Istnieją dwie zasadnicze metody zdobienia szkła - metoda hutnicza, polegająca na dekorowaniu wyrobów szklanych podczas ich wytwarzania i metoda zdobnicza, której istotą jest dekorowanie produktów już ukształtowanych. W kolejnych częściach cyklu omówione zostaną sposoby dekorowania szkła metodą zdobniczą, głównie farbami ceramicznymi. Farby ceramiczne znajdują zastosowanie w różnorodnych technikach zdobienia: sitodruk pośredni, sitodruk bezpośredni, malowanie ręczne, natrysk.

Sitodruk pośredni polega na przenoszeniu barwnych wzorów z papieru na zdobione szkło, przy pomocy transparentnej błony, nazywanej kalką. Pierwowzorem sitodruku jest tzw. "malowanie szablonowe", stosowane już w starożytnych Chinach i Japonii. Wraz z rozwojem techniki zmieniała się forma stosowanych do druku sit - od siatek z włosów ludzkich lub zwierzęcych poprzez sita z nici jedwabnych do obecnie stosowanych z nylonu, poliestru lub metalu.

Dekoracja, którą uzyskujemy w postaci kalkomanii może być prostym jednobarwnym wzorem, wzorem wielobarwnym lub odwzorowanym zdjęciem. Zaletą stosowania kalki ceramicznej jest możliwość zdobienia wyrobów o różnych kształtach. Techniką sitodruku pośredniego zdobione są najczęściej wyroby szkła gospodarczego, gadżety reklamowe, szkło laboratoryjne, rzadziej szkło oświetleniowe (fot. 1).

Proces zdobienia wyrobów szklanych kalką ceramiczną składa się z wielu czynności wzajemnie ze sobą powiązanych.

Kolejne etapy procesu to:

• przygotowanie sita,

• przygotowanie stanowiska do druku,

• przygotowanie pasty do druku,

• drukowanie,

• nakładanie lakieru błonotwórczego,

• nakładanie kalki na wyrób,

• wypalanie.

Każdy z wymienionych etapów ma wpływ na końcowy efekt estetyczno-użyt-kowy uzyskanej dekoracji.

Przygotowanie sita

Siatkę rozpiętą na ramie pokrywa się światłoczułą emulsją. Emulsję nakłada się warstwami w taki sposób, aby wypełniła wszystkie wolne przestrzenie i wyrównała strukturę siatki, a od strony druku nawet ją nadbudowała. Po odparowaniu wody, na siatce tworzy się film światłoczuły, który jest nadal rozpuszczalny w wodzie. Na tak przygotowane sito nakłada się błonę fotograficzną ze zdjęciem pożądanego wzoru, naświetla się je i przemywa wodą. Powłoka emulsji w miejscach naświetlonych staje się nierozpuszczalna, zaś w miejscach zasłoniętych przed światłem rozpuszcza się w wodzie i odsłania siatkę. Tak więc naświetlona część emulsji tworzy trwałą warstwę nieprzepuszczalną dla farby. Natomiast nienaś-wietlona część jest wymywana i pozostawia wolne przestrzenie siatki, przez które przechodzi farba podczas druku.

Podczas przygotowania sita trzeba pamiętać, że jakość wykonywanego nadruku nigdy nie będzie lepsza od zastosowanego szablonu z zaprojektowanym wzorem. Przed przystąpieniem do sporządzenia szablonu sitodrukowego, należy dokładnie zapoznać się z rodzajami materiałów stosowanych do wykonywania matryc i spośród dostępnych na rynku środków, dobrać te najodpowiedniejsze do rodzaju wykonywanej dekoracji. Dobre odwzorowanie wykonywanych motywów zapewnia siatka o niewielkim stopniu sprężystości, wysokiej odporności na ścieranie i na działanie różnego rodzaju środków chemicznych. Parametry stosowanej siatki powinny być starannie dobrane do rodzaju wykonywanych prac drukarskich i stosowanych materiałów.

Przy wyborze siatki należy zwrócić uwagę na następujące parametry:

• gęstość - ilość oczek na cm lub cal,

• splot - sposób przeplotu nitek,

• otwarcie oczek - odległość pomiędzy dwiema nitkami biegnącymi równolegle obok siebie, podawana w mikronach lub calach,

• grubość - średnica nitki podawana w mikronach (cieńsza nitka wpływa pozytywnie na stopień otwarcia oczek),

• powierzchnia otwarta - % powierzchni nie zajętej przez nitki,

• grubość materiału siatki - odpowiada grubości warstwy farby znajdującej się w oczkach sita, (podawana w mikronach),

• teoretyczna objętość farby - ilość farby w cm3/m2, która znajdzie się na podłożu po przepchnięciu jej raklem,

• barwa siatki - siatki mogą być barwione kolorem żółtym lub pomarańczowym (barwne siatki pozwalają zachować lepszą ostrość krawędzi emulsji).

O przydatności sita do danego zadania decydują również specyficzne cechy zastosowanej emulsji, sposób nałożenia jej na sito oraz stopień utwardzenia. Szczególnie ważne przy druku szczegółów jest zachowanie ostrości krawędzi, o czym decyduje zarówno ostra krawędź szablonu, jak i struktura przekroju emulsji, która powinna być wystarczająco gładka i nie utrudniać przechodzenia porcji farby.

Gwarancją uzyskania ostrej krawędzi wydruku jest dokładne przyleganie szablonu do materiału drukowanego, co zapewnia odpowiednio wysoka i równa warstwa emulsji. Zbyt cienkie nałożenie emulsji daje w efekcie wydruk nieostry z nieregularnymi krawędziami, szczególnie niewskazany przy odwzorowywaniu szczegółów. Natomiast zbyt gruby szablon utrudnia przenoszenie farby na podłoże.

Przygotowanie stanowiska do druku

Drukowanie może być wykonywane ręcznie, przy pomocy drukarek półautomatycznych lub automatycznych. Druk ręczny wymaga większego doświadczenia operatora w zakresie uzyskiwania wydruków powtarzalnych pod względem grubości nadrukowanej warstwy farby.

Na zdjęciu pokazano przykład stanowiska do druku półautomatycznego.

Do przeciskania pasty służy specjalny rakiel. Istotny element stanowi rodzaj gumy raklowej - jej twardość i sposób naostrzenia. Zastosowanie zbyt twardej gumy może spowodować zbyt cienkie nałożenie farby.

Nie bez znaczenia dla jakości druku jest rodzaj używanego jako podłoże papieru odbijankowego, który powinien charakteryzować się gładkością powierzchni. Do wykonywania precyzyjnych prac oraz dekoracji z zastosowaniem metali szlachetnych zalecane jest stosowanie papieru o zwiększonej gramaturze.

Przygotowanie pasty do druku

Przygotowanie pasty polega na dokładnej homogenizacji proszku farbowego i medium sitodrukowego, zestawionych w odpowiednich proporcjach. Konsystencja pasty do druku powinna być tak dobrana do rodzaju sita, aby podczas drukowania pasta nie przeciekała przez jego otwory, a jednocześnie dawała się przez nie przeciskać przy pomocy rakla.

Zbyt mała ilość dodanego medium może być przyczyną nadrukowania zbyt grubej warstwy farby. Do przygotowania pasty wskazane jest stosowanie mediów o odpowiednio długim czasie schnięcia - im wolniej medium schnie tym lepsze rezultaty można osiągnąć pod względem stałości koloru w nakładzie.

Drukowanie

Podczas druku farba w postaci pasty przeciskana jest przez sito za pomocą rakla i w efekcie na podłożonym pod siatką papierze uzyskiwany jest pożądany wzór. Po nałożeniu jednej powłoki można na nią, po uprzednim wysuszeniu, nakładać następne uzyskując wzór wielobarwny. Należy nałożyć taką grubość warstwy farby, która po wypaleniu pozwoli na uzyskanie połysku i odpowiedniego odcienia dekoracji. Istotne jest, aby podczas druku zapewnić równomierny nacisk rakla poprzez jego równoległe ustawienie w stosunku do powierzchni sita.

Nakładanie lakieru błonotwórczego

Po wysuszeniu, arkusze z nadrukami pokrywa się lakierem błonotwórczym. Lakier najczęściej nanoszony jest przy pomocy specjalnie przygotowanego sita, w którym obszar nie pokryty emulsją odpowiada wielkości zadrukowanej powierzchni arkusza. Stosowany lakier ma zapewnić właściwe przenoszenie dekoracji z zachowaniem jej wymiarów. Podczas wypalania lakier powinien spalać się całkowicie nie pozostawiając na wyrobie śladów błony nośnej.

Nakładanie kalki na wyrób

Po wyschnięciu lakieru, wycina się z arkusza odbitki wzorów barwnych. Kalkę po namoczeniu w wodzie nakłada się na przygotowany do zdobienia wyrób i przyciska starannie do jego powierzchni tak, aby między szkłem i odbitką nie było powietrza i zbyt dużo wody. Przed nałożeniem kalki należy sprawdzić czystość powierzchni wyrobu. Woda, w której moczy się kalka, powinna być często zmieniana. Należy zaznaczyć, że nakładanie kalki wykonywane jest ręcznie i czynność ta wymaga dużego doświadczenia.

Wypalanie

Po wyschnięciu odbitek wyrób wypala się w temperaturze odpowiedniej do rodzaju zdobionego szkła. Do wypalania dekoracji stosowane są piece komorowe lub tunelowe. Warunki wypalania powinny zagwarantować całkowite spalenie części organicznych kalki. Należy zapewnić dobrą wentylację pieca i zwrócić uwagę na sposób ustawienia wyrobów - zwłaszcza w przypadku stosowania pieca komorowego. Jednorazowy wsad do pieca nie powinien być zbyt duży, a wyroby zdobione farbami "wrażliwymi" na temperaturę lub atmosferę podczas wypalania należy ustawiać w określonym miejscu pieca (np. w środku). Odpowiednie ustawienie często pozwala uniknąć różnic kolorystycznych na zdobionych wyrobach.

Efekt końcowy zdobienia kalką ceramiczną możemy podziwiać dopiero po wypaleniu dekoracji na wyrobie. Niestety, również dopiero wówczas ujawniają się w postaci wad wszystkie błędy, które zostały popełnione podczas przygotowania kalki ceramicznej.

Należy w tym miejscu zwrocic uwagę, że bezbłędne przygotowanie kalki ceramicznej nie gwarantuje uniknięcia wad dekoracji. Wady te mogą powstać również podczas nakładania i wypalania dekorowanego wyrobu. Technika sitodruku pośredniego nie należy do najłatwiejszych i wymaga od stosujących ją wieloletniego doświadczenia polegającego głównie na „uczeniu się na błędach".

Przez producentów szkła chętniej stosowana jest technika sitodruku bezpośredniego. Ten proces zdobienia nie wymaga stosowania papieru odbijanko-wego, pokrywania arkuszy z nadrukowanym wzorem lakierem błonotwórczym i nakładania kalki na wyrób. Technika sitodruku bezpośredniego zostanie szczegółowo omówiona w drugiej części rozpoczętego cyklu.

mgr inż. Małgorzata Marecka mgr inż. Irena Witosławska

ISiC, Zakład Badawczo-Produkcyjny Farb Ceramicznych

Zdjęcia: mgr inż. Małgorzata Warda

patrz też:

- Wyroby ze szkła zdobione farbami ceramicznymi – wymagania i badania , Małgorzata Marecka, Irena Witosławska, Świat Szkła 3/2009

- Techniki zdobienia szkła - Zdobienie w procesie formowania , Małgorzata Marecka, Irena Witosławska,  Świat Szkła 12/2006

- Techniki zdobienia szkła - Matowanie , Małgorzata Marecka, Irena Witosławska, Świat Szkła 3/2006

- Techniki zdobienia szkła - Natrysk , Małgorzata Marecka, Irena Witosławska, Świat Szkła 12/2005

- Techniki zdobienia szkła - Malowanie ręczne , Małgorzata Marecka, Irena Witosławska, Świat Szkła 10/2005

- Techniki zdobienia szkła - Sitodruk bezpośredni , Małgorzata Marecka, Irena Witosławska, Świat Szkła 7-8/2005

- Techniki zdobienia szkła - Sitodruk pośredni (kalkomania) , Małgorzata Marecka, Irena Witosławska, Świat Szkła 5/2005

oraz:

- Techniki Zdobienia szkła - Malowanie ręczne  , Małgorzata Marecka, Irena Witosławska, Świat Szkła - Wydania Specjalne/Szkło zdobione,

- Techniki zdobienia szkła - Zdobienie w procesie formowania , Małgorzata Marecka, Irena Witosławska Świat Szkła - Wydania Specjalne/Szkło zdobione

więcej informacji: Świat Szkla 5/2005

Fot. 1. Przykłady wyrobów zdobionych kalką ceramiczną

SCHEMAT PROCESU ZDOBIENIA WYROBÓW TECHNIKĄ SITODRUKU POŚREDNIEGO