DE10039832C2 - Verfahren zur Veränderung der Oberflächeneigenschaften eines Werkstückes und desen Verwendung - Google Patents

Verfahren zur Veränderung der Oberflächeneigenschaften eines Werkstückes und desen Verwendung

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Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Veränderung einer physikalischen Oberflächeneigenschaft eines Werkstückes und deren Verwendung.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche chemische beziehungsweise physikalische Verfahren bekannt, mit denen sich die Oberflächeneigenschaften eines Werkstückes verändern lassen. Beispiele für derartige Verfahren sind Siebddruck, Sol-Gel-Beschichtungen oder CVD- beziehungsweise PICVD-Verfah­ ren. Diese Verfahren sind vielfältig in der Literatur beschrieben worden. Für diese Verfahren werden aufwändige Apparaturen benötigt.
In der DE 38 40 071 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Salzschicht zum Vorspannen auf eine Glas- oder Glaskeramikplatte aufgebracht wird.
Aus der DE 39 17 156 A1 ist ein Verfahren zum Übertragen von Bildmotiven auf einen zu bedruckenden Bildträger, wie Textilien, Kunststoffe, Keramik und Dekorationsstoffe, bekannt, das der Vereinfachung der Übertragung dient. Dazu wird vorgeschlagen, die Vorlage auf einen Motivträger als Fotokopie nach einem digitalen Laserkopierverfahren herzustellen und als Tonerbild zugleich mit dem Kopierarbeitsschritt mit einem Fixieröl zu fixieren. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass die simultane Bildübertragung vom Motivträger auf den Bildträger zugleich mit der Herstellung des Bildträgers durch Ausgießen mittels einer Formmasse erfolgt. Dadurch lassen sich zumindest die Fixierungsmaßnahmen einsparen. Verwendet wird dieses Verfahren vorwiegend zum Aufbringen von Dekorationen auf Gegenstände mit verschleissfester Oberfläche.
In der JP-58-070 241 A mit Abstract ist ein lithographisches Druckverfahren beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren werden bestimmte Materialien für den Druckträger und den Toner verwendet, um eine scharfe Bildübertragung ohne Hintergrundschatten über die gesamte Oberfläche des Bildträgers zu erhalten.
Die DE 44 13 168 C2 offenbart einen Toner, dem keramische Pigmente bei­ gegeben sind, um diesen auf elektrofotografischem Wege auf ein Transfermittel aufzutragen. Diese keramischen Pigmente bilden einen Kern, der von einer Bindemittelharzhülle umgeben ist. Erst diese Einheit bildet ein Tonerteilchen, das leicht übertragen werden kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem eine gezielte Beeinflussung bestimmter Oberflächenkenn­ werte eines Werkstückes möglich ist. Ferner sollen Verwendung für solche Verfahren angegeben werden.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass zumindst auf einen Bereich der Werkstückoberfläche aus Glas oder Glaskeramik auf elektrofotgra­ fischem Wege ein Toner aufgebracht wird, dem als Übertragungsmedium die oberflächeneigenschaftsverändernden Bestandteile in Form von kalium- und/oder borhaltigen Substanzen beigegeben werden, und dass durch einen anschließenden Temper-Vorgang ein gezielter Ionenaustausch zwischen der Werkstückoberfläche und der aufgebrachten Beschichtung herbeigeführt wird.
Dabei macht man sich die Erkenntnis zunutze, dass ein Toner unter Verwen­ dung eines elektrostatischen Druckverfahrens als Vehikel zum Transport und zum Aufbringen von Substanzen auf ein Werkstück benützt werden kann. Die Substanzen können dabei gezielt so beschaffen sein, dass sie zur Verbesserung der Oberflächenqualität des Werkstückes eingesetzt werden können. Dabei ist der apparative Aufbau zur Durchführung des Vefahrens denkbar gering. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass sich mit dem elektrostatisch arbeitenden Verfahren außerst präzise Teilbereiche der Werkstückoberfläche beschichten lassen und dass die Beschichtung kleinster Werkstück-Losgrößen möglich ist.
Dem Toner ist nach einer Ausgestaltung K2SO4-Salz und/oder B2O3 beigegeben. Das Verfahren wird vorzugsweise zur Erhöhung der Festigkeit des Werkstückes und/oder zur Verbesserung der Kratzfestigkeit des Werkstückes verwendet.
Zum Aufbringen einer Kratzschutzsschicht auf Glaskeramik-Oberflächen, Uhr­ gläsern oder Kunststoffen ist nach einer weiteren Lösung vorgesehen, dass zumindest auf einen Bereich der Oberfläche auf elektrofotografischem Wege ein Toner als Übertragungsmedium aufgebracht wird, dem Hartstoff-Partikel in Form von technisch erzeugten Edelstein- und/oder Halbedelstein-Partikeln beigegeben werden. Als Hartstoff-Partikel können nach einer weiteren Ausgestaltung auch granuliertes Korund oder Saphir verwendet werden.
Für die Erzeugung einer wasser- und/oder schmutzabweisenden Schicht auf dem Werkstück kann nach einer weiteren Lösung vorgesehen sein, dass auf zumindest einem Bereich der Werkstückoberfläche auf elektrofotografischem Wege ein Toner aufgebracht wird, dem organische oder anorganische Partikel mit einer maximalen Querschnittsabmessung kleiner als 0,1 µm beigegeben werden. Vorzugsweise wird dieser Toner auf einer Glaskeramik oder einer Glasoberfläche aufgebracht.
Ein weiteres Verfahren kann zur Herstellung einer mikrowellen-absorbierenden und/oder -reflektierenden Beschichtung auf Gläsern oder Kunststoffen verwen­ det werden. Dabei wird vorgesehen, dass zumindest auf einen Bereich der Oberfläche des Glases oder des Kunststoffes auf elektrofotografischem Wege ein Toner aufgebracht wird, dem als Übertragungsmedium ein Gemisch aus Indiumoxid und Zinnoxid beigegeben wird.
Gegebenenfalls sind diesem Gemisch zusätzlich Haftvermittler beziehungsweise Glasflussmittel zugesetzt. Dabei kann die Beschichtung vollflächig oder strukturiert, zum Beispiel in Form eines Mäanders oder Gitters, auf den zu beschichten­ den Werkstücken aufgebracht sein.
Zur Erzielung der gewünschten Oberflächeneigenschaften kann es erforderlich sein, die beschichteten Werkstücke einer Temperatur-Nachbehandlung zu unterziehen.
Dies ist insbesonders zu empfehlen bei Glas- oder Glaskeramikwerkstücken, die in der Anwendung hohen Temperaturen ausgesetzt sind, um die erforderliche Temperaturbeständigkeit zu erreichen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Veränderung einer physikalischen Oberflächeneigenschaft eines Werkstückes, bei dem
auf zumindest einen Bereich der Werkstückoberfläche aus Glas oder Glaskeramik auf elektrofotografischem Wege ein Toner aufge­ bracht wird, dem als Übertragungsmedium die oberflächeneigen­ schaftsverändernden Bestandteile in Form von kalium- und/oder borhaltigen Substanzen beigegeben werden, und
durch einen anschließenden Temper-Vorgang ein gezielter Ionen­ austausch zwischen der Werkstückoberfläche und der aufgebrach­ ten Beschichtung herbeigeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem dem Toner K2SO4-Salz und/oder B2O3 beigegeben wird.
3. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zur Erhöhung der Festigkeit des Werkstückes.
4. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zur Verbesserung der Kratzfestigkeit des Werkstückes.
5. Verfahren zum Aufbringen einer Kratzschutzschicht auf Glaskeramikober­ flächen, Uhrgläsern oder Kunststoffen, bei dem zumindest auf einen Bereich der Oberfläche auf elektrofotografischem Wege ein Toner als Übertragungsmedium aufgebracht wird, dem Hartstoff-Partikel in Form von technisch erzeugten Edelstein- und/oder Halbedelstein-Partikeln beigegeben werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem als Hartstoff-Partikel granuliertes Korund oder Saphir verwendet wird.
7. Verfahren zur Erzeugung einer wasser- und/oder schmutzabweisenden Schicht auf einem Werkstück, bei dem auf zumindest einen Bereich der Werkstückoberfläche auf elektrofotografischem Wege Toner aufgebracht wird, dem organische oder anorganische Partikel mit einer maximalen Querschnittsabmessung kleiner als 0,1 µm beigegeben werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Toner auf eine Glaskeramik oder eine Glasoberfläche aufge­ bracht wird.
9. Verfahren zur Herstellung einer mikrowellen-absorbierenden und/oder reflektierenden Beschichtung auf Gläsern oder Kunststoffen, bei der zumindest auf einen Bereich der Oberfläche des Glases oder des Kunst­ stoffes ein Toner auf elektrofotografischem Wege aufgebracht wird, dem als Übertragungsmedium ein Gemisch aus Indiumoxid und Zinnoxid beigegeben wird.
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