DE4035965C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisch wirksames Material nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.

Derartige optisch wirksame Materialien werden vorzugs­ weise zur preisgünstigen Imitation von Strukturen von Halbedelsteinen verwendet. Ebenfalls können diese Mate­ rialien aber auch bei der Herstellung von Bauwerken als optisch auffällige und ästhetisch angenehm empfundene Bauteile verwendet werden.

Aus der DE-PS 35 33 463 ist es bekannt, Naturstrukturen durch paßgenaue Übereinanderanordnung transparenter Effektschichten zu imitieren. Dabei wird die Anordnung und Ausgestaltung der Effektschichten der zu imitierenden Naturstruktur ähnlich, vorgenommen. Neben der Über­ einstimmung des Aussehens wird zusätzlich die dreidimen­ sionale Wirkung der Naturstruktur imitiert.

Diese Übereinstimmung wird insbesondere durch die räum­ liche Anordnung der Schichten bewirkt.

Da die Effektschichten eben sind und übereinander an­ geordnet werden, weisen sie jeweils etwa in gleicher Richtung ausgerichtete optische Einfallslote auf. Ein­ fallendes Licht wird demzufolge immer etwa unter glei­ chem Winkel gebeugt. Dies bedeutet aber, daß ein unter­ schiedlicher optischer Eindruck der imitierten Natur­ struktur nur dann entstehen kann, wenn sich die Lage der Lichtquelle und/oder des Effektmaterials und/oder des Betrachters ändert.

Aus der CH-PS 3 56 054 sind Platten für Fenster bekannt, bei denen Fragmente aus Glas oder aus zu diesem äquiva­ lenten Material in Harz gegossen werden. Es handelt sich bei den Fragmenten um eine Art Schnitzel oder auch Splitter. Derartige Glassplitter erzeugen Streulicht. Sie sind grundsätzlich aus einem größeren Material aus­ geschnitten, jedoch nicht in sich optisch dreidimensio­ nal wirksam verändert.

Das DE-GM 19 97 647 betrifft die Einbettung von Pflanzen oder Tieren in Polyester- oder Epoxidharz. Eine Verände­ rung der Pflanzen oder Tiere in dem Polyester- oder Epoxydharz selbst erfolgt hier nicht.

Aus dem Artikel Modern Plastics, Dezember 1961, Seiten 94, 96, 177, 179, 181 bis 183 sind Verfahren zur Ver­ änderung von Kunststoffgegenständen durch Einbringung von Metallflocken, Plättchen oder ähnlichen bekannt. Die eingebrachten Pigmente werden dabei als reflektierend bezeichnet. Sie sind zwar beliebig in dem Trägermaterial angeordnet, gleichwohl erzielt jedes einzelne Pigment lediglich einen optischen Effekt in nur einer Vorzugs­ richtung.

Aus dem DE-GM 18 97 352 ist entnehmbar, die Durchsich­ tigkeit bei durchsichtigen Platten oder Folien zu min­ dern oder sogar aufzuheben, in dem eine verstärkte bla­ senbildende Gasentwicklung bzw. Gasbläschen im Material erzeugt werden. Die Gasbläschen sollen dazu dienen, große Mengen von lichtbrechenden bzw. reflektierenden Flächen zu schaffen. Es wird demgemäß eine diffuse Lichtstreuung bevorzugt.

Die DE 33 02 675 A1 schließlich offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Bildern. Dabei werden zugeschnitte­ ne, einfarbige Stoffstücke unterschiedlichster Farbe unter Ausnutzung ihrer Webstruktur entsprechend dem darzustellenden Bildmotiv mosaikartig auf eine Leinwand aufgeklebt. Das Reflektionsverhalten jedes einzelnen Stoffstückes und damit Intensität und Wirkung seiner Farbe werden durch dessen Fadenlänge bestimmt. Die Stoffstücke sind nicht in einem Träger eingebracht, sondern werden lediglich mosaikartig aufgeklebt, zusätz­ lich werden die einzelnen Stoffstücke nicht in sich dreidimensional wirksam verändert.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die optische Wirkung herkömmlicher optisch wirksamer Materialien zu verbessern.

Dieses Ziel wird bei einem gattungsgemäßen optischen Material durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruchs 1 sowie bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines optisch wirksamen Materials durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 9 er­ reicht.

Das optisch dreidimensional wirksam veränderte Element bewirkt in einem Träger einen doppelten räumlichen Ef­ fekt. Einerseits ergibt sich eine gegenüber dem Stand der Technik gesteigerte dreidimensionale Wirkung auf­ grund der beliebigen Anordnung des Elements im Träger. Andererseits wirkt das Element für sich selbst dreidi­ mensional. Die Tiefenwirkung bei der Betrachtung räum­ lich erscheinender Naturstoffe kann hierdurch verblüf­ fend ähnlich imitiert werden. Das Element kann selbst­ verständlich auch eine bewußt erzeugte Fehlstelle oder Lücke im Träger sein.

Vorteilhaft weist das Element Oberflächenabschnitte mit wenigstens zwei nicht parallel zueinander ausgerichteten optischen Einfallsloten auf. Hierdurch empfängt das Auge des Betrachters nicht nur Licht aus einer bevorzugten Einfallsrichtung. Vielmehr bewirken unterschiedlich ausgerichtete Einfallslote eine Mannigfaltigkeit verschie­ dener Beugungen. Die sich unterscheidenden Abschnitte des Elements sind quasi optisch individualisiert, d. h. jeder Abschnitt ist ein für sich eigenes Beugungssystem. Hierdurch wird in physikalisch bekannter Weise die räumliche Wirkung des veränderten Elementes verstärkt. Dem Betrachter bietet sich eine intensive Tiefenwirkung. Gleichzeitig führt die Individualisierung aber auch dazu, daß nicht nur unter einem bestimmten Winkel auf das Element auftreffendes Licht wahrgenommen wird. Die Wahrscheinlichkeit der Beugung an einem Einfallslot eines beliebigen Elementabschnitts wird erhöht. Dies ist insbesondere bei Gegenständen von Vorteil - wie beispiels­ weise bei sogenannten "Katzenaugen" an Fahrrädern -, bei denen die Funktion von der Reflektion des einfallenden Lichts abhängt. Das Licht muß erfindungsgemäß nicht unter einem bevorzugten Winkel einfallen. Nahezu alle Einfalls­ richtungen sind möglich. Bei "Katzenaugen" wird das einfallende Licht erfindungsgemäß in alle Richtungen reflektiert.

Besonders bevorzugt weist das Element Abschnitte zueinan­ der unterschiedlich geneigter Oberflächen auf. Diese entstehen automatisch bei geringer äußerer Krafteinwirkung auf das folienartige Element.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Materials weist das Element Oberflächen mit Abschnitten unterschiedlicher Form auf. Hierdurch kann eine Änderung der Intensität des gebeugten Lichtes in Abhängigkeit vom Auftreffabschnitt auf dem Element erreicht werden. Eine Krümmung des Elementes erzielt beispielsweise eine optisch zerstreuende oder sammelnde Wirkung.

Bevorzugt ist das Element optisch changierend. Besonders bevorzugt ist das Element teilweise reflektierend, teil­ weise transmittierend und/oder teilweise absorbierend. Gelangen Lichtstrahlen durch ein erstes Element und treffen auf ein weiteres Element unterhalb des ersten Elementes auf, so erfolgt auch hier eine teilweise Re­ flexion. Das vom zweiten Element reflektierte Licht kann wieder durch das obenliegende, erste Element treten und dort wieder zur Interferenzbildung beitragen. Ein indi­ vidueller Farbeindruck ist die Folge.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Materials ist das Element folienartig. Jegliche Veränderungen des Elements sind einfach und rasch durchführbar.

Bevorzugt ist das folienartige Ele­ ment eine Regenbogenfolie. Derartige Folien weisen Me­ talloxydfarbschichten auf, sind günstig in der Herstel­ lung sowie überall erhältlich. Eine Regenbogenfolie erzeugt bei Beleuchtung mit natürlichem Licht unter einem bestimmten Einfallswinkel eine opalisierende Wir­ kung aufgrund unterschiedlicher Beugung bestimmter Wel­ lenlängen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Bodenfläche und/oder wenigstens eine Seitenfläche des Materials eine optisch nicht transmittierende Schicht auf. Strahlung kann so das optisch wirksame Material nach dem Durchgang nicht verlassen. Für die folienartigen Elemente wird damit ein Hintergrundkontrast geschaffen, der die optisch dreidimensionale Wirkung des optisch wirksamen Materials verstärkt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Materials ist der Träger eine Trägersubstanz, die eine relative Gleichgewichtslage des wenigstens einen Elements im Material aufrecht erhält. Eine starre, kristalline Festkörperstruktur des Materials für den Betrachter kann auf diese Weise gewährleistet werden.

Bei einem vorteilhaften Verfahren kann unter anderem die ursprünglich glatte Oberfläche des folienartigen Elements durch Anwendung von Druck und/oder Zug und/oder Drehkraft verändert werden. Dadurch kann die erforderliche Struktur des gewünschten Endzustands des folienartigen Elements festgelegt werden. Die Veränderungen sind maschinell wie aber auch manuell durchführbar.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren wird schließlich das optisch wirksame Material zerschnitten und in beliebiger Weise wieder zusammenge­ setzt. Durch Veränderung der Schichtung kann der dreidi­ mensionale Eindruck des optisch wirksamen Materiales verstärkt werden. Gleichzeitig sind weitere optische Erscheinungen, wie beispielsweise Bilder, Buchstaben oder Gegenstände zwischen den Schnittebenen anordenbar. Hierdurch ist es möglich, die dreidimensionalen Effekte des optisch wirksamen Materials gleichzeitig mit einem Informationsmedium zu verbinden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnun­ gen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße optisch wirksame Material; und

Fig. 2 einen Querschnitt durch das zerschnittene und wieder zusammengesetzte optisch wirksame Material gemäß der Erfindung.

Es folgt die Erläuterung der Erfindung anhand der Zeichnungen nach Aufbau und gegebenenfalls auch nach Wirkung der dargestellten Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein fertig hergestelltes, optisch wirksames Material 1. Es ist folgendermaßen hergestellt:

Zunächst wird in bekannter Weise eine nicht dargestellte Gießform in einem Wasserbad angeordnet. In diese Gießform wird ein noch nicht ausgehärtetes Epoxyd-Harz 3 bis zu einer bestimmten Höhe eingegeben.

Ein folienartiges Element 2, beispielsweise in Form einer Regenbogenfolie, wird außerhalb der Gießform zu Stücken gewünschter Größe verarbeitet. Die so erhaltenen Regenbo­ genfolienstücke 2 werden darauffolgend einer äußeren Kraft unterworfen. Sie können dabei gedreht, gestaucht, gezogen oder in jeglicher anderen Weise oberflächenmanipu­ liert werden. Bei der Manipulation geht es nur darum, Oberflächenabschnitte 4a, 4b unterschiedlicher Neigung zueinander oder aber Oberflächenabschnitte 5a, 5b unterschiedlicher Form zu erzeugen. In Abhängigkeit von der Anzahl voneinander abweichender Oberflächen der Regenbogenfolienstücke 2 ergibt sich eine entsprechend große Anzahl optischer Lote unterschiedlichster Richtung. Die Anzahl unterschiedlicher Reflexions- bzw. Transmis­ sionsvorzugsrichtungen für einfallendes Licht ist direkt proportional zur Anzahl unterschiedlich ausgerichteter optischer Lote.

Vorzugsweise nach der Bearbeitung werden die Regenbogenfo­ lienstücke 2 auf die Oberfläche des noch nicht gehärteten Expoxyd-Harzes 3 gelegt oder in dieses eingetaucht. Die Regenbogenfolienstücke 2 können aber auch erst nach Anordnung im Epoxyd-Harz 3 in ihrer Struktur verändert werden.

Ist ein gewünschtes Regenbogenfolienstück 2 in das Epoxyd-Harz 3 eingebracht und aufgrund der Aushärtung des Epoxyd-Harzes 3 in seiner Lage fixiert, so kann eine weitere Schicht flüssigen Epoxyd-Harzes 3 in die Gießform nachgegossen werden. Auch dieses weitere Expoxyd-Harz 3 nimmt wieder an der Oberfläche Regenbogenfolienstücke 2 auf. Nach einer Aushärtung kann Schritt für Schritt der Einlagerungsvorgang der Regenbogenfolienstücke 2 im Epoxyd-Harz 3 wiederholt werden.

Selbstverständlich kann die gewünschte Gießform anfäng­ lich auch vollständig mit Epoxyd-Harz 3 gefüllt werden. Die vorbearbeiteten Regenbogenfolienstücke 2 werden dann im noch nicht gehärteten Zustand des Expoxyd-Harzes 3 beispielsweise mit Hilfe einer Pinzette in der gewünschten Position angeordnet. Nach der Aushärtung sind die Stücke 2 fixiert.

An Stelle des Epoxyd-Harzes 3 können beispielsweise auch Silikon, Glas, Acryl-Harze, Öle oder wäßrige Substanzen verwendet werden. Die Wahl des Trägers 3 erfolgt unter dem Kriterium der gewünschten Farbe und/oder des gewünsch­ ten Brechungsindexes. Bei Verwendung wäßriger Substanzen als Träger 3 entscheidet die Schwere der folienartigen Elemente 2 über deren Lage.

Ist der Aushärtungsvorgang für das Epoxyd-Harz 3 beendet, so kann das Material 1 der Gießform entnommen werden. Um den räumlichen Effekt zu steigern, können die Unter- und/bzw. Seitenflächen mit einer Absorptionsfarbe versehen werden. Das in das Material 1 einfallende Licht wird damit nicht durchgelassen.

Um das Material 1 als Bauelement, Element üblicher Gebrauchsgegenstände oder als Kunstobjekt verwenden zu können, wird zusätzlich die Oberfläche veredelt. Diese Veredelung erfolgt durch Anbringung eines Glases 7 auf der nach außen in Erscheinung tretenden Oberfläche des Materials 1 oder eventuell durch Polieren dieser Oberflä­ che. Auch kann diese Oberfläche lackiert werden.

Fig. 2 zeigt ein aus zerschnittenem optisch wirksamem Material 1, 1′, 1′′, 1′′′ zusammengesetztes Bauteil.

Zunächst werden hierfür einzelne optisch wirksame Materialien 1, 1′, 1′′, 1′′′ wie zuvor erläutert herge­ stellt. Nach der Aushärtung werden sie zerschnitten. Die so entstandenen Teile werden dann beliebig miteinander kombiniert. Die Kombination erfolgt durch Anlegen der Teile an den entsprechenden Schnittebenen. Auf diese Weise können selbst unterschiedliche Trägersubstanzen unterschiedlicher Farbe oder Brechungsindices miteinander kombiniert werden. Ebenso ist es möglich, folienartige Elemente 2 bzw. 2′ zu verwenden, die in der jeweils anderen Trägersubstanz 3, 3′ beispielsweise aus chemischen Gründen nicht aufgenommen werden können.

Zwischen den Schnittebenen können vorteilhaft Bilder oder ähnliche aufnehmbare Gegenstände angeordnet werden. Dies gewährleistet eine Verwendung des optischen Bauelements als Kommunikationsmedium.

Claims (11)

1. Optisch wirksames Material mit wenigstens einem in und/oder auf einem Träger anordenbaren schicht- oder folienartigen Element, wobei Träger und Material wenigstens eine unterschiedliche optische Eigenschaft aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß das wenigstens eine Element (2) in und/oder auf dem Träger (3) und relativ zu diesem beliebig angeordnet sowie in sich dreidimensional wirksam verändert ist und
daß das Element (2) Oberflächenabschnitte (4a, b) mit wenigstens zwei nicht parallel zueinander ausgerich­ teten Flächennormalen aufweist.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (2) Abschnitte zueinander unter­ schiedlich geneigter Oberflächen (4a, b) aufweist.

3. Material nach wenigstens Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (2) Oberflächen mit Abschnitten (5a, b) unterschiedlicher Form aufweist.

4. Material nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (2) optisch changierend ist.

5. Material nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (2) teilweise reflektierend, teilweise transmittierend und/oder teilweise absorbierend ist.

6. Material nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das folienartige Element (2) eine Regenbogenfo­ lie ist.

7. Material nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche und/oder wenigstens eine Seitenfläche eine optisch nicht transmittierende Schicht (6) aufweist.

8. Material nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) eine Trägersubstanz ist, die eine relative Gleichgewichtslage des wenigstens einen Elements (2) im Material (1) aufrechterhält.

9. Verfahren zur Herstellung eines optisch wirksamen Materials (1) mit wenigstens einem in und/oder auf einem Träger (3) anordenbaren Element (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Element (2) schicht- oder folienar­ tig ist und vor Justierung seiner Lage in und/oder auf dem Träger (3) derart verändert wird, daß es für sich eine optisch dreidimensionale Form annimmt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ursprüngliche glatte Oberfläche des folienartigen Elements (2) durch Anwendung von Druck und/oder Zug und/oder Drehkraft verändert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das optisch wirksame Material zerschnitten und in beliebiger Weise wieder zusammensgesetzt wird.