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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Vorzugsweise werden die Schutzschichten miteinander verschmolzen.
Dadurch wird verhindert, daß unter der Einwirkung des Sandstrahls größere Stücke
einer Schutzschicht abspringen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.