DE4337826A1 - Farbpaste zur Herstellung innenbedruckter Verbundglasscheiben - Google Patents
Farbpaste zur Herstellung innenbedruckter VerbundglasscheibenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Farbpaste zur Herstellung
innenbedruckter gekrümmter Verbundglasscheiben, wie sie
insbesondere für Kraftfahrzeuge verwendet werden. Weitere
Gegenstände der Erfindung betreffen ein Druckmedium, das in
der Farbpaste enthalten ist, sowie die Verwendung der
Farbpaste zur Herstellung innenbedruckter gekrümmter
Verbundglasscheiben.
Verbundglasscheiben, insbesondere solche für Automobile,
bestehen aus zwei Glasscheiben, nämlich einer Innenscheibe
und einer Außenscheibe und einer dazwischen angeordneten
Kunststoffolie, etwa einer solchen aus Polyvinylbutyrat.
Insbesondere für die Front- und Heckscheibe von
Kraftfahrzeugen kommen einfach gekrümmte oder doppelt
gekrümmte Verbundglasscheiben zum Einsatz. Auf mindestens
einer der Scheiben ist an dafür vorgesehenen Stellen eine
Farbschicht in Form eines Emails aufgebracht. Diese
Farbschicht soll Klebestellen oder innere Bauteile des
Fahrzeugs, darunter Anschlüsse von Antennen und
Scheibenheizungen abdecken. Von der Farbschicht wird
gefordert, daß sie ausreichend konturenscharf und deckend ist
und den gewünschten Farbton aufweist. Die Farbschicht muß die
Lebensdauer der Verbundglasscheibe überdauern; sie darf sich
weder verändern noch von der Glasscheibe lösen.
Zur Herstellung der Farbschicht wird in an sich bekannter
Weise eine Farbpaste auf die dafür vorgesehenen Stellen einer
Scheibe aufgedruckt und in geeigneter Weise eingebrannt. Die
Farbpaste setzt sich im wesentlichen aus farbgebenden
anorganischen Bestandteilen, wie anorganischen Pigmenten
und/oder Farbfritten, einem Glasfluß, wobei es sich auch um
ein Gemisch mehrerer Glasflüsse handeln kann, und einem
Medium, das im Hinblick auf die gängigste Anwendungsart meist
als Druckmedium bezeichnet wird, zusammen. Übliche
Druckmedien bestehen im wesentlichen aus einem oder mehreren
Lösungsmitteln, einem polymeren organischen Bindemittel und
diversen Verarbeitungshilfsstoffen. Der Glasfluß dient der
Fixierung der farbgebenden Komponenten auf der zu
dekorierenden Oberfläche. Glasfluß, farbgebende Komponenten
und Druckmedium werden in einer solchen Menge intensiv
miteinander homogenisiert, daß eine druckfähige und gut
einbrennbare Paste resultiert; die Anwendung der Farbpaste
zur Herstellung innenbedruckter Verbundglasscheiben erfolgt
zumeist im Siebdruck. Nach dem Druck wird das Lösemittel in
einem Trocknungsprozeß entfernt; daran anschließend lassen
sich weitere Drucke aufbringen, beispielsweise ein solcher
unter Verwendung von sogenannten Silberpasten zur Erzeugung
elektrischer Leiterbahnen. An den Trocknungsprozeß schließt
sich der Brand in einem Brennofen an, wo organische
Bestandteile der Farbpaste verbrannt und die verglasenden
Bestandteile ausgeschmolzen werden und dabei das Pigment auf
dem Glas fixieren.
Bei der Herstellung von gekrümmten Verbundglasscheiben werden
die Innen- und die Außenscheibe aufeinander gelegt, auf
Verformungstemperatur erwärmt und das Pärchen unter
Verwendung einer Biegeschablone gekrümmt. Die gekrümmten
Scheiben des Pärchens werden voneinander getrennt und nach
Einlage einer Kunststoffolie unter Erwärmung zusammengepreßt.
Das geschilderte Verfahren läßt sich ohne zusätzliche
Maßnahmen nicht befriedigend durchführen, wenn eine der
Glasscheiben mit einer Emailfarbe beschichtet wurde.
Die JP-A 62-72548 richtet sich auf ein Verfahren zur
Herstellung innenbedruckter gekrümmter Verbundglasscheiben:
Nach dem Bedrucken einer Glasscheibe mit einer üblichen
Emailpaste wird das Lösemittel durch Trocknen entfernt und
anschließend die so dekorierte Glasscheibe ohne Verformung
bei Einbrenntemperaturen um 550°C gebrannt, bis kein
Kohlenstoff mehr in der Farbe ist. Anschließend wird die
zweite Scheibe auf die bedruckte Scheibe aufgelegt und das
Pärchen im Ofen bei einer Verformungstemperatur oberhalb
550° bis etwa 650°C gekrümmt. Der Nachteil dieses
Verfahrens ist, daß durch das Vorbrennen im Glas optische
Störungen entstehen können und ein zweimaliges Brennen
erhebliche Kosten verursacht. Verzichtet man dagegen auf den
Brand der bedruckten ersten Scheibe und brennt unmittelbar
das innenbedruckte Pärchen, kann der zur Verbrennung der
Bindemittel erforderliche Sauerstoff nicht mehr in
ausreichender Menge an das Email herangeführt werden, so daß
reduktiver Kohlenstoff entsteht, der Metalloxide in der
Emailfarbe reduziert und so zu einer mangelhaften Haftung des
Emails auf dem Glas und außerdem zu einer nicht gewünschten
Verfärbung des Emails führt.
In der EP-A 0 535 474 wird der vorgenannte Nachteil dadurch
umgangen, daß eine spezielle Emailfarbe verwendet wird. Diese
Emailfarbe enthält ein anorganisches Bindemittel aus der
Reihe der Kieselsäureester und vorzugsweise zusätzlich
anorganische Sauerstoffspender, wie Bleidioxid und
Mangandioxid. Die bedruckte Scheibe wird bei Temperaturen um
300°C getrocknet; anschließend wird das Email im
Pärchenverbund bei gleichzeitiger Verformung der
Verbundglasscheiben eingebrannt. Der Nachteil dieses
Verfahrens ist, daß die zu verwendende Farbpaste nur eine
geringe Lagerstabilität aufweist und zudem nach dem Bedrucken
ein Trocknungsschritt bei einer Temperatur um üblicherweise
250°C erforderlich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß eine keramische
Farbpaste zur Verfügung zu stellen, welche ausreichend
lagerstabil ist, keine aufwendige Vortrocknung der bedruckten
Scheibe erforderlich macht und während der Verformung des
Pärchenverbunds eingebrannt werden kann.
Gefunden wurde eine Farbpaste zur Herstellung innenbedruckter
gekrümmter Verbundglasscheiben, enthaltend ein Glasfluß,
farbgebende anorganische Bestandteile aus der Reihe
einbrennstabiler Pigmente und/oder Farbfritten und ein
organisches Lösungsmittel enthaltendes Druckmedium, dadurch
gekennzeichnet, daß das Druckmedium 5,6,8-Trihydroxy-1,4-
naphthochinon in einer Menge von 5 bis 70 Gew.-% enthält.
Die Farbpaste enthält im wesentlichen 40 bis 90 Gew.-%
Glasfluß, wobei es sich auch um ein Gemisch mehrerer
Glasflüsse handeln kann, 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 15 bis
40 Gew.-%, eines oder mehrerer Pigmente und 5 bis 60 Gew.-%
Druckmedium und weist eine druckfähige Konsistenz auf.
Druckfähig bedeutet hierbei, daß sich die Farbpaste
problemlos mittels üblicher Siebdrucktechniken anwenden läßt.
Außer den vorgenannten Hauptbestandteilen kann die Farbpaste
in geringer Menge, im allgemeinen weniger als insgesamt 5
Gew.-%, übliche Verarbeitungshilfsstoffe, etwa
Viskositätsregulatoren, enthalten. Das optimale
Mischungsverhältnis der Bestandteile der Farbpaste wird der
Fachmann in Abhängigkeit von den gewünschten
Farbeigenschaften und Gebrauchseigenschaften der bedruckten
Glasscheibe einstellen.
Als Glasfluß kommen insbesondere Glasfritten zum Einsatz; es
werden vorzugsweise solche Fritten verwenden, welche bei der
Temperatur der Verformung der Verbundglasscheibe, also
zwischen etwa 500 und 700°C, einbrennfähig sind. Bei den
Glasfritten kann es sich ganz oder teilweise auch um
sogenannte Farbfritten handeln, das heißt, solche, welche
färbende Bestandteile enthalten. Als Pigmente kommen übliche
anorganische Pigmente, welche unter den Einbrennbedingungen
stabil sind, zum Einsatz.
Das in der Farbpaste enthaltene Druckmedium enthält den
erfindungswesentlichen Bestandteil, nämlich das 5,6,8-
Trihydroxy-1,4-naphthochinon, in einer Menge zwischen 5 und
70 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 10 und 50 Gew.-% und
insbesondere zwischen 15 und 50 Gew.-%. Ferner enthält das
Druckmedium ein oder mehrere organische Lösungsmittel in
einer Menge zwischen 40 und 90 Gew.-%, vorzugsweise zwischen
50 und 80 Gew.-%. Bei den organischen Lösungsmitteln handelt
es sich um ausreichend polare Lösungsmittel, welche in der
Lage sind, das 5,6,8-Trihydroxy-1,4-naphthochinon in der
erforderlichen Menge klar zu lösen. Geeignet sind
beispielsweise Lösungsmittel aus der Reihe aromatischer
Kohlenwasserstoffe, Ester, Glykole, Glykolether, Glykolester
und cycloaliphatische Alkohole, wie insbesondere
Terpenalkohole; gut geeignet sind auch Glykoletheracetate,
wie beispielsweise Monobuthyläthermonoacetat. Das Druckmedium
kann zusätzlich zu dem Lösungsmittel und dem
erfindungsgemäßen Naphthochinon bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise
bis zu 3 Gew.-%, eines oder mehrerer polymerer organischer
Bindemittel enthalten. Die polymeren Bindemittel dienen der
Erhöhung der Griffestigkeit des noch nicht eingebrannten
Emails. Geeignete Bindemittel können ausgewählt werden aus
der Reihe der Polyacrylate, Polymethacrylate, Celluloseether
und Celluloseester, Polyvinylbutyrat sowie Alkydharze und
Urethanharze. Sofern ein polymeres Bindemittel anwesend ist,
liegt sein Gehalt im Druckmedium im allgemeinen zwischen 0,1
und 3 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,1 und 2 Gew.-%.
Es wurde gefunden, daß das erfindungswesentliche 5,6,8-
Trihydroxy-1,4-naphthochinon in Gegenwart eines
Lösungsmittels ein zur Herstellung von Farbpasten gut
geeignetes Druckmedium bildet. Das genannte Naphthochinon
zeichnet sich dadurch aus, daß es sich sowohl unter Luft als
auch unter inerter Atmosphäre bis etwa 290°C verflüchtigt,
wobei nicht ausgeschlossen wird, daß diese Verflüchtigung mit
einer Zersetzung gekoppelt ist. Überraschenderweise übt das
genannte Naphthochinon eine ausreichende Bindemittel
und/oder Antisetimentationswirkung aus, so daß die damit
hergestellten Farbpasten lagerstabil sind. Die leichte
Verflüchtigung, welche auch in Abwesenheit von Sauerstoff
möglich ist, macht diesen Stoff besonders geeignet als
wesentliche Komponente in den erfindungsgemäßen Farbpasten
und Druckmedien. Da zur Verflüchtigung des genannten
Naphthochinons kein Sauerstoff erforderlich ist, entfallen
bei Verwendung erfindungsgemäßer Farbpasten und Druckmedien
auch die bisher bekannten Probleme, welche beim Brand
innenbedruckter Verbundglasscheiben auftraten. Im Gegensatz
zu vorbekannten Farbpasten kommt es bei Verwendung der
erfindungsgemäßen Farbpasten zu einem problemlosen Ausbrand,
wobei keine Verfärbung festzustellen ist, keine Riß- und
Lochbildung auftritt und eine gute Haftung auf der
Glasscheibe erzielt wird.
Ein weiterer besonderer Vorteil erfindungsgemäßer Farbpasten
besteht darin, daß die mit dieser Farbpaste bedruckte
Glasscheibe unter üblichen Produktionsbedingungen getrocknet
werden kann, also bei einer Temperatur von im allgemeinen
unter 150°C.
Lösungsmittel und 5,6,8-Trihydroxy-1,4-naphthochinon (THNQ)
werden gemischt, wobei sich letzteres löst. Soweit
Bindemittel eingesetzt werden, wurden diese vor der Zugabe
des THNQ im Lösungsmittel gelöst. Die Zusammensetzung der
Druckmedien ist der Tabelle zu entnehmen.
(Angaben in Gew.-%).
Farbpasten: Die Herstellung erfolgt in bekannter Weise auf
einem Dreiwalzenstuhl. Eingesetzt wurde als Glasfritte ein
Bleiborsilikat, als Pigment ein Kupfer-Chromspinell; die
Farbfritte enthielt als färbende Oxide Fe₂O₃, MnO, CoO. Die
Zusammensetzung (in Gew.-%) folgt aus der Tabelle.
Die Farbpasten wurden mittels Siebdruck gedruckt; das
Lösungsmittel wurde bei 135°C abgedunstet. Nach Auflage der
in bekannter Weise mit einem Trennmittel versehenen
(Natriumsulfat) zweiten Scheibe wurde der Scheibenverbund bei
610°C gebrannt. Keines der Farbemails zeigte Blasenbildung,
Löcher oder Risse oder optische/farbliche Störungen; alle
zeigten gute Haftfestigkeit und ausreichende Griffestigkeit.
Claims (8)
1. Farbpaste zur Herstellung innenbedruckter gekrümmter
Verbundglasscheiben, enthaltend einen Glasfluß,
farbgebende anorganische Bestandteile aus der Reihe
einbrennstabiler Pigmente und/oder Farbfritten und ein
organisches Lösungsmittel enthaltendes Druckmedium,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckmedium 5,6,8-Trihydroxy-1,4-naphthochinon in
einer Menge von 5 bis 70 Gew.-% enthält.
2. Farbpaste nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie im wesentlichen 40 bis 90 Gew.-% Glasfluß, 5 bis
60 Gew.-% Pigmente und 5 bis 60 Gew.-% Druckmedium
enthält und eine druckfähige Konsistenz aufweist.
3. Farbpaste nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckmedium 10 bis 60 Gew.-% 5,6,8-Trihydroxy-
1,4-naphthochinon, 40 bis 90 Gew.-% eines oder mehrerer
organischer Lösungsmittel und 0 bis 5 Gew.-% eines
polymeren organischen Bindemittels enthält.
4. Farbpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lösungsmittel des Druckmediums ausgewählt ist aus
der Reihe der Terpenalkohole und/oder der
Glykoletheracetate.
5. Farbpaste nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckmedium 0,1 bis 3 Gew-% eines oder mehrere
Bindemittel aus der Reihe der Polyacrylate und
-methacrylate, Cellulosederivate und Polyvinylbutyrate
enthält.
6. Druckmedium zur Herstellung einer Farbpaste gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 5, enthaltend ein organisches
Lösungsmittel,
dadurch gekennzeichnet,
daß es zusätzlich 5,6,8-Trihydroxy-1,4-naphthochinon in
einer Menge von 5 bis 70 Gew.-% enthält.
7. Druckmedium nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß es im wesentlichen aus 10 bis 60 Gew.-% 5,6,8-
Trihydroxy-1,4-naphthochinon, 40 bis 90 Gew.-% eines oder
mehrerer organischer Lösungsmittel für das 5,6,8-
Trihydroxy-1,4-naphthochinon und 0 bis 5 Gew.-% eines
oder mehrerer polymerer organischer Bindemittel besteht.
8. Verwendung einer Farbpaste gemäß Anspruch 1 bis 5 zur
Herstellung innenbedruckter gekrümmter
Verbundglasscheiben.
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8130 | Withdrawal |