulation 2.
  • the application of the layer 3 of the at least one pigment formulation and the upper layer 4 of the glass frit formulation preferably takes place inline with a printing device to be explained.
  • the printing device 6 comprises a printhead assembly 7, which is adjustably arranged along a printing axis 8 in the manner of a carriage.
  • a arranged on a conveyor belt 9 substrate 1 is arranged along a transport axis 10 which is perpendicular to the pressure axis 8 adjustable.
  • the printhead assembly 7 is adjusted in the printing direction 11 in the exemplary embodiment shown.
  • the substrate 1 is adjusted in the transport direction 12. It is also conceivable to print in both Druckachsraumen, in which case a substrate advance takes place after completion of a printing operation in one of the printing directions.
  • the print head arrangement 7 comprises two rows 13, 14 of print heads 13a, 13b and 14a to 14d extending along the print axis 8 and arranged one behind the other in the transport direction 12. All print heads 13a, 13b and 14a to 14d are drop-on-demand printheads.
  • the left in the drawing plane printhead 13a of the front in the transport direction 12 of the substrate 13 row is subjected to a glass-frit formulation, the applied in the plane adjacent printhead 13b xst applied with a protective layer formulation.
  • Printhead 14a is provided with a cyan pigment formulation
  • printhead 14b with a magenta pigment formulation
  • printhead 14c with a yellow pigment formulation
  • printhead 14d with a black pigment formulation.
  • the substrate 1 is first provided with a lower layer 2 of a glass frit formulation by means of the print head 13a, wherein after each printing process in which the printhead arrangement of FIG the drawing plane left to right in the plane of the drawing, that is moved in the printing direction 11, the substrate 1 are adjusted according to the print head width in the transport direction 12.
  • the substrate 1 is returned against the transport direction 12 and it is applied with the simultaneously working printheads 14a to 14d in a printing process, a layer of pigment formulations.
  • an upper glass frit formulation layer 4 is applied from the print head 13a (one line higher in the drawing plane) to the layer of pigment formulations applied in a previous printing step.
  • the substrate 1 is adjusted again in the transport direction 12 according to the width of the print heads, whereby by means of the print heads 14a to 14d, a further layer of pigment Formulations is applied and simultaneously applied by means of the print head 13a on the previously applied layer 3 of the pigment formulations, an upper layer 4 of the glass frit formulation, etc., After the substrate 1 equipped in this way with the upper glass frit formulation layer was, the substrate 1 is gradually adjusted counter to the transport direction 12, wherein between the transport steps, the printing of the upper glass frit formulation layer 3 with a protective layer formulation using the printhead 13b takes place.
  • An alternative, not shown embodiment provides that in the transport direction 12 before and after the row 14 of printheads for the pigment formulations in each case at least one printhead, preferably in each case a row of printheads, is arranged for a glass-frit formulation to both to be able to print the lower glass frit formulation layer as well as the upper glass frit formulation layer inline.
  • a protective layer formulation is optionally located in the transport direction 12 in front of or behind these sandwiched rows of printheads.
  • the printhead assembly 7 has two rows 16, 17 of printheads, the printheads 16a, 16c and 16e and the printheads 17b, 17d and 17e each being equipped with a glass frit formulation printhead and the printheads 16b, 16d, 17a and 17e are print heads applied with a pigment formulation, the pigment formulations of the printing heads 17a, 16b, 17c and 16d acting pigment formulations are colored differently (cyan, magenta, yellow, black).
  • the two in the drawing plane side printheads 16f and 17f are acted upon by a protective layer formulation.
  • FIG. 5 an alternative printhead assembly 7 is shown. This may additionally be optionally equipped with a particular lateral drying device 15.
  • the print head arrangement 7 according to FIG. 5 has four rows 18, 19, 20, 21 of print heads, wherein in the two rows 18, 19 in each case four printing heads arranged side by side in the printing direction 8 and arranged with different pigment formulations are arranged.
  • two directly superimposed pigment layers can be printed, wherein the pigment layers are framed by two glass frit layers.
  • these (lateral) glass frit formulation printing heads may be dispensed with.
  • a row 20 which consists of six, each acted solely on a glass frit formulation printheads.
  • a row 21 with six acted upon by the protective layer formulation printheads.
  • the row 21 can be dispensed with if the exemplary embodiment shown in FIG. 2 is to be produced and the transfer medium is already coated with a protective layer and a lower layer of a glass frit formulation. Possibly. It is also possible to arrange a plurality of independently adjustable print head arrangements, each with at least one print head in succession, in the transport direction.
  • another row of printheads loaded with a glass frit formulation may be provided below the row 18 and 19 of printheads, especially if all layers are to be printed inline.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Druckvorrichtung (6) zum Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln, wobei eine Pigment-Schicht (3) sandwichartig zwischen zwei Glas-Frit-Schichten (2, 4) aufgenommen ist, wobei zumindest die Pigment-Formulierungsschicht (3) und die obere Glas-Frit-Formulierungsschicht (4) mittels eines Tintenstrahldruckprozesses aufgedruckt werden bzw. sind.

Description

Verfahren, Druckvorrichtung und Formulierungen zum Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln gemäß Anspruch 1, eine Druckvorrichtung zum Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln gemäß Anspruch 20, eine Glas-Frit- Formulierung gemäß Anspruch 30, eine Pigment-Formulierung gemäß Anspruch 39, eine Zusammenstellung einer Glas-Frit- Formulierung und einer Pigment-Formulierung gemäß Anspruch 48, einen dekorierten Glas- oder Keramikartikel gemäß Anspruch 50 sowie ein Transfermedium zur Verwendung beim Dekorieren eines Glas- oder Keramikartikels gemäß Anspruch 51.
Aus der US 6,694,885 B2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Abziehbildes bekannt, wobei auf ein Transfermedium zunächst eine Flux-Schicht mit Klebstoffen aufgebracht wird, auf die dann mittels eines Thermotransferdruckverfahrens ein Farbbild aufgedruckt wird. Oberhalb des Farbbildes befindet sich eine Flux- Schutzschicht . Optional können unterhalb der Farbbildschicht eine Opakschicht sowie eine weitere Flux- Klebstoff-Schicht aufgebracht werden. Aufgrund des Einsatzes eines Thermotransferdruckers bestehen besondere Anforderungen an die Zusammensetzung der aufzubringenden Schichten. Beispielsweise müssen die Flux-Schichten Wachs- Verbindungen enthalten. Der Thermotransferdrück ist u.a. aufgrund der notwendigen Verwendung von Farbbandern vergleichsweise schwierig handhabbar.
Aus der JP 2004-99432 A ist ein Verfahren bekannt, bei dem zunächst auf ein Substrat eine Glas-Frit-Schicht aufgebracht wird, auf die dann mittels eines Tintenstrahldruckers eine Pigmentschicht aufgedruckt wird, woraufhin das Substrat mit den beiden Schichten zum Schmelzen der Glas-Frit-Schicht erhitzt, d.h. gebrannt wird. Aufgrund des Vorsehens der unteren Glas-Frit-Schicht wird eine gute Haftung der gedruckten Bild-Schicht an dem Substrat gewahrleistet. Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist, dass der Glanz und die Oberflachenbeschaffenheit des fertigen Produkts zu wünschen übrig lassen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln vorzuschlagen, mit dem hochqualitative, insbesondere hochauflosende Dekorationen mit einer glanzenden und glatten Oberflache herstellbar sind. Insbesondere soll das Verfahren auch bei kleinen Chargen wirtschaftlich einsetzbar sein. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine Druckvorrichtung zum Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln vorzuschlagen, mit der Glas- oder Keramikartikel hochwertig dekorierbar sind. Insbesondere soll die Druckvorrichtung auch das wirtschaftliche Dekorieren kleiner Chargen ermöglichen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Glas-Frit-Formulierung sowie eine Pigment-Formulierung für eine hochqualitative Dekoration von Glas- oder Keramikartikeln vorzuschlagen, die zum Aufdrucken in einem Tmtenstrahldruckprozess geeignet sind. Ferner soll ein dekorierter Glas- oder Keramikartikel sowie Transfermedium vorgeschlagen werden, das zur Verwendung bei der Dekoration von Glas- oder Keramikartikeln verwendbar ist.
Hinsichtlich des Verfahrens, welches sich bevorzugt zur Dekoration von Geschirr oder Trinkglasern eignet, wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Druckvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelost. In Bezug auf die Glas-Frit-Formulierung wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 30 und in Bezug auf die Pigment-Formulierung mit den Merkmalen des Anspruchs 39 gelost. Em erfmdungsgemaßer Glas- oder Keramikartikel ist in Anspruch 50 angegeben. Em die Aufgabe losendes Transfermedium ist in Anspruch 51 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen zudem samtliche Kombinationen von zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Insbesondere hinsichtlich des Verfahrens zum Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, sowohl die Schicht aus zumindest einer Pigment- Formulierung, also die die eigentliche Abbildung ausbildende Schicht und die auf diese aufgebrachte obere Schicht aus einer Glas-Fnt-Fomulierung mittels eines Tintenstrahldruckprozesses zu drucken. Durch die Verwendung von Tmtenstrahldruckprozessen können hohe Auflosungen gute Kontraste sowie insgesamt hochwertige feinverteilte Schichten realisiert werden. Zudem lassen sich auch kleine Glas- oder Keramikartikelchargen wirtschaftlich bedrucken. Die untere aufzubringende Schicht aus der Glas-Fπt- Formulierung kann beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens, insbesondere unmittelbar auf das Substrat aufgebracht werden, wobei jedoch bevorzugt auch hierfür ein Tmtenstrahldruckprozess angewendet wird. Am Schluss des Verfahrens steht ein Brennvorgang, bei dem der Glas- oder Keramikartikel mit samtlichen Schichten gebrannt wird, wobei die Temperatur in einem Bereich zwischen 5000C und 12000C liegt. Es muss mindestens die Schmelztemperatur der Glas-Fπt-Partikel in den beiden Glas-Frit-Schichten erreicht werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es zur Ausbildung der unteren und der oberen Glas-Frit-Schicht die gleiche Glas-Fπt-Formulierung oder unterschiedliche Glas- Frit-Formulierungen zu verwenden. Bevorzug sind die Glas- Fπt-Formulierungsschichten pigmentfrei .
Durch den sandwichartigen Schichtaufbau, also die Einbettung der Schicht aus der mindestens einen Pigment- Formulierung (Abbildungsschicht ) zwischen zwei Glas-Frit- Formulierungsschichten, bei denen es sich bevorzugt um die einzigen Glas-Frit-Formulierungsschichten handelt, werden mehrere Vorteile erreicht. Die auf dem Glas- oder Keramikartikel unterste Glas-Frit-Schicht sorgt für eine gute Haftung des Schichtaufbaus auf dem Glas- oder Keramikartikel. Die in der endgültigen Position obere Glas- Frit-Formulierungsschicht schützt die darunterliegende Pigment-Formulierung-Schicht, bei der es sich bevorzugt um die einzige Schicht aus zumindest einer Pigment- Formulierung handelt, und sorgt gleichzeitig für einen hohen Glanz und eine glatte Oberflache. Es liegt im Rahmen der Erfindung als Alternative mehrere Schichten aus jeweils mindestens einer Pigment-Formulierung unmittelbar übereinander anzuordnen, wobei diese Schichten dann von jeweils einer Schicht aus einer Glas-Frit-Formulierung umrahmt sind.
Gemäß einer ersten Alternative handelt es sich bei dem Substrat unmittelbar um den zu dekorierenden Glas- oder Keramikartikel. In diesem Fall entspricht die zuvor beschriebene Druckreihenfolge der beiden Glas-Frit- Schichten und der mindestens einen Pigment-Schicht um die Reihenfolge der Schichten auf dem Endprodukt. Unmittelbar auf dem Glas- oder Keramiksubstrat befindet sich somit als Haftvermittler die untere Schicht aus der Glas-Frit- Formulierung, welche bevorzugt im Tintenstrahldruckprozess auf das Substrat aufgebracht wird. Bei der zweiten Schicht handelt es sich um die mindestens eine aus einer oder mehreren Pigment-Formulierungen gebildete Schicht
(Abbildungsschicht), die gemäß der Erfindung mittels eines
Tintenstrahldruckprozesses aufgebracht wird. Oberhalb dieser gedruckten Pigment-Formulierungsschicht befindet sich die obere Schicht aus der mindestens einen Glas-Frit- Formulierung. In Weiterbildung der Erfindung kann es sich bei dieser oberen Schicht um die oberste, d.h. letzte Schicht handeln.
In Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der oberen Glas-Frit-Formulierungsschicht nicht um die letzte, sondern um die vorletzte Schicht, auf die eine letzte Schutzschicht aus einer Schutzschicht-Formulierung, insbesondere eine Lackschicht aufgebracht wird. Von besonderem Vorteil für die Qualltat des Endproduktes ist es, wenn auch diese vierte Schicht mittels eines Tintenstrahldruckprozesses aufgebracht wird. Dabei ist die Schutzschicht bevorzugt derart beschaffen, dass diese ruckstandslos beim finalen Erhitzungsprozess verbrennt bzw. verdampft. Die Schutzschicht ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie bereits bei einer Temperatur zwischen etwa 2000C und etwa 4000C, also unterhalb der Schmelztemperatur der Glas-Frit-Schichten zumindest teilweise flussig wird und somit ein Zusammenhalten der darunter angeordneten Schichten gewährleistet. Bevorzugt ist eine Ausfuhrungsform, bei der zwischen der unteren Schicht, bestehend aus der Glas-Fπt-Formulierung, und dem Glas- oder Keramikartikel keine weitere Schicht vorgesehen ist, die untere Schicht der Glas-Frit-Formulierung also demnach die unterste Schicht auf dem Glas- oder Keramikartikel bildet.
Im Hinblick auf die Ausbildung der obersten Schicht gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder wird die oberste Schicht von der oberen Schicht der Glas-Frit-Formulierung oder von der fakultativen Schutzschicht gebildet, welche sich auf der oberen Schicht der Glas-Frit-Formulierung befindet, wobei die zweite (einzige) Abbildungsschicht entweder aus einer einzigen Pigment-Formulierung gebildet ist, oder aus mehreren Pigment-Formulierungen besteht. Für den Fall, dass diese Schicht aus mehreren Pigment-Formulierungen besteht, können die unterschiedlichen Pigment-Formulierungen schichtweise, also quasi als Unterschichten der zweiten Schicht angeordnet oder miteinander vermischt bzw. nebeneinander angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, dass zwischen den zwei Glas-Frit-Schichten mehrere, insbesondere zwei Schichten aus jeweils mindestens einer Pigment- Formulierung vorgesehen sind. Bevorzugt ist jedoch eine Ausfuhrungsform mit einer einzigen Schicht aus einer Pigment-Formulierung, also eine Ausfuhrungsform mit insgesamt drei Schichten (ohne Schutzschicht) oder mit vier Schichten (mit Schutzschicht) .
Gemäß einer zweiten Alternative handelt es sich bei dem Substrat nicht unmittelbar um das eigentlich zu dekorierende Produkt, also den zu dekorierenden Glas- oder Keramikartikel, sondern um ein Transfermedium, wie beispielsweise ein In-Wasser abziehbares Papier (Water- Slide-Paper) . Bevorzugt wird die Schichtenanordnung erst von dem Transfermedium, insbesondere in einem Wasserbad abgelöst und auf den zu dekorierenden Glas- oder Keramikartikel aufgebracht, nachdem sämtliche Schichten auf dieses Transfermedium aufgebracht worden sind, woraufhin dann der Erhitzungsprozess, also das Brennen zum Schmelzen der Glas-Frit-Schichten folgt.
Dabei kann das Transferieren bzw. Anbringen der Schichtenanordnung auf dem Glas- oder Keramikartikel derart erfolgen, dass die zuerst auf das Transfermedium aufgebrachte Schicht auch die unterste Schicht auf dem Glas- oder Keramikartikel bildet, oder dass die Schichten quasi gewendet werden und die zuletzt aufgebrachte, insbesondere aufgedruckte Schicht die unterste Schicht auf dem Glas- oder Keramikartikel bildet. Bevorzugt ist die zuletzt beschriebene Variante (best mode) .
Insbesondere zum Schutz der Schichtenanordnung beim Ablöseprozess wird in Ausgestaltung der Erfindung zeitlich vor dem Ablösen der Schichten von dem Transfermedium eine Schutzschicht, insbesondere eine Lackschicht auf die obere Schicht aus der Glas-Frit-Formulierung aufgebracht, vorzugsweise mittels eines Tintenstrahlprozesses aufgedruckt. Diese zuletzt aufgebrachte, auf dem Transfermedium obere Schicht bildet dann bevorzugt auch die oberste Schicht (Schutzschicht) auf dem Glas- oder Keramikartikel . Alternativ zum Aufbringen der Schutzschicht als oberste Schicht auf das Transfermedium, ist es möglich, die Schutzschicht als unterste Schicht, also unmittelbar auf das Transfermedium aufzubringen, wobei auf diese zuerst aufgebrachte, vorzugsweise aufgedruckte Schutzschicht das Sandwich aus den beiden Glas-Frit-Schichten und der mindestens einen dazwischenliegenden Pigmentschicht aufgebracht wird. In diesem Fall bildet die zuletzt aufgebrachte Glas-Frit-Schicht die unterste Schicht auf dem zu dekorierenden Glas- oder Keramikartikel. Hierdurch wird gewahrleistet, dass sich die Schutzschicht am Glas- oder Keramikartikel auf der Oberseite befindet und somit ruckstandslos verbrennen bzw. verdampfen kann, ohne bei diesem Verbrennungs- bzw. Verdampfungsprozess etwaige daruberliegende Schichten zu beschädigen.
Die zuletzt beschriebene Ausfuhrungsform mit unmittelbar auf dem Transfermedium befindlicher Schutzschicht bringt wesentliche Vorteile mit sich. So ist es beispielsweise möglich, ein Transfermedium großtechnisch mit einer Schutzschicht zu versehen und dieses optimierte Transfermedium als Verfahrensgrundlage zum Bedrucken zu verwenden. Gegebenenfalls ist es sogar denkbar das Transfermedium großtechnisch nicht nur mit einer Schutzschicht, sondern zusatzlich auch mit der unteren Schicht der Glas-Frit-Formulierung zu versehen, wobei die beiden Schichten bevorzugt getrocknet und zwischengelagert werden und dann erst bei Bedarf mit der Pigment-Schicht und der oberen Schicht der Glas-Frit-Formulierung mittels eines Tintenstrahldruckprozesses bedruckt werden. Das Aufbringen der Schutzschicht auf das Transfermedium muss dabei nicht zwangsläufig im Tintenstrahldruckprozess erfolgen, sondern kann beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens vorgenommen werden. Das gleiche gilt für die bereits auf die Schutzschicht aufgebrachte untere Schicht der Glas- Frit-Formulierung. Ein derart, großtechnisch hergestelltes Transfermedium kann zwischengelagert und, direkt zum Endanwender transportiert und dort mittels einer Tintenstrahldruckvorrichtung bedruckt werden, woraufhin die Schichtenanordnung von dem Transfermedium abgelost, auf den Glas- oder Keramikartikel aufgebracht und dann zusammen mit dem Glas- oder Keramikartikel gebrannt wird. Ebenso ist es denkbar, ein Transfermedium bereitzustellen, auf dem als unterste Schicht großtechnisch, beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens die untere Schicht aus der Glas- Frit-Formulierung aufgebracht wurde.
Im Hinblick auf die Ausbildung der mindestens einen Schicht aus der mindestens einen Pigment-Formulierung gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Insbesondere zu Zwecken einer verbesserten Haftvermittlung zu den die zweite Schicht umgebenden Glas-Frit-Schichten ist es von Vorteil, wenn in die Pigment-Formulierungsschicht Glas-Frit-Material untergemischt, wird. Dabei kann das Glas-Frit-Material bzw. können die Glaspartikel unmittelbar in die mindestens eine Pigment-Formulierung eingebracht sein, so dass die Pigment- Formulierung zusammen mit dem Glas-Frit aus einem gemeinsamen Druckkopf gedruckt wird. Daneben ist es denkbar, die Glas-Frit-Formulierung in einem separaten Druckkopf unterzubringen und die Pigment-Formulierung und die Glas-Frit-Formulierung gleichzeitig aus nebeneinander angeordneten Druckkopfen aufzudrucken.
Insbesondere zur Erzielung einer optimalen Leuchtkraft und einer optimalen Farbtreue der durch die Pigementformulierungsschicht gebildeten Abbildung ist es dagegen von Vorteil, die Schicht der mindestens einen Pigment-Formulierung (völlig) glaspartikelfrei zu drucken, also weder Glas-Frit-Partikel in die eigentliche Pigment- Formulierung zu mischen oder gleichzeitig mit der mindestens einen Pigment-Formulierung ein Glas-Frit- Material in die Schicht zu drucken.
Zur Optimierung der Verfahrensgeschwindigkeit ist es von Vorteil, wenn zumindest zwei der aufzubringenden, insbesondere aufzudruckenden Schichten nass-in-nass gedruckt werden, d.h. zumindest eine der Schichten zumindest noch feucht ist, bevor die nächste Schicht aufgebracht, insbesondere aufgedruckt wird.
Die Qualität des Endproduktes kann verbessert werden, wenn zumindest eine der Schichten, insbesondere durch Bestrahlen mit Infrarot-Licht getrocknet und/oder gehartet wird, bevor auf diese die nächste Schicht aufgebracht, insbesondere aufgedruckt wird. Bevorzugt enthalten hierzu zumindest einige Schichten UV-hartende Materialien, insbesondere mindestens ein Harz.
Bevorzugt erfolgt das Trocknen und/oder Harten unmittelbar nach dem Aufbringen der entsprechenden Schicht. Hohe Verfahrensgeschwindigkeiten können erzielt werden, wenn samtliche Tintenstrahldruckprozesse, mindestens jedoch das Aufdrucken der mindestens einen Schicht aus der mindestens einen Pigment-Formulierung und das Aufdrucken der oberen Schicht aus der Glas-Frit-Formulierung inline durchgeführt werden. Es ist auch denkbar, samtliche Schichten inline aufzubringen, insbesondere aufzudrucken. Für das Inline- Aufdrucken der Pigmentschicht (en) und der oberen Frit- Formulierungsschicht ist es von Vorteil, ein bereits vorkonfektioniertes Transfermedium zu verwenden, auf das bereits eine Schutzschicht und/oder die untere Schicht der Glas-Frit-Formulierung aufgebracht, vorzugsweise im Tintenstrahldruckprozess aufgedruckt sind/ist.
Insbesondere für eine Inline-Produktion ist es von Vorteil, wenn zumindest die Tintenstrahldruckprozesse zum Aufdrucken der Pigmentschicht und der oberen Frit-Formulierungs- schicht, vorzugsweise samtliche Tintenstrahldruckprozesse mittels einer gemeinsamen Druckkopfanordnung durchgeführt werden, wobei die Druckkopfanordnung unterschiedliche Druckkopfe für die unterschiedlichen Schichten aufweist. Wahrend einer Relativbewegung der Druckkopfanordnung zu dem zu bedruckenden Substrat können somit gleichzeitig nebeneinander angeordnete und in der Hohe versetzte Schichten gedruckt werden. Insbesondere zur Durchfuhrung der Tintenstrahldruckprozesse des zuvor beschriebenen Verfahrens schlagt die Erfindung eine Druckvorrichtung vor, aufweisend mindestens eine gemeinsam verstellbare Druckkopfanordnung
(Verstellschlitten) , wobei die Druckkopfanordnung mindestens einen mit einer Glas-Frit-Formulierung beaufschlagten Druckkopf und mindestens einen mit einer
Pigment-Formulierung beaufschlagten Druckkopf aufweist. Bei den zur Anwendung kommenden Druckkopfen handelt es sich bevorzugt um Drop-on-Demand Druckkopfe. Die beschriebene Druckvorrichtung eignet sich insbesondere zum Drucken der mindestens einen Pigmentschicht und der oberen Glas-Frit- Formulierungsschicht auf die untere Schicht der mindestens einen Glas-Frit-Formulierungsschicht . Gegebenenfalls kann die Druckvorrichtung bzw. die Druckkopfanordnung der Druckvorrichtung derart weitergebildet werden, dass auch weitere Schichten, also die untere Schicht der Glas-Frit- Formulierung und/oder die Schutzschicht mit der gemeinsamen Druckkopfanordnung druckbar sind. Um einen flachigen Druck auf ein Substrat, entweder einen Glas- oder Keramikartikel oder ein Transfermedium realisieren zu können, ist die Druckkopfanordnung relativ zu dem Substrat in eine Transportrichtung sowie in eine quer zur Transportrichtung verlaufende Druckrichtung bewegbar. Diese Relativbewegungen können entweder dadurch realisiert werden, dass ausschließlich die Druckkopfanordnung oder ausschließlich das Substrat verstellbar angeordnet ist. Bevorzugt ist jedoch eine Ausfuhrungsform, bei der die Druckkopfanordnung ausschließlich entlang einer Druckachse und das Substrat entlang einer um 90° hierzu verlaufenden Transportachse verstellbar ist.
Bevorzugt ist eine Anordnung des mindestens einen Druckkopfes für die Glas-Frit-Formulierung und des mindestens einen Druckkopfes für die Pigment-Formulierung, bei der die beiden Druckkopfe in Transportrichtung des Substrates gesehen hintereinander angeordnet sind. Soll beispielsweise mit der Druckkopfanordnung ein vorkonfektioniertes Transfermedium mit bereits aufgebrachter unterer Glas-Frit-Formulierungsschicht bedruckt werden, so befindet sich der Druckkopf für die Glas-Frit-Formulierung bevorzugt in Transportrichtung des Substrates gesehen hinter dem Druckkopf für die Pigment- Formulierung, damit die Pigment-Formulierung bereits aufgedruckt ist, wenn das Substrat in die Reichweite des Druckkopfes für die Glas-Frit-Formulierung kommt.
Für den Fall, dass samtliche der bevorzugt drei Sandwich- Schichten im Tinten-Strahldruckprozess aufgedruckt werden sollen, ist es von Vorteil, wenn sowohl vor als auch hinter (in Transportrichtung des Substrates gesehen) dem mindestens einen Druckkopf für die Pigment-Formulierung jeweils mindestens ein Druckkopf für die bzw. eine Glas- Frit-Formulierung angeordnet ist.
Soll mit der Druckkopfanordnung auch die zuvor erläuterte Schutzschicht aufgedruckt werden, so ist es von Vorteil mindestens einen Druckkopf für die Schutzschichtformulierung vorzusehen. Dieser Druckkopf für die Schutzschichtformulierung ist beim unmittelbaren Bedrucken des Substrates bevorzugt in Transportrichtung des Substrates gesehen an vorderster Stelle angeordnet. Wird ein Transfermedium bedruckt, so kommt es für die Anordnung des Druckkopfes für die Schutzschichtformulierung darauf an, ob die Schutzschicht als unterste Schicht unmittelbar auf dem Transfermedium aufgebracht sein soll, oder ob die Schutzschicht auf der oberen Schicht der Glas-Frit- Formulierung aufgebracht sein soll. Im letzteren Fall ist der mindestens eine Druckkopf für die Schutzschichtformulierung bevorzugt in Transportrichtung des Substrates gesehen an vorderster Stelle anordnet, ansonsten an hinterster Stelle.
Weiterhin ist es denkbar, zusatzlich oder alternativ mindestens einen Druckkopf für eine Schutzschichtformulierung in Druckrichtung vor oder hinter einem Druckkopf für eine Glas-Frit-Formulierung anzuordnen. In diesem Fall muss jedoch der Druckkopf mehrfach in Druckrichtung verstellt werden, ohne dabei das Substrat zu transportieren, um ubereinanderliegende Schichten aufbringen zu können.
Bevorzugt weist die Druckvorrichtung eine Trocknungseinrichtung und/oder eine Hartungseinrichtung zum Trocknen und/oder Harten einzelner Schichten vor dem Aufbringen der nächsten Schicht auf. Von besonderem Vorteil ist es, die Trocknungs- und/oder Hartungseinrichtung, insbesondere ein IR-Strahler auf der Druckkopfanordnung in Druckrichtung hinter den Druckkopfen anzuordnen, so dass eine gerade gedruckte Schicht unmittelbar mittels der Trocknungs- und/oder Hartungseinrichtung getrocknet und/oder gehartet wird.
Insbesondere zum Untermischen von Glas-Frit-Material unter die Schicht der Pigment-Formulierung, ist es von Vorteil in Druckrichtung vor und/oder hinter dem mit der Pigment- Formulierung beaufschlagten Druckkopf einen mit der Glas- Frit-Formulierung beaufschlagten Druckkopf anzuordnen. Hierdurch können in die mindestens eine, bevorzugt einzige Schicht der mindestens einen Pigment-Formulierung gleichzeitig mindestens eine Glas-Frit-Formulierung und mindestens eine Pigment-Formulierung einfließen. Auf diese Anordnung kann jedoch, insbesondere dann, wenn die Pigment- Formulierungsschicht glas-frit-frei ausgeführt wird, verzichtet werden.
Gemäß einer möglichen Ausfuhrungsform der Erfindung weist die Druckkopfanordnung mindestens zwei in Transportrichtung hintereinander angeordnete Reihen von Druckkopfen auf, wobei in jeder Reihe von Druckkopfen alternierend mit Glas- Frit-Formulierung und Pigment-Formulierung beaufschlagte Druckkopfe angeordnet sind. Hierbei muss jedoch eine Substratstelle mehrfach von der Druckvorrichtung überfahren werden, ohne dass zwischendurch ein Substratvorschub in Transportrichtung stattfindet, um mehrere übereinander angeordnete Schichten realisieren zu können.
Bevorzugt ist eine Ausfuhrungsform, bei der die Druckkopfanordnung mindestens zwei in Transportrichtung hintereinander angeordnete und sich entlang der Druckachse erstreckende Reihen von Druckkopfen aufweist, wobei in einer ersten Reihe in Druckrichtung hintereinander angeordnete, insbesondere mit unterschiedlichen Pigment- Formulierungen beaufschlagte Druckkopfe und in der zweiten Reihe (vorzugsweise ausschließlich) mit der Glas-Frit- Formulierung beaufschlagte Druckkopfe vorgesehen sind. Bevorzugt ist jeweils mindestens ein Druckkopf für die Farbe Cyan, die Farbe Magenta, die Farbe Gelb und die Farbe Schwarz vorgesehen, wobei die Schicht der Pigment- Formulierungen, also die eigentliche Abbildung, mittels zumindest mehrerer vorzugsweise samtlicher der pigment- formulierungsbeaufschlagten Druckkopfe hergestellt wird.
Bevorzugt befindet sich in Transportrichtung des Substrates relativ zu der Druckkopfanordnung vor und/oder hinter der zweiten Reihe von mit der Glas-Frit-Formulierung beaufschlagten Druckkopfen mindestens eine Reihe mit Druckkopfen, die mit der Schutzschichtformulierung beaufschlagt sind.
Für Falle, in denen auch die erste Schicht der Glas-Frit- Formulierung mit einem Tintenstrahldruckprozess aufgebracht werden soll, ist es von Vorteil, in Transportrichtung des Substrates gesehen, vor und hinter den beiden Seiten der Druckkopfe mit der Pigment-Formulierung jeweils eine Reihe von mit der bzw. einer Glas-Frit-Formulierung beaufschlagten Druckkopfen anzuordnen.
Die Erfindung schlagt auch eine Glas-Frit-Formulierung zur Verwendung beim Dekorieren von Glas- oder Keramikpartikeln vor, die sich aufgrund ihrer Zusammensetzung für das Aufbringen in einem Tintenstrahldruckprozess, vorzugsweise mit einer zuvor beschriebenen Druckvorrichtung eignet. Die erfindungsgemaße Glas-Frit-Formulierung zeichnet sich durch Glas-Frit-Partikel mit einer Schmelztemperatur aus einem Temperaturbereich zwischen etwa 5000C und etwa 1200°C, vorzugsweise zwischen etwa 7500C und etwa 9000C aus. Der die Glas-Frit-Partikel umfassende Feststoff-Gewichtsanteil der Glas-Frit-Formulierung betragt etwa zwischen 20 % und etwa 60 % . Wesentlich ist, dass die Absetzrate der Feststoffe maximal 1 Millimeter pro Minute betragt und dass die Viskosität der Glas-Frit-Formulierung in einem Bereich zwischen etwa 0,02 Pas und etwa 0,05 Pas bei einer Temperatur aus einem Bereich zwischen etwa 200C und etwa 4O0C liegt. Ferner umfasst die Glas-Frit-Formulierung mindestens ein Dispergierungsmittel und mindestens ein Losungsmittel. Das Dispergierungsmittel hat dabei die Funktion die chemische Stabilität der Glas-Frit- Formulierung sicherzustellen und gleichzeitig für eine geringe Absetzgeschwindigkeit der Feststoffbestandteile zu sorgen. Die so erhaltene Glas-Frit-Formulierung ist besonders zur Verwendung mit Tintenstrahl-Druckkopfen, vorzugsweise mit Drop-on-Demand-Druckkopfen geeignet. Durch die erfindungsgemaße Zusammensetzung wird eine homogene Dispersion mit einer guten Redispergierbarkeit bereitgestellt. Eine gute Redispergierbarkeit ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Glas-Frit- Formulierung längere Zeit, ohne durchgemischt zu werden, gelagert wird. Bevorzugt ist die Redispergierbarkeit der Glas-Frit-Formulierung derart, dass die Glas-Frit- Formulierung durch 5-minutiges Ruhren bei einer Ruhrer- Umdrehungszahl von etwa 120 Umdrehungen pro Minute redispergierbar ist. Die Stabilität gegen Partikelwachstum ist bevorzugt derart, dass weniger als 10 % Zunahme des durchschnittlichen Partikeldurchmessers nach einer Woche bei einer Temperatur von etwa 45°C zu beobachten ist. Ein Pumpvorgang (Umwalzvorgang) bei dem Einsatz der Pigment- Formulierung oder der Glas-Frit-Formulierung in einem Tintenstrahldrucker ist ausreichend, um 90 % der beinhalteten Feststoffe noch nach 100 Betrxebstagen dispergiert zu halten. Um diesen Wert noch weiter zu verbessern, kann fakultativ ein Ruhreinsatz in der Druckvorrichtung vorgesehen werden. Die homogene Dispersion wirkt sich weiterhin positiv bei dem eigentlichen Druckprozess aus, da ein Verstopfen der Düsen des Druckkopfes verhindert wird. Weiterhin wirkt sich die hohe Stabilität gegen Partikelwachstum positiv auf die Verminderung der Verstopfungsneigung der Druckdusen aus . Diese Eigenschaften resultieren letztendlich in einem exzellenten Erscheinungsbild der Dekoration und einer hohen Widerstandsfähigkeit der aufgedruckten Schichten gegenüber Licht, Feuchtigkeit und anderen Umwelteinflüssen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der d5o-Wert (Meridian der Partikelgroßenverteilung) der Feststoffe der Glas-Frit-Formulierung zwischen etwa 1 μm und etwa 10 μm liegt, bevorzugt liegt der d5o-Wert zwischen etwa 1 μm und etwa 5 μm, besonders bevorzugt zwischen etwa 1 μm und etwa 2 μm.
Um die Glas-Frit-Formulierung optimal mittels eines Tintenstrahldruckprozesses, vorzugsweise mit einem Drop-on- Demand-Druckkopf auftragen zu können, ist es von Vorteil, wenn der Gewichtsanteil der Glasfritpartikel an der Gesamt- Glas-Frit-Formulierung etwa zwischen 40 % und 60 %, vorzugsweise etwa 50 % betragt. Bevorzugt betragt der Gewichtsanteil des Dispergierungsmittels etwa zwischen 7 % und 18 % des Gesamtgewichtes der Glas-Frit-Formulierung, vorzugsweise etwa 12,5 %. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung betragt der maximale Glasfritpartikeldurchmesser etwa 3 μm, vorzugsweise etwa 2,7 μm. Von besonderem Vorteil ist es, wenn der maximale Glasfritpartikeldurchmesser weniger als 2 μm betragt . Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, als Losungsmittel Diacetonalkohol, insbesondere mit einem Gewichtsanteil zwischen etwa 30 % und etwa 40 %, vorzugsweise von etwa 36 % zu verwenden. Diacetonalkohol hat ein gutes Verfluchtigungsgleichgewicht , das einerseits für eine vernunftige Trocknungszeit auf dem Substrat sorgt und andererseits nicht zu schnell in den Druckkopfdusen verdampft. Die Oberflachenspannung des Diacetonalkohols ist bevorzugt großer als 30 Dyn/cm, wodurch sich die Glas-Frit- Formulierung optimal mittels eines Tintenstrahldruckprozesses drucken lasst.
Vorzugsweise enthalt die Glas-Frit-Formulierung ein Polymer-Bindemittel, vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil von etwa 0,5 % bis etwa 2 %. Es hat sich als vorteilhaft für die Stabilität der Glas-Frit-Formulierung herausgestellt, als Polymer-Bindemittel ein Styrol- Acrylsaure-Copolymer zu verwenden, oder ein Polymer- Bindemittel, das ein Styrol-Acrylsaure-Copolymer umfasst.
Weiterhin positiv wirkt sich der Zusatz von Kieselsaure, vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil zwischen etwa 0,5 % bis etwa 1,5 % aus. Der Zusatz von Kieselsaure (Silika) wirkt sich positiv auf die chemische Stabilität der Dispersion aus, indem sie die Anziehung des Dispergierungsmittels zu der Glasfritpartikeloberflache verbessert und somit ein Partikelwachstum verlangsamt oder verhindert. Ferner fuhrt der Zusatz von Kieselsaure zu einer geringeren Absetzgeschwindigkeit und zur Vermeidung von Ausflockungserscheinungen, wobei sich die abgesetzten Stoffe gut redispergieren lassen.
Von Vorteil ist eine möglichst geringe Viskosität der Glas- Frit-Formulierung. Bevorzugt betragt die Viskosität etwa 0,002 Pas bis etwa 0,03 Pas. Vorzugsweise betragt die Viskosität etwa 0,002 Pas bis etwa 0,02 Pas, jeweils bei einer Temperatur aus einem Bereich zwischen etwa 200C und etwa 4O0C. Besonders bevorzugt ist eine Ausfuhrungsform der Glas-Frit- Formulierung, bei der die Glas-Frit-Formulierung frei von Pigmenten ist.
Ferner schlagt die Erfindung eine Pigment-Formulierung zur Verwendung beim Dekorieren von Glas- oder Keramikpartikeln vor, die sich insbesondere durch eine hervorragende Eignung für einen Tintenstrahldruckprozess auszeichnet. Bei der erfindungsgemaßen Pigment-Formulierung handelt es sich um eine besonders homogene Dispersion mit sehr guten Redispergierungseigenschaften . Bevorzugt lasst sich die Pigment-Formulierung durch 5-minutiges Ruhren bei einer Umdrehungszahl des Ruhrers von etwa 120 Umdrehungen pro Minute redispergieren . Ferner ist die Pigment-Formulierung stabil gegen Partikelwachstum, wobei das Partikelwachstum bevorzugt weniger als 10 % innerhalb einer Woche bei einer Temperatur von etwa 45°C betragt. Ein Pumpvorgang (Umwalzvorgang) bei dem Einsatz der Pigment-Formulierung oder der Glas-Frit-Formulierung in einem Tintenstrahldrucker ist ausreichend, um 90% der Feststoffe noch nach 100 Betriebstagen dispergiert zu halten. Um diesen Wert noch weiter zu verbessern, kann fakultativ ein Rühreinsatz vorgesehen werden. Die Pigment-Formulierung eignet sich aufgrund ihrer homogenen Dispersität besonders zum Drucken mit Tintenstrahldruckkopfen, insbesondere Drop- on-Demand-Druckkopfen . Ein Verstopfen der Druckkopfdusen wird mit Vorteil verhindert. Ferner ist eine mit einer derartigen Pigment-Formulierung gedruckte Schicht widerstandsfähig gegenüber Licht, Feuchtigkeit und anderen Umweltbedingungen. Zusatzlich weist die mit dieser Pigment- Formulierung hergestellte Abbildung einen exzellenten Kontrast, eine hohe Leuchtkraft sowie ein exzellentes Gesamt-Erscheinungsbild auf.
Die Pigment-Formulierung umfasst gemäß der Erfindung mindestens ein anorganisches Pigment. Der Feststoff- Gewichtsanteil (inklusive des anorganischen Pigmentes) betragt etwa 20 % bis etwa 60 %, wobei die Absetzrate der Feststoffe maximal 1 Millimeter pro Minute betragt. Die Viskosität liegt bevorzugt unterhalb von 0,05 Pas bei einer Temperatur zwischen etwa 200C und etwa 400C. Die Pigment- Formulierung umfasst weiterhin mindestens ein Dispergierungsmittel sowie ein Losungsmittel. Das Dispergierungsmittel hat die Aufgabe für eine gute chemische Stabilität sowie für eine geringe Absetzgeschwindigkeit der Feststoffanteile zu sorgen.
Der dso-Wert der Partikelgroßenverteilung der Feststoffe der Pigment-Formulierung liegt in Weiterbildung der Erfindung zwischen etwa 1 μm und etwa 10 μm, vorzugsweise zwischen etwa 1 μm und etwa 5 μm.
Bevorzugt ist eine Pigment-Formulierung, bei der Gewichtsanteil des Pigments etwa 40 % bis etwa 60 %, vorzugsweise etwa 50 % bis etwa 60 % betragt. Bevorzugt betragt der Gewichtsanteil an Dispergierungsmittel etwa 8 % bis etwa 15 %, vorzugsweise etwa 10 % bis etwa 12 % . Der Pigment-Durchmesser betragt bevorzugt maximal etwa 2,7 μm, vorzugsweise maximal etwa 1,5 μm. Besonders bevorzugt betragt der Pigment-Durchmesser weniger als 1 μm.
Bevorzugt ist eine Ausfuhrungsform, bei der als Losungsmittel Diacetonalkohol eingesetzt wird. Dieser weist ein gutes Fluchtigkeitsgieichgewicht auf, was dazu fuhrt, dass vernunftige Trocknungszeiten auf dem Substrat erreicht werden können, wohin gleichfalls ein zu schnelles Verdampfen in den Düsen des Druckkopfes verhindert wird. Die Oberflachenspannung des zur Anwendung kommenden Diacetonalkohols betragt bevorzugt mehr als 30 Dyn/cm, wodurch die Pigment-Formulierung optimal in einem Tintenstrahldruckprozess druckbar ist. Weiterhin wird durch den Zusatz des Diacetonalkohols eine Tropfchenbildung verhindert, ebenso wie ein Absetzen im bzw. am Druckkopf. Vorzugsweise wird ein Polymer-Bindemittel, vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil zwischen etwa 0,5 % und etwa 2 % zugesetzt. Besonders von Vorteil ist es, wenn das Polymer- Bindemittel ein Styrol-Acrylsaure-Polymer umfasst oder aus einem solchen besteht.
Der Zusatz von Kieselsaure (Silika) hat sich bewahrt, insbesondere mit einem Gewichtsanteil zwischen etwa 0,5 % und etwa 1,5 %. Die Kieselsaure sorgt für eine chemische Stabilität der Dispersion durch Verbesserung der Anziehung des Dispergierungsmittels zu der Pigmentoberflache. Hierdurch wird ein schnelles Partikelwachstum verhindert. Weiterhin sorgt Kieselsaure für exne geringe Absetzgeschwindigkeit und verhindert Ausflockungserscheinungen, wobei abgesetzte Feststoffe aufgrund der Gesamtzusammensetzung der Pigment-Formulierung leicht redispergiert werden können.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Viskosität nur zwischen etwa 0,02 Pas und etwa 0,03 Pas, vorzugsweise nur zwischen 0,002 Pas und etwa 0,02 Pas bei einer Temperatur zwischen etwa 20° C und etwa 40°C betragt.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltungsvariante der Pigment- Formulierung umfasst die Pigment-Formulierung
Glasfπtpartikel mit einem Gewichtsanteil zwischen etwa 10
% und 30 %. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung betragt der maximale Glasfritpartikeldurchmesser etwa 3 μm, vorzugsweise etwa 2,7 μm, insbesondere etwa 2 μm, besonders bevorzugt etwa 1,5 μm oder weniger als 1 μm. Von besonderem
Vorteil ist es, wenn gemäß einer Weiterbildung der
Erfindung der d50-Wert der Partikelgroßenverteilung der
Glasfritpartikel zwischen etwa 1 μm und etwa 10 μm liegt.
Bevorzugt liegt die d50-Wert der Partikelgroßenverteilung zwischen etwa 1 μm und etwa 5 μm.
Alternativ dazu kann die Pigment-Formulierung glaspartikelfrei ausgebildet sein. Mit dieser Ausfuhrungsform können optimale Druckqualitaten hinsichtlich Kontrast und Leuchtkraft erzielt werden.
Bevorzugt handelt es sich bei der zur Anwendung kommenden Schutzschichtformulierung um eine Lackschicht, insbesondere unter Zusatz von Xylen und/oder Glycolacetat , insbesondere Butylglycolacetat .
Die Erfindung betrifft nicht lediglich die Glas-Frit- Formulierung und die Pigment-Formulierung in Alleinstellung, sondern zusatzlich auch die Kombination der Glas-Frit-Formulierung und der Pigment-Formulierung zur Verwendung beim Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln, insbesondere durch Auftragen der Formulierungen in einem Tintenstrahldruckprozess . Durch synergistische Wirkungen zwischen der Glas-Frit-Formulierung und der Pigment- Formulierung können qualitativ hochwertige Dekorationen mit einem hohen Kontrast sowie einer hohen Auflosung hergestellt werden.
Ferner betrifft die Erfindung einen mit der Glas-Frit- Formulierung sowie der Pigment-Formulierung wie zuvor beschriebenen beschichteten und gebrannten Glas- oder Keramikartikel .
Weiterhin ist die Erfindung auf ein vorkonfektioniertes Transfermedium, welches mit einer unteren Schutzschicht, insbesondere einer Lackschicht versehen ist, gerichtet. Bevorzugt ist auf die unterste Schutzschicht zusatzlich bereits die erste Schicht der Glas-Frit-Formulierung aufgebracht. Alternativ dazu ist es denkbar das Transfermedium ausschließlich mit der ersten Schicht der Glas-Frit-Formulierung als unterste Schicht zu versehen, wobei das vorkonfektionierte Transfermedium zum Bedrucken mit einer zuvor beschriebenen Schicht, mindestens einer Pigment-Formulierung und einer zuvor beschriebenen Schicht einer Glas-Frit-Formulierung mittels eines Tintenstrahldruckprozesses geeignet ist. Bevorzugt sind die auf das Transfermedium aufgebrachten Schichten bzw. ist die auf das Transfermedium aufgebrachte Schicht getrocknet und/oder gehartet, um das Transfermedium lagern und transportieren zu können.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese sollen die Ausfuhrungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstablich darstellen, vielmehr sind die Zeichnungen, die nur zur Erläuterung dienen, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus den Zeichnungen unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlagigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfaltige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausfuhrungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschrankt auf die exakte Form oder das Detail der im folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausfuhrungsform oder beschrankt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Es zeigen :
Fig. 1: ein mit vier übereinander angeordneten Schichten bedrucktes Substrat,
Fig. 2: eine alternative Ausführungsform eines mit vier
Schichten bedruckten Substrates,
Fig. 3: eine schematische Darstellung einer Druckvorrichtung mit einer Druckkopfanordnung und einem in eine Transportrichtung verstellbaren Substrat,
Fig. 4: eine schematische Darstellung einer alternativen Druckkopfanordnung und
Fig. 5: eine Darstellung einer weiteren alternativen Druckkopfanordnung .
In den Fig. sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet .
Zunächst werden bevorzugte Zusammensetzungen von vier unterschiedlichen Pigment-Formulierungen, der Glas-Frit- Formulierung und der Schutzschichtformulierung in der folgenden Tabelle 1 beschrieben (best mode) .
Tabelle 1
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In Fig. 1 ist ein Substrat 1 gezeigt, bei dem es sich entweder unmittelbar um den zu dekorierenden Glas- oder Keramikartikel, oder ein Transfermedium handelt. Auf das Substrat wurde, beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens, vorzugsweise jedoch mittels eines Tintenstrahldruckprozesses eine untere Schicht 2 einer Glas-Frit-Formulierung aufgebracht. Bevorzugt wurde diese erste Schicht vor dem Aufbringen einer unmittelbar daruberliegenden Schicht 3 getrocknet und/oder gehartet. Die Pigment-Schicht 3 ist dabei aus mehreren Pigment- Formulierungen gebildet. Die zur Anwendung kommenden Pigment-Formulierungen haben dabei die Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz. Samtliche, die Pigment-Schicht 3 bildenden Pigment-Formulierungen wurden mittels eines Tintenstrahldruckprozesses aufgebracht .
Insbesondere nach dem Trocknen und/oder dem Harten der Pigment-Schicht 3 wurde auf die Pigment-Schicht 3 eine obere Schicht 4 aus einer Glas-Frit-Formulierung mittels eines Tintenstrahldruckprozesses aufgebracht. Bevorzugt handelt es sich bei der für die obere Glas-Frit- Formulierungs-Schicht zur Anwendung kommenden Glas-Frit- Formulierung um die identische Glas-Frit-Formulierung zur Bildung der unteren Schicht 2. Gegebenenfalls kann jedoch auch eine abweichende Glas-Frit-Zusammensetzung gewählt werden. Auf die bevorzugt getrocknete obere Schicht 4 aus der Glas-Frit-Formulierung wird fakultativ unmittelbar eine Schicht 5, vorzugsweise mittels eines Tintenstrahldruckprozesses aufgebracht. Bei der obersten Schicht 5 handelt es sich um eine Lackschicht (Schutzschicht) . Als abschließender Verfahrensschritt wird das Substrat 1 mit den vier Schichten 2, 3, 4, 5 bei etwa 8500C gebrannt. Bereits bei etwa 2500C bis etwa 3500C verflüssigt sich die oberste Schicht 5 (Schutzschicht) , wobei diese Schicht im Laufe des Brennprozesses rückstandslos aufgelost wird.
Wenn es sich bei dem Substrat 1 gemäß Fig. 1 um ein Transfermedium handelt, beispielsweise um ein In-Wasser- ablosliches-Papier (Water-Slide-Paper) müssen zunächst die vorzugsweise vier Schichten 2, 3, 4, 5 insbesondere in einem Wasserbad von dem Substrat 1 abgelost und auf den zu dekorierenden Glas- oder Keramikartikel aufgebracht werden. Dabei ist es bevorzugt, dass die untere Schicht 2 der Glas- Frit-Formulierung auch die unterste Schicht auf dem Glasoder Keramikartikel bildet. Falls sich oberhalb der oberen Schicht 4 der Glas-Fit-Formulierung keine weitere Schicht befindet, ist es auch denkbar, dass die obere Schicht 4 der Glas-Frit-Formulierung die unterste Schicht auf den zu dekorierenden Glas- oder Keramikartikel bildet. Wesentlich ist, dass eine der die zweite Schicht 3 der Pigment- Formulierungen umgebenden Schichten 2, 4, also eine Glas- Frit-Formulierungsschicht die unterste Schicht auf dem zu dekorierenden Glas- oder Keramikartikel bildet. Hierdurch haftet die gesamte Schichtenanordnung optimal auf dem Endprodukt. Die nach dem Brennprozess oberste Glas-Frit- Formulierungsschicht sorgt für eine glatte Oberfläche und für eine glänzende Erscheinung des Druckbildes.
In Fig. 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Schichtenanordnung gezeigt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 handelt es sich bei dem in der Zeichnungsebene unten angeordneten Substrat um ein Transfermedium. Auf dieses Transfermedium wurde als unterste Schicht eine Schutzschicht 5 (Schutzschichtformulierung) aufgebracht. Hierfür ist beispielsweise ein Siebdruckverfahren oder ein Tintenstrahldruckprozess geeignet. Auf diese unterste Schutzschicht 5, insbesondere nach deren Trocknung und/oder Härtung wurde eine untere Schicht 2 einer Glas-Frit- Formulierung aufgebracht, insbesondere im Siebdruckverfahren oder mittels eines Tintenstrahldruckprozesses . Auf die getrocknete untere Schicht der Glas-Frit-Formulierung wurde mittels eines Tintenstrahldruckprozesses eine Schicht aus mindestens einer Pigment-Formulierung, vorzugsweise aus mehreren Pigment-Formulierungen mit den Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz aufgedruckt. Nach dem Trocknen der Schicht 3 der Pigment-Formulierungen, wurde unmittelbar auf diese eine obere Schicht 4 einer Glas-Frit-Formulierung mittels eines Tintenstrahldruckprozesses aufgebracht. Nach dem Trocknen und/oder Härtung der oberen Schicht 4 der Glas- Frit-Formulierung wird die Schichtenanordnung bestehend aus der untersten Schutzschicht 5, der unmittelbar darauf befindenen unteren Glas-Frit-Formulierungsschicht 2, der unmittelbar darauf befindlichen Pigment- Formulierungsschicht 3 und der unmittelbar darauf befindlichen oberen Schicht der Glas-Frit-Formulierung 4 von dem Substrat 1, insbesondere in einem Wasserbad, abgelost und derart auf einem Glas- oder Keramikartikel aufgebracht, dass die obere Schicht 4 der Glas-Frit- Formulierung die unterste Schicht auf dem Glas- oder Keramikartikel bildet.
Bevorzugt werden die Schichten aus mindestens einer Pigment-Formulierung 3 und der darauf aufgebrachten oberen Schicht der Glas-Frit-Formulierung auf das bereits mit der Schutzschicht 5 und der unteren Schicht 2 der Glas-Frit- Formulierung 2 vorkonfektioniertes Transfermedium 1 aufgebracht. Dabei erfolgt das Aufbringen der Schicht 3 der mindestens einen Pigment-Formulierung und der oberen Schicht 4 der Glas-Frit-Formulierung bevorzugt inline mit einer noch zu erläuternden Druckvorrichtung.
In Fig. 3 ist ein möglicher Aufbau einer derartigen Druckvorrichtung 6 schematisch gezeigt. Die Druckvorrichtung 6 umfasst eine Druckkopfanordnung 7, die entlang einer Druckachse 8 in der Art eines Schlittens verstellbar angeordnet ist. Ein auf einem Transportband 9 angeordnetes Substrat 1 ist entlang einer Transportachse 10, die rechtwinklig zur Druckachse 8 verlauft verstellbar angeordnet. Beim Druckvorgang wird in dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel die Druckkopfanordnung 7 in Druckrichtung 11 verstellt. Nach einem Druckvorgang, also bei der Ruckstellung der Druckkopfanordnung 7 entlang der Druckachse 8 entgegen der Druckrichtung 11 wird das Substrat 1 in Transportrichtung 12 verstellt. Es ist auch denkbar in beide Druckachsrichtungen zu drucken, wobei in diesem Fall nach Beendigung eines Druckvorgangs in eine der Druckrichtungen ein Substratvorschuss erfolgt.
Die Druckkopfanordnung 7 umfasst zwei sich entlang der Druckachse 8 erstreckende und in Transportrichtung 12 hintereinander angeordnete Reihen 13, 14 von Druckkopfen 13a, 13b sowie 14a bis 14d. Bei sämtlichen Druckkopfen 13a, 13b sowie 14a bis 14d handelt es sich um Drop-on-Demand- Druckkopfe . Der in der Zeichnungsebene linke Druckkopf 13a der in Transportrichtung 12 des Substrates vorderen Reihe 13 ist mit einer Glas-Frit-Formulierung beaufschlagt, der in der Zeichnungsebene daneben angeordnete Druckkopf 13b xst mit einer Schutzschicht-Formulierung beaufschlagt.
Die Druckkopfe 14a bis 14d der zweiten Reihe 14 sind mit unterschiedlichen Pigment-Formulierungen beaufschlagt. Dabei ist Druckkopf 14a mit einer cyan-farbenen Pigment- Formulierung, Druckkopf 14b mit einer magenta-farbenen Pigment-Formulierung, Druckkopf 14c mit einer gelben Pigment-Formulierung und Druckkopf 14d mit einer schwarzen Pigment-Formulierung beaufschlagt .
Soll beispielsweise das in Fig. 1 dargestellte Ausfuhrungsbeispiel mit der Druckvorrichtung 6 hergestellt werden, so wird zunächst das Substrat 1 mittels des Druckkopfes 13a mit einer unteren Schicht 2 einer Glas- Frit-Formulierung versehen, wobei nach jedem Druckvorgang, bei dem die Druckkopfanordnung von in der Zeichnungsebene links nach in der Zeichnungsebene rechts, also in Druckrichtung 11 bewegt wird, das Substrat 1 entsprechend der Druckkopfbreite in Transportrichtung 12 verstellt werden.
Daraufhin wird das Substrat 1 entgegen der Transportrichtung 12 zurückgestellt und es wird mit den gleichzeitig arbeitenden Druckkopfen 14a bis 14d bei einem Druckvorgang eine Schicht von Pigment-Formulierungen aufgebracht. Gleichzeitig wird aus dem Druckkopf 13a (in der Zeichnungsebene eine Zeile weiter oben) auf die in einem vorherigen Druckschritt aufgebrachte Schicht der Pigment-Formulierungen eine obere Glas-Frit- Formulierungsschicht 4 aufgebracht. Daraufhin wird das Substrat 1 wieder entsprechend der Breite der Druckkopfe in Transportrichtung 12 verstellt, wodurch mittels der Druckkopfe 14a bis 14d eine weitere Schicht von Pigment- Formulierungen aufgebracht wird und gleichzeitig mittels des Druckkopfes 13a auf die zuvor aufgebrachte Schicht 3 der Pigment-Formulierungen eine obere Schicht 4 der Glas- Frit-Formulierung aufgebracht wird, usw. Nachdem das Substrat 1 auf diese Weise mit der oberen Glas-Frit- Formulierungsschicht ausgestattet wurde, wird das Substrat 1 entgegen der Transportrichtung 12 schrittweise verstellt, wobei zwischen dem Transportschritten das Bedrucken der oberen Glas-Frit-Formulierungsschicht 3 mit einer Schutzschichtformulierung mit Hilfe des Druckkopfes 13b erfolgt .
Nach dem Drucken jeder Schicht wird die gerade aufgedruckte
Schicht mittels der automatisch mitlaufenden Trocknungseinrichtung 15, insbesondere einem Infrarotstrahler, getrocknet.
Eine Alternative, nicht gezeigte Ausfuhrungsform sieht vor, dass in Transportrichtung 12 vor und hinter der Reihe 14 von Druckkopfen für die Pigment-Formulierungen jeweils mindestens ein Druckkopf, vorzugsweise jeweils eine Reihe von Druckkopfen, für eine Glas-Frit-Formulierung angeordnet ist, um sowohl die untere Glas-Frit-Formulierungsschicht als auch die obere Glas-Frit-Formulierungsschicht inline aufdrucken zu können. Fakultativ befindet sich in Transportrichtung 12 vor oder hinter diesen sandwichartig angeordneten Reihen von Druckkopfen mindestens ein Druckkopf zum Aufbringen einer Schutzschichtformulierung.
In Fig. 4 ist ein alternatives Ausfuhrungsbeispiel einer Druckkopfanordnung 7 gezeigt. Die Druckkopfanordnung 7 weist zwei Reihen 16, 17 von Druckkopfen auf, wobei es sich bei den Druckkopfen 16a, 16c und 16e sowie bei den Druckkopfen 17b, 17d und 17e um jeweils mit einer Glas- Frit-Formulierung beaufschlagte Druckkopfen und bei den Druckkopfen 16b, 16d, 17a und 17e um mit einer Pigment- Formulierung beaufschlagte Druckkopfen handelt, wobei die Pigment-Formulierungen der die Druckkopfe 17a, 16b, 17c und 16d beaufschlagenden Pigment-Formulierungen unterschiedlich gefärbt sind (Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz) . Die beiden in der Zeichnungsebene seitlichen Druckkopfe 16f und 17f sind mit einer Schutzschicht-Formulierung beaufschlagt.
In Fig. 5 ist eine alternative Druckkopfanordnung 7 gezeigt. Diese kann zusatzlich fakultativ mit einer insbesondere seitlichen Trocknungseinrichtung 15 ausgestattet sein. Die Druckkopfanordnung 7 gemäß Fig. 5 weist vier Reihen 18, 19, 20, 21 von Druckkopfen auf, wobei in den zwei Reihen 18, 19 jeweils vier in Druckrichtung 8 nebeneinander angeordnete, mit unterschiedlichen Pigment- Formulierungen beaufschlagte Druckkopfe angeordnet sind. Mit der gezeigten Druckkopfanordnung können u.a. zwei unmittelbar ubereinanderliegende Pigmentschichten gedruckt werden, wobei die Pigmentschichten von zwei Glas-Frit- Schichten eingerahmt werden. Neben diesen jeweils vier Druckkopfen befinden sich zwei Druckkopfe für Glas-Frit- Formulierungen zum Untermischen von Glas-Frit-Partikel in die Pigment-Formulierungsschichten. Auf diese (seitlichen) Glas-Frit-Formulierungsdruckkopfe kann gegebenenfalls verzichtet werden. In der Zeichnungsebene oberhalb der Reihen 16, 17 befindet sich in Transportrichtung 12 gelegen eine Reihe 20, die aus sechs, jeweils ausschließlich mit einer Glas-Frit-Formulierung beaufschlagten Druckkopfen besteht. In der Zeichnungsebene darüber (also in Transportrichtung 12 davor) befindet sich eine Reihe 21 mit sechs mit der Schutzschicht-Formulierung beaufschlagten Druckkopfen. Auf die Reihe 21 kann verzichtet werden, wenn das in Fig. 2 gezeigte Ausfuhrungsbeispiel hergestellt werden soll und das Transfermedium bereits mit einer Schutzschicht und einer unteren Schicht einer Glas-Frit- Formulierung beschichtet ist. Ggf. können auch mehrere unabhängig voneinander verstellbare Druckkopfanordnungen mit jeweils mindestens einem Druckkopf in Transportrichtung hintereinander angeordnet werden. Fakultativ kann unterhalb der Reihe 18 und 19 von Druckköpfen noch eine weitere Reihe von mit einer Glas- Frit-Formulierung beaufschlaten Druckköpfen vorgesehen werden, insbesondere dann, wenn sämtliche Schichten inline gedruckt werden sollen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln, mit den folgenden
Verfahrensschritten:
• Beschichten eines Substrates (1) durch:
• Aufbringen einer unteren Schicht (2) einer Glas-Frit-Formulierung, beispielsweise im Siebdruckverfahren oder mittels einen
Tintenstrahldruckprozesses;
• Aufbringen einer Abbildung als mindestens eine, vorzugsweise ausschließlich eine, Schicht (3) aus zumindest einer Pigment- Formulierung auf die unmittelbar auf die untere Schicht (2) der Glas-Frit-Formulierung mittels eines Tintenstrahldruckprozesses;
• Aufbringen einer oberen Schicht (4) einer Glas-Frit-Formulierung auf die Schicht (3) aus zumindest einer Pigment-Formulierung mittels eines Tintenstrahldruckprozesses;
• Erhitzen des Glas- oder Kermaikartikels mit den Schichten (2, 3, 4) zumindest auf Schmelztemperatur der Glas-Frit-Partikel der unteren und oberen Schicht (2, 4) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) unmittelbar der Glas- oder Keramikartikel ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die obere Schicht (4) aus der Glas-Frit- Formulierung vor dem Erhitzen eine Schutzschicht (5), insbesondere eine Lackschicht aufgebracht, vorzugsweise mittels eines Tintenstrahldruckprozesses aufgedruckt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Schicht (2) aus der Glas-Frit- Formulierung die unterste Schicht auf dem Glas- oder Keramikartikel ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Schicht (4) aus der Glas-Frit- Formulierung die oberste Schicht auf dem Glas- oder Keramikartikel ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (5) die oberste Schicht auf dem Glas- oder Keramikartikel ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) ein Transfermedium ist, und dass die Schichten (2, 3, 4, 5) von dem Transfermedium abgelöst und vor dem Erhitzen auf den Glas- oder Keramikartikel transferiert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ablösen der Schichten (2, 3, 4) von dem Transfermedium eine Schutzschicht (5), insbesondere eine Lackschicht, auf die obere Schicht (4) der Glas- Frit-Formulierung aufgebracht, vorzugsweise mittels eines Tintenstrahldruckprozesses aufgedruckt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufdrucken der unteren Schicht (2) der Glas-Frit-Formulierung unmittelbar auf das Transfermedium eine Schutzschicht (5) aufgebracht wird, vorzugsweise mittels eines Siebdruckprozesses oder eines Tintenstrahldruckprozesses .
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die unterste Schicht nach dem Transferieren der Schichten auf den Glas- oder Keramikartikel die untere oder die obere Schicht (2, 4) aus der Glas-Frit- Formulierung ist.
11. Verfahren nach Anspruch oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Schicht nach dem Transferieren der Schichten (2, 3, 4) auf dem Glas- oder Keramikartikel die obere oder die untere Schicht (4, 2) aus der Glas- Frit-Formulierung ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Schicht nach dem Transferieren der Schichten auf den Glas- oder Keramikartikel die Schutzschicht (5), insbesondere die Lackschicht, ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Schicht (3) aus der mindestens einen Pigment-Formulierung Glas-Frit-Partikel gedruckt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (3) aus der mindestens einen Pigment- Formulierung Glas-Frit-Partikel-frei gedruckt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der aufgebrachten Schichten (2, 3, A)1 vorzugsweise sämtliche der Schichten (2, 3, 4), zumindest noch feucht ist/sind, wenn die nächste Schicht (3, 4, 5) aufgebracht, vorzugsweise aufgedruckt, wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Schichten (2, 3, 4), vorzugsweise samtliche Schichten (2, 3, 4), vor dem Aufbringen vorzugsweise dem Aufdrucken der nächsten Schicht (3, 4, 5), insbesondere durch IR-Bestrahlen, getrocknet und/oder gehartet wird/werden.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Tintenstrahldruckprozesse zum Aufdrucken der Schicht (3) aus der mindestens einen Pigment-Forumlierung und der oberen Schicht (4) aus der Glas-Frit-Formulierung, vorzugsweise samtliche Tintenstrahldruckprozesse, inline durchgeführt werden.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenstrahldruckprozesse zum Aufdrucken der Schicht (3) aus der mindestens einen Pigment- Formulierung und die auf diese aufgebrachte obere Schicht (4) der Glas-Frit-Formulierung, vorzugsweise samtliche Tintenstrahldruckprozesse, mittels einer eine Druckkopfanordnung (7) mit Druckkopfen für samtliche Formulierungen aufweisenden Druckvorrichtung (6) durchgeführt werden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden an gegenüberliegenden Seiten der Schicht (3) aus der mindestens einen Pigment- Formulierung angrenzenden Schichten (2, 4) aus der Glas-Frit-Formulierung die einzigen, insbesondere pigmentfreien, Glas-Frit-Formlierungsschichten sind.
20. Druckvorrichtung zum Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln, insbesondere zum Durchführen eines Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einer Druckkopfanordnung (7) mit mindestens einem mit einer Glas-Frit-Formulierung beaufschlagten Druckkopf (13a, 16a, 16c, 16e, 17b, 17d, 17e) und mit mindestens einem mit einer Pigment-Formulierung beaufschlagten Druckkopf (14a, 14b, 14c, 14d, 16b, 16c, 17a, 17c), wobei die Druckkopfanordnung (7) relativ zu einem zu bedruckenden Substrat (1) entlang einer Transportachse (10) sowie quer dazu entlang einer Druckachse (8) bewegbar ist.
21. Druckvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ausschließlich entlang der Transportachse (10) und die Druckkopfanordnung (7) ausschließlich entlang der Druckachse (8) bewegbar angeordnet sind.
22. Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Druckkopfanordnung (7) der mindestens eine mit der Glas-Frit-Formulierung beaufschlagte Druckkopf (13a, 16a, 16c, lβe, 17b, 17d, 17e) in Transportrichtung (12) des Substrates (1) relativ zu der Druckkopfanordnung (7) hinter und/oder vor dem mindestens einen mit der Pigment-Formulierung beaufschlagten Druckkopf (14a, 14b, 14c, 14d, 16b, 16c, 16d, 17a, 17c) angeordnet ist.
23. Druckvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Druckkopfanordnung (7), insbesondere in Druckrichtung (11) vor und/oder hinter und/oder in Transportrichtung (11) des Substrates (1) relativ zu der Druckkopfanordnung (7) vor und/oder hinter dem mit der Glas-Frit-Formulierung beaufschlagten Druckkopf (13a, 16a, 16c, 17b, 17d, 17e) mindestens ein mit einer Schutzschichtformulierung, insbesondere mit einer Lackformulierung beaufschlagter Druckkopf (13b, 16f, 17f) angeordnet ist.
24. Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckvorrichtung (7) mindestens eine Trocknungs- und/oder Hartungseinrichtung (15), insbesondere einen IR-Strahler umfasst, die bevorzugt in Druckrichtung (11) vor und/oder hinter den Druckkopfen angeordnet ist.
25. Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine mit der Glas-Frit- Formulierung beaufschlagte Druckkopf (13a, 16a, 16c, 17b, 17d, 17e) in Druckrichtung (11) vor und/oder hinter, vorzugsweise in Druckrichtung (11) hinter dem mindestens einen mit der Pigment-Formulierung beaufschlagten Druckkopf (14a, 14b, 14c, 16b, 16c, 16d, 17a, 17e) angeordnet ist.
26. Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkopfanordnung (7) mindestens zwei in Transportrichtung (12) hintereinander angeordnete und sich in Druckrichtung (8) erstreckende Reihen (16, 17) von alternierend angeordneten mit der Glas-Frit- Formulierung bzw. mit der Pigment-Formulierung beaufschlagten Druckkopfen (16a, 16b, 16c, 16d, 17a, 17b, 17c, 17d) aufweist.
27. Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkopfanordnung (7) mindestens eine sich in Druckrichtung (11) erstreckende Reihe (18, 19) mit nebeneinander angeordneten, mit, insbesondere unterschiedlichen, Pigment-Formulierungen beaufschlagten Druckkopfen aufweist, und dass in
Transportrichtung des Substrats (1) relativ zu der
Druckkopfanordnung (7) hinter und/oder vor dieser Reihe (18, 19) mindestens eine sich in Druckrichtung
(11) erstreckende Reihe (20) von nebeneinander angeordneten mit der Glas-Frit-Formulieung beaufschlagten Druckkopfen vorgesehen ist.
28. Druckvorrichtung Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung (11) des Substrats (1) relativ zu der Druckkopfanordnung (7) vor und/oder hinter der Reihe (20) mit den mit der Glas-Frit- Formulierung beaufschlagten Druckkopfen mindestens eine weitere Reihe (21) mit nebeneinander angeordneten, mit der Schutzschichtformulierung beaufschlagten Druckkopfen vorgesehen ist.
29. Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass in Druckrichtung (11) der Druckkopfanordnung (7) relativ zu dem Substrat (1) vor und/oder hinter der mindestens einen Reihe (18, 19) der mit den Pigment- Formulierungen beaufschlagten Druckkopfen mindestens eine weitere Reihe von mit der Glas-Frit-Formulierung beaufschlagten Druckkopfen angeordnet ist.
30. Glas-Frit-Formulierung zur Verwendung beim Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln, insbesondere zur Verwendung bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, vorzugsweise zum Bedrucken eines Substrates mit einer Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 29, • mit Glas-Frit-Partikeln mit einer
Schmelztemperatur aus einem Temperaturbereich von etwa 5000C bis etwa 12000C und, • mit einem Feststoff-Gewichtsanteil, insbesondere einem Glas-Frit-Partikel-Gewichtsanteil zwischen etwa 20% und etwa 60%, und
• mit einer Absetzrate der Feststoffe, insbesondere der Glas-Frit-Partikel, von maximal 1 mm/min, und
• mit einer Viskosität von etwa 0,002 - etwa 0,05 Pas bei einer Temperatur aus einem Temperaturbereich zwischen etwa 2O0C und etwa 400C, und • mit mindestens einem Dispergierungsmittel, und
• mit mindestens einem Lösungsmittel.
31. Glas-Frit-Formulierung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der dso-Wert der Partikelgrößenverteilung der Feststoffe, insbesondere der Glas-Frit-Partikel zwischen etwa 1 μm und etwa 10 μm liegt.
32. Glas-Frit-Formulierung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil der Glas-Frit-Partikel etwa 40% bis 60 %, vorzugsweise etwa 50%, beträgt, und/oder dass der Gewichtsanteil an Dispergierungsmittel etwa 7% bis 18%, vorzugsweise etwa 12,5%, beträgt, und/oder dass der maximale Glas-Frit-Partikeldurch-messer etwa 3 μm, vorzugsweise etwa 2,7 μm beträgt.
33. Glas-Frit-Formulierung nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel Diacetonalkohol, vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil zwischen etwa 30% und 40%, vorzugsweise von etwa 36% ist.
34. Glas-Frit-Formulierung nach einem der Ansprüche 30 bis 33, gekennzeichnet durch mindestens ein Polymer-Bindemittel, vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil zwischen etwa 0,5% und etwa 2%.
35. Glas-Frit-Formulierung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer-Bindemittel ein Styrol-Acrylsaure CoPolymer umfasst.
36. Glas-Frit-Formulierung nach einem der Ansprüche 30 bis 35, gekennzeichnet durch den Zusatz von Kieselsaure, vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil von etwa 0,5% bis etwa 1,5%.
37. Glas-Frit-Formulierung nach einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität etwa 0,002 Pas bis 0,03 Pas, vorzugsweise etwa 0,002 Pas bis 0,02 Pas, bei einer Temperatur aus einem Temperaturbereich zwischen etwa 200C und 400C, betragt.
38. Glas-Frit-Formulierung nach einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Glas-Frit-Formulierung pigmentfrei ist.
39. Pigment-Formulierung zur Verwendung beim Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln, insbesondere zur Verwendung bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, vorzugsweise zum Bedrucken eines Substrates mit einer Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17,
• mit mindestens einem anorganischem Pigment, und
• mit einem Feststoff-Gewichtsanteil, insbesondere einem Pigment-Gewichtsanteil zwischen etwa 20% und etwa 60%, und
• mit einer Absetzrate der Feststoffe, insbesondere des Pigments von maximal 1 mm/mm, und • mit einer Viskosität von etwa 0,002 Pas bis etwa 0,05 Pas bei einer Temperatur aus einem Temperaturbereich zwischen etwa 200C und etwa 400C, und • mit mindestens einem Dispergierungsmittel, und
• mit mindestens einem Lösungsmittel.
40. Pigment-Formulierung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass der dso-Wert der Partikelgrößenverteilung der Feststoffe, insbesondere des Pigments zwischen etwa 1 μm und etwa 10 μm liegt.
41. Pigment-Formulierung nach einem der Ansprüche 39 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil des Pigments etwa 40% bis 60%, vorzugsweise etwa 50% bis 60%, beträgt, und/oder dass der Gewichtsanteil an Dispergierungsmittel etwa 5% bis 18%, vorzugsweise etwa 10% bis 12% beträgt, und/oder dass der maximale Pigmentdurchmesser etwa 2,7 μm, vorzugsweise etwa 1,5 μm, insbesondere etwa 1 μm beträgt .
42. Pigment-Formulierung nach einem der Ansprüche 39 bis
41, dadurch gekennzeichnet, da2s das Lösungsmittel Diacetonalkohol, vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil zwischen 20% und 40%, vorzugsweise von etwa 27% bis 40% ist.
43. Pigment-Formulierung nach einem der Ansprüche 40 bis 42, gekennzeichnet durch mindestens ein Polymer- Bindemittel, vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil von etwa 0,5% bis etwa 2%.
44. Pigment-Formulierung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer-Bindemittel ein Styrol-Acrylsaure
CoPolymer umfasst.
45. Pigment-Formulierung nach einem der Ansprüche 40 bis 44, gekennzeichnet durch den Zusatz von Kieselsaure, vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil von etwa 0,5% bis etwa 1,5%.
46. Pigment-Formulierung nach einem der Ansprüche 40 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität etwa 0,002 Pas bis etwa 0,03 Pas, vorzugsweise etwa 0,002 Pas bis 0,02 Pas, bei einer Temperatur aus einem Temperaturbereich zwischen etwa 200C und 400C, betragt.
47. Pigment-Formulierung nach einem der Ansprüche 40 bis 46, gekennzeichnet durch
Glas-Frit-Partikel mit einem Gewichtsanteil von etwa 10% bis 30%, wobei insbesondere der maximale Glas- Frit-Partikeldurchmesser etwa 3 μm, vorzugsweise etwa 2,7 μm, und vorzugsweise der dso-Wert der Partikelgroßenverteilung der Glas-Frit-Partikel zwischen lμm und 10 μm liegt.
48. Pigment-Formulierung nach einem der Ansprüche 40 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigment-Formulierung glas-frit-partikel- frei ist.
49. Zusammenstellung einer Glas-Frit-Formulierung nach einem der Ansprüche 30 bis 38 und mindestens einer Pigment-Formulierung nach einem der Ansprüche 39 bis 48 zur gemeinsamen Verwendung beim Dekorieren von Glas- oder Keramikartikeln, insbesondere zur gemeinsamen Verwendung bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, vorzugsweise zum Bedrucken eines Substrates mit einer Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 29.
50. Glas- oder Keramikartikel mit einer gebrannten Schichtanordnung, wobei die Dekoration eine unterste Schicht, hergestellt aus einer Glas-Frit- Formulierung, insbesondere mit den Merkmalen eines der Ansprüche 30 bis 38, eine auf der untersten Schicht befindliche Schicht, hergestellt aus mindestens einer Pigment-Formulierung, insbesondere mit den Merkmalen eines der Ansprüche 39 bis 48, und eine auf der Schicht aus der mindestens eine Pigment-Formulierung befindliche oberste Schicht, hergestellt aus einer Glas-Frit-Formulierung, insbesondere mit den Merkmalen eines der Ansprüche 30 bis 38, umfasst.
51. Transfermedium zur Verwendung bei der Dekoration von Glas- oder Keramikartikeln, zum Bedrucken mit einer Schicht einer Pigment-Formulierung, insbesondere mit den Merkmalen eines der Ansprüche 39 bis 48 der und einer oberen Schicht aus einer Glas-Frit- Formulierung, insbesondere mit den Merkmalen eines der Ansprüche 30 bis 39, wobei auf das Transfermedium eine Schutzschicht, insbesondere eine Lackschicht und/oder eine untere Schicht einer Glas- Frit-Formulierung, insbesondere mit den Merkmalen eines der Ansprüche 30 bis 39 aufgebracht ist.
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