DE68919411T2

DE68919411T2 - Dekomaterial mit farbdynamischer oberfläche und verfahren zur herstellung.

Info

Publication number: DE68919411T2
Application number: DE68919411T
Authority: DE
Inventors: Andrei Alexeevich Feist
Original assignee: TOVARISCESTVO S OGRANICENNOJ O
Current assignee: TOVARISCESTVO S OGRANICENNOJ O
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1995-03-30
Anticipated expiration: 2009-03-18
Also published as: DE68919411D1; JPH03505433A; CA2025388C; CA2025388A1; JPH072440B2

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Konstruktion und Architektur und insbesondere ein dekoratives Material mit einer farbdynamischen Oberfläche und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Die Erfindung kann bei der Herstellung verschiedener Überzugs- und Ziermaterialien, Konstruktionsprodukten und auch einer großen Vielfalt von Gegenständen verwendet werden, deren Aussehen von besonderer Bedeutung ist, wie Kuppeln von Beleuchtungskörpern, dekoratives, irdenes Geschirr, Teile von Möbeln, Maschinen und Ausrüstungen, dekorative Gitter für unterschiedliche Zwecke, natürliche Gewebe und nichtgewebte Materialien und bzw. Arten von Kleidung, Schuhzeug, Lederwaren, Kunststoffgegenständen.
Die Erfindung erlaubt, wenn sie bei der Bautechnik verwendet wird, die Herstellung eines großen Bereiches von Verzierungsmaterialien und Konstruktionsgegenständen mit einer dekorativen, farbdynamischen Oberfläche, wie Keramik, Gips, Glas, Polymer- und andere Verkleidungsplatten, Verkleidungsziegel und keramische Blöcke, Eisenbetonwandtafeln und Wände, zellenförmige und gitterförmige Platten zum Aufhängen von Decken, Glasblöcke und schmückende Spannglastafeln, Metallblech und Plattenmaterial und plattförmiges Polymermaterial, Kunststoffolien und Tapeten, usw.
Die Erfindung erinöglicht, die schmückenden, farbdynamischen Eigenschaften praktisch irgendeiner Konstruktion oder irgendeinem Endfertigungsmaterial zu verleihen, die heute verwendet werden.
Der größte Teil von Endfertigungs- und Schmuckmaterialien, die heutzutage bekannt sind, haben eine "statische Farbe", d.h. ihre Außenfarbe hängt nicht von dem Blickwinkel, unter dem sie betrachtet werden, oder dem Winkel des Lichteinfalls ab.
Im Gegensatz hierzu können farbdynamische Oberflächen ihre Farbe sowohl in schmalen als auch in breiten Farbbereichen mit der Änderung des Blickwinkels oder des Winkels des Lichteinfalls ändern. Beispielsweise kann ein farbdynamischer Ziegel, wenn er unter verschiedenen Winkeln betrachtet wird, nacheinander rot, orange, gelb, grün, blau und violett aussehen, wobei er jedes Mal eine stark gesättigte Spektralfarbe gemäß der gegebenen Position des Betrachters erlangt.

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung basiert auf den Grundgedanken der Bildung von dynamischen Rasterdarstellungen, die bereits lange bekannt sind.
Diese Grundgedanken wurden auf dem Gebiet der Rastertechnik herausgebildet, die vollständig auf die Probleme ausgerichtet war, verschiedene Arten von Rasterdarstellungen zu erzeugen.
Die Art dieser optischen Probleme sowie die Notwendigkeit, Darstellungen hoher Qualität und Reinheit zu erhalten, erstellte strenge Anforderungen an die Verfahren und Methoden zu ihrer Lösung, was letztere relativ kompliziert, kostspielig und infolgedessen nicht sehr geeignet zur Verwendung bei einer Produktion im großen Maßstab machte, wie es oben unter Bezugnahme auf die vorliegende Erfindung erwähnt wurde.
Tatsächlich ist das Problem zur Herstellung eines Materials, dessen Oberflächen ihre Farbe unter unterschiedlichen Blickwinkeln ändern können, niemals vorgeschlagen worden, und istdeshalb auf dem Gebiet der Rasteroptik nicht gelöst worden, da ein solches Problem auf diesem Gebiet unsinnig ist.
Es besteht allgemein Übereinstimmung, daß ein optisches Rastersystem an erster Stelle ein speziell organisiertes, optisches System ist, dessen Elemente dieses oder jenes optische Problem lösen können, wobei sie nur als eine Kombination arbeiten. Deshalb werden weiterhin in dem Text die Rastermaterialien oder Oberflächen als die Materialien bezeichnet, die optische, schmückende Wirkungen aufgrund der kombinierten Wirkung der Rasterelemente erzeugen.
Es sind Sandsteinplatten in Monoblockform bekannt, die zur Abdeckung von Böden oder Wänden bestimmt sind und mit einem gleichbeabstandeten, flachen Bodenabschnitt versehen sind, auf dem sich Vorsprünge befinden, die das Aussehen der Platte ändern. Das System der gleichbeabstandeten Vorsprünge bildet sich ändernde Glanzabschnitte, an denen die unterschiedliche Brechung der Lichtstrahlen der unterschiedlichen Neigung der Vorsprünge entspricht, so daß das unterschiedliche Aussehen diesen Abschnitten verliehen wird.
Bei dieser Erfindung wird die Fähigkeit der Platte genutzt, Licht unterschiedlich in unterschiedliche Richtungen in Abhängigkeit von seinem Einfall zu brechen und zu reflektieren, und jeweils für einen Betrachter, der seine Position im Raum ändert, ein unterschiedliches Aussehen zu erzeugen. Jedoch ändert bei dem gegebenen Fall die Platte ihre Farbe nicht, und es findet keine farbdynamische Wirkung statt.
Es ist auch ein dekoratives Material bekannt, dessen Oberfläche mit konjugierten bzw. sich ergänzenden, gewölbten Elementen überdeckt ist, die aus Ausbauchungen und Vertiefungen bestehen und entlang den sich schneidenden Linien angeordnet sind, wobei das ausgebauchte Element so geformt ist, daß jedes von ihnen wenigstens eine lichtreflektierende Fläche hat.
Der Formunterschied zwischen den Flächen der benachbarten, ausbauchenden Elemente ändert sich aufeinanderfolgend und in Zyklen entlang der vorbestimmten Linie auf eine solche Weise, daß das Lichtspiel während der relativen Bewegung zwischen der Oberfläche und dem Auge des Betrachters aufeinanderfolgend entlang dieser Linie wandert.
Somit liegt den dekorativen Eigenschaften eines solchen Materials die Lichtreflexion von den unterschiedlich ausgerichteten (in unterschiedlichen Richtungen), dreidimensionalen Elementen zugrunde, ergänzt durch das Vorhandensein von dynamischen Moire-Effekten, d.h. es erscheinen zyklisch Verbreiterungen und Verengungen des Lichttons und bewegen sich, wenn sich der Betrachter bewegt, über es aufgrund von zyklischen Änderungen der Profilunterschiede zwischen den Flächen der benachbarten, ausgebauchten Elemente.
Aufgrund dieses Merkmals kann das gegebene Material als eines mit veränderbarer Farbe mit der oben angegebenen Bedeutung betrachtet werden.
Sehr bekannt ist ein Verfahren, Strukturoberflächen zu erhalten. Das Verfahren wird zum Herstellen von Keramikplatten mit Relief und zwei farbiger Struktur verwendet.
Das Verfahren besteht darin, daß nach dem Pressen der Platten mittels eines Reliefstempels, wobei die Außenstruktur oder das Relief gebildet wird, und dem Aufbringen einer pigmentierten, gleichmäßigen Glasur auf der gesamten Seite, eine Glasur mit einer von der bereits aufgebrachten Glasur verschiedenen Farbe, üblicherweise viel dunkler, durch Sprühen in Querrichtung von einer Seite aufgebracht wird. Bei der Durchführung sollte der Sprühkegel unter einem spitzen Winkel zu der Hauptoberfläche der Platte gerichtet sein. Als ein Ergebnis ist die farbige Beschichtung der Struktur- oder Reliefelemente der Platte auf den Seiten, die zu dem Sprühkegel ausgerichtet sind, dunkler als die auf den entgegengesetzten Seiten, die praktisch nicht mit der dunklen Glasur beschichtet wurden.
Diese Technik erlaubt das sichtbare Erkennen und Hervorheben der Struktur oder des Reliefs der Plattenoberfläche tatsächlich ziemlich unbedeutend wegen der Bildung von künstlichen "gemalten Schatten". Da die geometrischen Parameter der Struktur oder des Reliefs der Plattenoberfläche der genannten Platten auf die Lösung des dekorativen Problems statt auf das, farbdynamische Wirkung zu erhalten, ausgerichtet sind, gibt es eine solche Wirkung nicht, wenn die Oberfläche unter dem absolut größten Teil der möglichen Blickwinkel betrachtet wird.
Die Erklärung besteht darin, daß erstens die Struktur und das Relief der Platten tatsächlich ziemlich unbedeutend entwickelt sind und daß von der Mehrzahl der wirklichen Blickpunkte aus ein Beobachter die dunklen und die hellen Seiten der Strukturelemente gleichzeitig sehen kann.
Der Grad der Strukturentwicklung und derjenige des Gegenstandsreliefs können als das Verhältnis des gesamten Oberflächenbereichs der dreidimensionalen Strukturelemente einschließlich des Oberflächenbereichs der Zwischenräume zwischen den Basen dieser Elemente zu dem Hauptoberflächenbereich gekennzeichnet werden, auf dem sich die genannten Elemente befinden. Dieses Verhältnis kann auch als Oberflächenstrukturfaktor bezeichnet werden, der sich im Bereich von 1,001 bis 1,007 bei den genannten Platten ändert.
Zweitens haben die Strukturelemente der Platten glatte, abgerundete Spitzen, die keine genaue Farbtrennung sowohl bei dem Sprühren der Glasur in Querrichtung als auch bei der visuellen Farbwahrnehmung der Oberfläche sicherstellen. Die relative Schärfe der Spitzen der Strukturelemente kann als das Verhältnis der mittleren Höhe der Elemente zu dem mittleren Abrundungsradius ihrer Spitzen bestimmt werden.
Bei der Mehrzahl der beschriebenen Platten ändert sich das Verhältnis der mittleren Höhe der Strukturelemente zu dem mittleren Abrundungsradius ihrer Spitzen in dem Bereich von 0,5 bis 1,7.
Deshalb ist trotz des Vorhandenseins einiger ähnlicher, dekorativer und optischer Eigenschaften bei den gegebenen Materialien und einer anscheinenden Ähnlichkeit ihres Herstellungsverfahrens mit einem der durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagenen Verfahren, dieses Material kein farbdynamisches in der oben beschriebenen Bedeutung.

Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Erhalten eines dekorativen Materials zu schaffen, dessen Struktureigenschaften und optischen Eigenschaften oder Lösung des Oberflächenfarbproblems eine Farbänderungswirkung in einem breiten Farbbereich erzeugen würden, wenn unter unterschiedlichen Blickwinkeln und bei Bedingungen sich ändernder Beleuchtung betrachtet wird.
Das wesentliche der Erfindung besteht darin, daß bei einem dekorativen Material mit einer farbdynamischen Strukturoberfläche, die dreidimensionale Elemente für die Struktur oder Relief aufweist, deren unterschiedlich ausgerichtete Abschnitte unterschiedliche Farben gemäß der Erfindung haben, die Strukturoberfläche durch die dreidimensionalen Elemente gebildet ist, wobei das Verhältnis des gesamten Oberflächenbereiches aller dreidimensionaler Elemente und desjenigen der Zwischenräume zwischen den Basen dieser Elemente zu dem Oberflächenbereich, auf dem sie sich befinden, in dem Bereich von 1,2 bis 24 liegt, und wobei das Verhältnis der mittleren Höhe der dreidimensionalen Elemente zu dem mittleren Abrundungsradius ihrer Spitzen in dem Bereich von 3 bis 300 ist, während die unterschiedlich ausgerichteten Oberflächenabschnitte von jedem dreidimensionalen Element unterschiedliche Farben und/oder unterschiedliche optische Eigenschaften haben, und wobei wenigstens bei einem Teil der dreidimensionalen Elemente die ähnlich ausgerichteten (in einer Richtung) Oberflächenabschnitte unterschiedlicher dreidimensionaler Elemente eine ähnliche Farbe und/oder ähnliche, optische Eigenschaften haben.
Bevorzugt wird eine Version, wenn bei allen dreidimensionalen Elementen die ähnlich ausgerichteten Oberflächenabschnitte unterschiedlicher, dreidimensionaler Elemente eine ähnliche Farbe und/oder ähnliche optische Eigenschaften haben. In diesem Fall haben die unterschiedlich ausgerichteten Oberflächenabschnitte von jedem dreidimensionalen Element einschließlich des Oberflächenabschnittes zwischen den benachbarten, dreidimensionalen Elementen wenigstens drei unterschiedliche Farben und/oder drei unterschiedliche, optische Eigenschaften, und, wenn drei Farben für die unterschiedlich ausgerichteten Oberflächenabschnitte der dreidimensionalen Elemente verwendet werden, der Vorzug den drei Hauptfarben gegeben werden sollte: Rot, Blau und eine der Farben aus der Farbgruppe von Gelb, Gelbgrün und Grün.
Es ist ratsam, um gute, dekorative Eigenschaften zu erhalten, daß die Strukturoberfläche in der Form von gleichförmig angeordneten Vorsprüngen und/oder Vertiefungen gemacht wird, die die dreidimensionalen Elemente darstellen, deren drei Seiten in all den Elementen ähnlich ausgerichtet sind, wohingegen die Höhen von jedem Element durch Rippen getrennt sind, die in eine Spitze konvergieren, wobei die Schärfe der Rippen und der Spitze durch das Verhältnis der Höhe des dreidimensionalen Elements zu dem Abrundungsradius seiner Rippen und Spitze gekennzeichnet ist, das in dem Bereich von 3 bis 300 liegt, während jede der drei Seiten die Farbe und/oder optische Eigenschaften aufweist, die sich von denen der zwei anderen Seiten unterscheiden.
Die Strukturoberfläche kann auch in der Form von sich abwechselnden, dreiflächigen Vorsprüngen und Vertiefungen gebildet sein, wobei jede ihrer Fläche flach gemacht ist.
Die Erfindung ermöglicht, ein grundsätzlich neues, dekoratives Material zu erhalten, das farbdynamische Eigenschaften besitzt.
Die Außenfarbe eines solchen Materials ändert sich in einem weiten Bereich in Abhängigkeit von dem Blickwinkel, unter dem darauf gesehen wird. Beispielsweise kann eine Keramikplatte rot, orangefarben, gelb, grün, blau und violett aussehen, wenn sie unter verschiedenen Blickwinkeln betrachtet wird. Jeder andere Farbsatz oder Reihenfolge ihrer Verteilung kann entworfen werden.
Das Material reagiert aktiv, indem es seine Farbe gemäß der Änderung des Winkels der natürlichen oder künstlichen Beleuchtung ändert. Beispielsweise ändert sich die Farbe einer farbdynamischen Wand eines Gebäudes konstant während des Tageslaufes, wenn auf sie von einer Blickposition geblickt wird. Sie ist orange-rot am Morgen, violett während der Tageszeit und blau-grün am Abend.
Da eine Person unvermeidbar unterschiedliche Abschnitte einer großen, architektonischen Oberfläche unter verschiedenen Sichtwinkeln sieht, haben diese Abschnitte auf einer farbdynamischen Oberfläche unterschiedliche Farben. Beispielsweise kann der linke Teil des Gebäudes rot aussehen, der rechte, der untere und der obere Teil können blau, gelb bzw. violet aussehen, wobei die Farben nicht wahrnehmbar an den Grenzen der Teile ineinander übergehen.
Eine farbdynamische Oberfläche macht die Art der architektonischen Form sichtbar und hebt sie hervor, wie es Licht und Schatten tun. Ein Zylinder wird "runder", ein Kubus erhält "mehr Facetten". Gleichzeitig beginnen die ähnlich ausgerichteten und häufig wiederholten, architektonischen Elemente, wie Balkonflächen, Außenflächen der Gebäude usw., sich in der Farbe zu unterscheiden und Farblinien zu bilden, wodurch das Gefühl ihrer Gleichförmigkeit verringert beträchtlich wird.
Die Reaktion der Farbe auf den Blickwinkel bewirkt eine graduelle Änderung eines farbdynamischen Gebäudes oder Innenraums oder eine komplizierte Vielfarbigkeit, wenn der Betrachter seine Position ändert, was grundsätzlich eine neue Ausdrucksmöglichkeit bei der Gebäudearchitektur verleiht.
Ein farbdynamisches, dekoratives Oberflächenmaterial liefert eine große Vielzahl von Lösungen zu Farbproblemen aufgrund seiner unterschiedlichen Ausrichtung auf der Oberfläche. In diesem Fall können farbdynamische Ornamente, supergraphische Bilder und Farbakzente erhalten werden.
Man sollte beachten, daß der Grad des Vorhandenseins aller obengenannten, dekorativen und optischen Wirkungen, d.h. die aktive Farbveränderbarkeit des Materials, maßgeblich durch seine Strukturparameter gesteuert werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun weiter unter Bezugnahme auf besondere Ausführungsformen von ihr in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Teil einer farbveränderbaren Oberfläche eines Glasschmuckmaterials gemäß der Erfindung ist, die durch unterschiedlich ausgerichtete Schraffuren gezeigt ist, die die Abschnitte unterschiedlicher Farbe sind;
Fig. 2 ist eine längs der Linie II-II der Fig. 1 genommene Schnittansicht gemäß der Erfindung;
Fig. 3 ist der Ausschnitt A der Fig. 2, der in einem größeren Maßstab dargestellt ist;
Fig. 4 ist ein Teil einer farbdynamischen Strukturoberfläche eines dekorativen Materials, das in der Form eines gewellten Metallbleches hergestellt ist;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht der Fig. 4 entlang YY-YY;
Fig. 6 ist ein Teil einer farbdynamischen Oberfläche eines dekorativen Materials, das aus Beton mit einer ungleichförmigen Anordnung der dreidimensionalen Strukturelemente hergestellt ist;
Fig. 7 ist eine Schnittansicht der Fig. 6, die entlang der Linie YII-YII genommen ist;
Fig. 8 ist der Ausschnitt B der Fig. 7;
Fig. 9 ist eine Version einer farbdynamischen Strukturoberfläche mit dreidimensionalen Elementen mit drei Flächen;
Fig. 10 ist eine Schnittansicht der Fig. 9, die entlang der Linie X-X genommen ist;
Fig. 11 ist eine Schnittansicht einer Version eines dekorativen Materials mit einer durchscheinenden Schutzschicht;
Fig. 12 ist eine Schnittansicht einer Version eines dekorativen Materials, das in der Form einer Platte hergestellt ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Fig.1 stellt einen Teil einer farbdynamischen Oberfläche eines dekorativen Glasmaterials dar, das in der Form einer Platte hergestellt ist. Die farbdynamische Oberfläche ist durch gleichmäßig angeordnete, abwechselnde, zweiflächige, dreidimensionale Elemente 1 (Fig. 1, 2) gebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung hat jedes dreidimensionale Element zwei Flächen 2, 4 und 3, 5 mit unterschiedlicher Farbe oder unterschiedlichen, optischen Eigenschaften. Beispielsweise können die Flächen einen unterschiedlichen Lichtreflexionsfaktor oder eine unterschiedliche Farbe haben, beispielsweise die Hauptspektralfarben: Rot, Gelb, Grün, Blau. In diesem Fall haben die Abschnitte der Oberfläche (Flächen in unserem Beispiel) aller dreidimensionaler Elemente 1 eine ähnliche Farbe oder ähnliche, optische Eigenschaften, beispielsweise sind die Flächen 2 rot gefärbt, die Flächen 4 sind bei allen dreidimensionalen Elementen grün gefärbt, die Flächen 3 sind gelb gefärbt und die Flächen 5 sind blau gefärbt.
Gemäß der Erfindung liegt bei der Strukturoberfläche, die aus den dreidimensionalen Elementen gebildet ist, das Verhältnis des Gesamtbereiches der Oberfläche aller dreidimensionaler Elemente und desjenigen der Zwischenräume zwischen ihren Basen zu dem Bereich der Oberfläche, auf dem sie sich befinden, innerhalb von 1,2 bis 24. Das Verhältnis, das der Oberflächenstrukturfaktor ist, sollte nicht klener als 1,2 sein, da die farbdynamische Wirkung praktisch nicht auf den Oberflächen mit einem kleineren Oberflächenstrukturfaktor auftreten.
Die obere Grenze des Strukturfaktors ist dadurch gekennzeichnet, daß ihre weitere Zunahme nicht zu einer Zunahme der farbdynamischen Wirkung führt, d.h. ausgehend von dieser Grenze beeinflußt der Strukturfaktor die Art der Wirkung, die beobachtet wird, nicht weiter.
Übrigens liegt gemäß der Erfindung das Verhältnis der Höhe H (Fig. 3) des dreidimensionalen Elements 1 zu dem Abrundungsradius R der Spitzen 6 der dreidimensionalen Elemente 1 im Bereich von 3 bis 300. Das genannte Verhältnis sollte nicht kleiner als 3 sein, da in dem Fall kleinerer Werte die Qualität der Lichttrennung bei der Wahrnehmung der Oberfläche beträchtlich verschlechtert wird.
Die obere Grenze 300 ist dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Abnahme des Abrundungsradius der Spitzen relativ zu der Höhe der Elemente, d.h. die weitere Zunahme der Schärfe dieser Spitzen keine weitere Wirkung auf die Qualität der Farbtrennung hat, sondern die Funktionseigenschaften der Oberfläche beeinträchtigt, indem eine erhöhte Wahrscheinlichkeit des Absplitterns und Abbrechens der Spitzen von den dreidimensionalen Elementen erzeugt wird.
Fig. 4 stellt eine Ausführungsform einer farbdynamischen Oberfläche eines dekorativen Materials dar, das in der Form von gewelltem Metallblech hergestellt ist. Die farbdynamische Oberfläche ist durch gleichmäßig angeordnete, dreidimensionale Elemente 7 (Fig. 4, 5) und Abschnitte 8 der Oberfläche zwischen benachbarten, dreidimensionalen Elementen gebildet, während unterschiedlich ausgerichtete Abschnitte 9 und 10 der Oberfläche von jedem dreidimensionalen Element einschließlich des Abschnitts 8 der Oberfläche zwischen den benachbarten, dreidimensionalen Elementen 7 wenigstens drei unterschiedliche Farben oder drei unterschiedliche optische Eigenschaften haben, und die ähnlich ausgerichteten Abschnitte der Oberfläche der unterschiedlichen, dreidimensionalen Elemente einschließlich jener, die sich zwischen den benachbarten Elementen befinden, haben eine ähnliche Farbe oder ähnliche optische Eigenschaften.
Gemäß der Erfindung liegt der Oberflächenstrukturfaktor in dem Bereich 1,2 bis 24, und das Verhältnis der Höhe der dreidimensionalen Elemente zu dem Abrundungsradius ihrer Spitzen liegt in dem Bereich von 3 bis 300.
Fig. 6 stellt eine Ausführungsform des Beispiels einer farbdynamischen Oberfläche eines dekorativen Materials dar, das in der Form einer Betonplatte gebildet ist. Die farbdynamische Oberfläche wird durch ungleichmäßig angeordnete, dreidimensionale Elemente 11 (Fig. 6, 7) gebildet. Bei der gezeigten Version hat jedes dreidimensionale Element 11 drei Abschnitte 12, 13, 14 (Fig, 6, 7, 8) der Oberfläche einer unregelmäßige Form, die in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind und sich in der Farbe oder den optischen Eigenschaften unterscheiden, wohingegen die ähnlich ausgerichteten Abschnitte der Oberfläche aller dreidimensionaler Elemente 11 eine ähnliche Farbe oder ähnliche optische Eigenschaften haben.
Gemäß der Erfindung liegt der Oberflächenstrukturfaktor in dem Bereich von 1,2 bis 24.
Bei dieser Ausführungsform wird die Verwendung von chaotisch angeordneten, dreidimensionalen Elementen 11 vorgenommen, die eine unregelmäßige Form, eine unterschiedliche Höhe H (Fig. 8) und den Abrundungsradius R der Spitzen 15 haben (Fig. 6, 7, 8). Deshalb liegt die mittlere Schärfe der Spitzen der Elemente, die durch das Verhältnis der mittleren Höhe H der dreidimensionalen Elemente 11 zu dem mittleren Radius R der Abrundung der Spitzen 15 gekennzeichnet ist, innerhalb des Bereiches von 3 bis 300.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform einer farbdynamischen Oberfläche eines dekorativen Materials, das eine Struktur aufweist, die aus abwechselnden, dreiflächigen Spitzen und Vertiefungen gemacht ist, die die dreiflächigen, dreidimensionalen Elemente 16 (Fig. 9, 10) bilden, wobei jede der Flächen 17, 18, 19 flach hergestellt ist und sich von den zwei anderen Flächen in der Farbe oder den optischen Eigenschaften unterscheidet, während die in einer Richtung ausgerichteten Flächen, sagen wir, die Flächen 17 (Fig. 9, 10) unterschiedlicher, dreidimensionaler Elemente eine ähnliche Farbe oder ähnliche optische Eigenschaften haben.
Gemäß der Erfindung sind die Flächen 17, 18, 19 (Fig. 9, 10) von jedem dreidimensionalen Elemente voneinander durch Rippen 20 getrennt, die sich in einer Spitze 21 treffen, während die Schärfe der Rippen und die Spitze, die durch das Verhältnis der Höhe der Elemente zu dem Radius der Abrundung der Rippen und deren Spitze gekennzeichnet ist, innerhalb des Bereiches von 3 bis 300 liegt.
Gemäß der Erfindung liegt der Oberflächenstrukturfaktor in dem Bereich von 1,2 bis 24.
Fig. 11 stellt eine Ausführungsform eines dekorativen Materials dar, das mit einer durchscheinenden Schutzschicht 22 versehen ist, die eine glatte Außenoberfläche 23 hat. Die durchscheinende Schicht 22 schützt die farbdynamische Strukturoberfläche gegen Verschmutzung.
Fig. 12 stellt eine Ausführungsform eines dekorativen Materials dar, das mit einem durchscheinenden Schutzmaterial versehen ist, das in der Form einer Platte hergestellt ist. Es gibt einen Zwischenraum 26, der zwischen der Schicht 25 und einer Strukturoberfläche 27 begrenzt ist. Als Schutzplatte kann bei dieser Version auch eine steife oder flexible Folie verwendet werden, die auf die Strukturoberfläche geklebt, aufgeschmolzen oder sonstwie befestigt war.
Somit können die farbdynamischen Eigenschaften praktisch allen Materialien verliehen werden, auf denen eine Strukturoberfläche oder ein Relief mit dreidimensionalen Elementen der verlangten, geometrischen Parameter erhalten werden kann, indem ein geeignetes, technologisches Verfahren verwendet wird. In diesem Fall können sich die absoluten Abmessungen dieser Elemente in unterschiedlichen Materialien innerhalb eines beträchtlich weiten Bereiches ändern, von einigen wenigen zehn Zentimetern bis zu Zehnteln eines Millimeters.
Die farbdynamische Aktivität der Strukturoberfläche, d.h. ihr Vermögen, intensiv ihre Farbe selbst im Fall der unbedeutendsten Änderungen des Blickwinkels zu ändern, hängt nicht von der Größe der Struktur oder des Gitters der dreidimensionalen Elemente ab. Mit anderen Worten ist, wenn die absoluten Abmessungen der dreidimensionalen Elemente einer farbveränderbaren Oberflächenstruktur um das 10-, 100- oder 1000-fache verringert wird, wobei die geometrische Ähnlichkeit der ursprünglichen und der verkleinerten Elemente ebenso wie der Satz an Farbkomponenten und ihrer Farbausrichtung beibehalten wird, ist die Farbänderungsaktivität der neu erhaltenen Feinstrukturoberfläche identisch zu der der ursprünglichen Grobstrukturoberfläche.
Ein Verfahren, die Farben oder andere Mittel unter einem Winkel zu der Hauptoberfläche aufzusprühen, erlaubt nicht nur zwei, sondern drei und mehr unterschiedlich gefärbte Beschichtungen auf unterschiedlich ausgerichtete Abschnitte der dreidimensionalen Elemente aufzuschichten. Eine genaue Auswahl der Farbsprühart ermöglicht, wenigstens drei stark unterschiedliche Farben auf einer Feinstrukturoberfläche oder Gitter abzusetzen, dessen dreidimensionale Elemente oder Zellen Abmessungen haben, die Zehntel eines Millimeters messen, und auf den unterschiedlich ausgerichteten Abschnitten jeder Zelle oder von jedem dreidimensionalen Element die Farbtrennung einer hohen Reinheit und Qualität zu erhalten.
Als besonders aber ziemlich bedeutend wird ein Fall betrachtet, wenn drei reine und helle Hauptfarben, Rot, Gelb und Blau (gelbgrüne oder hellgrüne Farbe kann statt gelber Farbe verwendet werden) auf jedes Element der Struktur aufgebracht werden.
Wenn eine Strukturoberfläche ausreichend fein ist, oder im Fall einer groben Struktur aus einer Entfernung betrachtet wird, die ausreichend groß ist, es für das Auge unmöglich zu machen, die einzelnen Farbelemente zu unterscheiden, findet eine sogenannte additive Farbmischung statt. Sie ähnelt der Mischung, die bei der Wahrnehmung einer Fernsehfarbdarstellung auftritt, die von einer Mehrzahl von Lichtpunkten der Hauptfarben gebildet ist, wobei ein vollständiger Satz der Farben des sichtbaren Spektrums gemäß der Helligkeitskombinationen der Hauptfarben erhalten werden kann.
Ähnlich, wenn ein Betrachter die farbdynamische Oberfläche unter einem gewissen Blickwinkel betrachtet, er nur rote Abschnitte der dreidimensionalen Elemente seiht, wobei die gesamte Oberfläche für ihn rot aussieht, sieht, wenn er nur rote und gelbe Abschnitte, sieht die Oberfläche orangefarben aus, sieht er nur gelbe Abschnitte, sieht die Oberfläche gelb aus, sieht er nur gelbe und blaue Abschnitte, sieht die Oberfläche grün aus, sieht er nur blaue Abschnitte, sieht die Oberfläche blau aus, und schließlich lassen blaue und rote Farbe, wenn sie vermischt werden, die farbdynamische Oberfläche für den Betrachter violett aussehen. Man versteht, daß sich, wenn sich der Betrachter bewegt und sich der gesamte Projektionsbereich aller monochromatischen Abschnitte ändert, die Farben nach und nach durch eine Reihe von Abschattungen jeder Farbe ändern. Auf diese Weise ist es möglich, einen vollen Satz der Spektralfarben zu erhalten.
Jedoch wird die Oberflächenfarbe nicht nur durch die Position des Betrachters, sondern auch durch die Lichtflußrichtung bestimmt, da die Helligkeit der beleuchteten Farbabschnitte viele Male diejenige der abgeschatteten Abschnitte überschreiten kann. Entsprechend werden die Farben der beleuchteten Abschnitte beherrschend und es sind genau diese Abschnitte, die die Hauptfarbe der Oberfläche selbst in den Fällen bestimmt, wenn der gesamte Bereich ihrer Projektionen für den Betrachter kleiner als der der abgeschatteten Abschnitte ist, die andere Farben haben.
Farbdynamische Materialien können erhalten werden, indem gleichförmige Strukturen und Gitter mit linearen, runden, quadratischen, facettenartigen und andere gleichförmig angeordnete Zellen und Elemente und ungleichförmige verwendet werden, beispielsweise Oberflächen mit grobem Sand oder erzeugter Sandstruktur, Oberflächen verschiedener Schaummaterialien, wie Betonschaum, Glasschaum, Kunststoffschaum, Porolon, usw., Strukturen vieler Arten von gewalktem, maschenförmigen und zellenförmigen Stoff, sowie nicht gewebte Kunststoffmaterialien.
Grundsätzlich gibt es zwei Verfahren, dekorative Materialien mit einer farbdynamischen Oberfläche zu erhalten, von denen jedes eine Reihe von Verfahrensabänderungen haben kann.
Das erste Verfahren, das universell und weit verbreitet in der Industrie verwendet wird, besteht darin, daß die Strukturoberfläche aus dreidimensionalen Elementen mit dem Verhältnis des gesamten Bereiches der Oberfläche aller dreidimensionalen Elemente und der Intervalle zwischen den Basen dieser Elemente zu dem Bereich der Oberfläche, auf dem sich die Elemente befinden, in dem Bereich von 1,2 bis 24 liegt, und das Verhältnis der mittleren Höhe der dreidimensionalen Elemente zu dem mittleren Abrundungsradius ihrer Spitzen in dem Bereich von 3 bis 300 ist, wobei unterschiedliche Farben und/oder unterschiedliche, optische Eigenschaften den unterschiedlich ausgerichteten Abschnitten der dreidimensionalen Elemente auf eine solche Weise verliehen werden, daß ähnlich ausgerichtete Abschnitte der unterschiedlichen, dreidimensionalen Elemente eine gleiche Farbe und/oder gleiche, optische Eigenschaften haben.
Das zweite Verfahren, das etwas weniger universal ist, aber in der Industrie weitläufig verwendet wird, unterscheidet sich von dem ersten durch die Tatsache, daß die dreidimensionalen Strukturelemente aus Abschnitten gebildet werden, denen unterschiedliche Farben oder optische Eigenschaften vorher verliehen worden sind, wobei das Verhältnis des Gesamtbereiches des Oberfläche aller dreidimensionalen Elemente und der Zwischenräume zwischen den Basen der Elemente zu dem Bereich der Oberfläche, auf dem sich diese Elemente befinden, in dem Bereich von 1,2 bis 24 liegt, und das Verhältnis der mittleren Höhe der dreidimensionalen Elemente zu dem mittleren Abrundungsradius ihrer Spitzen in dem Bereich von 3 bis 300 ist, so daß die ähnlich ausgerichteten Abschnitte der verschiedenen dreidimensionalen Elemente eine gleiche Farbe und/oder gleiche optische Eigenschaften annehmen.
Die Beschreibung der Herstellungsprozesse und des Verfahrens zum Erhalten von dekorativen Materialen mit einer farbdynamischen Oberflächenstruktur betrifft Überlegungen bezüglich des ersten der zwei vorgeschlagenen Verfahren, das wiederum aus zwei Hauptherstellungsvorgängen besteht:
- Bilden einer Strukturoberfläche oder eines Reliefgitters, das aus dreidimensionalen Elementen besteht;
- unterschiedlich ausgerichteten Abschnitten der dreidimensionalen Elemente unterschiedliche Farben oder unterschiedliche, optische Eigenschaften zu verleihen;
Um die Strukturen zu bilden, die die notwendigen geometrischen Parameter der dreidimensionalen Elemente auf der Oberfläche eines dekorativen Materials haben, können verschiedene Herstellungsverfahren und Techniken verwendet werden:
- Pressen und Stempeln von Glas, Keramik, Metall, Kunststoff, Gummi und anderen Materialien mit Hilfe eines Reliefstempels;
- Walzen von Metall, Glas, Polymermaterial, Papier und anderen flächigen und bandförmigen Materialien und auch von einigen Arten von stückweisen Gegenständen (beispielsweise Keramik und Glas) zwischen strukturbildenden Walzen;
- Formen der Konstruktionsgegenstände und Außenseitenmaterialien in Formen, die eine Struktur oder ein Relief auf einer oder mehreren Oberflächen haben, wie Eisenbetonwandtafeln und Baublöcke, Beton, Zement, Gips, Keramik und andere Verkleidungsziegel und Gegenstände;
- Strangpressen von Material durch reliefbildende Düsen, manchmal kombiniert mit Walzen der Materialoberflächen zwischen strukturbildenden Walzen, wie in dem Fall von Außenverkleidungsziegeln, Keramikblöcken und verschiedenen Polymermaterial ien;
- Gießen in Reliefform (Metall und andere), wobei das Metall, Glas, Keramik, Polymermaterial und andere Materialien gegossen werden, einschließlich Düsengießen;
- Schäumen der Materialien und Erhalten der Gegenstände mit einer Schaumaußenseite, wie Schaumbeton, Schaumglas, Schaumkunststoff, Porolon, usw. Bei dieser Durchführung mag nicht die gesamte Materialmasse, sondern nur eine dünne Außenschicht dem Schäumen ausgesetzt werden. Beispielsweise kann auf diese Weise eine Eisenbetonwandtafel mit einer Schaumbetonaußenseite erhalten werden;
- Einführung von Zusätzen in die Hauptmasse des Materials oder nur an seiner Oberfläche, die bei einem Wärmebehandlungsverfahren ausbrennen. Insbesondere können hartkörnige Materialien in eine Keramikmasse oder Glasmasse bei einem Walz- oder Stempelverfahren der Gegenstände eingedrückt werden, was gestattet, eine Struktur zu erhalten, die der geschäumten nach dem Brennen ähnelt;
- Besprühen der Vorderseiten des Materials mit Kies, Glas, Keramik oder anderem zerkleinertem Material, wobei geeignete Verbindungsmittel verwendet werden;
- Bearbeiten der Oberflächen des Materials mittels Einsatzes verschiedener Vibrationsmaschinen, Schleif-Trennmaschinen und anderer Werkzeuge;
- Chemisches Ätzen der Oberflächen des Materials und der Gegenstände;
Gitterkonstruktionen können durch Gießen, Formen, Walzen und auch durch Zusammensetzen einzelner Platten oder einzelner Platten oder einzelner Reliefelemente hergestellt werden;
- Die Struktur von dekorativem Stoff kann als Ergebnis von jeweils der Webbindung, durch Wölben, durch Prägen und unter Verwendung anderer bekannter und bei der Herstellung weit verbreitet verwendeter Herstellungsverfahren erhalten werden.
Um unterschiedliche Farben oder unterschiedliche optische Eigenschaften den unterschiedlich ausgerichteten Abschnitten der Oberfläche der dreidimensionalen Elemente zu verleihen, können die folgenden Herstellungsverfahren verwendet werden:
- Absetzen verschiedener Farbmittel und anderer Materialien durch Aufsprühen unter einem Winkel zu der Hauptoberfläche des Materials. Das Absetzen kann mit Hilfe eines Förderers durchgeführt werden, der stückweise die Gegenstände, flächiges oder bandförmiges Material an einer Station vorbei bewegt, an der Reihen von Sprühdüsen eingebaut sind. In diesem Fall sind die Düsen so angeordnet, daß jede Linie von Düsen, die Farbstoff einer Farbe sprüht, diese Farbe nur den Oberflächenabschnitten der dreidimensionalen Elemente der Struktur, die in einer Richtung ausgerichtet sind, verleiht, d.h. zu dem Kegel der bestimmten Farbzusammensetzung. Wenn Gegenstände gefärbt werden, die eine beträchtliche Masse oder Gesamtabmessungen haben und auch in einigen anderen Fällen, können bewegbare Sprühvorrichtungen verwendet werden, die sich mit einer konstanten Geschwindigkeit an den ortsfest eingebauten Gegenständen vorbeibewegt. Solche Vorrichtungen können insbesondere verwendet werden, wenn die Oberflächenstruktur von Wandtafeln dekorativ aufgebracht wird.
Das Verfahren kann als das Hauptverfahren betrachtet werden, da es äußerst universell und wirksam ist, verlangt jedoch eine genaue Auswahl von Farbsprühbetriebsarten für jede besondere Struktur und die fortwährende Wartung dieser Betriebsarten während des ganzen Herstellungsverfahrens.
Das Aufbringen von Farbstoffen oder anderen Farbmitteln unter Verwendung von reliefmaschigen Mustern, die das Aufbringen eines Farbstoffes auf die Abschnitte der Strukturelemente ausschließt, ist nicht beabsichtigt.
Dieses Verfahren verlangt keine genaue Auswahl der Sprüharten. Ein Farbstoff kann von Hand und mit Hilfe von verschiedenen Zerstäubungsvorrichtungen aufgebracht werden, ist jedoch weniger effizient im Vergleich mit den vorhergehenden Verfahren und hauptsächlich beim Färben von gleichförmigen Strukturoberflächen und Gittern verwendet.
- Absetzen von Metall und anderen Beschichtungen mit der Flamme von Gasbrennern oder Plasmabrennern, das unter einem Winkel zu der Hauptoberfläche des Materials durchgeführt wird.
Bei diesem Verfahren, das dem Hauptverfahren ähnlich ist, werden die Reihen von Sprühdüsen durch Reihen von Brennern ersetzt, deren Flammen verdampfende Metalle und andere Absetzungsmaterialien zugeführt werden.
Absetzen von Metallbeschichtungen durch Verdampfen und anschließendes Absetzen von Metallen auf den entsprechenden Abschnitten der dreidimensionalen Elemente, was in einer Vakuumkammer durchgeführt wird.
Bei diesem Verfahren wird ein Gegenstand in der Vakuumkammer unter einem Winkel zu dem parallelen Strom von sich absetzenden Teilchen angeordnet.
Absetzen verschiedener Materialien einschließlich Metallbeschichtungen auf den jeweiligen Abschnitten der dreidimensionalen Elemente durch Galvanisieren.
Bilden von Beschichtungen, die sich in der Farbe unterscheiden, durch ein photochemisches Verfahren auf unterschiedlich ausgerichtete Abschnitte der dreidimensionalen Elemente. Bei diesem Verfahren wird eine homogene, pigmentierte Photoemulsion über die gesamte Strukturoberfläche aufgebracht, wobei die dreidimensionalen Elementabschnitte, die in einer Richtung ausgerichtet sind, durch einen genau ausgerichteten, parallelen Lichtfluß einer gewissen Farbe, der unter einem Winkel zu der Hauptoberfläche des Materials ausgerichtet ist, beleuchtet werden. Als ein Ergebnis einer aufeinanderfolgenden oder gleichzeitigen Beleuchtung der unterschiedlich ausgerichteten Abschnitte der dreidimensionalen Elemente mit sich unterscheidenden Farblichtflüssen und einer nachfolgenden, photochemischen Behandlung kann ein farbdynamisches Material erhalten werden. Die Struktur eines solchen Materials kann erhalten werden, indem das übliche Blatt oder gerollte Photomaterial (beispielsweise Farbphotopapier oder Photogewebe) unter Verwendung von strukturbildenden Walzen gewalzt wird. Wenn ein Photogewebe erhalten wird, kann auch seine natürliche Gewebestruktur verwendet werden.
- Bilden einem Farbreliefrasters mit einem polygraphischen Verfahren, bei dem die Farbmittel unterschiedlicher Farbe auf ein bandförmiges oder flächiges Strukturmaterial nach seinem vorhergehenden Walzen unter Verwendung von strukturbildenden Walzen gedruckt werden. Eine Version dieses Verfahrens wird durch das polygraphe Druckverfahren repräsentiert, das gleichzeitig mit der Strukturbildung der Struktur dank der Verwendung von besonderen polygraphischen Strukturwalzen stattfindet.
Die Herstellungsverfahren, die oben erörtert worden sind und erlauben, unterschiedliche Farben und unterschiedliche, optische Eigenschaften den verschieden ausgerichteten Abschnitten der dreidimensionalen Elemente der Struktur zu verleihen, sind nicht die einzig möglichen. Neben ihnen können chemische Ätzverfahren, Oberflächenbearbeitungen, das Aufbringen von Farbmittel durch walzenförmige Drehbürsten, usw. verwendet werden. Übrigens können die oben beschriebenen Verfahren in verschiedenen Kombinationen verwendet werden. Beispielsweise kann eine Farbglasur auf die Flächen eines keramischen Gegenstandes durch Sprühen aufgebracht werden, während die anderen Flächen dieses Gegenstandes mit Metall beschichtet werden können, wobei ein Plasmaverfahren oder Absetzungsverfahren im Vakuum verwendet wird.
Eine natürliche Farbe eines Materials, beispielsweise die rote Farbe der Außenseite eines Ziegels oder die helle Farbe eines gebleichten Stoffes können als eine Komponente des Farbmaterials bei der Herstellung von einigen farbdynamischen Materialien verwendet werden.
Die Mehrzahl der oben beschriebenen Verfahren macht es möglich, verschiedene Bilder auf die Oberfläche des Materials bei dem Herstellungsverfahren durch Verwendung von Masken und Schablonen zu drucken, die im Fall von Aerosolen, Plasma, Vakuum, photochemischen und anderen Verfahren zum Aufbringen von farbveränderbaren Beschichtungen eine Teil des Gegenstandes abdecken.
Wie es jedoch bereits oben erwähnt worden ist, macht das Problem die Darstellung zu erhalten, die Herstellungsverfahren von farbdynamischen Materialien nicht nur kompliziert und kostspielig, sondern verringert auch beträchtlich ihre kombinatorischen Möglichkeiten und beraubt sie einer Anzahl anderer Vorteile.
Anders ausgedrückt, lohnt sich die Bildung von Rasterdarstellungen auf farbdynamischen Materialien nur in jenen seltenen Fällen, wenn die Abmessungen der erzeugten Darstellungen mit den Abmessungen der natürlich wahrgenommenen, farbdynamischen Oberflächen vergleichbar ist. Aber selbst diese Aufgabe kann in der Mehrzahl von Fällen durch natürlichere und billigere Verfahren entsprechend der Kombination der Ausrichtungen von nicht beschreibenden, farbdynamischen Gegenständen gelöst werden, wie Platten oder Teile aus einem homogenen, farbdynamischen Material.
Das zweite der zwei vorgeschlagenen Verfahren zum Erhalten des Rasters von dekorativen, farbdynamischen Strukturoberflächen besteht wie das erste Verfahren aus zwei Herstellungsvorgängen:
- Erhalten der Farbelemente, die als ein Ergebnis ihrer Verbindung oder Verbundenheit ein farbdynamisches Oberflächenraster oder Oberflächengitter ergeben, daß die notwendigen geometrischen Parameter der dreidimensionalen Elemente der Struktur hat;
- Verbindung und Befestigung der Farbelemente bei dem Herstellungsverfahren eines Materials oder Gegenstandes.
Die als sich in ihrer Farbe oder in ihren optischen Eigenschaften unterscheidenden, eine Struktur bildenden, verwendeten Elemente hängen von dem Problem ab, das gelöst werden soll, wie verschiedene Teile und Gegenstände, wie farbige Keramikplatten geringer Größe, vorhergehend gefärbtes Metall von Polymerplatten, Elemente eines flachen Farbrasters (Papierraster beispielsweise), Farbgarn und andere Gegenstände.
Beispielsweise kann eine farbveränderliche Rasteroberfläche einer Sicherheitstafel als ein Ergebnis einer mechanischen oder automatisierten Anordnung von keramischen Farbplatten an einer Form erhalten werden, die mit einem geeigneten Relief der unteren Oberfläche versehen ist. Wenn man dieses durchführt, werden die Platten einer Farbe in einer Richtung ausgerichtet. Nachdem alle Platten und notwendigen Befestigungsmittel in der Form angeordnet worden sind, wird letztere mit Beton gefüllt. Der Gegenstand, der der Form entnommen wird, nachdem er die notwendige Festigkeit erhalten hat, stellt eine Tafel dar, deren Außenseite mit Keramikplatten mit einer veränderbaren Farboberfläche ist.
Bei der Herstellung von dekorativen Mehrzweckgittern, wie abgehängte Deckengitter oder Balkonbrüstungen, können die Konstruktionsteile als ein Relief bildende Farbelemente wirken. Als solche Elemente können Metallstreifen verwendet werden, die mit unterschiedlichen Farben auf beiden Seiten bemalt und mit gleichbeabstandeten Schlitzen versehen sind, um sich in der Farbe unterscheidende, aber sonst identische Metallplatten unter irgendeinem Winkel während des Zusammenbaus zu erhalten. Beispielsweise können bei einem Zusammenbau eines vertikalen Gitters mit quadratischen Maschen die vertikalen Platten rot und grün und die horizontalen blau und gelb angemalt werden. In diesem Fall wird jede Masche von vier Farben dargestellt, die den vier Seiten eines Quadrates entsprechen, - Rot, Gelb, Grün und Blau.
Natürlich gibt es andere Gitter mit dreieckförmigen, fünfeckförmigen, sechseckförmigen und anderen Maschen, einschließlich ungleich beabstandeter. In diesem Fall können als Farbelemente nicht nur gerade, sondern auch gebogene Platten oder einzelne Reliefelemente verwendet werden.
Farbdynamische Oberflächen können auch erhalten werden, indem die Struktur auf stückweisen, bandförmigen und flächigen Materialien durch Krümmen (Wölben) oder durch Extrudieren erhalten werden, die mit einem vorhergehend gedruckten Farbraster versehen sind. Der Farbraster kann durch herkömmliche, insbesondere typographische Verfahren aufgedruckt werden, und die Struktur kann durch Pressen von stückweisen Gegenständen mit Reliefstempeln oder durch Walzen von bandförmigem und flächigem Material zwischen strukturbildenden Walzen geformt werden.
Das zweite Verfahren zum Erhalten von rasterförmigen, farbveränderlichen Oberflächen kann von besonderer Bedeutung bei der Herstellung einer Vielzahl von farbdynamischen Geweben, gestrickten Gegenständen, Bodenmaterialbeschichtungen usw. sein, weil es ermöglicht, eine besondere Reinheit von Farbkomponenten zu erhalten, vorausgesetzt, das Herstellungsverfahren ist automatisiert und es wird entsprechend eine hohe Produktivität erhalten.
Bei der Herstellung von farbdynamischen Textilien und Stickwaren können besondere Webarten von Farbfäden verwendet werden, die ermöglichen, eine Struktur mit der entsprechenden Farbausrichtung der dreidimensionalen Elemente zu erhalten. Als solche Webarten können zuerst die Webart mit verschiedenen schlingenförmigen und maschenförmigen Textilerzeugnissen mit "Waffel"- oder "Bienenwaben"-Oberflächenstruktur erhalten werden.
Nachdem eine farbveränderliche Oberfläche erhalten worden ist, kann einer großen Vielzahl von Materialien eine besondere durchscheinende Schutzschicht gegeben werden.
Beispielsweise kann die Außenseite einer farbdynamischen Keramik einer glasierten Betonplatte mit einer transparenten Glasur beschichtet werden, die als eine Schicht 22 (Fig. 11) aufgebracht wird, die die Struktur der Platte vollständig oder teilweise verbirgt. Im Falle von feinen Strukturen mag die Schicht entsprechend ziemlich dünn sein. Ebenso können die Glasaußenplatten (Fig. 1, 2) eine Farbstruktur auf der Innenseite haben, die gleichzeitig eine gute Kohäsion der Platten mit Beton oder Mörtel oder einer glatten Oberfläche ergeben. Die Wirkung einer Lichtänderung wird in diesem Fall wahrgenommen, indem das Erscheinen von "Tageslicht" durch eine transparente Glasschicht betrachtet wird. Eine gewisse Abnahme der Lichtänderungsaktivität solcher Materialien, die als Ergebnis der Lichtbrechung in der durchscheinenden Schicht auftreten und eine visuelle Abflachung der dreidimensionalen Elemente der Struktur bewirken, können durch eine entsprechende Verringerung eines tatsächlichen Strukturfaktors der Oberfläche ausgeglichen werden, die gefärbt werden soll.
Man beachte auch, daß praktisch keine Farbänderungsaktivität stattfindet, wenn eine dünne, flächige Schutzschicht 25 (Fig. 12), eine Glasplatte beispielsweise, mit einem Luftzwischenraum 26 (Fig. 12) zwischen der durchscheinenden Schicht und einer farbtragenden Strukturoberfläche 27 verwendet wird.
Eine solche Schicht kann durch Schmelzen, Aufkleben oder anderes Befestigen des flächigen, durchscheinenden Materials an der Strukturoberfläche oder dem Gitter erhalten werden.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren angegeben, bei dem eine Strukturoberfläche anfangs gebildet wird, und dann verschiedene Materialien einschließlich unterschiedlicher Farbmittel durch Sprühen unter einem Winkel zu der Hauptoberfläche des Materials auf die unterschiedlich ausgerichteten Abschnitte der dreidimensionalen Elemente der Struktur abgesetzt werden. Der Hauptvorteil dieses Verfahrens besteht, wie es bereits angegeben worden ist, in der hohen Produktivität und Universalität, die ermöglicht, verschiedene, farbdynamische Materialien mit gleichförmigen und unregelmäßigen Strukturen zu erhalten.
Da die Geometrie der Strukturelemente von wesentlicher Bedeutung für die Herstellung und die Verwendung von Materialien ist, ist es ratsam, einen Überblick über die geometrischen Hauptklassen dieser Elemente zu geben.
Die einfachste ist eine Klasse linearer, dreidimensionaler Elemente 7 (Fig. 4, 5), die eine prismatische oder irgendwie ausgedehnte Form haben und parallel zueinander angeordnet sind.
In einem trivialen Fall sollte jedes der dreidimensionalen Elemente mit unterschiedlichen Farben auf zwei Seiten angemalt werden. Jedoch sind die dekorativen Vorteile dieser Ausführungsform nicht groß, da die Farbänderungswirkung durch einen schmalen Farbbereich begrenzt ist, der aus zwei Komponenten besteht.
Die linearen Strukturen mit drei Farbkomponenten, besitzen aufgrund der Einführung der dritten Farbe in die Zweischenräume 8 (Fig. 4, 5) zwischen die dreidimensionalen Elemente 7 bedeutend größere, dekorative Eigenschaften.
Der Vorteil der linearen Strukturen besteht in der Tatsache, daß in dem Fall einer vertikalen Anordnung ausgedehnten Materials letzteres viel weniger beim Einsatz einer Verschmutzung im Vergleich mit allen anderen Strukturen ausgesetzt ist.
Jedoch ist die Farbänderungswirkung der linearen Strukturoberflächen in einer Koordinate, und daher grundsätzlich beschränkt. Dies bedeutet, daß die vertikale Komponente bei der Farbausdehnung nicht vorhanden ist, die auf den architektonischen oder anderen Formen und auch auf dreidimensionalen Formen auftritt, wenn lineare Strukturen mit vertikalen Elementen verwendet werden. Entsprechend sind die linearen Strukturmaterialien in ihren Kombinationsmöglichkeiten begrenzt, da aufgrund der Bedingung, daß die dreidimensionalen Elemente 7 (Fig. 4, 5) vertikal sind, nur zwei Positionen des Materials auf der vertikalen Oberfläche möglich sind.
Die zweite Klasse dreidimensionaler Elemente enthält die gesamte Vielfalt nichtlinearer Elemente, die gleichmäßige und ungleichmäßige Strukturoberflächen und -gitter bilden (Fig. 1, 2, 6, 7).
Diese Strukturen ermöglichen, eine vollwertige (d.h. in Zwei-Koordinatenrichtung) farbdynamische Wirkung zu erhalten, und haben entsprechend beträchtlich größere Kombinations- und Schmückungsmöglichkeiten verglichen mit den linearen Strukturen.
Unglücklicherweise besitzen diese Strukturen einen gemeinsamen Nachteil bei allen farbdynamischen Oberflächen, der darin besteht, daß sie alle, wenn sie an vertikalen Ebenen verwendet werden, horizontale (oder nahezu horizontale) Abschnitte von dreidimensionalen Elementen haben, die schnell Staub sammeln und in kurzer Zeit schmutzig werden.
Übrigens ergibt sich die Notwendigkeit, wenn gleiche Strukturen unter einem Winkel zu der Hauptoberfläche durch Sprühen gefärbt werden, sowie, wenn es erforderlich ist, drei oder mehr Farbkomponenten zu erhalten, auf eine Reihe von Produktionsverfahren zurückzugreifen, da die Geometrie dieser dreidimensionalen Elemente der Strukturen von sich aus keine genaue Farbtrennung während des Aufbringens der Farbmittel sicherstellt.
Dreiflächige Elemente 16 (Fig. 9, 10) fallen in eine besondere Gruppe der zweiten Klasse nichtlinearer, dreidimensionaler Elemente, die günstig mit allen anderen Elementen bezüglich durch die Herstellung und Leistungseigenschaften vergleichbar sind. Man beachte, daß das Vorhandensein von drei Farbkomponenten eine notwendige und ausreichende Größe ist, um einen vollwertigen farbdynamischen Effekt in zwei Koordinaten und einen sehr weiten Bereich additiver Farbmischungen bis zu dem vollen Satz der Spektralfarben zu ergeben. Deswegen sind die Strukturen, die in den Fig. 9 und 10 dargestellt sind und aus dreiflächigen, dreidimensionalen Elementen 16 bestehen, stark konkurrenzfähig mit den oben beschriebenen Strukturen (Fig. 1, 2, 6, 7) in bezug auf die dekorativen und kombinatorischen Möglichkeiten und ihr Vergleich mit ihnen ist vorteilhaft bezüglich ihrer Fähigkeit, eine hohe Qualität der Farbtrennung während des Aufbringens der Farbmittel sicherzustellen.
Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß während des Aufbringens der Farbmittel auf einer Seite oder Fläche, beispielsweise einer Fläche 17 (Fig. 9), von jedem der dreiflächigen, dreidimensionalen Strukturelemente zwei andere Flächen 18, 19 (Fig. 9) des Elementes 16 durch die erste Fläche 17 verdeckt sind, die verhindert, daß Farbmittel auf sie gelangen. Eine ähnliche Situation liegt vor, wenn andere Farben auf die anderen Flächen der Elemente aufgebracht werden.
Neben dem genannten Herstellungsvorteil, der eine hohe Qualität der Farbtrennung sicherstellt, sind die Strukturen, die dreiflächige Elemente haben, beträchtlich weniger beim Einsatz der Verschmutzung ausgesetzt, da es drei mögliche Positionen der dreidimensionalen Elemente auf einer vertikalen Oberfläche gibt, die keine horizontalen Abschnitte haben, die sich für eine schnelle Verschmutzung eignen.
Beispielsweise haben die dreidimensionalen Elemente 1 der in den Fig. 1, 2 gezeigten Struktur unter 60º zu der vertikalen Ebene geneigte Abschnitte 5, wobei die dreidimensionalen Elemente 16 einer identischen Struktur, soweit die farbdynamische Aktivität betroffen ist, die in Fig. 9 und 10 dargestellt sind, Abschnitte 18 und 19 haben, die zu der vertikalen Ebene unter einem Winkel von 30º geneigt sind. Das heißt, die nahezu horizontalen Abschnitte (Neigung von 60º) werden bei dem zweiten Fall durch nahezu vertikale Abschnitt (Neigung von 30º) ersetzt.
Um eine vollwertige, additive Mischung der Farbkomponenten sicherzustellen und die Erscheinung der visuellen Wahrnehmung der farbdynamischen Wirkungen zu erhöhen, die an dem Material beobachtet werden, ist es wünschenswert, daß die Strukturelemente ihrer Oberfläche ausreichend fein sein sollten, um die grundlegenden Eigenschaften ihrer Wahrnehmung sicherzustellen.
Im Falle von Innenmaterialien, die in geringer Entfernung betrachtet werden, ist es ratsam, dreidimensionale Strukturelemente zu verwenden, deren Höhe 10 bis 12 mm und weniger ist.

Industrielle Anwendbarkeit

Alle unten beschriebenen Herstellungsabänderungen der Verfahren, um die gerasteten, dekorativen, farbdynamischen Strukturoberflächen zu erhalten, sind industriell anwendbar, wobei jedoch jede Abänderung ihre Vorteile und Nachteile hat. Allgemein kann man bemerken, daß eine hohe Produktivität und Vielfältigkeit die Hauptvorteile des ersten Verfahrens und an erster Stelle ihre Haupt-Ärosolversion sind. Insbesondere kann eine industrielle Vorrichtung zum Aufbringen von Farbmitteln und anderen Materialien durch Sprühen auf die Oberfläche der Gegenstände, die durch den Förderer bewegt werden, bei der Herstellung der verschiedensten, farbdynamischen Gegenstände und Materialien verwendet werden, von großformatigen Außenplatten und Blöcken bis zu Textilwaren und Tapete, unter der Voraussetzung, daß die entsprechenden Farbmittel verwendet werden.
Ein Hauptvorteil des zweiten Verfahrens besteht in der großen Qualität der Farbtrennung, wenn die Gradationsskala von Farbkomponenten verwendet wird. Als Nachteil dieses Verfahrens werden seine relativ geringerere Produktivität und beschränkte Vielfältigkeit angesehen, da jede Materialart, wenn dieses Verfahren verwendet wird, ihren individuellen Herstellungsverfahren und entsprechend individuelle Befestigungen, Anwendungsarten und Ausrüstung verlangt.

Claims

1. Ein dekoratives Material mit einer farbveränderlichen Strukturoberfläche aus dreidimensionalen Elementen (1) der Struktur oder des Reliefs, deren unterschiedlich ausgerichtete Abschnitte verschiedene Farben haben, wobei die Strukturoberfläche aus dreidimensionalen Elementen (1) gebildet ist, wobei das Verhältnis aus dem gesamten Oberflächenbereich aller dreidimensionalen Elemente (1) und den Zwischenräumen zwischen den Basen dieser Elemente zu dem Bereich der Oberfläche, auf dem sie angeordnet sind, in dem Bereich Von 1,2 bis 24 liegt, und wobei das Verhältnis aus der mittleren Höhe (H) der dreidimensionalen Element (1) zu dem mittleren Abrundungsradius (R) ihrer Spitzen in dem Bereich von 3 bis 300 ist, wobei die unterschiedlich ausgerichteten Abschnitte (2,3,4,5) der Oberfläche von jedem dreidimensionalen Elemente (1) unterschiedlich Farben und/oder unterschiedliche, optische Eigenschaften haben, während die gleich ausgerichteten (in einer Richtung) Oberflächenabschnitte unterschiedlicher dreidimensionaler Elemente eine gleiche Farbe und gleiche optische Eigenschaften in wenigstens einen Teil der dreidimensionalen Elemente (1) haben.

2. Ein dekoratives Material, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen dreidimensionalen Elementen (1) die gleich ausgerichteten Abschnitte (2,3,4,5) der Oberflächen der unterschiedlichen, dreidimensionalen Elemente (1) eine gleiche Farbe und gleiche optische Eigenschaften haben.

3. Ein dekoratives Material, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlich ausgerichteten Abschnitte (2,3,4,5) der Oberfläche von jedem dreidimensionalen Element (1) einschließlich des Abschnittes der Oberfläche zwischen benachbarten dreidimensionalen Elementen wenigstens drei unterschiedliche Farben und/oder drei unterschiedliche, optische Eigenschaften haben.

4. Ein dekoratives Material, wie in Anspruch 3 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die drei Farben für die unterschiedlich ausgerichteten Abschnitte der dreidimensionalen Elemente der Oberfläche verwendet werden, drei Hauptfarben (Rot, Blau und eine aus der Farbgruppe von Gelb, Gelbgrün und Grün) ausgewählt werden.

5. Ein dekoratives Material, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturoberfläche in der Form von gleichmäßig angeordneten Vorsprüngen und/oder Vertiefungen hergestellt ist, die als die dreidimensionalen Elemente (16) mit drei Seiten hergestellt sind, die bei allen dreidimensionalen Elemente gleich ausgerichtet sind, wohingegen die Seiten von jedem der dreidimensionalen Elementen durch in eine Spitze konvergierende Rippen getrennt sind, und daß die Schärfe der Rippen und Spitze durch das Verhältnis aus der Höhe des Elements zu dem Abrundungsradius seine Rippe und Spitze in dem Bereich von 3 bis 300 liegt, und wobei jede der drei Seiten eine unterschiedliche Farbe und/oder unterschiedliche optische Eigenschaften als die der zwei anderen Seiten des Elements hat.

6. Ein dekoratives Material, wie in Anspruch 5 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturoberfläche in der Form von abwechselnden, dreiflächigen Projektionen und Vertiefungen hergestellt ist, wobei jede Fläche (17,18,19) flach ausgebildet ist.

7. Ein dekoratives Material, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer lichtdurchlässigen Schutzschicht (22) mit einer glatten Außenoberfläche versehen ist.

8. Ein dekoratives Material, wie in Anspruch 7 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzschicht (25) in der Form einer flachen, lichtdurchlässigen Platte hergestellt ist und ein Zwischenraum (26) zwischen dieser Schicht und der farbdynamischen Strukturoberfläche vorgesehen ist.

9. Ein Verfahren zum Herstellen eines dekorativen Materials, das eine farbdynamische Strukturoberfläche mit einer Mehrzahl dreidimensionaler Elemente (1) hat, wobei die unterschiedlich ausgerichteten Abschnitte seiner Oberfläche unterschiedliche Farben und/oder optische Eigenschaften haben, wobei die Strukturoberfläche durch die dreidimensionalen Elemente (1) gebildet ist, wobei das Verhältnis aus dem Gesamtbereich der Oberflächen von all den dreidimensionalen Elementen und den Zwischenräumen zwischen den Basen dieser Elemente zu dem Oberflächenbereich, auf dem sie sich befinden, im Bereich von 1,2 bis 24 ist, und das Verhältnis der mittleren Höhe (H) der dreidimensionalen Elemente zu dem mittleren Abrundungsradius (R) ihrer Spitzen in dem Bereich von 3 bis 300 ist, und den unterschiedlich ausgerichteten Abschnitten (2,4,3,5) der Oberflächen der dreidimensionalen Elemente unterschiedliche Farben und/oder unterschiedliche optische Eigenschaften derart verliehen werden, daß die gleich ausgerichteten Abschnitte der Oberflächen der unterschiedlichen, dreidimensionalen Elemente eine gleiche Farbe und gleiche optische Eigenschaften haben.

10. Ein Verfahren, wie in Anspruch 9 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Farben oder unterschiedlichen, optischen Eigenschaften den unterschiedlich ausgerichteten Abschnitten der Oberflächen der dreidimensionalen Elemente durch Aufbringen verschiedener Materialien einschließlich von Farbmitteln verliehen werden, das unter einem Winkel zu der Materialoberfläche durchgeführt wird, auf dem die dreidimensionalen Elemente gebildet werden.

11. Ein Verfahren, wie in Anspruch 10 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Farben durch Aufbringen von Farbmitteln durch Sprühen erhalten werden, wobei die Achse des Sprühkegels unter einem 3 bis 5º kleinerem Winkel als der Neigungswinkel der dreidimensionalen Elemente zu der Oberfläche positioniert wird, auf der sie angeordnet sind.

12. Ein Verfahren zum Herstellen von dekorativem Material, das eine farbveränderliche Strukturoberfläche mit einer Mehrzahl von dreidimensionalen Elementen (1) hat, deren unterschiedlich ausgerichtete Abschnitte unterschiedliche Farben haben, wobei die dreidimensionalen Strukturelemente durch Abschnitte der Oberfläche gebildet sind, denen die Farben und/oder die optischen Eigenschaften, die sich voneinander unterscheiden, im voraus verliehen worden sind, wobei das Verhältnis aus dem gesamten Bereich der Oberflächen aller dreidimensionaler Elemente (1) und den Zwischenräumen zwischen diesen Elementen zu dem Bereich der Oberfläche, auf dem sie angeordnet sind, in dem Bereich von 1,2 bis 24 liegt, und das Verhältnis der mittleren Höhe (H) der dreidimensionalen Elemente zu dem mittleren Abrundungsradius (R) ihre Spitzen in dem Bereich von 3 bis 300 ist, so daß gleich ausgerichtete Abschnitte der Oberflächen der unterschiedlichen, dreidimensionalen Elemente eine gleiche Farbe und gleiche optische Eigenschaften annehmen.