Die Erfindung betrifft eine Siebdruckvorrichtung zum Auftragen einer Farbe, ein Verfahren zum Aufbringen einer Farbe, insbesondere Einbrennfarbe, auf einer Scheibe und deren Verwendung.

Im Siebdruck werden Farben mit Hilfe einer Gummirakel durch ein Sieb auf den zu bedruckenden Gegenstand aufgetragen. Hierbei gibt es verschiedene Möglichkeiten der Ausführung des Druckprozesses. Beim Flachbettsiebdruck wird der zu bedruckende Gegenstand auf einer flachen Auflage, beispielsweise einem Tisch aufgelegt. In einem nächsten Schritt wird die Siebschablone an einem Rahmen flach auf den Gegenstand abgelegt. Mit Hilfe einer Rakel wird anschließend die Farbe durch die Maschen des Siebs gedrückt. Sollen kontinuierlich Gegenstände bedruckt werden, so kann der Druck über einen rotierenden Siebdruckhohlzylinder oder auch eine Siebdrucktrommel erfolgen. Die Außenverkleidung der Trommel wird in dieser Ausführung zumindest teilweise von einem Drucksieb gebildet. Dieses Drucksieb überträgt beim Kontakt mit der zu bedruckenden Oberfläche mithilfe einer in der Siebdrucktrommel befindlichen Rakel die Farbe. Die Siebdrucktrommel kann in Kombination mit einem Lauf and zum kontinuierlichen Druck von beispielsweise Scheiben eingesetzt werden. Sich an oder in den Maschen absetzende Farbreste können mit Hilfe eines zweiten Rakel innerhalb der Siebdrucktrommel entfernt und beispielsweise auf eine mit der Siebdrucktrommel in Kontakt stehenden Walze übertragen werden. Vor allem bei wechselnden Geometrien oder Abmessungen der zu bedruckenden Gegenstände können sonst leicht Farbreste in den Siebmaschen hängenbleiben und sich unter Umständen anreichern oder im ungünstigen Fall sogar aushärten und verklumpen. Diese Farbreste können leicht zu Geisterbildern oder verschwommenen Bildern oder Mustern führen.

Insbesondere im Bereich Automobilverglasungen ist der Siebdruck von großer Bedeutung. Im Randbereich vieler verschiedener Scheiben müssen beispielsweise Klebestellen optisch überdeckt werden. Vor allem Windschutzscheiben haben einen umfangreichen Randdruck, welcher deutlich sichtbar ist. Neben dem Abdecken von Kontakt- oder Klebestellen spielen aber auch zunehmend das Aussehen und Design des Windschutzscheibenrandes eine größere Rolle.

Ein wichtiger Kostenfaktor bei der Herstellung einer fertigen bedruckten Fahrzeugscheibe ist die Taktzeit und die Stabilität des Prozesses. Dies spielt auch bei der Bedruckung der Scheibenränder mit einer Einbrennfarbe eine Rolle. Einbrennfarben enthalten häufig Farbpigmente auf Keramikglasuren oder Email, beispielsweise Silikate und Oxide. Diese Einbrennfarben werden durch Erhitzen„ausgehärtet" und bilden einen beständigen, chemisch stabilen und glasartigen Überzug. In vielen Fällen kann dieser Erhitzungsprozess auch in den Vorspannprozess integriert werden. Etablierte Prozesse ermöglichen beispielsweise Druckgeschwindigkeiten von 3 m bis 4 m pro Minute. Diese Druckgeschwindigkeiten sind jedoch häufig nicht schnell genug um, einen Prozess wie die Herstellung einer Autoverglasung kosteneffizient zu ermöglichen. Erst bei schnelleren Taktzeiten werden diese Prozesse kostengünstiger.

DE 2247570 AI offenbart eine Druckmaschine nach dem Seidenschirmverfahren.

GBl, 526,213 A offenbart eine Druckmaschine zum Bedrucken von Papierkartonagen. Die Druckmaschine weist einen hohlzylindrischen Aufbau auf.

DE 41 09 707 Cl offenbart ein Siebdruckverfahren zum Bedrucken von Glasscheiben mit einer Dekorschicht. Beim Auftragen der Dekorschicht wird ein Drucksieb verwendet, dessen Oberfläche über die Umfangfläche der Glasscheibe hinausreicht.

DE 198 32 414 AI offenbart ein Siebdruckverfahren zum Bedrucken von flächigen und ebenen Gegenständen, beispielsweise Glasscheiben. Die Siebdruckvorrichtung umfasst sowohl eine hohlzylindrische Siebschablone als auch eine Farbabtragungswalze.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Siebdruckvorrichtung bereitzustellen, welche eine reproduzierbare, präzise Bedruckung unterschiedlich dimensionierter Scheiben mit einer hohen und schnelleren Taktfrequenz ermöglicht. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bedruckung einer Scheibe und deren Verwendung gehen aus weiteren unabhängigen Ansprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Siebdruckvorrichtung zum Auftragen einer Farbe umfasst mindestens ein Laufband oder auch Fließband. Eine rotierende hohlzylindrische Siebschablone mit einem umlaufenden Sieb als Druckfläche ist zusammen mit einer benachbart platzierten rotierenden Farbabtragungswalze oberhalb des Laufbands angeordnet. Der Ausdruck„oberhalb" bedeutet im Sinne der Erfindung über dem Laufband, aber mit Druckkontakt des umlaufenden Siebes mit einem zu bedruckenden Gegenstand. In einer bevorzugten Aus führungs form sind die rotierende hohlzylindrische Siebschablone und die Farbabtragungswalze höhen- und längsverstellbar über dem Laufband angeordnet. Innerhalb der Siebschablone ist eine Farbzuführungsvorrichtung, beispielsweise ein über Leitungen mit einem Färb Vorrats gefäß verbundenes Ventil oder Schläuche, angeordnet. Die Siebschablone beinhaltet weiterhin eine erste Rakel benachbart zu dem Laufband und eine zweite Rakel benachbart zur Farbabtragungswalze. Eine dritte Rakel ist in der Laufrichtung des Laufbands und/oder der Drehrichtung der Siebschablone vor der ersten Rakel angeordnet. Der Ausdruck „in Drehrichtung" beinhaltet im Sinne der Erfindung eine Positionierung der dritten Rakel vor der ersten Rakel im Bezug auf die Laufrichtung des Laufbandes. Die dritte Rakel füllt die Maschen des umlaufenden Siebes mit der Farbe, die erste Rakel drückt die Farbe auf die zu bedruckende Scheibe oder das Substrat und ermöglicht eine Haftung der Farbe auf der Oberfläche der Scheibe mittels Adhäsion. Die Kombination von dritter Rakel und erster Rakel verbessert und erhöht die Prozessgeschwindigkeit der erfmdungs gemäßen Vorrichtung. Die rotierende hohlzylindrische Siebschablone kann somit schneller mit einer höheren Umdrehung bewegt werden. Die Scheibe beinhaltet bevorzugt Glasscheiben, besonders bevorzugt Glasscheiben unterschiedlicher Größe oder Dimensionierung. Überschüssige oder aufgrund der Geometrie der Scheibe nicht verwendete Farbe wird über die zweite Rakel auf die Farbabtragungswalze übertragen. Der Abstand zwischen Siebschablone und der Farbabtragungswalze ist so eingestellt, das beide unabhängig voneinander rotieren und gleichzeitig die Farbreste übertragen werden können. Zwischen der dritten Rakel und der zweiten Rakel ist bevorzugt eine Zuführungsrinne angeordnet. Die Zuführungsrinne ermöglicht den Transport von überschüssiger Farbe welche vom Sieb innerhalb der Siebschablone über die zweite Rakel zurückläuft und nicht auf die Farbabtragungswalze übertragen werden kann. Die zweite Rakel überträgt vor allem die in Siebmaschen vorliegende Farbe auf die Farbabtragungswalze. Die auf den Stegen des Siebes befindliche Farbe läuft größtenteils über die zweite Rakel wieder in den Innenraum der rotierenden hohlzylindrischen Siebschablone zurück. Über die Zuführungsrinne gelangt die überschüssige Farbe wieder zur dritten Rakel und wird von dort wieder in das Sieb eingetragen.

Die Farbabtragungswalze umfasst bevorzugt einen Farbauffangbehälter. Der Farbauffangbehälter sammelt die von der Farbabtragungswalze gesammelte Farbe. In einer optionalen Ausgestaltung kann die in der Farbabtragungswalze gesammelte Farbe über Schläuche wieder in die rotierende hohlzylindrische Siebschablone zurückgeführt werden.

Die Farbabtragungswalze umfasst bevorzugt einen Farbschaber. Der Farbschaber ermöglicht die Überführung der auf der Farbabtragungswalze befindlichen Farbe in den Farbauffangbehälter.

Die Farbzuführungsvorrichtung umfasst bevorzugt Schläuche oder Düsen. Die Farbzuführungsvorrichtung bringt neue Farbe in die rotierende hohlzylindrische Siebschablone ein. Die Farbzuführungsvorrichtung kann optional auch mit dem Farbauffangbehälter gekoppelt sein und so schon verwendete Farbe erneut nutzen. Diese Farbrückführung senkt die Produktionskosten.

Die Siebschablone weist bevorzugt einen Lochdurchmesser von 40 μιη bis 70 μιη auf. Die individuelle Maschenbreite richtet sich dabei nach dem zu bedruckenden Motiv und der Zusammensetzung, Viskosität und Benetzung der Farbe.

Die Farbe enthält bevorzugt Einbrennfarbe. Die Einbrennfarbe kann bevorzugt beim dem auf den Farbeintrag folgenden Biegevorgang auf der Scheibe ausgehärtet werden. Alternativ ist auch ein separater Erhitzungsvorgang, bevorzugt bei 500°C bis 800°C möglich. Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Verfahren zum Bedrucken einer Scheibe mit einer erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung. In einem ersten Schritt wird eine Scheibe auf einem Laufband oder Fließband angeordnet. Die auf dem Laufband befindliche Scheibe wird über eine rotierende hohlzylindrische Siebschablone mit einem umlaufenden Sieb bedruckt. Simultan wird innerhalb der hohlzylindrischen Siebschablone kontinuierlich oder bei Bedarf Farbe über eine Farbzuführungsvorrichtung eingefüllt. Die Farbe wird über eine dritte Rakel teilweise auf dem umlaufenden Sieb eingebracht. Die dritte Rakel ermöglicht somit ein definiertes (Vor-)Befüllen des Siebes mit Farbe. Die Scheibe wird auf dem Laufband unterhalb der rotierenden hohlzylindrischen Siebschablone positioniert. Die Farbe wird über die erste Rakel durch das Sieb auf der Scheibe aufgebracht. Das im vorangegangenen Schritt erfolgte (Vor-)Befüllen des Siebes mit Farbe über die dritte Rakel verringert die im Bereich des ersten Rakel vorliegende Farbmenge. Größere Farbmengen im Bereich der ersten Rakel führen oftmals zu Verklumpungen oder auch Verschmierungen auf der zu bedruckenden Scheibe. Die Scheibe verlässt im nächsten Schritt die hohlzylindrische Siebschablone auf dem Laufband. Die innerhalb des Siebes übriggebliebene Farbe wird über eine zweite Rakel auf eine benachbart angeordnete rotierende Farbabtragungswalze übertragen.

Die auf der Scheibe befindliche Farbe wird bevorzugt eingebrannt. Der Einbrennvorgang verbessert die Stabilität und Haltbarkeit der Farbe.

Die Scheibe wird bevorzugt vorgespannt oder teilvorgespannt. Der Vorspannprozess der Scheibe wird bevorzugt zum Einbrennen der Farbe verwendet. Die Integrierung des Einbrennvorganges in den Vorspannprozess macht einen separaten Einbrennprozess überflüssig und spart somit Prozessenergie.

Das Laufband wird bevorzugt mit einer Geschwindigkeit von 5 m/min bis 20 m/min, besonders bevorzugt 10 m/min bis 17 m/min, insbesondere größer 30 m/min bewegt. Diese Geschwindigkeit ermöglicht im Vergleich zum Stand der Technik einen kosteneffizienteren Druckprozess bei deutlich höheren Taktzeiten.

Die hohlzylindrische Siebschablone und die Farbabtragungswalze rotieren bevorzugt gegenläufig. Die Erfindung umfasst des Weiteren die Verwendung der Siebdruckvorrichtung zum Auftragen einer Farbe, bevorzugt Einbrennfarbe.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung ist eine rein schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Sie schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt einer Siebdruckvorrichtung nach dem Stand der Technik,

Figur 2 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung,

Figur 3 einen Querschnitt des Siebes der rotierenden hohlzylindrischen Siebschablone und

Figur 4 ein Fliesschema des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bedrucken einer Scheibe.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt einer Siebdruckvorrichtung (I) nach dem Stand der Technik. Die Siebdruckvorrichtung zum Auftragen einer Farbe (12) umfasst mindestens ein in Richtung (C) bewegtes Laufband (3) oder auch Fließband. Eine in Richtung (A) rotierende hohlzylindrische Siebschablone (1) mit einem nicht gezeigten umlaufenden Sieb (13) als Druckfläche ist zusammen mit einer benachbart platzierten in Richtung (B) rotierenden Farbabtragungswalze (3) oberhalb des Laufbands (3) angeordnet. Innerhalb der Siebschablone (1) ist eine Farbzuführungsvorrichtung (8), beispielsweise ein über Leitungen mit einem Farbvorrats gefäß verbundenes Ventil oder Schläuche, angeordnet. Die Siebschablone (1) beinhaltet weiterhin eine erste Rakel (4) benachbart zu dem Laufband (3) und eine zweite Rakel (5) benachbart zur Farbabtragungswalze (2). Die erste Rakel (4) füllt die Maschen des nicht gezeigten umlaufenden Siebes (13) mit der Farbe (12) und drückt die Farbe (12) auf die zu bedruckende Scheibe (10) oder Substrat und ermöglicht eine Haftung der Farbe (12) auf der Oberfläche der Scheibe (10) mittels Adhäsion. Die Scheibe (10) beinhaltet bevorzugt Glasscheiben, besonders bevorzugt Glasscheiben unterschiedlicher Größe oder Dimensionierung. Überschüssige oder aufgrund der Geometrie der Scheibe (10) nicht verwendete Farbe (10) wird über die zweite Rakel (5) auf die Farbabtragungswalze (2) übertragen. Die Farbabtragungswalze (2) beinhaltet einen Farbauffangbehälter (1 1). Der Farbauffangbehälter (11) sammelt mithilfe eines Farbschabers (6) die von der Farbabtragungswalze (2) gesammelte Farbe (12). Der gezeigte Aufbau nach dem Stand der Technik ermöglicht jedoch nur relativ geringe Taktzeiten bei der Bedruckung. Die erreichbaren Druckgeschwindigkeiten, das heißt der laufende Meter Glas welcher pro Minute bedruckt werden kann, liegen im Bereich von 3 m bis 4 m pro Minute.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung (II). Der Grundaufbau entspricht dem in Figur 1 gezeigten. Die Farbe (12) wird über eine dritte Rakel (7) teilweise auf dem nicht gezeigten umlaufenden Sieb (13) eingebracht. Die dritte Rakel (7) ermöglicht somit ein definiertes Vorbefüllen des Siebes (13) mit Farbe (12). Die Scheibe (10) wird auf dem Laufband (3) unterhalb der rotierenden hohlzylindrischen Siebschablone (1) positioniert. Die Farbe (12) wird anschließend über die erste Rakel (4) durch das Sieb (13) auf der Scheibe (10) aufgebracht. Zwischen der dritten Rakel (7) und der zweiten Rakel (5) ist eine Zuführungsrinne (9) angeordnet. Die Zuführungsrinne (9) ermöglicht den Abtransport von überschüssiger Farbe (12) welche vom Sieb (13) über die zweite Rakel (5) zurückläuft und nicht auf die Farbabtragungswalze (2) übertragen werden kann. Die zweite Rakel (5) überträgt vor allem die in Siebmaschen vorliegende Farbe (12) auf die Farbabtragungswalze (2). Die auf den Stegen des Siebes (13) befindliche Farbe (12) läuft größtenteils über die zweite Rakel (5) wieder in den Innenraum der rotierenden hohlzylindrischen Siebschablone (1) zurück. Ohne Zuführungsrinne (9) würde sich diese Farbe (12) im Bereich der ersten Rakel (4) ansammeln und dort den Druckprozess behindern. Dies kann bei größeren Farbmengen zu einer Unschärfe des Druckbildes führen. Über die Zuführungsrinne (9) gelangt die überschüssige Farbe stattdessen größtenteils wieder zur dritten Rakel (7) und wird von dort wieder in das Sieb (13) eingetragen. Die erreichbaren Druckgeschwindigkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen im Bereich von mindestens 15 m bis 20 m, bevorzugt größer 30 m pro Minute. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt daher eine Beschleunigung der Taktzeit um den Faktor 3 bis 4. Die deutlich höhere Taktzeit verringert zudem deutlich die Kosten pro bedruckte Scheibe (10).

Figur 3 zeigt einen Querschnitt des Siebes (13) der rotierenden hohlzylindrischen Siebschablone (1). Der Aufbau entspricht dem in Figur 2 gezeigten. Die dritte Rakel (7) ermöglicht ein definiertes Vorbefüllen des Siebes (13) mit Farbe (12) und die erste Rakel (4) ein Aufbringen der Farbe (12) durch das Sieb (13) auf der sich in Richtung (C) bewegenden Scheibe (10). Die Zuführungsrinne (9) transportiert die überschüssige Farbe (12) wieder zur dritten Rakel (7) und wird von dort wieder in das Sieb (13) eingetragen.

Figur 4 zeigt ein Fliesschema des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bedrucken einer Scheibe (10). In einem ersten Schritt wird eine Scheibe (10) auf einem Laufband (3) oder Fließband angeordnet. Innerhalb der hohlzylindrischen Siebschablone (1) wird kontinuierlich oder bei Bedarf Farbe (12) über eine Farbzuführungsvorrichtung (8) eingefüllt. Die Farbe (12) wird über eine dritte Rakel (7) teilweise auf dem umlaufenden Sieb (13) eingebracht. Die Scheibe (10) wird auf dem Laufband (3) unterhalb der rotierenden hohlzylindrischen Siebschablone (1) positioniert. Die Farbe (12) wird über die erste Rakel (4) durch das Sieb (13) auf der Scheibe (10) aufgebracht. Das im vorangegangenen Schritt erfolgte (Vor)- Befüllen des Siebes (13) mit Farbe (12) über die dritte Rakel (7) verringert die im Bereich der ersten Rakel (4) vorliegende Farbmenge. Diese führen oftmals zu Verklumpungen oder auch Verschmierungen auf der zu bedruckenden Scheibe (10). Die Scheibe (10) verlässt im nächsten Schritt auf dem Laufband (3) die hohlzylindrische Siebschablone (1). Die innerhalb des Siebes (13) übriggebliebene Farbe (12) wird über eine zweite Rakel (5) auf eine benachbart angeordnete rotierende Farbabtragungswalze (2) übertragen.

Bezugszeichenliste

(A), (B) und (C) Laufrichtung

(I) Siebdruckvorrichtung nach dem Stand der Technik

(Π) erfindungsgemäße Siebdruckvorrichtung

(1) rotierende hohlzylindrische Siebschablone

(2) Farbabtragungswalze

(3) Laufband

(4) erste Rakel

(5) zweite Rakel

(6) Farbschaber

(V) dritte Rakel

(8) Farbzuführungsvorrichtung

(9) Zuführungsrinne

(10) Scheibe

(11) Farbauffangbehälter

(12) Farbe

(13) Sieb