AT509594A4

AT509594A4 - Verfahren zum beschichten

Info

Publication number: AT509594A4
Application number: AT0158710A
Authority: AT
Inventors: Leopold Mader; Stefan Schachner
Original assignee: Inova Lisec Technologiezentrum
Priority date: 2010-09-23
Filing date: 2010-09-23
Publication date: 2011-10-15
Also published as: EP2619611A2; AT509594B1; WO2012037589A3; WO2012037589A2; US20130224386A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Gegenständen mit einem Beschichtungsmittel, um auf dem Gegenstand eine Beschichtung mit der gewünschten Stärke (Schichtdicke) aufzubringen.

Insbesondere geht es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um das Erzeugen von Beschichtungen, bei welchen das Beschichtungsmittel zunächst in flüssiger Form vorliegt.

Ein Beispiel hierfür ist das Beschichten von Glasgegenständen, z.B. Flachglas, mit Wasserglas, um die Eigenschaften des Glases zu verändern. Beispielsweise, um die Reflexion zu vermindern und die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beschichtungsverfahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, das mit einfachen Mitteln ausführbar ist und das es erlaubt, die gewünschte Stärke der Beschichtung ohne Weiteres zu erreichen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren, das die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der an sich bekannte Effekt ausgenützt, dass sich ein in einem Trägergas (z.B. Luft oder Stickstoff) enthaltener, fein verteilter oder gelöster Stoff auf einem Gegenstand niederschlägt (kondensiert), wenn die Oberflächentemperatur des Gegenstandes unterhalb des Taupunktes liegt. Dieser Effekt ist an sich bekannt und kann beobachtet werden, wenn sich gekühlte Trinkgläser “beschlagen'’ oder wenn Brillengläser anlaufen, wenn man aus der Kälte in einen geheizten Raum kommt

Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es, dass eine absolut gleichmäßige Beschichtung unabhängig von der Außenfomn des Gegenstandes erzeugt werden kann.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass die Stärke der Beschichtung ganz einfach durch Wählen der Zeit, während welcher der unter den Taupunkt gekühlte Gegenstand in dem Trägergas, das den Beschichtungsstoff gelöst oder in fein verteilter Form enthält, ausgesetzt ist. Zusätzlich kann die Stärke der Beschichtung durch die Temperaturdifferenz zwischen Trägergas, in dem der Stoff gelöst oder fein verteilt ist, und dem zu beschichtenden Gegenstand bestimmt werden.

Ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Beschichten von Glas, insbesondere Flachglas mit Wasserglas, das, wie oben erwähnt, die Eigenschaften von Glas 5 -2 verändert

Als Wasserglas werden aus einer Schmelze erstarrte, glasartige, also amorphe, wasserlösliche Natrium- und Kaliumsilicate oder ihre wässrigen Lösungen bezeichnet

Wasserglas kann dadurch hergestellt werden, dass Natrium- oder Kaiiumcarbonat mit Quarz zu Natrium- oder Kaliummetasilicat unter Abgabe von C02 nach der folgenden Reaktionsgleichung umgesetzt wird. 10 M2CO3 + n S1O2 “*—> M2O * n S1O2 + CO2 |

Das abgekühfte Glas wird wird zu einem Pulver vermahlen, daraus wird durch Lösen in Wasser bei hohen Temperaturen (z.B. 150°C bei 5 bar Druck) flüssiges Wasserglas (Flüssigglas) als klare, kolloidale alkalische Lösung oder auch als alkalisches Gel (galertartige bis feste Masse) 15 gewonnen.

Im Rahmen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der mit Wasserglas beschichtete Gegenstand aus Glas noch erhitzt wird, um zu erreichen, dass das Wasserglas mit dem darunter liegenden Glaskörper verschmilzt und eine emailartige Oberflächenschicht erzielt wird. Dieses 20 kann durch Behandeln bei einer erhöhten Temperatur, beispielsweise einer Temperatur von etwa 600®C bis 650eC erreicht werden.

Dieses Erhitzen kann mit Hilfe von in der Glasindustrie üblichen Anlagen, wie sie zum Härten von Glas verwendet werden, ausgeführt werden. Solche Anlagen sind beispielsweise aus der WO 25 97/34844 A oder der AT 410 087 B bekannt.

Das nachträgliche Erwärmen des beschichteten Glasgegenstandes, um die Wasserglasbeschichtung mit dem darunter liegenden Glaskörper (Glasscheibe oder Glastafel) bleibend zu verbinden, indem auf dem Glaskörper eine emailartige Schicht erzeugt wird, kann auch mit dem 30 Härten des Glaskörpers, insbesondere der Glasscheibe oder Glastafel, kombiniert sein.

Das Milieu, in welcher der Beschichtungsstoff (z.B. Wasserglas) in einem Trägergas, beispielsweise Luft oder Stickstoff, (bevorzugt: Stickstoff) in fein verteilter oder gelöster Form, enthalten ist, kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Beschichtungsstoff in einen Raum 35 eingesprüht wird, in dem er dann in fein verteilter Form, quasi als Nebel, vorliegt. Wenn die Temperatur in dem Milieu erhöht wird, kann auch erreicht werden, dass der Beschichtungsstoff wenigstens teilweise in die Gasphase Übertritt, also in dem Trägergas (beispielsweise Luft oder Stickstoff) gelöst ist. Beispielsweise wird das Milieu auf eine Temperatur von bis zu 600°C, bevorzugt auf eine Temperatur zwischen 50eC und 250eC, erwärmt. a a • aa • *a*a • · aa ♦ a aa · a • a • a · « a • a ♦ • · a * • ♦ • • · 9 · a • · aaa «a ·«· ·* a -3-

Mit Vorteil kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Beschichten, insbesondere zum Beschichten von Glastafeln mit Wasserglas im Durchlaufverfahren, also im Wesentlichen kontinuierlich, ausgeführt werden. Bei im Durchlaufverfahren ausgeführtem Beschichten von Glasscheiben 5 mit Wasserglas gemäß dem Verfahren der Erfindung kann eine Durchlaufgeschwindigkeit von 14 bis 20 m/min erzielt werden, sodass ein leistungsfähiges Beschichtungsverfahren vorliegt.

Im Rahmen der Erfindung ist auch in Betracht gezogen, den Taupunkt durch dem Milieu zusätzlich zu dem Beschichtungsstoff zugesetzte Wirkstoffe abzusenken. Beispielsweise kann im Fall io von Wasserglas als Beschichtungsstoff dem Milieu eine organische Substanz zugesetzt werden.

Dies stört für die Beschichtung selbst nicht, da die organische Substanz bei der nachfolgenden thermischen Behandlung, um die Beschichtung mit dem darunter liegenden Glaskörper zu verschmelzen (Erhitzen von 600"C bis 650°C), brennt bzw. zersetzt wird. 15 Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden.

Um eine Glasscheibe mit einer Beschichtung aus Wasserglas zu versehen, wird in einem abgeschlossenen Raum ein Milieu erzeugt in der Luft als Trägergas Wasserglas als Beschichtungsstoff fein verteilt und/oder gasförmig, enthalten ist. In dieses Milieu wird eine Glastafel einge-20 bracht, die eine Temperatur hat, die unterhalb des Taupunktes von Wasserglas im Milieu liegt, sodass sich auf dem Glaskörper Wasserglas niederschlägt und eine gleichmäßige feine Beschichtung (beispielsweise in der Stärke von etwa 200 nm) bildet. Diese Beschichtung aus Wasserglas kann durch Erhitzen mit der Glasscheibe verschmolzen werden, sodass eine email-artige, dauerhafte Schichte erzeugt wird, welche die Korrosionsbeständigkeit von Glas verbessert 25 und dessen Reflexionsvermögen verringert.

Claims

1 ·* · ·* · ···· · • f ·· · i ·· * *· ··♦*·· · · ···*·« · · -4- Patentansprüche: 1. Verfahren zum Beschichten von Gegenständen mit einem Beschichtungsstoff, dadurch gekennzeichnet dass der Beschichtungsstoff in einem Trägergas verteilt wird, und dass 5 der zu beschichtende Gegenstand auf eine Temperatur unterhalb des Taupunktes des in dem Trägergas verteilten Beschichtungsstoffes gekühlt wird und mit dem den Beschichtungsstoff enthaltenden Trägergas in Berührung gebracht wird, bis auf ihm die gewünschte Menge an Beschichtungsstoff als Beschichtung vorliegt. 10

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsstoff im Trägergas in Form von Tröpfchen (Nebel) vorliegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsstoff im Trägergas gasförmig, also gelöst, vorliegt. 15

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtungsstoff Wasserglas verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegen- 20 stand, der zu beschichten ist, ein Gegenstand aus Glas verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegenstand aus Glas eine (Flach-)Glasscheibe verwendet wird. 25

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in Form von Wasserglas vorliegende Beschichtung des Gegenstandes aus Gfas durch Erhitzen in eine emailartige Beschichtung des Glasgegenstande übergeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeu- 30 gen der emailartigen Beschichtung aus Wasserglas der Gegenstand aus Glas auf eine Temperatur in der Größenordnung von 600°C bis 650eC erhitzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erhitzen, des als Flachglas vorliegenden Gegenstandes aus Glas, um die Beschichtung aus Wasserglas 35 mit dem Flachglas zu verschmelzen, abrupt abgekühlt wird, um das Flachglas zu härten.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägergas Luft verwendet wird. Patentansprüche: 40 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger-gas Stickstoff verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem den Beschichtungsstoff enthaltenden Trägergas zum Absenken des Taupunktes, ein den Taupunkt absenkendes Mittel, insbesondere ein Mittel auf Basis eines orgnischen Stoffes, zugesetzt wird.