DE1596756A1 - Verfahren zum AEtzen von Glas - Google Patents
Verfahren zum AEtzen von GlasInfo
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Description
COiUTIiTG GIASG V/OHKS, Corning, Π.Υ. USA
Verfahren zum Ätzen von Glas
Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Verfahren zum Ätzen von Glas,
!fach den Üblichen Verfahren zun Mattieren von Glasoberflächen
wird die Oberfläche des zu mattierenden Glaskörpers sandgestrahlt und anschlieiJend mit l'luoridlösungen behandelt.
Diese Vorfahren treffen jedoch auf bestimmte Schwierigkeiten, beispielsweise die ßchwüchung dor Glasstruktur, und die Entstehung
nicht-gleiohmäöiger, grobkörniger Atzmuster. Außerdem
sind d-ie nach üblichen Verfahren geätzten i'eile des
Glases oefcp? schwer zu reinigen, und zwar wegen des Vorhandtnseins
unregelmäßiger riasiger Löcher odor Yartiefungen,
Aufgabe der vorliegenden Erfindung let di· Schaffung einta
- 2 -108812A02$1 BAD 0R1Q1NAL
w O ■ β
neuartigen. Verfahrens zum Ätzen von Glasoberflächen, durch
das ein gleichmäßiges, leicht zu reinigendes, feinkörniges
Ätzmuster entsteht und welches die Glasstruktur nicht
schwächt.
Allgemein besteht das erfindungsgemäße Verfahren, darin,
daß man auf einen Glasträger eine Fritte eines Abdichtglases
aufbringt, welches beim Schmelzen oder Reifen einer thermischen Entglasung unterliegt. Die Fritte wird
dann erhitzt, bis sie schmilzt und entglast, und wird zur
Bildung einer Glasur auf der Oberfläche des Trägers gekühlt.
Dann wird diese Glasur entfernt,um ein geätztes
Muster auf der. Oberfläche des Glases zu entwickeln. Dieses
Ätzmuster kennzeichnet sich durch gleichmäßige, glatte Vertiefungen, welche eine leicht zu reinigende, matte
Oberfläche auf den Trägern bilden.
Die Erfindung beruht auf verschiedenen Entdeckungen. Einmal
wurde beobachtet, daß während der thermischen Reifung viele Abdichtgläser eine Neigung zur Umsetzung mit der
Oberfläche des Glaskörpers aufweisen, auf die sie aufgebracht sind. Es wurde ferner beobachtet, daß durch die
Entglasung der Abdichtglasschicht ein unterschiedlicher Angriff
auf den Glasträger erzielbar ist. Dies geht auf eine
Blockierungswirkung durch die Kristalle lurück, die sich
während der Entglasung bilden und einen Angriff durch die Glaaphaae der Fritte auf den OlaetrHger Tejrhindern
109812/0251 BAD GR1G,NAL
Nachdem man beobachtet hatte, daß die Tiefe der Ätzung zunimmt mit der Zeit und der Temperatur, bei der das
Abdichtglas reift und entglast, liefert das erfindungsgemäße Verfahren auch die Möglichkeit zur genauesten Kontrolle
über die Tiefe der Ätzung.
Die allgemeinen Forderungen an ein Weichglasätzmittel bestehen darin, daß es einer im wesentlichen gleichmäßigen
Entglasung unterliegen muß, wie sich beispielsweise aus der US-Patentschrift 2 889 952 entnehmen läßt. Thermisch
entglasbare Abdichtgläser nach der US-Patentschrift 3 113 878 sind ebenfalls geeignet. Nach dem Schmelzen
fällen solche Abdichtgläser eine kristalline Phase aus, die im wesentlichen gleichmäßig in einem Glasphasengefüge
dispergiert ist. Die glasige Phase der geschmolzenen Fritte wirkt mit der Oberfläche des Glases zusammen, auf das sie
aufgebracht ist, und bildet Reaktionsprodukte. Nachdem die geschmolzene Fritte zur Bildung einer Glasur auf der Oberfläche
des Trägers abgekühlt ist, wird die Glasur zusammen mit den Zwischenflächen-Reaktionsprodukten entfernt, beispielsweise
durch Auflösen in einem geeigneten Lösungsmittel, wie einer verdünnten Säurelösung, um das Ätzmuster zu entwickeln.
Im·allgemeinen läßt sich jeder Glasträger nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ätzen, vorausgesetzt, daß er bei f
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109812/0251 B
der Temperatur stabil ist, bei der die Ätzfritte reift,
und nicht selbst durch die zum Entfernen der gereiften Fritte und zur Entwicklung des Ätzmusters verwendete Lösung
rasch angegriffen wird. Bei solchen Gläsern handelt es sich beispielsweise um Borsilikat-, Aluminiumsilikat-,
Kalium-Blei-Silikatglas, Fluorid-Opal, "Pyrex", 96%-Kieselsäure-Glas,
Opal-Weiß, ä^^l$m$$&&$&?Keramiken und viele
andere Spezialgläser mit einzigartigen elektrischen, chemischen, thermischen, optischen und fotoempfindlichen
Eigenschaften.
Im folgenden sollen einige Beispiele für die Praxis der Erfindung wiedergegeben werden, um deren Prinzipien besser
verständlich zu machen.
Ein thermisch entglasbares Abdichtglas mit der folgenden Zusammensetzung auf Oxydbasis wird geschmolzen, abgeschreckt
und zu einem feinen Pulver zermahlen:
PbO 76,5
ZnO 11,0
f- J-
B2°3 9f0
SiO2 2,5
Al2O3 1,0
109812/0251 BAD original
Das Pulver wird mit Wasser unter Bildung einer Suspension gemischt und durch Siebdruck auf ausgewählte Teile der
Oberfläche eines handelsüblichen, chemisch beständigen Borsilikatglasträgers aufgebracht, der geätzt werden soll.
Die niedergeschlagene Fritte wird dann auf eine Temperatur von ca. 5000C für ca. 1 Stunde erhitzt, um die Fritte zu
reifen und eine haftende Schicht aus gleichmäßig entglastem Abdichtglas auf der Oberfläche des Trägers zu bilden. Das
überzogene Glas wird dann gekühlt, und man entfernt die Abdichtglasschicht oder Glasur durch Abwaschen mit einer
3N-Salpetersäurelösung. Es bildet sich ein feinkörniges, sauber gereinigtes Ätzmuster auf der Oberfläche des Borsilikatglasträgers
.
Ein thermisch entglasbares Abdichtglas mit der folgenden Zusammensetzung auf Oxydbasis wird geschmolzen, abgeschreckt
und zu einem feinen Pulver zermahlen:
Oxyd Gewichts-% PbO 71,5
ZnO 15,0
B2O3 7,5
Al2O3 3,5
SiO2 2,5
109812/0251
Das weiche Abdichtglas wird in Wasser suspendiert und gleichmäßig über die Oberfläche eines Stückes handelsüblichen
Opalglases aufgebracht. Dann wird die Fritte geschmolzen und durch Erhitzen auf ca. 5OO°C für ca.
30 Minuten entglast. Die geschmolzene Fritte wird zur Bildung einer Glasur abgekühlt und anschließend durch
Auflösen in einer 3N-Salpetersäurelösung entfernt, so daß eine feinkörnige, sauber gereinigte, matte Oberfläche
auf dem Opalglas entsteht.
Es ist ersichtlich, dass das Abdichtglas-Xtzmittel auf
den Glasträger in einer Vielzahl von Möglichkeiten, beispielsweise
Aufsprühen, Eintauchen oder Siebdruck, aufgebracht werden kann.
Wie bereits erwähnt, beeinflußt die Temperatur, bei der die Ätzfritte gereift wird, die Ätztiefe. Je höher die
Temperatur ist, um so tiefer wird die Ätzung. Jedoch gibt es keine starren Temperaturgrenzen für diesen Vorgang.
Die niedrigste brauchbare Temperatur ist diejenige, bei der die Fritte reift und entglast. Die Reifungstemperatur
für eine Fritte ist die Temperatur, bei der sie schmilzt und den Träger benetzt. Diese Temperatur hängt von der
Zusammensetzung der spezifischen Ätzfritte ab. Die obere
Temperaturgrenze wird normalerweise durch die Natur des Trägers bestimmt. Es ist unerwünscht, sich einer Temperatur
BAD ORIGINAL
109812/0251
anzunähern, bei der das Glas sich verzieht oder zerstört wird. Obwohl die Praxis der Erfindung nicht auf einen besonderen
Temperaturbereich für die Reifung der Fritte beschränkt ist, finden normalerweise Temperaturen von ca.
4ÖO°C bis Ober 6OO°C Verwendung.
Die Tiefe der Ätzung ist außerdem von dem Zeitraum abhängig, für den die Fritte erhitzt wird. Bei längeren
HeizZeiträumen ergeben sich tiefere Ätzungen. Obwohl die Erfindung nicht auf eine bestimmte Zeit beschränkt ist,
ist ein Erhitzen der Fritte bei Reifungstemperatur für einen Zeitraum von wenigen Minuten bis zu einer Stunde
oder mehr zufriedenstellend.
Die Fritte läßt sich vom Glasträger entfernen, und das
Ätzmuster, entwickelt sich in geeigneter Weise. Das bevorzugte Verfahren umfaßt die Behandlung des überzogenen
Glasgrundkörpers mit einem Lösungsmittel, welches selektiv die gereifte Fritte und die Reaktionsprodukte zwischen
der glasigen Base der Fritte und dem Träger an der Zwischenfläche auflöst. Wässrige Lösungen von Mineralsäuren, wie
Salpetersäure, sind für diesen Zweck geeignet.
Das erfindungsgeraäße Verfahren findet Verwendung zum Ätzen
von Abstufungen, Buchstaben, Dessins, und Dekorationen
durch wahlweises Aufbringen auf unterschiedliche Glasgrund-
10981.2/0251
BAD
körper sowie zur Erzeugung gleichmäßiger matter überzüge
durch Aufbringen auf die Gesamtoberfläche eines Glasträgers .
Selbstverständlich läßt sich die Erfindung auch mit anderen Kombinationen aus Glasfritten, Glasträgern, Lösungsmitteln
und unter Verwendung etwas geänderter Verarbeitungsbedingungen verwirklichen.
- Patentansprüche -
1098:2/0251
Claims (5)
1. Verfahren zum Ätzen von Glas, gekennzeichnet durch Aufbringen einer Fritte aus einem Abdichtglas,
das nach dem Schmelzen eine gleichmäßig dispergierte kristalline Phase in einem glasigen Gefüge ausfällt,
auf die Oberfläche eines Glasträgers; durch Schmelzen der Fritte; durch Abkühlen der Fritte zur
Bildung einer auf der Oberfläche gebundenen Glasur; und durch Entfernen der Glasur und der zwischen dem
Träger und der glasigen Phase an deren Oberfläche gebildeten Reaktionsprodukte zur Entwicklung eines Ätzmusters
auf der Oberfläche des Trägers.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch -gekennzeichnet, daß die Glasur und die Reaktionsprodukte
durch Auflösen in einem Lösungsmittel entfernt werden, das den Träger nicht angreift.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger ein chemisch beständiges
Borsilikatglas Verwendung findet.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fritte aus Blei-Zink-Borsilikat-Abdichtglas verwendet
wird. ba0 0BIg»NAL
109812/0251
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η -ζ
-e lohnet, daß Glasur und Reaktionsprodukt in einer Salpetersäurelösung aufgelost werden.
OR/G/NAL
109812/02St
Applications Claiming Priority (1)
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Also Published As
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