DE2510387C3 - Leicht zu verarbeitendes und vielseitig anwendbares Dekor-Werkstoffelement und Verfahren zu seiner Herstellung und Verarbeitung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein leicht zu verarbeitendes und vielseitig anwendbares Dekor-Werkstoffelement zur Herstellung dekorativer Flächen gebilde oder dekorativer körperlicher Gestaltungen sowie auf Verfahren zu seiner Herstellung und seiner Verarbeitung-

Es ist bekannt Keramik- und Glasstücke sowie andere Dekormaterialien beliebiger Größe, Form und Farbe auf ebene Grundflächen 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

is Bindemittel oder Klebstoff in flüssiger oder pastöser Fcrm 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 gewünschten Farbe, Größe und Form zu beschaffen, um dekorative Gebilde famasievoller Art nach eigenen Vorstellungen anfertigen zu können. Zum Verformen dieser Werkstoffe werden spezielle Brennofen mit Temperaturen zwischen 700 und 1200° C benötigt, die Gefahr von

Verbrennungen ist erheblich.

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

Auch Polystyrol wird als Dekorwerkstoff verwendet, zumal es wegen seines vielfältigen industriellen Anwendungsbereiches und in zahlreichen Farbtönen zur Verfügung steht Es ist aber auch für die dekorative Verarbeitung von Polystyrol ein geschlossener Ofen notwendig; die bei den Arbeitstemperaturen von 200 bis 250° C entstehenden Dämpfe sind brennbar und

4>) physiologisch nicht unbedenklich. Die Möglichkeiten dekorativen Gestaltens sind vergleichsweise gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dekor-Werkstoff-Element zu entwickeln, welches gefahrlos in der Verarbeitung und besonders einfach in der Handhabung ist keinen Geräteaufwand erfordert und dennoch vielseitige Möglichkeiten bietet, dekorative Gebilde nach eigener Fantasie herzustellen, ohne an bestimmte Vorlagen gebunden zu sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor,

thermoplastische Kunstharze oder Kunstharzmischungen in einer solchen Einstellung oder in einer solchen speziellen Zusammensetzung zu verwenden, die bei Temperaturen um 20⁰C hart bis spröd ist, bei Temperaturen um 60⁰C plastisch und adhäsiv ist und mit steigender Temperatur zunehmend adhäsive Eigenschaften entwickelt und die schließlich noch unter 100° C in einen viskosen Schmelzzustand übergeht.

Die erfindungsgemäßen Kunstharze oder Kunstharzmischungen sind somit außer durch die neuartige

w) Anwendung auch durch ihr thermisches Verhalten deutlich von anderen Stoffen abgegrenzt. Von den herkömmlichen Werkstoffen wird im allgemeinen gefordert, daß sie in einem breiten Temperaturbereich zu handhaben sind und dabei weder zerbrechen noch

b5 erweichen, daß also Kältebruch- oder Einfriertemperaturen niedrig und die Erweichungstemperaturen hoch liegen. Im Gegensatz Iverzu wird mit der erfindungsgcmäBen Anwendung besonderer Kunstharze als Dekor-

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Werkstoff-Element hingegen angestrebt und der Vorteil erzielt, daß man dieses bei Raumtemperatur ohne Zuhilfenahme 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 schmelzflüssig verläuft, in diesem Zustand auch vergossen und mit anderen Farbtönen vermischt werden kann.

Sofern das Ausgangsmaterial farblos ist und sofern gegebenenfalls verwendete Mischungskomponenten ausreichend verträglich sind, wird ein in seiner optischen Wirkung glasähn'ich durchsichtiges Produkt erhalten. Einer solchen Grundeinstellung kann durch Zugabe von Transparentfarbstoffen der Effekt von Farbglas, durch Zugabe zusätzlicher Pigmente das Aussehen \on Email, Schmucksteinen, Keramik, durch Zugabe von Bronzepulver auch ein metallischer Charakter vermittelt werden.

Als Ausgangsstoffe kommen verschiedene, insbesondere farblose thermoplastische Kunstharze in Betracht, die bereits in anderen Anwendungsbereichen verwendet werden, beispielsweise als Bestandteil von Druckfarben, Lacken, Klebstoffen und Beschichtungsmassen. Von den bekannten Harzen weisen einige auf Basis von Kohlenwasserstoffen gute Härte und Transparenz bei zugleich gut ausgeprägter 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 Polymerisationsvorganges als schließlich auch durch Einarbeitung von Zusatzstoffen, Weichmachern 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, obgleich solche auch wegen ihrer dunkleren Färbung nicht optimal sind.

Unter den denkbaren Kunstharzmischungen erscheinen Kombinationen aus farblosen Kohlenwasserstoffharzen auf der Basis von ungesättigten cyclischen Kohlenwasserstoffen oder deren Derivaten und Copolymerisaten aus Äthylen 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 thermopiastischen Verhaltens inclusiv der Fließeigenschaften dir erwärmten Masse und bewirkt ein Mindestmaß an Elastizität für die Handhabung des Werkstoffes und der daraus hergestellten Objekte.

Unter der Vielfah 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 Kohlenwasserstoffhar/es auf der Basis von Vinyltoluol mit einem Erweichungspunkt (Ring und Kugel) von 90⁰C werden zusammen mit 5 Gev.ichtsteilen Diociylphtalat in einem beheizten Gefäß bei 100 bis 13O⁰C zusammengeschmolzen und zu einer homogenen Schmelze verrührt. Der Mischung kann gegebenenfalls ein Alterungsschutzmittel - 0,1% butyliertes Hydroxytoluol od. dgl. zugeiügt werden. Das abgekühlte Material ist farblos-■> transparent, bei 20⁰C spröd, um 60⁰C plastisch, es wird bei weiterem Erwärmen zunehmend adhäsiv und geht noch unter I00°C in einen viskosen Schmelzzustand über.

Beispiel 2

85 Gewichtsteiie eines farblosen Kohlenwasserstoffharzes, nämlich eines Copolymerisates aus Alpha-Methyl-Styrol und geringen Anteilen von Vinyltoluol, mit einem Erweichungspunkt (Ring und Kugel) von 90° C ιί werden zusammen mit 15 Gewichtsteilen eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren — Schmelzindex 20, Vinylacetatgehalt 28% — in einem beheizten Gefäß bei 130° C geschmolzen und zu einer homogenen Masse verrührt. Das abgekühlte Material ist farb'os-transparent, bei 20⁰C hart bis spröd, um 60°C plastisch, es wird bei weiterem Erwärmen zunehmend adhäsiv und geht noch unter 100⁰C in einen viskosen .ichmelzzusiand über.

Das Copolymere bewirkt gegenüber Beispiel 1 eine gewisse Elastizität des Materials, es läßt sich besser handhaben ohne unbeabsichtigt zu brechen, gewellte BruchsteL'en verlaufen exakter. Aufgrund der höheren Viskosität ist auch die Plastizität über einen breiteren Temperaturbereich verteilt, was die Verarbeitung, jo Verformung usw. begünstigt Durch Änderung der Mischungskomponenten, insbesondere auch von Schmelzindex und Vinyiacetatgehalt des Copolymeren, können die Materialeigenschaften weiter differenziert werden.
Beispiel 3

Man arbeitet nach Beispiel 2 und verwendet als Copolymers eines mit Schmelzindex 3 und einem Vinyiacetatgehalt von 24%.

Die Mischung ist höher viskos als Beispiel 2 das abgekühlte Material ist noch etwas zäher, aber im übrigen in der gleichen Weise verarbeitbar.

Beispiel 4

In eine der Schmelzen nach Beispielen 1 bit 3 wird ein Transparentfarbstoff eingerührt - 0,1% Fettrot -. Man erzielt ein farbglasähnliches Aussehen.

Beispiel 5

,ο In eine Schmelze nach Beispielen 1 bis 4 wird ein Pigment eingerührt - 2% Titandioxyd -.

Man erzielt eine Weißabtönung mit dem Charakter glasierter Keramik.

Beispiel 6

" In eine Schmelze nach Beispielen 1 bis 4 wird Metallpulver eingerührt — 3% Aluminiumpulver (Bronze) —.

Das erhaltene Material ist von metallischem Effekt. _b0 Im Sinne der Erfindung empfiehlt es sich, das Dekor-Werkstoff--.,lement in Plattenform herzustellen. Wenn man die einzelnen Platten mit kerbenförmigen SollbruchMellen versieht, wird das spätere Zerbrechen der Platten bei Raumtemperatur erleichtert. Man kann _b5 das Element aber auch durch Formenguß herstellen, insbesondere dann, wenn das Erzeugnis von einem Flächengebiide abweicht.

Ein Verfahren zur Herstellung der Dekor-Werkstoff-

Elemente nach der Erfindung besteht darin. tiaU c'ie geschmolzene Ausgangssubstan/. oder Mischung auf ein adhäsiv behandeltes Kühlband od. dgl. vergossen und anschließend im noch warmen Zustand in die gewünschten Formate durch Stanzen oder Schneiden zerteilt ί wild, wobei gegebenenfalls Sollbruchstellen in die Oberfläche eingedrückt werden. Das Aufteilen im noch warmen Zustand ist deswegen zweckmäßig, weil der Werkstoff noch nicht seine endgültige Sprödigkeit erreicht hat. Nach der endgültigen Abkühlung verlaufen in die Bruchlinien weniger kontrolliert. Andererseits kann man jedoch das erfindungsgemäße Werkstoff-Element ;)iii:h nach seiner Abkühlung exakt unterteilen, wenn mi.n mit einem Werkzeug arbeitet, das im Bereich des Teilungsschnittes eine Temperaturerhöhung bewirkt, r> bei welcher die Sprödigkeit aufgehoben wird.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verarbeitung der Dekor Wcrkstoff-Elernen·«¹. weU-hes darin besteht, daß davon bei Raumtemperatur abgebrochene oder unter Wärme abgeteilte Stücke auf einem >« Trägermaterial, beispielsweise einer Glasplatte, zu gewünschten Motiven garniert oder mosaikartig aufgelegt und durch Wärmeeinwirkung zum Haften bzw. festkleben gebracht werden. Hierfür genügen bereits Temperaturen um 70⁰C. wie sie unter anderem von den 2^r> im Haushalt gebräuchlichen elektrischen Wärmeplatten erzeugt werden, womit auch ein gefahrloses Hantieren gewährleistet ist. Durch zeitlich längeres od^r örtlich stärkeres Erwärmen kann jede Stufe der Plastizität bis zum Verlaufen und völligen Zusammenfließen der in Teilstücke und damit auch jede gewünschte Gestaltung der Dekor-Oberfläche erzielt werden.

Neben Kontaktwärme kann jedoch auch Strahlungswärme angewandt werden, beispielsweise indem man die gebildeten Motive unter einen Infrarot-Strahler )■; bringt, wobei die Intensität der Wärmestrahlung sowohl über die Heizleistung des Gerätes als auch über den Abstand zum Objekt gut reguliert werden kann.

Durch die US-PS 26 19 753 ist es bekannt, dekorative Gegenstände aus mehreren Kunstharzschichten unter Wärmeeinwirkung zusammenzupressen und anschließend zu kühlen, wodurch aufgedruckte Symbole oder Designs in eine Kunstharzschicht bündig eingebettet werden. Mit einem solchen Verfahren ist aber die gestellte Aufgabe der Erfindung nicht lösbar.

Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung i.chematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Dekor-Werkstoft-Element als Ausgangsmaterial dekorativer Gebilde,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Werkstoff-EIe-Tient gemäß F i g. 1 und

Fig.3 eine Draufsicht auf eine beheizbare Trägerplatte mit stellenweise aufgesetzten Bruchstücken des Werkstoffes gemäß F i g. 1.

Die Kunstharze oder Kunstharzmischungen nach der Erfindung werden in der gewünschten Zusammensetzung und gegebenenfalls Farbbeimengung geschmolzen und auf ein nicht dargestelltes 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 I auch beliebig zu wählende Kerblinien 2 eindrücken, die sich später beim abgekühlten Werkstoff-Element als sogenannte .Sollbruchstellen erweisen.

Wenn man allerdings eine größere Anzahl gleichbleibender Platten, z. B. 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.

Wenn die Platte t als Ausgangsmatcrial für /. B. den Bastler in den Verkehr gebracht werden soil, dann empfiehlt sich gemäß F i g. 3 folgende Montageanlcitung:

Eine beispielsweise aus Glas bestehende Grundplatte 10 wird nach einer Vorlage oder nach eigener Fantasie mit Bruch- oder Teilstücken 9 gewünschter Größe und Farbe belegt, die aus einer Platte 1 gemäß Fig. ΐ herausgebrochen sein können. In der Zeichnung mit 6, 7, 8 bezeichnr;t. sollen durch unterschiedliche Schraffuren unterschiedliche Farben, Transparenzen od. dgl. 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 od. dgl. Haushaltsgerät handeln, das über einen elektrischen Anschluß 5 verfügt. Schon nach gelindem Aufheizen, zumeist bei der niedrigsten einstellbaren Reglerstufe der Geräte, beginnt das Dekor za 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 Wärmequelle und läßt auf Raumtemperatur abkühlen. Auf diese Weise können die verschiedensten Motive nach freier Fantasie gebildet werden, z. B. Mosaike, bildhafte Gestaltungen, Blumen. Fensterdekors u. dgl.

Bei größeren Objekten, aber auch zur Verwendung in körperlichen Gestaltungen kann es zweckmäßig sein, anstelle der direkten Erwärmung mit Strahlungswärme zu arbeiten, z. B. unter Zuhilfenahme eines Infrarotstrahlers. 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

Die fertiggestellten Erzeugnisse sollten vor übermä ßiger Wärme geschützt werden, damit die Masse niehl unbeabsichtigt wieder erweicht- Andererseits ist es abei auch möglich, schon gebrauchtes Material durcr erneutes Aufheizen wieder zu plastifizieren und auch wiederzugewinnen und neu zu verwerten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

1 Patentansprüche:

1. Leicht zu verarbeitendes und vielseitig anwendbares Dekor-Werkstoffelenient zur Herstellung dekorativer Flächengebilde oder dekorativer körperlicher Gestaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Element aus einem thermoplastischen Kunstharz oder einer Kunstharzmischung in einer solchen Einstellung oder einer solchen speziellen Zusammensetzung besteht, die bei 20⁰C hart bis sprod ist, bei Temperaturen um 60⁰C plastisch und adhäsiv ist und mit steigender Temperatur zunehmend adhäsive Eigenschaften entwickelt und noch unter 100⁰C in einen viskosen Schmelzzustand übergeht

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus farblosen Kohlenwasserstoffharzen auf der Basis von ungesättigten cyclischen Kohlenwasserstoffen oder deren Derivaten und Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisaten verwendet wird.

3. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Transparent-Farbstoffen eingefärbt ist.

4. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es Pigmente enthält

5. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß es Aluminiumbronze enthält

6. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß es in Plattenform hergestellt ist

7. Element nach Anspruch b, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne Mavte mit kerbenförmigen Sollbruchstellen versehen ist

8. Element nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Formenguß hergestellt ist

9. Verfahren zur Herstellung eines Werkstoff-Elementes nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Schmelze gebildetes Gemisch aus dem thermoplastischen Kunstharz auf ein Kühlband od. dgl. vergossen und anschließend im noch warmen Zustand in die gewünschten Formate durch Stanzen oder Schneiden zerteilt wird, wobei gegebenenfalls Sollbruchstellen in die Oberfläche eingedrückt werden.

10. Verfahren zur Verarbeitung des Dekor-Werkstoff-Elementes nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Raumtemperatur abgebrochene oder unter Wärme abgeteilte Stücke wahlweise aneinandergefügt und durch Erwärmen miteinander verklebt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Raumtemperatur abgebrochene oder unter Wärme abgeteilte Stücke auf ein Trägermaterial, z. B. aus Glas, aufgelegt werden und durch Erwärmen plastisch erweicht und aufgrund eigener Adhäsion auf dem Träger festgeklebt werden.