DE19827070A1 - Verfahren zum Beschichten und Dekorieren von metallischen Werkstücken - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten und Dekorieren von metallischen Werkstücken, wobei Emailschlicker in mindestens einer Schicht auf das Werkstück aufgetragen, getrocknet, in einem Brennofen eingebrannt und beschriftet wird. DOLLAR A Um ein kostengünstiges Verfahren zum Beschichten und Dekorieren von metallischen Werkstücken zu finden, bei dem auf das Werkstück mindestens eine Schicht Emailschlicker aufgetragen und die Prozeßparameter des Emaillierverfahrens ebenso wie die Zusammensetzung des Emailschlickers beibehalten werden, wird eine Tintenflüssigkeit auf den Emailschlicker aufgebracht, bevor er im Brennofen eingebrannt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten und Dekorieren von metallischen Werk­ stücken, wobei auf das Werkstück mindestens eine Schicht Emailschlicker aufgetragen, ge­ trocknet, in einem Brennofen eingebrannt und beschriftet wird.

Es ist allgemein bekannt, daß die Oberflächen der zu emaillierenden metallischen Werkstücke in den meisten Fällen zuerst vorbehandelt werden, um dabei für das jeweilige Emaillierver­ fahren den geeigneten Ausgangszustand zu erhalten. Beim Vorbehandeln kann neben der absoluten Entfernung von Ölen, Fetten und evtl. vorhandener Roststellen auch die Bildung einer Haftvermittlungsschicht erfolgen, die besonders reaktionsfähig ist (z. B. bei einer Di­ rektweißemaillierung). Zum Vorbehandeln zählen insbesondere solche Verfahrensschritte wie Entfetten, Beizen, Vernickeln, Aktivieren und Trocknen. Beim Naßemaillieren wird der Email­ schlicker z. B. durch elektrophoretisches Abscheiden, Spritzen, Tauchen oder Fluten aufge­ tragen. Der aufgebrachte Emailschlicker wird anschließend bei geringeren Temperaturen ge­ trocknet, bevor der angetrocknete Emailbisquit in einem Brennofen eingebrannt wird.

Es ist vielfach notwendig, daß emaillierte Werkstücke auch dekoriert werden müssen. Dazu ist es allgemein bekannt, nach vollständiger Beendigung des Beschichtungsverfahrens, im An­ schluß an das Einbrennen der Emailschicht einen Dekorauftrag in Form von Schriftzeichen-, Farbkombinationen, Bildern o. ä. mit einer Emailfarbe vorzunehmen. Dieses erfolgt z. B. durch Schablonieren, Direktdruck (Siebdruck) oder Pinsel. Die aufgetragene Emailfarbe wird ab­ schließend in einem weiteren Verfahrensschritt eingebrannt. Weiterhin ist es bekannt, durch Umdruck (z. B. Abziehbilder) auf die emaillierte Oberfläche aufzubringen. Aber auch hierbei sollte abschließend wieder ein Dekoreinbrand erfolgen. Alle diese Verfahren haben also den Nachteil, daß nach Beendigung des eigentlichen Beschichtungsverfahrens ein nochmaliger Einbrand erfolgen muß, um eine genügende Abriebfestigkeit des Dekors zu gewährleisten. An­ sonsten ist ein Farbauftrag ohne Einbrand nicht ausreichend abriebfest. Letzteres ist aber ins­ besondere dann unzureichend, wenn ein derart behandeltes Werkstück im Haushalt eingesetzt wird und ständig einer Reinigung mit Putzmitteln und/oder Hartschwamm o. ä. standhalten muß. Nach mehreren Reinigungsvorgängen wäre das Dekor nicht mehr vollständig, egal in welcher Form (Schriftzeichen, Bild o. ä.) es vorhanden ist.

Um ein dauerhaft abriebfestes Dekor, insbesondere eine Beschriftung auf einer emaillierten Oberfläche zu erreichen, wird in der DE 35 39 047 C2 ein Verfahren offenbart, welches die Anwendung der Lasertechnik vorsieht. Eine Laserbehandlung hat hierbei den Vorteil, daß sie in unterschiedlichen Abschnitten des Beschichtungsverfahrens oder auch danach erfolgen kann.

Der Laserstrahl kann sowohl auf eine ungebrannte oder eine noch heiße Emailschicht, als auch noch nach einem Emaileinbrand auf die Oberfläche aufgebracht werden. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß bereits vor Beginn des Emaillierverfahrens diese Möglichkeit berücksichtigt werden muß, weil ein Zusatz bestimmter Stoffe (wie Oxide des Titans, Zinn, Cers, Antimons) zum Emailschlicker erforderlich ist. Diese zugesetzten Trübungsmittel lösen bei Einwirkung des La­ serstrahles örtlich und optisch auflösende Reaktionen aus und bewirken dadurch die für eine Beschriftung gewünschten farblichen Änderungen im Email. Eine Dekoration dieser Art verur­ sacht allerdings hohe Kosten. Aus ökonomischen Gründen sollten in einer Emaillieranlage, in der unterschiedlich geformte Werkstücke beschichtet werden oder die fertigen Werkstücke für . einen unterschiedlichen Einsatz vorgesehen sind, die Durchläufe der Werkstücke genau und langfristig eingeteilt werden. Diese Aufteilung sollte auch eingehalten werden, um nicht den ge­ samten Produktionsablauf durcheinander zu bringen. Als andere, möglichst wirtschaftliche, Al­ ternative sind z. B. auch mehrere Emailbeschichtungsbäder mit unterschiedlichen Rezepturen (mit und ohne Trübungsmittel) denkbar, wobei die Werkstücke je nach bereits bekannter Not­ wendigkeit eines Dekors in einem entsprechenden Bad beschichtet werden. Eine verfahrens­ technisch einfachere Lösung besteht allerdings darin, einen Emailschlicker mit den Zusätzen der Trübungsmittel auf alle Werkstücke aufzutragen, auch wenn derzeit keine Beschriftung an einigen Werkstücken vorgenommen wird. Allerdings steigen dadurch die Kosten für die Email­ lierung enorm an. Alle Möglichkeiten einer Laserbeschriftung haben also einen wesentlichen Nachteil, nämlich daß derartige Verfahren in jeglicher Hinsicht einen erhöhten Aufwand erfor­ dern, insbesondere durch die veränderte Zusammensetzung des Emailschlickers.

Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Beschichten und dauerhaft abriebfesten Dekorieren von metallischen Werkstücken zu finden, bei dem ein Auftrag von Emailschlicker ohne Änderung seiner Zusammensetzung und mit übli­ chen Prozeßparametern erfolgen soll.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 an­ gegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.

Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen neben einem schnellen Verfahrensablauf insbesondere darin, daß sowohl die Zusammensetzung des Emailschlickers als auch alle bis­ herigen Prozeßparameter beim Emaillieren eines metallischen Werkstückes unverändert blei­ ben. Ein Dekorieren mit einer Tintenflüssigkeit kann bei allen oder gezielt nur bei ausgewählten Werkstücken erfolgen, immer jedoch vor dem Einbrennen des Emailbisquits. Dadurch erübrigt sich ein nochmaliger nachträglicher Brand. Die Tintenflüssigkeit ist dabei in unterschiedlicher Weise auf das beschichtete Werkstück aufbringbar. In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt das Auftragen der Tintenflüssigkeit mit einer Tintenstrahleinrichtung, die auch bei geringen Platzverhältnissen in den vorhandenen Prozeßablauf eingeordnet werden kann, d. h. auch be­ stehende Emaillieranlagen können mit einer Tintenstrahleinrichtung nachgerüstet werden. Als Tintenstrahleinrichtung sind auch alle für eine industrielle Verwendung nutzbaren Drucker ge­ eignet.

Bei naß emaillierten Teilen ist es besonders vorteilhaft, wenn der Emailschlicker angetrocknet ist, bevor eine Beschriftung erfolgt. Dabei wird ein Verlaufen der Schriftränder im feuchten Emailschlicker vermieden. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht ein Beimischen von färbenden Substanzen bzw. Emailfarben zur Tintenflüssigkeit vor. Dadurch wird die einzigartige Möglichkeit geschaffen, nicht nur Beschriftungen oder grafische Muster aufzutragen, sondern nach insgesamt nur einem Einbrennen auch eine dauerhafte farbige Dekorgestaltung auf dem Werkstück herbeizuführen. Insgesamt ist ein besonderer Vorteil darin zu sehen, daß beispiels­ weise Teile von Haushaltgeräten, die oft einer Reinigung unterzogen werden, wie beispiels­ weise Bedienblenden bei Herden, Geschirrspül- und Waschmaschinen, in einem Arbeitsver­ fahren emailliert und dekoriert werden. Diese Werkstücke sind dann neben der Beschichtung für ihre gesamte Lebensdauer abriebfest dekoriert bzw. beschriftet, unabhängig von der Häu­ figkeit ihrer Reinigung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend näher beschrieben. Bei einem Verfah­ rensablauf zum Beschichten und Dekorieren wird als Beschichtungsmaterial insbesondere Email auf die metallischen Werkstücke aufgetragen. Dazu werden die Oberflächen der metal­ lischen Werkstücke, die beispielsweise für Haushaltgeräte verwendet werden, zuerst in einer Vorbehandlungsanlage mit mehreren Bädern entfettet, gebeizt, vernickelt, aktiviert, ge­ trocknet und mehrfach gespült. Dadurch erhalten sie einen für das jeweilige Emaillierverfahren geeigneten Ausgangszustand. Das bedeutet insbesondere, daß sie danach mindestens absolut fett- und rostfrei sind. Außerdem können sie eine reaktionsfähige Haftvermittlungsschicht er­ halten haben, soweit diese für das Beschichten (z. B. Direktweißemaillierung) notwendig ist. An­ schließend erfolgt in mindestens einem Prozeßbad der Auftrag von Emailschlicker. Beim Naß­ emaillieren geschieht dieses beispielsweise durch elektrophoretische Abscheidung, Spritzen, Tauchen oder Fluten. Nach dem Prozeßbad sollte mindestens in einem Spülbad gespült wer­ den, bevor der Emailschlicker in einer Trocknungseinrichtung bei geringeren Temperaturen an­ getrocknet wird. Auf den getrockneten Emailbisquit wird ein Dekor mit einer Tintenflüssigkeit aufgetragen. Der Auftrag kann beispielsweise mit einem Pinsel oder einer Tintenstrahleinrich­ tung erfolgen. Als Tintenstrahleinrichtung ist jeder industriell einsetzbare Tintenstrahldrucker verwendbar. Es sind hierbei u. a. zwei Bedruckungsverfahren bekannt, bei denen entweder eine Ablenkung des Tintenstrahls erfolgt oder eine Matrix vor der Tintenstrahleinrichtung angeordnet ist. Die Matrix enthält Ausschnitte mit mindestens solchen Zeichen, welche als Dekor auf dem Werkstück gewünscht sind. Eine Matrix kann bei Bedarf gegen eine andere ausgetauscht werden, wodurch jeder Dekorauftrag möglich ist, unerheblich ob in Schrift-, grafischer und/oder Bildform.

Für den Auftrag des Dekors wird die Matrix entweder gemeinsam mit der Tintenstrahleinrich­ tung vor dem Werkstück bewegt oder das Werkstück bewegt sich entsprechend vor der Matrix, wobei diese mit der Tintenstrahleinrichtung verbundenen ist. Die Tintenstrahleinrichtung kann beweglich angeordnet sein, so daß der Tintenstrahl auf dem Werkstück an jede gewünschte Position bringbar ist. Der Tintenflüssigkeit können je nach Wunsch färbende Substanzen oder Emailfarben beigemischt werden, um auch ein mehrfarbiges Dekor erhalten zu können.

Abschließend wird die Emailschlickerschicht in einem Brennofen eingebrannt. Dabei ist es un­ erheblich, ob der Emailschlicker auf den im Brennofen vorhandenen Werkstücken beschriftet oder unbeschriftet ist. Es verändern sich weder die üblichen Einbrenntemperaturen noch die Einbrennzeiten. Auch die Zusammensetzung des Emailschlickers bleibt gleich und ist nicht von einer Dekorierung des Werkstückes abhängig.

Claims (8)

1. Verfahren zum Beschichten und Dekorieren von metallischen Werkstücken, wobei minde­ stens eine Schicht Emailschlicker auf das Werkstück aufgetragen, getrocknet, in einem Brennofen eingebrannt und beschriftet wird dadurch gekennzeichnet, daß eine Tintenflüssigkeit auf den Emailschlicker aufgebracht wird, bevor dieser im Brenn­ ofen eingebrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenflüssigkeit auf getrockneten Emailschlicker aufgetragen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenflüssigkeit mindestens eine färbende Substanz beigemischt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenflüssigkeit mindestens eine Emailfarbe beigemischt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Tintenflüssigkeit Beschriftungen in Form von Schriftzeichen und/oder Zahlen und/oder graphischen Darstellungen und/oder Bilddekoren auf das Werkstück aufgebracht werden.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenflüssigkeit mit einer Tintenstrahleinrichtung auf das Werkstück aufgetragen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenflüssigkeit mit der Tintenstrahleinrichtung eines Tintenstrahldruckers aufge­ tragen wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenflüssigkeit mit einem Schreibstift oder einem Pinsel aufgetragen wird.