DE10003404A1

DE10003404A1 - Platte aus Glas oder Keramik mit einem Oberflächenbelag

Info

Publication number: DE10003404A1
Application number: DE10003404A
Authority: DE
Inventors: Patrick Kunze; Hubert Hofer
Original assignee: Sprinz Joh & Co GmbH
Current assignee: Sprinz Joh & Co GmbH
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2000-08-24
Also published as: ATA1902000A; AT409625B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Platte aus Glas oder Keramik mit einem Oberflächenbelag, der eine Trägerschicht umfaßt, in welche Partikel eingebettet sind, die wenigstens teilweise aus der Trägerschicht herausragen. Hierbei wird durch Partikel, die im Wesentlichen eine glatte, abgerundete Oberfläche aufweisen, ein abriebfester rutschhemmender Oberflächenbelag erzielt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Platte aus Glas oder Keramik nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Platte nach Anspruch 8.

Eine Platte mit einem rutschhemmenden Oberflächenbelag ist bereits aus der deutschen Patentschrift DE 196 29 241 C1 bekannt. Dort wird eine Glasabdeckscheibe für einen Bodeneinbauscheinwerfer mit einer rutschfesten Oberfläche beschrieben, bei der aus Abrassivmaterial bestehende harte Partikel in eine Trägerschicht eingebettet sind und über deren mittlere Höhe herausragen. Eine solche rutschfeste Oberfläche weist den Nachteil auf, daß sie ihre rutschhemmenden Eigenschaften im täglichen Gebrauch schnell verliert, da die kantigen Partikel infolge der Kraftangriffspunkte, die ihre Oberfläche bietet, leicht ausgeschlagen werden. Außerdem werden die Partikel durch das Begehen an ihren Kanten abgeschliffen und verlieren dabei ihre rutschhemmende Wirkung. Weiterhin besteht die Gefahr von Verletzungen, sofern eine Person auf die schmirgelpapierähnliche Oberfläche der Platte stürzt. Auch die Reinigung derartiger Oberflächen bringt vielfach Probleme mit sich, da Wischlappen einem erhöhten Verschleiß unterliegen und Fasern, Fussel und Haare sich in der kantigen Oberfläche festhängen und nur schwer entfernen lassen.

In der DE 197 44 876 A1 wurde bereits vorgeschlagen, Keramik- oder Glaselemente für Wände und Verkleidungen mit einer Schicht aus niedrig schmelzendem Silikatfluß oder Emaille zu versehen, in welcher kleine Glasperlen bis zu einer Tiefe von einem Drittel bis zur Hälfte ihres Durchmessers eingebettet sind. Hierdurch sollen Keramik- oder Glaselemente geschaffen werden, die stark reflektierend sind.

Weiterhin ist aus der DE 197 19 697 A1 ein Verfahren zur Herstellung von transparenten Lichtreflexionsgläsern bekannt, bei dem Flachglasscheiben mit Glasperlen beschichtet werden, die einen Durchmesser von 0,5 mm bis 3 mm aufweisen. Die Verbindung der Glasperlen mit der Flachglasscheibe erfolgt durch einen klebrigen Haftgrund, der mit einen niedrig schmelzenden Glasfluß vermischt ist.

Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Platte der eingangs beschriebenen Art mit einer gegenüber bekannten Belägen vergleichbaren rutschhemmenden Wirkung bereitzustellen, die eine erhöhte Abriebfestigkeit des Oberflächenbelags aufweist und gleichzeitig reinigungsfreundlich ist.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung geht von einer Platte aus Glas oder Keramik mit einem Oberflächenbelag aus, der eine Trägerschicht umfaßt, in welche Partikel eingebettet sind, die wenigstens teilweise aus der Trägerschicht herausragen, d. h. die Partikel ragen über die Höhe der Trägerschicht zwischen den Partikeln heraus. Der Kerngedanke der Erfindung liegt nun darin, daß sie im Wesentlichen eine glatte, abgerundete Oberfläche aufweisen. Solche Partikel sind besonders abriebfest, da ihre glatte, abgerundete Oberfläche im Gegensatz zu bekannten körnigen Partikeln keine Kanten und Oberflächenrauhigkeiten aufweist, die sich bei Belastung durch Gegenstände leicht abnutzen, was bei körnigen Partikeln zu einem Abtrag der überstehenden Partikel und damit zu einer Einebnung der Oberfläche führt. Trotz der fehlenden Kanten und Oberflächenrauhigkeiten bieten die glatten Partikel für Gegenstände, mit denen die Platte belastet wird, einen ausreichenden Halt, da sie im Vergleich zur Größe der Gegenstände wie eine Spitze wirken. Weiterhin wird die Verletzungsgefahr, die von der Oberfläche ausgeht, durch die glatte abgerundete Oberfläche der Partikel vermindert, da die abrasive Wirkung insbesondere auf einer Hautoberfläche stark reduziert ist. Nicht zuletzt werden durch die glatte, abgerundete Oberfläche der Partikel auch Reinigungsinstrumente, wie z. B. Lappen, geschont.

Ein Vorteil der Erfindung ergibt sich außerdem dadurch, daß die Partikel kugelförmig ausgebildet sind. Kugelförmige Partikel sind auf ihrer gesamten Oberfläche nur einem geringen Verschleiß durch Abrieb ausgesetzt und bieten keine besonderen Angriffspunkte. Wenn ein kugelförmiger Partikel mit über 50% seines Volumens in die Trägerschicht eingebettet ist, dann ist es nur schwer möglich, ihn durch eine von außen kommende Belastung aus dem Belag auszuschlagen, da die angreifende Kraft immer eine Resultierende besitzt, die den kugelförmigen Partikel in die Trägerschicht drückt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin gesehen werden, daß die Partikel zylinderförmig ausgestaltet sind. Durch derartig gestaltete Partikel ist es möglich, eine gerichtete Struktur des Oberflächenbelags zu erreichen, die beispielsweise verschiedene Eigenschaften in zwei unterschiedliche Richtungen aufweist.

Überdies ist es vorteilhaft, daß die Trägerschicht eine keramische Farbe umfaßt, die vorzugsweise einen Glasflußanteil von ca. 80% sowie einen Anteil an färbenden Bestandteilen (Farbanteil) von 20% enthält. Dabei liegt der Glasflußanteil beim Aufbringen in Form von fein gemahlenem Glas vor, das regelmäßig einen Schmelzbereich von ca. 580 bis 600°C aufweist. Bei den färbenden Bestandteilen handelt es sich im Allgemeinen um Farbkörper in Form von Metalloxiden. Auf diese Weise wird eine Trägerschicht hoher Qualität erreicht, die beliebig eingefärbt werden kann. In einer im weiteren günstigen Ausgestaltung der Erfindung besteht die Trägerschicht im Wesentlichen aus Glasfluß, sofern eine zusätzliche Einfärbung nicht erwünscht ist.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die Partikel aus Glas, insbesondere Floatglas bestehen. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß sich die Partikel mit der Trägerschicht optimal verbinden und weiterhin können die guten mechanischen Eigenschaften von Glas in Bezug auf Härte und Druckfestigkeit ausgenutzt werden. Es darf auch nicht übersehen werden, daß durch den Einsatz von Partikeln aus Glas das Recycling der Platten wesentlich vereinfacht wird, da keine Stoffgemische zum Einsatz kommen, die später aufwendig getrennt werden müssen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Dicke der Trägerschicht im Bereich der Partikelgröße liegt. So wird sichergestellt, daß die Partikel im Wesentlichen nebeneinandr angeordnet werden. Vorzugsweise ist die Dicke der Trägerschicht so bemessen, daß die Partikel nach einer Wärmebehandlung, die zu einem Schwund der Trägerschicht führt, etwas über die Hälfte in die Trägerschicht eingebettet sind, da dann ein Ausschlagen der Partikel wie oben erwähnt nahezu unmöglich ist und dennoch eine deutliche Struktur ausgebildet wird.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes weisen die Partikel aus Glas, insbesondere Floatglas, eine polierte und thermisch verfestigte Oberfläche auf. Hierdurch wird die Abriebfestigkeit des Oberflächenbelags noch weiter erhöht.

Durch das Aufbringen von Partikeln mit im Wesentlichen glatter, abgerundeter Oberfläche zusammen mit dem Glasflußanteil und der keramischen Farbe im Siebdruckverfahren auf die Platte und das anschließende Vortrocknen der Platte wird ein ökonomischer Prozeßablauf bei der Belagherstellung mit wenigen Zwischenschritten erreicht. Wenn nach dem Siebdruckschritt das Vortrocknen in einem Infrarotofen bei vorzugsweise 100°C erfolgt, dann ist gewährleistet, daß der Oberflächenbelag nicht durch das weitere Handling der Platte beeinträchtigt wird.

Durch Versuche hat sich gezeigt, daß beim Einsatz von Partikeln, die einen Durchmesser von etwa 50 Mikrometern aufweisen, besonders gute Ergebnisse in Bezug auf die Rutschhemmung des Oberflächenbelages erzielt werden.

Für besonders gute Ergebnisse in Bezug auf die Rutschhemmung ist es auch vorteilhaft, wenn die keramische Farbe und die Partikel in einem Gewichtsverhältnis von etwa 5 : 1 gemischt werden.

Durch die Einstellung einer gewünschten Viskosität durch die Zugabe eines Mediums wird das Gemisch aus Farbe, Glasfluß und Partikeln optimal für den Siebdruckvorgang eingestellt.

Durch den Einsatz eines Siebdruckgewebes mit Maschenöffnungen, die etwa dem zwei- bis dreifachen Durchmesser der Partikel entsprechen, wird eine besonders gleichmäßige Verteilung der Partikel auf der Oberfläche der Platte erreicht.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Gemisch mit einer Dicke aufgedruckt wird, die im Bereich der Partikelgröße liegt, da dann sichergestellt ist, daß die Partikel, wie bereits oben erwähnt, nebeneinander zu liegen kommen.

Vorzugsweise durchläuft eine bedruckte Platte einen bekannten Vorspannprozeß, insbesondere einen Einscheibensicherheitsglas-Herstellungsprozeß (kurz: ESG- Prozeß) oder einen Prozeß zur Herstellung von teilvorgespanntem Glas (kurz: TVG-Prozeß). Hierbei werden der Platte positive Sicherheitseigenschaften verliehen, sofern sie diese noch nicht aufweist. Gleichzeitig werden jedoch die Trägerschicht und die Partikel untereinander und mit der Platte verbunden. Denn sowohl die Platte als auch die Trägerschicht sowie die Partikel, sofern die Trägerschicht aus einer keramischen Farbe und die Partikel aus Floatglas bestehen, werden beim Vorspannprozeß weich bzw. schmelzen sogar auf.

Nach einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens durchlaufen die Platten auch den Verbundsicherheitsglas- Herstellungsprozeß (kurz: VSG-Prozeß). Auf diese Weise werden Platten hergestellt, die selbsttragend sind und somit als Bodenplatten ohne unterstützendes Gerüst eingesetzt werden können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Platte nach dem Bedrucken,

Fig. 2 eine Platte nach dem Trocknen, Brennen und dem Durchlaufen eines Vorspannprozesses,

Fig. 3 eine Platte nach dem Durchlaufen des VSG- Prozesses,

Fig. 4 einen schematischen Ablaufplan für das Verfahren zur Herstellung eines rutschhemmenden Belags.

In Fig. 1 ist eine Platte 1 mit einer Oberseite 2 und einer Unterseite 3 zu sehen. Auf die Oberseite 2 der Platte 1 ist ein Oberflächenbelag 4 aufgebracht, der aus einer Trägerschicht 5 und Partikeln 9 besteht. Die Trägerschicht 5 weist eine Unterseite 6 und eine Oberseite 7 auf und besitzt eine Dicke a. Die in der Trägerschicht 5 gelagerten Partikel 9 besitzen eine glatte, abgerundete Oberfläche 10. Weiterhin weisen die Partikel 9 einen mittleren Durchmesser d auf und sind mit einem Fußteil 13 in die Trägerschicht 5 eingebettet. Die Einbettung in die Trägerschicht 5 erfolgt mit einer Einbettiefe a'. Die Einbettiefe a' entspricht etwa der Dicke a der Trägerschicht 5. Mit einem Kopfteil 12 stehen die Partikel 9 über die Oberseite 7 der Trägerschicht 5 hinaus. Vorzugsweise wird die Dicke a der Trägerschicht 5 so gewählt, daß sie etwa die Hälfte bis 2/3 des mittleren Durchmessers d der Partikel 9 beträgt. Das heißt, die Partikel 9 sind minimal etwa mit dem halben Kugeldurchmesser r in die Trägerschicht 5 eingebettet.

In Fig. 2 ist der Verbund von Platte 1, Trägerschicht 5 und Partikel 9 in einem Zustand zu sehen, den er nach dem Trocknen, Brennen und dem Durchlaufen eines Vorspannprozesses aufweist. Im Bereich der Oberseite 2 der Platte 1 bzw. der Unterseite 6 der Trägerschicht 5 ist ein Schmelzbereich 14 zu sehen, in dem die Platte 1 und die Trägerschicht 5 während der Temperaturen im Vorspannprozeß eine feste Verbindung eingegangen sind. Weitere Schmelzbereiche 15 haben sich um die Fußteile 13 der Partikel 9 gebildet. Hier sind feste Verbindungen zwischen der Trägerschicht 5 und den Partikeln 9 entstanden.

Fig. 3 zeigt den Verbund von Platte 1, Trägerschicht 5 und Partikel 9 nach dem Durchlaufen des VSG-Prozesses. Die Unterseite 3 der Platte 1 ist hier mit einer Folie 16 bedeckt, durch die die Verbindung zu einer weiteren Platte 17 hergestellt wird.

Die Fig. 4 zeigt einen schematischen Ablaufplan für das Verfahren zur Herstellung eines rutschhemmenden Oberflächenbelags 4. Zunächst werden keramische Farbe 18, Partikel 9 und Medium 21 zu einem Gemisch 22 verbunden. Das Gemisch 22 wird mit Hilfe einer Siebdruckvorrichtung 23 auf die Platte 1 aufgebracht. Die bedruckte Platte 1 wird in einem weiteren Schritt in einem Infrarotofen 24 bei vorzugsweise etwa 100°C vorgetrocknet. Nach diesem Schritt kann die mit dem Oberflächenbelag 4 versehene Platte 1 einen Vorspannprozeß 25 durchlaufen. Bei diesem Schritt wird das Produkt, z. B. im ESG-Prozeß, auf etwa 600°C erhitzt und anschließend einer Schockkühlung durch Druckluft unterzogen. Hierdurch erhält nicht nur die Platte 1 die charakteristischen Eigenschaften von Einscheibensicherheitsglas (hohe Biegefestigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit, bei Bruch Zersplittern in ungefährliche kleine Teile), sondern es wird auch der rutschhemmende Oberflächenbelag 4, der aus der Trägerschicht 5 und den Partikeln 9 besteht, verfestigt und mit der Platte 1 verbunden. Dies geschieht dadurch, daß mit der Prozeßtemperatur von etwa 600°C ein Punkt erreicht ist, an dem die Partikel 9 und die Trägerschicht 5 zu fließen beginnen, jedoch die Partikel noch ihre Form behalten. Hierdurch ergeben sich dann innige Verbindungen zwischen der Platte 1 und der Trägerschicht 5 sowie den Partikeln 9 und der Trägerschicht 5.

In Fig. 4 ist durch einen Pfeil X angedeutet, daß nach dem Durchlaufen des Vorspannprozesses 25 ein bereits fertiges Produkt 27 vorliegt.

Bei Bedarf, das heißt, wenn die Platte 1 keine ausreichenden selbsttragende Eigenschaften aufweist, kann dem Vorspannprozeß 25 noch ein VSG-Prozeß 28 nachgeschaltet sein. Bei diesem Verfahren wird die Platte 1 von ihrer Unterseite 3 her durch die Platten 17, die mit Hilfe der Folie 16 laminiert wird, unterstützt. Zur Erhöhung der Stabilität können noch weitere Platten zu einem mehrscheibigen VSG verbunden werden.

Durch einen Pfeil Y ist angedeutet, daß die Platte 1 die Siebdruckvorrichtung 23, den Infrarotofen 24 und den Vorspannprozeß 25 beliebig oft durchlaufen kann.

Die Trägerschicht 5, insbesondere die keramische Farbe 18, muß nicht notwendigerweise einem Vorspannprozeß 25 unterworfen werden. Die Farbe kann auch in anderen Brennöfen ohne Kaltluft-Abschreckung eingebrannt werden.

Bezugszeichenliste

1

Platte

2

Oberseite

3

Unterseite

4

Oberflächenbelag

5

Trägerschicht

6

Unterseite

7

Oberseite

9

Partikel

10

Oberfläche

12

Kopfteil

13

Fußteil

14

Schmelzbereich

15

Schmelzbereich

16

Folie

17

Platte

18

keramische Farbe

21

Medium

22

Gemisch

23

Siebdruckvorrichtung

24

Infrarotofen

25

Vorspannprozeß

27

Produkt

28

VSG-Prozeß

Claims

1. Bodenplatte mit einem Oberflächenbelag aus Glas oder Keramik mit einer Trägerschicht, in welche kugelförmig Partikel aus Glas oder Keramik eingebettet sind, die wenigstens teilweise aus der Trägerschicht herausragen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dicke a der Trägerschicht (5) größer oder gleich einer Hälfte eines mittleren Durchmessers d der kugelförmigen Partikel (9) ist.

2. Bodenplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Partikel (9) eine Einbettiefe a' aufweisen, die größer oder gleich dem mittleren halben Kugeldurchmesser r ist.

3. Bodenplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (9) im Wesentlichen eine glatte, abgerundete Oberfläche (10) aufweisen.

4. Bodenplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (9) kugelförmig ausgebildet sind.

5. Bodenplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (9) zylinderförmig ausgestaltet sind.

6. Bodenplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (5) Glasfluß, insbesondere eine keramische Farbe, umfaßt.

7. Bodenplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (9) aus Glas bestehen.

8. Bodenplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Trägerschicht (5) im Bereich des mittleren Durchmessers der Partikel (9) liegt.

9. Bodenplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (9) eine polierte und thermisch verfestigte Oberfläche (10) aufweisen.

10. Verfahren zur Herstellung von Bodenplatten aus Glas oder Keramik mit einer Trägerschicht (5), in welche Partikel (9) eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

- einem Glasfluß, insbesondere einer keramischen Farbe, Partikel (9) mit im Wesentlichen glatter, abgerundeter Oberfläche (10) beigegeben werden,
- das Gemisch (22) im Siebdruckverfahren (23) auf die Platte (1) aufgetragen wird
- die bedruckte Platte (1) vorgetrocknet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (9) einen Durchmesser von etwa 50 Mikrometern aufweisen.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis zwischen der keramischen Farbe (18) und den Partikeln (9) etwa 5 : 1 beträgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch (22) durch Zugabe eines Mediums (21) auf eine gewünschte Viskosität eingestellt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenöffnungen des Siebs eine Breite aufweisen, die etwa dem zwei- bis dreifachen Durchmesser der Partikel (9) entspricht.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch (22) mit einer Dicke aufgedruckt wird, die im Bereich des mittleren Partikeldurchmessers liegt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (1) einen bekannten Vorspannprozeß (25) durchläuft.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (1) den bekannten VSG-Prozeß (28) durchläuft.