DE3940749C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dauerhaften Kennzeichnen oder Beschriften von Glasscheiben mit einer anorganischen Einbrennfarbe mit einer der Biege- oder Vorspanntemperatur der Glasscheibe entsprechenden Einbrenntemperatur. Sie betrifft ferner die Anwendung des Verfahrens zur individuellen Kennzeichnung der Glasscheiben zum Zweck der Produktverfolgung bei einem verschiedene Bearbeitungsstufen umfassenden Herstellungsverfahren.

Eine dauerhafte Kennzeichnung von Glasscheiben, die im Zuge ihrer Weiterverarbeitung einer Wärmebehandlung unterzogen werden, erfolgt üblicherweise mit einer anorganischen Einbrennfarbe mit Hilfe des Siebdruckverfahrens. Bei einer derartigen Kennzeichnung handelt es sich in der Regel um gleichbleibende Produktbezeichnungen oder, im Falle von Autoglasscheiben, um einen Hinweis auf eine amtliche Zulassung enthaltende Symbole.

Das Siebdruckverfahren ist jedoch dann ungeeignet, wenn eine sich ständig ändernde Kennzeichnung vorgenommen werden soll, wie beispielsweise bei der individuellen Kennzeichnung zum Zweck der Produktverfolgung. Eine solche individuelle Kennzeichnung zum Zweck der Produktverfolgung ist im Sinne der Qualitätssicherung wünschenswert, damit die Glasscheibe vom ersten Bearbeitungsschritt an identifizierbar sind, und bei eventuell auftretenden Produktionsfehlern die Ursache für die Fehler schnell erkannt werden kann. Bei Kennzeichnung der Glasscheiben mit Hilfe des Siebdruckverfahrens müßte jedoch in diesem Fall für jede Glasscheibe ein anderes Drucksieb verwendet werden, so daß die individuelle Kennzeichnung durch einen Schriftzug aus einer nach dem Siebdruckverfahren aufgetragenen Einbrennpaste aus wirtschaftlichen Gründen ausscheidet.

Aus der GB-PS 15 21 041 ist ein Verfahren zum Dekorieren von Werkstücken bekannt, bei dem auf das Werkstück ein anorganisches Material wie Email und darüber eine Schicht aus organischem Material aufgebracht und die Schichten dann gebrannt werden. Die Übertragung des aus den beiden Schichten bestehenden Dekors auf das Werkstück erfolgt dabei mit Hilfe der Abziehbildtechnik. Für die individuelle Kennzeichnung von Glasscheiben mit einer sich laufend ändernden Beschriftung ist dieses Verfahren aus wirtschaftlichen Gründen ebenfalls nicht geeignet.

Die US-PS 16 46 468 beschreibt ein Verfahren zum Dekorieren von Glasgegenständen, bei dem das eigentliche Dekor aus einer anorganischen Einbrennfarbe besteht. Auf diese Dekorschicht wird eine Schutzschicht, die ebenfalls aus einer Einbrennfarbe besteht, aufgebracht. Beide Schichten schmelzen bei der Verarbeitungstemperatur auf. Die Dekorschicht wird wiederum mit Hilfe der Abziehbildtechnik auf den Glasgegenstand aufgebracht, so daß auch dieses Verfahren nicht mit der erforderlichen Wirtschaftlichkeit durchgeführt werden kann, wenn ständig sich ändernde Kennzeichnungen aufgebracht werden sollen.

Bekannt ist ferner die Verwendung von Tintenstrahldruckern als variables Druckverfahren zum Dekorieren von Glasgegenständen (DE-OS 36 38 170). Hierbei wird unmittelbar eine keramische Tinte verwendet, das heißt eine Farbzusammensetzung, die sich als solche zum Einbrennen eignet. Einbrennfarben enthalten aber immer feste Partikel in Form von Glaspulver und Oxidpigmenten und eignen sich nicht für die Verwendung in üblichen Tintenstrahldruckern. Die Anwendung dieses bekannten Verfahrens scheidet deshalb bisher aus technischen Gründen aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kennzeichnung oder zur Beschriftung von Glasscheiben mit einer anorganischen Einbrennfarbe bereitzustellen, das eine variable und dauerhafte Kennzeichnung gestattet und einfach und preiswert in seiner Durchführung ist. Inbesondere soll sich das Verfahren zur individuellen Kennzeichnung von Glasscheiben eignen, die einem Biege- und/oder Vorspannprozeß unterworfen werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die anorganische Einbrennfarbe in dem für die Kennzeichnung oder Beschriftung vorgesehenen Bereich als zusammenhängende geschlossene Schicht mit Hilfe des Siebdruckverfahrens aufgetragen wird, und daß vor dem Einbrennen der anorganischen Einbrennfarbe die Kennzeichnung oder Beschriftung mit einer organischen Farbe oder Tinte mit Hilfe eines variablen Druckverfahrens vorgenommen wird, wobei die organische Farbe entweder vor dem Auftragen der Schicht aus der anorganischen Einbrennfarbe auf die Werkstückoberfläche aufgebracht wird oder nach dem Auftragen und Trocknen der Schicht aus der anorganischen Einbrennfarbe.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, variable Druckverfahren, die nur zum Drucken von dünnflüssigen organischen Farben oder Tinten geeignet sind, für die Kennzeichnung von Glasscheiben mit Hilfe von anorganischen, daß heißt keramischen Farben, einzusetzen, indem ein solches variables Druckverfahren in der erfindungsgemäßen Weise mit einem Siebdruckvorgang kombiniert wird. Auf diese Weise lassen sich die Vorteile der beiden Verfahren, nämlich die Kennzeichnung durch eine eingebrannte anorganische Farbe und der Einsatz variabler Drucktechniken unter Verwendung von organischen Farben und Tinten, auf einfache Weise miteinander verbinden.

Die Schicht aus der anorganischen Einbrennfarbe, die nach dem Einbrennen einen glasurartigen oder emailartigen Überzug bildet, wird als zusammenhängende Schicht aufgetragen, die als solche beim Auftragen selbst keinerlei Markierung oder Beschriftung enthält. Das Auftragen der anorganischen Einbrennfarbe in flächenhafter Gestalt ist deshalb einfach und erfolgt unter Anwendung des Siebdruckverfahrens. Die eigentliche Kennzeichnung hingegen erfolgt mit Hilfe einer organischen Farbe, die in der jeweils gewünschten Form von Zeichen, Zahlen oder Buchstaben aufgetragen wird, und zwar an einer Stelle der Glasscheibe, an der auch die flächenartige Schicht aus anorganischer Einbrennfarbe aufgetragen wird. Die Kennzeichnung mittels der organischen Farbe erfolgt entweder durch Beschriften oder Bedrucken der Werkstoffoberfläche unter der Schicht aus anorganischer Einbrennfarbe, oder durch Beschriften oder Bedrucken der Schicht aus anorganischer Einbrennfarbe, jedoch nach dem Trocknen und vor dem Einbrennen dieser Schicht.

Wenn die Beschriftung bzw. Bedruckung vor dem Auftragen der Schicht aus anorganischer Einbrennfarbe erfolgt, entstehen in der Schicht aus der anorganischen Einbrennfarbe beim Aufschmelzen dieser Schicht Störungen und Löcher, die auch nach dem Einbrennen und Abkühlen der Glasscheibe erhalten bleiben. Vermutlich beruht dieser Effekt darauf, daß bei der das Aufschmelzen der Emailschicht bewirkenden Wärmebehandlung die unter der Einbrennfarbe liegende organische Farbe verbrennt bzw. verdampft, und daß die Verbrennungs- bzw. Verdampfungsprodukte durch die Schicht der aufgeschmolzenen Einbrennfarbe hindurch entweichen, indem sie diese Schicht durchstoßen. Dabei entstehen in der Schicht die erwähnten Störungen und Löcher. Diese Störungen und Löcher in der Schichtstruktur der glasurartigen bzw. emailartigen Schicht bleiben in dieser Schicht erhalten. Sie lassen den mit der organischen Farbe aufgebrachten Schriftzug nunmehr in der eingebrannten Glasur- bzw. Emailschicht für das Auge gut sichtbar erkennen, und zwar in Form von kleinen Löchern und Durchbrüchen in der eingebrannten Schicht.

Doch auch bei umgekehrter Reihenfolge des Auftrags der aus organischer Farbe bestehenden Beschriftung oder Markierung und der aus anorganischer Einbrennfarbe bestehenden zusammenhängenden Schicht, das heißt bei Auftrag der Beschriftung oder Markierung auf die getrocknete Schicht aus anorganischer Einbrennfarbe, erfolgt in ähnlicher Weise eine gut sichtbare dauerhafte Veränderung der Oberfläche der anorganischen Farbschicht beim Einbrennen. Zwar bilden sich in diesem Fall keine Löcher in der Emailschicht, jedoch finden an der Oberfläche der Einbrennfarbe an denjenigen Stellen, an denen die organische Farbe haftet, beim Einbrennen lokale Oberflächenveränderungen statt, die insbesondere bei schrägem Lichteinfall deutlich erkennbar sind. Auch diese Oberflächenveränderungen stellen dauerhafte und unveränderliche Markierungen dar, da sie in der eingebrannten Emailschicht oberflächlich enthalten sind.

Eine nachträgliche Veränderung der Kennzeichnung ist ohne Zerstörung der Emailschicht nicht möglich, so daß auch auf diese Weise das Ziel der Erfindung erreicht wird.

Da grundsätzlich beliebige organische Farben und grundsätzlich beliebige Druckverfahren zum Auftragen dieser Farben zum Einsatz kommen können, ist es möglich, preiswerte und variable Druckverfahren zu verwenden, die in einfacher Weise automatisiert werden können. Besonders bewährt haben sich für diesen Zweck übliche Tintenstrahldrucker, die vollautomatisch angesteuert bzw. betätigt werden können, so daß die Werkstücke ohne Schwierigkeiten beispielsweise individuell mit fortlaufenden Nummern oder anderen sich fortlaufend ändernden Kennzeichen versehen werden können.

Zum Aufbringen der anorganischen Einbrennfarbe ist das Siebdruckverfahren besonders wirtschaftlich, weil unabhängig von der jeweiligen Kennzeichnung ein immer gleichbleibendes Druckmuster aufgetragen werden kann, dessen Form und Abmessungen lediglich so gewählt zu werden brauchen, daß das Feld, das die Einbrennfarbe einnimmt, den gesamten von der Beschriftung bzw. der Kennzeichnung eingenommenen Bereich erfaßt.

Bei Autoglasscheiben ist es heute weitgehend üblich, den Randbereich der Glasscheibe mit einem rahmenartigen Aufdruck aus einer lichtundurchlässigen Einbrennfarbe zu versehen. Diese rahmenartige Beschichtung am Rand erfolgt in der Regel bei solchen Autoglasscheiben, die mit Hilfe eines Klebers an dem Befestigungsflansch des Fensterrahmens in der Karosserie befestigt werden. Die lichtundurchlässige Beschichtung am Rand hat dabei die Aufgabe, einerseits die Durchsicht von außen auf die Kleberaupe zu verhindern, und andererseits den Kleber vor UV-Strahlen zu schützen. Für diese Randbeschichtung werden in der Regel glasur- bzw. emailartige Einbrennfarben verwendet, die bei etwa 550 bis 600 Grad Celsius eingebrannt werden. Falls Glasscheiben mit einer derartigen Randbeschichtung bedruckt werden, wird die Kennzeichnung mit der organischen Farbe an einer Stelle innerhalb dieser Randbeschichtung vorgenommen. Auf diese Weise erübrigt sich eine zusätzliche Bedruckung des Kennzeichenfeldes, und es ist in diesen Fällen lediglich die Kennzeichnung bzw. Beschriftung mit der organischen Farbe erforderlich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläuertert.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Ausschnitt einer Glasscheibe mit einer erfindungsgemäß aufgebrachten Beschriftung, und

Fig. 2 einen Ausschnitt einer Autoglasscheibe mit einer rahmenartigen Randbeschichtung und einer innerhalb der Randbeschichtung angeordneten Kennzeichnung.

In Fig. 1 ist eine Glasscheibe 1 aus Floatglas dargestellt, die an einer bestimmten Stelle mit einer Kennzeichnung 2 versehen ist. Die Kennzeichnung 2 besteht im dargestellten Fall aus einer Reihe von Zahlen 3. Jede Zahl setzt sich aus einzelnen Punkten 4 zusammen. Die einzelnen Punkte 4 bestehen entweder aus durchgehenden Löchern in einer lichtundurchlässigen Schicht 5 aus einem eingebrannten Email oder aus oberflächlichen geringfügigen physikalischen oder chemischen Veränderungen der Oberfläche des eingebrannten Emails. Die Zahlen 3 haben eine Höhe H von beispielsweise 4 mm. Die einzelnen Punkte 4 haben einen Durchmesser von etwa 0,1 bis 0,5 mm und einen gegenseitigen Abstand ihrer Mittelpunkte von etwa 0,2 bis 0,8 mm.

Zur Herstellung der Kennzeichnung wird ein Tintenstrahldrucker üblicher Bauart verwendet. Mit diesem Tintenstrahldrucker wird gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung eine organische Farbflüssigkeit in einem Punktraster unmittelbar auf die Glasoberfläche aufgebracht. Als organische Farbflüssigkeit wird die für den Tintenstrahldrucker übliche schwarze Tinte verwendet. Der Tintenstrahldrucker wird von einer Steuerungseinheit angesteuert, die automatisch jede zu kennzeichnende Glasscheibe mit die Glasscheibe individualisierenden Kennzeichen versieht.

Wenn die von dem Tintenstrahldrucker auf die Glasoberfläche aufgetragenen Tintentröpfchen getrocknet sind, was in der Regel sehr schnell erfolgt, beträgt die Schichtdicke der die Zahlen 3 bildenden Farbpunkte etwa 1 bis 4 Mikrometer. Über die von den Farbpunkten gebildeten Zahlen 3 wird sodann eine geschlossene Schicht 5 aus einer Einbrennfarben-Druckpaste mit Hilfe des Siebdruckverfahrens gedruckt. Die Siebdruckpaste wird einem auf die jeweilige Siebdruckpaste abgestimmten Trocknungsprozeß unterworfen, der je nach der Zusammensetzung der Siebdruckfarbe aus einer Bestrahlung mit IR-Strahlen oder mit UV-Strahlen bestehen kann. Nach dem Trocknen der Siebdruckfarbe wird die Glasscheibe auf die Einbrenntemperatur der Siebdruckfarbe, beispielsweise auf etwa 600 Grad Celsius, erhitzt. Bei diesem Erwärmungsvorgang verbrennt bzw. verdampft die organische Farbe unter der Schicht.

Die Verbrennungsprodukte bzw. die bei der Verdampfung sich bildenden Gase dringen durch die aufschmelzende Schicht 5 und bilden dabei in der Schicht 5 dauerhaft bleibende Durchbrechungen, die die Form und die Anordnung der aus der organischen Farbe bestehenden Rasterpunkte aufweisen. Die so hergestellte Kennzeichnung ist von beiden Seiten der Glasscheibe 1 sowohl in der Transmission als auch in der Reflexion deutlich zu lesen.

Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird auf die Oberfläche der Glasscheibe 1 zunächst eine zusammenhängende Schicht 5 aus einer druckfähigen Paste einer Einbrennfarbe mit Hilfe des Siebdruckverfahrens aufgedruckt. Nachdem die aufgedruckte Schicht 5 getrocknet bzw. durch UV-Bestrahlung ausgehärtet wurde, wird ebenfalls mit Hilfe eines üblichen Tintenstrahldruckers die aus den Buchstaben 3 bestehende Kennzeichnung auf die Schicht 5 aufgedruckt. Als organische Farbflüssigkeit wird wiederum die für Tintenstrahldrucker übliche Tinte verwendet, die verhältnismäßig schnell trocknet. Anschließend erfolgt der Einbrennvorgang der Schicht 5 bei einer Temperatur von etwa 600 Grad Celsius. Nach dem Einbrennen bestehen die einzelnen Punkte 4 aus geringfügigen physikalischen oder chemischen Veränderungen der Oberfläche der Schicht 5. Die Kennzeichnung ist in diesem Fall nur auf der Seite der Glasscheibe 1 zu erkennen, auf der die Schicht 5 aufgebracht ist. Von der anderen Seite her, das heißt durch die Glasscheibe 1 hindurch, sieht man keinerlei Unregelmäßigkeiten oder Veränderungen in der Schicht 5.

Bei der in Fig. 2 ausschnittweise dargestellten Autoglasscheibe ist die Glasscheibe 7 am Rand mit einer umlaufenden rahmenartigen Beschichtung 8 versehen. Die Beschichtung 8 besteht aus einer lichtundurchlässigen anorganischen Einbrennfarbe. Innerhalb dieser Schicht 8 ist an einer geeigneten Stelle eine aus beliebigen Symbolen, Buchstaben oder Zahlen bestehende Kennzeichnung 9 angebracht. Die die Kennzeichnung 9 bildenden Symbole, Buchstaben oder Zahlen werden von kleinen punktförmigen Veränderungen der Schicht 8 gebildet.

Zunächst wird auf die plane Glasscheibe 7 bei Raumtemperatur die rahmenartige Beschichtung 8 mit Hilfe des Siebdruckverfahrens aufgedruckt, und zwar als Druckpaste einer opaken anorganischen Einbrennfarbe. Sodann wird die Glasscheibe einem Trocknungsprozeß in einem mit IR-Strahlung oder, je nach der Druckpastenzusammensetzung, mit UV-Strahlung arbeitenden Trocknungsvorgang unterworfen. Anschließend erfolgt das Aufdrucken der Kennzeichnung auf die rahmenartige Beschichtung 8 wiederum mit Hilfe eines automatisch angesteuerten Tintenstrahldruckers. Wenn die organische Farbe trocken ist, wird in bekannter Weise die Glasscheibe auf ihre Biegetemperatur von etwa 600 Grad Celsius erhitzt und in die gewünschte Form gebogen. Bei dem Erwärmungsprozeß verändert die organische Farbe die aufschmelzende Schicht 8 an ihrer Oberfläche und bildet auf der Schicht 8 die gewünschte Kennzeichnung in dauerhafter Form.

Claims (6)

1. Verfahren zum dauerhaften Kennzeichnen oder Beschriften von Glasscheiben mit einer anorganischen Einbrennfarbe mit einer der Biege- und Vorspanntemperatur der Glasscheibe entsprechenden Einbrenntemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Einbrennfarbe in dem für die Kennzeichnung oder Beschriftung vorgesehenen Bereich als zusammenhängende geschlossene Schicht mit Hilfe des Siebdruckverfahrens aufgetragen wird, und daß vor dem Einbrennen der anorganischen Einbrennfarbe die Kennzeichnung oder Beschriftung mit einer organischen Farbe oder Tinte mit Hilfe eines variablen Druckverfahrens vorgenommen wird, wobei die organische Farbe entweder vor dem Auftragen der Schicht aus der anorganischen Einbrennfarbe auf die Werkstückoberfläche aufgebracht wird oder nach dem Auftragen und Trocknen der Schicht aus der anorganischen Einbrennfarbe.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als variables Druckverfahren für das Auftragen der organischen Farbe oder Tinte das Tintenstrahl-Druckverfahren angewendet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusammensetzung einer anorganischen Einbrennfarbe verwendet wird, die eine lichtundurchlässige Glasur- oder Emailschicht ergibt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich der Glasscheibe mit einem rahmenartigen Aufdruck aus der lichtundurchlässigen Einbrennfarbe versehen wird und die Kennzeichnung oder Beschriftung an einer Stelle innerhalb dieser Randbeschichtung vorgenommen wird.

5. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur individuellen Kennzeichnung jeder Glasscheibe zum Zweck der Produktverfolgung bei einem verschiedene Bearbeitungsstufen umfassenden Herstellungsverfahren.

6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 5 bei der Herstellung von einen rahmenförmigen Dekorrand aufweisenden Autoglasscheiben.