DD153360A1

DD153360A1 - Mattierungspaste fuer glas

Info

Publication number: DD153360A1
Application number: DD22425880A
Authority: DD
Inventors: Heinz Schicht; Reiner Leuteritz; Manfred Krueger; Evgenij V Sobolev; Olga V Sceglova; Neonila E Tichomirova; Tatjana G Cernjakova
Original assignee: Heinz Schicht; Reiner Leuteritz; Manfred Krueger; Evgenij V Sobolev; Olga V Sceglova; Neonila E Tichomirova; Tatjana G Cernjakova
Priority date: 1980-10-01
Filing date: 1980-10-01
Publication date: 1982-01-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mattierungspaste fuer Glas, insbesondere geeignet zum Auftragen mit Hilfe des Siebdruckverfahrens fuer das Mattieren oder Markieren von Glas. Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Mattierungspaste fuer Glas mit einstellbarem Mattierungseffekt und solchen Eigenschaften,die sie fuer eine oekonomische Verwendung im Siebdruck geeignet erscheinen lassen und die ausserdem eine Festigkeitssteigerung des damit behandelten Glases herbeifuehrt. Die erfindungsgemaesse Paste besteht in Masse -% aus NH tief 4 HF tief 2 10...50;KHF und/oder KF 5...50;KBF tief 4 1...15;SnCl tief 2 1...5;HF und/oder H tief 2 SO tief 4 5...25 sowie Alkalifluorosilikaten und/oder Alkalifluoroaluminaten zum Anpasten, fluorfreien Zuschlagstoffen, mikrokristalliner Zellulose in fester und suspendierter Form, Glyzerin und Carboxymethylzellulose. Die Erfindung kann bei allen Hohl- und Flachglaesern zum Aufbringen von Mustern oder Markierungen angewandt werden.

Description

JS. A

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Mattieren oder Markieren von Glas, insbesondere mit Hilfe des Siebdruckverfahrens O

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das Mattieren oder Markieren von Glas erfolgt mit verschiedenen Pasten oder Lösungen, wobei bekannte Mattierungssubstanzen als Wirkkomponenten in der Regel HF (vor allem bei Lösungen) und ML.EEV, (vor allem bei Pasten) enthalten. Nach Bachtik und Pospichai (in: Oblagorazivanie stekla, Izd. literatury po stroitel'stvu 1970, S. 183 - 185) und Altmann (in: Das neue Lehrbuch der Glasätzerei, Verlag A_e W₈ Gentner 1963, Se 49 - 51) werden den Pasten zur Einstellung der Viskosität Verdickungsmittel wie Weizenmehl, Dextrin, Stärke, Wasserglas, CaSO^, BaSO^ und zur Verbesserung der Ätzeigenschaften fluorhaltige Zuschlagstoffe wie CaF₂, Na₂SiFg und Na ^ AlIV zugegeben.

Derartige Mattierungssubstanzen besitzen folgende Nachteile:

- Die Einwirkzeiten zur Erzielung eines Mattierungs- oder Markierungseffektes bei Raumtemperatur betragen häufig 5-10 min oder sind noch langer.

- Wird zwecks Verkürzung der Einwirkzeit bei höheren Temperaturen gearbeitet, treten Umweltbelastungen durch fluorhaltige Gase auf.

- Die Haltbarkeit ist insbesondere bei Zusätzen von Weizenmehl, Dextrin und Stärke relativ gering, und durch Entmischung der Bestandteile ergeben sich teilweise unbefriedigende Standseiten.

- Es kann kein definierter Mattierungseffekt im Sinne von beispielsweise matten, haIbmatten oder seidencaatten Tönungen eingestellt werden.

- Die Festigkeit des Mattierungseffektes ist nicht ausreichend genug, wobei unter Festigkeit die Schlagfestigkeit bei Mattierungen größerer Flächen (z. B. von Tafelglas) und die Abriebbeständigkeit bei Markierungen kleinerer Flächen (z, B. von Behälterglas) zu verstehen ist.

~ Das Mattieren oder Markieren mit modernen Verfahren,· beispielsweise mittels Siebdruck, ist nur mit einem erhöhten Aufwand möglich; so empfehlen Bachtik und Pospichal zur Erreichung der erforderlichen Druckgenauigkeit einen zusätzlichen Andruck mit Glyzerin. Die Vorteile hochproduktiver Siebdruckautomaten können nicht wirksam werden, denn nach Bachtik und Pospichal wird für den Siebdruck eine Einwirkzeit von 3 min be- - nötigt, nach Altmann sind sogar 5 min erforderlich.

Ziel der Erfindung

Es soll eine Mattierungspaste für Glas mit einem einstellbaren Mattierungseffekt und solchen Eigenschaften geschaffen werden, die ein Mattieren oder Markieren ökonomisch günstig mittels Siebdruck ermöglicht und eine erhöhte Festigkeit der Mattierung oder Markierung bewirkt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mattierungspaste für Glas zu schaffen, die einen einstellbaren Mattierungseffekt aufweist, die Mattierung oder Markierung eine erhöhte Festigkeit erfährt und insbesondere für den Siebdruck geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Mattierungspaste in Masse -% aus

NH^HP₂ 10...50

KHF₂ und/oder KP₂ 5...5O

KBF^ 1...15

SnCl₂ 1... 5

BF und/oder H₂SO^ 5.»_e25

besteht, zum Anpasten.Alkalifluorosilikate und/oder Alkalifluoroaluminate sowie fluorfreie Zuschlagstoffe mit geringer, dem Siebdruck angepaßter Korngröße zur Einstellung der Viskosität enthält. Die Zugabe von mikrokristalliner Zellulose in suspendierter Fora in einer Menge von 15··«50 Masse -% bildet überraschenderweise thixotrope Eigenschaften der Mattierungspaste heEUs, ein für eine gute Siebdruckpaste wesentliches Merkmal. Eine hohe Druckgenauigkeit, die z. B. bei Markierungen von Behälterglas erforderlich ist, und eine gute Haftung der Mattierungspaste wird durch Zugabe von Glyzerin in einer Menge bis zu 10 Masse -% und/oder mikrokristalliner Zellulose in suspendierter Form erzielte

Eine Verbesserung der Homogenität und Standzeit der Mattie: Eungspaste wird erreicht, wenn sie außer der mikrokristallinen Zellulose noch Carboxyaethylzellülose in einer Menge von O,2..eO,5 Masse -% enthält.

Der Mattierungseffekt ist durch die Änderung des Verhältnisses der Komponenten NK^HF₂ vxiä. KHE₂ und/oder KF einstellbar. Enthält beispielsweise die Mattierungspaste nur NH^HF₂ als Ätzsubstanz, werden eisige bis matte Mattierungseffekte, bei ei~ nea relativ hohen Gehalt an KHF₂ als Ätzsubstanz dagegen seidensatte Tönungen erzielt.

Die für den jeweiligen Verarbeitungsfall günstigste Viskosität läßt sich durch den Zusatz von BaSO^, und/oder Polyvinylalkohol und/oder mikrokristalliner Zellulose in fester Form, aber auch durch Zugabe von fluorhaltigen Zuschlagstoffen wie Alkalifluorosilikate in einer Menge von 5··<Λ0 Masse -% und/ oder Alkalifluoroaluminate in einer Menge von 5··»20 Masse -% einsteilen.

Der Gehalt an 1...10 Masse ~% KBF^ in der Mattierungspaste führt zu einer höheren Festigkeit des Mattierungseffektes. Die Ursache dafür ist die Diffusion von Ealiumionen in die GIasoberfläche* Entscheidend für eine gute Diffusion der Kaliumionen ist ein hoher Disscziationsgrad der Kaliumverbindungen,

In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Mattierungspaste bzw, dem zu erzielenden Mattierungseffekt wird deshalb zur Erzielung eines hohen Dissoziati onsgrades HpSO₄ züge geben. Weiterhin wijird zur Verbesserung der Kaliumionenduffusion der erfindungsgemäßen Mattierungspaste SnCl₂ in einer Menge von 1...5 Masse -% zugesetzt. Die Wirkung des SnCl₀ basiert auf der Polarisierbarkeit des

Sn -Ions durch die Glasoberfläche und fördert die Migration der Kaliumionen in die Glasoberflachenschichten.

Ausführ unp;sbeispiel

Folgende vier Zusammensetzungen (Angabe der Komponenten in Masse -%) der erfindungsgemäßen Mattierungspaste wurden hergestellt und mittels Siebdruck auf Tafelglasproben der Abmessung 9 cm χ 11 "cm aufgebracht:

Mattierungspaste	1	5	2	3	-
Hr.		1,8			30
NH₄HF₂	30	5	10	25	0,3
KHF₂	-	18	33	-
KF	—	2	7	20
KBF₄	20	3	5
SnCl₂	0,2	1,8	3
Glyzerin		5	—
HF	10	9,7
H₂SO₄	—
mikrokristalline Zellulose in suspen dierter Form (Handels produkt Heweten 30)	20
Carboxymethylzeliülose	0,2 '
Na^AUV	10

K₂SiF₆ 18 - ~

BaSO^ - E-. - - 10,6

mikrokristalline

Zellulose in fester Form

(Handelsprodukt Heweten

201) - - 7

Die vier Mattierungspasten besitzen folgende wesentliche Eigenschaften bzw. führen zu folgenden Änderungen der Glaseigenschaften:

Mattierungspaste Nr.

Thixotropie	ausrei chend	ausrei chend	gut	sehr gut
Einwirkzeit in s	60	60	40	60
Tönung des Mattierungs- effektes	matt	seiden matt	halb- matt	matt
mittlere Schlag festigkeit in J	0,54	0,62	0,54	0,59

Die Viskosität der angeführten Mattierungspasten wurde nach Erfahrungswerten gebräuchlicher Siebdruckpasten eingestellt und ist somit - unabhängig von der zur Einstellung der Viskosität vorwiegend eingesetzten Substanz - vergleichbar. Insbesondere durch die thixotropen Eigenschaften und die kürzen Eimvirkzeiten sind die Mattierungspasten aus technologischer und ökonomischer Sicht für das Siebdruckverfahren sehr gut geeignet.

Zur Ermittlung der Festigkeitserhöhung wurden Schlagversuche an jeweils mindestens 25 mattierten Tafelglasproben der Abmessung 9 cm χ 11 cm mit einer 0,044 kg schweren Kugel aus steigender Fallhöhe bis zum Bruch der Scheibe durchgeführt, wobei die mattierte Oberfläche zugbeansprucht wurde. Als mittlere Schlagfestigkeit wird diejenige bezeichnet, bei der 50% der Proben zu Bruch gehen.

Vergleichsmessungen mit Mattierungspasten nach Literaturangaben führten zu folgenden Ergebnissen:

Mattierungspaste nach mittlere Schlag

festigkeit in J

Bachtik und Pospichal 0,39

(40 Masse -% NH_aHF_P, 40 Masse -% NAlFS 20 Masse % HF)

Glas-Εmail-Keramo-Technik

(1966) 1, S 37

(gesättigte Lösung von NHJBFp

in HF mit BaSO,und Glyzerin

verdickt) 0,39

Glas-Email-Kerami-Technik 1_§

(1965) 12, S₈ 495

(69 Masse ~% NH.HFp, 30 Masse -%

Glyzerin, 1 Masse -% HF) 0,42

Unbehandeltes Tafelglas (nicht mattiert) besitzt eine mittlere Schlagfestigkeit von 0,38 J.

Claims

J** E r f ind tmgs an s ρ r u ch

1...15

SnCl₂ 1.·. 5

HF und/oder H₂SO^ 5...25

besteht, der Mattierungseffekt durch Änderung des Verhältnisses der Komponenten NH^HF₂ und KHF₂ und/oder KF einstellbar ist, zum Anpasten Alkalifluoroailikate und/ oder Alkalifluoroalutninate, vorzugsweise K₂ SiF₅ und/oder Na₃AlF₅ und Na₂SiF₅ und/oder K₃AlF₅ enthält, fluorfreie Zuschlagstoffe mit geringer, dem Siebdruck angepaßter Korngröße, vorzugsweise BaSO^ und/oder Polyvinylalkohol, und/oder mikrokristalline Zellulose in fester Form zur Einstellung der Viskosität sowie mikrokristalline Zellulose in suspendierter Form zur Ausbildung thixotroper Eigenschaften enthält, die Mattierungspaste zur Verbesserung der Homogenität, Standzeit und Haftfestigkeit Glyzerin und/oder mikrokristalline Zellulose in suspendierter Form und Carboxymethylzellulose enthält und zur Erreichung einer erhöhten Festigkeit des Matti^rungseffektes ein hoher Dissoziationagrad der eingesetzten kaliumverbindungen und eine verstärkte Migration der Kaliumionen in die Glasoberflächenschichten vorliegen.

1. Mattierungspaste für Glas, insbesondere für den Siebdruck, gekennzeichnet dadurch, daß die Mattierungspaste in Masse ~% aus den Komponenten

10...5O

T C

KHF und/oder KF 5...5O

2, Mattierungspaste für Glas nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Alkaiifluorosilikate und/oder Alkalifluoroaluminate in einer Menge von 5.,.2O Masse -% zugegeben werden.

3* Mattierungspaste für Glas nach Punkt Λ₉ gekennzeichnet dadurch, daß die fluorfreien Zuschlagstoffe in einer Menge von 5«·*40 Masse -% zugegeben werden»

4« Mattierungspaste für Glas nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß mikrokristalline Zellulose in einer Menge von 15·»*5Ο Masse -% zugegeben wird«

5« Mattierungspaste für Glas nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß Glyzerin in einer Menge von 0...10 Masse -% und Carboxymethylzellulose in einer Menge von 0,2 «..0,5 Masse -% zugegeben werden«

6_e Mattierungspaste für Glas nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß Carboxymethylzellulose insbesondere bei Einsatz von mikrokristalliner Cellulose in suspendierter Form verwendet wird«.

?· Mattierungspaste für Glas nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß KBF^ und SnCl₂ zur Festigkeitssteigerung des Mattierungseffektes in den angegebenen Mengen zugegeben werden*