DE1284584B - Verfahren zur Erhoehung der Haftfestigkeit von Kunststoffueberzuegen auf Glasgegenstaenden - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Er- eine Bindung, die auch durch derartige Temperaturen höhung der Haftfestigkeit von Kunststoffüberzügen oder Temperaturänderungen nicht angegriffen wird, auf Glasgegenständen, insbesondere von Überzügen Der Kunststoffüberzug wird vorzugsweise während

aus Polytetrafluoräthylen auf gläsernen Kochgeräten. einer Stufe des Herstellungsverfahrens aufgebracht. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere 5 In einer bevorzugten Ausführungsform wird der dann anwendbar, wenn ein Kunststoff in flüssiger Überzug auf das Glasgeschirr zwischen dem Formen Form auf Glasgeräte gebracht wird, wo die natür- und dem Endverpacken aufgebracht, wobei das liehe Adhäsion oder Bindekraft zwischen dem Über- Brennen entweder vor oder nach dem Aufbringen des zug und dem Glas fehlt, so daß sich der Überzug vom Überzuges vorgenommen wird. Glas leicht abhebt oder während des normalen Ge- io Nachdem das Glas in die gewünschte Form gebrauchs des überzogenen Glasgegenstandes ab- bracht und gegebenenfalls gebrannt worden ist, wird gestreift wird. die Oberfläche von Staub oder anderen Rückständen

Beim Überziehen von Kochgeräten aus Metall mit mit einem geeigneten Luftblasverfahren od. dgl. ge-Polytetrafluoräthylen (»Teflon«) gemäß der franzö- reinigt. Wird das Überziehen unmittelbar nach dem sischen Patentschrift 1 159 048 muß auf das Metall 15 Formen oder Brennen durchgeführt, so ist die Glaszunächst eine Emailschicht aufgebracht werden, nach oberfläche im wesentlichen sauber und benötigt keine deren Trocknung ein Pulver aufgebracht wird, das zusätzliche Reinigung. Wurde das Glas vor dem Überdann mit dem Kunststoffüberzug versehen und ge- ziehen gelagert, so muß es unter Verwendung geeighärtet wird. Gemäß der britischen Patentschrift neter Lösungsmittel gereinigt oder gewaschen und 805 546 werden zuerst Metallteilchen mit der Metall- ao anschließend gespült und getrocknet werden, platte verschweißt, dann eine Zwischenschicht als Die saubere, trockene Oberfläche des Glasgegen-

Bindemittel aufgebracht und diese dann mit der Standes wird für das Überziehen durch Vorerhitzen Kunststoffschicht unter Anwendung von Druck und vorbereitet, wodurch das Überziehen unter gleich-Wärme verbunden. Diese Verfahren können nicht auf mäßigen Bedingungen durchgeführt werden kann, gläserne Gegenstände, insbesondere Kochgeräte aus 35 Der zu überziehende Gegenstand, beispielsweise Glas, übertragen werden. Vielmehr muß das Glas ein hitzefester Glasbacktrog, der mit Polytetrafluorangerauht oder angeschliffen werden, damit der äthylen überzogen werden soll, wird an seiner Koch-Kunststoffbelag haftet. Hierbei entsteht jedoch viel oberfläche oder seiner gesamten Innenfläche mit Glasbruch, so daß dieses Verfahren nicht vorteilhaft einer Schicht von im allgemeinen gleichmäßig verist. Es führt in einigen Fällen zur Schwächung des 30 teilten winzigen Glasteilchen bedeckt, die im Handel überzogenen Gegenstandes, beispielsweise dann, als Fritte bekannt sind. Die verwendete Fritte ist ein wenn die Oberfläche des Gegenstandes zum An- feingepulvertes Glas, das schmilzt, wenn es einer rauhen sandgestrahlt worden ist. erhöhten Temperatur ausgesetzt ist und das in ge-

Erfmdungsgemäß ist das Verfahren zur Erhöhung schmolzenem Zustand an seiner äußeren Fläche sich der Haftfestigkeit von Kunststoffüberzügen auf Glas- 35 selbst an die Oberfläche des Glasgeschirres schweißt gegenständen, insbesondere von Überzügen aus Poly- oder schmilzt. Zu diesem Zweck kann fast jegliche tetrafluoräthylen auf gläsernen Kochgeräten, da- Glasfritte verwendet werden; jedoch sollte der Ausdurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der dehnungskoeffizient der Frittenteilchen vorzugsweise Glasgegenstände pulverförmige Glasteilchen, ins- ungefähr gleich demjenigen des zu überziehenden besondere Glasfritte, fein verteilt und durch Erhitzen 40 Glases sein.

mit der Glasoberfläche verschmolzen werden, hierauf Das Frittenglas wird vorzugsweise auf die Glas-

die Glasoberfläche mit einem Kunststoff in flüssiger oberfläche mittels einer Spritzpistole zum Aufbringen Form überzogen und dann der Kunststoffüberzug von pulverförmigem Material, wie Schleifpulvern in gehärtet wird. Überzügen von vorbestimmter Dichte, aufgebracht,

Das Verfahren kann bei relativ hohen Geschwin- 45 wobei es vorzugsweise mit einem flüssigen Bindedigkeiten in automatischen Vorrichtungen durch- mittel zur Anwendung in der Spritzpistole gemischt geführt werden. wird. Das Frittenglas kann auch mit einem öligen

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Bindemittel, beispielsweise einem handelsüblichen Polytetrafluoräthylen oder der andere Kunststoff- Bindemittel, aus gleichen Teilen Äthanol und Wasser Überzug zum wesentlichen Teil an die harte Unter- 50 in Mengen von 22,7 kg Fritte auf 113,4 g Ölbinder fläche des Glasgegenstandes physikalisch über eine gemischt werden.

Schicht der in Abständen angeordneten sehr kleinen Soll nicht die gesamte Oberfläche besprüht werden,

Glasteilchen, die an die Unterfläche des Glasgegen- so wird der Glasgegenstand mit einer geeigneten Standes geschmolzen sind, angeheftet. Maske versehen, um das Frittenglas nur auf die

Zuerst werden die sehr kleinen Glasteilchen auf 55 gewünschte Teiloberfläche zu verteilen, oder es wird die Glasoberfläche aufgeschmolzen; danach wird der eine besondere Sprühdüse verwendet, mit der man Kunststoff auf die mit den Teilchen überzogene Ober- das gewünschte Muster aufbringen kann, fläche in flüssiger oder in plastischer Form auf- Die Sprühgeschwindigkeit und die Zeit wird auf

gebracht, so daß der Kunststoff um die Teilchen die gewünschte Konzentration des Frittenglases auf fließt und dadurch physikalisch mit der darunter 60 der Gegenstandsoberfläche eingestellt, liegenden Fläche verbunden wird, wenn der Kunst- Vorzugsweise ist der einzelne Frittenteilchen-

stoff danach ausgehärtet wird. abstand nicht größer als ungefähr ein Teilchendurch-

Da Glaskochgeräte relativ hohen Temperaturen messer. Er kann jedoch auch so gewählt werden, daß ausgesetzt und auch relativ schnellen Temperatur- die Frittenteilchen sich teilweise überlappen. Wird änderungen unterworfen werden können, ist das 65 der Abstand größer als ungefähr ein Teilchendurchbevorzugte Material für dieses Geschirr ein hitze- messer, so wird die Haftung geringer. Eine größere fester Glastyp mit einem extrem niedrigen Ausdeh- Konzentration von Frittenteilchen liefert keine benungskoeffizienten. Das Überziehverfahren liefert deutende Verbesserung der Bindekraft gegenüber teil-

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weise überlappten Frittenteilchen, da bei größeren temperatur gelangt, wo die Fritte mit einem gewissen Konzentrationen die Frittenoberfläche nach dem Zwischenraum zwischen den einzelnen Teilchen aufschmelzen ähnlich der Frittenoberfläche wird, die gebracht worden ist.

mit dem bevorzugten Frittenraum oder den teilweise Während der ersten Minuten des Durchlaufens

überlappten Teilchen erhalten wird. 5 durch die Zone 12 werden die Fritte und die Gegen-

Obwohl ein gleichmäßiger Abstand der Fritten- Standsoberfläche auf ungefähr 150° C erhitzt, wobei

teilchen auf der Glasoberfläche erwünscht ist, wird Feuchtigkeit und der größte Teil des Bindemittels 11

eine gute Verklebung selbst da erhalten, wo Ab- verflüchtigt werden.

Standsänderungen auf der Oberfläche des Gegen- Das Geschirr 7 läuft jetzt durch eine Vorschmelzstandes stattfinden. xo zone 13, wo die Frittenteilchen und die Geschirrober-

Nachdem das Frittenglas auf den Glasgegenstand fläche stufenweise auf ungefähr 370° C erhitzt werden,

aufgebracht worden ist, wird dieser durch einen wobei das gesamte Bindemittel 11 und andere orga-

Brennofen oder Glühofen geleitet, wobei zuerst das nische Stoffe von der Frittenoberfläche entfernt

ölige Bindemittel entfernt wird und danach die ein- werden und reine Frittenteilchen 7 auf der Geschirr-

zelnen Frittenteilchen schmelzen, so daß sie an die 15 oberfläche zurückbleiben, wie in F i g. 3 gezeigt, wo-

Oberfläche des Glases und untereinander an den bei Fritte und Geschirroberflächen bei 14 verbunden

Berührungsflächen verschweißt werden. sind.

Einige Ausführungsformen der Erfindung werden F i g. 4 stellt schematisch ein Frittenteilchen 10 dar, als Beispiele, mit Bezugnahme auf die Zeichnungen, das mit dem Glasgeschirr 7 verschmolzen oder verbeschrieben, ao schweißt ist.

F i g. 1 zeigt ein Fließschema, das die bevorzugte Das Anhaften eines Überzugs von Polytetrafluor-

Auftragungsmethode nach der Erfindung erläutert; äthylen oder einem anderen Kunststoff wird also

F i g. 1 a ist ein Fließschema, das eine weitere Aus- durch eine rauhe Oberfläche der Fritte wahrschein-

führungsform des Verfahrens erläutert; lieh wegen der Gegenwart von Aluminiumhydrat in

F i g. 2 bis 5 sind Teilquerschnitte, die sehr ver- 25 der Frittenmasse begünstigt, welches das rauhe Teil-

größert sind und die einzelnen Stufen beim Über- chen 19 gemäß F i g. 4 während des Schmelzens der

ziehen einer Glasoberfläche mit einem Kunststoff Fritte liefert,

gemäß der Erfindung zeigen; Das Geschirr wird nun in die Brennzone 5 geleitet

F i g. 6 ist ein Querschnitt durch ein Kochgerät, und auf eine Temperatur von ungefähr 760° C oder

das erfindungsgemäß beschichtet worden ist; 30 etwa 50° C über der Frittentemperatur für eine

F i g. 7 zeigt im Schema einen Aufriß eines Ofens Dauer von 12 Minuten erhitzt. Hierbei werden Fritte

oder Glühofens zum Schmelzen der Teilchen. und Geschirr auf den Schmelzpunkt erhitzt, wodurch

F i g. 7 stellt einen Brennofen 1 für das bevorzugte ein Schmelzen der Frittenoberfläche bewirkt und die

Frittentrocknen und -schmelzen dar. Die Zahlen Oberfläche des Gegenstandes auf oder nahe an den

über dem Transportband 2 zeigen die Temperatur in 35 Schmelzzustand gebracht wird, wobei die Fritte 10

Grad C der Fritte und der Geschirroberfläche wäh- und das Geschirr 7 miteinander verschweißt werden

rend des Durchlaufens der Ware durch den Brenn- und die Fritte beim Abkühlen in den Kühlzonen 15

ofen 1, und die Zahlen unterhalb des Bandes 2 geben und 16 an dem Geschirr gebunden wird,

die verflossene Zeit in Minuten beim Transport des F i g. 2 A bis 4 A zeigen die entsprechenden Stufen,

Geschirrs von dem Eingang 3 der Vorrichtung durch 40 wobei die Fritte in einem sich überlappenden Muster

die Heizung an. Diese Zahlen betreffen Fritten- aufgebracht wurde.

teilchen, die bei ungefähr 649° C schmelzen. Fritten Wo es erwünscht ist, einen Kunststoffschutzfilm mit höheren oder niedrigeren Schmelzpunkten für Niedertemperaturzwecke aufzubringen, kann werden in ähnlicher Weise behandelt, wobei jedes der bekannten Plastisole aufgesprüht, aufTemperatur- und Zeitkorrekturen durchgeführt wer- 45 gegossen oder anderweitig als Überzug von vorher den können. bestimmter Dicke auf der Fritte aufgebracht werden.

Eine Heizvorrichtung 4 hält die gesteuerte Brenn- wobei das Plastisol durch einen geeigneten Weichtemperatur in der zentralen Schmelzzone 5 aufrecht. macher verflüssigt wird. Danach wird der Plastisol-Beim Durchleiten von Hitze in beiden Richtungen überzug in üblicher Weise bei erhöhter Temperatur durch die Brennkammer 6 entstehen Hilfsheizzonen 50 gehärtet und ist in seinem gehärteten Zustand eng für ein gesteuertes anfängliches Erhitzen und ein mit den Frittenteilchen verbunden,
gesteuertes Abkühlen der Ware 7 vor und nach der Ist ein hitzebeständiger Überzug erwünscht, z. B. Schmelzperiode. Um den angegebenen Temperatur- für Kochgeräte, so kann in ähnlicher Weise eine fluß beim Geschirr zu erhalten, wird die Temperatur wäßrige Dispersion von Polytetrafluoräthylen durch der verschiedenen Zonen des Brennofens durch ge- 55 Sprühen oder sonstige geeignete Auftragvorrichtuneignete Lüfter oder Hilfserhitzer in bekannter Weise gen aufgebracht und danach gehärtet werden, indem eingestellt. Die Bandgeschwindigkeit wird fixiert, um man den überzogenen Gegenstand auf überhöhte die für die Ware günstigen Behandlungszeiten in den Temperaturen von ungefähr 400° C für ungefähr verschiedenen Teilen der Heizvorrichtung 1 für eine 20 Minuten bringt. Die wäßrigen Dispersionen des Fritte mit einer Schmelztemperatur von ungefähr 60 Polytetrafluoräthylens besitzen wechselnde Wasser-649° C zu erhalten. gehalte je nach der Dicke des erwünschten Überzugs.

F i g. 2 stellt schematisch ein Teilchen der Fritte Ein extrem dünner Überzug kann beispielsweise

10 auf der Oberfläche des Geschirrs 7 mit einem ungefähr 1 Gewichtsteil Wasser auf 9 Gewichtsteile

Bindemittel dar, das eine temporäre Anhaftung zwi- Polytetrafluoräthylen aufweisen, während dickere

sehen dem Teilchen 10 und dem Geschirr 7 liefert. 65 Überzüge 5 Gewichtsteile Polytetrafluoräthylen auf

Dies ist der Zustand der Fritte 10, wenn sie in den 1 Gewichtsteil Wasser haben. In beiden Fällen wer-

Glühofen 1 bei einer Temperatur zwischen Raum- den das Mischen und die Glätte des Überzugs durch

temperatur von ungefähr 21 und 38° C Vorheiz- Verwendung eines geeigneten Netzmittels begünstigt.

Der Überzug kann vorteilhafterweise in 2 Schichten aufgebracht werden unter Verwendung eines niedrigen viskosen Grundierüberzuges, der leichter in und um die Frittenteilchen fließt und durch Zusetzen eines dickeren Außenschutzüberzuges einer höher viskosen Mischung, die einen dickeren Überzug bilden kann. Die Grundierung wird durch Zerstäuben aufgebracht, um eine genaue Tiefenkontrolle zu haben. Auch andere Auftrageverfahren können angewendet werden, wie Tauchen. Das Sprühen wird so eingestellt, daß der Überzug eine Dicke von ungefähr 0,009 bis 0,01 mm hat.

Eine bevorzugte Mischung zum Aufsprühen der Grundierung ist aus ungefähr 95 Gewichtsteilen Grundierung, 30 Gewichtsteilen Chromsäure als Beschleuniger und 10 Gewichtsteilen destilliertem Wasser zusammengesetzt.

Nachdem der Grundierüberzug aufgebracht worden ist, wird er zuerst getrocknet und danach gehärtet. Das Trocknen wird 3 bis 5 Minuten bei einer ao relativ niedrigen Temperatur von ungefähr 90 bis 93° C durchgeführt, wobei Wasser und andere Lösungsmittel abgetrieben und dadurch ein Sprudeln des Lösungsmittels und eine Blasenbildung während der anschließenden Hochtemperaturhärtung ver- as mieden werden.

Der getrocknete Grundierüberzug wird durch Erhitzen in einem Hoehtemperaturofen, der ein Glühofen sein kann, bei einer Temperatur von ungefähr 400° C ungefähr 20 Minuten gehärtet.

Durch geeignete Anordnungen der Heizzonen kann das Trocknen und Härten in einem einzigen Durchleiten durch den Glühofen oder Brennofen ausgeführt werden, indem man mit einer Anfangstemperatur von 90 bis 93° C für 3 Minuten trocknet und danach das überzogene Geschirr durch eine Hochtemperaturhärtezone durchleitet.

Nachdem der Grundierüberzug getrocknet und gehärtet worden ist, wird ein Außenüberzug über die Grundierung aufgebracht. Dieser Überzug hat eine bevorzugte Dicke von 0,015 bis 0,020 mm, so daß der Gesamtüberzug ungefähr 0,02 bis 0,03 mm beträgt.

Ein bevorzugtes Material für den Außenüberzug ist Polytetrafluoräthylen. Dieser Überzug wird in gewünschter Dicke durch einen Feinzerstäuber aufgebracht.

Eine bevorzugte Mischung zum Aufsprühen des Polytetrafluoräthylenaußenüberzuges enthält 100 Gewichtsteile des Polytetrafluoräthylens auf 10 Gewichtsteile destilliertes Wasser.

Dieser Überzug wird auch bei einer Temperatur von ungefähr 90 bis 93° C 3 bis 5 Minuten getrocknet und danach bei erhöhter Temperatur von 400° C im Laufe von etwa 20 Minuten gehärtet. Wenn die Ware abkühlt, ist das Überziehverfahren beendet.

In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird das mit Fritte überzogene und auf ungefähr 38 bis 65° C vorerhitzte Geschirr mit Polytetrafluoräthylengrundierung in einer Dicke von ungefähr 0,009 bis 0,01 mm durch einen Feinzerstäuber überzogen, der Grundierüberzug getrocknet, um das Wasser und flüssige Lösungsmittel bei niedrigen Temperaturen zu entfernen, so daß kein Sprudeln stattfindet. Das Trocknen wird bevorzugt bei Temperaturen zwischen 93 und 225° C in einer Zeit von bis 7 Minuten durchgeführt. Der äußere Polytetrafluoräthylenüberzug wird auf den Grund in üblicher Weise mit einem Feinzerstäuber aufgebracht und erhitzt, zuerst zur Entfernung von Wasser und flüssigem Lösungsmittel bei einer niedrigen Temperatur von ungefähr 93° C für 6 bis 33 Minuten. Dann werden der Grund und der äußere Überzug gleichzeitig bei 400° C 20 Minuten gehärtet. Ein Härtungsgang wird so gegenüber dem oben beschriebenen Verfahren eingespart und das Verfahren vereinfacht und in kürzerer Zeit durchgeführt,

Fig. 5 erläutert den gehärteten Überzug20, der einen Grundierüberzug 21 und einen äußeren Überzug 22 aufweist.

Das Endtrocknen des äußeren Überzugs kann auch mit dem Endaushärten beider Überzüge kombiniert werden. Dies wird durchgeführt, indem man ein Teil am Ofeneinang auf niedrige Temperatur hält, so daß die Temperatur des Überzugs stufenweise auf ungefähr 93° C in den ersten 3 Minuten des Durchlaufens durch den Ofen steigt. Das Trocknen wird in dieser Zeit ausgeführt, und das Geschirr wird dann in die Zone mit höherer Temperatur eingeleitet, wo es bei 400° C Härtetemperatur ausgehärtet wird.

Diese Verfahrensweise liefert eine verbesserte Haftung der Überzüge. Die Bindung ist hitzefest, und der mit dem Polytetrafluoräthylen überzogene Gegenstand kann hohen Temperaturen einschließlich dem vollen Bereich der Koch- und Backtemperaturen ohne Schädigung der Bindung des Kunststoffs unterworfen werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erhöhung der Haftfestigkeit von Kunststoffüberzügen auf Glasgegenständen, insbesondere von Überzügen aus Polytetrafluoräthylen auf gläsernen Kochgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Glasgegenstände pulverförmige Glasteilchen, insbesondere Glasfritte, fein verteilt und durch Erhitzen mit der Glasoberfläche verschmolzen werden, hierauf die Glasoberfläche mit einem Kunststoff in flüssiger Form überzogen und dann der Kunststoffüberzug gehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Glasteilchen mit einem klebrigen Bindemittel gemischt auf den Glasgegenstand aufbringt und den Glasgegenstand bis zur Entfernung des Bindemittels vorerhitzt,

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der Kunststoffüberzug in flüssiger Form auf die geschmolzenen Glasteilchen aufgebracht, getrocknet und gehärtet wird, wonach auf den gehärteten Überzug ein zweiter Kunststoffüberzug in flüssiger Form aufgebracht und danach dieser getrocknet und gehärtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein erster Kunststoffüberzug in flüssiger Form auf die geschmolzenen Glasteilchen aufgebracht und der erste Überzug getrocknet wird, wonach auf den getrockneten ersten Überzug ein zweiter Überzug aufgebracht und anschließend beide Überzüge gehärtet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen