Sieb- und Tampondruck Bedarfs AG

Sie schauen sich folgendes an

STDB Blog

Glas als Bedruckstoff im Siebdruck

Die Einsatzmöglichkeiten von Glas sind äußerst vielfältig, und ebenso sind es auch die Anforderungen an diesen Werkstoff, einschließlich der verschieden Veredelungs- bzw. Vergütungsmaterialien. Wir können den Markt zunächst einmal in zwei Hauptgruppen aufteilen:

FLACHGLAS UND HOHLGLÄSER
Typische Einsatzgebiete von Flachglas sind der Architektur- und Möbelmarkt. Das Fertigungsvolumen in Deutschland dafür liegt in einer Größenordnung von über einer Million Jahrestonnen. Der Hohlglasbereich umfasst Verpackungen und Behälter wie beispielsweise Trinkgläser und Flaschen. Für diesen Sektor stellt Europa weltweit den größten Markt mit einem Volumen in einer Größenordnung von 20 Millionen Jahrestonnen, wobei Deutschland innerhalb Europas den größten Anteil für sich beansprucht. Verpackungsglas hat in Deutschland einen vergleichsweise hohen Stellenwert mit einer der höchsten Recyclingquoten innerhalb Europas. Der Markt für Glasverpackungen ist in Deutschland trotz Einführung von gewichtsparenden PET-Kunststoffflaschen relativ stabil. Glas gilt als hygienisches und sicheres Verpackungsmaterial. Getränke aus PET-Flaschen zeigen oftmals einen Gehalt an Acetaldehyd, der die geschmackliche Qualität negativ beeinflusst. Glasverpackungen bieten also gegenüber Kunststoffbehältern viele Vorteile, die über das Image von „billigem Plastik“ weit hinausgehen. Glas ist inzwischen auch ein Hauch von Luxus, der durch eine dekorative Veredelung noch attraktiver gemacht wird. Für die Dekoration von Containerglas sind keramische Farben nach wie vor Standard. Obwohl keramische Farben hinsichtlich Beständigkeiten gegenüber den organischen Farben in vielen Punkten überlegen sind, haben sie mehrere gravierende Nachteile: Der energetische Aufwand für das Einbrennen ist immens hoch, was zu hohen Kosten in der Produktion führt. Die meisten keramischen Farben enthalten zudem einen Anteil an Schwermetallen, so dass diese Technologie nicht mit dem Attribut „Umweltfreundlichkeit“ zu vereinbaren ist. Es werden zwar auch schwermetallfreie, keramische Farben angeboten, hier steht jedoch nicht der volle Umfang an Farbgestaltungsmöglichkeiten zur Verfügung. Während des Einbrennens versintern die Farben ferner mit der Substratoberfläche, was zu einer Farbveränderung des Dekors führt. Dies ist besonders dann ein Nachteil, wenn kleine Auflagen produziert werden müssen, da die Farben nach ersten Andruckversuchen oftmals noch zeitaufwändig korrigiert werden müssen.

Organische Farben für die Glasbedruckung
Im Flachglasbereich der Möbelindustrie werden seit langem vorwiegend organische Farben mit Erfolg eingesetzt. Der Einsatz im Innenbereich stellt keine extremen Anforderungen, die erforderlichen Standards können problemlos erfüllt werden. Doch auch für die Containerbedruckung finden organische Farben zunehmend Anwendung, zumal viele Eigenschaften von keramischen Glasfarben für den bestimmungsgemäßen Gebrauch im Alltag überhaupt nicht erforderlich sind. Solange die Dekore nicht schnittfest sein müssen (z.B. mit einer Messerklinge), lassen sich Dekore für Glas oder Keramik ohne weiteres auch mit organischen Druckfarben realisieren. Anders als bei den glaskeramischen Farben entsteht hier keine Verbundhaftung durch Versinterung mit dem Untergrund, so dass sich eine gute Haftung oftmals über die Zugabe einer zweiten, meist reaktiven Komponente zur Druckfarbeerzielen lässt.

Organische Farben auf Lösemittelbasis
Coates Screen Inks GmbH bietet dafür die seit Jahren bewährte Farbserie Z /GL an. Es handelt sich um ein 2-K System, mit dem ausgezeichnete Beständigkeiten erreicht werden. Je nach Anforderungsprofil stehen verschiedene Verarbeitungsmöglichkeiten zur Verfügung. Lufttrocknung bei Raumtemperatur oder Einbrennen bei 140C. Die Einbrenntemperatur liegt weit unterhalb der von keramischen Glasfarben, für welche ein Brennbereich um die 600C erforderlich ist. Bei organischen Farben dient die erhöhte Temperatur dazu, eine optimale Vernetzung des Bindemittels zu ermöglichen, während bei keramischen Farben eine Verschmelzung mit der Oberfläche stattfindet. Die Farbreihe Z/GL ist sowohl für Flachglas als auch für Containerglas und Keramik gut geeignet.

UV-härtende Glasfarben sind ebenfalls den organischen Glasfarben zuzuordnen. Auch hier wird die Haftung über eine Adhäsion auf der Glasoberfläche erzielt. Gegenüber lösemittelhaltigen Systemen sind die für UV-Farben typischen Vorteile, wie schnelle Trocknung und schnelle Weiterverarbeitung gegeben. Für die Bedruckung von Flachglas hat sich hier unsere Serie UVGS bestens bewährt. Die UVGS kann direkt aus der Dose verarbeitet werden, wenn keine hohen Beständigkeiten gefordert werden. Für eine gute Beständigkeit gegenüber Wasser und kondensierender Feuchtigkeit empfehlen wir die Zugabe von 5% Haftvermittler UVGS/HS. Im Gegensatz zu anderen 2-K Farben hat die UVGS mit Zusatz keine definierte Topfzeit, sondern wäre theoretisch bis zum Ablauf der angegeben Haltbarkeit auf dem Dosenetikett noch verarbeitungsfähig. Um reproduzierbare Druckergebnisse zu erzielen empfehlen wir jedoch, die angemischte Farbe innerhalb einer Woche zu verbrauchen.

FLACHGLAS
Bei der Bedruckung von Flachglas ist normalerweise zwischen der so genannten Zinn und Feuerseite zu unterscheiden, was durch ein spezielles UV-Reflektionsmessgerät bestimmt werden kann. Wenn möglich, sollte auf die Feuerseite gedruckt werden, da hier die besseren Ergebnisse zu erwarten sind. Die praktische Erfahrung zeigt jedoch, dass sowohl die Z/GL als auch die UVGS auf handelsüblichem Flachglas auf beiden Seiten gleich gute Resultate bringen und in dieser Hinsicht relativ unkritisch zu verarbeiten sind. Bei der Vielzahl der unterschiedlichen Glasqualitäten und Hersteller auf dem Markt empfiehlt es sich jedoch, diese Kriterien zu beobachten und gegebenenfalls Vorversuche durchzuführen, sobald Glassorten und / oder Lieferanten gewechselt werden.

CONTAINERGLAS
Getränkeflaschen sind üblicherweise kaltendvergütet, damit die Glasoberfläche gegen Schaden durch Friktion geschützt wird. Vor der Bedruckung ist hier eine Vorbehandlung mit der Gasflamme unbedingt erforderlich. Die dadurch erzielte Erhöhung der Oberflächenspannung verbessert die Benetzung und Haftung der Druckfarbe erheblich. Eine zusätzliche Verbesserung der Haftung wird durch das UVitro ® bzw. Pyrosil ® Verfahren erreicht. Hier ist dem Gasgemisch zusätzlich noch ein Silan zugefügt, das eine fest anhaftende Mikrorauigkeit aus SiOx auf der Glasoberfläche erzeugt, gleichwie als Ankerpunkte für die aufzutragende Druckfarbe. Vor der Bedruckung von Trinkgläsern mit UV-Farben ist die Silan-Beflammung inzwischen ein gängiger Standard. Um die geforderten Beständigkeiten (z.B. Spülmaschinenfestigkeit) zu erzielen, werden in diesem Segment üblicherweise 2-K Farbsysteme eingesetzt, die eine begrenzte Topfzeit haben. Die zugegebenen Haftvermittler enthalten hochreaktive Silanverbindungen, die eine chemische Verankerung der vorbehandelten Glasoberfläche mit den organischen Bindemitteln der Druckfarbe ermöglichen. Farbschichten, welche ihre Haftfestigkeit ausschließlich über eine Adhäsion erlangen, werden bei längerer Lagerung in Wasser unterwandert, so dass sich die Druckfarbe leicht ablösen lässt. Für Trinkgläser und Getränkeflaschen sind derartige Systeme nicht geeignet. Unsere klassische UV-Farbserie UV/GL gehört zu der vorgenannten Kategorie. Dieses Farbsystem zeigt eine überragende Haftung und Kratzbeständigkeit auf Glas, solange es nicht wasserbeständig sein muss. Die Serie UVGS ist als Universalfarbe für eine möglichst breite Palette von Anwendungen konzipiert worden. Neben den Buntfarben unserer C-Mix 2000 Reihe werden besonders auch matte Lacke nachgefragt, die eine Ätzimitation bewirken. Für die Bedruckung von Behälterglas ist die UVGS geeignet, wenn keine hohe Anforderung hinsichtlich Alkoholbeständigkeit gestellt wird. Um den Anforderungen der Behälterglasindustrie zu genügen, haben wir nun weitere Farbserien entwickelt, die auf die gegenwärtigen Verarbeitungsbedingungen in diesem Segment angepasst und optimiert worden sind. Wie in diesem Anwendungsbereich üblich, wird diesen Farben unmittelbar vor der Verarbeitung ein Haftvermittler zugesetzt. Um die optimale Wirkung zu gewährleisten, müssen diese Farben innerhalb einer Zeitspanne von ca. 8h verarbeitet werden. Die Eigenschaften der gehärteten Farbe sind vom gesamten Verarbeitungsprozess abhängig. So spielt beispielsweise neben der UV-Energiedosis es auch eine Rolle, ob die Strahlung gebündelt bzw. fokussiert auf die Oberfläche trifft oder als diffuses UV-Licht.