Begonnen hat alles vor ein paar Jahren mit der Anfrage eines ehemaligen Studienkollegen. Der wollte von Ferdinand Trier wissen, ob er nicht Farben entwickeln könne, mit denen sich die Stiele von Trinkgläsern einfärben lassen. Und zwar so perfekt, dass man nicht erkennt, dass das Glas nicht durch und durch gefärbt ist, sondern nur hauchdünn "lackiert". Ferdinand Trier, Professor an der Fachhochschule München, fand bald eine Lösung.
Das sind so genannte Silicat-Farben. Im Grunde erzeugen Sie auf chemischen Wege eine Glasschicht. Also chemisch gesehen ist Hauptbestandteil von Glas SiO2. Sprich: Man kann von flüssigen Rohstoffen, die das SiO2 enthalten, ausgehen und dann über einen chemischen Prozess kann man eine glasähnliche Matrix herstellen, die man dann auf das Glas aufbringt. Und in diese Matrix müssen Sie jetzt noch Ihre Farbstoffe oder auch Farbpigmente einarbeiten, sodass es für den Kunden nicht sichtbar ist, dass da Farbstoffe drin sind.
Die Substanz, in die die Farbmittel eingebettet sind, ist ein so genanntes Sol-Gel-Material. Die Siliziumdioxid-Moleküle, an denen jeweils noch organische Gruppen hängen, befinden sich erst in einer flüssigen Lösung. Sobald eine dünne Farbschicht auf das Glas aufgetragen ist, verdunstet das Lösungsmittel; und die Luftfeuchtigkeit sorgt dafür, dass sich die Moleküle zu einem Gel vernetzen. Das wird schließlich fest. Die glasähnliche Struktur, die dabei entsteht, bietet den Vorteil, dass sich die Farbschicht mit dem darunter liegenden Glas chemisch verbinden kann - moderate Hitze genügt.
Nach dem Aufbringen werden die thermisch behandelt, wir reden vom 'Einbrennen'. D.h. sie werden bei 180 Grad im Ofen etwa eine Viertelstunde thermisch verdichtet. Und dabei baut sich diese Verbindung zur Glasoberfläche auf. Wobei zu sagen ist, die Verbindung wird immer besser, je heißer die Schicht ist. Nur wir sind bei farbigen Schichten leider auf 200 Grad limitiert, weil sonst die Farben weg sind.
Die ersten Farben, die Ferdinand Trier entwickelt hat, waren für Tauch- und Spritzverfahren geeignet. Doch der FH-Professor hatte eine Idee, die weit darüber hinausging: Er wollte feinste Strukturen digital auf Glas drucken; ähnlich wie mit einem Tintenstrahl-Drucker auf Papier. Erst nach sechs Jahren fand sich ein Unternehmen, das ihn dabei unterstützte. Im Labor für Sol-Gel Technik an der Münchner Fachhochschule wurden die Farben daraufhin modifiziert - bis sie für eine computergesteuerte Airbrush-Lackieranlage geeignet waren. In einem weiteren Schritt entstanden dann komplett neue Farben für den wesentlich feineren Inkjet-, also Tintenstrahldruck.
Ein Problem war jetzt bei den speziellen Inkjet-Farben. Hier müssen Sie sozusagen einen Spagat lösen: Sie müssen eine Farbe entwickeln, die in der Düse keinesfalls eintrocknet, denn der Düsendurchmesser liegt in der Gegend von 2 µ, und sie soll aber auf der Glasoberfläche sofort trocken sein. Was im normalen Falle mit Papier leicht lösbar ist, weil das Papier ja saugt. Glas saugt aber nicht. D.h. hier müssen Sie ein Optimum finden bezüglich Lösemittel, die also in der Düse nicht trocknen und auf dem Glas möglichst schnell bei Raumtemperatur trocken werden.
Mit dem Ergebnis, das auf der Glasstec erstmals vorgestellt wird, ist Ferdinand Trier sehr zufrieden. Die einzelnen Farbtröpfchen, die der Drucker auf die Glasfläche sprüht, sind nur drei bis zehn Picoliter groß, also Milliardstel Milliliter. Mit bloßem Auge kann man einen solchen Tropfen auf dem Glas gar nicht mehr erkennen. Dadurch ist das Druckbild, das sich aus den Farben Gelb, Cyan, Magenta und Schwarz zusammensetzt, extrem scharf. Egal, ob man ein Digitalfoto ausdruckt oder eine Grafik.
Die neuen Farben eignen sich aber nicht nur für transparente Bilder auf Glasflächen.
Sie können im Prinzip alle Oberflächen bedrucken, die irgendwelche Sauerstoff-Gruppen, oxidische Gruppen an der Oberfläche haben. Das ist z.B. Aluminium, das ist z.B. Edelstahl. Bei Kunststoff ist es sinnvoll, eine Vorbehandlung zu machen, um die Oberfläche zu aktivieren. Aber auch dann kann man Kunststoff bedrucken.
Der jetzt vorgestellte Tintenstrahl-Drucker ist in der Lage, Werkstücke bis zu einer Größe von etwa einem Meter mal einem Meter fünfzig zu verarbeiten. Die Airbrush-Anlage, die in der Schweiz steht, schafft sogar Flächen von bis zu vier mal sechs Metern. Bedruckte Glasscheiben in dieser Größe sollen schon bald Gebäude-Fassaden dekorativ verkleiden.
Das sind so genannte Silicat-Farben. Im Grunde erzeugen Sie auf chemischen Wege eine Glasschicht. Also chemisch gesehen ist Hauptbestandteil von Glas SiO2. Sprich: Man kann von flüssigen Rohstoffen, die das SiO2 enthalten, ausgehen und dann über einen chemischen Prozess kann man eine glasähnliche Matrix herstellen, die man dann auf das Glas aufbringt. Und in diese Matrix müssen Sie jetzt noch Ihre Farbstoffe oder auch Farbpigmente einarbeiten, sodass es für den Kunden nicht sichtbar ist, dass da Farbstoffe drin sind.
Die Substanz, in die die Farbmittel eingebettet sind, ist ein so genanntes Sol-Gel-Material. Die Siliziumdioxid-Moleküle, an denen jeweils noch organische Gruppen hängen, befinden sich erst in einer flüssigen Lösung. Sobald eine dünne Farbschicht auf das Glas aufgetragen ist, verdunstet das Lösungsmittel; und die Luftfeuchtigkeit sorgt dafür, dass sich die Moleküle zu einem Gel vernetzen. Das wird schließlich fest. Die glasähnliche Struktur, die dabei entsteht, bietet den Vorteil, dass sich die Farbschicht mit dem darunter liegenden Glas chemisch verbinden kann - moderate Hitze genügt.
Nach dem Aufbringen werden die thermisch behandelt, wir reden vom 'Einbrennen'. D.h. sie werden bei 180 Grad im Ofen etwa eine Viertelstunde thermisch verdichtet. Und dabei baut sich diese Verbindung zur Glasoberfläche auf. Wobei zu sagen ist, die Verbindung wird immer besser, je heißer die Schicht ist. Nur wir sind bei farbigen Schichten leider auf 200 Grad limitiert, weil sonst die Farben weg sind.
Die ersten Farben, die Ferdinand Trier entwickelt hat, waren für Tauch- und Spritzverfahren geeignet. Doch der FH-Professor hatte eine Idee, die weit darüber hinausging: Er wollte feinste Strukturen digital auf Glas drucken; ähnlich wie mit einem Tintenstrahl-Drucker auf Papier. Erst nach sechs Jahren fand sich ein Unternehmen, das ihn dabei unterstützte. Im Labor für Sol-Gel Technik an der Münchner Fachhochschule wurden die Farben daraufhin modifiziert - bis sie für eine computergesteuerte Airbrush-Lackieranlage geeignet waren. In einem weiteren Schritt entstanden dann komplett neue Farben für den wesentlich feineren Inkjet-, also Tintenstrahldruck.
Ein Problem war jetzt bei den speziellen Inkjet-Farben. Hier müssen Sie sozusagen einen Spagat lösen: Sie müssen eine Farbe entwickeln, die in der Düse keinesfalls eintrocknet, denn der Düsendurchmesser liegt in der Gegend von 2 µ, und sie soll aber auf der Glasoberfläche sofort trocken sein. Was im normalen Falle mit Papier leicht lösbar ist, weil das Papier ja saugt. Glas saugt aber nicht. D.h. hier müssen Sie ein Optimum finden bezüglich Lösemittel, die also in der Düse nicht trocknen und auf dem Glas möglichst schnell bei Raumtemperatur trocken werden.
Mit dem Ergebnis, das auf der Glasstec erstmals vorgestellt wird, ist Ferdinand Trier sehr zufrieden. Die einzelnen Farbtröpfchen, die der Drucker auf die Glasfläche sprüht, sind nur drei bis zehn Picoliter groß, also Milliardstel Milliliter. Mit bloßem Auge kann man einen solchen Tropfen auf dem Glas gar nicht mehr erkennen. Dadurch ist das Druckbild, das sich aus den Farben Gelb, Cyan, Magenta und Schwarz zusammensetzt, extrem scharf. Egal, ob man ein Digitalfoto ausdruckt oder eine Grafik.
Die neuen Farben eignen sich aber nicht nur für transparente Bilder auf Glasflächen.
Sie können im Prinzip alle Oberflächen bedrucken, die irgendwelche Sauerstoff-Gruppen, oxidische Gruppen an der Oberfläche haben. Das ist z.B. Aluminium, das ist z.B. Edelstahl. Bei Kunststoff ist es sinnvoll, eine Vorbehandlung zu machen, um die Oberfläche zu aktivieren. Aber auch dann kann man Kunststoff bedrucken.
Der jetzt vorgestellte Tintenstrahl-Drucker ist in der Lage, Werkstücke bis zu einer Größe von etwa einem Meter mal einem Meter fünfzig zu verarbeiten. Die Airbrush-Anlage, die in der Schweiz steht, schafft sogar Flächen von bis zu vier mal sechs Metern. Bedruckte Glasscheiben in dieser Größe sollen schon bald Gebäude-Fassaden dekorativ verkleiden.