способ изготовления стеклянной подложки, с орнаментом (ами) на основе краски (ок)

Формула изобретения

1. Способ изготовления стеклянных подложек, содержащих орнамент(ы) на основе краски(ок), отличающийся тем, что желаемый(е) орнамент(ы) воспроизводят в форме, по меньшей мере, одного слоя краски(ок) на стеклянной подложке, используя образец желаемого(ых) орнамента(ов), выполненный краской(ами) или любым(ыми) окрашенным(ыми) материалом(ами) на любой(ых) подложке(ах), и воспроизводящее устройство, содержащее приспособление для считывания изображений, программное обеспечение для обработки изображений и печатающее средство.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что образец желаемого(ых) орнамента(ов), составленный из краски(ок) или любого(ых) окрашенного(ых) материала(ов), изготавливают на подложке, приспособленной для этой(их) краски(ок) или окрашенного(ых) материала(ов), перед воспроизведением этого орнамента(ов) на стеклянной подложке при помощи воспроизводящего устройства.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для покрытия стеклянной подложки используют, по меньшей мере, одну краску, предназначенную для обжига, такую, как эмаль.

4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что используют краску или краски, по меньшей мере, 90 мас. % частиц которой(ых) имеют диаметр меньше 25 мкм.

5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что используют краску или краски, вязкость которой(ых) заключена между 2 и 1000 сП.

6. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что, с целью обжига орнамента(ов) покрытую подложку нагревают до температуры порядка 450-750^oС.

7. Способ по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что в качестве печатающего средства используют чернильно-струйное печатающее устройство или Аэрограф.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в качестве печатающего средства используют четырехцветный Аэрограф.

9. Способ по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что в качестве приспособления для считывания изображений используют сканер.

10. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что орнамент(ы) печатают за один проход.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается способа изготовления стеклянной подложки, покрытой, по меньшей мере, одним слоем органической(их) или минеральной(ых) краски(ок), образующим орнамент или орнаменты, например, монохромный(е) цветной(ые) орнамент или орнаменты, причем этот(и) орнамент(ы) выполнен (ы) одной или несколькими красками, пригодными для покрытия стекла, предпочтительно одной или несколькими светостойкими красками, например, из эмалевой или несколькими эмалевыми красками.

Известно изготовление оконных стекол, снабженных светостойкими многоцветными изображениями или украшениями, которое осуществляют, нанося на оконное стекло, вручную или путем печати по трафарету, желаемые многоцветные изображения, выполненные керамическими красками или эмалями, предназначенными для обжига, и осуществляя затем обжиг этих изображений или украшений.

При использовании печати по трафарету некоторые операции печати по трафарету должны быть осуществлены одна вслед за другой в соответствии с числом цветов (каждый цвет требует одного прохода печати по трафарету), при этом подразумевается, что после каждого прохода печати перед печатанием следующего слоя краски должна следовать операция сушки.

Такой способ печати является рентабельным только тогда, когда одно и то же изображение должно быть нанесено на большое число оконных стекол. Для печати небольшого числа изделий с одним и тем же изображением или одним и тем же украшением печать по трафарету в несколько цветов является очень дорогостоящей, учитывая то, что для каждого основного цвета необходим отдельный трафарет. Кроме того, стоимость изготовления и очистки трафарета для печати очень высока.

Для небольших серий, или когда речь идет об индивидуальных изображениях, орнаментах или украшениях, эмали или керамические краски, равным образом, могут быть вручную нанесены на оконное стекло. Однако нанесение на поверхность стекла красок, подлежащих обжигу, вручную связано с особыми требованиями к тому, что касается красок, и опыту человека, занятого на этой операции, так как нанесенные краски в течение продолжительного времени остаются в состоянии, в котором они могут легко растушевываться в течение процесса нанесения различных цветов одних вслед за другими по причине недостаточной абсорбционной способности поверхности стекла и особых свойств обычно используемых красок, подлежащих обжигу.

Целью изобретения является предложить способ изготовления стеклянной(ых) подложки(ек), снабженной(ых) орнаментом(ами) на основе краски(ок), особенно светостойкой(их) краски(ок), который применим для изготовления с меньшей стоимостью и без опасности изменения цветов, небольших серий стеклянных подложек, снабженных цветным(и) орнаментом(ами), и, кроме того, позволяет быстро и воспроизводимо получать различные орнаменты с высоким графическим качеством.

Эта цель достигается способом согласно изобретению, при котором берут образец желаемого(ых) орнамента(ов), составленный из краски(ок) или любого(ых) окрашенного(ых) материала(ов) и находящийся на любой(ых) подложке(ах), преобразуют желаемый(е) орнамент(ы) образца в цифровые или аналоговые данные (или сигналы), обрабатывают полученные данные (или сигналы) при помощи программного обеспечения для обработки изображений и воспроизводят (или восстанавливают) желаемый(е) орнамент(ы), в форме одного или нескольких слоев краски(ок), на стеклянной подложке при помощи печатающего средства, связанного с компьютером, в состав которого входит программное обеспечение для обработки изображений. Другими словами, желаемый(е) орнамент(ы) воспроизводят на стеклянной подложке, исходя из образца, благодаря воспроизводящему устройству, содержащему приспособление для считывания (или съемки) изображений, программное обеспечение для обработки изображений и печатающее средство. Затем орнамент(ы) обычно обжигают при соответствующих температурах (то есть, например, при высокой температуре для минеральных красок, таких как эмали, преимущественно при температурах порядка 450-750^oС).

Способ согласно изобретению, позволяет печатать орнамент любого типа на стеклянной поверхности любого типа без необходимости изменения воспроизводящего устройства в зависимости от печатаемого орнамента (в противоположность способу печати по трафарету, в котором каждый орнамент требует особого трафарета для печати). Кроме того, в случае, когда реализуют цветной(ые) орнамент(ы) и используют средство для цветной печати (типа устройства с печатающей(ими) головкой(ами) или декорирующей(ими) головкой(ами) или графопостроитель), можно осуществить печать за один проход, каким бы ни было число цветов, что позволяет увеличить производительность, а также ликвидировать операции сушки между операциями нанесения различных цветов. Кроме того, соответственно выбору образца способ согласно изобретению позволяет различать и определять желаемые цвета и оттенки на образце быстрее, чем на стеклянной подложке, которую обычно необходимо подвергнуть операции обжига, прежде чем получить конечные цвета. Кроме того, способ согласно изобретению позволяет непосредственно воспроизводить уже существующие изображения, украшения или орнаменты, то есть непосредственно переносить их на стеклянную подложку, и полученный(е) напечатанный(е) орнамент(ы) имеет(ют) очень высокое графическое качество (особенно можно удовлетворительно воспроизводить фотографии).

Следует также отметить, что в случае, когда используют светостойкую краску, предназначенную для обжига типа эмали, напечатанный(ые) орнамент(ы) после обжига обладает(ют) большой долговечностью, обожженные эмали обладают хорошим сцеплением со стеклом, высокой прочностью и высокой устойчивостью цветов.

Стеклянная подложка, покрытая орнаментом(ами) в соответствии со способом, согласно изобретению может являться стеклоподобной подложкой или подложкой на основе стекла любого типа, в частности, может быть в форме одного или нескольких стеклянных листов. Речь может идти, например, об оконном стекле, используемом в строительстве или в автомобильной промышленности. Подложка, на которую наносят орнамент, может быть чистой стеклянной подложкой или, в известных случаях, подложкой, уже снабженной орнаментом или декоративным или функциональным покрытием.

Краска (или краски) или окрашенный(е) материал(ы) образца может(гут) представлять собой любую(ые) краску(и) или любой(ые) окрашенный(е) материал(ы), так же, как подложка(и) образца может(гут) представлять собой любую(ые) подложку(и), однако краска (или краски) или окрашенный(е) материал(ы) и подложка(и) предпочтительно являются совместимыми. В том, что касается краски (или красок), используемой(ых) для покрытия стеклянной подложки, речь может идти о любом типе органической(их) или минеральной(ых) краски(ок), приспособленной(ых) для покрытия стекла (выбираемой(ых), например, среди эмалей или керамических красок, светочувствительных смол, и т.д.) и предпочтительно речь идет о светостойкой(их) краске(ах), предназначенной(ых) для обжига (например, типа керамической краски или эмали), при этом выбор краски (или красок) доступен специалисту и осуществляется в зависимости от используемой подложки, желаемого орнамента и намеченного применения покрытой подложки.

Предпочтительно для покрытия стеклянной подложки используют, по меньшей мере, одну краску, предназначенную для обжига, содержащую один или несколько минеральных компонентов (в частности, минеральные красители или пигменты) и особенно предпочтительно, по меньшей мере, одну краску, предназначенную для обжига типа эмали. В случае использования, по меньшей мере, одной эмали используемая эмаль содержит обычно порошок, состоящий из, по меньшей мере, одной стеклянной фритты и, в известных случаях, одного или нескольких пигментов и содержит органическую и/или неорганическую среду (наиболее часто органическую), позволяющую придать вязкость, желательную для нанесения на подложку и дающую возможность сцепления с подложкой.

Стеклянная фритта может представлять собой любую известную стеклянную фритту на основе оксидов, выбираемых, например, среди оксидов кремния, свинца, цинка, висмута, титана, циркония, натрия, бора, лития, калия, кальция, алюминия, олова, ванадия, молибдена, магния и т.д.

Пигменты могут быть выбраны среди соединений, содержащих оксиды металлов, такие как оксиды хрома, оксиды меди, оксиды железа, оксиды кобальта, оксиды никеля, или могут быть выбраны среди хроматов меди, хроматов кобальта и т.д.

Эмаль также может содержать несколько фритт, один или несколько металлов (железо, цинк, серебро...) или любую другую добавку, которая может быть использована в эмалях.

Среда, присутствующая в эмали, должна позволять придавать эмали вязкость, желательную для нанесения на подложку (с помощью одного или нескольких печатающих средств), и может содержать растворители, разжижители, масла, такие как сосновые масла и другие растительные масла, смолы, такие как акриловые смолы, фракции нефти, пленкообразующие продукты, продукты на основе гликолей, может быть термоплавкую среду и т.д.

Под образцом согласно изобретению подразумевают как образец, орнамент(ы) которого с идентичностью соответствует(ют) желательному(ым) орнаменту(ам), так и образец, орнамент(ы) которого приблизительно соответствует(ют) желательному(ым) орнаменту(ам), без того чтобы быть обязательно строго идентичным(и), особенно в том, что касается размеров. В частности, не обязательно, чтобы орнамент(ы) был (и) на подложке в натуральную величину, как это необходимо при изготовлении методом печати по трафарету. Благодаря использованию соответствующего программного обеспечения для обработки изображений возможно, в частности, без проблем откорректировать образец нужным образом, например, изменить масштаб или размеры по разным осям.

Согласно изобретению можно использовать уже существующий образец. Можно также изготовить образец. Итак, согласно одному варианту реализации изобретения орнамент(ы), предназначенный(е) для печати, сначала изготавливают на любой(ых) подложке(ах) из краски(ок) или окрашенного(ых) материала(ов), приспособленных для этой(их) подложки(ек) (или изготавливают из любой(ых) краски(ок) или окрашенного(ых) материала(ов) на подложке(ах), приспособленной(ых) для этой(их) краски(ок) или окрашенного(ых) материала(ов)) и, при необходимости, корректируют до тех пор, пока он(и) не примет(ут) его(их) окончательную форму. В этом случае предпочтительно выбирают краску(и) или окрашенный(е) материал(ы) и одну подложку, которые совместимы и просты при использовании, например, типа органической(их) краски(ок) для живописи или карандаша(ей) и типа картона или бумаги соответственно.

Подложку(и), снабженную орнаментом(ами) (то есть образец), сканируют затем посредством приспособления для считывания (или съемки) изображений, то есть приспособления, такого как сканер или датчик типа ПЗС (прибор с зарядовой связью), позволяющего преобразовывать изображения в цифровые или аналоговые данные(или сигнал). Можно использовать известные устройства (желательно, устройства с высокой разрешающей способностью), например цветной сканер (особенно, если орнамент (ы) является(ются) цветным(и) орнаментом(ами)), данные изображения или управляющие сигналы, служащие для управления печатающим средством, выдаются в таком случае соответствующим программным обеспечением для обработки изображения.

Такие устройства, как устройства с печатающей(ими) или декорирующей(ими) головкой(ами) или графопостроители, годятся в качестве печатающих(его) средств(а) для осуществления способа согласно изобретению. В случае, особенно когда используют в качестве печатающего средства чернильно-струйное печатающее устройство (это печатающее устройство, в известных случаях, уже может быть снабжено приспособлением для считывания изображения, таким как сканер), капельки краски(ок) выбрасываются из одного или нескольких отверстий (или сопел или жиклеров), расположенных в одной или нескольких струйных печатающих головках, управляемых, например, одним или несколькими управляющими цифровыми устройствами. Равным образом, можно использовать, особенно в качестве печатающего средства, систему, известную под названием система с цифровым Аэрографом ("Воздушная кисть"), особенно приспособленную для воспроизведения изображений на горизонтальных подложках. В известных случаях может быть желательным адаптировать жиклеры Аэрографа или струйного печатающего устройства к вязкости используемой(ых) краски(ок) (в качестве примера диаметр жиклеров может быть порядка 50-100 мкм, и даже может быть увеличен до 200-300 мкм, однако увеличение диаметра приводит к ухудшению разрешения и качества изображения) и/или позаботиться о том, чтобы характеристики текучести (в особенности вязкость) вышеупомянутой(ых) краски(ок) были адаптированы особенно к жиклерам Аэрографа или струйного печатающего устройства.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения для покрытия стеклянной подложки используют краску или краски, предпочтительно эмаль или эмали, максимальный размер частиц которых меньше 50 мкм (предпочтительно меньше 30 мкм и особенно предпочтительно в случае, когда используют графопостроитель типа струйного печатающего устройства, меньше 5 мкм) и в которых по меньшей мере 90 мас. % частиц имеют также предпочтительно диаметр меньше 25 мкм (желательно меньше 15 мкм, и даже особенно в случае, когда используют графопостроитель типа струйного печатающего устройства, меньше 3 или 5 мкм). Вязкость краски или красок обычно заключена между 2 и 1000 сП (предпочтительно заключена между 2 и 500 сП, и даже меньше 100 или 25 сП) при температуре нанесения на подложку.

После каждой операции нанесения краски(ок) или каждого прохода (желаемый(е) орнамент(ы) обычно наносят за один проход), может быть желательно произвести сушку слоя(ев) краски(ок), чтобы обеспечить сцепление и достаточную устойчивость на стекле, позволяющие манипулировать с покрытой подложкой. Когда орнамент(ы) становится(ятся) достаточно сухим (и), покрытую подложку нагревают, например, до температур порядка 450-750^oС (соответствующих обычным температурам обжига эмалей), для того чтобы обжечь орнамент (например, с целью осуществления плавления и остекловывания эмали или эмалей). Равным образом, можно предусмотреть операцию закалки (например, термическим путем в результате резкого охлаждения) подложки с целью придания ей улучшенных механических и термических свойств. Обжиг может также осуществляться во время термообработки, связанной с изгибанием подложки.

Подложки, полученные согласно изобретению, имеют один или несколько слоев краски(ок), образующих орнамент или орнаменты, и имеют поверхность, свободную от следов разбиения на ячейки (в противоположность подложкам, полученным печатанием по трафарету). Полученные орнаменты имеют высокое графическое качество.

Способ согласно изобретению будет описан более детально ниже при помощи примера осуществления.

В настоящем примере на оконное стекло толщиной 6 мм, имеющее размеры 200 х 100 см, наносили многоцветное украшение. Многоцветное украшение создавали из полупрозрачных или прозрачных светостойких красок.

Многоцветное украшение сначала изготавливали на картоне или другой подложке для краски из обычных красок и при необходимости корректировали до получения его окончательной формы. Подложку для краски, несущую законченное украшение, затем сканировали посредством цветного сканера с высокой разрешающей способностью соответствующих размеров. Данные изображения или управляющие сигналы, служащие для управления четырехцветным аппаратом Аэрограф (черный и три первичных цвета: красный, желтый и синий) выдавались соответствующим программным обеспечением для обработки изображения.

Установка Аэрограф с горизонтальным расположением швейцарской фирмы БАУМГАРТНЕР ТРЭЙДИНГ АГ, например, зарекомендовала себя в качестве воспроизводящей установки. При помощи этой установки Аэрограф, все цвета наносятся во время единой операции печати, при этом для каждого цвета возможны 256 градаций. Таким образом, можно осуществлять абсолютно идентичное воспроизведение цветов.

Для обжига на стекле при приблизительно 500-700^oС, в этом примере в качестве красок использовали краски, предназначенные для обжига, составленные из минеральных красителей, такие как эмали. Краски, имеющиеся в продаже, разбавляли посредством соответствующих разбавителей до такой степени, чтобы стало возможным нанесение краски при помощи жиклеров Аэрографа. В случае необходимости жиклеры Аэрографа адаптировали к этим краскам, то есть оснащали слегка увеличенными отверстиями.

С помощью вышеупомянутой воспроизводящей установки украшение переносили на оконное стекло, при этом оконное стекло оставляли в горизонтальном положении до тех пор, пока краска слегка не подсыхала. Затем оконное стекло нагревали в горизонтальной печи до температуры приблизительно 650^oС, в процессе чего цветное украшение плавилось с образованием слоя эмали и вжигалось в поверхность стекла. После этого стекло закаливали путем быстрого охлаждения на воздухе в установке для закалки.

Способ согласно изобретению может быть использован для изготовления витражей, снабженных декоративным(и) или функциональным(и) орнаментом(ами), экранов и т.д.