DE19617228C2 - Verfahren zur Herstellung einer Bleiglasimitation auf Isolierglasscheiben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bleiglasimitation auf Isolierglasscheiben.

Es ist bekannt, farbige Verglasungen als Flachglasdekoration zu verwenden. Hierbei wird schon seit alter Zeit vor allem die Bleiverglasung zur dekorativen Aufwertung von Fenstern im Wohnbereich und vor allem in Kirchen, aber auch bei Schrank- oder Vitrinenverglasungen eingesetzt. Die früher verwendeten bleiverglasten Scheiben wurden dabei als Einzelscheiben (Einfachverglasung) hergestellt. Besonders im Fensterverglasungsbereich hatten diese den Nachteil, daß sie schlechte Wärmeisolationseigenschaften besaßen und verhältnismäßig empfindlich auf mechanische Belastungen reagierten. Später, als im Zuge von Energiesparmaß­ nahmen besonders im Wohnbereich wärmedämmende Isolierglasfenster (Doppelverglasung) eingeführt wurden, suchte man Möglichkeiten, die dekorativen Vorzüge der Bleiverglasung auch hier zu verwirklichen. Dazu wurden und werden bleiverglaste Scheiben im evakuierten Zwischenraum der Isolierglasscheibe untergebracht. Ein direktes Aufbringen der farbigen Verglasung auf die Isolierglasscheibe war bisher nicht möglich, da dieses die physikalischen und statischen Eigenschaften der Isolierglasscheibe stark beeinträchtigte. Eine bleiverglaste Scheibe ist in Form und Gestalt an fertigungsmäßige Grundsätzlichkeiten gebunden. So ist es z. B. nicht möglich, fein gegliederte Darstellungen im üblichen Fertigungsgang zu gestalten, sondern man bedient sich hilfsweise der Glasmalerei. Oftmals verwendet man auch Farbfolienbilder, die man dann mit Bleistegen umgibt. Dadurch wird der optische Effekt und die ästhetische Gestaltungs­ form negativ beeinträchtigt, was durch die umgebenden Glasscheiben noch verstärkt wird. Darüber hinaus ist es bislang nicht gelungen, farbige Verglasungen auf ein- oder mehrfach gewölbten Glasflächen aufzutragen, ohne die bildliche Gesamtheit zu beeinträchtigen.

Die DE 39 32 424 C1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines reliefartigen Dekors auf keramischen oder silikatischen Oberflächen, bei dem man eine Glasfritte mit Farbpigmenten in einem geeigneten flüssigen Medium anpastet, den keramischen Träger damit in einer Schichtdicke von mindestens 100 µm dekoriert und anschließend das Dekor im Schnell­ brand bei 800 bis 900°C oder im Normalbrand bei 700 bis 800°C einbrennt.

Die EP 0 601 346 A1 beschreibt ein Verfahren zur Beschichtung von Glas- oder Glaskera­ miksubstraten mit keramischen Farben, bestehend aus einem Grundemail und einer Zumi­ schung von einem oder mehreren Pigmenten, wobei dem Grundemail vor dem Einbrennen zusammen mit den Pigmenten temperaturbeständige, gegenüber dem Grundemail und den Pigmenten chemisch inerte, optisch inaktive, elastische anorganische Stoffe in feinteiliger Form in einer Menge von 1-20 Gew.-% zugemischt werden. Die Stoffe werden in dünn- bis zähflüssigen Auftragshilfsmitteln dispergiert, die sich teils beim Trocknen der aufgebrachten Farben, teils beim Brennen verflüchtigen. Der Einbrand der keramischen Farben erfolgt bei 550-650°C oder bei 800-950°C.

Die GB 2 104 057 A beschreibt ein Glas- oder Keramiksubstrat mit einer Emailbeschichtung, welche 3-25 Gew.-% Aluminiumflocken, verteilt in einem Glasfluß, enthält, wobei die Alu­ miniumflocken eine maximale Ausdehnung von weniger als 88 µm haben und der Glasfluß eine Glasübergangstemperatur von 420 bis 490°C und eine Erweichungstemperatur von 475 bis 560°C hat. Die Emailbeschichtung wird nach dem Auftrag auf das Substrat bei 550 bis 650°C für 5-30 Minuten eingebrannt.

Das US-Patent 4 420 501 beschreibt ein Verfahren zum Aufbringen einer farbigen Beschich­ tung auf einem Glassubstrat. Die Beschichtung enthält ein anorganisches Pigment, ein Me­ tallpulver, eine Glasfritte und ein UV-polymerisierbares organisches Bindemittel. Das Bindemittel soll lange Trocknungszeiten von frisch aufgetragenen Emailpasten vermeiden. Das Einbrennen der gehärteten Farbschicht auf dem Glassubstrat erfolgt beispielsweise bei 780°C.

Die DE 295 15 323 U1 beschreibt ein farbiges Isolierglaselement, das wenigstens zwei un­ mittelbar nebeneinander angeordnete planparallel beabstandete Einzelscheiben nicht einge­ färbten Tafelglases aufweist, bei dem zwischen zwei unmittelbar benachbarten Einzelschei­ ben gebrochene farbige Glasstücke in einer der flächenhaften Ausdehnung des Isolierglas­ elementes entsprechenden Orientierung eingebracht sind.

DE-GM 77 12 700 beschreibt eine Isolierglasscheibe, bei der der optische Eindruck einer nach antiker Art verglasten Doppelscheibe oder Bleiverglasung dadurch vermittelt wird, daß eine der Einzelscheiben durch beidseitig und in Deckung gegenüberliegend aufgeklebte Metallste­ ge oder Metallstreifen in Felder aufgeteilt ist. Wahlweise können diese Felder der Isolierglas­ scheibe eingefärbt sein. Die Metallstege oder Metallstreifen bestehen aus Messing, Kupfer, Neusilber oder Blei.

Die DE 30 29 613 A1 beschreibt eine Dekor-Isolierglasscheibe als Zweifach- oder Mehrfach­ scheibe, bei der längs des umfänglichen Randes zur Scheibendistanzierung Abstandshalter mit nach außen aufgebrachter Versiegelung vorgesehen sind, wobei auf der inneren Schei­ benoberfläche der Außenscheibe oder einer zwischen Außenscheibe und Innenscheibe ange­ ordneten Scheibe Dekorelemente aufgebracht oder eingeätzt sind und die Dekorelemente durch auf beiden Scheibenoberflächen aufgebrachte Folienstreifen bzw. Metall, Holz oder Kunststoff eingerahmt sind und die Dekorscheibe als Blankscheibe oder Farbscheibe aus Silikatglas oder Carbonatglas besteht.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer farbigen Verglasung zu schaffen, die, wenn sie im Außenbereich einer Glas- oder Isolierglasscheibe angebracht ist, witterungsbeständig ist, die statischen und physikalischen Eigenschaften des Glases nicht beeinträchtigt und als Imitation von Bleiverglasungen gestaltet und auch auf gewölbten Scheiben aufgebracht sein kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man eine wasserhaltige Paste eines in der Schmelze glasbildenden Stoffes in Pulverform, der entweder beim Erstarren aus der Schmelze eine Eigenfarbe hat oder in der Schmelze lösliches oder feinteilig dispergierbares Farbpigment enthält, auf dem Glas in einer Schichtdicke entsprechend einer Trockendicke von 0,3 mm bis 0,8 mm aufträgt, an Luft bei Temperaturen zwischen 16 und 480°C trocknet und anschließend bei 500 bis 1.000°C brennt.

Die auf dem Glasuntergrund aufgetragene Paste muß gleichmäßig durchgetrocknet sein, was besonders wichtig und von großem Vorteil ist, da sonst der farbige Glasauftrag beim anschließenden Brennen abplatzen kann. Wird dieser Trocknungsprozeß an Luft bei Raumtemperatur zwischen 16 und 30°C durchgeführt, so werden bevorzugt Trockenzeiten von 20 bis 28 Stunden eingehalten.

Bevorzugt werden auch Trockentemperaturen von 450 bis 480°C eingehalten, wobei die Scheibe mit der farbigen Glasauflage im abgedeckten Zustand für 20 bis 25 Minuten getrocknet wird. Dadurch wird nicht nur die Trocknungszeit um ein Vielfaches heruntergesetzt, sondern auch eine garantiert gleichmäßige Durchtrocknung erreicht. Weiterhin ist beim Auftragen der Paste auf die Einhaltung der Schichtdicke zu achten, die einer Trockendicke von 0,3 mm bis 0,8 mm, bevorzugt 0,5 mm bis 0,6 mm, entspricht, da die farbige Verglasung nur bei Einhaltung dieser Trockendicke eine besonders witterungsbeständige Auflage liefert, die sich besonders gut mit dem Untergrund verbindet. Die Brenntemperaturen von 500 bis 1.000° C, bevorzugt 600 bis 700°C, reichen aus, um eine stabile Verbindung der farbigen Verglasung mit dem Untergrund herzustellen und diese thermisch miteinander zu verbinden. Der Vorteil dieser relativ niedrigen Brenntemperaturen besteht darin, daß es im Glasuntergrund nicht zu Temperaturspannungen und damit einhergehenden physikalischen und statischen Beein­ trächtigungen des Glases kommt. Während der Entwicklungsarbeiten, die zu der vorliegenden Erfindung geführt haben, hat sich überraschend gezeigt, daß selbst so schonende Brenn­ temperaturen eine stabile Verbindung der farbigen Verglasung mit dem Glasuntergrund und damit eine über Jahre hinweg witterungsbeständige Dekorglasauflage liefern. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erfüllt sogar die hohen statischen und physikalischen Ansprüche, die an die Stabilität einer Isolierglasscheibe gestellt werden.

Bevorzugt werden bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung Metalloxide als Farbpigmente eingesetzt. Die stabilsten Farbpigmente sind aber meistens Mischkristalle oder Mischver­ bindungen von Metalloxiden aus zwei- und dreiwertigen Metalloxiden. Die wichtigsten farbgebenden Komponenten sind dabei die Oxide von Eisen, Kobalt, Kupfer, Mangan, Chrom, Nickel und Vanadium, die untereinander oder mit den farblosen bzw. weißtrübenden Oxiden von Aluminium, Calcium, Silicium, Zirkonium, Titan, Zinn, Antimon, Blei, Zink und Mangan zur Reaktion gebracht werden. Die Mischverbindungen entstehen dabei durch die Reaktion der einzelnen Oxide beim Brennen. Die entstehenden Mischverbindungen besitzen häufig eine Kristallgitterstruktur vom Spinelltyp, wie z. B. ZnCr₂O₄ (ZnO . Cr₂O₃), Fe₃O₄ (FeO . Fe₂O₃), CoCr₂O₄ (CoO . Cr₂O₃), usw. Pigmente können auch in der Glasschmelze selbst entstehen, wobei pulverförmige Farbkörper mit einem Glasfluß gemischt und anschließend gebrannt werden. Dabei ist darauf zu achten, daß die verwendeten farblosen Glasflüsse optimal auf den Farbkörper abgestimmt sind, da diese die gewünschte Farbe beeinflussen.

Bevorzugt werden bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung Farbpigmente verwendet, die Perlglanzpigmente und/oder Metallicpigmente umfassen. Perlglanzpigmente, die hier bevorzugt auf der Basis von Glimmerplättchen eingesetzt werden, erzeugen einen perlmutterähnlichen Glanz und wurden ursprünglich bei der Nachahmung natürlicher Perlen verwendet. Perl­ glanzpigmente bestehen aus transparenten Schichten aus Materialien mit abwechselnd hohen bzw. niedrigen Brechungsindizes. Synthetische Perlglanzpigmente sind transparente oder lichtabsorbierende Kritallplättchen mit einer mehrschichtigen Struktur, wobei die verschiedenen Schichten unterschiedliche Brechungsindizes und Lichtabsorptionseigenschaften besitzen. Die Kristalle von Perlglanzpigmenten sind in der Regel auf der Grundlage von Bleikarbonat und Bismutoxichlorid zusammengesetzt, können aber auch Hydroxide, Halogenide, Phosphate, Carbonate und Arsenate von Zink, Calcium, Barium, Quecksilber, Wismut, Blei und anderen Kationen aufweisen.

Metallicpigmente, die hier bevorzugt in Form kleiner metallischer Flocken verwendet werden, bestehen häufig aus Aluminium oder Kupfer-Zink-Bronze. Sie wirken wie kleine Spiegel und reflektieren fast das gesamte einfallende Licht, weshalb sie einer Oberfläche, auf der sie aufgebracht sind, einen metallischen Glanz verleihen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als Metallicpigmente Kupfer- Gold-Metallic- und/oder Blei-Metallicfarbpigmente verwendet. Dadurch lassen sich Farb- und Metalliceffekte erzielen, die durch herkömmliche Metallicpigmente nicht zu erhalten sind.

Bevorzugt umfaßt die für das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Paste mindestens ein organisches Bindemittel. Es dient zum einen dazu, die Viskosität der Paste einzustellen und diese an bestimmte Applikationserfordernisse anzupassen, und zum anderen läßt sich durch Variation der flüchtigen Komponente des Bindemittels der Vorgang und der zeitliche Verlauf der Lufttrocknung beeinflussen. Beim späteren Brennen verflüchtigen sich die organischen Bestandteile. Enthält das organische Bindemittel glasbildende oder Glasflußmittel, so können dadurch bestimmte Farbeffekte und Materialeigenschaften der Verglasung beeinflußt werden.

Bevorzugt werden nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung die Farbverglasungen auf der Außenseite einer aus mehreren Glasscheiben bestehenden Isolierverglasung aufgebracht. Aufgrund der hohen Witterungsbeständigkeit und der Tatsache, daß das vorliegende Verfahren die statischen und physikalischen Eigenschaften der Isolierverglasung kaum beeinflußt, ist dieses Verfahren besonders zur optischen Glasveredelung auf der Außenseite von Fenstern und Türen im Wohnbereich geeignet. Die direkt nach außen gerichtete Farbverglasung ist gegenüber der Anordnung von Farbglas im Zwischenraum zwischen den Scheiben einer Isolierverglasung optisch wesentlich ansprechender und erreicht durch zusätzliche Ein- und Mehrflächenwölbung einen Höhepunkt ästhetischer Gestaltungsform.

Eine besondere Eigenschaft und eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist, daß die farbige Verglasung auf gewölbte Glasscheiben aufgebracht wird. Auf diese Weise können optische Effekte bei der Imitation von Bleiglas, erzielt werden, wie sie bisher nicht möglich waren, ohne erhebliche Nachteile hinsichtlich der Witterungsbeständigkeit und Langlebigkeit der Verglasung und hinsichtlich physikalischer und statischer Eigenschaften der Verbindung aus Verglasung und Untergrund in Kauf nehmen zu müssen. Durch das Verfahren können optisch ansprechende Bleiglasimitationen hergestellt werden, die zugleich die wärmedämmenden Eigenschaften von Isolierglasfenstern besitzen.

In Langzeitversuchen von mindestens 1 1/2 Jahren haben sich farbige Verglasungen nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung als besonders haltbar gegenüber jeglichen Witterungsein­ flüssen gezeigt. Es wurden weder Ablösungserscheinungen der Farbverglasung vom Glasuntergrund noch irgendwelche farblichen Veränderungen im Laufe der Zeit beobachtet.

Die farbige Verglasung nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung gestattet somit einen erheblich größeren optischen und gestalterischen Spielraum als herkömmliche Farbverglasungen und liefert ein optisch ansprechenderes und im Außenbereich beständigeres Produkt.

Grundsätzlich wird der Farbauftrag auf der Vorderseite, also der dem Wetter zugewandten Seite der Glasscheibe vorgenommen. Die Konturen der Farbverglasung sind erhaben und fühlbar. Ihre Dicke beträgt je nach Design 0,3 bis 0,8 mm. Die Auslegung der Designpartien mit Farbe erfolgt auf der Rückseite der Scheibe mit transparenten Farben.

Neben der imitierten Bleiverglasung, die Ausgangspunkt der Entwicklung war, können auch andere Sonderfarben mit Metalleffekt zur Anwendung kommen, wie z. B. Grüngold, Rotgold, Silber, Bronze oder Kupfer.

Beispiel für ein bevorzugtes Verfahren

Zuerst erfolgt ein gleichmäßiger Auftrag der Farbe in einer Schichtdicke entsprechend einer Trockendicke von 0,5 mm auf der Scheibe. Anschließend wird die Farbe in einem aufgeheizten Raum bei 450 bis 480°C für 20 bis 25 Minuten getrocknet. Es folgt die farbliche Gestaltung der einzelnen Designpartien auf der rückwärtigen Seite der Scheibe. Schließlich erfolgt der Brenn- und/oder Wölbvorgang der Scheibe je nach Design bei 640 bis 660°C.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung einer Bleiglasimitation auf Isolierglasscheiben, bei dem man eine wasserhaltige Paste eines in der Schmelze glasbildenden Stoffes in Pulverform, der entweder beim Erstarren aus der Schmelze eine Eigenfarbe hat oder in der Schmelze lösliches oder feinteilig dispergierbares Farbpigment enthält, auf dem Glas in einer Schichtdicke entsprechend einer Trockendicke von 0,3 mm bis 0,8 mm auf­ trägt, an Luft bei Temperaturen zwischen 16 und 480°C trocknet und anschließend bei 500 bis 1.000°C brennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockendicke der Paste 0,5 mm bis 0,6 mm beträgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockentemperatur 16 bis 30°C und die Dauer der Lufttrocknung 20 bis 28 Stunden beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockentemperatur 450 bis 480°C und die Dauer der Trocknung 20 bis 25 Minuten beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenntemperatur 600 bis 700°C beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbpigment ein Metalloxid ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbpigment ein Perlglanzpigment und/oder ein Metallicpigment umfaßt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste Metallflocken als Metallicpigment und/oder Glimmerplättchen als Perlglanzpigment umfaßt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste Kupfer-Gold-Metallic- und/oder Bleimetallic-Farbkörper umfaßt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste mindestens ein organisches Bindemittel umfaßt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die farbige Verglasung auf der Außenseite einer aus mehreren Glasscheiben bestehenden Isolierverglasung aufgebracht wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die farbige Verglasung auf gewölbten Glasscheiben aufgebracht wird.