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Die
Erfindung betrifft ein Oberflächenbeschichtungssystem mit
Perlmutt enthaltenden Partikeln sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung
und ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils mit einer Oberflächenbeschichtung
mit Perlmutt enthaltenden Partikeln.
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Perlmutt
ist ein edles, natürliches Material aus den Schalen von
Weichtieren, welches bei Lichtauffall dieses stark irisiert und
bereits von alters her zur Verzierung von Oberflächen wertvoller
Gegenstände eingesetzt wird.
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Die
Perlmutt enthaltenden Materialien werden beispielsweise als Mosaike
gelegt oder für Intarsien bei Möbeloberflächen,
Ziergegenständen oder Waffengriffen verwendet. Die Verzierung
von Oberflächen mit Perlmutt ist eine arbeits- und kostenaufwändige
Gestaltung, bei welcher jeweils nur Oberflächen relativ
kleiner Gegenstände mit diesem edlen Material versehen
werden.
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Weiterhin
ist die Verwendung von Perlmuttpartikeln in Lacken und diese enthaltenden
Oberflächenbeschichtungssystemen bekannt, um diese für besonders
hochwertige Gegenstände einzusetzen. Beispielsweise geht
aus der
DE 30 05 411
C2 ein Verfahren zur Herstellung eines transparenten, flexiblen
Laminats hervor, welches eine erste transparente Schicht aus einer
ungesättigten Polyesterharzmasse sowie einer zweiten Schicht
aus einer gleichfalls ungesättigten Polyesterharzmasse
und einem Trägermaterial aus Glasfaser oder Synthesefaser
besteht, auf welcher eine dritte Schicht aufgebracht ist, die aus
einer ungesättigten Polyesterharzmasse und dieser zugesetzten
Calciumcarbonat sowie Farbpigmenten besteht. Als Farbpigmente werden
auch kleinste Perlmuttpartikel verwendet.
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Dabei
ist der
DE 30 05 411
C2 zu entnehmen, dass die inerten Füllstoffe von
besonders feiner Korngröße sein sollen.
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Eine
weitere Verwendung von Perlmutt enthaltenden Partikeln geht aus
der
DE 100 06 270
B4 hervor, welche ein Lackierverfahren und ein damit hergestelltes
Metallbauteil, insbesondere für die Automobilindustrie,
offenbart. Nach der Lehre der Erfindung wird ein durch Druckguss
hergestelltes Metallbauteil aus einem Aluminium- oder Magnesiumwerkstoff
mit einer Lackierung versehen, die eine Haft vermittelnde Schicht
mit dem Bauteil, eine die Unebenheiten der Bauteiloberfläche
ausgleichende Zwischenschicht und einen Decklack aufweist, wobei
die Zwischenschicht ein mit organischen Harzen modifiziertes Silikonharz
ist und eine Schichtdicke von 10 μm bis 50 μm
aufweist. Die Perlmutt enthaltenden Partikel werden innerhalb der
Decklackschicht als Pigmente der Basislackschicht beigegeben. Die Schichtdicke
der Basislackschicht beträgt dann beispielsweise 10 bis
50 μm.
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Dem
angegebenen Stand der Technik haftet der Nachteil an, dass die Beschichtungssysteme
die Perlmutt enthaltenden Partikel jeweils nur als Farbpigmente
von kleinsten geometrischen Abmessungen enthalten und damit zwar
einen Perlmutteffekt erzeugen, dieser Effekt jedoch fernab des von
natürlichem Perlmutt erzeugenden ästhetischen
Eindruckes entfernt ist. Das technische Problem besteht offensichtlich
in der industriellen und handwerklichen Verarbeitbarkeit von Naturmaterialien
mit undefinierter Form und Größe.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Beschichtungssystem für
Perlmutt enthaltende Partikel zur Verfügung zu stellen,
welches in seinem Aufbau geeignet ist, größere
Partikel in das Beschichtungssystem aufzunehmen, wobei keine aufwändige
manuelle Platzierung der Perlmuttpartikel in dem Beschichtungssystem
erforderlich sein soll.
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Die
Aufgabe wird durch ein Oberflächenbeschichtungssystem mit
Perlmutt enthaltenden Partikeln gelöst, bei dem auf einem
Oberflächenelement eine Füllschicht mit Perlmutt
enthaltenden Partikeln angeordnet ist, wobei die Perlmutt enthaltenen
Partikel zwischen 2 mm bis 10 mm Siebgröße aufweisen und
in zufälliger Ausrichtung in eine Füllschicht
eingebettet sind, welche aus einem Kunstharz ausgebildet ist.
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Die
Perlmutt enthaltenden Partikel sind dabei unregelmäßig
geformte Bruchstücke von Schalen von Weichtieren.
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Das
Oberflächenbeschichtungssystem wird insbesondere bei einem
in Bezug auf die Haftung, die Dehnung und Spannung des Systems kritischen
Untergrund dadurch vorteilhaft ausgebildet, dass zwischen der Füllschicht
mit den Perlmutt enthaltenden Partikeln und dem Oberflächenelement
eine Haftvermittlungsschicht aus Kunstharz angeordnet ist. Besonders
bei einem saugfähigen Untergrund oder größeren
Differenzen im Ausdehnungskoeffizienten des Untergrundes und des
Beschichtungssystems wird eine Haftvermittlungsschicht eingesetzt.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
eine Deckschicht aus Kunstharz auf der Füllschicht mit
den Perlmutt enthaltenden Partikeln vorzusehen.
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Von
besonderem Vorteil ist eine Ausgestaltung der Erfindung, welche
innerhalb der Füllschicht und Deckschicht zusätzliche
Pigmente oder Farbstoffe aufweist und die Füllschicht sowie
gegebenenfalls die Deckschicht damit in beliebiger einstellbarer Lichtdurchlässigkeit
ausgebildet werden kann, um eine Tiefenwirkung der Oberfläche
zu erreichen.
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Ein
besonders vorteilhafter Effekt besteht darin, dass nach einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung in Richtung des Lichteinfalls nach der
Füllschicht eine Reflexionsschicht angeordnet ist. Diese befindet
sich dementsprechend zwischen der Füllschicht und dem Oberflächenelement
oder zwischen der Füllschicht und der Haftvermittlungsschicht.
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Die
Reflexionsschicht kann beispielsweise aus Metall oder metallähnlichen,
Licht reflektierenden Materialien ausgebildet sein, insbesondere
aus einer Schicht aus gebundenem Metallpulver. Dabei ist es erforderlich,
zwischen der Reflexionsschicht und dem Oberflächenelement
eine Haftvermittlungsschicht vorzusehen.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Füllschicht ist diese
wiederum aus zwei Schichten, einer Klebeschicht für die
punktuelle Fixierung und einer Aufbauschicht für die Einbettung
der Perlmutt enthaltenden Partikel, ausgebildet.
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Die
relativ dünn auf dem Oberflächenelement ausgebildete
Klebeschicht fixiert die Perlmutt enthaltenden Partikel während
des Auftragungsprozesses in ihrer Lage und es ist möglich,
die Zwischenräume zwischen den einzelnen Partikeln gezielt
oder mit einer Zufallsschüttung von Partikeln mit diesen
anzureichern.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Oberflächenelement
als Verstärkungsschicht aus einem mit Kunstharz getränkten
Gewebe, Fasern oder Vlies auszubilden. In dem Oberflächenbeschichtungssystem
ist das Kunstharz als Ein- oder Mehrkomponentenharz aus der Gruppe der
Epoxydharze, der Polyesterharze, der Polyurethanharze, der Acrylharze
oder Mischungen davon ausgewählt.
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Von
besonderem Vorteil ist der Einsatz von Epoxydharzen für
Anwendungen der Oberflächenbeschichtung im Flugzeug- und
Schiffsbau, was auf eine hohe Tiefenwirkung bei geringer Schichtdicke und
demzufolge geringem Gewicht zurückzuführen ist.
Das Oberflächenbeschichtungssystem kann beispielsweise
durch Schleifen auf eine Schichtdicke von einem Millimeter eingestellt
werden, ohne die Tiefenwirkung der Oberfläche zu verlieren.
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Weiterhin
ist dieses Harz sehr strapazierfähig und dabei relativ
elastisch, was für Oberflächen mit teilweiser
Biegebeanspruchung wichtig ist.
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Das
Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenbeschichtung
mit Perlmutt enthaltenden Partikeln kann wie folgt charakterisiert
werden:
- – auf ein Oberflächenelement
wird eine Füllschicht aus Kunstharz mit Perlmutt enthaltenden Partikeln
als Suspension aufgebracht oder
- – eine Füllschicht aus einer Klebeschicht
für die Perlmutt enthaltenden Partikel und einer Aufbauschicht
für die Einbettung der Perlmutt enthaltenden Partikel wird
auf ein Oberflächenelement aufgebracht,
- – die Füllschicht wird nach dem Aushärten
plan geschliffen und poliert.
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Dabei
kann bei kleineren Partikeln mit einer Siebgröße
von 2 bis 3 mm eine entsprechend dünne Schicht geschliffen
werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft dadurch
weitergebildet, dass bei einem Oberflächenelement aus saugfähigem
Material zunächst eine Haftvermittlungsschicht aus niedrig
viskosem Kunstharz zum Absperren der Oberfläche eingesetzt wird.
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Nachdem
die Füllschicht mit den Perlmutt enthaltenden Partikeln
aufgebracht wurde, ist es vorteilhaft, diese vor dem Aushärten
zu walzen, um eine Grobausrichtung der Partikel zu erreichen, ohne
die Partikel einzeln auszurichten.
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Generell
besteht die ästhetische Konzeption gerade darin, dass die
einzelnen Partikel nicht sämtliche in gleicher Ausrichtung
angeordnet sind, um Effekte unterschiedlicher Reflexionen der Perlmutt
enthaltenden Partikel bei Lichteinfall zu erzielen.
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Um
die Konzentration der Perlmutt enthaltenden Partikel in der Füllschicht
zu erhöhen, kann die Füllschicht vor dem Aushärten
mit zusätzlichen Perlmutt enthaltenden Partikeln durch
Nachstreuen angereichert werden.
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Das
Oberflächenbeschichtungssystem und das Verfahren zur Herstellung
desselben ist insbesondere dadurch von großem Vorteil,
weil die Übergänge von einem Oberflächenelement
zum anderen oder nachträglich angefügte Bereiche
des Oberflächenbeschichtungssystems mittels des gleichen
Behandlungsverfahrens erzeugt werden können und im Nachhinein
die Übergänge zwischen den zeitlich verschieden
erzeugten Bereichen nicht beziehungsweise kaum wahrnehmbar sind.
Dadurch ist das System hervorragend geeignet, auch große
Flächen aus einzeln vorgefertigten Elementen zu erzeugen,
welche am jeweiligen Einsatzort zusammengesetzt, miteinander verbunden
und die Übergänge mit dem Oberflächenbeschichtungssystem
nachbehandelt werden, ohne dass sichtbare Übergänge
zwischen einzelnen Elementen erkennbar sind. Auch die Reparatur
oder das Auswechseln ganzer Elemente eines Panelsystems beispielsweise
sind relativ einfach und kastengünstig möglich,
da die entstehenden Beschädigungen der Oberfläche
leicht mit dem Oberflächenbeschichtungssystem reparabel
sind.
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Von
besonderem Vorteil ist es, die Füllschicht mit einer strapazierfähigen
Deckschicht abzuschließen und davor die Füllschicht
oder gegebenenfalls danach die Deckschicht zu schleifen und zu polieren.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zur Herstellung
eines Formteils mit einer Oberflächenbeschichtung mit Perlmutt
enthaltenden Partikeln besteht darin, dass zunächst eine
Negativform des Formteils mit einer Trennschicht versehen wird,
die Füllschicht mit den Perlmutt enthaltenden Partikeln
oder die Klebeschicht und anschließend die Perlmutt enthaltenden
Partikel sowie die Aufbauschicht für die Einbettung der
Perlmutt enthaltenden Partikel aufgebracht wird und anschließend
die Verstärkungsschicht für die Füllschicht
aufgebracht wird, wonach die Füllschicht und die Verstärkungsschicht aushärten
und die Negativform und die Trennschicht schließlich entfernt
werden.
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Vorteilhaft
ist, die Oberfläche der Füllschicht zu schleifen
und zu polieren und gegebenenfalls die Oberfläche der Füllschicht
mit einer Deckschicht zu versehen.
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Eine
vorteilhafte Alternative besteht darin, direkt auf die Trennschicht
die Deckschicht aufzutragen und anschließend die Füllschicht
und die Verstärkungsschicht aufzubringen. Hierdurch kann
das aufwändige Schleifen der an der Trennschicht entstehenden
Oberfläche fast vollständig vermieden werden,
da die Partikel durch die Füllschicht sinken und sich direkt über
der Deckschicht ablagern.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass unmittelbar
in die Deckschicht beim Aufbau eine Struktur eingebracht wird und
somit beispielsweise eine Anti-Rutsch-Struktur ohne nachträgliche
Bearbeitung in einer Duschtasse oder ähnlichen Sanitärelementen
eingeformt werden kann.
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Die
Oberflächenbehandlung der Füllschicht oder der
Deckschicht erfolgt je nach Anwendung durch Trockenschleifen, beispielsweise
bei Anwendungen des Oberflächenbeschichtungssystems für Möbel,
wie Tischplatten, Wandpanelen oder Schrankfronten und Ähnliches.
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Alternativ
ist das Nassschleifen des Beschichtungssystems für bestimmte
Anwendungen, wie Wandelemente, Fußbodenelemente, Sanitärmöbeloberflächen,
Duschtassen oder Ähnliches möglich.
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Besonders
dichte Anordnungen von Perlmutt enthaltenden Partikeln lassen sich
durch die Mischung verschiedener Partikelgrößen
erreichen. Bei relativ kleinen Körnungen der Partikel können
die Kunstharze der Füllschicht bereits vor dem Auftragen mit
den Partikeln gemischt und gemeinsam auf die Oberfläche
aufgebracht werden. Die Kunstharze, die zur Verwendung für
das erfindungsgemäße Oberflächenbeschichtungssystem
geeignet sind, lassen sich auch gemäß ihrer Verarbeitbarkeit
und Funktion als Gießharze, Einbettungsharze, Klebeharze
und Harzspachtel klassifizieren.
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Luftblasen
in den Beschichtungssystemen werden durch Rütteln und durch
die Verwendung von niedrig viskosen Kunstharzen minimiert.
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Von
besonderer ästhetischer Wirkung ist, dass die einzelnen
Partikel als Bruchstücke in zufälliger Ausrichtung
in das System eingebracht und nachfolgend nicht, beziehungsweise
nur grob ausgerichtet werden.
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Die
Bindung der Perlmutt enthaltenden Partikel in der Füllschicht
erfolgt je nach Konzentration von zusätzlichen Pigmenten
mittels farbloser, transparenter bis beinahe lichtundurchlässiger
Kunstharze.
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Besonders
wirkungsvoll ist die zusätzliche Verwendung von kleinsten
Perlmuttpigmenten zur Einfärbung der Kunstharze der Füllschicht.
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Die
Oberfläche des Beschichtungssystems wird vorteilhaft durch
ein Polieren mit Filzscheiben leicht strukturiert, da die unterschiedlichen
Härten der Partikel und der Füllschicht durch
diese Behandlung herausgearbeitet werden und somit haptisch wahrnehmbar
sind.
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Die
Ausbildung des Beschichtungssystems aus überwiegend transparenten
Kunstharzen ermöglicht die indirekte Beleuchtung von transparenten
Gegenständen mit diesem transparenten Beschichtungssystem.
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Das
Beschichtungssystem hat eine Dicke in Abhängigkeit der
Dicke und Größe der Perlmutt enthaltenden Partikel
von 1 mm bis zu 8 mm.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
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1:
Oberflächenelement mit Beschichtungssystem,
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2:
Oberflächenelement mit Beschichtungssystem und Reflexionsschicht
und
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3:
Formteil mit Beschichtungssystem.
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In 1 ist
ein Oberflächenelement 1 mit einem Beschichtungssystem
dargestellt. Als Oberflächenelement 1 ist in diesem
Falle eine Trennwand in Leichtbauweise mit einem nicht kritischen
Untergrund beispielhaft ausgewählt. Auf das Oberflächenelement 1 werden
die Perlmutt enthaltenden Partikel 3 als Suspension mit
der Füllschicht 4 auf dem abgesperrten Oberflächenelement
aufgetragen. Die Perlmutt enthaltenden Partikel 3 sind
somit unmittelbar in der Füllschicht 4 eingebettet
und enthalten. Nach dem Aushärten der Füllschicht 4 mit
den Perlmutt enthaltenden Partikeln 3 wird die Oberfläche
der Füllschicht 4 geschliffen, poliert und mit
einer Deckschicht 5 aus Kunstharzen, insbesondere aus klarem Epoxydharz
oder Polyurethanharz, überzogen.
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Im
Ergebnis wird ein gleicher Aufbau des Oberflächenbeschichtungssystems
erhalten, wenn unmittelbar auf das Oberflächenelement 1 eine
Klebeschicht aufgebracht, die Perlmutt enthaltenden Partikel 3 aufgestreut
und anschließend eine Aufbauschicht zur Einbettung der
Perlmutt enthaltenden Partikel 3 aufgebracht wird, wonach
geschliffen und die Deckschicht 5 aus Kunstharzen aufgebracht
wird.
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Bei
relativ kleinen Partikeln von 2 bis 4 mm wird die Aufbringung mittels
einer Suspension realisiert und zwischen 5 bis 10 mm Partikelgröße
wird die Aufbringung durch Streuen in der Füllschicht 4 angewandt.
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In 2 ist
ein Oberflächenelement 1 mit einem Beschichtungssystem
mit Reflexionsschicht 8 dargestellt. Die Besonderheit des
in 2 dargestellten Oberflächenbeschichtungssystems
besteht in einer zwischen dem mit einer Haftvermittlungsschicht 2 versehenen
Oberflächenelement 1 und der Füllschicht 4 mit
den Perlmutt enthaltenden Partikeln 3 vorgesehenen Reflexionsschicht 8.
Die Reflexionsschicht 8 ist funktionsgemäß als
Licht reflektierende Schicht ausgebildet. Dazu wird gebundenes Metallpulver
eingesetzt, welches über die Haftvermittlungsschicht 2 mit
dem Oberflächenelement verbunden ist. Die Füllschicht 4 ist
in dieser Ausgestaltung der Erfindung als transparente bis farblose
Schicht ausgeführt, so dass Licht von außen zunächst
von den Perlmutt enthaltenden Partikeln 3 irisierend reflektiert werden
kann und zusätzlich durch die Füllschicht 4 hindurch
dringendes Licht an der Reflexionsschicht 8 reflektiert
und zurückgeworfen wird, wodurch zusätzliche Lichteffekte
entstehen. Zum mechanischen und chemischen Schutz des Oberflächenbeschichtungssystems
und insbesondere der in der Füllschicht enthaltenen Perlmutt
enthaltenden Partikel 3 ist eine Deckschicht 5 das
System abschließend auf der Oberfläche aufgebracht.
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In 3 ist
ein Formteil dargestellt, welches mit einem Oberflächenbeschichtungssystem
mit Perlmutt enthaltenden Partikeln versehen ist.
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Das
Formteil selbst wird zunächst durch eine Negativform 9 des
Formteils, beispielsweise eine Duschtasse aus dem Sanitärbereich,
gebildet. Die Negativform 9 wird zweckmäßigerweise
mit einer Trennschicht 6 belegt, die die nachträgliche
Trennung des Formteils von der Negativform 9 nach Aushärten
des Oberflächenbeschichtungssystems mit entsprechenden
Verstärkungselementen ermöglicht. Auf die Negativform 9 mit
der Trennschicht 6 wird nun die Füllschicht 4 mit
den Perlmutt enthaltenden Materialien 3 aufgetragen.
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Alternativ
dazu kann, nicht in 3 dargestellt, die Deckschicht 5 unmittelbar
auf die Trennschicht 6 aufgetragen und durch eine Struktur
in der Trennschicht 6 mit einem Anti-Rutsch-Effekt strukturiert
werden.
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Anschließend
wird die Füllschicht 4 in noch nicht ausgehärtetem
Zustand mit einer Verstärkungsschicht 7 belegt.
Die Verstärkungsschicht 7 besteht aus einer Glasfaser-
oder Carbonfaserstützstruktur oder aus textilen Geweben
oder Vliesen. Nach Aushärten der Verstärkungsschicht 7 und
der mit dieser verbundenen Füllschicht 4 mit den
Perlmutt enthaltenden Partikeln 3 kann die Negativform 9 des
Formteils unter Zuhilfenahme der Trennschicht 6 getrennt werden
und die nunmehr sichtbare Oberfläche der Füllschicht 4 je
nach Notwendigkeit geschliffen, poliert und gegebenenfalls nachträglich
mit einer Deckschicht 5 versehen werden.
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In
der bevorzugten, nicht dargestellten Ausgestaltung der Einbringung
der Deckschicht 5 unmittelbar auf die Trennschicht 6 entfällt
gegebenenfalls eine Nachbehandlung durch Schleifen vollständig, was
ein großer Vorteil dieser Verfahrensweise ist.
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Die
Ausbildung von gewölbten Flächen mit diesem Beschichtungssystem
ist sowohl auf diese Art möglich, als auch durch die Technik
des Aufspachtelns der Füllschicht 4 auf senkrechte
oder von der Horizontalen abweichende Flächen von Oberflächenelementen 1.
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Die
Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass Oberflächenbeschichtungen
und -elemente erzeugt werden, die einen hohen Anteil an Perlmutt
enthaltenden und somit reflektierenden Elementen auf der Oberfläche
aufweisen. Somit wird ein Oberflächenbeschichtungssystem
zur Verfügung gestellt, welches durch handwerklich und
industriell durchführbare und automatisierbare Verfahrensschritte
in großen Flächen herstellbar und damit kostengünstig
und in gleichmäßiger Qualität erzeugbar ist.
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- 1
- Oberflächenelement
- 2
- Haftvermittlungsschicht
- 3
- Perlmutt
enthaltende Partikel
- 4
- Füllschicht
- 5
- Deckschicht
- 6
- Trennschicht
- 7
- Verstärkungsschicht
- 8
- Reflexionsschicht
- 9
- Negativform
des Formteils
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3005411
C2 [0004, 0005]
- - DE 10006270 B4 [0006]