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Dokumentenidentifikation DE3724013C2 24.05.1989
Titel Verfahren zum Aufbringen einer farbigen Beschichtung auf eine Oberfläche einer Glasscheibe
Anmelder Flachglas AG, 8510 Fürth, DE
Erfinder Tünker, Gerhard, Dipl.-Min., 4100 Duisburg, DE
Vertreter Andrejewski, W., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Honke, M., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Masch, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 4300 Essen
DE-Anmeldedatum 21.07.1987
DE-Aktenzeichen 3724013
Offenlegungstag 02.02.1989
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.05.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.05.1989
IPC-Hauptklasse B41M 1/34
IPC-Nebenklasse B41M 1/12   C03C 17/28   C03C 8/14   B05D 5/12   C09D 1/00   C09C 1/00   C09C 3/00   H01B 1/18   
Zusammenfassung Verfahren zum Aufbringen einer farbigen Beschichtung auf eine Oberfläche einer Glasscheibe, wobei eine Beschichtungsmischung pastenförmig bis fließfähig angemacht, die Beschichtungsmischung im Wege der Siebdrucktechnik auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht und die Beschichtung durch Erwärmung des Aggregates aus Glasscheibe und Beschichtung eingebrannt wird. Plättchenförmige anorganische Pigmente einer Teilchengröße von unter 40 µm, vorzugsweise von unter 20 µm, aus der Gruppe Schichtsilikate, Oxide, Metallmodifikationen, Kohlenstoffmodifikationen oder Mischungen davon werden mit einer Bindemittellösung auf Phosphatbasis zu einer glasfrittefreien Beschichtungsmischung angemacht. Diese Beschichtungsmischung wird unmittelbar auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht und bei Temperaturen im Bereich zwischen 550 bis 700°C eingebrannt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zum Aufbringen einer farbigen Beschichtung auf eine Oberfläche einer Glasscheibe, wobei eine Beschichtungsmischung pastenförmig bis fließfähig angemacht, die Beschichtungsmischung im Wege der Siebdrucktechnik auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht und die Beschichtung durch Erwärmung des Aggregates aus Glasscheibe und Beschichtung eingebrannt wird. Bei der Glasscheibe kann es sich insbesondere um eine Kraftfahrzeugscheibe handeln. Die Beschichtung kann die verschiedensten Funktionen erfüllen. Sie kann insbesondere der Dekoration dienen. Der Begriff "farbig" umfaßt auch schwarze und undurchsichtige Beschichtungen. lnsbesondere kann die Beschichtung einen rahmenartigen, undurchsichtigen Überzug entlang des Randes einer Kraftfahrzeugscheibe bilden, die z. B. nach dem Verfahren der Direktverklebung in eine Kraftfahrzeugkarosserie eingesetzt wird. Die Beschichtung kann nichtleitend oder leitend ausgeführt sein. Das Einbrennen kann z. B. während einer Wärmebehandlung erfolgen, die die Glasscheibe aus anderen Gründen erfährt, beispielsweise bei einem Biege- oder Vorspannvorgang.

Im Rahmen der (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen enthält die Beschichtungsmischung in beachtlicher Menge eine Glasfritte, die auch durch ein glasbildendes Gemenge ersetzt sein kann. Beim Einbrennen entsteht eine Beschichtung, die abgekühlt einen festen, glasartigen Charakter aufweist. Aus Gründen, die bisher nicht vollständig aufgeklärt sind, erfährt die Bruchfestigkeit des Aggregats aus Glasscheibe und Beschichtung eine störende Reduzierung. Die Bruchfestigkeit fällt im Bereich der Beschichtung unter Umständen auf ein Drittel des üblichen Wertes ab. Um dem entgegenzuwirken, ist es bekannt (DE 34 33 408) mit besonderen Glasfritten und besonderer Glasmatrix zu arbeiten und den linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Glasmatrix im Temperaturbereich von 20 bis 300°C kleiner einzurichten, als dem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Glasscheibe entspricht. Das ist aufwendig, nicht immer ausreichend genau einstellbar und führt daher nicht immer zu befriedigendem Erfolg.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß das Aggregat aus Glasscheibe und Beschichtung eine störende Reduzierung der Bruchfestigkeit im Bereich der Beschichtung nicht mehr erfährt. Es versteht sich, daß die Beschichtung im übrigen allen Beanspruchungen gewachsen sein muß, die solche Beschichtungen, ob leitend oder nichtleitend, insbesondere auf Kraftfahrzeugscheiben, üblicherweise aufzunehmen haben. Insbesondere muß die Beschichtung ausreichend haft- und kratzfest sein sowie eine hohe Korrosionsfestigkeit aufweisen. Sie soll aber insbesondere auch bei Verbundsicherheitsscheiben allen Anforderungen genügen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß plättchenförmige anorganische Pigmente einer Teilchengröße von unter 40 µm aus der Gruppe "Schichtsilikate, Kohlenstoffmodifikationen" oder Mischungen davon mit einer Bindemittellösung auf Phosphatbasis zu einer glasfrittefreien Beschichtungsmischung angemacht werden, Mischungsverhältnis 30 bis 80 Gewichtsteile des Pigments, 20 bis 50 Gewichtsteile der Bindemittellösung, sowie diese Beschichtungsmischung unmittelbar auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht und die Beschichtung bei Temperaturen im Bereich zwischen 550 und 700°C eingebrannt wird. Vorzugsweise wird mit plattenförmigen Pigmenten einer Teilchengröße von unter 20 µm gearbeitet. Die angegebenen plättchenförmigen Pigmente sind genauer wie folgt definiert:

  • 1) Schichtsilikate bezeichnet mineralogische und chemische Verbindungen, die eine plättchenförmige Kristallform aufweisen. Sie zerfallen beim Zerkleinern zu plättchenförmigen Pulverteilchen; - typische Schichtsilikate sind Glimmer, Talk und Tonmineralien.
  • 2) Kohlenstoffmodifikationen bezeichnet Ruß und Graphit.


Es versteht sich, daß die Beschichtungsmischung durch Beigabe von Wasser in bezug auf ihre Konsistenz so eingestellt werden kann, daß sie siebdruckfähig ist.

Wenn die Farbgebung durch die plättchenförmigen anorganischen Pigmente nicht ausreichend ist, weil beispielsweise mit farblosen Pigmenten gearbeitet wird, können in die Beschichtungsmischung zusätzlich andere in der Glas- und Keramikindustrie übliche Farbpigmente eingemischt werden, beispielsweise bis zu 40 Gewichtsteilen im Rahmen des vorstehend angegebenen Zahlenbeispiels.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Glimmerpulver als plättchenförmige Pigmente gearbeitet, wobei zur Erzielung eines Perlglanz-Effektes auch mit Glimmerpulver gearbeitet werden kann, bei dem die einzelnen Glimmerplättchen eine Metalloxidbeschichtung aufweisen. Die Verwendung von Glimmerpulver zur Erzielung besonderer Farbeffekte in Beschichtungen ist grundsätzlich bekannt (DE 35 07 595), jedoch wird hier die Beschichtungsmischung mit einer Glasfritte oder mit glasbildendem Gemenge angemacht. - lm Rahmen der Erfindung liegt es insbesondere, mit Graphit bzw. zusätzlich mit Graphit als plättchenförmige Pigmente zu arbeiten.

Im Rahmen der Erfindung kann mit den verschiedensten Bindemittellösungen auf Phosphatbasis gearbeitet werden. Solche sind in der Literatur für andere Zwecke, nämlich zum Schutz der Oberfläche von gehärtetem Glas, beschrieben (DE 21 40 528). Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird mit einer wäßrigen Aluminium-Phosphatlösung als Bindemittel gearbeitet, vorzugsweise mit einer solchen, deren P2O5/Al2O3-Verhältnis im Bereich 5,3 bis 3,7 liegt. Werden zusätzlich andere in der Glas- und Keramikindustrie übliche Farbpigmente eingemischt, so wird nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung mit färbenden Oxiden oder Oxidpigmenten auf der Basis von Spinellen oder Zirkonaten gearbeitet. Alle Beschichtungsmischungen, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind, können durch eine Beigabe von Ruß leitend eingestellt werden.

Erfindungsgemäß werden die beschriebenen plättchenförmigen anorganischen Pigmente, die bei anderen Beschichtungselementen an sich bekannt sind, und Bindemittellösungen auf Phosphatbasis miteinander kombiniert. Überraschenderweise erhält man so eine Bindemittelmischung, die in der beschriebenen Weise im Wege der Siebdrucktechnik aufgebracht und eingebrannt werden kann. Das Einbrennen kann auch im Rahmen der Erfindung während eines Biege- oder Vorspannprozesses der Glasscheibe erfolgen. Überraschenderweise tritt eine Beeinträchtigung der Bruchfestigkeit des Aggregates aus Glasscheibe und eingebauter Beschichtung nicht mehr auf. Die Beschichtung selbst genügt in mechanischer und auch in chemischer Hinsicht allen Anforderungen, und zwar auch dann, wenn sie durch Beigabe von Graphit leitend eingestellt wird. Das war nicht zu erwarten, nachdem die herrschende Lehre für Beschichtungen vergleichbarer Zweckbestimmung dahingeht, der Beschichtungsmischung Glasfritte bzw. glasbildende Gemenge beizumischen.

Ausführungsbeispiele 1) Schwarze siebdruck- und biegefähige Farbe für Verbundsicherheitsglas.

In wäßriger Lösung werden lösliche Phosphate, Ruß und Feinglimmerpigment (Korngröße < 40 µm) intensiv verrührt. Die gebrauchsfertige Lösung enthält dann etwa den folgenden Feststoffanteil in gelöster oder dispergierter Form

Glimmer 63 Gew.-% Ruß 9 Gew.-% P&sub2;O&sub5; 23 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; 5 Gew.-%


Der Wassergehalt der Farbe wird so eingestellt, daß die Farbe mit einem üblichen Siebdruckautomaten und einem Siebgewebe mit 62 Fäden pro cm gut druckbar ist. Die Farbe wird wie eine übliche Dekorfarbe auf Emailbasis eingesetzt. - Zur Dekorierung einer Kraftfahrzeugscheibe aus zwei einzelnen Flachglas-Scheiben, d. h. einer Verbundsicherheitsscheibe, wird auf eine Scheibe ein umlaufender schwarzer Rand gedruckt. Nach dem Trocknen der Scheibe wird das Scheibenpaar mit üblichen Trennmitteln versehen und so zusammengelegt, daß die bedruckte Fläche nach innen zum Scheibenzwischenraum zeigt. Anschließend wird das Scheibenpaar einem üblichen Biegeprozeß unterworfen und dann zu VSG weiterverarbeitet. Der schwarze Dekorrand befindet sich bei der fertigen Scheibe in der Verbundschicht.

2) Elektrisch leitfähige druckbare Dekorfarbe

Eine wäßrige Farbmischung enthält als Feststoffanteil Graphit (Korngröße < 20 µm) und Ruß sowie Aluminiumphosphat in folgenden Anteilen (in Gew.-%):

Graphit 67%, Ruß 8%, P&sub2;O&sub5; 21%, Al&sub2;O&sub3; 4%.


Die Farbe wird mit einem Siebdruckautomaten und einem Siebgewebe mit 49 Fäden pro cm auf plane Floatglasscheiben aufgetragen und 4 min bei 630°C im Laborofen eingebrannt. Der spezifische Widerstand p der Schicht beträgt nach dem Einbrand p =0,023 Ohm · cm.

3) Dekorfarbe mit Perlglanzeffekt

Es wird eine Farbe in Wasser angemischt, die statt üblichem Glimmerpulver ein sogenanntes Perlglanzpigment, d. h. ein Pigment aus beschichtetem Muskovit-Glimmer enthält. - Der Feststoffanteil der Farbe setzt sich zusammen aus (in Gew.-%):

Iriodin 500 53%, P&sub2;O&sub5; 38%, Al&sub2;O&sub3; 9%.


Nach dem Einbrand bei 630°C/4 min ergibt sich eine Farbschicht mit metallisch bronzefarbig schillernder Oberfläche.

Im Rahmen der Erfindung brauchbare Glimmerblättchen mit metalloxidischer Beschichtung bzw. Verfahren zu deren Herstellung sind beispielsweise beschrieben in

US-PS 30 87 828 (DE-PS 14 67 468),

DE-PS 20 09 566,

DE-PS 20 60 850,

DE-OS 35 28 256.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Aufbringen einer farbigen Beschichtung auf eine Oberfläche einer Glasscheibe,

    wobei eine Beschichtungsmischung pastenförmig bis fließfähig angemacht, die Beschichtungsmischung im Wege der Siebdrucktechnik auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht

    und die Beschichtung durch Erwärmung des Aggregats aus Glasscheibe und Beschichtung eingebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß plättchenförmige anorganische Pigmente einer Teilchengröße von unter 40 µm aus der Gruppe

    "Schichtsilikate,

    Kohlenstoffmodifikationen"

    oder Mischungen davon mit einer Bindemittellösung auf Phosphatbasis im Mischungsverhältnis von 30 bis 80 Gewichtsteilen des Pigments und 20 bis 50 Gewichtsteilen der Bindemittellösung zu einer glasfrittefreien Beschichtungsmischung angemacht werden sowie diese Beschichtungsmischung unmittelbar auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht und die Beschichtung bei Temperaturen im Bereich zwischen 550 bis 700°C eingebrannt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit plattenförmigen anorganischen Pigmenten einer Teilchengröße von unter 20 µm gearbeitet wird.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Beschichtungsmischung zusätzlich andere in der Glas- und Keramikindustrie übliche Farbpigmente eingemischt werden.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit Glimmerpulver als plättchenförmige Pigmente gearbeitet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit Glimmerpulver gearbeitet wird, dessen Plättchen eine Metalloxidbeschichtung aufweisen.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit Graphit oder zusätzlich mit Graphit als plättchenförmige Pigmente gearbeitet wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer wäßrigen Aluminiumphosphatlösung als Bindemittel gearbeitet wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer wäßrigen Aluminiumphosphatlösung gearbeitet wird, deren P2O5/Al2O3-Verhältnis im Bereich 5,3 bis 3,7 liegt.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich färbende Oxide oder Oxidpigmente auf der Basis von Spinellen oder Zirkonaten eingearbeitet werden.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsmischung durch Beigabe von Ruß leitfähig eingestellt wird.






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