DE3110033A1 - Verfahren zur herstellung gebogener und teilweise gefaerbter glasscheiben - Google Patents

Verfahren zur herstellung gebogener und teilweise gefaerbter glasscheiben

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DE3110033A1 DE19813110033 DE3110033A DE3110033A1 DE 3110033 A1 DE3110033 A1 DE 3110033A1 DE 19813110033 DE19813110033 DE 19813110033 DE 3110033 A DE3110033 A DE 3110033A DE 3110033 A1 DE3110033 A1 DE 3110033A1
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer teilweise gefärbten und wenigstens teilweise gebogenen Glasscheibe, bei dem eine gefärbte Schicht gleichzeitig mit dem Formen unter Druck der Glasscheibe gebildet wird. Dieses Verfahren ist für die Herstellung von Fensterscheiben für Fahrzeuge geeignet.
Für die Fenster von Fahrzeugen, und insbesondere für die Seiten- und Rückfenster von Automobilen, besteht in letzter Zeit ein wachsender Trend, eine teilweise gefärbte Fensterscheibe zu verwenden, die eine gebogene Glasscheibe ist und eine gefärbte und opake oder durchscheinende Schicht aufweist, die für Schmuck oder ästhetische Zwecke auf der Oberfläche der Glasscheibe, die die Innenseite der Fensterscheibe wird, in einem Randbereich entlang des gesamten Umfangs gebildet ist«
Üblicherweise wird solch eine gefärbte Schicht gebildet, wenn eine flache Glasscheibe von definiertem Profil in eine gewünschte gebogene Scheibe unter Druck geformt wird, indem eine gefärbte Paste verwendet wird, die durch Kneten einer Mischung aus einem anorganischen Pigment, einer Glasmasse mit einer relativ geringen Schmelztemperatur und einem Trägermittel, wie z.B. einem Öl, hergestellt wurde. Als geringfügige Abänderung kann das anorganische Pigment in die Glasmasse dadurch eingebracht werden, dass das Pigment zu einer pulverförmigen Mischung für die Herstellung der Masse zugegeben wird. Zuerst wird die Paste auf die flache Glasscheibe, z.B. durch eine Siebdrucktechnik, aufgebracht und bedeckt den vorgesehenen Randbereich der Glasoberfläche als eine dünne Schicht. Nach dem Trocknen der gefärbten Pastenschicht wird die * Glasscheibe auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um die Glasscheibe zu erweichen und die in der gefärbten Paste enthaltene Glasmasse zu schmelzen. Dann wird die erhitzte Glasscheibe einem üblichen Biegeverfahren unter Druck unterworfen, bei dem ein stempeiförmiges Formwerkzeug (male shaping tool) gegen die Oberfläche der Glasscheibe gepresst wird, auf die die Paste aufgebracht wurde. Die geschmolzene Glasmasse dient als Bindemittel für
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die anorganischen Pigmentteilchen und haftet stark auf der Glasoberfläche. Nach dem Kühlen ist der Randbereich der konkaven Seite der gebogenen Glasscheibe dicht mit einer gefärbten und filmähnlichen Glasschicht beschichtet.
Bei der praktischen Anwendung dieses Verfahrens zeigte sich jedoch ein Problem, daß häufig Schwierigkeiten beim Abtrennen des Formwerkzeuges von der unter Druck geformten Glasscheibe entstanden aufgrund der Haftung des Werkzeuges an der Glasscheibe. Da in einem solchen Fall eine unerwünschte Zugkraft auf die geformte Glasscheibe ausgeübt wird, kann die geformte Glasscheibe leicht eine unbeabsichtigte Verformung erleiden und wird bezüglich der Genauigkeit ihrer gebogenen Form unzufriedenstellend. Der Grund für die Haftung des Formwerkzeuges an der geformten Glasscheibe besteht darin, dass während der Formgebung unter Druck die geschmolzene Glasmasse, die als Bindereittelkomponente des Färbemittels dient, nicht nur an der erhitzten Oberfläche der Glasscheibe haftet", sondern auch an dem Formwerkzeug. Mit anderen Worten wirkt die geschmolzene Schicht des Färbemittels als eine Haftschicht zwischen dem Formwerkzeug und der Glasscheibe.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer teilweise gefärbten und entweder ganz oder teilweise gebogenen Glasscheibe zu schaffen, das grundsätzlich dem oben beschriebenen konventionellen Verfahren entspricht, das jedoch keine Schwierigkeiten bei der Trennung des Formwerkzeuges von dor geformten Glasscheibe bereitet und daher keine unbeabsichtigte Verformung der in gewünschter Weise geformten Glasscheibe ergibt. ■=■
Das erfindungsgemässe Verfahren weist folgende Schritte auf: Beschichten eines ausgewählten Bereichs einer Oberfläche einer flachen Glasscheibe mit einer Schicht eines Färbemittels, das ein anorganisches Pigment und eine Glasmasse enthält, die eine niedrigere Schmelztemperatur aufweist als die Glasscheibe, Erhitzen der Glasscheibe so, dass die Glasscheibe erweicht und
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die in der zuvor genannten Schicht enthaltene Glasmasse schmilzt, und Formen der erhitzten Glasscheibe unter Druck so zu einer gewünschten gebogenen Form, dass die geschmolzene, das Pigment enthaltende Glasmasse auf der Oberfläche der Glasscheibe zum Haften gebracht wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Färbemittel ein Aluminiumoxidpulver enthält, das auf den Oberflächen der Teilchen der Glasmasse haftet, bis die Glasmasse auf der Oberfläche der Glasscheibe schmilzt.
Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, besteht der einzige, aber wichtige Unterschied des erfindungsgemässen Verfahrens von dem ursprünglich beschriebenen konventionellen Verfahren in der Anwesenheit eines Aluminiumoxidpulvers auf den Oberflächen der Teilchen der Glasmasse, die in dem Färbemittel enthalten ist.
Venn das Färbemittel erfindungsgemäss auf die Oberfläche der Glasscheibe geschmolzen wird, bleibt das Aluminiumoxidpulver in Form von festen Teilchen und bedeckt einen grossen Teil des äusse— ren Oberflächenbereiches der geschmolzenen Färbemittelschicht und hindert das gegen die Glasscheibe gepresste Formwerkzeug, in direkten Kontakt mit der geschmolzenen Schicht in diesem Teil zu kommen. Daher haftet das Formwerkzeug nicht auf der geschmolzenen Schicht und kann leicht von der geformten Glasscheibe getrennt werden, ohne dass eine Zugkraft von merklicher Grosse auf die Glasscheibe ausgeübt wird. Andererseits behindert die Anwesenheit der festen Aluminiumoxidteilchen die starke Haftung der geschmolzenen Glasmasse auf der Oberfläche der Glasscheibe sowie die Haftung zwischen den geschmolzenen Glasmassenteilchen nicht merklich, da sich die geschmolzene Glasmasse unter dem Verformungsdruck durch die Zwischenräume zwischen den Aluminiumoxidteilchen bewegen kann«
Die erfindungsgemäss erzielte Verbesserung ist bemerkenswert wirksam zum Verhindern der Verformung der geformten Glasscheibe, die auf die Haftung des Formwerkzeuges an der Färbemittelschicht zurückzuführen ist. Ausserdem wird es bei dem erfindungsgemässen Verfahren möglich, eine höhere Heiztemperatur zum Erweichen der Glas-
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scheibe als bei dem konventionellen Verfahren anzuwenden, ohne die Wahrscheinlichkeit der Haftung des Formwerkzeuges an der geformten Glasscheibe zu erhöhen; daher ist dieses Verfahren selbst dann anwendbar, wenn die Glasscheibe eine beträchtlich grosse Dicke aufweist und/oder die Glasscheibe zu einer ziemlich komplizierten Form oder einer Form mit relativ kleinem Krümmungsradius unter Druck gepresst werden muss«
Erfindungsgemäss ist Aluminiumoxid (Al2O-) aus folgenden Gründen als Mittel zur Verhinderung der Haftung oder als Trennungsmittel ausgesucht worden. Erstens weist Aluminiumoxid eine sehr hohe Schmelztemperatur von etwa 2000 C auf. Zweitens hat Aluminiumoxid einen geringen Einfluss auf die Farbe der Beschichtung. Im Fall der Wiedergewinnung von beschädigten Produkten dieses Verfahrens als Glasscherben zur Verwendung in einem getrennten Glasherstellungsverfahren beeinträchtigt ausserdem die Anwesenheit einer kleinen Menge an Aluminiumoxid in den Glasscherben nicht die Qualität der neuen Glasprodukte, da Aluminiumoxid häufig als Bestandteil von Glasmischungen verwendet wird.
Ausser der Anwesenheit von Aluminiumoxidpulver ist das im erfindungsgemässen Verfahren verwendete Färbemittel den Färbemitteln ähnlich, die in dem eingangs beschriebenen konventionellen Verfahren verwendet werden. Es ist bequem, ein Färbemittel in Form einer Paste zu verwenden, die unter Verwendung eines geeigneten Trägermittels, wie z.B. einem trocknenden Öl, hergestellt wurde. Ein geeignetes Färbemittel kann erhalten werden, indem eine gefärbte Glasmasse verwendet wird, die durch Schmelzen einer pulverförmigen Mischung eines anorganischen Pigments und von Rohmaterialien einer niedrig schmelzenden Glasmischung hergestellt wurde. Alternativ kann auch eine Mischung eines anorganischen Pigments und einer farblosen Glasmasse verwendet werden.
Es ist geeignet ein Druckverfahren, wie zum Beispiel ein Siebdruckverfahren, anzuwenden, um einen ausgewählten Bereich der Oberfläche der Glasscheibe, wie zum Beispiel eines Randbereiches,
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der entlang des gesamten Umfangs der Glasscheibe läuft, mit einem erfindungsgemässen Färbemittel in Form einer Paste zu bedecken«
In jedem Fall ist es erforderlich, dass im Stadium des Aufbringens eines erfindungsgemässen Färbemittels auf die Oberfläche der Glasscheibe ein Aluminiumoxidpulver auf den Oberflächen der Teilchen der in dem Färbemittel enthaltenen Glasmasse in einem festhaftenden Zustand anwesend ist. Daher ist es im Fall einer Paste notwendig, das Aluminiumoxidpulver auf den Glasmassenteilchen zum Haften zu bringen, bevor die Glasmasse mit einem Trägermittel, wie zum Beispiel einem Öl, gemischt wird. Das geeigneteste Verfahren, um eine ausreichend starke und gleichmässige Haftung des Aluminiumoxidpulvers auf den Teilchen der Glasmasse zu erreichen, besteht darin, eine Mischung eines Aluminiumoxidpulvers und einer niedrig schmelzenden Glasmasse, die eine ein anorganisches Pigment enthaltende gefärbte Glasmasse sein kann, auf eine Temperatur zu erhitzen, die etwas höher als die Erweichungstemperatur der Glasmasse ist (aber niedriger als die Schmelztemperatur der Glasmasse), wobei die pulverförmige Mischung während des Erhitzens fortgesetzt einer Vibration unterworfen wird. Bezüglich der Stärke der Haftung des Aluminiumoxidpulvers auf den Oberflächen der Teilchen der Glasmasse ist es mindestens erforderlich, dass das Aluminiumoxidpulver sich nicht von den Teilchen der Glasmasse trennt, während eine gefärbte Paste hergestellt wird, und während die Paste auf die Oberfläche der Glasscheibe, z.B. durch Siebdruck, aufgebracht wird.
Die Teilchengrösse des Aluminiumoxidpulvers für die vorliegende Erfindung ist üblicherweise kleiner als die Teilchengrösse der Glasmasse, auf der das Aluminiumoxidpulver zum Haften gebracht wird, es ist jedoch auch möglich, ein Aluminiumoxidpulver mit grösserer Teilchengrösse als die Glasmasse zu verwenden. Es ist jedoch weder wünschenswert, ein extrem feines noch ein extrem grobes Aluminiumoxidpulver zu verwenden. Im Fall eines extrem feinen Aluminiumoxidpulvers bleibt im Stadium des Formens der Glasscheibe unter Druck ein grosser Teil des Aluminiumoxidpulvers
in der geschmolzenen Schicht des Färbemittels, so dass die äussere Oberfläche dieser Schicht nioht ausreichend durch das Aluminiumoxidpulver bedeckt ist, und sie daher an dem Formwerkzeug haftet. Die Verwendung eines extrem groben Aluminiumoxidpulvers hat eine unzureichende Haftstärke der gefärbten Schicht auf der Oberfläche der Glasscheibe zur Folge, da die groben Aluminiumoxidteilchen die Haftung des geschmolzenen Färbemittels auf der Glasscheibe und die Haftung zwischen den geschmolzenen Glasmassenteilchen hindert. Es ist bevorzugt, ein Aluminiumoxidpulver zu verwenden, das eine mittlere Teilchengrösse im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 10/um aufweist,
Erfindungsgemäss liegt der bevorzugte Bereich des GewichtsVerhältnisses des Aluminiumoxidpulvers zu der Glasmasse in dem Färbemittel zwischen 0,01 t 1 bis 0,3 : 1.
Anhand des folgenden Beispiels wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.
Beispiel
Eine gefärbte Glasmasse mit relativ niedrigem Schmelzpunkt wurde hergestellt, indem eine Mischung von Pigmentkomponenten, die aus 8,6 Gewichtsteilen Cr_O„ (in diesem Beispiel wird die Menge jeden Materials in Gewichtstoilen angegeben), *t,1 Teilen CuO und 0,05 Teilen NiO bestand, und von Glaskomponenten, die aus 23 Teilen SiOp, ^1 Teilen PbO und 6,8 Teilen B20„ bestanden, geschmolzen wurde,und das geschmolzene, die Pigmentkomponenten dispergiert enthaltende Glas zur Verfestigung gekühlt wurde,und dann das verfestigte Glas in Teilchen von etwa 6/um Durchmesser pulverisiert -wurde.
Dann wurden 83,5 Teile dieser Glasmasse mit 5»5 Teilen eines feinen Aluminiumoxidpulvers mit einer mittleren Teilchengrösse von etwa 1 /um gemischt, und die entstandene Mischung wurde auf eine Temperatur, die etwas höher als die Erweichungstemperatur der Glasmasse liegt, unter fortgesetzter Vibration der Mischung
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erhitzt, um eine Haftung der Aluminiumoxidteilchen auf den Oberflächen der Teilchen der Glasmasse zu erreichen«
Dann wurde eine gefärbte (dunkel-grünlich) Paste hergestellt, indem 10,8 Teile eines trocknenden Öls zu der mit Aluminiumoxid behandelten Glasmasse gegeben wurden, und die entstandene Mischung geknetet wurde.
Diese gefärbte Paste wurde auf eine Oberfläche einer flachen und transparenten Glasscheibe durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht. Dann wurde die auf der Glasscheibe gebildete Schicht der gefärbten Paste getrocknet. Natürlich war die Schmelztemperatur dieser Glasscheibe höher als die Schmelztemperatur der in der gefärbten Paste verwendeten Glasmasse. Das Aufdrucken der gefärbten Paste wurde auf einer Anzahl von Glasscheiben durchgeführt, ohne dass die Materialien und die Druckbedingungen geändert wurden, um eine ausreichende Zahl an Proben für die weiter unten beschriebenen Versuche zu erhalten.
Zum Vergleich wurde eine andere gefärbte Paste im allgemeinen nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt, wobei jedoch die Behandlung der Glasmasse mit einem Aluminiumoxidpulver weggelassen wurde, so dass diese Paste kein Aluminiumoxidpulver enthielt.
Unter Verwendung derselben Art von Glasscheiben und desselben Druckverfahrens wie bei der Anwendung der Aluminiumoxid enthaltenden Paste wurde die kein Aluminiumoxid enthaltende Paste auf eine Anzahl von Glasscheibenproben aufgebracht.
Die zwei Arten von mit einer Paste versehenen Glasscheibenproben wurden einzeln auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt, die höher war als die Erweichungstemperatur der Glasscheibe und die Schmelztemperatur der Glasmasse, und einem herkömmlichen Biegeverfahren unter Druck unterworfen, bei dem ein stempeiförmiges Formwerkzeug gegen die mit einer Paste versehene Oberfläche der Glasscheibe gepresst wurde. Jede Art der Glasscheibenproben wurde in drei Grup-
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pen geteilt, um das Biegeverfahren unter Druck bei drei verschiedenen bestimmten Erhitzungstemperaturen durchzuführen, wobei jedoch die anderen Bedingungen des Verfahrens, wie zum Beispiel die Ausführung des Formwerkzeuges und der Druck beim Biegen, konstant gehalten wurden.
Bei diesem Versuch wurde die Art der Trennung des Formwerkzeuges von der beschichteten Oberfläche der geformten Glasscheibe und eine mögliche Verformung der geformten Glasscheibe, die als Folge der Haftung des Formwerkzeuges auf der geschmolzenen Schicht des Färbemittels auf der Oberfläche der Glasscheibe entstand, penau beobachtet. Die Ergebnisse dieses Versuches sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst, in der "defekt" das Auftreten von Verformungen der geformten Glasscheibe beim Abtrennen des Formwerkzeuges von der Glasscheibe bedeutet.
Temperatur der
Glasscheibe beim
Pressvorgang		 Aluminium
oxidpulver		 Zahl der
Proben		 Defekte
Produkte
6oo°c verwendet 20 O/2O
6oo°c nicht verwendet 20 1/20
6ko°c verwendet 20 0/20
6ko°c nicht verwendet 20 6/20
6500C verwendet 20 O/2O
6500C nicht verwendet 20 13/20
Die Ergebnisse dieses Versuches zeigen, dass die Verwendung von Aluminiumoxidpulver in der hierin offenbarten Art überraschend wirksam ist, um beschädigte Produkte zu verringern, und dass die Verwendung des Aluminiumoxidpulvers darüber hinaus es ermöglicht, die Erhitzungstemperatur für das Formen unter Druck, falls dies erwünscht ist für die Formung, zum Beispiel bei Glasscheiben
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mit relativ grosser Dicke, beträchtlich zu erhöhen. Im Gegensatz dazu kann gesehen werden, dass bei dem herkömmlichen Verfahren die Wahrscheinlichkeit der Verformung der unter Druck geformten Glasscheibe stark ansteigt, wenn die Erhitzungstemperatur steigt,
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Claims (12)

  1. Patentansprüche
    1* Verfahren zur Herstellung einer teilweise gefärbten und wenig- ^ stens teilweise gebogenen Glasscheibe, bei dem ein ausgewählter Bereich einer Oberfläche einer flachen Glasscheibe mit einer Schicht eines Färbemittels bedeckt wird, das ein anorganisches Pigment und eine Glasmasse enthält, die eine niedrigere Schmelztemperatur als die Glasscheibe hat, bei dem die Glasscheibe so erhitzt wird, dass die Glasscheibe erweicht und die in der Schicht enthaltene Glasmasse schmilzt, und bei dem die erhitzte Glasscheibe in eine gewünschte gebogene Form unter Druck so geformt wird, dass die geschmolzene, das Pigment enthaltende Glasmasse auf der Oberfläche der Glasscheibe zum Haften gebracht wird, dadurch gekennz ei chne t, dass das Färbemittel ausserdem ein Aluminiumoxidpulver enthält, das auf den Oberflächen der Teilchen der Glasmasse haftet, bis die Glasmasse auf der Oberfläche der Glasscheibe schmilzt.
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  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumoxidpulver dadurch zum Haften auf den Teilchen der Glasmasse gebracht wird, dass das Aluminiumoxidpulver mit der Glasmasse gemischt wird und die erhaltene Mischung auf eine Temperatur erhitzt wird, die oberhalb der Erweichungstemperatur der Glasmasse, jedoch unterhalb der Schmelztemperatur der Glasmasse liegt,
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennze lehne t, dass das Erhitzen der Mischung unter fortgesetzter Vibration der Mischung durchgeführt wird.
  4. h. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment dadurch in die Glasmasse eingebracht wird, dass eine pulverförmige Mischung des Pigmentes und der Rohmaterialien für die Glasmasse auf eine Temperatur erhitzt wird, die hoch genug ist, um die Rohmaterialien zu schmelzen, wodurch das Pigment in den geschmolzenen Materialien dispergiert wird, und dass die geschmolzenen Materialien zur Verfestigung gekühlt, und die verfestigten Materialien pulverisiert werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment in dem Färbemittel in Form eines mit den Teilchen der Glasmasse gemischten Pulvers vorliegt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeic hn e t, dass das Färbemittel ausserdem ein flüssiges Trägermittel enthält und die Form einer Paste hat, wenn es auf die Glasscheibe aufgebracht wird. =.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Färbemittel auf die Glasscheibe durch ein Druckverfahren aufgebracht wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch "J1 dadurch gekennzeichnet, dass das Druckverfahren ein Siebdruckverfahren ist.
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  9. 9· Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumoxldpulver eine durchschnittliche Tellchengrösse im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 10/um aufweist.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennz β i chnet, dass das Gewichtsverhältnis des Aluminiumoxidpulvers zu der Glasmasse in dem Färbemittel im Bereich von OtO1 χ 1 bis 0,3 t 1 liegt.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgewählte Bereich ein Randbereich 1st.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die teilweise gefärbte und wenigstens teilweise gebogene Glasscheibe eine Fensterscheibe für ein Fahrzeug ist.
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DE3110033A 1980-03-17 1981-03-16 Verfahren zur Herstellung gebogener und teilweise gefärbter Glasscheiben Expired DE3110033C2 (de)

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