Деколь, как технология декорации различных поверхностей, имеет очень много как достоинств так и недостатков по сравнению с другими способами нанесения нужной вам информации или изображения на ту или иную поверхность. К основным недостаткам можно отнести следующие:

- дорогая и трудоемкая предпечатная подготовка;

- использование ручного труда в процессе деколирования;

- большой процент брака, связанный с использованием ручного труда;

- невозможность 100% соблюсти необходимые цвета;

- сложность и трудоемкость процесса печати деколи;

Но вместе с тем, деколь имеет и несравнимо важные преимущества:

- возможность декорировать поверхности различной формы;

- возможность декорировать штучные изделия;

- разнообразие различных технологий и способов печати;

- красочность и износостойкость наносимого изображения;

- возможность декорировать препаратами благородных металлов;

- долгий срок хранения напечатанной деколи до 10 лет, при условии соблюдения правил хранения;

Декалькомания является наиболее массовым видом художественного оформления изделий и представляет собой полиграфический способ изготовления многотиражных переводных изображений типа детских переводных картинок, предназначенных для переноса рисунков с бумаги на поверхность изделий или наклейки рисунка на поверхность предмета. По способу изготовления и применения различают два основных вида декалькомании:

1. Обычная декалькомания, или переводные изображения, изготовляемые на основе анилиновых (органических) и минеральных красок;

применяется для перевода рисунков на бумагу, дерево, металл, стекло и др. предметы без дополнительного закрепления.

2. Керамическая декалькомания изготовляемая из специальных термостойких керамических красок; применяется для художественного оформления фарфоровых, фаянсовых/ стеклянных и др. керамических материалов, а также для металлических эмалированных изделий путем перевода отпечатанного рисунка с бумаги на изделие с последущим закреплением этих красок обжигом на 720-850°С или 540-560°С(для стекла) в слабоокислительной среде.

Для печатания переводных рисунков применяется так называемая гуммированная - непроклеенная бумага, называемая основой. Одна сторона такой бумаги покрывается тонким слоем клея, состоящего из крахмала, патоки, доктрина. Этот слой предназначен для предохранения основы от проникновения краски в толщину бумаги и свободного отделения рисунка от бумаги при нанесении на изделие. Клей наносится на бумагу равномерным слоем при помощи специальной гуммировальной машины. Нанесенный на бумагу клей при переводе рисунков на изделия должен полностью раствориться в воде и хорошо отделяться от бумаги при смачивании ее водой. К бумаге предъявляются высокие требования согласно ГОСТа 6291-52. Бумагу необходимо хранить в закрытых сухих помещениях. Перед нанесением рисунка бумага "акклиматизируется" в печатном цехе в течение 3-4 дней, иначе при многокрасочной печати может получиться несовпадение красок на рисунках из-за неодинаковой влажности бумаги и воздуха в цехе.

Для печатания декалькомании пользуются натуральными олифами, лучшим сырьем для которых является чистое растительное льняное масло. Олифы варят в специальных фарфоровых котлах при температуре около 300°С без доступа воздуха. Для ускорения срока высыхания красок в олифу вводят добавки, ускоряющие сушку в виде сиккативов, например: свинцовые, кобальтовые и др. соли жирных кислот/ Являющиеся катализаторами ускорения высыхания олифы. Для печатания керамической декалькомании применяются специальные керамические краски.

Температура закрепления этих красок на изделиях почти ничем не отличается от закарепления красок , наносимых на изделия другими способами.

В зависимости от способа печатания декалькомании существуют 2 способа подготовки керамических красок. Первый заключается в приготовлении красок для печатания с вала, или способом "проката". Краски для этого готовятся на слабых олифах, причем сухие краски вместе с олифой растираются на специальной краскотерке. Количество олифы 30-70% от веса краски. Краски для печатания с вала должны отвечать не только тону или расцветке рисунка/ но и выдерживать достаточные температуры при обжиге.

При помощи специального обтянутого кожей валика краска накладывается на поверхность литографского камня, но следы ее остаются лишь в тех местах, где ранее была нанесена тушь. Таким способом наносятся на камни все цвета красок. Завершающей операцией получения и закрепления рисунка на бумаге является покрытие всего рисунка сверху слоем олифы. Рисунки, получаемые способом проката с вала, несколько бледноваты, но вполне отвечают техническим условиям.

Второй способ подготовки красок для печатания декалькомании - способ "пудража", заключается в обработке порошкообразной краски. Для уменьшения пылеобразования и придания краске большей укрывистости "пудражные" краски обрабатывают 5% раствором олеиновой кислоты в вазелиновом масле с растертым в авиабензине или резинате свинца. Краски,обработанные на вазелиновом масле, подсушиваются при температуре 40-60°С.

Среди способов нанесения изображений на сувенирную продукцию можно перечислить тампонную и прямую трафаретную печать, ручную роспись и гравировку, лазерную гравировку, термоперевод. Они между собой не конкурируют, так как имеют разные возможности по цене, времени изготовления, размерам изображения и их качеству. Но по долговечности, тиражам, качеству украшения посуды деколь превосходит все другие способы. Соответственно, она и дороже остальных. Нанесение фирменного логотипа - самое простое изображение, которое можно получить при помощи деколи. На кружке картинка может быть с одной стороны, с двух сторон, панорамой по окружности, даже на ручке и на внутренней поверхности предмета. изысканный подарок получается, если посуда украшена благородными металлами, например, золотом.

Перевод рисунков декалькомании на изделия.

Переводить рисунок с бумаги на глазурованную поверхность черепка или стекла можно двумя способами. Первый способ заключается в том, что листы декалькомании покрывают умеренным слоем канифольно-скипидарной мастики (30-35% канифоли и 65-70% скипидара). Смесь нагревают до полного растворения канифоли и охлаждают. Нанесенную на изделие мастику подсушивают до "отлипания" слоя. Затем подсушенные листы разрезают на отдельные рисунки, увлажняют их водой и лицевой стороной прижимают к изделию. Осторожно отделяют бумагу от рисунка, который остается на изделии.

Второй способ заключается в поверхностном покрытии отдельных мест, на которые будет наносится рисунок, умеренным слоем мастики, после чего мастику слегка подсушивают, как и при первом способе. Вырезанный из листа рисунок плотно прижимают лицевой стороной к липкой поверхности на изделии, после чего бумагу увлажняют губкой и отделяют от рисунка.Изделия с нанесенными на них рисунками хорошо подсушивают, а затем в специальных ваннах промывают содовым или аммиачным раствором 2-2,8% концентрации. После этого изделия промываются в проточной воде при 20°С, сушатся и направляются в обжиг.

Температура обжига при закреплении красок на изделиях зависит от состава красок. Рисунки, содержащие зеленые и коричневые краски, закрепляются при температуре 775±5°С выдержкой 5 мин., содержащие смешанные тона- в пределах 790°С с выдержкой 5 мин. при максимальной температуре. Рисунки, содержащие синие, фиолетовые, пурпуровые/ черные краски, закрепляются при температуре 805±15°С (с выдержкой 10 мин.).

Сдвижная декалькомания.

В последние годы у нас и за рубежом широкое распространение получила т.н. сдвижная декалькомания. Новая, более совершенная декалькомания облегчает процесс декорирования, т.к. ликвидируется операция смазывания изделий мастикой и промывания. Благодаря тому, что основа, на которой отпечатан рисунок, легко переносится на изделия, появилась возможность печатать рисунки любых замыслов и сложности, что при обычной декалькомании ограничено.

Характерной особенностью сдвижной декалькомании является применение специальной бумаги,которая получается путем нанесения пленкообразующего состава на гуммированную бумагу различными методами до печатания рисунка или на уже отпечатанный рисунок. В настоящее время для нанесения пленкообразующего состава применяются специальные лакировальные машины. В качестве пленкообразующего вещества применяются коллоидные растворы на основе ацетилцеллюлозы, бутилметакриловых смол и др.

На отлакированной бумаге можно печатать керамическую декалькоманию как обычным способом,так и через сетку. Изображение на сдвижной декалькомании прямое, а на обычной - зеркально-перевернутое. При нанесении сдвижной декалькомании отдельные рисунки смачивают в воде, накладывают на изделие лицевой стороной вверх и сдвигают пленку с рисунком с бумаги основы на изделие. Пленку прижимают к изделию тампоном для удаления воды и воздуха из-под нее. После сушки изделия направляются в обжиг.

Шелкотрафаретная декалькомания.

Для изготовления деколи таким образом применяют мельничные сита из шелковой ткани от №64 до №100. Чем тоньше линии в рисунке, тем гуще сито. Шаблоны-сетки изготовляются фотомеханическим способом, в основе которого лежит способность хромированных коллоидов задубливаться на свету. Для печатания через сетку используют полуавтоматы. Краски растирают на льняном масле, маслянном лаке, смолах. Готовые краски продавливаются через сетку на бумагу.

Стремительное развитие рекламного рынка, строительный бум, быстрый рост производства различных напитков и некоторые другие причины породили повышенное внимание к вопросам нанесения изображения на стеклянные, фарфоровые и керамические поверхности. Масштабы требуемого производства полярны: от единичных экземпляров до миллионных тиражей. Требования к качеству столь же полярны: от простых надписей в один цвет на промоушн-кружках, до 15-17 и более цветных изображений для презентационных целей. Не всегда экономические соображения играют основную роль, но в основном преследуются именно коммерческие цели.

Основными способами декорирования рассматриваемых материалов являются: прямая и косвенная печать и роспись. Прямая печать производится термопластичными обжигаемыми красками, которые внедряются в приповерхностный слой материала или красками на эпоксидной или УФ-основе, образующими большое количество перекрестных связей. Стойкость обжигаемых красок часто близка к стойкости самого носителя изображения.

Остальные краски образуют с носителем композитную систему, которая может быть разрушена при достаточно малых касательных напряжениях (например, при соскребывании монетой или при трении предметов друг о друга в процессе транспортировки). Но для некоторых применений (ликеро-водочные изделия небольшими тиражами в эксклюзивной не возвратной таре) относительно небольшая стойкость вполне приемлема.

При больших тиражах и плоских или цилиндрических поверхностях, наиболее экономичными являются методы прямой печати. В их технологической цепочке - наименьшее количество операций (в том числе самых непроизводительных - ручных), наименьшие затраты на вспомогательное оборудование. Печать производится трафаретным способом термопластичными красками через металлические сетки.

Нагрев краски в зоне печати производится внешним источником инфракрасного излучения или пропусканием тока через саму металлическую сетку. Основные экономические особенности печати термопластичными красками заключаются в необходимости вложения значительных начальных средств в оборудование, необходимость иметь значительные производственные и складские помещения, дороговизне брака, значительных затрат на организацию логистики. Ну, и естественно, принципиальные затруднения при не плоскости или не цилиндричности запечатываемой поверхности.

Многие, если не все, указанные ограничения позволяет обойти метод непрямой печати - декольное производство. Печать производится трафаретным способом на бумаге с водорастворимым слоем и сверху покрывается лаковой плашкой, служащей основой, удерживающей изображение от разрушения, при его снятии с бумаги и переносе на предмет. При обжиге органика выгорает, а краска внедряется в приповерхностный слой носителя. Печать, хранение и перенос изображения можно производить в территориально разных местах. К тому же эти процессы могут быть значительно разделены во времени, т.е. печатать можно заблаговременно, хранить долго и переносить по необходимости.

Это удобно, но, естественно, появляются промежуточные операции. Поскольку печать отделена от остальных этапов декорирования, то ею могут заниматься самые различные производства, даже весьма скромно оснащенные в печатном аспекте. Только этим и объясняется столь огромный и всеобщий интерес к данному виду деятельности. И в нашей стране сейчас печатью деколей занимаются и маленькие ручные производства (декорированные бутылочки бальзама «Дерсу Узала» тому свидетельство) и огромные специализированные предприятия, имеющие у себя мощную производственную базу: стоп-цилиндровые печатные машины мирового лидера немецкой фирмы SPS, специализированные туннельные сушки и климат-контроль в производственных помещениях.

При переходе в практическую плоскость печати деколей следует определиться со сбытовым сегментом. Если покупателя устраивает малокрасочное, произвольно меняющее цвета (часто в пределах одного дизайна), без совмещения изображение, которое при обжиге дает высокий процент брака, то возможно и небольшое ручное производство. Если же потребители требуют высокого стандартного качества, то необходимо будет уделять пристальное внимание всем производственным аспектам: тщательной подготовке производственного помещения, используемому оборудованию, качественным расходным материалам (и их применению согласно технологии), подготовке персонала, изучению правильной технологии.

Печать деколей налагает на производственное помещение более жесткие требования, чем стандартная трафаретная печать: графическая или по текстилю. Прежде всего, необходимо организовать хранение гуммированной бумаги, печать и сушку деколей в одном помещении. Температуру в помещении рекомендуется поддерживать в диапазоне 20-25 С, относительную влажность воздуха - 60% (плюс-минус 5%). Необходимо соблюдать стерильную чистоту. Попавшая на деколь пылинка выгорает при обжиге, оставляя на своем месте «пробивку». Несмотря на очевидность данного положения, многие отечественные производства допускают брак именно по причине запыленности. На западных производствах сотрудники имеют чистую сменную обувь и белые рабочие халаты.

Для поддержания соответствующих условий необходимо использовать установки с системами автоматического управления климатом (климат-контролем). Пользователь климат-контроля избавлен от необходимости самостоятельно следить за указанными параметрами - ему лишь нужно задать их желаемые значения. Микропроцессорные устройства, ориентируясь на информацию, приходящую от различных датчиков температуры и влажности, автоматически выбирают, устанавливают и поддерживают нужные режимы, независимо от внешней температуры и погодных условий. В результате бумага имеет стабильные свойства на протяжении всего технологического процесса, что необходимо для точного совмещения.

Стоимость оборудования колеблется от нескольких тысяч долларов для небольших помещений, до многих десятков тысяч долларов для больших производств. Так, промышленная система климат-контроля Axima обеспечивает стабильность температуры и влажности воздуха в любое время года. Система имеет режимы для различных времён года и погодных условий. Заданный климатический режим автоматически поддерживается круглосуточно. Энергосберегающая технология позволяет использовать вырабатываемое при кондиционировании тепло для обогрева непроизводственных помещений.

Печать декольных изображений производится на специальной гуммированной бумаге - бумаге с односторонним клеевым покровным слоем, способным при смачивании водой приклеиваться к другим предметам. Гуммирование производится декстрином - порошкообразным веществом, растворимым в воде, которое получается из крахмала. Гуммированная бумага очень гигроскопична и подвержена температурному влиянию. При небольших колебаниях температуры и относительной влажности линейные размеры бумаги могут значительно меняться, она коробится и все это негативно сказывается на совмещении красочных слоев. Хранение, сушка и печать, производимые в одном производственном помещении, использование систем кондиционирования с климат-контролем позволяют стабилизировать параметры бумаги и достигнуть хорошего качества печати. Хорошо зарекомендовали себя бумаги итальянских и немецких производителей (например, немецкой фирмы «МЕТА»).

При подготовке красок к печати все их производители (CERDEC, J.MATTHEY, HERAEUS) рекомендуют использовать трехвалковые краскотерки. Эти устройства требуются для помола сухих и однородного смешивания (гомогенизации) жидких (разведенных маслом) керамических пигментов. На практике хорошо зарекомендовали себя устройства фирмы EXAKT APPARATENBAU GmbH (Германия). Модели различаются производительностью (от нескольких граммов до десятков кг в час), дисперсностью получаемых частиц (рекомендуемые значения лежат в пределах от 1 до 20 микрон) и наличием дополнительных опций, типа загрузочного устройства для подачи краски, чтобы печатник не повредил себе пальцы. Время обработки краски в хорошей краскотерке составляет 3-4 минуты.

При выборе печей необходимо учитывать температурные требования поставщиков красок. Большинство производителей деколей не имеют своих обжиговых печей. Но для успешной работы требуется хорошая печь небольшой емкости: 10-12 л. После печати на такой печи производятся тестовые обжиги. Сами печи характеризуются следующими параметрами: камерой - пространством для расстановки изделий; футеровкой, характеризующей теплоизоляцию стенок; источником тепла и устройством управления и контроля. Печи подразделяются на проходные и циклического действия. Последние печи и представляют практический интерес для большинства производителей деколей.

Нагрев производится тэнами с пяти сторон. Снизу нагрева нет. Температура в печи контролируется и регулируется микропроцессорами. В хороших печах реализуется принцип программного управления с обратной связью. Это означает, что имеется возможность задания предварительной программы нагрева и охлаждения изделия, с микропроцессорным контролем ее выполнения по измеряемым реальным значениям температуры.

Температура во всех точках внутреннего пространства печи должна быть одинаковой. Достаточно часто для определения момента достижения требуемой точки обжига используются конусы Зегера, представляющие собой набор керамических образцов (в виде пирамидок высотой 4-5 см), имеющих различную температуру плавления и предназначенных для приблизительного определения температуры в рабочем пространстве промышленных печей. Такие сменяемые измерительные элементы имеет смысл применять при несовершенном оборудовании и повторяющихся работах, когда нет возможности точно померять температуру в печи и раз выставив режимы, долго на них работать.

При организации участка обжига следует учитывать, что стекло и керамика должны обжигаться в разных печах. Для керамики достаточно хорошей вытяжки, для стекла необходима постоянная вентиляция с большим притоком кислорода. Различны и температурные режимы обжига. При работе со стеклом характерны температуры от 480 С (свинецсодержащий хрусталь) до 620 С (бутылочное стекло). Фарфор, керамика, плитка обжигаются при существенно более высоких температурах от 750 С (тонкий фарфор) до 900 С и выше (плитка).

Производительность печи во многом зависит от количества загружаемых изделий. При этом надо учитывать, что количество загружаемых стеклянных изделий приблизительно в два раза должно быть меньше, чем керамики или фарфора, при одинаковых объемах печей. Так, в 12 л должно загружаться порядка пяти стеклянных кружек объемом 0.5 л, а керамических или фарфоровых - до десятка. Для выпуска готовых изделий в масштабах рекламного производства чаще всего используются печи объемом 200-250 л, в промышленных условиях используются большие печи с объемом от 3 до 20 куб. м. В 250 л печь загружается порядка 150 стеклянных или до 300 керамических кружек объемом 0.5 л.

Нагрев изделий производится по заданному закону, обычно с температурным градиентом 4-7 С в минуту. Аналогичными темпами ведется и охлаждение изделий. При достижении максимальной температуры обжига производится ее фиксация на время порядка 15 минут, после чего начинается охлаждение пространства печи. Оно продолжается до температуры порядка 150 С и при ее достижении изделие можно вынимать.

Производственный цикл длится порядка пяти часов, и, учитывая время загрузки-выгрузки, надо ориентироваться на два -три цикла обжига в сутки. В самом изделии при нагревании его до пиковой температуры происходит поверхностное подплавление материала и прилегающего красочного слоя. Соприкасающиеся поверхности носителя и краски начинают приобретать свойства жидкого вещества и основную роль начинают играть силы поверхностного натяжения и смачиваемости. И когда силы межмолекулярного взаимодействия между запечатываемой поверхностью и краской превалируют над внутрикрасочными, происходит внедрение пигмента и связующего в приповерхностный слой и образование единой системы: носитель-краска. При охлаждении краска образует стойкое к истиранию изображение.

Решающими факторами достижения качества обжига являются следующие: медленный непрерывный подъем температуры, достаточное количество кислорода и эффективная вентиляция. Это особенно важно при декорировании драгметаллами: золотом и платиной. Выдержка графика нагрева, достижение максимальной температуры и время стабилизации этого значения, являются определяющими факторами силы адгезии. А почему - и видно из предыдущего абзаца с кратким пояснением физики процесса переноса. И материал носителя и его форма влияют на максимальную температуру, но общее правило гласит: чем выше температура переноса, тем выше резистивность изображения.

При выборе оборудования для печати деколей следует отдавать предпочтение качественным характеристикам. Для натяжения рекомендуется применять системы с пневматическими узлами. Идеальным является применение металлических сеток, но на практике в подавляющем большинстве случаев используются PES-сетки: SAATI, Verseidag, SEFAR. На развитых западных производствах часто применяют металлические сетки с номерами 160-200 нитей на см, с натяжением до 25 н/см. Такие сетки имеют очень маленький коэффициент деформации и сохраняют свои параметры: линейные размеры, геометрию ячеек, величину их раскрытия на протяжении длительного срока эксплуатации.. На отечественных - в основном PES-сетки с номерами 120-140 нитей/см и с натяжением 20-25 н/см. Желательно использовать тонкие нити: 27-30 мк.

Рекомендуется, особенно для тонких работ использовать рамы безусловного мирового лидера по качеству производства - немецкой фирмы HURTZ. Данные рамы имеют много положительных качеств, но прежде всего для точной печати важно, что они в течение длительного срока эксплуатации сохраняют свои основные свойства, необходимые для точного совмещения: устойчивы к коррозии, к воздействию щелочей и кислот; обладают хорошим сопротивлением к изгибающему усилию от натяжения сетки; сохраняют параллельность сторон; герметичность и многие другие.

Необходимо тщательно подходить к выбору ракель-кюветы для нанесения жидких эмульсионных слоев и по возможности переходить на использование эмульгаторов. Благо, что, такие фирмы, как Grunig-Interscreen AG , славящиеся своим качеством оборудования начали выпуск подобных устройств в более доступном для многих ценовом диапазоне: порядка 15 тысяч USD. Для вывода пленок требуется, безусловно, применять фотовывод, а для засветки рекомендуется использовать вакуумные копировальные рамы с точечным источником освещения мощностью 3-6 кВт.

При выборе печатного оборудования надо обратить внимание на возможность очень точной приводки и наличие мощного вакуума на печатном столе. Для небольших тиражей, что характерно для рекламной деятельности, используются Flat-Bed полуавтоматы американского, немецкого или итальянского производства. Производительность печатника: 500-700 многокрасочных деколей за смену. Это значительно ниже, чем для стандартных графических работ - до 7000-8000 циклов на выборочной лакировке за восьмичасовую смену, и объясняется повышенными требованиями к точности позиционирования и тщательности печати, а также более дорогим браком: «лучше меньше, да - лучше».

Для промышленной печати во всем мире применяются высокоскоростные (до 4000 циклов/час) и высокоточные стоп-цилиндровые машины таких фирм SPS и Sakurai. Совершенная система приводки листа по передним упорам с надежным боковым равнением, минимально возможное расстояние между формой и запечатываемой поверхность, при котором требуется минимальное давление ракеля и обеспечивается минимальная деформация формы делают цилиндровые машины SPS идеальным инструментом для печати деколей.

Однако практическая скорость печати традиционным красками по технологическим причинам редко превышает 1500 циклов/час. Довольно часто на производствах кроме высокоскоростных цилиндровых машин устанавливают более медленные полуавтоматы с плоским столом. Это объясняется тем, что последним наносится очень толстый слой лака. Он все равно наносится на более низкой скорости и после его печати нежелательно изгибать лист. Т.е. цилиндровая машина работает на скорости Flat-Bed-машины и, кроме того, должна иметь несколько отличный от обычных моделей тракт проводки листа. Первое обстоятельство снижает общую производительность, а второе требует дополнительных капиталовложений. Поэтому такой симбиоз вполне экономически оправдан.

Следует помнить, что чем меньше формат листа, тем точнее будет совмещение. Исходя из этого наиболее распространенными являются форматы А4 и А3. Хотя при точном выполнении технологических требований печать производится и на листах форматом до 700х1000 мм. Российские и украинские специализированные предприятия печатают до 100 тысяч листов многокрасочной деколи форматом до 600х800 мм в месяц.

Печать изображения проводится за один проход ракеля. Всеми производителями красок крайне не рекомендуется производить повторные прокаты. Подбор параметров сетки, параметров матрицы, жесткости и вида (однослойное, многослойное или ракель RKS) ракельного полотна, печатного процесса (угла наклона ракеля, его давления, скорости движения), позволяет получать требуемых результатов за один проход. Для деколи, переносимой на темное изделие, печатается белая матовая подложка.

Узким местом в производстве деколей является сушка отпечатанных листов. Этот процесс должен проходить при тех же климатических условиях, при которых производится их хранение и, собственно, печать. Причем время сушки довольно значительно: до 8 часов. Это может снижать общую производительность линии. Для большинства предприятий, печатающих на Flat-Bed машинах единственным приемлемым вариантом являются полочные стапельные сушки.

Для высокопроизводительной печати в промышленности применяются туннельные сушки типа Wicket. Это сушильные устройства, как правило без нагрева, в которых загрузочные площади расширены за счет большого числа решетчатых полок (больше сотни), располагаемых на транспортерной ленте и большой длины самих сушек (10-15 и более метров). Используются одно- и двухрядные сушки. Вместо стапельной приемки листы попадают на транспортер, укладывающий их на решетчатые полки в один или два потока. Приемные полки укреплены на транспортерной ленте под определенным углом, и листы практически ставятся на ребро, что позволяет значительно увеличить их количество на единицу длины транспортера. Сушка оттиска производится при температуре печати при постоянных значениях влажности и температуры, при которых производилась и печать.

В связи с этим обстоятельством большой интерес вызывает появление УФ-керамических красок. Это те же пигменты, поставляемые в виде порошков, смешиваемые с УФ-медиумом (маслом, связующим) вместо обычного. После печати для закрепления декора его пропускают через УФ-сушку. Для полимеризации требуется удельная мощность излучения не менее 120 Вт/см при скорости конвейера порядка 20 м/мин. Учитывая особенности обрабатываемого материала УФ-сушка в обязательном порядке должна иметь кварцевые или дихроические фильтры, убирающие тепловую нагрузку. В УФ-сушках для деколей должны применяться специальные лампы (это ограничение скоро будет снято) с рабочим диапазоном 315-400 нм.

Как и при многокрасочной графической печати рекомендуется недополимеризовывать промежуточные красочные слои и полностью полимеризовать все УФ-компоненты при последнем проходе. Это может быть сделано увеличением удельной мощности ламп или уменьшением скорости движения подающего транспортера. Есть разные мнения о целесообразности перехода на УФ-технологии, но очевидно, что они повлияют не на принципиальную возможность перехода, а на ее скорость.

Так или иначе, как и в графической печати, будущее здесь за УФ-материалами о чем свидетельсвуют многочисленные производства на УФ-основе. Основные преимущества этой технологии заключаются в мгновенной (менее 1 сек) полимеризации материала; в повышении на 20-30% скорости печати; в возможности лучшей регистрации оттисков; в постоянном качестве (краска не сохнет на матрице); в получении более интенсивных цветов на изделии. Но, нельзя использовать дешевые малокачественные бумаги!

При переносе напечатанной деколи на изделие потребуется емкость с чистой, часто сменяемой водой и резиновый шпатель для притирки деколи и сгона воды. Оставшиеся воздушные пузырьки гарантируют появление пятен-«пробивок» на изделии. Изображение протирается чистой ветошью для удаления остатков клея с поверхности. После нанесения деколи она сушится в течение часа без прогрева и обдува воздухом, после чего может быть отправлена на обжиг.

Необходимо учитывать, что толщина лаковой пленки должна быть различной для изделий с плоской или малоизогнутой поверхностью и для изделий со сложной поверхностью. В последнем случае лаковая пленка должна быть более тонкой, что и достигается применением соответствующей сетки, эмульсии и способа ее нанесения. В технологических рекомендациях производителей красок есть соответствующие указания.

Глазури

Применение надглазурных красок

Керамические надглазурные краски должны поставлятся потребителям в виде готового тонкого порошка, не требующего дополнительного измельчения. Порошковые краски должны быть расфасованы и упакованы в двойные бумажные пакеты или если краска полностью готова к употреблению - в тюбиках. В качестве вспомогательных материалов для приготовления керамических красок используют терпентиновое масло, канифоль, глицерин, декстрин и др. материалы.

При живописных работах небольшое количество красок растирают скипидаре в течение 24-48 часов в специальных шаровых фарфоровых мельницах (или барабанчиках ), мелющими телами в которых служат фарфоровые шары или уралитывые цилиндры. Соотношение краски, шаров/ и скипидара, загружаемых в мельницу должно быть 1: 1,2 : 0,5 по весу. Количество шаров в мельнице должно быть постоянным. Растертую краску сливают из мельницы через сито с 2500 отв/см2 в чистую посуду и закрывают крышкой. На рабочем месте живописец насыпает краску в виде сухого порошка на стекле, смачиваетее скипидарным маслом и растирает шпателем.

Соотношение краски и масла устанавливает сам мастер в зависимости от рисунка и краски. Нормально приготовленная краска должна подсыхать на изделии в течение 15 минут. Правильно приготовленная краска должна легко сходить с кисти и оставлять на изделии равномерный след. Быстро сохнущая краска ложится на изделие не ровно, а медленно сохнущая является причиной помарок на изделиях. Краску необходимо наносить быстро, не допуская повторных мазков по одному месту. Повторно накладывать краску можно только по уже высохшей р<1нее нанесенной краске, не повреждая нижнего слоя. Запрещается добавлять сухую краску на рабочем месте к уже приготовленной краске на палитре.

Разновидностью живописных работ является нанесение порошкового (матового) золота на изделия графическим способом. Матовое золото представляет собой порошкообразный препарат золота, содержащий 52% чистого металлического золота; остальные 48% составляют вяжущие вещества, служащие для связи золота с изделием в процессе обжига. Вяжущее вещество состоит из флюса, лавандового масла и др. После обжига золото приобретает матовую поверхность желтовато-охристого цвета. Для полировки золота, или т.н. цировки, применяется агатовый камень, при помощи которого, как острым карандашом, можно наносить на золоте любой рисунок. Камень оставляет на матовой поверхности золота блястящий след.

Для живописных работ применяются очень мягкие кисти из беличьей или колонковой шерсти. Они бывают разных размеров- от самых маленьких (№ 12) до самых больших (№ 0). Для выполнения специальных работ могут применяться и безразмерные кисти. Кисти имеют легкую оправу из гусиных перьев и надеваются на деревянный черенок.

Подглазурные краски для фарфора

Подглазурные краски для фарфора представляют собой смеси пигментов с полевым шпатом и фарфоровой глазурью. Очень немногие красящие оксиды выдерживают высокую температуру (1300 1450°С) и восстановительную среду обжига, вследствие чего палитра подглазурных красок для фарфора очень бедна. Для их изготовления применяют главным образом оксид кобальта, оксид хрома, закись марганца МпО, двуокись урана U02, золото, платину и иридий. Оксид кобальта в чистом виде подвергается действию восстановительной среды печи. Поэтому Со2Оз применяют в соединении с глиноземом, магнезией, каолином.

Кобальтовая краска для подглазурной печати:

Сг203 25% SiO2 25% Глазурь фарфоровая 50%

Оксид хрома применяют для получения зеленых подглазурных красок ( для фарфора) чаще всего без прибавления других веществ, т.к. он устойчив к глазурям и восстановительной среде в печи. Вводя в состав красителя глинозем и оксид цинка, получают более светлые тона красок.

Для получения розовой краски применяют золото, черной - иридий, серый - платину.

Керамика: Сушка

Изделие, сформованное в гипсовой форме, несмотря на то, что известная доля воды из него поглощается формой, еще слишком влажно, чтобы подвергаться обжигу.

Количество воды, которое надо удалить из изделия, колеблется в широких пределах, но так называемая остаточная влажность, при которой изделие во многих случаях направляется в обжиг, характеризуется 4-5%. Высушивание до абсолютно сухого состояния, особенно при массовом производстве, нерентабельно. Однако в условиях мастерских индивидуальные изделия, имеющие высокую художественную ценность, лучше высушивать до возможно меньшей остаточной влажности, чтобы при не совсем профессиональном обжиге они не "взорвались" в печи, повредив при этом рядом стоящие изделия.

При остаточной влажности 4-5% черепок приобретает обычно светлую окраску. Легкое давление ногтя почти не оставляет на его поверхности следов.

В небольших мастерских, типа учебно-гончарных, для сушки изделий можно использовать тепло остывающей обжиговой печи; поэтому около нее иногда располагают полки для сушки. В более оснащенных мастерских желательно иметь специально обогреваемые шкафы или сушильные камеры.

Изделие, которое сушилось лишь в атмосферных условиях, продолжительное время не высыхает до требуемой остаточной влажности, особенно в сыром климате или в сырую погоду. В этом случае температуру печи при обжиге на начальной его стадии надо повышать очень медленно.

Начинающему керамисту процесс сушки может показаться простым делом, однако именно из-за такого неверного представления возникают осложнения в процессе изготовления изделия (см. ниже и гл. 17).

1. Сокращение размеров

Оставленный далее на воздухе пластичный ком глины сокращается в своих размерах и часто при этом растрескивается. Наблюдения показывают, что основное сжатие такой глины происходит в интервале "пластичное состояние - кожетвердое состояние"; дальнейшее сокращение ее объема весьма незначительно.

При смачивании водой глинистая, пластинчатая по строению частица весьма энергично притягивает к себе воду, как бы обволакиваясь водяной пленкой. Последняя, при скольжении частиц друг о друга образует своего рода "смазку", что приносит пользу в процессе формования. Это определяет замечательное свойство глин набухать и проявлять ту или иную пластичность. Полная потеря водяных пленок в конце сушки ведет к дополнительному сокращению массы, что зависит от природных качеств глины.

При проектировании изделия надо учитывать линейное и объемное сокращение его размеров как при сушке, так и при обжиге.

Сокращение в результате сушки (усушка) по линейным размерам изделия определяется примерно 6 - 7%, а иногда и больше. В высокопластичные глины для уменьшения величин усушки и для облегчения процесса сушки (а также обжига) добавляют отащающие вещества, т.е. материалы, которые не сжимаются при высушивании: песок, шамот (обожжённая глина) и др.

Можно создать массы, которые будут сокращаться при сушке всего лишь на 2 - 3%; это особенно важно для обеспечения точных размеров технической или крупной архитектурно-строительной керамики.

2. Деформация и трещины

Значительная и, особенно, неравномерная усушка всегда сопровождается так называемой деформацией изделия - короблением. Поскольку при сушке вода испаряется прежде всего с наружных слоев сырого изделия, то на ее место поступает вода из внутренних слоев. Если вода испаряется так, что ее уход с поверхности изделия все время соответственно пополняется изнутри, то сушка будет протекать нормально, без образования трещин. Если же вода с наружных слоев испаряется слишком быстро, то степень влажности наружных и внутренних слоев окажется неодинаковой. Вследствие этого изделие будет усыхать неравномерно: наружные, менее влажные, слои сожмутся больше, чем внутренние.

При умеренной, но все же заметной разнице в усадке возникают напряжения, вызывающие лишь коробление, а при большой - трещины.

Степень однородности и зернистости рабочей массы оказывает большое влияние на равномерность переноса воды от внутренних слоев сырца к наружным. При плохом перемешивании рабочей массы вода в разных местах сырого изделия распределяется неравномерно, и относительная отдача ее также неодинакова.

Сделать массу по всех отношениях однородной сравнительно легко, но даже при этом условии требуется умение, чтобы не допустить возникновения напряжений при сушке.

Для предотвращения деформации стремятся к тому, чтобы вся толща черепка в любой отрезок времени имела равномерную влажность.

Трудности при сушке возникают реже, когда толщина стенок изделия одинакова и чаще, - когда она различна.

В практике художника - керамиста чаше требуется замедление сушки, чем ее ускорение, поэтому поверхность изделия на известное время надо покрывать влажной тряпкой, или (неполностью) малопроницаемым для влаги колпаком, или каким-либо пластикатом. Края большой вазы или горшка (устье, шейку) удобно закрывать, например, алюминиевой фольгой, полиэтиленом и др. (рис. 44).

Если выточенная на гончарном круге чаша сразу же сушилась в теплом месте, то она обычно образует расширяющуюся снизу вверх трещину (рис. 45) - почти неизбежную, если чаша стояла непосредственно на дне. Защищенное в процессе сушки дно будет высыхать значительно медленнее верхнего края. Сжатия верха (края) до кожетвердого состояния вполне достаточно, чтобы возникла трещина, если при этом дно почти не просохло и находилось в пластичном состоянии.

Трещина может образоваться и при соблюдении всех правил сушки, если при изготовлении изделия в некоторые места его была дополнительно вдавлена мягкая пластичная глина, когда соседние места уже "обвогли", т. е. приобрели кожетвердое состояние.

Во избежание трещин в местах присоединении ручек, носиков и т. п. они должны быть хорошо пригнаны к этим местам, чтобы склеивание осуществлялось тонким слоем жижеля.

При сушке больших кувшинов с ручками последние надо обернуть полоской бумаги или фольги (рис. 46), ибо в противном случае, высохнув первыми, они отвалятся или образуют трещины, когда само тело кувшина начнет заметно сокращаться.

Следует придерживаться оптимального правила: более крупные изделия сушить более медленно, приготовляя для них более тощие массы.

Часто возникают так называемые планочные трещины, появляющиеся тогда, когда сформованные изделия устанавливают при сушке на деревянные планки. Если изделия чересчур тяжелы, а планки слишком узки, то последние частично врезаются в дно; делать же их более широкими нет смысла. В этом случае рекомендуется посыпать планки песком или опилками слоем до 0,5 см.

Для высушивания и сохранения округлости форм изделий с широким отверстием можно применять гипсовые подставки и сочетании с гипсовыми косо обрезанными кольцами, если они накладываются сверху (рис. 47), или косо срезанными кружками, если изделие на них становится "в опрокидку".

Некоторые виды изделий начинают при сушке все же деформироваться. Тогда с помощью гладкой деревянной дощечки (правилки) или просто руками надо попытаться подправить их, если, конечно, они не стали уже хрупкими.

Сушку таких изделий, как плитки, можно производить на туго натянутой крупной сетке.

Следует заметить, что для обеспечения наиболее эффективного высушивания надо выбирать режим сушки, специфичный для каждого вида массы и габарита изделия. В производстве эти условия строго соблюдаются. Экономичное высушивание достигается благодаря рациональному устройству сушил и учету относительной влажности воздуха.

Обжиг керамики и фарфора

Обжиг керамических изделий можно вести в один или несколько приемов: предварительный (утельный, или бисквитный), дообжиг (второй, или политой) и обжиг декора (их может быть несколько). Обжиг формирует структуру черепка и свойства керамических изделий. Обычно проводят двукратный обжиг.

* утельному (до глазурования);

* политому (после глазурования).

Применяют также однократный скоростной и бескапсельный обжиг. Фарфоровые изделия, декорированные надглазурными украшениями, подвергают третьему обжигу - муфельному.

Утельный обжиг в зависимости от состава черепка и назначения фарфоровых изделий проводят при температуре 900-1000шС, а политой - 1350-1400шС. При утельном обжиге удаляет механически и химически связанная влага, черепок приобретает необходимую прочность при достаточной для впитывания глазури пористости. Реакции взаимодействия исходных компонентов массы протекают в твердой фазе.

Для обжига применяют печи:

* непрерывного действия - туннельные;

* конвейерные с шагающим подом;

* роликовые щелевые;

* периодического действия - горны.

В печах непрерывного действия поддерживается более строгий температурный режим, сокращается время обжига и обеспечиваются нормальные условия работы при загрузке и выгрузке. В качестве топлива используют нефть, газ и электричество (в электропечах). После утельного обжига керамические изделия либо декорируют послегазурными красками, газурируют и подвергают политому обжигу, либо глазуруют, обжигают и декорируют.

Фарфоровые изделия после утельного обжига чаще всего глазуруют , а затем обжигают.

Тугоплавкую глазурь в виде суспензии наносят методом окунания, обливания и пульверизацией. После глазурования с ножки или верхнего края форфорого изделия счищают глазурь, чтобы предупредить сплавление х с подставкой во время политого обжига или другими изделиями при обжиге "в спарку". Это отличительный признак фарфоровых изделий; фаянсовые изделия полностью покрывают глазурью.

Перед политым обжигом изделия помещают в шамотные капсели и тщательно предохраняют от сплавления друг с другом и с капселем. Капсели устанавливают на вагонетку и направляют в туннельную печь. Применяют также бескапсельную загрузку на специальные этажерочные вагонетки. В процессе обжига формируется черепок с необходимыми физическими и химическими свойствами. При политом обжиге происходят расплавление глазури, равномерное ее распределение по всей поверхности изделия и сплавливание с черепком.

Строгое соблюдение определенного режима температуры, скорости ее подъема, времени выдержки и газовой среды - непременное условие проведения обжига. При нарушении этих требований образуются дефекты, ухудшающие внешний вид и свойства готовых изделий. Политой обжиг можно разделить на ряд периодов, каждый из которых протекает при определенном температурном режиме и газовой среде, что обеспечивает постепенное формирование черепка с необходимыми свойства.

*Первый период протекает при температуре до 900-940шС; скорость подъема температуры 100-140шС в час. Из массы удаляется остаток гигроскопической влаги, происходит разложение глинистых веществ, карбонатов, выгорание органических примесей. В этот период поддерживает окислительная газовая среда. Реакция протекает в твердой фазе, в этот период начинается спекание черепка, которое сопровождается усадкой. На поверхности пористого черепка, который обладает высокий каталитический и адсорбционной способностью, осаждается углерод, выделяющийся при сгорании топлива. Углерод придает черепку серый цвет.

*Второй период обжига протекает в сильно окислительной среде при температуре 940-1040шС. Он является подготовительным к самому ответственному этапу - обжигу в восстановительной среде. В этот период выравнивается температура, завершается выделение остатков гидратной воды и полностью выгорает сажистый углерод. Если углерод не выгорит до расплавления глазури в третьем периоде, то изделие будет иметь серую или буроватую окраску либо покроется мельчайшими кратерообразными точками - наколами. Вследствие расплавления полевого шпата образуется жидкая фаза, которая цементирует твердые частицы и обуславливает повышение механической прочности черепка. Происходит процесс кристаллизации глинозема и начинает образовываться муллит.

*Третий период ведется при температуре 1040-1250шС в восстановительной среде, которая необходимая для перевода окисного железа в закисную формы. Закись железа образует силикаты, который придают черепку голубоватую оттенок. На этом этапе вначале образуется силиманитоподобный ангидрид, а затем муллит и кремнезем в виде кристобалита. Продолжается спекание черепка, сопровождающие интенсивной, так как кристаллические частицы соединяют вязким расплавом. При температуре выше 1200шС вязкость расплава снижается, и на границе твердой и жидкой фаз сближаются под действием поверхностных сил частицы кварца, продукты разложения каолинита и кристаллы муллита. Образование легкоплавкого силиката закиси железа способствует развитию жидкой фазы. На этом этапе начинается расплавление глазури. Скорость подъема температуры - 30-35шС в час.

*Четвертый этап, завершающий формирование черепка, начинается при температуре 1250шС и заканчивается при 1380-1410шС, протекает он в нейтральной среде. Происходят окончательное спекание черепка, разлив глазури и сплавление с черепком. Активнее протекает процесс взаимодействия полешпатовго стекла и аморфного кремнезема из каолинитового остатка, что способствует заполнению промежутков между кристаллами муллита. Одновременно укрупняются кристаллы муллита в полешпатовом стекле и уменьшаются размеры остаточного кварца. Протекают диффузионные процессы, обуславливающие равномерное распределение кристаллических новообразований в черепке.

*Период заканчивается выдержкой изделий при максимальной температуре в течение 1,5-3 ч. Чем продолжительнее выдержка изделий, тем больше образуется кристалла муллита. Игольчатые кристаллы муллита, переплетаясь, способствуют повышению механической прочности и термической стойкости черепка. При этом ускоряется процесс муллитизации за счет растворения кварца в стекле и насыщения его кремнеземности. Образующиеся кристаллы муллита как бы врастают в стекло, в нерастворившихся зерна кварца. При повышении температуры обжига уменьшается пористость черепка, так как пустоты заполняются стекловидной массой и другими структурными элементами. Однако при повышении температуры выделяются газы из полевошпатового стекла, вспучивается черепок и снижается качество изделий.

* Пятый, диффузионный, период обжига соответсвует выдержке изделий при максимальной температуре обжига. После обжига начинается процесс охлаждения. До температуры 600-530шС охлаждение проводят со скоростью 250-200шС в час. Затем процесс резко замедляется, при этом происходят ионные модификации, сопровождающиеся большими изменениями объемов, в результате чего возникают внутренние напряжения. Помимо этих напряжений, возникают напряжения вследствие перехода стекловидной массы из пластического состояния в упругое.

Продолжительность политого обжига в туннельных печах от 18-22 до 32-34ч. На некоторых предприятиях керамические изделия, в том числе и фарфоровые, подвергают однократному бескапсельному обжигу. При этом цикл производства сокращается до 3-5ч, значительно снижается расход топлива, повышается производительность труда, уменьшает себестоимость готовой продукции.

Главная задача однократного обжига - обеспечение непромакаемости черепка при глазуровании изделий, высушенных до содержания влаги 1%. С этой целью в массу вводят высушенные до 4-7% трошковской глины или специальных пластифицирующих добавок, способствующих повышению водостойкости, в том числе и некоторые виды пластических масс. Однократному обжигу подвергают в основном толстостенные изделия - кружки, салатники, масленки, сахарницы, которые при глазуровании без утельного обжига не размокают, не деформируются и не разрушаются.

При обжиге на изделиях могут образоваться следующие дефекты: искажение размеров и формы, щербины, задувка, прыщи, пузыри, засорка, желтоватый оттенок и т.д. После обжига изделия проверяют для выявления дефектов. Изделия, отвечающие предъявляемым к ним требованиям, декорируют.

Современная электрическая печь представляет собой металлический каркас, обложенный огнеупорным кирпичом или другими огнеупорными материалами, внутри которого по стенкам уложена металлическая проволока (нихром). Такую печь можно сделать самостоятельно, заказать или купить у изготовителей электрических печей (более подробное описание печей и перечень организаций, их изготовляющих, см. в приложении). Обжиг - не только технологический процесс, но и могущественное художественное средство. Управляя огнем, керамист может добиться возникновения различных фактур, тончайших градаций цвета черепка и глазурей. Поэтому, несмотря на высокие достижения современной индустрии печей, многие гончары предпочитают работу с живым огнем, изучают примитивные обжиги - в полевых и земляных печах, "раку", капсюльные обжиги и многое другое.