EP2046900A1 - Umweltfreundliche, lösemittelfreie druckfarbe sowie ihre verwendung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine umweltfreundliche, lösemittelfreie Druckfarbe, insbesondere zur Bedruckung von Einscheiben-sicherheitsglas (ESG), sowie ihre Verwendung in Form eines Verfahrens zur Herstellung dieser Bedruckung, bspw. als eine Alternative für die farbige Gestaltung von Flachglas im Inline-Prozess. Die Aufgabe der Erfindung, eine umweltfreundliche, lösemittelfreie Druckfarbe, insbesondere zur farbigen Bedruckung eines Trägers, bspw. Glas / ESG, sowie eine Verwendung dieser Druckfarbe anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden, wird dadurch gelöst, dass in einem Lack-Slurry ein pigmentiertes System enthalten ist, wobei die Druckfarbe wasserlöslich und digital verdruckbar ist, so dass ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung auf Glas unter Verwendung dieser Druckfarbe umfassend folgende Schritte: Glasoberfläche reinigen (in Glaswaschanlage oder manuell mit Spezialreiniger [Essigsäurehaltig]), Vorbehandlung der Glasoberfläche mit einem flammen-pyrolytischen Verfahren, um eine SiOx - Schicht zu erzeugen (Zugabe von Siloxanen in die Flamme), Aufbringen eines Haftvermittlers (Primer) mittels Airbrush (Haftvermittler auf Isopropanolbasis, enthält Silan als haftvermittelnde Komponente), Ablüften der Primerschicht (im Beispiel ca. 5 min), Erstellen des Druckbildes mit den erfindungsgemäßen PLS mit Hilfe eines kommerziellen Digital Inkjet-Verfahrens, Aushärtung der PLS mittels Infrarot, ermöglicht wird.

Description

P2323pct Patent- und Rechtsanwaltskanzlei Bock Bieber Donath, Hans-Knöll-Str. 1, 07745 Jena

Umweltfreundliche, lösemittelfreie Druckfarbe sowie ihre Verwendung

Die Erfindung betrifft eine umweltfreundliche, lösemittelfreie Druckfarbe, insbesondere zur Bedruckung von Einscheiben- Sicherheitsglas (ESG), sowie ihre Verwendung in Form eines Verfahrens zur Herstellung dieser Bedruckung, bspw. als eine Alternative für die farbige Gestaltung von Flachglas im Inline-Prozess.

Glas ist aufgrund seiner zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten ein weit verbreiteter und viel verwendeter Werkstoff. So wird Glas u.a. auch als Sicherheitsglas in Form von Einscheibensicherheitsglas (ESG) und Verbundsicherheitsglas (VSG) vielfältig eingesetzt.

Einscheibensicherheitsglas, kurz ESG, wird überall dort verwendet, wo die Sicherheitsanforderungen bzgl. Biegebruchfestigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit einen hohen Stellenwert einnehmen. Dies ist bspw. bei Glastüren, Treppengeländern, Liftverkleidungen und speziell in Fassaden der Fall. ESG wird aus einem normalen Floatglas durch ein spezielles Vorspannverfahren hergestellt. Dabei wird das bereits geformte Glas über den Transformationsbereich erhitzt und dann mit einer „Luftdusche" mittels definierten Luftdrucks schnell abgekühlt. Zur Dekoration bzw. optischen Aufwertung sowie aufgrund notwendiger Informationsdarstellung wird Sicherheitsglas bedruckt. Dabei ist der Siebdruck auf Glas als dekoratives, informatives oder funktionelles Element seit Jahrzehnten die Methode der Wahl. Siebdruck bietet die Möglichkeit, willkürliche Formen, die geometrisch nicht definierbar sind oder Bilder auf Glas zu drucken. Der Rastersiebdruck ermöglicht fein abgestufte Schattierungen und schafft dadurch vielfältige optische Effekte.

Neben den o.g. Vorteilen des Siebdruckverfahrens gibt es jedoch auch entscheidende Nachteile. So liegen, neben den hohen Einbrenntemperaturen der Farben, weitere Probleme in den Rüstzeiten beim Umstellen von einer Farbe auf eine andere bzw. beim Wechsel des Dekors. Es müssen nicht nur die Siebe und Rakel außerordentlich gründlich von sämtlichen Farbresten gereinigt werden, sondern auch die Dosierbehälter und Zuflussgefäße. Diese Reinigungsprozesse sind sehr langwierig, erfordern viel Zeit und kommen meist nicht ohne Lösemittel aus. Somit ist nicht nur die Umweltbelastung ein zunehmendes Problem für die industriellen Anwender, auch die langen Umrüstzeiten sind uneffektiv und daher kostenintensiv.

Desweiteren müssen zum Drucken verschiedener Motive die Siebe gewechselt und gereinigt werden. Darüber hinaus ist für jedes Design ein neues Sieb zu erstellen, was mit deutlichen Kosten versehen ist. Ein einfacher Wechsel der Farben und Drackbilder ist also nicht möglich. Für die farbliche Gestaltung von Glas stehen derzeit zwei verschiedene Systeme zur Verfügung:

1. Keramische Farben

2. Organische Farben (UV härtend)

Die keramischen Farben werden nach dem Siebdrucken getrocknet und anschließend bei 600 ⁰C eingebrannt. Bei diesen Temperaturen verbindet sich die Emaille mit dem Glas und es entsteht ein sehr haftfester, witterungs- und kratzbeständiger Verbund. Allerdings ist die Farbpalette aufgrund der enthaltenen Schwermetalle in diesen Keramiken in den letzten Jahren immer kleiner geworden.

Die Gesamtkosten für den Siebdruckprozess mit Keramikfarben belaufen sich unter Einbeziehung aller Module und Energiekosten auf ca. 71,00 €/h. Zum Vergleich werden für einen Siebdruckprozess mit UV-Farben nur ca. 12 €/h aufgewendet. Unterschiede findet man ebenfalls bei den Prozesszeiten, die bei der Verarbeitung von keramischen Farben bei ca. 2 Stunden pro Objekt liegen und mit der Anwendung von UV-Farben auf 1 Minute pro Objekt gesenkt werden können.

Desweiteren zeichnen sich organische Farben, im Gegensatz zu den keramischen Systemen, durch eine höhere Vielfalt und die einfache Aushärtung mittels UV-Strahlung aus. Hier ist lediglich eine kurze thermische Nachhärtung .notwendig, um die Kratzfestigkeit zu erhöhen. Allerdings besitzen diese Färben nicht die hohe Härte und Abriebfestigkeit wie die anorganischen Systeme. Sie benötigen außerdem eine Glasvorbehandlung (Pyrosil®), um haftfeste Verbünde zu erhalten. Der größte Nachteil der acrylatbasierenden organischen Farben ist aber ihre mangelnde Witterungsstabilität, die eine Außenanwendung unmöglich macht. Ein weiterer Nachteil der organischen Systeme sind die für die Applikation der Farben oder die Reinigung der Siebe häufig eingesetzten Lösemittel, welche unter die VOC-Richtlinie fallen.

Bei der Fertigung von farbig bedruckten/gewalzten ESG-Scheiben für die unterschiedlichen Einsatzfälle werden die dekorativen oder auch informativen Elemente unter Verwendung der Emailfarben durch das o.g. Siebdruckverfahren zunächst auf das unbehandelte, aber schon zugeschnittene, gebohrte, geschliffene und ggf. gebogene Floatglas verbracht. Danach wird das bedruckte Glas zum ESG vorgespannt. Da sowohl für das Vorspannen als auch für das Einbrennen der Farben sehr hohe Temperaturen benötigt werden, sind die Glasveredler bereits dazu übergegangen, die beiden energieintensiven Prozesse zusammenzulegen.

Daraus ergeben sich jedoch wiederum neue Schwierigkeiten bezüglich der aufgedruckten Emailschichten. Durch die Spannungen im Glas, die während des Vorspannprozesses auftreten, werden die Muster und Bilder oftmals verzerrt, platzen an den Kanten ab oder sind infolge der leichten Verformungen der Glasoberfläche in ihrem Erscheinungsbild eingeschränkt. Auf diese Herstellungsbedingungen kann der Glasverarbeiter kaum Einfluss nehmen, was ein Vielfaches an minderwertig bedrucktem ESG bedeutet und entsprechenden Kundenreklamationen, bedingt durch unregelmäßige Darstellungen der Bilder, Anlass gibt. Hinzu kommen Glasscheiben, die infolge von abgeplatzten Emailschichten im Ausschuss landen. Die Gefahr von Glasbruch bei bedruckten/gewalzten Gläsern gegenüber denen ohne Farbauftrag ist um ein Vielfaches höher. Die notwendige Nachproduktion von entstandenem Glasbruch mit all seinen nachfolgend genannten Aufwendungen ist weder zeitlich noch kostenmäßig kalkulierbar.

Das Ziel des Glasverarbeiters ist es, ESG erst nach dem Bearbeiten und Vorspannen zu bedrucken. Dies setzt voraus, dass ein Farbsystem auf wässriger Basis zum Einsatz kommt, welches bei erheblich geringeren Temperaturen und bei minimalem Zeitaufwand trocknet. Außerdem soll die Applikation über ein alternatives Auftragssystem erfolgen, welches für solche Farben geeignet ist und Dekore und Schriftzüge ohne Kantenverlauf wiedergeben kann. Mit den derzeit angebotenen Verfahren und Beschichtungssystemen ist dies jedoch nicht möglich. Eine Alternative zu den o.g. Verfahren und Systemen ist bisher nicht verfügbar.

Die entscheidenden Nachteile des Siebdruckverfahrens liegen neben den hohen Einbrenntemperaturen der Emailfarben in den Rüstzeiten beim

Umstellen von einer Farbe auf eine andere bzw. beim Wechsel des

Dekors. Es müssen nicht nur die Siebe und Rakel außerordentlich gründlich von sämtlichen Farbresten gereinigt werden, sondern auch die

Dosierbehälter und Zuflussgefäße. Diese Reinigungsprozesse sind sehr langwierig, erfordern viel Zeit und kommen meist nicht ohne Lösemittel aus. Somit ist nicht nur die Umweltbelastung ein zunehmendes Problem für die industriellen Anwender, auch die langen Umrüstzeiten sind uneffektiv und daher kostenintensiv. Des Weiteren müssen zum Drucken verschiedener Motive die Siebe gewechselt und gereinigt werden. Für jedes Design muss ein neues Sieb erstellt werden, was mit deutlichen

Kosten verbunden ist. Ein einfacher Wechsel der Farben und

Druckbilder ist also nicht möglich.

Bei der Fertigung von farbig bedruckten oder gewalzten ESG-Scheiben für unterschiedliche Einsatzfälle werden die dekorativen oder auch informativen Elemente durch das beschriebene Siebdrackverfahren unter

Verwendung der Emailfarben zunächst auf das unbehandelte, aber schon zugeschnittene, gebohrte, geschliffene und ggf. gebogene Floatglas verbracht. Danach wird das bedruckte Glas zum ESG vorgespannt. Da sowohl für das Vorspannen als auch für das Einbrennen der Farben sehr hohe Temperaturen benötigt werden, sind die Glasveredler bereits dazu übergegangen, die beiden energieintensiven Prozesse zusammenzulegen.

Daraus ergeben sich jedoch neue Schwierigkeiten bezüglich der aufgedruckten Emailschichten. Durch die Spannungen im Glas, die während des Vorspannprozesses auftreten, werden die Muster und Bilder oftmals verzerrt, platzen an den Kanten ab oder sind infolge der leichten Verformungen der Glasoberfläche in ihrem Erscheinungsbild eingeschränkt. Hinzu kommen Glasscheiben, die infolge von abgeplatzten Emailschichten im Ausschuss landen. Die Gefahr von Glasbruch bei bedruckten/gewalzten Gläsern gegenüber denen ohne Farbauftrag ist um ein Vielfaches höher.

Als emissionsfreie Beschichtungsmaterialien finden die Pulverlacke zwar seit Jahrzehnten auf verschiedensten industriellen Gebieten Anwendungen, jedoch können sie bislang aufgrund ihrer Verarbeitungseigenschaften nur großflächig auf Oberflächen aufgebracht werden, d.h. es sind keine Dekore, Muster oder Schriftzüge, bspw. durch Drucken, realisierbar.

Die Applikation von Dekoren, Mustern oder Schriftzügen erfordert Druckverfahren (in dem hier betrachteten Anwendungsfall gemäß dem

Stand der Technik bisher üblicherweise Siebdruck mit keramischen

Farben) und damit Flüssigsysteme.

Neben den keramischen Farben können dabei auch andere

Flüssigsysteme auf Lösemittelbasis verwendet werden. Auf sehr glatten Oberflächen, insbesondere Glas, besteht jedoch die

Gefahr einer ungenügenden Haftung der Applikationen gemäß dem

Stand der Technik.

Die Schrift DE 198 46 650 Al offenbart ein Slurry mit mikroverkapselten Partikeln. Gemäß dieser Offenbarung enthält ein

Pulverklarlack-Slurry mindestens ein hydroxylgrappenhaltiges

Bindemittel A, mindestens ein Polyisocyanat als Vernetzungsmittel B und Wasser, wobei die hydroxylgruppenhaltigen Bindemittel A und die

Polyisocyanate B derart homogenisiert sind, dass nicht weniger als 30, vorzugsweise nicht weniger als 60 und insbesondere nicht weniger als 90

Gew.-% des Polyisocyanats B in den die Bindemittel A enthaltenden

Partikel dispergiert oder gelöst sind, und die ggf. noch in der wässrigen

Phase befindlichen Partikel des Vernetzungsmittels B sowie die Partikel, welche die Bindemittel A und die Vernetzungsmittel B enthalten, über die an ihrer Oberfläche vorhandenen Isocyanatgruppen mittels eines der wässrigen Phase zugesetzten Desaktivierungsmittels stabilisiert sind. Dieser Pulverklarlack-Slurry wird bspw. als Klarlack in der Automobillackierung eingesetzt, wobei eine komplette Karosserie in der Großserie eine Pulverklarlackierung erhält, die in wässriger Phase aufgebracht wird. Der Nachteil dieser Slurry ist, dass sie nicht farbig sind und nach ihrer Aufbringung auf Glasoberflächen nicht beständig auf diesen haften.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine umweltfreundliche, lösemittelfreie Druckfarbe, insbesondere zur farbigen Bedruckung eines Trägers, bspw. Glas / ESG, sowie eine Verwendung dieser Druckfarbe anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden.

Das Wesen der Erfindung liegt in der Bereitstellung eines neuartigen drackfähigen Farbsystems auf der Basis von Pulveiiack-Slurries

(nachfolgend PLS genannt) in Form von digital verdruckbaren, lösemittelfreien Farben, sowie in der Bereitstellung eines Verfahrens zur

Applikation dieser Pulverlack-Slurries (PLS) auf einen Träger

(Vorbehandlungs-, Digitaldrucktechnologie, wie bspw. Ink-Jet- Drucktechnik und Aushärtungstechnologie für den Inline-Prozess).

Durch die vorliegende Erfindung werden neuartigen Druckfarben auf der Basis von Pulverlack-Slurries (PLS) und eine darauf angepasste Digitaldrucktechnologie bereitgestellt.

Dadurch werden, genau wie beim Siebdruckverfahren auf Glas, die Möglichkeiten der Gestaltungsvielfalt beibehalten, um verschiedenste Motive, geometrische Formen, Dekore oder Schriftzüge auf der Glasoberfläche abzubilden. •

Die erfindungsgemäßen Druckfarben auf PLS-Basis sind dabei a) zur freien Gestaltung der Glasoberfläche in allen Farbtönen produzier- und einsetzbar, b) mittels digitaler Drucktechnologie verarbeitbar (dies beinhaltet auch das parallele Verdrucken verschiedenfarbiger PLS₃ ohne dass die einzelnen Farbtöne ineinander verlaufen), c) auf der zu bedruckenden Glasoberfläche sehr gut haftend, d) von einer hohen mechanischen und optischen Stabilität gekennzeichnet (somit auch im Außenbereich einsetzbar) e) und weisen eine hohe Wetterstabilität auf.

Eine erfindungsgemäße Verwendung der Druckfarben auf PLS -Basis bildet der Einsatz einer entsprechenden, effizienten Technologie zum Beschichten mit Pulverlack-Slurries und Aushärten dieser. Im Gegensatz zu Emaille-Farben benötigen die erfindungsgemäßen farbigen Pulverlack-Slurries erheblich niedrigere Temperaturen zur Aushärtung. Dadurch kann die Anwendung von Infrarot- Wärmestrahlern nicht nur den gewünschten Effekt einer vollständigen Trocknung und Polymerisation der Farbschichten bewirken, vielmehr erfolgt dadurch auch eine Verkürzung der Trockenzeit im Vergleich zu herkömmlichen Pulverlacken, welche derzeit ca. 10 min. im herkömmlichen Wärmeofen beträgt und für einen Inline-Prozess deshalb nicht kompatibel ist. Ferner werden hierdurch die gegenseitig nachteiligen Einflüsse des thermischen Einbrennens der keramischen Farben und des durch thermische Effekte bewirkten „Vorspannens" der Glasscheiben umgangen, die ansonsten eine häufige Ursache für Qualitätsmängel und Ausschuss sind.

Um eine ausreichende Haftung der Farbschichten auf den Glasoberflächen zu erzielen, wird erfindungsgemäß, neben der Ausstattung der Pulverlack-Slurries mit einem entsprechenden Haftvermittler auch die Glasoberfläche mit einer auf das Farbsystem angepassten Oberflächenaktivierung versehen, um haftungsstabile und witterungsbeständige Beschichtungen bzw. Bedruckungen zu erhalten.

Durch die Bereitstellung des erfindungsgemäßen Farbsystems auf der Basis von Pulverlack-Slurries, welche a) umweltfreundliche Komponenten in sich vereinen (d.h. sie sind frei von Schwermetallen und Lösungsmitteln), b) sich durch eine einfache Auftrags- und durch eine energieeffiziente Aushärtungstechnologie auszeichnen, c) durch die Anwendung eines geeigneten

Oberflächenvorbehandlungssystems fest haftend auf der Glasoberfläche appliziert werden können, und durch die Vereinigung der einzelnen Prozessschritte zu einem einheitlichen Inline-Verfahren wird den Anwendern in der Glasindustrie eine Produktpalette bzw. Technologie zur Verfügung gestellt, welche die bisher eingesetzten, z.T. schwermetallhaltigen keramischen Siebdruckfarben substituiert und den Einsatz der kosten- und zeitintensiven Siebdruck- und Einbrenntechnologie verzichtbar macht.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Substitution der Emailfarben durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Farbe mit entsprechender Witterungsstabilität (auch für den Außeneinsatz), so dass gleichzeitig auf Basis der erfindungsgemäßen Bedruckung eine neue Beschichtungstechnologie für Glasoberflächen / eine neue Beschichtung auf Glasoberflächen bereitgestellt wird.

Das vorliegende Verfahren . stellt für die Bedruckung von Glas eine einfache und kostengünstige Verarbeitung dar, welche die Farbenvielfalt entsprechend des RAL-Spektrums gewährleistet und hinsichtlich der Beständigkeit gegen chemischen und Umwelteinflüssen stabil ist.

Die erfindungsgemäße Pulverlack-Smrry-Technologie vereint die Vorteile von Wasser- (Slurry-) und Pulverlack. Bei dem erfindungsgemäß pigmentierten System handelt es sich um eine hochfeine Pulverlacksuspension auf Polyester-Epoxidbasis in Wasser und Additiven.

Die Zusatzmittel stabilisieren die Pulverlack/Wassermischung und optimieren den Verlauf der resultierenden Beschichtung. Nach dem Suspendieren wird die Mischung auf eine Teilchengröße von 3 μm nass gemahlen. Das Produkt lässt sich mit für Flüssiglacke geeigneten Spritzlackieranlagen verarbeiten und wie ein konventioneller Wasserlack applizieren.

Wirtschaftlich besonders interessant ist, dass sich bereits ab 15 μm Trockenschichtdicke geschlossene Pulverlackfilme erreichen lassen. PLS werden nach dem Ablüften des Wassers bei Objekttemperaturen von 160 ⁰C mindestens 10 min eingebrannt. Es ergeben sich qualitativ hochwertige Pulverlackierangen mit sehr gutem Verlauf, hoher Korrosionsbeständigkeit und günstigen mechanischen Eigenschaften. Außerdem erfüllen PLS die VOC-Richtlinien, da keine Lösungsmittel zum Einsatz kommen.

Die erfindungsgemäßen farbigen PLS ermöglichen die Verarbeitung mit modernen Drucksystemen. Insbesondere ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die PLS mittels InkJet-Technologie digital zu verdrucken. Dies hat den Vorteil, dass die Dekore und Schriften mit hoher Auflösung und minimalem Farbverbrauch aufgebracht werden könnten.

Bislang wurden PLS nur als Klarlacksysteme verarbeitet. Durch die erfindungsgemäße Herstellung von druckbaren PLS in einer breiten Farbpalette, sei es durch Überlagerung von drei Buntfarben (Cyan, Magenta, Gelb) oder durch individuell rezeptierte Einzelfarbtöne, eröffnen sich wesentliche neue Anwendungsgebiete für die erfindungsgemäßen druckbaren farbigen PLS.

Gemäß der Erfindung sind die druck- / sprühfähigen, lösemittelfreien, farbigen PLS mit Pigmentpartikeln versehen (vorzugsweise 3 μm), die eine bestimmte Größe nicht überschreiten, um das System für die Anwendung in Druckköpfen fließfähig zu halten, v.a. den Durchtritt durch die Düsenöffnungen zu gewährleisten.

Zum anderen wird ein ausreichendes Deckvermögen der erfindungsgemäßen Farben erreicht, wobei die Stabilität der Dispersion gewährleistet ist, um eine Sedimentation des erfindungsgemäßen Feststoff-Flüssig-Gemisches, bspw. im Vorratsbehälter oder Drackkopf, zu vermeiden.

Die ausreichende Haftung des neuen Farbsystems auf den Glasoberflächen wird erfindungsgemäß durch Haftvermittler bewirkt.

Die erfindungsgemäßen PLS besitzen, ebenso wie die Emailfarben, eine hohe mechanische und chemische Stabilität. Dies wird dadurch gewährleistet, dass das erfindungsgemäße Farbsystem Substanzen enthält, welche eine ausreichende Oberflächenhärte gewährleisten. Realisiert wird dies u.a. durch eine Überlackierang der bedruckten Flächen mit einem kratzfesten Klarlack, z.B. auf der Basis eines transparenten PLS.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen PLS besteht darin, dass das System ebenfalls die sehr guten Eigenschaften der Emailfarben aufweist und dabei in seiner Farbpalette nicht eingeschränkt ist sowie in seiner Verarbeitung wesentlich unkomplizierter und kostengünstiger ist, als die bekannten Emailverfahren Vermittels der erfmdungsgemäßen Bedruckung (Beschichtung) und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die Oberfläche von ESG und sogar von Floatglas farbig zu gestalten, da auf die hohen Einbrenntemperaturen verzichtet werden kann.

Neben der neuartigen Beschichtung wird für die Verarbeitung dieser Lacke eine neue Technologie bereit gestellt, welche die Bedruckung und sofortige thermische Aushärtung von großflächigen Glassubstraten im Inline-Prozess ermöglicht und gegenüber dem herkömmlichen Siebdruck zeit-, energie- und kostensparend angewendet werden kann.

Im Gegensatz zu Email-Farben benötigen PLS zum Aushärten erheblich weniger Temperatur. Dadurch kann die Anwendung von Infrarot- Wärmestrahlern nicht nur den gewünschten Effekt einer vollständigen Trocknung und Polymerisation der Farbschichten bewirken, es soll auch damit eine Verkürzung der Trockenzeit im Vergleich zu herkömmlichen Pulverlacken erreicht werden, welche derzeit ca. 10 min. im herkömmlichen Wärmeofen beträgt und für einen Inline-Prozess nicht kompatibel ist. Um eine ausreichende Haftung der Farbschichten auf den Glasoberflächen zu erzielen, ist es neben der Ausstattung der PLS mit einem entsprechenden Haftvermittler notwendig, die Glasoberfläche mit einer auf das Farbsystem angepassten Oberflächenaktivierung zu versehen, um haftungsstabile und witterungsbeständige Beschichtungen dauerhaft applizieren zu können.

Durch das erfindungsgemäße Farbsystems auf der Basis von PLS, welche

1. umweltfreundliche Komponenten in sich vereinen, d.h. sie sind frei von Schwermetallen und Lösungsmitteln

2. sich durch eine einfache Auftrags- und energieeffiziente Aushärtungstechnologie auszeichnen und

3. durch die Anwendung eines geeigneten Oberflächenvorbehandlungssystems fest haftend auf der Glasoberfläche appliziert werden können, steht den Anwendern in der Glasindustrie eine Produktpalette bzw. Technologie zur Verfügung, welche die bisher eingesetzten, z.T. schwermetallhaltigen keramischen Siebdruckfarben substituiert und den Einsatz der kosten- und zeitintensiven Siebdrucktechnologie verzichtbar macht.

Die erfindungsgemäße Beschichtung und die erfindungsgemäße Technologie, welche die sehr guten Eigenschaften der bisher verwendeten Email-Siebdruckfarben beibehält, jedoch Zeit-, Energie- und Kostenersparnisse ermöglicht, sind in der Verarbeitung wesentlich unkomplizierter und kostengünstiger als der Stand der Technik, wobei die Beschichtung und die Technologie aber in ihrer Farbpalette nicht eingeschränkt sind.

Mit diesem erfindungsgemäßen System ist es möglich, die Oberflächen von ESG (und sogar Floatglas) farbig zu gestalten, da auf hohe Einbrenntemperaturen verzichtet werden kann. Die Erfindung soll nachfolgend an Hand eines Ausfuhrungsbeispiels und Figur 1 näher erläutert werden.

Ausfuhrungsbeispiel Die erfindungsgemäße umweltfreundliche, lösemittelfreie farbige PLS findet besonders bevorzugt für die Bedruckung von Glasscheiben (bspw. Einscheibensicherheitsglas) Verwendung. Das Verfahren zur Herstellung dieser bedruckten Glasscheiben umfasst folgende Verfahrensschritte: 1. Glasoberfläche reinigen (in Glaswaschanlage oder manuell mit

Speziaireiniger [Essigsäurehaltig])

2. Vorbehandlung der Glasoberfläche mit einem flammen- pyrolytischen Verfahren, um eine SiOx — Schicht zu erzeugen (Zugabe von Siloxanen in die Flamme) 3. Aufbringen eines Haftvermittlers (Primer) mittels Airbrush

(Haftvermittler auf Isopropanolbasis, enthält Silan als haftvermittelnde Komponente)

4. Ablüften der Primerschicht (im Beispiel ca. 5 min)

5. Erstellen des Druckbildes mit den erfindungsgemäßen PLS mit Hilfe eines kommerziellen Digital InkJet- Verfahrens

6. Aushärtung der PLS mittels Infrarot. wobei am Ende des Verfahrens ein Schichtsystem aus Pulverlackschicht (PLS), Haftvermittler und Glassubstrat (Fig. 1) erhalten wird.

Die eingesetzte PLS-Rezeptur umfasst dabei:

Netz- und Dispergieradditive können dabei bspw. sein:

« Lösungen enthaltend hochmolekulare Block-Copolymere mit pigmentaffinen Gruppen,

© Lösungen enthaltend Copolymer mit pigmentaffmen Gruppen, © Lösungen enthaltend modifiziertes Polyurethan, 100%ig nichtionisch,

• Lösungen enthaltend Acrylatpolymer. mit neutralisierten Carboxylatgruppen, anionisch.

Entschäumer können dabei bspw. sein:

β Mischungen enthaltend schaumzerstörende Polysiloxane und hydrophobe Feststoffe in Polyglykol (Silikonentschäumer), β Mischungen enthaltend schaumzerstörende Polymere und hydrophobe Feststoffe, silikonfrei, β Mischungen enthaltend schaumzerstörende Polymere und hydrophobe Feststoffe,

® Emulsion enthaltend schaumzerstörende Polysiloxane mit hydrophoben Feststoffen.

Rheologie- Additive können dabei bspw. sein:

© Lösungen enthaltend modifizierten Harnstoff und N-

Methylpyrrolidon, © Lösungen enthaltend streng newtonische high shear Verdicker, .

® Lösungen enthaltend newtonischer high shear Verdicker.

Oberflächenadditive können dabei bspw. sein:

© Lösungen enthaltend polyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan

© Lösungen enthaltend Polyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan

Claims

Patentansprüche

1. Lösemittelfreie Druckfarbe umfassend ein Lack-Slurry, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Lack-Slurry ein pigmentiertes System enthalten ist, wobei die Druckfarbe wasserlöslich und digital verdruckbar ist.

2. Lösemittelfreie Druckfarbe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das pigmentierten System eine hochfeine Pulverlacksuspension auf Polyester-Epoxidbasis, enthalten in Wasser und Additiv ist.

3. Lösemittelfreie Druckfarbe gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchengröße der Pulverlacksuspension 3 μm beträgt.

4. Lösemittelfreie Druckfarbe gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Additive mindestens ein Dispergieradditiv,

Entschäumer, Oberflächenadditiv und / oder Rheologieadditiv ist

5. Lösemittelfreie Druckfarbe gemäß Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dispergieradditiv eine Lösungen ist, die hochmolekulare Block-Copolymere mit pigmentaffinen Gruppen oder Copolymere mit pigmentaffinen Gruppen oder modifiziertes, 100%ig nichtionisches Polyurethan oder Acrylatpolymere mit anionischen, neutralisierten Carboxylatgruppen enthalten.

6. Lösemittelfreie Druckfarbe gemäß Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Entschäumer eine Mischungen ist, die schaumzerstörendes Polysiloxan und hydrophoben Feststoffe in

Polyglykol oder schaumzerstörende Polymere und hydrophobem Feststoff enthalten oder eine Emulsion aus schaumzerstörenden Polysiloxane und hydrophobem Feststoff ist.

7. Lösemittelfreie Druckfarbe gemäß Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rheologie-Additiv eine Lösung ist, die einen modifizierten Harnstoffes und N-Methylpyrrolidon enthält, oder ein newtonischer high shear Verdicker ist.

8. Lösemittelfreie Druckfarbe gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenadditiv eine Lösung ist, die ein polyethermodifϊziertes Polydimethylsiloxan oder ein

Polyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan ist.

9. Verfahren zur Herstellung einer BeSchichtung auf Glas unter Verwendung der lösemittelfreie Druckfarbe gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis- 8 umfassend folgende Schritte:

© Glasoberfläche reinigen (in Glaswaschanlage oder manuell mit Speziaireiniger [Essigsäurehaltig]), ® Vorbehandlung der Glasoberfläche mit einem flammen- pyrolytischen Verfahren, um eine SiOx - Schicht zu erzeugen (Zugabe von Siloxanen in die Flamme),

© Aufbringen eines Haftvermittlers (Primer) mittels Airbrush (Haftvermittler auf Isopropanolbasis, enthält Silan als haftvermittelnde Komponente),

® Ablüften der Primerschicht (im Beispiel ca. 5 min), β Erstellen des Druckbildes mit den erfindungsgemäßen PLS mit Hilfe eines kommerziellen Digital InkJet- Verfahrens, β Aushärtung der PLS mittels Infrarot.