DE1281899B

DE1281899B - Verfahren zum Erzeugen von vertieften Verzierungen durch Sandstrahlen

Info

Publication number: DE1281899B
Application number: DEO11639A
Authority: DE
Inventors: Willard Frederick Meyers; Lowell Jackson Wells
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1966-04-28
Filing date: 1966-04-28
Publication date: 1968-10-31

Description

Verfahren zum Erzeugen von vertieften Verzierungen durch Sandstrahlen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von vertieften Verzierungen, insbesondere von Schliffen auf Glasoberflächen, durch Sandstrahlen, bei dem auf der zu verzierenden Oberfläche eine Schutzschicht in der dem gewünschten Muster entsprechenden Verteilung aufgebracht, die Oberfläche sandgestrahlt wird und danach die Reste der Schutzschicht abgelöst werden.
Dieses bekannte Verfahren ermöglicht die maschinelle Herstellung von Schliffbildern und bietet darüber hinaus bei Serienfabrikation den Vorteil, daß bei entsprechend genauer, reproduzierbarer Aufbringung der Schutzschicht und genügend konstanten Verhältnissen in der Sandstrahleinrichtung praktisch identische Schliffbilder erzeugt werden können.
Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, dieses bekannte Verfahren so zu verbessern, daß auch reliefartige Schliffbilder mit verschieden tief geschliffenen Anteilen in einem einzigen Sandstrahlvorgang hergestellt werden können.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mehrere übereinanderliegende Schutzschichten in verschiedenen Musteranordnungen, die einem herzustellenden Reliefbild entsprechen, nacheinander aufgebracht werden, wobei die Schutzschichten gleich oder verschieden dick sein können und aus Materialien bestehen, die durch Sandstrahlen abgetragen werden können, und daß das Sandstrahlen so lange durchgeführt wird, bis mindestens die nicht von weiteren Schutzschichten bedeckten Bereiche der untersten Schicht vollständig abgetragen sind.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit beliebige Reliefbilder mit einer beliebigen Anzahl von Schlifftiefen in einem einzigen Sandstrahlvorgang hergestellt werden, wobei die Schlifftiefe um so größer ist, je weniger Schutzschichten an der betreffenden Stelle aufgebracht werden.
Vorzugsweise werden die Schutzschichten miteinander verschmolzen. Dadurch wird verhindert, daß unter der Einwirkung des Sandstrahls größere Stücke einer Schutzschicht abspringen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß vor dem Aufbringen der Schutzschichten eine Klebstoffschicht aus einem in einem Lösungsmittel löslichen Klebstoff auf den Gegenstand aufgebracht wird und daß das Ablösen der Reste der Klebstoffschicht und der Schutzschichten nach dem Sandstrahlen mit Hilfe des Lösungsmittels erfolgt. Auf diese Weise kann ersichtlich die Fertigbearbeitung der geschliffenen Gegenstände stark vereinfacht und automatisiert werden. Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das in den Zeichnungen dargestellt ist.
F i g.1 zeigt einen Glasbecher mit einem Relief-Schliffbild, das zwei verschiedene Schlifftiefen aufweist; F i g. 2 ist ein Teil-Querschnitt nach der Linie 2-2 der F i g.1; F i g. 3 bis 5 zeigen der F i g. 2 entsprechende Querschnittsbilder, die verschiedenen Stufen des Herstellungsvorganges entsprechen.
Um das in F i g. 2 erläuterte Reliefbild herzustellen, wird gemäß F i g. 3 auf die Oberfläche des in F i g.1 als Glasbecher dargestellten, zu verzierenden Gegenstandes zunächst eine Klebstoffschicht 18 aus einem in einem Lösungsmittel löslichen Klebstoff aufgebracht. Darüber wird eine erste Schutzschicht 19 aufgebracht, die nur diejenigen Stellen nicht bedeckt, wo die Schlifftiefe maximal sein soll. Gemäß F i g. 4 wird sodann eine zweite Schutzschicht 20 über die erste Schutzschicht 19 aufgetragen, und zwar in denjenigen Bereichen, wo eine Verletzung der Oberfläche des Gegenstandes vermieden werden soll. Sodann wird die Oberfläche sandgestrahlt. Dabei wird zunächst der völlig freigelassene Bereich der Oberfläche des Gegenstandes angegriffen (F i g. 4) und allmählich wird auch die erste Schutzschicht 19 abgetragen, bis schließlich diese erste Schutzschicht 19 an denjenigen Stellen, wo sie nicht von der zweiten, obersten Schutzschicht 20 bedeckt ist, ebenfalls vollständig abgetragen ist und die darunterliegenden Bereiche der Oberfläche des Gegenstandes ebenfalls sandgestrahlt werden. Während dieser Zeit geht natürlich das Abtragen des Gegenstandsmaterials auch in dem ursprünglich überhaupt nicht abgedeckten Bereich weiter, so daß schließlich die in F i g. 5 dargestellte gewünschte Oberflächenstruktur erhalten wird. Je nach ihren Eigenschaften und der Dicke wird auch die oberste Schicht 20 mehr oder weniger abgetragen; sie ermöglicht jedoch in jedem Fall die Ausführung eines Sandstrahlvorganges, bei welchem diejenigen Bereiche der untersten Schicht, die anfänglich unterhalb der obersten Schicht lagen, nicht oder zumindest nicht vollständig abgetragen werden, so daß die darunterliegenden Bereiche der Oberfläche des Gegenstandes unverletzt bleiben können.
Nach beendetem Sandstrahlen wird der - Gegenstand mit einem Lösungsmittel für den Klebstoff behandelt, so daß die Reste des Klebstoffes und der darauf befindlichen Schutzschichten leicht entfernt werden können.
Die Schutzschichten können beispielsweise aus einem Polyvinylchlorid-Plastisol bestehen, das vorzugsweise mit Hilfe der Siebdrucktechnik aufgebracht wird, wobei die Stärke der Schicht durch entsprechende Wahl der Maschenweite und der Dicke des Siebes verändert werden kann. Es hat sich gezeigt, daß mit Schichtdicken von 0,08 bis 0,12 mm Schliffe von etwa 0,6 bis 0,8 mm Tiefe im Glas erzeugt werden können, ohne daß dabei die Schutzschicht vollständig abgetragen wird; dabei erhält man Schliffe mit besonders guter Lichtreflexion. Beispielsweise wurde Aluminiumoxydpulver mit einer Korngröße unter 0,066 mm mit Luft von 2,4 Atmosphären gegen einen Glasgegenstand geblasen; dabei ergab sich bei einer Einwirkungszeit von 10 Sekunden eine Schlifftiefe von 0,6 bis 0,7 mm. Der Durchmesser der Sandstrahldüse und ihr Abstand vom Gegenstand sind von großer Bedeutung; in diesem Fall betrug der Düsendurchmesser 19 mm und der Abstand vom Gegenstand 13 bis 14 cm. Bei einem anderen Beispiel wurde mit Siliziumkarbid gearbeitet, dessen Korngröße unter 0,125 mm lag; dabei ergab sich mit einer Düse von 3,2 mm Durchmesser, einem Abstand von etwa 15 ein vom Gegenstand, einem Druck von etwa 30 Atmosphären und einer Einwirkungsdauer von 10 Minuten, daß die Schutzschicht noch nicht abgetragen und das Glas vollständig durchgeschliffen war.
Wenn bei Anwendung der Siebdrucktechnik eine einzelne Schutzschicht dicker sein soll als mit einem Siebdruckvorgang erzielbar, können. zwei oder mehrere Schichten der gleichen Verteilung nacheinander aufgebracht werden; bei Verwendung dickerer Schutzschichten lassen sich- natürlich auch größere Schlifftiefen erzielen.
Vorzugsweise wird vor dem Aufbringen einer weiteren Schutzschicht die darunterliegende Schutz-Schicht angeschmolzen, und/oder sie Schichten werden vor dem Sandstrahlen miteinander verschmolzen. In einem Beispiel genügte es, eine erste Schicht im Ofen bei. 170° C zwei Minuten lang zu härten, bevor die zweite Schicht aufgebracht werden konnte.
Die in den Figuren dargestellte Klebstoffschicht 18 dient nicht nur der leichteren Entfernung der Schutzschichten nach dem Sandstrahlen, sondern verhindert auch ein vorzeitiges Einreißen oder Abreißen der Schutzschichten beim Sandstrahlen. Geeignet ist beispielsweise eine dünne transparente Klebstoffschicht aus einer einprozentigen wäßrigen Polyvinylpyrrolidon-Lösung. Es sind natürlich auch andere wasserlösliche Kleber, z. B. Mischpolymerisate von Polyvinylacetat mit Polyvinylpyrrolidon oder Polyvinylchlorid ebensogut geeignet. Ferner können auch in Lösungsmitteln lösliche Kleber verwendet werden, doch ist deren Entfernung nach dem Sandstrahlen etwas schwieriger und kostspieliger als bei wasserlöslichen Klebern. Damit das Plastisol schon bald nach dem Aufbringen des Klebstoffs aufgebracht werden kann, ist es zweckmäßig, die Xlebstoffschicht zu trocknen. Dies kann durch Preßluft, Infrarotheizung od. dgl. erfolgen. Die PVC-Plastisol-Schutzschichten werden nach dem Aufbringen auf die Klebstoffschicht mit dieser verschmolzen, beispielsweise durch Einbringen des beschichteten Gegenstandes in einen Ofen von 227° C für eine Dauer von 6 Minuten.
In den Figuren ist die Dicke der Klebstoffschicht übertrieben dargestellt; in Wirklichkeit ist die Schicht im Verhältnis zu den Schutzschichten sehr dünn. Auch die Schutzschichten sind natürlich in den Figuren nicht maßstäblich dargestellt.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Erzeugen von vertieften Verzierungen, insbesondere von Schliffen auf Glasoberflächen, durch Sandstrahlen, bei dem auf der zu verzierenden Oberfläche eine Schutzschicht in der dem gewünschten Muster entsprechenden Verteilung aufgebracht, die Oberfläche sandgestrahlt wird und danach die Reste der Schutzschicht abgelöst werden, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß mehrere übereinanderliegende Schutzschichten in verschiedenen Musteranordnungen, die einem herzustellenden Reliefbild entsprechen, nacheinander aufgebracht werden, wobei die Schutzschichten gleich oder verschieden dick sein können und aus Materialien bestehen, die durch Sandstrahlen abgetragen werden können, und daß das Sandstrahlen so lange durchgeführt wird, bis mindestens die nicht von weiteren Schutzschichten bedeckten -Bereiche der untersten Schicht vollständig abgetragen sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschichten miteinander verschmolzen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der Schutzschichten eine Klebstoffschicht aus einem in einem Lösungsmittel löslichen Klebstoff auf den Gegenstand aufgebracht wird und daß das Ablösen der Reste der Klebstoffschicht und der Schutzschichten nach dem Sandstrahlen mit Hilfe des Lösungsmittels erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 016 092, 2 731333, 2106979.