DE69010167T2

DE69010167T2 - Verfahren zum dauerhaften Kennzeichnen von Glasscheiben, Verwendung dieses Verfahrens und Kraftfahrzeugfenster mit einem Kennzeichen.

Info

Publication number: DE69010167T2
Application number: DE69010167T
Authority: DE
Inventors: Joachim M Bartetzko
Original assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Current assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1989-12-09
Filing date: 1990-12-06
Publication date: 1995-01-12
Anticipated expiration: 2010-12-07
Also published as: PT96137A; EP0433137A2; DE3940749C1; EP0433137A3; DE69010167D1; PT96137B; EP0433137B1; CZ285320B6; US5565237A; CZ610690A3; ES2058856T3; JPH04112073A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen einer dauerhaften Kennzeichnung oder Beschriftung auf Werkstücke, die im Zuge ihrer Herstellung einer Wärmebehandlung unterworfen werden, insbesondere auf Glasscheiben, bevor diese beispielsweise auf ihre Biege- oder Vorspanntemperatur erwärmt werden. Die Erfindung betrifft ferner die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gekennzeichnete Autoglasscheibe.
Aus verschiedenen Gründen kann es zweckmäßig sein, Werkstücke zu kennzeichnen, bevor sie verschiedene Bearbeitungsstationen durchlaufen. So kann es beispielsweise im Hinblick auf eine qualifizierte Produktverfolgung während des Herstellvorgangs zur Qualitätssicherung wünschenswert sein, Kennzeichnungs- und/oder Informationsdaten auf den Werkstücken anzubringen, um das Produkt vom ersten Bearbeitungsschritt an zu identifizieren und bei eventuell auftretenden Produktionsfehlern schnell und eindeutig die Ursache für die Fehler zu erkennen.
Die Kennzeichnung von Werkstücken ist problematisch, wenn die Werkstücke im Zuge ihrer Bearbeitung einer Wärmebehandlung bei einer erhöhten Temperatur von etwa 500 bis 600 Grad Celsius unterworfen werden. Das ist beispielsweise der Fall bei Glasscheiben, die zu gebogenen und/oder zu vorgespannten Autoglasscheiben weiterverarbeitet werden, oder auch bei Werkstücken aus Metall, die im Laufe ihres Bearbeitungsprozesses auf eine erhöhte Temperatur erwärmt werden. In diesen Fällen versagen die üblichen Kennzeichnungsmethoden mit Hilfe organischer Farben oder Tinten, da diese Farben oder Tinten bei den Temperaturen der Wärmebehandlung verbrennen, so daß die Kennzeichnung danach nicht mehr sichtbar ist.
Eine dauerhafte Kennzeichnung ist in derartigen Fällen durch Bedrucken mit einer bei den Wärmebehandlungstemperaturen aufschmelzenden und einbrennenden Einbrennfarbe auf anorganischer Basis möglich. Die hierfür üblichen Einbrennfarben lassen sich jedoch nur mit Hilfe bestimmter Druckverfahren auftragen, insbesondere mit Hilfe des Siebdruckverfahrens. 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. In diesem Fall müßte für jedes Werkstück ein anderes Drucksieb verwendet werden, so daß die Kennzeichnung durch einen Schriftzug aus einer nach dem Siebdruckverfahren aufgetragenen Einbrennpaste aus wirtschaftlichen Gründen ausscheidet.
Aus der FR-A-2548962 ist ein Verfahren zum Aufbringen eines Dekors auf Glasgegenstände wie Flaschen bekannt. Das Verfahren zum Herstellen eines solchen Dekors besteht darin, auf die Flasche eine Unterschicht mit genau den Konturen des endgültigen, normalerweise aus Email bestehenden Dekors, und darauf eine endgültige Schicht, insbesondere aus einem Edelmetallresinat aufzubringen, deren Haftung an der Flasche geringer ist als die Haftung der Unterschicht. Anschließend werden die über die Konturen der Unterschicht eventuell überstehenden Teile der endgültigen Schicht durch Abtragen entfernt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anbringen einer Kennzeichnung oder einer Beschriftung auf Werkstücken zu schaffen, die im Zuge ihrer Herstellung einer Wärmebehandlung bei erhöhter Temperatur unterworfen werden, das eine variable und dauerhafte Kennzeichnung gestattet und einfach und preiswert in seiner Durchführung ist. Insbesondere soll sich das Verfahren zur individuellen Kennzeichnung von Glasscheiben eignen, die einem Biege- und/oder Vorspannprozeß unterworfen werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf die Werkstückoberfläche eine zusammenhängende Schicht aus einer anorganischen Einbrennfarbe aufgetragen und entweder vor ihrem Auftragen auf die Werkstückoberfläche oder nach dem Auftragen und Trocknen die der Kennzeichnung dienende Markierung oder Beschriftung an der Stelle der Einbrennfarbe mit Hilfe einer organischen Farbe vorgenommen und anschließend die anorganische Einbrennfarbe im Zuge der Wärmebehandlung des Werkstücks eingebrannt wird.
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 in flächenhafter Gestalt ist deshalb einfach und kann mit den bekannten und üblichen Methoden erfolgen, beispielsweise mit Hilfe 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 des Werkstücks, 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 auf der Schicht aus anorganischer Einbrennfarbe, jedoch nach dem Trocknen und vor dem Einbrennen dieser Schicht.
Wenn die Beschriftung oder Bedruckung vor dem Auftragen der Schicht aus anorganischer Einbrennfarbe erfolgt, entstehen in der letzteren beim Aufschmelzen dieser Schicht Störungen und Löcher, die auch nach dem Einbrennen und Abkühlen des Werkstücks 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.
Falls der Auftrag der aus organischer Farbe bestehenden Beschriftung oder Markierung und der aus anorganischer Einbrennfarbe bestehenden zusammenhängenden Schicht in umgekehrter Reihenfolge erfolgt, das heißt wenn die Beschriftung oder Markierung auf die getrocknete Schicht aus anorganischer Einbrennfarbe aufgebracht wird, erhält man 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 auf diese Weise das Ziel der Erfindung erreicht wird.
Da grundsätzlich beliebige organische Farben und beliebige Druckverfahren zum Auftragen dieser Farben zum Einsatz kommen können, ist es möglich, preiswerte und variable Druckverfahren zu verwenden, die leicht 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.
Auch die anorganische, die Glasur oder das Email bildende Einbrennfarbe kann mit jedem geeigneten Druckverfahren aufgetragen werden. Besonders geeignet ist hierbei das Siebdruckverfahren, das sich in diesem Fall wirtschaftlich einsetzen läßt, 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 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 einerseits den dekorativen Zweck, 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. Um Glasscheiben mit einer derartigen Randbeschichtung zu markieren, 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 erläutert.
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 in 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 ausschnittsweise 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

1. Verfahren zum Anbringen einer Kennzeichnung oder einer Beschriftung auf Werkstücken aus Glas, die im Zuge ihrer Herstellung einer Wärmebehandlung unterworfen werden, vor der Durchführung der Wärmebehandlung, indem auf eine Oberfläche der Werkstücke aus Glas eine Schicht aus einer anorganischen Einbrennfarbe aufgebracht wird und eine Kennzeichnung mit Hilfe einer Farbe erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zum Kennzeichnen von Glasscheiben (1) vor dem Erwärmen auf ihre Biege- oder Vorspanntemperatur zum Zweck einer Verfolgung der Glasscheiben in einem mehrere Behandlungsstufen umfassenden Herstellverfahren dient und nacheinander folgende Schritte umfaßt:

- Aufbringen einer zusammenhängenden Schicht (5;8) einer anorganischen Einbrennfarbe auf eine bestimmte Fläche der Glasscheibe (1) und anschließendes Trocknen,

- Aufbringen einer Markierung oder Beschriftung (2;9) zur Kennzeichnung mit Hilfe einer organischen Farbe an der Stelle der bestimmten Fläche, und zwar entweder nach dem Aufbringen der zusammenhängenden Schicht (5;8) aus der Einbrennfarbe und dem Trockenvorgang oder vor dem Aufbringen dieser Schicht, sowie

-Einbrennen der Schicht aus Einbrennfarbe (5;8), wobei infolge des Einbrennvorgangs die organische Farbe sich zersetzt und auf diese Weise in der Schicht der Einbrennfarbe die gewünschte Kennzeichnung (2;9) bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbrennen der Schicht aus anorganischer Einbrennfarbe (5) im Zuge der für die thermische Behandlung der Glasscheibe (1) erforderlichen Erwärmung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Schicht aus anorganischer Einbrennfarbe (5) auf die Oberfläche der Glasscheibe (1) durch ein Siebdruckverfahren erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die anorganische Einbrennfarbe eine Zusammensetzung verwendet wird, die eine opake Emailschicht bildet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung oder Beschriftung (2) mit Hilfe eines Tintenstrahldruckers durchgeführt wird.

6. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bei der Herstellung von Glasscheiben, insbesondere von Autoglasscheiben, mit einem rahmenförmigen Dekorrand, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung oder Beschriftung (2;9) mit Hilfe der organischen Farbe an einer Stelle erfolgt, die von der den Dekorrand bildenden Schicht aus Einbrennfarbe (5;8) bedeckt ist, so daß die Kennzeichnung oder Beschriftung (2;9) in diesem Dekorrand erscheint.

7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung oder Beschriftung (2;9) innerhalb des durch die Schicht aus Einbrennfarbe (5;8) gebildeten Dekorrahmens von beiden Seiten der Glasscheibe (1) sichtbar ist, wenn die organische Farbe vor dem Aufbringen der Schicht aus Einbrennfarbe (5;8) aufgebracht wurde, oder daß sie, falls die organische Farbe nach dem Aufbringen und Trocknen der Schicht aus Einbrennfarbe aufgebracht wurde, nur von derjenigen Seite der Glasscheibe (1) sichtbar ist, auf der die Schicht aus Einbrennfarbe (5;8) aufgebracht wurde.

8. Glasscheibe (1), insbesondere Autoglasscheibe, mit einer Kennzeichnung oder einer Beschriftung (2;9) in dem rahmenförmigen, aus einer opaken Einbrennfarbe (5;8) bestehenden Dekorrand, wobei die Kennzeichnung nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 erhalten wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung oder Beschriftung (2;9) von lichtdurchlässigen Durchbrechungen oder sichtbaren Oberflächenveränderungen der Einbrennfarbe im Bereich des Dekorrandes (5;8) gebildet wird.