DE19525658C1 - Einbrennbare Druckpaste zum Bedrucken von Glasoberflächen und Verfahren zur Herstellung der Druckpaste - Google Patents
Einbrennbare Druckpaste zum Bedrucken von Glasoberflächen und Verfahren zur Herstellung der DruckpasteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine einbrennbare Druckpaste zum
Bedrucken von Glasoberflächen, mit einer
niedrigschmelzenden Glaskomponente, anorganischen
Farbpigmenten und einer organischen und/oder anorganischen
Bindemittelkomponente zur Einstellung der für den
Druckvorgang erforderlichen Fließeigenschaften und zur
Erzielung einer ausreichenden Festigkeit der aufgedruckten
Schicht nach dem Trocknen. Die Erfindung betrifft ferner
ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Druckpaste.
Emailartige Einbrennfarben werden häufig zu
Dekorationszwecken oder aus technischen Gründen auf
Glaskörper, beispielsweise auf Glasscheiben, aufgebracht
und bei hohen Temperaturen eingebrannt. In großem Umfang
wird diese Technik bei Autoglasscheiben eingesetzt, wenn
die Glasscheiben nach der Klebemethode in den Fensterrahmen
der Karosserie eingebaut werden. In diesem Fall wird
üblicherweise eine rahmenförmige Schicht aus einer für
sichtbares Licht und für UV-Strahlen undurchlässigen
Einbrennfarbe mit Hilfe des Siebdruckverfahrens auf die
Glasscheiben aufgedruckt. Die aufgedruckte Schicht wird
nach einem Trocknungsvorgang im Zuge eines nachfolgenden
Biege- und/oder Vorspannvorgangs eingebrannt. Die
eingebrannte Emailschicht hat den Zweck, die Durchsicht
durch die Glasscheibe von außen auf den Klebebereich zu
verhindern und außerdem den Kleber vor UV-Strahlen zu
schützen, die zu einer Versprödung des Klebers im Laufe der
Zeit führen können. Druckpasten der gattungsgemäßen Art und
ein Verfahren zur Herstellung einer mit einer eingebrannten
Emailschicht versehenen Verbundglasscheibe sind
beispielsweise aus der DE 41 32 652 A1 bekannt.
Die bekannten Druckpasten zum Herstellen solcher
emailartiger Schichten verwenden als Farbpigmente
hochschmelzende Mineralien, beispielsweise Kupfer-Chrom-
Mangan-Spinelle (CuO-Cr₂O₃-MnO) für die Farbe schwarz,
Mischungen aus diesen Spinellen mit Titandioxid (TiO₂) für
die Farbe grau, oder Mischungen der Spinelle aus Sn, V, Fe,
Zr, Si, Co, Al, Ni und Ca für andere gewünschte Farbtöne.
Die niedrigschmelzende Glaskomponente liegt in der
Druckpaste ebenso wie die Farbpigmente in Form eines
feingemahlenen Pulvers vor. Beim Einbrennvorgang, der
beispielsweise bei einer Temperatur zwischen 500 und 700°C
durchgeführt wird, schmilzt die Glaskomponente unter
teilweise oder vollständiger Umhüllung der Farbpigmente, so
daß nach dem Abkühlen eine mit der Oberfläche des
Glassubstrats fest verbundene emailartige Schicht gebildet
wird.
Als Farbpigmente werden bei den bekannten Druckpasten
thermisch und chemisch stabile anorganische Materialien
oder Stoffe verwendet, das heißt nur solche Stoffe, die
sich bei der Einbrenntemperatur nicht thermisch zersetzen
oder mit anderen Bestandteilen der Druckpaste oder mit der
Umgebungsatmosphäre chemisch reagieren und dadurch ihre
Farbe oder ihre sonstigen Eigenschaften verändern. Das
bedeutet, daß man in der Auswahl geeigneter Farbpigmente
eingeschränkt ist und nur sehr stabile oxidische Mineralien
verwendet, nämlich die weiter oben genannten Spinelle.
Magnetit (Fe₃O₄) zum Beispiel läßt sich bisher als
Farbpigment nicht einsetzen, da er bei der
Einbrenntemperatur zu Hämatit (Fe₂O₃) aufoxidiert wird, der
jedoch als solcher nicht mehr die gewünschten
Färbungseigenschaften hat.
Wenn es sich bei den bedruckten Glasgegenständen um
Glasscheiben handelt, beispielsweise um Autoglasscheiben,
dann bereitet das Recyclen der bedruckten Glasscheiben
durch Zugeben von mit einer derartigen bekannten
Emailschicht versehenen Glasscherben zu dem Gemenge beim
Erschmelzen des Glases in vielen Fällen Schwierigkeiten.
Falls es sich um Mineralien mit sehr hoher
Schmelztemperatur handelt, kann es nämlich vorkommen, daß
die Farbpigmente als solche in der Glasschmelze erhalten
bleiben. Bei anderen Farbpigmenten kann es vorkommen, daß
diese zwar als gelöste Oxide sich in der Glasschmelze
verteilen, jedoch die Eigenschaften des Glases in
unerwünschter Weise beeinflussen, indem sie beispielsweise
die Viskosität der Glasschmelze, die Farbe der daraus
hergestellten Glasscheiben und/oder andere physikalische
Eigenschaften der Glasschmelze und/oder der Glasscheiben
verändern. Aus diesem Grund ist es bisher nicht möglich,
Glasscheiben, die mit einer eingebrannten Emailschicht der
bekannten Zusammensetzungen versehen sind, beispielsweise
für die Herstellung von optisch hochwertigem Floatglas zu
recyclen.
Aus der DE 38 09 937 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von
Baustoffen mit farbgebenden Eigenschaften bekannt, bei dem
die Farbpigmente in Glas eingeschmolzen werden, um die
Farbpigmente als solche gegenüber Witterungseinflüssen oder
gegenüber aggressiven Medien wie Säure, Salz und Wasser
unempfindlich zu machen. Als Farbpigmente werden hierbei
hauptsächlich lumineszierende oder phosphoreszierende
Substanzen verwendet.
Mit einer Glasschicht überzogene Farbpigmente sind auch aus
der DE-OS 24 24 599 bekannt. In diesem Fall finden als
Farbpigmente hauptsächlich Bleichchromat, Cadmiumgelb,
Cadmiumrot, Kobaltviolett, Ultramarin, Preußischblau und
Chromgrün Verwendung. Durch den Glasüberzug wird den
Pigmenten eine verbesserte Abriebfestigkeit und chemische
Beständigkeit verliehen. Anwendung finden diese Pigmente
bei Tinten, Farben, Kunststoff- und Kautschukprodukten.
Ein Verfahren zur Herstellung von glasbeschichteten
Farbpigmenten ist auch aus der US 2.927.045 bekannt. Diese
Druckschrift befaßt sich mit der farbigen Beschichtung von
Mineralgranulaten, wobei die Farbpigmente in einem
wasserlöslichen Alkalisilikat dispergiert und nach Zusatz
eines Silikons auf das Granulat aufgebracht und eingebrannt
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einbrennfähige
Druckpasten zum Bedrucken von Glasoberflächen
bereitzustellen, die beim Recyclen des bedruckten Glases
nicht stören, so daß mit derartigen Emailschichten
versehene Glasscherben auch beim Erschmelzen von optisch
hochwertigem Floatglas eingesetzt werden können. Außerdem
sollen die Druckpasten vorteilhafte Eigenschaften beim
Druckvorgang und beim Einbrennvorgang aufweisen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
die Druckpaste Farbpigmente enthält, die aus Kohlenstoff,
Titannitrid, Magnetit, Hämatit und/oder Kupferchromit
bestehen und mit einer 0,5 bis 5 µm dicken Schicht eines
Glases oder eines einer Glaszusammensetzung entsprechenden
thermisch verfestigten Gels umhüllt sind.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Pigmenten, die
vollständig von einer dichten Hülle eines Glases oder eines
thermisch verdichteten Gels als Vorstufe eines
entsprechenden Glases eingeschlossen sind, werden
verschiedene günstige Wirkungen erreicht. So entstehen zum
Beispiel durch die Umhüllung grundsätzlich mehr oder
weniger kugelförmige Partikel mit runder oder abgerundeter
Oberfläche. Dadurch ergeben sich günstigere
Fließeigenschaften der Druckpaste, wodurch der Anteil und
die Zusammensetzung der Bindemittelkomponente optimiert
werden können.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht
darin, daß in der Druckpaste, abgesehen von der
Bindemittelkomponente, nur Körner bzw. kugelförmige Körper
mit einer Glasoberfläche vorliegen. Das hat zur Folge, daß
beim Einbrennvorgang die Glaskörper an ihren
Berührungsstellen leichter zusammensintern, so daß
gegebenenfalls der Einbrennvorgang bei einer niedrigeren
Temperatur erfolgen oder bei vorgegebener
Einbrenntemperatur eine höherschmelzende
Glaszusammensetzung verwendet werden kann.
Die glas- oder gelartige Umhüllung der Pigmentkörner kann
eine Zusammensetzung aufweisen, die der Zusammensetzung der
niedrigschmelzenden Glaskomponente der Druckpaste
entspricht. In diesem Fall ist es möglich, die Menge des
Glaspulvers in der Druckpaste zu verringern oder sogar auf
den Zusatz von Glaspulver zu der Druckpaste ganz zu
verzichten. Die niedrigschmelzende Glaskomponente ist in
der Druckpaste dann ganz oder teilweise in Form der die
Farbpigmente umgebenden Glashüllen vorhanden. Bei dieser
Ausführungsform der Erfindung wird automatisch eine
außerordentlich gleichmäßige und homogene Verteilung der
Farbpigmente in der eingebrannten Emailschicht
sichergestellt, da weder Anhäufungen reiner Farbpigmente
noch größere Stellen reiner Glasmatrix ohne eingelagerte
Farbpigmente entstehen können.
Die Erfindung hat darüber hinaus die vorteilhafte Wirkung,
daß die Druckpasten, sofern die niedrigschmelzende
Glaskomponente allein von der Umhüllung der Pigmentkörner
gebildet wird, bei niedrigerer Temperatur eingebrannt
werden können. Es ist nämlich unter Umständen nicht
erforderlich, die Einbrenntemperatur so hoch zu wählen, daß
die Glaskomponente vollständig aufschmilzt, vielmehr kann
es in diesem Fall genügen, daß die ein Pigmentkorn
enthaltenden Glaskügelchen nur durch Sintern eine
zusammenhängende Schicht bilden. Auf diese Weise lassen
sich zum Beispiel auch mehr oder weniger poröse
Emailschichten erzeugen, was in manchen Fällen erwünscht
sein kann.
Da die erfindungsgemäß verwendeten Farbpigmente von einer
geschlossenen Schutzhülle umgeben sind, kommen sie während
des Einbrennprozesses weder mit der Umgebungsatmosphäre
noch mit eventuellen Reaktionspartnern innerhalb der
Druckpaste in unmittelbaren Kontakt. Dabei kommt der Dicke
der Umhüllung sowie ihrer Zusammensetzung eine wesentliche
Bedeutung zu. Die Zusammensetzung und die Dicke der glas- oder
gelartigen Schutzhülle müssen dabei nämlich so gewählt
werden, daß die Schutzwirkung zumindest für den Zeitraum
des eigentlichen Einbrennvorgangs voll erhalten bleibt.
Für die erfindungsgemäße Druckpaste werden insbesondere
Farbpigmente verwendet, deren Einsatz bisher nicht in Frage
kam, weil sie durch Oxidation oder Reduktion beim
Einbrennvorgang ihre Farbe veränderten oder ihre färbende
Funktion vollständig verloren. Bei der Erfindung kommen
deshalb Eisenoxide, wie Magnetit, (Fe₃O₄) und/oder Hämatit
(Fe₂O₃) und/oder Kohlenstoff in Form von Ruß oder Graphit
als Farbpigmente zum Einsatz, das heißt solche
Farbpigmente, die beim Recyclen beschichteter Glasscheiben
nicht stören, da sie, wie z. B. Kohlenstoff, bei der
Schmelztemperatur des Glases vollständig verbrennen und
gasförmig entweichen, oder die, wie z. B. bestimmte
Metalloxide, sich in der Glasschmelze lösen und als nicht
störende Oxide Bestandteile des Glases werden.
Grundsätzlich kann die glas- oder gelartige Schutzhülle um
die Farbpigmente aus den Oxiden der unterschiedlichsten
Elemente bestehen, und zwar aus den Oxiden der Elemente
Silizium, Blei, Wismut, Zink, Titan, Zirkonium, Aluminium,
Bor, Phosphor, Calcium, Magnesium, Natrium und/oder Kalium.
Bewährt haben sich zum Beispiel Umhüllungen aus reinem
SiO₂, sowie Umhüllungen aus dem Zweikomponentensystem
SiO₂-B₂O₃ im Bereich von 70-90 Gew.-% SiO₂ und 10-30 Gew.-%
B₂O₃. Auch Umhüllungen aus dem Dreistoffsystem
PbO-B₂O₃-SiO₂ im Bereich von 70-90 Gew.-% PbO, 5-15 Gew.-%
B₂O₃ und 5-15 Gew.-% SiO₂, oder aus dem Vierkomponenten-
System PbO-B₂O₃-SiO₂-ZnO haben sich für den
erfindungsgemäßen Zweck bewährt, und zwar aus diesem
Vierstoffsystem insbesondere mit Zusammensetzungen von
65-92 Gew.-% PbO, 5-20 Gew.-% B₂O₃, 2-10 Gew.-% SiO₂ und
1-5 Gew.-% ZnO.
Die Umhüllung der Farbpigmente mit der glas- oder
gelartigen Schicht erfolgt mit Hilfe des bekannten Sol-Gel-
Verfahrens, indem die Farbpigmente mit einem Sol umgeben
werden, das durch anschließende Temperaturbehandlung im
Bereich der Transformationstemperatur des daraus
resultierenden Glases verdichtet wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener
Ausführungsbeispiele erläutert.
Es wird eine Druckpaste auf der Basis eines
Vierkomponenten-Glases der Zusammensetzung 83,0 Gew.-% PbO,
13,0 Gew.-% B₂O₃, 2,4 Gew.-% SiO₂ und 1,6 Gew.-% ZnO als
niedrig schmelzende Glaskomponente mit einer
Schmelztemperatur von etwa 610°C und Kupferchromit
(CuCr₂O₄) als Farbpigment hergestellt. Die Glaskomponente
soll in der Druckpaste ausschließlich in Form einer
glasartigen bzw. einer verdichteten gelartigen Umhüllung der
Pigmentkörner vorliegen.
Zu diesem Zweck werden in einem 1 l-Zweihalsrundkolben mit
Rückflußkühler und Tropftrichter 120,0 g Blei(II)-nitrat
und 4,2 g Zinkacetat-Dihydrat in 600 ml Wasser gelöst. Die
Lösung wird mit 12,0 ml 0,1 M Salpetersäure und
anschließend mit 7,98 ml Tetraethoxysilan (TEOS) versetzt.
Nach Erwärmung der Lösung auf 60°C wird eine Mischung von
37,81 ml Trimethylborat (TMB) in 24 ml Ethanol tropfenweise
hinzugegeben. Die Lösung wird bei dieser Temperatur
3 Stunden lang gerührt. Man erhält auf diese Weise ein
farbloses transparentes Sol.
In dem so erhaltenen Sol werden mittels Ultraschall-
Desintegration 97,4 g pulverförmiges Kupferchromit
(CuCr₂O₄) dispergiert.
Die Pigment-Sol-Dispersion wird einem Sprühtrocknungsprozeß
unterworfen, wobei die Temperatur der Zerstäubungsdüse auf
130°C gehalten wird. Man erhält auf diese Weise ein
schwarzes Pulver, das aus mit dem getrockneten Gel
umhüllten Pigmentkörnern besteht. Die Gelschicht enthält,
bedingt durch die für die Synthese verwendeten
Ausgangsstoffe, organische Restgruppen. Diese organischen
Restgruppen werden durch eine 2-stündige
Temperaturbehandlung bei 475°C entfernt. Dabei wird
gleichzeitig die Umhüllung verdichtet.
Dem auf diese Weise erhaltenen Pulver werden 43 g eines
handelsüblichen Siebdrucköls, das beispielsweise 18 Gew.-%
eines Harzbestandteils und 82 Gew.-% eines schwerflüchtigen
Lösungsmittels wie Terpentinöl enthält, als organisches
Bindemittel zugegeben. Nach gründlichem Mischen und
Homogenisieren der Mischung erhält man die fertige
Druckpaste. Die Druckpaste wird nach dem üblichen
Siebdruckverfahren auf eine Floatglasscheibe aufgedruckt
und bei einer Temperatur zwischen 120 und 180°C 5 Minuten
lang getrocknet. Anschließend wird die Druckschicht bei
einer Temperatur von etwa 600°C eingebrannt. Die so
entstehende emailartige Dekorschicht besteht zu 50% aus
der Glaskomponente und zu 50% aus Pigment.
Es wird eine Druckpaste auf der Basis eines
Dreikomponentenglases der Zusammensetzung 89,6 Gew.-% PbO,
5,2 Gew.-% B₂O₃ und 5,2 Gew.-% SiO₂ als niedrigschmelzende
Glasfritte mit einer Schmelztemperatur von etwa 580°C, und
Graphit als Farbpigment hergestellt. Die Glaskomponente
soll in der Druckpaste wieder ausschließlich in Form der
glasartigen Umhüllung der Graphitkörner vorliegen.
Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise wird
ein transparentes farbloses Sol hergestellt aus 26,59 g
Bleinitrat Pb(NO₃)₂, 100 ml Wasser, 2,6 ml 0,1 M
Salpetersäure, 3,61 g Tetraethoxysilan (TEOS) und 3,10 g
Trimethylborat (TMB) in 3,0 ml Ethanol. In dem so
erhaltenen Sol werden mittels Ultraschall-Desintegration
8,6 g Graphit dispergiert. Die Dispersion wird wiederum
einem Sprühtrocknungsprozeß unter denselben Bedingungen wie
in Beispiel 1 unterworfen. Das auf diese Weise erhaltene
schwarze Pulver wird einer 2-stündigen Temperaturbehandlung
bei 475°C unterworfen, wodurch die organischen Restgruppen
in der die Pigmente umhüllenden Gelschicht entfernt werden.
Anschließend werden dem Pulver 15,0 g des entsprechenden
Gels anstelle eines organischen Bindemittels zugegeben.
Hierdurch wird gleichzeitig der Glaskörperanteil des später
eingebrannten Emails erhöht. Nach Mischen und
Homogenisieren erhält man die fertige Druckpaste, die mit
Hilfe des Siebdruckverfahrens auf Floatglasscheiben
aufgedruckt und bei Einbrenntemperaturen zwischen 500 und
700°C eingebrannt wird.
Mit derartigen Emailschichten versehene Glasscherben können
problemlos dem Gemenge einer Floatglasschmelze beigemischt
werden, da der das Farbpigment bildende Kohlenstoff in der
Glasschmelze zu CO₂ verbrennt und gasförmig entweicht.
Es wird eine Druckpaste hergestellt, die ein
niedrigschmelzendes Glaspulver als Glasfritte und
Farbpigmente aus mit einer hochschmelzenden Glasumhüllung
versehenen Magnetitkörnern enthält. Die hochschmelzende
Glasumhüllung der Magnetitkörner besteht aus einem
Zweikomponenten-Borosilikatglas der Zusammensetzung
83 Gew.-% B₂O₃ und 17 Gew.-% SiO₂ und hat eine
Schmelztemperatur von etwa 1110°C. Die hochschmelzende
Glasumhüllung schmilzt beim Einbrennvorgang nicht auf,
sondern behält ihre Schutzwirkung während dieses Prozesses
vollständig bei und löst sich erst bei einem eventuellen
Wiedereinschmelzen der mit der Schicht versehenen
Glasscherben in der Glasschmelze beim Recyclingprozeß auf.
Zur Herstellung des Sols werden 7 ml Ethanol, 81,07 g
Tetraethoxysilan (TEOS) und 15 ml 0,15 M Salzsäure miteinander
vermischt. Nach der Hydrolyse des TEOS werden 32,22 ml
Trimethylborat (TMB) tropfenweise zugegeben. Die Lösung
wird anschließend 2 Stunden lang bei 50°C gerührt.
Anschließend werden 15 ml 0,15 M Salzsäure und 20 g
Magnetitpulver zugegeben und im Ultraschallbad dispergiert.
Die Sprühtrocknung der so erhaltenen Dispersion erfolgt wie
in Beispiel 1 beschrieben.
Das auf diese Weise erhaltene Pulver aus beschichteten
Pigmentkörnern wird bei einer Temperatur von 700°C in
einer Stickstoff-Atmosphäre mit einer
Aufheizgeschwindigkeit von 1 K/min, einer Haltezeit von
1 Stunde bei 700°C und einer Abkühlgeschwindigkeit von
etwa 5 K/min getempert.
9,0 g dieses so hergestellten Pulvers werden mit 21,0 g
Glasfritten-Pulver und 12,0 g Siebdrucköl vermischt und
homogenisiert. Man erhält so die fertige Druckpaste, die in
der gleichen Weise wie in Beispiel 1 und 2 beschrieben auf
eine Floatglasscheibe aufgedruckt und eingebrannt wird.
Es wird wie im Beispiel 3 eine Druckpaste hergestellt, die
eine niedrigschmelzende Fritte in Form von Glaspulver sowie
Farbpigmente aus Magnetit enthält, die von einer
hochschmelzenden Glasschicht aus einem Borosilikatglas
umhüllt sind. Das Borosilikatglas besteht aus 84,1 Gew.-%
B₂O₃ und 15,9 Gew.-% SiO₂ und hat eine Schmelztemperatur
von etwa 1130°C.
Die Herstellung des Sols erfolgt in der gleichen Weise wie
in Beispiel 3, wobei in diesem Fall 7 ml Ethanol, insgesamt
34,8 ml 0,15 M Salzsäure, 93,87 g Tetraethoxysilan, 21,78 g
Trimethylborat und 20 g Magnetitpulver zum Einsatz kommen.
Auch die Sprühtrocknung wird wie in den voraufgehenden
Beispielen beschrieben durchgeführt.
Die thermische Nachbehandlung des nach der Sprühtrocknung
vorliegenden Pulvers zur Verdichtung der gelartigen
Umhüllung unter Entfernung der organischen Gruppen erfolgt
in diesem Fall bei 800°C in Stickstoff-Atmosphäre. Durch
die auf diese Weise vorgenommene Beschichtung der
Magnetitkörner verschiebt sich die zur Oxidation des
Magnetits erforderliche Temperatur von 280°C auf 780°C,
gemessen mit Hilfe der Differential-Thermo-Analyse bei
einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 K/min in Luft.
Das so hergestellte Pigmentpulver aus glasumhüllenden
Magnetitkörnern wird wie in Beispiel 3 beschrieben zur
Druckpaste weiterverarbeitet. Die mit einem derartigen
Email versehenen Glasscheiben sind recyclefähig und können
dem Floatglasgemenge beigemischt werden.
Es wird wie beim Beispiel 3 eine Druckpaste hergestellt,
die eine niedrig schmelzende Glasfritte in Form von
Glaspulver sowie Farbpigmente aus Magnetit enthält, die von
einer hochschmelzenden Glasumhüllung umgeben sind. Die
Glasumhüllung besteht in diesem Fall aus einem
Phosphorborosilikatglas der Zusammensetzung 67,4 Gew.-%
SiO₂, 21,7 Gew.-% P₂O₅ und 10,9 Gew.-% B₂O₃. Dieses Glas
hat eine Schmelztemperatur von etwa 1170°C.
Die Herstellung des Sols erfolgt wieder in ähnlicher Weise
wie in Beispiel 3, indem 20 ml Ethanol, 87,6 ml 0,15 M
Salzsäure, 270 ml Tetraethoxysilan (TEOS), 117,7 ml
Trimethylborat (TMB), 27,2 g P₂O₅ und 50 g Magnetit zum
Einsatz kommen. Ethanol, TEOS und die Hälfte der Salzsäure
werden vermischt. Nach der Hydrolyse des TEOS wird das TMB
tropfenweise zugegeben und die Lösung 2 Stunden lang bei
50°C gerührt. Anschließend werden die restliche Salzsäure,
danach das P₂O₅ und zuletzt das Magnetitpulver zugegeben
und 5 min im Ultraschallbad dispergiert. Die Sprühtrocknung
erfolgt analog zu Beispiel 1.
Das nach der Sprühtrocknung vorliegende Pulver aus
beschichteten Pigmentkörnern wird zur thermischen
Verdichtung bei 720°C in Stickstoff-Atmosphäre mit einer
Aufheizgeschwindigkeit von 1 K/min, einer Haltezeit bei
720°C von 1 Stunde und einer Abkühlgeschwindigkeit von ca.
5 K/min getempert.
Das so hergestellte Pigmentpulver aus glasumhüllten
Magnetitkörnern wird wie in Beispiel 3 beschrieben zur
Druckpaste weiterverarbeitet. Die mit einem derartigen
Email versehenen Glasscheiben sind recyclefähig und können
dem Floatglasgemenge beigemischt werden.
Claims (13)
1. Einbrennbare Druckpaste zum Bedrucken von
Glasoberflächen, mit einer niedrigschmelzenden
Glaskomponente, anorganischen Farbpigmenten und einer
organischen und/oder anorganischen
Bindemittelkomponente zur Einstellung der für den
Druckvorgang erforderlichen Fließeigenschaften und zur
Erzielung einer ausreichenden Festigkeit der
aufgedruckten Schicht nach dem Trocknen,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Druckpaste Farbpigmente enthält, die aus Kohlenstoff,
Titannitrid, Magnetit, Hämatit und/oder Kupferchromit
bestehen und mit einer 0,5 bis 5 µm dicken Schicht
eines Glases oder eines einer Glaszusammensetzung
entsprechenden thermisch verfestigten Gels umhüllt
sind.
2. Druckpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die die Farbpigmente umhüllende Glasschicht aus
Oxiden der Elemente Si, Pb, Bi, Zn, Ti, Zr, Al, B, P,
Ca, Mg, Na und/oder K besteht.
3. Druckpaste nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Farbpigmente umhüllende
Glas- oder thermisch verfestigte Gelschicht aus dem
Vierkomponenten-System PbO-B₂0₃-SiO₂-ZnO mit 65 bis
92 Gew.-% PbO, 5 bis 20 Gew.-% B₂O₃, 2 bis 10 Gew.-%
SiO₂ und 1 bis 5 Gew.-% ZnO besteht.
4. Druckpaste nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Farbpigmente umhüllende
Glas- oder thermisch verfestigte Gelschicht aus dem
Dreikomponentensystem PbO-B₂O₃-SiO₂ mit 70 bis
90 Gew.-% PbO, 5 bis 15 Gew.-% B₂O₃ und 5 bis
15 Gew.-% SiO₂ besteht.
5. Druckpaste nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Farbpigmente umhüllende
Glas- oder thermisch verfestigte Gelschicht aus dem
Zweikomponentensystem SiO₂-B₂O₃ mit 70 bis 90 Gew.-%
SiO₂ und 10 bis 30 Gew.-% B₂O₃ besteht.
6. Druckpaste nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Farbpigmente umhüllende
thermisch verfestigte Gelschicht aus SiO₂ besteht.
7. Druckpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die niedrigschmelzende
Glaskomponente ausschließlich durch die glasartige
oder gelartige Umhüllung der Farbpigmente gebildet
ist.
8. Druckpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die niedrigschmelzende
Glaskomponente teilweise durch die glasartige oder
gelartige Umhüllung der Farbpigmente und teilweise
durch eine zusätzliche Glasfritte gebildet ist.
9. Druckpaste nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die glasartige oder gelartige Umhüllung der
Farbpigmente die gleiche Zusammensetzung aufweist wie
die Glasfritte.
10. Druckpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die glasartige oder gelartige
Umhüllung der Farbpigmente eine andere Zusammensetzung
mit einer höheren Schmelztemperatur aufweist als die
Glasfritte.
11. Druckpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Farbpigmente mit einer nach
dem Sol-Gel-Verfahren hergestellten Umhüllung versehen
sind.
12. Verfahren zur Herstellung einer einbrennbaren
Druckpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit
einer niedrigschmelzenden Glaskomponente,
anorganischen Farbpigmenten und einer organischen
und/oder anorganischen Bindemittelkomponente, dadurch
gekennzeichnet, daß als Farbpigmente Kohlenstoff,
Titannitrid, Magnetit, Hämatit und/oder Kupferchromit
verwendet werden, die nach dem Sol-Gel-Verfahren mit
einer 0,5 bis 5 µm dicken Schicht eines einer
Glaszusammensetzung entsprechenden Gels umhüllt
werden, das durch eine anschließende Temperbehandlung
bei Temperaturen im Bereich der
Transformationstemperatur des daraus resultierenden
Glases in das entsprechende Glas überführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperbehandlung der gelbeschichteten,
redoxempfindlichen Farbpigmente in einer
Schutzgasatmosphäre vorgenommen wird.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19525658A DE19525658C1 (de) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Einbrennbare Druckpaste zum Bedrucken von Glasoberflächen und Verfahren zur Herstellung der Druckpaste |
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