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Dekor-Werkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung und Verarbeitung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Dekor-Werkstoff-Element als Ausgangsmaterial
zur Herstellung dekorativer Flächengebilde und Bestandteil dekorativer körperlicher
Gestaltungen, sowie auf Verfahren zu seiner Herstellung und seiner Verarbeitung.
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Es ist bekannt, Keramik- und Glasstdcke sowie andere Dekormateriolien
beliebiger Größe, Form und Farbe auf ebene Grundflöchen zur Bildung dekorativer
Flächengebilde wie Mosaiken, Fenster, Reliefs, und als Bestandteil in körperlichen
Gestaltungen wie Vasen, Leuchten, Mobiles, Schalen, Skulpturen, aufzukleben. Ebenso
ist bekannt, Kleinmaterial verschiedener
Körnung und Farbe, sowohl
mineralischer als auch organischer Herkunft auf vorgezeichnete Muster aufzukleben
und dadurch Gebilde mit vorgegebenen Bildmotiven herzustellen. In allen Fällen müssen
Bindemittel oder Klebstoff in flüssiger oder pastöser Form mitverwendet werden,
die erst nach einiger Zeit der Trocknung oder Aushärtung abbinden. Außerdem ist
es schwierig, insbesondere Keramik oder Farbglas als bevorzugte Dekorwerkstoffe
in der gewunschten Farbe, Größe und Form zu beschaffen, um dekorativ Gebilde fantasievoller
Art nach eigenen Vorstellungen anfertigen zu können. Zum Verformen dieser Werkstoffe
werden spezielle Brennöfen mit Temperaturen zwischen 700 und 12000 C benötigt, die
Gefahr von Verbrennungen ist erheblich.
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Seit einiger Zeit werden auch verschiedene Kunststoffe als dekorative
Werkstoffe vorgeschlagen, beispielsweise Gießharze auf Basis ungesättigter Polyester.
Ihre Verarbeitung ist wegen der einzuarbeitenden Peroxyde nicht ungefährlich und
die Anwendung auf den Formenguß und das Einbetten von Objekten beschränkt.
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Auch Polystyrol wird als Dekorwerkstoff verwendet, zumal es wegen
seines unct vielfältigen industriellen Anwendungsbereicheslin zahlreichen Farbtönen
zur Verfugung steht. Es ist aber auch für die dekorative Verarbeitung von Polystyrol
ein ¢«schlossener Ofen notwendig; die bei den Arbeitstemperatu ren von :00 bis 2500
C entstehenden Dämpfe sind brennbar und physiolowisch nicht unbedenklich. Die Möqlichkeiten
dekorativen ctaltens sind vergleichsweise gering.
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Der Erfindung li«t die Aufgabe zugrunde, ein Dekor-Werkstoff-Element
zu entwickeln, welches gefahrlos in der Verarbeitung und besonders einfach in der
Handhabung ist, keinen Gesteaufwand erfordert, und dennoch vielseitige Möglichkeiten
bietet, dekorative Gebilde nach eigener Fantasie herzustellen, ohne an bestimmte
Vorlagen gebunden zu sein.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, thermoplastische
Kunstharze oder Kunstharzmischungen in einer solchen Einstellung oder Zusammensetzung
zu verwenden, die bei Temperaturen um 200 C, hart bis und adhäsiv spröd ist, bei
Temperaturen um 600 C plastischtist und mit steigender tzunehmend Temperatur adhasive
Eigenschaften entwickelt und die schließlich noch unter 1000 C in einen viskosen
Schmelzzustand übergeht.
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Die erfindungsgemäßen Kunstharze oder Kunstharzmischungen sind somit
außer durch die neuartige Anwendung auch durch ihr th~ermisches Verhalten deutlich
von anderen Stoffen abgegrenzt. Von den herkömmlichen Werkstoffen wird im allgemeinen
gefordert, daß sie in einem breiten Temperaturbereich zu handhaben sind, urddabei
weder zerbrechen noch erweichen, daß also Kältebruch- oder Einfriertemperaturen
niedrig i lund die Erweichungstemperaturen hoch liegen. Im Gegensatz hierzu wird
mit der erfindungsgemäßen Anwendung besonderer Kunstharze als Dekor-Werkstoff-Element
hingegen angestrebt und der Vorteil erzielt, daß man dieses bei Raumtemperatur ohne
Zuhilinahme von Werkzeug in Flächenabschnitte oder Stücke brechen kann, daß es aber
andererseits schon bei gelinder Wärme manuell verformt,
gebogen,
geschnitten und gestanzt werden kann und daß es ohne Verwendung zusätzlicher Bindemittel
oder Klebstoffe aufgrund eigener Adhäsionskräfte auf einem Trägermaterial haftet,
bei noch relativ geringer Hitze schmeizflüssig verläuft, in diesem Zustand auch
vergossen und mit anderen Farbtönen vermischt werden kann.
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;st Sofern das Ausgangsmaterial farbloslund sofern gegebenenfalls
verwendete Mischungskomponenten ausreichend verträglich sind, wird ein in seiner
optischen Wirkung glasähnlich durchsichtiges Produkt erhalten. Einer solchen Grundeinstellung
kann durch Zugabe von Transparentfarbstoffen der Effekt von Farbglas, durch Zugabe
zusätzlicher Pigmente das Aussehen von Email, Schmucksteinen, Keramik, durch Zugabe
von Bronzepulver auch ein metallischer Charakter vermittelt werden.
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Als Ausgangsstoffe kommen verschiedene, insbesondere farblose thermoplastische
Kunstharze in Betracht, die bereits in anderen Anwendung beeichen verwendet werden,
beispielsweise als Bestandteile von Druckfarben, Lacken, Klebstoffen und Beschichtungsmassen.
Von den bekannten Harzen weisen einige auf Basis von Kohlenwasserstoffen gute Hörte
und Transparenz bei zugleich gut ausgeprögter Adhäsion auf. Grundsätzlich erscheinen
auch andere Polymerisat-Kunstharze, beispielsweise Polystyrol geeignet, sofern sie
auf die bereits dargelegten Erfordernisse eingestellt sind, was sowohl durch die
Auswahl des Monomeren, als auch durch die Steuerung des Polymerisatonsvrganges,
als schließlich auch durch Einarbeitung von Zusatzstoffen,
Weichmdern
usw. erfolgen kann. Neben vollsynthetischen Stoffen kommen auch Kunstharze in Betracht,
die aus natürlichen Basisstoffen gewonnen werden, wie beispielsweise polymerisierte
und veresterte Produkte aus Kolophonium, obieich solche auch wegen ihrer dunkleren
Färbung nicht optimal sind.
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Unter den denkbaren Kunstharzmischungen erscheinen Kombinationen aus
farblosen Kohlenwasserstoffharzen mit Copolymerisaten aus Aethylen und Vinylacetat
für die erfindungsgemäße Anwendung besonders geeignet. In den Kombinationen vermittelt
das Kohlenwasserstoffharz Glanz, Härte und Transparenz des Werkstoff-Elementes.
Das Copolymere dient zur Einstellung des thermoplastischen Verhaltens inclusiv der
Fließeigenschaften der erwärmten Masse und bewirkt ein Mindestmaß an Elastizität
für die Handhabung des Werkstoffes und der daraus hergstellten Objekte.
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Unter der Vielfalt der einsetzbaren Kunstharze oder Kunstharzmischungen,
deren Ziel auf die Erreichung einer besonderen Transparenz, einer geeigneten Härte
und Sprödigkeit, und eines besonderen, geeigneten thermoplastischen Verhaltens gerichtet
ist, können folgende Beispiele als typisch angesehen werden: Beispiel 1: 95 Gewichtsteile
eines farblosen Kohlenwasserstoffharzes - Piccotex LC (Wz) - werden zusammen mit
5 Gewichtsteilen Dioctylphtalat in einem beheizten
Gefäß bei 100
bis 1300 C zusammengeschmolzen und zu einer homogenen Schmelze verrührt. Der Mischung
kann gegebenenfalls ein Alterungsschutzmittel - o,1 % butyliertes Hydroxytoluol
oder dgl. zugefügt werden.
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Das abgekühlte Material ist farblos-transparent, bei 20° C spröd,
um 60°C plastisch, es wird bei weiterem Erwärmen zunehmend adhäsiv und geht noch
unter 1000 C in einen viskosen Schmelzzustand über.
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Beispiel 2: 85 Gewichtsteile eines farblosen Kohlenwasserstoffharzes
- Arkon M 90 (WZ) - werden zusammen mit 15 Gewichtsteilen eines Aethylen-Vinylacetat
Copolymeren - Schmelzindex 20, Vinylacetatgehalt 28 s0 - in einem beheizten Gefäß
bei 1300 C geschmolzen und zu einer homogenen Masse verrührt. Das abgekühlte Material
ist trblos-transparent, bei 200 C hart bis spröd, um 60° C plastisch, es wird bei
weiterem Erwärmen zunehmend adhäsiv und geht noch unter 1000 C in einen viskosen
Schmelzzustand über.
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Das Copolymere bewirkt gegenüber Beispiel 1 eine gewisse Elastizität
des Materials, es läßt sich besser handhaben ohne unbea6-sichtigt zu brechen, gewollte
Bruchstellen verlaufen exakter. Aufgrund der höheren Viskosität ist auch die Plastizitd
über einen breiteren Temperaturbereich verteilt, was die Verarbeitung, Verformung
usw. degünstigt. Durch Änderung der Mischungskomponenten, insbesondere auch von
Schmelzindexiund Vinylacetatgehalt des Copolymeren können die Materialeigenschaften
weiter differenziert werden.
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Beispiel 3: Man arbeitet nach Beispiel 2 und verwendet als Copolymeres
eines mit Schmelzindex 3 ond einem Vinylacetatgehalt von 24 .
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Die Mischung ist höher viskos als Beispiel 2, das abgekühlte Material
ist noch etwas zäher, aber im übrigen in der gleichen Weise verarbeitbar.
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Beispiel 4: In eine der Schmelzen nach Beispielen 1 bis 3 wird ein
Transparentfarbstoff eingerührt - 0,1 s Fettrot -.
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Man erzielt ein farbglasähnliches Aussehen.
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Beispiel 5: In eine Schmelze nach Beispielen 1 bis 4 wird ein Pigment
eingerührt - 2 % Titandioxyd -.
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Man erzielt eine Weißabtönung mit dem Charakter glasierter Keramik.
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Beispiel 6: In eine Schmelze nach Beispielen 1 bis 4 wird Metallpulver
eingerUhrt - 3 % Aluminiumpulver (Bronze) -.
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Das erhaltene Material ist von metallischem Effekt.
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Im Sinne der Erfindung empfiehlt es sich, das Dekor-Werkstoff-Eelement
in Plattenform herzustellen. Wenn man die einzelnen Platten mit kerbenförmigen
Sollbruchstellen
versieht, wird das spätere Zerbrechen der Platter bei Raumtemperatur erleichtert.
Man kann das Element aber auch durch Formenguß herstellen, insbesondere dann, wenn
das Erzeugnis von einem Flächengebilde abweicht.
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Ein Verfahren zur Herstellung der Dekor-Werkstoff-Elemente nach der
Erfindung besteht darin, daß die gBchmolzene Ausgangssubstanz oder Mischung auf
ein abhäsiv behandeltes Kühlband oder dgl. vergossen und anschließend im noch warmen
Zustand in die gewunschten Formate durch Stanzen oder Schneiden zerteilt wird, wobei
gegebenenfalls Sollbruchstellen in die Oberfläche eingedrückt werden. Das Aufteilen
im noch warmen Zustand ist deswegen zweckmäßig, weil der Wskstoff noch nicht seine
endgültige Sprödig keit erreicht hat. Nach der endgültigen Abkühlung verlaufen die
Bruchlinie weniger kontrolliert. Andererseits kann mon jedoch das erfindungsgemäße
Weilstoff-Element auch nach seiner Abkühlung exakt unterteilen, wenn man mit einem
Werkzeug arbeitet, das im Bereich des Teilungsschnittes eine Temperaturerhöhung
bewirkt, bei welcher die Sprödigkeit aufgehoben wird.
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Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verarbeitung
der Dekor-Werkstoff-Elemente, welches darin besteht, daß davon bei Raumtemperatur
abgebrochene oder unter Wärme abgeteilte StUcke auf einem Trägermaterial, beispielsweise
einer Glasplatte, zu gewünschten Motiven garniert oder mosaikartig aufgelegt und
durch Wirmeeinwirkung zum Haften bzw.
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Festkleben gebracht werden. HierfUr genügen bereits Temperaturen um
700 C, wie sie unter anderem von den im Haushalt gebräuchlichen elektrichen Wärmeplatten
erzeugt werden, womit auch ein gefahrloses Hantieren gewährleistet ist. Durch zeitlich
längeres oder örtlich stärkeres Erwärmen kann jede Stufe der Plastizität bis zum
Verlaufen und völligen Zusammenfließen der TeilstUcke und damit auch jede gewünschte
Gestaltung der Dekor-Oberfläche erzielt werden.
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Neben Kontaktwärme kann jedoch auch Strahlungswärme angewandttwerden,
beispielsweise indem man die gebildeten Motive unter einen Infrarot-Strahler bringt,
wobei die Intensität der Wrmestrahlung sowohl über die Heizleistung des Gurtes als
auch über den Abstand zum Objekt gut reguliert werden kann.
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Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch und beispielsweise
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1: eine Draufsicht auf ein Dekor-Werkstoff-Element
als Ausgangsmaterial dekorativer Gebilde, Fig. 2: einen Querschnitt durch das Werkstoff-Element
gemäß Fig. 1 und Fig. 3: eine Draufsicht auf eine beheizbare T=erplatte mit stellenweise
aufgesetzten Bruchstücken des Werkstoffes gemäß Fig. 1.
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Die Kunstharze oder Kunstharzmischungen nach der Erfindung werden
in der gewünschten Zusammensetzung und gegebenenfalls Farbbeimengung geschmolzen
und auf ein nicht dargestilts Kühlband oder auf eine sonstige ebene Fläche gestrichen
oder vergossen und anschließend gekühlt. Fig. 1 geht davon aus, daß ein endloses
Band oder bahnförmige Abschnitte gegossen worden sind, von welchen durch Stanzen
oder Schneiden entlang der Trennlinie 3 einzelne Nutzen 1 gewonnen werden. Dieser
Bearbeitungsvorgang soll bei einer Temperatur erfolgen, bei welcher die Masse noch
plastisch, also noch nicht spröde ist. Im gleichen Arbeitsvorgang oder bald danach
kann man in die Oberfläche des einzelnen Nutzens 1 auch beliebig zu wählende Kerblinien
2 eindrücken, die sich später beim abgekühlten Werkstoff-Element als sog.
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Sollbruchstellen erweisen.
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Wenn man allerdings eine größere AnzahL gleichbleibender Platten,
z. B.
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Kacheln mit der gleichen Profilierung herstellen will, empfiehlt es
sich, die einzelnen Nutzen im noch warmen Zustand vom Strang zu teilen, um glatte
Randkanten zu erhalten.
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Wenn die Platte 1 als Ausgangsmaterial für z. B. den Bastler in den
Verkehr gebracht werden soll, dann empfiehlt sich gemäß Fig. 3 folgende Montageanleitung:
Eine beispielsweise aus Glas bestehende Grundplatte 10 wird nach einer Vorlage oder
nach eigener Fantasie mt Bruch- oder Teilstücken 9 gewunschter 6röße und Farbe belegt,
d't aus ell,9t j3iqJte 1 gemäß Fig 1 herausgebrochen
sein können.
In der Zeichnung mit 6,7,8 bezeichnet, sollen durch unterschiedliche Schrafiren
unterschiedliche Farben, Transparenzen oder dgl.
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angedeutet werden. Nachdem das Bild geordnet ist, wobei jederzeit
Korrekturen möglich sind, wird die dekorierte Glasplatte auf eine beheizbare Unterlage
4 gebracht. Es kann sich hierbei um eine Wärmeplatte, Kochplatte oder dgl. Haushaltgeitt
handeln, das über einen elektrischen Anschluß 5 verfUgt. Schon nach gelindem Aufheizen,
zumeist bei der niedrigsten einstellbaren Reglerstufe der Geräte, beginnt das Dekor
zu erweichen und verbindet sich fest mit der Glasplatte. Dabei kann es zusätzlich
in seiner Oberfläche gestaltet, beispielsweise geprägt werden. Abschließend nimmt
man die Arbeit von der W0rmeauelle und läßt auf Raumtemperatur abkühlen.
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Auf diese Weise können die verschiedensten Motive nach freier Fantasie
gebildet.werden, z. B. Mosaiks, bildhafte Gestaltungen, Blumen, Fensterdekors und
dgl..
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aber Bei größeren Objekten,/auch zur Verwendung in körperlichen Gestaltungen
kann es zweckmäßig sein, anstelle der direkten Erwärmung mit Strahlungswäwe zu arbeiten,
zum Beispiel unter Zuhilfenahme eines Infrarotstrahlers.
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Dieser kann über dem Objekt, aber auch seitlich oder darunter so angeordnet
sein, daß die Strahlung mehr oder weniger intensiv, aber auch auf eine bestimmte
Objektstelle oder -teilfläche wirksam wird.
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Die fertiggestelltenErzeugnisse sollten vor übermäßiger Wäwe geschützt
werden, damit die Masse nicht unbeabsichtigt wieder erweicht. Andererseits
ist
es aber auch möglich, schon gebrauchtes Material durch erneutes Aufheizen wieder
zu plastifizieren und auch wieder zu gewinnen und neu zu verwerten.
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Patentansprüche: