TR2021021535A1 - Fırın camları üzerinde çift taraflı baskıya olanak sağlayan cam emaye kaplaması - Google Patents

Abstract

Buluş özellikle, kimyasal direnç ve fiziksel dayanıklılığı iyileştirmek üzere ağırlıkça %14-40 oranında SiO2, %1-8 oranında ZrO2, %3-10 oranında B2O3, %40-60 oranında Bi2O3, %1-5 oranında Li2O, %0,1-5 oranında CaO, %0,1-5 oranında MgO ve %0,1-5 oranında K2O içeren cam friti ve ikinci temperleme sırasında oluşabilecek yüzey hatalarının engellenmek üzere çekirdeklendirici tohum içeren cam emaye kaplaması ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME Firin camlari üzerinde çift tarafli baskiya olanak saglayan cam emaye kaplamasi Teknik Alan Bulus, firin cami kaplamalarinda, düz cam panelin ön ve arka yüzüne ardisik olarak baski yapilmasina olanak saglayan bir cam emaye kaplamasi ile ilgilidir. Bulus özellikle, kimyasal direnç ve fiziksel dayanikliligi iyilestirmek üzere agirlikça %14-40 cam friti ve ikinci temperleme sirasinda olusabilecek yüzey hatalarinin engellenmek üzere çekirdeklendirici tohum içeren cam emaye kaplamasi ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu Cam emayeleri, cam ev esyalari, cam ambalaj, firin camlari, otomotiv camlari, teknik camlar ve mimari camlar olmak üzere birçok alanda kullanilmakta olup, kullanim alanlarina göre dekoratif veya fonksiyonel özellikler göstermektedir. Temel yapisi itibariyle, seramik ve emaye fritlerine göre daha düsük erime noktasina sahip fonksiyonel bir cam friti, düsük termal genlesmeye ve yüksek renk kabiliyeti (CIE (Commission Internationale de lieolairage) standardina göre) ve örtücülüge sahip pigmentler ve organik medyum yapilarindan olusmaktadir. Cam fritleri, çesitli metal oksit/karbonat veya nitratlarinin belirli oranda bir araya getirilerek ergitilmesi ve bu eriyigin suya dökülerek (quenching) amorf yapi kazandirilmasiyla elde edilen camsi yapilardir. Cam emayelerinde kullanilan cam fritleri, hammaddelerin tartilmasi/harmanlanmasi, ergitme ve suya dökme ve ögütme islemleri olmak üzere üç asamada üretilmektedir. Tartim dogrulugu ve homojen karistirma önemli konulardir. Fritin ergitilmesi, kesikli (batch) veya sürekli (continuous) olarak gerçeklestirilebilmektedir. Ergitme isleminden sonra, cam eriyigi kristallesmeyi önlemek amaciyla suya dökülmekte ve ardindan, ögütülerek toz formuna getirilip, cam emaye yapisina katilmaktadir. Cam fritlerinde, silika (SIOz), bor oksit (8203), soda (NazcOs), titanyum dioksit (TIOz) ve zirkonyum oksit (Zr02) gibi hammaddeler formülasyonda belirlenen oranlara göre bir araya getirilip, homojen sekilde karistirilmaktadir. Ürünün erime sicakligi, genlesme katsayisi, kimyasal dayanikliligi ve kararliligi cam fritine baglidir. Oksidik kompozisyonda yer alana SIO2, kimyasal dayanikliligi ve pisirme sicakligini arttirmak, genlesme katsayisini düsürmektedir. 8203, genlesme kat sayisini ve pisirme sicakligini düsürmekte, kimyasal dayanikliligi arttirmaktadir. MnO ve F, genlesme katsayisini arttirmakta ve pisirme sicakligini azaltmaktadir. ZnO, opaklik saglarken, TIOz, asit dayanimini arttirmaktadir. Zr02 ise, alkali dayanimini arttirmaktadir. Inorganik pigmentler, formülasyonda yaklasik %15-25'Iik bir paya sahiptir. Inorganik pigmentler, çesitli kimyasal yöntemlerle sentezlenmekte olup, bahse konu metotlardan yaygin olani, kati hal reaksiyonu ile inorganik kompleks yapilarin olusturulmasidir. Bu yapilar, bir veya daha fazla metal oksit/karbonat/hidrat veya nitratin belirli bir reçeteye göre hazirlanarak 850-1400°C arasinda kalsinasyonu ile elde edilmektedir. Daha sonra, uygun tanecik boyutuna getirilmeleri için ögütme islemi uygulanmaktadir. Burada, hammaddeler, hammaddelerin tanecik boyutlari, oranlari, homojen karisimin elde edilmesi, firin kosullari ve nihayetinde sentezlenen pigmentin tanecik boyutu rengin olusumunda kritik olan süreçlerdir. Günümüzde özellikle siyah ve beyaz renklere sahip cam emayeleri sektörde genis kullanim alanina sahiptirler. Dolayisiyla siklikla kullanilan siyah ve beyaz pigmentler, dekoratif ve fonksiyonel özellikleri bakiminda emaye uygulamalarinda büyük bir öneme sahiptir. Organik tasiyici, cam emayesinin olusturulmasi için gerekli diger bir bilesendir. Organik tasiyici (medyum), baglayicilar (reçine), çözücüler (solventler), dispersiyon ajanlari, yüzey aktif maddeler, dolgu maddeleri içermektedir. Toz yapida olan pigment ve fritin bir nevi boya kivamina getirilmesini saglamaktadir. Pigment ve fritin dispersiyonunu saglamaktadir. Homojen bir karisim elde edilmesi için bir sivi ortam saglamaktadir. Ayrica, cam emayesinin uygulanabilir viskozite ve reoloji kazanmasini saglamaktadir. Çekirdeklendirici tohum ise, kompozisyonun hacimsel çekirdeklenmesine sebep olmakla birlikte fritin kristallesmesini kontrol etmek için kullanilmaktadir. basvurusunda açiklandigi üzere, cam emaye uygulamalarinin en önemli özelliklerinden biri, otomotiv ön, yan ve arka camlarinin dis köselerinde opak siyah emaye bandini düsük sicakliklarda elde edebilmektir. Bu opak siyah renkli bantlar, sektörde 1,5 cm ile 15 cm arasinda degismektedir. Bu degisim, estetik bakis açisi ile tasarima göre degismekle birlikte, özellikle günes isigi emisyonlarini engelleyerek ultraviyole isimadan dolayi yasanan bozunmanin önüne geçmektir. Ayrica, bu opak siyah emaye bandi, aracin arkasindan arka cam buz çözme sisteminin gümüs içeren bus bar sistemi ve kablo baglantilarini örtmekte ve UV korumasi saglamaktadir. EP296999081 numarali patent dokümaninda ise, günes kontrol tabakasi içeren bir cam açiklanmaktadir. Günes kontrol cami, cam bir alt katmanin yüzeylerinden en azindan biri üzerinde, günes isimasini emen en az bir tabaka ve söz konusu günes isimasini emen tabakaya komsu olan dielektrik kaplamalar içeren çok tabakali bir yigin içermektedir. Bulusa göre günes isimasini emen tabaka, zirkonyum ve krom bazli bir metal alasimdan bir tabaka olup, çok tabakali yigin, alt katman ile günes isimasini emen tabaka arasinda ve günes isimasini emen tabakanin yukarisinda, silisyum oksit, alüminyum oksit, silisyum nitrür, alüminyum nitrür, alüminyum-silisyum karisimi nitrürler, silisyum oksinitrür ve alüminyum oksinitrür arasindan seçilen bir bilesik bazli dielektrik materyalden en az bir kaplama içermektedir. Bulusa konu camin özel olarak, özellikle tavanda, motorlu tasit cami olarak, bina cami olarak veya firin cami olarak kullanisli oldugu dokümanda ifade edilmistir. Koyu füme renk camlarda basilan logolar açik renk degerlerine sahiptirler. Bu yüzden camin iki yüzeyine de baski yapilabilir olmasi gerekmektedir. Burada çift yüzey baskida camin güvenlik kosullarinin saglanmasi için temperlenmesi gerekmektedir. Çift tarafi boyali olan camlarin firina girerken boyanin merdaneler üzerine yapismasi ve sonraki proseste yüzeyde hatalara sebep olmaktadir. Bu yüzden, camin bir kez boyanip temperlenmesi asamasindan sonra ikinci yüzeyine de baski yapilip bu emayenin (boyanin) de temperlenmesi gerekmektedir. Ancak mevcut cam emayelerinde, ilk kaplama yapilan camda da merdaneli konveyör sisteminde yüzey hatalari görülmektedir. Bilinen teknikte firin ön cam boyalarinda kullanilan düz cam için talepler giderek daha zorlu hale gelmektedir. Modern tasarimlar ve yeni islevsel özellikler ve güçlü mekanik özellikler beklenmektedir. Mevcut cam emayeleri ile düz camin her iki yüzüne baski yapmak, üretimde büyük problemlere ve yüzey hatalarina yol açmaktadir. Geleneksel cam emayelerdeki bu dezavantajin üstesinden gelmek için, düz camin önüne ve arkasina baski yapilmasini saglayan oldukça dayanikli bir cam-seramik emayesinin gelistirilmesine ihtiyaç duyulmaktadir. Sonuç olarak yukarida bahsedilen olumsuzluklardan ve eksikliklerden dolayi, ilgili teknik alanda bir yenilik yapma ihtiyaci ortaya çikmistir. Bulusun Amaci Mevcut bulus, yukarida bahsedilen gereksinimleri karsilayan, tüm dezavantajlari ortadan kaldiran ve ilave bazi avantajlar getiren, firin camlari üzerinde çift tarafli baskiya olanak saglayan cam emaye kaplamasi ile ilgilidir. Bulusun amaci, firin cami kaplamalarinda, düz cam panelin ön ve arka yüzüne ardisik olarak baski yapilmasina olanak saglayan bir cam emaye kaplamasi ortaya koymaktir. Bulusun amaci, firin camlarinda logo, tasarim ve 3D görüntü efektlerinin olusturulabilmesine imkan saglamaktir. Bulusun amaci, kristallendirici çekirdeklerin kullanilmasiyla cam emaye kaplamanin ikinci temperleme sirasinda olusabilecek yüzey hatalarini engellemektir. Bulusun amaci, cam emaye frit kompozisyonu sagliga zararli olan kursun ve kadmiyum gibi toksik elementler içermeyen, uygun reoloji, iyi raf ömrü, orta dogrusal genlesme katsayisi, cam tabakaya iyi yapisma, iyi kimyasal direnç ve fiziksel dayaniklilik gösteren bir cam emaye kaplamasi saglamaktir. Bulusun amaci, mevcut teknige göre daha siyah ve parlakligi daha yüksek bir cam emaye kaplamasi elde etmektir. Yukarida anlatilan amaçlarin yerine getirilmesi için bulus, firin cami kaplamalarinda, düz cam panelin ön ve arka yüzüne ardisik olarak baski yapilmasina olanak saglayan, medyum ve pigment içeren cam emaye kaplamasi olup, özelligi; kimyasal direnç ve fiziksel dayanikliligi MgO ve %0,1-5 oraninda KgO içeren cam friti ve ikinci temperleme sirasinda olusabilecek yüzey hatalarinin engellenmek üzere çekirdeklendirici tohum içermektedir. Bulusun amaçlarini gerçeklestirmek üzere cam emaye kaplama, agirlikça %40-70 oraninda çekirdeklendirici tohum içermektedir. Bulusun amaçlarini gerçeklestirmek üzere, çekirdeklendirici tohum bizmut silikat, pigment ise CuCr1.7Mn0.304 kimyasal formülüne sahip Mn katkili bakir kromit pigmenttir. Bulusun amaçlarini gerçeklestirmek üzere cam emaye kaplamanin islak film kalinliklari 24- um arasinda, kuru film kalinliklari 15-20 um arasindadir. Bulusun amaçlarini gerçeklestirmek üzere, cam frit tanecik boyutu 6-8 mikron arasindadir. Bulusun amaçlarini gerçeklestirmek üzere cam emaye kaplamasi cam panel yüzeyine serigrafi yöntemi ile uygulandiginda, baskili yüzey 9,04 L, -0,16 a, -1,17 b renk degerine, ve 0,9971 opakliga sahiptir. Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir ve bu nedenle degerlendirmenin de bu detayli açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, firin camlari üzerinde çift tarafli baskiya olanak saglayan cam emaye kaplamasi, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak sekilde açiklanmaktadir. Bulus, firin cami kaplamalarinda, düz cam panelin ön ve arka yüzüne ardisik olarak baski yapilmasina olanak saglayan bir cam emaye kaplamasi ile ilgilidir. Bulusun özelligi; cam emaye frit kompozisyonu sagliga zararli olan kursun ve kadmiyum gibi toksik elementler içermeyip, uygun reoloji, iyi raf ömrü, orta dogrusal genlesme katsayisi, cam tabakaya iyi yapisma, iyi kimyasal direnç ve fiziksel dayaniklilik göstermesi ile birlikte kristallendirici çekirdeklerin kullanilmasiyla cam emaye kaplamanin ikinci temperleme sirasinda olusabilecek yüzey hatalarinin engellenmesidir. Cam emaye kaplamasinm formülasyonu Içerik Agirlikça kullanilabilir miktar (%) Cam friti 40-70 Medyum 10-30 Pigment 15-25 Bulusa konu cam emaye kaplamasi genel olarak cam friti, pigment ve medyum karistirilmasi ile elde edilmektedir. Cam friti, bizmut esasli olup, belirlenen kompozisyona göre hammadde tartimlari yapilarak homojen bir karisim elde edilmesi için mikser de tüm hammaddeler karistirilmaktadir. Daha sonra 1200°C 60-90 dakika döner firinda ergitme yapilmakta ve yüksek sicakliga sahip bu eriyik amorf yapisini korumasi amaciyla direkt suya dökülmektedir. Elde edilen bu camsi yapilar, daha sonra jetmill cihazi ile 6-8 mikron araligina ögütülmektedir. Tanecik boyutu, cam emayesinin hem fiziksel ve kimyasal özelliklerini hem de renk, örtücülük ve parlaklik degerlerini etkilemektedir. Cam frit kompozisyonunun formülasyonu Içerik Agirlikça kullanilabilir miktar (%) Silisyum dioksit (SiO2) 15-40 Zirkonyum oksit (Zr02) 1-8 Bor oksit (5203) 3-10 Bizmut oksit (BizOs) 40-60 Lityum oksit (LizO) 1-5 Kalsiyum oksit (CaO) 0,1-5 Magnezyum oksit (IVIgO) 0,1-5 Potasyum oksit (K20) 0,1-5 A8204 formülüne sahip inorganik pigmentler spinel yapisi. kararli kristal yapisi sebebiyle sektörde tercih edilmektedir. Yapilan çalismalara göre, CuCr204, spinel kristalin yapida olup tetragonal, fazda bulunmaktadir. MnOx içeren (Cu, Mn, Cr)304 ise kübik, tetragonal ve/veya her iki fazi içermekte ve MnOx miktari arttikça kübik faz yapisinin bünyede konsantrasyonu fazla olmaktadir. Mn katkili bakir kromit pigmentleri (CuCr1,7Mno,3O4) kati hal reaksiyonu ile sentezlenmekte olup, belirli oranlarda homojen karistirilan hammaddeler yüksek sicakliklarda kalsine edildikten sonra ögütülmektedir. Bulus kapsaminda kullanilan medyumda, ortam bir veya daha fazla glikol eteri ve/veya esterlerini içermektedir. Genis bir dizi glikol atar ve esterleri kullanilabilmektedir. EPh glikoleter veya TPM, glikol eterler EB glikol eter (2-bütoksietanol); Texanol (2, 2, 4-trimetil- propanoat); glikol eter esterleri, propilen glikol, dipropilen glikol ve bunlarin kombinasyonlarini içerebilmektedir. Yüzey aktif ajanlari, dagitici ajan, diger katki maddeleri ile nihai medyum formüle edilmistir. Ortam ayrica, selüloz eter içermektedir. Selüloz eterler, üretim proseslerine göre MC (metil selüloz)i HPMC (hidroksi propil metil selüloz), HEMC (hidroksi etil metil selüloz), HEC (hidroksi etil selüloz) gibi degisik modifikasyonlarda özel selüloz eterler olarak üretilmektedirler. Eterifikasyon diye adlandirilan kimyasal prosesten sonra, selüloz hidroksil gruplarinin metil ve! veya hidroksi propil gruplari ile yer degistirmesi sonucu suda çözünen non-iyonik selüloz etere dönüsmesinden olusan kimyasal üründür. Formülasyonda kivamlastirma ajani olarak kullanilan hidroksi propil selüloz, ayni zamanda su tutma yardimcisi, baglayici, dispersiyon yardimcisi, yaglayici, kolloid veya dengeleyici gibi birçok tipik özellikleri olan katki malzemeleridir. Öncelikle, karistirici altinda medyum bilesiminin hazirlanmasi gerçeklestirilmektedir. hazirlanmaktadir. Baglayicilar eklenip, ardindan selüloz eter ortama eklenmekte ve en son Olusturulan reçete formülüne göre, yüzdesel bilesimine göre çözücüler dispersiyon ajani da eklenerek medyum olusturulmaktadir. cPs viskozite olarak ölçülmüstür. Medyumun viskozite degeri, cam emayesinin serigrafi Medyum viskozitesi yöntemiyle uygulanabilir araliktadir. Çekirdeklendirici tohum/ kristallendirici çekirdek/ bizmut silikat, bizmut oksit (BizOs) ve kuvars (SI02) hammaddeleri belirlenen oranlarda homojen sekilde karistirilmistir. Daha sonra kutu firinlarda yüksek sicaklikta kalsine edilmistir. Kalsine olan ve sinterlenen yapi, planeter degirmende 4 mikrona kadar ögütülmüstür. Bulusa konu cam emaye kaplamasi, camin yüzeyine uygulanip, pisirim gerçeklestirilmistir. Akabinde, baski yapilmayan yüzeye tekrar uygulama yapilip tekrar pisirim yapilmistir. Önceki teknige ait cam emayeleri, ikinci pisirimde tele yapismis ve emaye yüzeyde deforme olmustur. Buna karsilik, bulusa konu cam emaye ile gerçeklestirilen kaplama ve pisirim sonrasinda, herhangi bir deformasyon söz konusu olmamistir. Bulusa konu cam emayeleri serigrafi yöntemiyle uygulanmakta olup, islak film kalinliklari 24- um iken kuru film kalinliklari 15-20 um araligindadir. Cam panelin bulusa konu cam emaye kaplamasi ile kaplanmis yüzeylerinin fiziksel özelliklerinin degerlendirilmesi için renk deger ölçümü (L, a, b), parlaklik ve opaklik degerleri ölçülmüstür. Elde edilen sonuçlar tablo-1'de verilmektedir. Tablo-1: Cam panelin bulusa konu cam emaye kaplamasi ile kaplanmis yüzeyinin renk deger ölçümü (L, a, b), parlaklik ve opaklik degerleri L a b Parlaklik Opaklik Bulusa konu cam emaye kaplamasi, mevcut teknige göre daha siyah ve parlakligi daha yüksek ve ayni zamanda camin iki yüzeyine de uygulama yapilmasina olanak saglayan bir kompozisyona sahiptir. Bulusa konu cam emaye kaplamasi, uygun reoloji, iyi raf ömrü, orta dogrusal genlesme katsayisi, cam tabakaya iyi yapisma, iyi kimyasal direnç ve fiziksel dayaniklilik göstermektedir. TR TR TR TR

Claims (7)

STEMLER

1. Firin cami kaplamalarinda, düz cam panelin ön ve arka yüzüne ardisik olarak baski yapilmasina olanak saglayan, medyum ve pigment içeren cam emaye kaplamasi olup, özelligi; kimyasal direnç ve fiziksel dayanikliligi iyilestirmek üzere agirlikça %14-40 oraninda ve ikinci temperleme sirasinda olusabilecek yüzey hatalarinin engellenmek üzere çekirdeklendirici tohum içermesidir.

2. Istem 1'e uygun cam emaye kaplama olup, özelligi; agirlikça %40-70 oraninda cam frit, tohum içermesidir.

3. Istem 1 veya 2'ye uygun cam emaye kaplama olup, özelligi; bahsedilen cam fritin tanecik boyutunun 6-8 mikron arasinda olmasidir.

4. Istem 1 veya 2'ye uygun cam emaye kaplamasi olup, özelligi; bahsedilen çekirdeklendirici tohumun bizmut silikat olmasidir.

5. istem 1 veya 2'ye uygun cam emaye kaplamasi olup, özelligi; bahsedilen pigmentin CuCr1.7Mno_3O4 kimyasal formülüne sahip Mn katkili bakir kromit pigment olmasidir.

6. Yukaridaki istemlerden herhangi birine uygun cam emaye kaplamasi olup, özelligi; islak film kalinliklarinin 24-30 pm arasinda, kuru film kalinliklarinin 15-20 pm arasinda olmasidir.

7. Yukaridaki istemlerden herhangi birine uygun cam emaye kaplamasi olup, özelligi; cam panel yüzeyine serigrafi yöntemi ile uygulandiginda baskili yüzeyin 9,04 L, -0,16 a, -1,17 b b renk degerine ve 0,9971 opakliga sahip olmasidir.