Univerzitet u Travniku

Fakultet za Tehničke Studije Inžinjerstvo multimedije

Staklo i drvo kao podloge za nanošenje boje Mentor: prof. dr. Salim Ibrahimefendić Kandidat: Haris Rahmanović

Br. Indexa: 0154/2010

28.6.2012., Kiseljak

2

SAŽETAK STAKLO I DRVO KAO PODLOGE ZA NANOŠENJE BOJE Moj zadatak u ovom seminarskom radu je da objasnim na koji način se boja nanosi na staklo i drvo, te koje su karakteristike tih boja. KLJUČNE RIJEĆI: staklo, drvo, boja, nanos boje, karakteristike boja ABSTRACT GLASS AND WOOD AS A SURFACES FOR PAINTING My task in this seminar paper is to explain how the paint is applied to the glass and wood, and what are the characteristics of these colors. KEY WORDS: glass, wood, paint, painting, characteristics of colors

3

SADRŽAJ SAŽETAK ............................................................................................................................2 SADRŽAJ .............................................................................................................................3 UVOD....................................................................................................................................4 STAKLO KAO POVRŠINA ZA NANOS BOJE ................................................................5 OSOBINE STAKLA ................................................................................................................5 PROIZVODNJA STAKLA .......................................................................................................6 VRSTE STAKLA .....................................................................................................................7 STROJ ZA ŠTAMPANJE PO STAKLU....................................................................................8 BOJE ZA ŠTAMPANJE NA STAKLU (BOJE ZA SITO ŠTAMPU)...........................................8 DRVO KAO POVRŠINA ZA NANOS BOJE .....................................................................9 OSOBINE DRVETA................................................................................................................9 OBRADA DRVETA.................................................................................................................9 VRSTE ŠTAMPE ZA DRVO..................................................................................................10 ZAKLJUČAK.....................................................................................................................12 LITERATURA ...................................................................................................................13

4

UVOD Osim standardnog štampanja na papiru, kartonu i materijalima na kojima je nanos boje uobičajen, posebne tehnologije i tehnike daju mogućnost i štampanja po nekim drugim materijalima a ja ću u ovom seminarskom objasniti kako se štampa na drvo i staklo. Da bi se štampalo na nekoj od ove dvije površine, osim posebnog stroja na kojem se radi nanos boje, koriste se i posebne boje te neki dodatni materijali.

5

STAKLO KAO POVRŠINA ZA NANOS BOJE Staklo je proizvod topljenja neorganskih materija koji je preveden u čvrsto stanje bez kristalizacije. Topljenje je do danas jedini industrijski način za proizvodnju stakla. Međutim postoje i drugi načini za nastajanje staklastoga stanja kao što su: kondezacija para, prevođenje kristala u amorfno stanje primjenom mehaničkih postupaka ili zračenja sa brzim neutronima, dehidracija i sinterovanje gelova i slični. OSOBINE STAKLA Postoji nekoliko teorija o strukturi stakla. Nijedna od njih nije potpuna, svaka je u stanju da objasni samo neko od karakterističnih svojstava stakla. Prva teorija je zasnovana na sličnosti u osobinama stakla i tečnosti. Potiče od Tamana (Tammann) i po njoj staklo prestavlja prehlađeni nestabilni rastop koji zbog male brzine kristalizacije osnovnih komponenata i brzog hlađenja nije stiglo da iskristališe. Stevels je staklo posmatra kao veliki makromolekul odnosno polimer, pri čemu je stepen umreženosti ovog polimera direktno povezan sa osobinama stakla. Po Stevelsu stepen umreženosti makromolekula se može definisati odnosom O/R, gdje je O sadržaj kiseonika a R sadržaj ostalih u staklu prisutnih katijona. Teoriju „kristalita“ o staklu je postavio ruski naučnik Lebedev. Po njemu staklo je izgrađeno iz niza mikrokristala – kristalita koji su ne samo mali već i deformisani kristali.

Slika 1. Molekulska struktura stakla

6

Za staklo je karakteristično da većina njegovih fizičkih i hemijskih osobina direktno zavisi od sadržaja pojedinih komponenata tj. od sastava stakla. Od hemijskih osobina najvažnija mu je otpornost na dejstvo svih kiselina izuzev flurovodonične, kao i na dejstvo alkalija što mu omogućava primjenu kao materijala za ambalažu. Posebno se ispituje postojanost stakla prema vodi tzv. „hidrolitička otpornost stakla“, koja se izražava količinom pod dejstvom vode izluženih alkalija iz strukture stakla. PROIZVODNJA STAKLA Proces proizvodnje stakla sastoji se iz pet osnovnih etapa i to: 1. Priprema sirovina, 2. Topljenje stakla, 3. Oblikovanje stakla, 4. Odgrijevanje predmeta od stakla, i 5. Naknadna obrada predmeta od stakla. Priprema sirovina u tehnologiji stakla se uglavnom svodi na usitnjavanje i mješanje sirovina u cilju homogenizacije staklarske mješavine za topljenje. Da bi se spriječilo otprašivanje ovako formirane mješavine u praškastom stanju često se prije ulaska u peć ona ovlaži. Topljenje stakla se u industriji izvodi u raznim tipovima peći, koje se po načinu rada dijele na: peći sa priodičnim punjenjem i pražnjenjem, šaržne peći, i peći sa stalnim, kontinualnim radom iz kojih se prekidno izvlači staklo i stalno se napajaju sirovinama za topljenje. Oblikovanje staklenih proizvoda se izvodi na više različitih načina od kojih su najčešći: - duvanje, - presovanje, - izvlačenje, i - valjanje. Pored ovih načina koji se koriste u masovnoj industrijskoj proizvodnji za specijalne proizvode koristi se još i metoda izvlačenja staklenih vlakana, zatim oblikovanje staklenih cijevi u posebnim uređajima i sličnim postupcima.

Slika 2. Oblikovanje stakla duvanjem

7

U proizvodnji šupljeg stakla koja se oblikuje presovanjem i duvanjem odgrijavanje se obavlja u specijalnim pećima, koje su obično tunelskog tipa peći sa kontinualnim radom. U naknadnoj obradi proizvoda od stakla primjenjuje se čitav niz postupaka koji imaju za cilj postizanje odgovarajućih estetskih efekata na predmetu od stakla ili pak odgovarajućih mehaničkih osobina, koje se zahtjevaju pri primjeni tog stakla. VRSTE STAKLA Prema načinu izrade i namjeni staklo se dijeli na: šuplje staklo (ambalažno staklo, staklo za domaćinstvo, labaratorijsko staklo), prozorno staklo, presovano staklo i liveno staklo (ornament staklo, armirano staklo, staklo za ogledala) i optičko staklo. Po hemijskom sastavu postoje sljedeće vrste stakla i to: - alkalno – krečna stakla, čija je molekulska formula obično: Na2(K2)O x CaO x 6SiO2. U ovu grupu spada prozorsko staklo, ambalažno staklo i slična stakla. - alkalno – olovna stakla (K2O x PbO x 6SiO2), gdje spada optičko i kristalno staklo, koje karakteriše veliki indeks prelamanja svjetlosti; - aluminijum – borna stakla koja su veoma vatrostalna jer sadrže malo alkalija. Pored toga otporna su na dejstvo većine hemikalija, pa se koriste kao labaratorijsko staklo („Boral“, „Pyrex“ i drugi trgovački nazivi označavaju ovo staklo); - specijalna stakla na bazi Li, Be, Co, Ba koja se zbog svog ponašanja prema pojedinim vrstama zračenja najviše koriste za rendgen aparate i slične uređaje.

Tabela 1. Hemijski sastav nekih vrsta stakla

8

STROJ ZA ŠTAMPANJE PO STAKLU Mašina se sastoji iz tri radna dijela. Mašina automatski uzima staklo, pozicionira ga, štampa i ispira i odlaže. Uzimanje, štampanje i odlaganje se vrše simultano, kako bi se proces ubrzao. Mašina je pogodna za štampu jakim i ravnim staklima, kao što su bočna stakla automobila i stakla za kućne elektronske uređaje. Mašinom upravlja PLC, a upravljanje se vrši putem HMI touch screen-a.

Slika 3. AG-W-370 Stroj za štampanje po staklu

BOJE ZA ŠTAMPANJE NA STAKLU (BOJE ZA SITO ŠTAMPU) Boje za sito štampa otiskuju se na štamparsku podlogu protiskivanjem kroz otvore na mrežici koja je nositelj štamparske forme. Ove boje suše oksipolimerizacijom i polimerizacijom te ishlapljivanjem otapala. Budući da se tehnika sito štampa koristi za štampanje na vrlo različite podloge, ravne i neravne (staklo, skaj, tkanina, koža, plastika svih vrsta, papir, karton...) boje se pripremaju za skoro svaku štamparsku podlogu posebno.

Slika 4. Primjer štampe na staklu

9

DRVO KAO POVRŠINA ZA NANOS BOJE Drvo je organski materijal koji po svojim karakteristikama jako dobro upija boju, tako da je dosta jednostavniji za štampanje nego li staklo. Ipak i za štampu na drvetu potrebni su određeni strojevi na kojima je moguće koristiti boje koje su namjenjene za štampu na drvetu. OSOBINE DRVETA Drvo je zahvalan materijal prije svega zato što se može višestruko koristiti, tj. može se reciklirati a i ponovo koristiti samo prerađeno bez recikliranja (brušenje). Osim u građevinarstvu, u kome se koristi i kao konstruktivni, ali i kao završni materijal (lamperija, parket, brodski pod itd.), drvo se koristi i u industriji namještaja i u drugim raznim industrijama: industriji papira, hrane, posuđa, tekstila itd. Jedna od najvažnijih osobina drveta u svim područjima njegove primjene je njegova prirodna razgradivost. Skoro svi proizvodi od drveta se mogu ponovo preraditi ili iskoristiti kao gorivo, a ako ne mogu, onda će pod dejstvom vlage, insekata, gljivica i bakterija satrunuti u prirodi. Skoro sve vrste drveta klasifikuju se po svom elementarnom sastavu, pa se može reći da prosječno drvo sadrži: 50% ugljika; 6% vodika; 43% kisika, a ostatak sačinjavaju azot i mineralni sastojci. Sadržaj pepela varira i zavisi od mjesta rašćenja drveta. Kora drveta sadrži više pepela. Glavnu masu drveta sačinjavaju još: celuloza; smola; mast i vosak.

Slika 5. Molekula drveta

OBRADA DRVETA Da bi se drvo pripremilo za štampu, prvo je potrebno da samo drvo zadovoljava uslove koje zadaju štamparski stroj i boja, tj. da su osobine drveta onakve kakve su propisali proizvođači stroja i boje. Prvi korak u pripremi drveta je skidanje kore i drugih otpadnih dijelova drveta. Ovo je korak koji se obavlja ugrubo i moguće ga je raditi čak i ručno ili koristeći neke jednostavnije strojeve za sječenje i guljenje. Sljedeći postupak je sječenje drveta na odgovarajuće dimenzije na strojevima za precizno rezanje.

10

Zatim se drvo oblikuje onako kako je potrebno i to se većinom radi na CNC strojevima za obradu drveta. Ovakvi strojevi komade drveta obrađuju na način na koji im je zadano kompjuterskim komandama. Završni korak u obradi drveta je fino dotjerivanje i glodanje drveta koje se može raditi ručno ako su u pitanju mali tiraži, no ako je u pitanju velika količina predmeta i ovaj korak se obavlja mašinskim putem.

Slika 6. CNC stroj za obradu drveta

VRSTE ŠTAMPE ZA DRVO TAMPON ŠTAMPA je proces kojim se može prenijeti 2D slika na 3D objekat. To je ostvarivo preko gravirane pločice (klišea) sa koje se slika prenosi putem silikonskog jastučića na objekat. Tampon štampa se koristi za proizvode koje je na drugi način nemoguće odštampati i to u medicinskoj i automobilskoj industriji, industriji odjeće, elektronike, sportske opreme i igračaka. Također se može koristiti za nanošenje specijalnih funkcionalnih materijala kao što su vodene boje, ljepila i maziva.

Slika 7. Strojevi za tampon štampu

11

Fizičko-hemijske promjene klišea omogućuju pravljenje utisnute slike na koju prijanja silikonski jastučić, a naknadnim spuštanjem jastučića na objekat ostavlja se ista slika na površini za ispis. Jedinstvena svojstva silikonskog jastučića omogućavaju da odabranu sliku ravnog klišea prenesemo na razne površine i oblike (npr cilindrični, sferni, složenih uglova, teksture, konkavni i konveksni). SITO ŠTAMPA spada u tehniku propusne štampe s mogućnošću štampanja na različite materijale. Štampanje se ostvaruje na način da se boja potiskuje kroz štamparsku formu koja je izrađena od svile koja je zategnuta na drveni ili aluminijski okvir. Svila može biti različite gustine, odnosno zavisno od materijala na kojem se štampa i od boje kojom se tiska. Gustina može biti 35, 43, 55, 77, 90, 120, 145, 160 niti po kvadratnom cm.

Slika 8. Stroj za sito štampu

Boje koje se koriste u sito štampi imaju iznimno dug vijek trajanja i punoću na skoro svim tvrdim materijalima kao što su plastika, metal, drvo, guma, staklo...

12

ZAKLJUČAK Nakon svih informacija koje sam prikupio pri radu na ovom seminarskom, shvatio sam da drvo i staklo uopšte nisu materijali koji stvaraju probleme pri štampanju na njima. Drvo je čak i zahvalnije od stakla za nanos boje, ali oba ova materijala moguće je štampati sa nekim jednostavnim tehnikama poput sito štampe i tampon štampe. Najveća razlika je u tome da se boje na staklu u većini slučajeva moraju dodatno peči kako bi se spriječilo njihovo skidanje dok je na drvetu dovoljno samo nanijeti zaštitni sloj u vidu laka.

13

LITERATURA

1. Štamparske boje; skripta; prof. dr. Salim Ibrahimefendić 2. Tisak/štampanje; skripta; prof. dr. Predrag Živković 3. Staklo; skripta; prof. dr. Salim Ibrahimefendić 4. http://www.barbarosa.hr 5. http://www.atos-glass.com 6. http://sh.wikipedia.org/wiki/Drvo_(materijal) 7. http://www.stampabeograd.com/vrste-stampe/tampon-stampa 8. http://hr.wikipedia.org/wiki/Sitotisak