<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze voor het vervaardigen van een geëmailleerd schrijfbord.
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een geëmailleerd schrijfbord waarbij men op een substraat minstens een emaillaag aanbrengt.
Dergelijke schrijfborden worden veel gebruikt omwille van hun bijzondere eigenschappen. Ze zijn bijzonder slijtvast, en gemakkelijk te beschrijven en opnieuw af te vegen. In veel gevallen kunnen ze zowel met speciale stiften als met krijt worden beschreven en kunnen ze tevens als projectiescherm worden gebruikt.
Het probleem is evenwel dat wat op het bord geschreven wordt niet kan worden bewaard en dit in tegenstelling tot zogenoemde "touch screens waarbij de positie van een schrijfpen of dergelijke op het bord kan worden gedetecteerd en naar een computer kan worden gestuurd.
Dergelijke "touch screens zijn gebaseerd op resistieve en capacitieve methodes.
Ze bezitten bijvoorbeeld een laag glas of doorschijnende kunststof die aan de rugzijde bekleed is met een resistieve laag waarop discrete puntelektrodes zijn aangebracht, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooi nr. 4. 806. 709. Aan de elektrodes wordt een wisselstroom aangelegd. De stromen door de elektrodes wanneer een druk uitgeoefend wordt op de resistieve laag worden gemeten.
In het Amerikaanse octrooi nr. 5. 365. 461 wordt een "touch screen" met een sensor beschreven, bestaande uit een glazen
<Desc/Clms Page number 2>
plaat bekleed met een continue of discontinue geleidende laag, het geheel bekleed met een dunne beschermlaag. Een variërende spanning wordt aan de geleidende laag aangelegd en ook aan een schrijfpen wordt een spanning aangelegd en de stroom op de hoeken van de sensor wordt gemeten.
Volgens het Amerikaanse octrooi nr. 4. 616. 106 worden elektrische signalen, uitgezonden door een schrijfpen, door de geleiders van een rooster ontvangen en naar sensoren gestuurd.
Een capacitief aanraakgevoelig scherm wordt ook beschreven in het Amerikaanse octrooi nr. 5. 457. 289. Een aanraakgevoelige sensor is op een vloeibaar kristallen scherm of dergelijke aangebracht en is aan de voorzijde bekleed met een niet-geleidende laag en daarop een geleidende laag. Een spanning wordt aan de sensor en een tweede spanning wordt aan de geleidende laag aangelegd en de veranderingen in capactiteit tengevolge van het aanraken worden gemeten.
De Japanse octrooiaanvrage nr. 10-222303 beschrijft een scherm met rijen en kolommen van geleiders waaraan sequentieel pulsen worden toegevoerd. De positie van een pen op het bord wordt bepaald door elektrostatische capaciteitskoppeling.
Voornoemde documenten beschrijven evenwel geen echt schrijfbord waarop met een viltpen of met krijt kan worden geschreven en die kan worden afgeveegd. De beschreven schermen zijn ook zeer gevoelig aan beschadiging en weinig slijtvast.
<Desc/Clms Page number 3>
De uitvinding heeft als doel een werkwijze voor het vervaardigen van een schrijfbord te verschaffen waarbij de voordelen van de geëmailleerde schrijfborden en van de schrijfborden met positiebepaling van de schrijfpen of dergelijke, worden gecombineerd.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat men tussen minstens een op het substraat aangebrachte elektrisch isolerende laag en minstens een elektrisch isolerende emaillaag minstens een laag aanbrengt die het zend- of ontvanggedeelte bevat van een elektronische positiedetectie-inrichting.
Via allerhande onder meer bekende technieken van elektronische positie detectie, zoals capacitieve koppeling met hoogfrequente stromen zoals beschreven in de
EMI3.1
Amerikaanse octrooien nr. 4. nr. 4. nr. 5. nr. 5. en de Japanse octrooiaanvrage nr. 10-222. koppeling met een pen die een elektromagnetisch veld uitzendt, of akoestische detectie, kan de positie van de pen waarmee men op het bord schrijft elektronsich gedetecteerd worden en bijvoorbeeld opgeslagen in een geheugen en/of weergegeven op een scherm.
De laag met het zend-of ontvanggedeelte is van contacten voorzien die men aansluit op de elektronische positiedetectie-inrichting.
Als zend- of ontvanggedeelte brengt men bij voorkeur minstens twee reeksen oppervlakken aan met daartussen minstens een elektrisch isolerende emaillaag.
Men brengt deze oppervlakken bij voorkeur aan in de vorm van banen, waarbij de banen van de oppervlakken van de
<Desc/Clms Page number 4>
eerste reeks de banen van de oppervlakken van de tweede reeks, bi] voorkeur loodrecht, kruisen.
Men kan de oppervlakken inbranden bij een temperatuur tussen 500 C en 900 C.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een werkwijze voor het vervaardigen van een geëmailleerd schrijfbord volgens de uitvinding beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekening, die schematisch de opbouw weergeeft van een volgens de uitvinding vervaardigd schrijfbord.
Om het geëmailleerd schrijfbord weergegeven in de enige figuur te vervaardigen, voorziet men in een continue emailleerinrichting een strook 1 van dun emailleerbaar staal met een dikte van bijvoorbeeld 350 tot 500 micrometer, die bijvoorbeeld van een rol wordt afgewikkeld, van een porseleinen of glasachtige emailgrondlaag 2, met een dikte van bijvoorbeeld 80 micrometer en facultatief daarop een elektrisch isolerende email deklaag 2a van bijvoorbeeld eveneens 80 micrometer, waarna men deze strook 1 in platen 3 snijdt met de afmetingen van het schrijfbord.
In een variante kan men uitgaan van een plaat van roestvast staal in plaats van uit te gaan van een plaat 3 uit
EMI4.1
geëmailleerd staal. Op het substraat dat door deze plaat 3 en eventueel de emaillagen 2 en 2a is gevormd, brengt men, bijvoorbeeld met behulp van zeefdruk, een elektrisch isolerende emaillaag 4 aan die men inbrandt op 5000C tot 900 C.
<Desc/Clms Page number 5>
Met behulp van zeefdrukken bouwt men op deze isolerende emaillaag 4 vervolgens een aanraakgevoelige sensor op.
Hiertoe brengt men eerst een reeks parallelle elektrisch geleidende oppervlakken aan in de vorm van banen 5 met een breedte van 0, 3 tot 2 mm en bij voorbeeld van 0, 3 tot 1 mm en op een onderlinge afstand van 0, 5 tot 2 mm.
In een variante brengt men de geleidende oppervlakken aan in de vorm van banen 5 met een breedte van 0, 1 tot 10 mm en op een onderlinge afstand van 0, 1 tot 20 mm.
Deze geleidende banen 5 vormt men bijvoorbeeld door middel van een pasta van zilver, zilver-platina of een andere zilverlegering, die men na het aanbrengen, inbrandt bij een temperatuur tussen 500OC en 900 C, bijvoorbeeld bij 8500C.
Op een uiteinde van elk van de banen 5 vormt men een rechthoekig contactvlak 6.
Met uitzondering van een strook boven de contactvlakken 6, bedekt men de banen 5 volledig en de ertussen zichtbare laag 4 geheel of gedeeltelijk met een tweede elektrisch isolerende emaillaag 7 die men inbrandt tussen 5000C en 900 C.
Men vormt verder de sensor door met behulp van zeefdrukken op deze emaillaag 7, en eventueel op niet door deze emaillaag 7 bedekte delen van de laag 4, een tweede reeks parallelle elektrisch geleidende oppervlakken aan te brengen in de vorm van banen 8.
Deze banen 8 zijn gelijkaardig aan voornoemde banen 5 met bijvoorbeeld dezelfde breedte en onderlinge afstanden, maar
<Desc/Clms Page number 6>
ze zijn loodrecht op deze laatste gericht. Op hun uiteinde vormen ze conctactvlakken 9.
Na het inbranden bij 5000C tot 9000C van deze zilverbanen 8 bedekt men ze, met uitzondering van de contactvlakken 9, samen met de ertussen gelegen delen van de emaillaag 7 en eventueel van de laag 4, door een witte, elektrisch isolerende eindlaag 10.
Men brengt deze eindlaag 10 door middel van zeefdruk aan waarna men ze eveneens inbrandt bij temperaturen tussen 500 en 900 C.
Deze eindlaag 10 kan bijvoorbeeld bestaan uit een laag met dielectricum en een of meer witte emaillagen daarboven waarvan minstens de laatste geschikt is voor het beschrijven met viltstiften en het nadien afvegen van het geschrevene en/of geschikt is voor projectiedoeleinden.
In plaats van een witte kan men als laatste laag een pastelkleurige emaillaag aanbrengen die geschikt is voor het beschrijven met viltstiften en het nadien afvegen van het geschrevene, en/of geschikt is voor projectiedoeleinden.
In een variante kan men als laatste laag een groene of donkere emaillaag aanbrengen die geschikt is voor krijtbordtoepassingen.
Tot slot soldeert men aan de contactvlakken 6 en 9 koperen contacten 11. Men kan deze contacten 11 ook lijmen met elektrisch geleidende lijm, of mechanisch verbinden.
De contacten 11 vormen de uiteinden van geleiders 12 die men aansluit op een elektronische eenheid 13.
<Desc/Clms Page number 7>
Deze elektronische eenheid 13 bevat een emittor die achtereenvolgens hoogfrequente pulsen sequentieel door de banen 5 en 8 stuurt.
Aan deze elektronische eenheid 13 is een detectiepen 14 gekoppeld die, wanneer ze in contact wordt gebracht met het schrijfbord via een elektrostatische capacitieve koppeling de plaats detecteert waar ze zieh bevindt op de door de banen 5 en 8 gevormde elektroden.
De elektronische eenheid bepaalt de positie uitgaande van het signaal van de pen 14 en geeft deze positie weer op een eraan gekoppeld scherm 15.
Tot slot werkt men het geheel gaande van de plaat 3 tot de eindlaag 10 af tot een elektronisch schrijfbord door de plaat 3 te verlijmen, bijvoorbeeld met behulp van neopreencontactlijm 17, op een stijve basis 16, bijvoorbeeld een spaanderplaat van 10 mm dik, waarbij men de bedradingen verwerkt onder de geprofileerde randen van het schrijfbord.
De geleidende oppervlakken moeten niet noodzakelijk de vorm van banen 5 en 8 innemen. Men kan ook andere patronen van banen toepassen, zoals concentrische voor de ene reeks en radiale banen voor de andere reeks.
Ook andere positiedetectie-inrichtingen zijn bruikbaar.
Zo kan men enkel aan de hozizontale banen 5 een stroom toevoeren terwijl de verticale banen 8 met de grond zijn verbonden.
<Desc/Clms Page number 8>
De horizontale positie van de pen, die in dit geval niet detecteert en niet verbonden is met de elektronische eenheid 13, kan worden bepaald door de verandering in capaciteit te meten tussen twee naburige banen en dus tussen een pare en een onpare baan.
De verticale positie van de pen bepaalt men door stroom toe te voeren aan de pare verticale banen 8 terwijl de horizontale banen met de grond verbonden zijn en de verandering in capaciteit te meten tussen naburige verticale banen 8.
Deze twee bepalingen worden alternerend 50 maal per seconde uitvoerd zodat de baan van de pen nauwkeurig kan worden gevolgd.
Een andere mogelijkheid bestaat erin de pen, die in dit geval eveneens niet is verbonden met de elektronische eenheid 13, te lokaliseren met behulp van"elektrostatische capaciteitskoppeling", zoals beschreven in voornoemde Japanse octrooiaanvrage nr. 10-222. 303. Hierbij treden de horizontale en verticale banen 5 en 8 alternerend op als signaalemittors en signaaldetectors.
Een nog andere mogelijkheid bestaat erin de banen 5 en 8 uit resistief materiaal te vervaardigen in plaats van uit geleidend materiaal of zelfs deze banen 5 en 8 samen met de isolerende laag ertussen te vervangen door een uniforme laag van resistief materiaal met erop discrete elektrodes, zoals beschreven in voornoemde Amerikaanse octrooien nr.
4. 806. 709, nr. 5. 365. 461 of nr. 5. 457. 289.
In plaats van een pen te gebruiken die een ontvanger vormt terwijl de banen 5 en 8 signalen zenden, kan men een pen
<Desc/Clms Page number 9>
gebruiken die een elektromagnetisch veld uitzendt. De banen 5 en 8 vormen dan als het ware antennes en dus ontvanggedeelten van de positiedetectie-inrichting.
Doordat de pen die zieh over het schrijfbord beweegt, een hoogfrequent geluid maakt, is een nog andere geschikte positiedetectie-inrichting op een akoestische detectie gebaseerd. In dit geval brengt men tussen de banen 5 en 8 een of meer elektrisch isolerende lagen 4 aan die microfonisch zijn, dit wil zeggen akoestische energie in elektrische energie kunnen omzetten en bijvoorbeeld piëzo-elektrisch zijn. De banen 5 en 8 werken dan als microfonen.
De uitvinding zal nader worden geïllustreerd aan de hand van volgende praktische voorbeelden : Voorbeeld l : Een strook 1 van emailleerbaar staal volgens EN 10209 met een dikte van 0, 35 mm en een breedte van 1200 mm, wordt continu geëmailleerd in een continu coilcoating proces bij een inbrandtemperatuur van 8300C gedurende drie minuten.
Hierbij wordt de grondlaag 2 aangebracht met behulp van rollercoaten. De samenstelling van de aan te brengen grondlaagdispersie is als volgt (in gewichtsprocenten) : Grondemail Pemco GS1809 50, 00 Grondemail Pemco GR 1224 20, 00 Grondemail Ferro 2720 30, 00 Kwarts Sibelco 40, 00 Klei Pemco H231 4, 00 Klei Pemco H230 6, 00
<Desc/Clms Page number 10>
Boorzuur 0, 15 Bentoniet 0, 20 Natriumnitrit 0, 05 Water 69, 00 De maalfijnheid van deze grondlaagdispersie bedraagt 3 op een Bayer zeef van 3600 mesh.
De laagdikte na emailleren bedraagt 100 Mm aan de bovenkant en 25 Mm aan de onderkant.
Vervolgens wordt de geëmailleerde staalstrook geknipt tot platen 3 van 900 X 1200 mm.
Deze platen 3 worden voorzien van een eerste emaillaag 4 bij lage temperatuur smeltend borosilicaat dielectricum Ferro Electronics FX-11-045, aangebracht met behulp van een 34T zeef.
Na infrarood uitdroging van de aanwezige solventen wordt voorgaande stap herhaald en dus een nieuwe laag diëlectricum aangebracht, gevolgd door een infrarood droging en het samen branden gedurende 8 minuten op 6300C in een horizontale oven.
Vervolgens wordt op het aldus aangebracht diëlectricum zilverpasta Heraeus C 8041-2 gezeefdrukt (300 mesh zeef) in banen 5 van 1 mm breedte en met een onderlinge afstand van 1 mm, gevolgd door drogen en inbranden gedurende 8 minuten op 630 C.
Deze platen 3 worden vervolgens opnieuw voorzien van een elektrisch isolerende laag 7 van bij lage temperatuur
<Desc/Clms Page number 11>
smeltend borosilicaat diëlectricum Ferro Electronics FX-11-045, aangebracht met behulp van een 34T zeef.
Na infrarood uitdroging van de aanwezige solventen wordt voorgaande stap herhaald en dus een nieuwe laag diëlectricum aangebracht, gevolgd door een infrarood droging en het samen branden gedurende 8 minuten op 630OC in een horizontale oven.
Vervolgens wordt op het diëlectricum zilverpasta Heraeus C 8041-2 gezeefdrukt (300 mesh zeef) in banen 8 van 1 mm breedte en met een onderlinge afstand van 1 mm, met dien verstande dat de geleidende zilverbanen 8 loodrecht gedrukt worden op de voornoemde geleidende banen 5, gevolgd door drogen en inbranden gedurende 8 minuten op 6300C.
Vervolgens wordt met behulp van een 34T zeef een isolerende laag 10 van diëlectricum FX-11-045 gedrukt, gedroogd en ingebrand gedurende 8 minuten op 6300C.
Tenslotte wordt het geheel voorzien van een witte afdeklaag van email (type Colorobbia VV1014/02) gedrukt met een zeef van 34T aangebracht in drie lagen na elkaar gevolgd door drie infrarooddroogstappen.
De afdeklaag wordt ingebrand bij 6300C gedurende acht minuten zodat een goed beschrijfbaar en afveegbaar witbord oppervlak bekomen wordt, dat tevens geschikt is voor projectie.
Tijdens het drukken van de zilverbanen worden aan de uiteinden van de zilverbanen en dus aan de randen van het witbord contactvlakken 6, 9 van 2 x 2 mm gedrukt. Deze
<Desc/Clms Page number 12>
worden niet bedrukt met diëlectricum, noch met de witte afdeklaag.
Op deze contactvlakken worden vertinde kopercontacten gesoldeerd met behulp van soldeerpasta 62Sn/36P/2Ag.
Tot slot wordt het geheel afgewerkt tot een elektronisch schrijfbord door de verkregen geëmailleerde plaat te verlijmen, bijvoorbeeld met behulp van neopreencontactlijm, op een spaanderplaat van 10 mm dik, waarbij de bedradingen verwerkt zijn onder de geprofileerde randen van het bord.
De signaaldetectie wordt uitgevoerd door middel van capacitieve captatie zoals beschreven in voornoemde Japanse octrooiaanvrage nr. 10-222303. De elektronica hiervoor kan worden verwerkt in de achterkant en de zijkanten van het bord.
Voorbeeld 2 : Er wordt op dezelfde manier als bij voorbeeld 1 tewerk gegaan maar met dit verschil dat de stalen platen eerst geknipt worden en vervolgens op een conventionele manier geëmailleerd en ingebrand worden in een horizontale emailleeroven ("lay down" oven waarin de platen horizontaal worden getransporteerd) in plaats van in een continue emailleerlijn.
Voorbeeld 3 : De werkwijze van voorbeeld 1 wordt herhaald maar de dikte van de bladen bedraagt nu 0, 6 mm en alle inbrandstappen
<Desc/Clms Page number 13>
gebeuren in een conventionele emailleerhangoven waarin de platen verticaal worden getransporteerd.
Van elke plaat wordt de strook met de gaten die nodig zijn voor de verticale ophanging nadien afgeknipt, bijvoorbeeld met een schaar of door lasersnijden-of waterjetten.
Voorbeeld 4 : Roestvrij staal AISI 430 met een dikte van 0, 6 mm wordt geknipt tot platen van 1200 X 3000 mm en alkalisch ontvet.
Vervolgens wordt het roestvrij staal bedrukt met ESL diëlectricum 4914 met behulp van een zeef van 200 mesh.
Vervolgens wordt het diëlectricum gedroogd met infrarood verwarming tot de solventen verdampt zijn.
De twee vorige stappen worden herhaald en het diëlectricum wordt vervolgens ingebrand in een "lay-down" oven op 8500C gedurende vijftien minuten.
Opnieuw wordt het staal bedrukt met ESL diëlectricum 4914 met behulp van een zeef van 200 mesh en wordt het diëlectricum gedroogd met infrarood waarna het diëlectricum opnieuw wordt ingebrand op 850 C.
Vervolgens worden in de langsrichting van de plaat geleiderbanen met een 325 mesh zeef gedrukt met behulp van Heraeus zilver-platina-pasta C1602. De lijndikte bedraagt 0, 5 mm en de onderlinge afstand 1 mm.
<Desc/Clms Page number 14>
De zilver-platina pasta wordt door middel van infrarood gedroogd en ingebrand bij 8500C gedurende 15 minuten.
Vervolgens wordt ESL diëlectricum 4914 gezeefdrukt met behulp van een zeef van 200 mesh, infrarood gedroogd en ingebrand op 850 C gedurende 15 minuten.
Op de hiervoor beschreven manier worden opnieuw geleiderbanen aangebracht, gedroogd en ingebrand, maar nu in de dwarsrichting van de plaat.
Tenslotte wordt het geheel voorzien van een witte afdeklaag van email (type Colorobbia W1014/02) die gedrukt wordt met een zeef van 34T en aangebracht wordt in drie lagen na elkaar gevolgd door drie infrarooddroogstappen.
De afdeklaag wordt ingebrand bij 6300C gedurende acht minuten zodat een goed beschrijfbaar en afveegbaar witbord oppervlak bekomen wordt, dat tevens geschikt is voor projectie.
Tijdens het drukken van de zilverbanen worden aan de uiteinden van de zilverbanen en dus aan de randen van het witbord contactvlakken van 2 x 2 mm gedrukt. Deze worden niet bedrukt met diëlectricum, noch met de witte afdeklaag.
Op deze contactvlakken worden vertinde kopercontacten gesoldeerd met behulp van soldeerpasta 62Sn/36P/2Ag.
Tenslotte wordt het geheel afgewerkt tot een elektronisch schrijfbord door de verkregen geëmailleerde plaat te verlijmen met behulp van neopreencontactlijm op een spaanderplaat van 10 mm dik, waarbij de bedradingen verwerkt zijn onder de geprofileerde randen van het bord.
<Desc/Clms Page number 15>
De signaaldetectie wordt uitgevoerd door middel van capacitieve captatie zoals beschreven in voornoemde Japanse octrooiaanvrage nr. 10-222303. De elektronica hiervoor kan worden verwerkt in de achterkant en in de zijkanten van het bord.
Voorbeeld 5 : De werkwijze van voorbeeld 1 wordt herhaald met dit verschil dat de plaatafmeting 900 X 3000 mm bedraagt, de geleiderbanen 2 mm van elkaar liggen en contactvlakken van 2 X 2 mm op een uiteinde van de geleiderbanen met behulp van een 325 mesh zeef goudpasta Ferro Electronics NC-616A wordt gedrukt die na drogen met infrarood ingebrand wordt bij 6300C gedurende 8 minuten.
De contactvlakken en hun randen worden afgeplakt met een zelfklevende tape en met behulp van conventioneel nat spuiten wordt volgende krijtbordsuspensie aangebracht : (in gew. %) Pemco email 8297 47, 0 Ferro email 1084 43, 0 Pemco email P941P 3, 0 Pemco email GS 1919 7, 0 Ferro clay 2 4, 0 Ferro clay 10 4, 0 Natriumaluminaat 0, 2 Color pigment Ferro FK 3797 1, 9 Color pigment Ferro FK 8512 0, 4 Color pigment Ferro FK 1192 0, 7 Color pigment Ferro FA 8515 2, 5
<Desc/Clms Page number 16>
Water 60, 0 De maalfijnheid bedraagt 2 op een 3600 mesh Bayer zeef.
De laagdikte bedraagt 90 m.
Zodra de dispersie gedeeltelijk gedroogd is, worden de tapes boven de contactvlakken verwijderd.
Na volledig drogen wordt het geheel ingebrand bij 630 C gedurende 8 minuten zodat een mat groen krijtbord oppervlak verkregen wordt.
Dit oppervlak wordt verlijmd met een PVAC lijm op een iets kleinere spaanderplaat.
Op de met goud bedekte contactvlakken worden mechanische connectoren aangebracht.
De volledige omranding wordt aangebracht door het bord te plaatsen in een mal met een opening voor de uitgaande bekabeling en te omgieten met twee componenten polyurethaan.
De krijthouder wordt voorzien van een elektronische emittor op batterijen die hoogfrequente elektromagnetische golven uitzendt.
Bij het beschrijven met krijt worden de x, y-coordinaten van de emittorpositie gecapteerd in de betreffende onderliggende langs- en dwarsbanen van geleidend materiaal.
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke werkwijze voor het vervaardigen van een
<Desc/Clms Page number 17>
geëmailleerd schrijfbord kan in verschillende varianten worden uitgevoerd zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Method for manufacturing an enamelled writing board.
This invention relates to a method for manufacturing an enamelled writing board wherein at least one enamel layer is applied to a substrate.
Such writing boards are widely used because of their special properties. They are extremely durable, and easy to describe and wipe again. In many cases they can be described with special markers as well as with chalk and they can also be used as a projection screen.
However, the problem is that what is written on the board cannot be saved, and this in contrast to so-called "touch screens" in which the position of a writing pen or the like on the board can be detected and sent to a computer.
Such "touch screens are based on resistive and capacitive methods.
They have, for example, a layer of glass or translucent plastic coated on the back with a resistive layer on which discrete tip electrodes are provided, as described in U.S. Patent No. 4,806,709. An alternating current is applied to the electrodes. The currents through the electrodes when a pressure is applied to the resistive layer are measured.
U.S. Patent No. 5,364,461 describes a "touch screen" with a sensor consisting of a glass
<Desc / Clms Page number 2>
plate coated with a continuous or discontinuous conductive layer, the whole coated with a thin protective layer. A varying voltage is applied to the conductive layer and a voltage is also applied to a writing pen and the current at the corners of the sensor is measured.
According to U.S. Patent No. 4,616,110, electrical signals transmitted by a writing pen are received by the conductors of a grid and sent to sensors.
A capacitive touch sensitive screen is also described in U.S. Patent No. 5,457,289. A touch sensitive sensor is mounted on a liquid crystal screen or the like and is coated on the front with a non-conductive layer and a conductive layer thereon. A voltage is applied to the sensor and a second voltage is applied to the conductive layer and the changes in capacitance due to contact are measured.
Japanese Patent Application No. 10-222303 describes a screen with rows and columns of conductors to which sequentially pulses are applied. The position of a pin on the board is determined by electrostatic capacitance coupling.
However, the aforementioned documents do not describe a real writing board which can be written on with a felt-tip pen or chalk and can be wiped off. The screens described are also very susceptible to damage and not wear-resistant.
<Desc / Clms Page number 3>
The invention has for its object to provide a method for manufacturing a writing board in which the advantages of the enamelled writing boards and of the writing boards with positioning of the writing pen or the like are combined.
This object is achieved according to the invention in that at least one layer is provided between at least one electrically insulating layer applied to the substrate and at least one electrically insulating enamel layer containing the transmitting or receiving part of an electronic position-detecting device.
By means of all kinds of known techniques of electronic position detection, such as capacitive coupling with high-frequency currents as described in the
EMI3.1
U.S. Patents No. 4. No. 4. No. 5. No. 5. and Japanese Patent Application No. 10-222. coupling to a pen emitting an electromagnetic field, or acoustic detection, the position of the pen with which one writes on the board can be electronically detected and, for example, stored in a memory and / or displayed on a screen.
The layer with the transmitting or receiving part is provided with contacts which are connected to the electronic position detection device.
The transmitting or receiving section is preferably provided with at least two sets of surfaces with at least one electrically insulating enamel layer in between.
These surfaces are preferably applied in the form of webs, with the webs of the surfaces of the webs
<Desc / Clms Page number 4>
first series intersect the webs of the surfaces of the second series, preferably perpendicularly.
The surfaces can be burned in at a temperature between 500 C and 900 C.
With the insight to better demonstrate the features of the invention, a few preferred embodiments of a method for manufacturing an enamelled writing board according to the invention are described below with reference to the accompanying drawing, which schematically shows the construction. of a writing board according to the invention.
In order to manufacture the enamelled writing board shown in the sole figure, a continuous enamel device is provided with a strip 1 of thin enamelable steel with a thickness of, for example, 350 to 500 micrometres, which is for example unwound from a roll, of a porcelain or glassy enamel base layer 2 with a thickness of, for example, 80 micrometers and optionally thereon an electrically insulating enamel cover layer 2a of, for example, also 80 micrometers, after which this strip 1 is cut into plates 3 with the dimensions of the writing board.
In a variant, one can start from a stainless steel plate instead of starting from a plate 3 from
EMI4.1
enamelled steel. An electrically insulating enamel layer 4 is applied to the substrate formed by this plate 3 and possibly the enamel layers 2 and 2a, for example by means of screen printing, which is burned in at 5 DEG C. to 900 DEG C.
<Desc / Clms Page number 5>
With the aid of screen printing, a touch-sensitive sensor is then built up on this insulating enamel layer 4.
For this purpose, a series of parallel electrically conductive surfaces is first applied in the form of webs 5 with a width of 0, 3 to 2 mm and, for example, 0, 3 to 1 mm and at a mutual distance of 0.5 to 2 mm.
In a variant, the conductive surfaces are applied in the form of strips 5 with a width of 0.1 to 10 mm and at a mutual distance of 0.1 to 20 mm.
These conductive paths 5 are formed, for example, by means of a paste of silver, silver-platinum or another silver alloy which, after application, is burned in at a temperature between 500 ° C and 900 ° C, for example at 8500 ° C.
A rectangular contact surface 6 is formed on one end of each of the tracks 5.
With the exception of a strip above the contact surfaces 6, the webs 5 are completely covered and the layer 4 visible between them wholly or partly with a second electrically insulating enamel layer 7 which is burned in between 5000C and 900C.
The sensor is further formed by applying a second series of parallel electrically conductive surfaces to this enamel layer 7, and possibly to parts of the layer 4 not covered by this enamel layer 7, in the form of tracks 8.
These tracks 8 are similar to the aforementioned tracks 5 with, for example, the same width and mutual distances, but
<Desc / Clms Page number 6>
they are directed perpendicular to the latter. They form contact surfaces 9 at their ends.
After these silver webs 8 have been burned in at 5000C to 9000C, they are covered, with the exception of the contact surfaces 9, together with the intermediate parts of the enamel layer 7 and optionally of the layer 4, by a white, electrically insulating end layer 10.
This final layer 10 is applied by means of screen printing, after which it is also burned in at temperatures between 500 and 900 C.
This final layer 10 may, for example, consist of a layer with dielectric and one or more white enamel layers above it, at least the last of which is suitable for writing with felt-tip pens and subsequently wiping off what is written and / or suitable for projection purposes.
Instead of a white one can apply as last layer a pastel-colored enamel layer which is suitable for writing with felt-tip pens and then wiping off the written material, and / or suitable for projection purposes.
In a variant, the last layer can be a green or dark enamel layer that is suitable for chalkboard applications.
Finally, copper contacts 11 are soldered to the contact surfaces 6 and 9. These contacts 11 can also be glued with electrically conductive glue, or mechanically connected.
The contacts 11 form the ends of conductors 12 which are connected to an electronic unit 13.
<Desc / Clms Page number 7>
This electronic unit 13 comprises an emitter which successively transmits high-frequency pulses through the tracks 5 and 8.
Connected to this electronic unit 13 is a detection pin 14 which, when brought into contact with the writing board via an electrostatic capacitive coupling, detects the location where it is located on the electrodes formed by the paths 5 and 8.
The electronic unit determines the position based on the signal from the pin 14 and displays this position on a screen 15 coupled thereto.
Finally, the whole thing going from the plate 3 to the final layer 10 is finished into an electronic writing board by gluing the plate 3, for example with the aid of neoprene contact glue 17, onto a rigid base 16, for example a chipboard 10 mm thick, whereby the wiring processed under the profiled edges of the writing board.
The conductive surfaces do not necessarily have to take the form of tracks 5 and 8. Other patterns of tracks can also be applied, such as concentric paths for one series and radial tracks for the other series.
Other position detection devices can also be used.
Thus, current can only be supplied to the horizontal tracks 5 while the vertical tracks 8 are connected to the ground.
<Desc / Clms Page number 8>
The horizontal position of the pin, which in this case does not detect and is not connected to the electronic unit 13, can be determined by measuring the change in capacitance between two adjacent paths and thus between a pair and an unpair path.
The vertical position of the pin is determined by applying power to the pair of vertical tracks 8 while the horizontal tracks are connected to the ground and measuring the change in capacity between adjacent vertical tracks 8.
These two determinations are performed alternately 50 times per second so that the path of the pen can be accurately followed.
Another possibility is to locate the pin, which in this case is also not connected to the electronic unit 13, with the aid of "electrostatic capacitance coupling", as described in the aforementioned Japanese Patent Application No. 10-222. 303. The horizontal and vertical tracks 5 and 8 act alternately as signal emitters and signal detectors.
Yet another possibility is to manufacture the sheets 5 and 8 from resistive material instead of from conductive material or even to replace these sheets 5 and 8 together with the insulating layer between them with a uniform layer of resistive material with discrete electrodes on it, such as described in the aforementioned U.S. Pat.
4,806,709, No. 5,364,461 or No. 5,457,289.
Instead of using a pin that forms a receiver while the tracks 5 and 8 send signals, one can use a pin
<Desc / Clms Page number 9>
use that emits an electromagnetic field. The tracks 5 and 8 then form, as it were, antennas and thus receive sections of the position detection device.
Because the pen moving over the writing board makes a high-frequency sound, yet another suitable position detection device is based on an acoustic detection. In this case, one or more electrically insulating layers 4 are provided between the tracks 5 and 8, which are microphonic, that is, can convert acoustic energy into electrical energy and are, for example, piezoelectric. The lanes 5 and 8 then work as microphones.
The invention will be further illustrated with reference to the following practical examples: Example 1: A strip 1 of enamelable steel according to EN 10209 with a thickness of 0.35 mm and a width of 1200 mm is continuously enamelled in a continuous coil coating process at a burn-in temperature of 8300C for three minutes.
The base layer 2 is hereby applied with the aid of roller coating. The composition of the base coat dispersion to be applied is as follows (in weight percent): Ground enamel Pemco GS1809 50, 00 Ground enamel Pemco GR 1224 20, 00 Ground enamel Ferro 2720 30, 00 Quartz Sibelco 40, 00 Clay Pemco H231 4, 00 Clay Pemco H230 6 , 00
<Desc / Clms Page number 10>
Boric acid 0, 15 Bentonite 0, 20 Sodium nitrit 0, 05 Water 69, 00 The fineness of this primer dispersion is 3 on a 3600 mesh Bayer sieve.
The layer thickness after enamel is 100 Mm at the top and 25 Mm at the bottom.
The enamelled steel strip is then cut into plates 3 of 900 X 1200 mm.
These plates 3 are provided with a first enamel layer 4 at low temperature melting borosilicate dielectric Ferro Electronics FX-11-045, applied with the aid of a 34T sieve.
After infrared drying of the solvents present, the previous step is repeated and thus a new layer of dielectric is applied, followed by infrared drying and burning together at 6300C for 8 minutes in a horizontal oven.
Heraeus C 8041-2 silver paste is then screened (300 mesh screen) on strips 5 of 1 mm width and 1 mm apart, followed by drying and burning in at 630 C. for 8 minutes.
These plates 3 are then again provided with an electrically insulating layer 7 of low temperature
<Desc / Clms Page number 11>
melting borosilicate dielectric Ferro Electronics FX-11-045, applied using a 34T sieve.
After infrared drying of the solvents present, the previous step is repeated and thus a new layer of dielectric is applied, followed by infrared drying and burning together at 630 ° C for 8 minutes in a horizontal oven.
Heraeus C 8041-2 silver paste is then screen-printed (300 mesh screen) in strips 1 of 1 mm width and 1 mm apart, on the understanding that the conductive silver strips 8 are pressed perpendicular to the aforementioned conductive strips 5 , followed by drying and burning in at 6300C for 8 minutes.
An insulating layer 10 of dielectric FX-11-045 is then pressed, dried and burned in for 8 minutes at 6300C using a 34T screen.
Finally, the whole is provided with a white enamel coating (type Colorobbia VV1014 / 02) printed with a screen of 34T applied in three layers one after the other followed by three infrared drying steps.
The cover layer is burned in at 6300C for eight minutes so that a well-writable and wipeable whiteboard surface is obtained, which is also suitable for projection.
During the printing of the silver webs, contact surfaces 6, 9 of 2 x 2 mm are pressed at the ends of the silver webs and thus at the edges of the whiteboard. This one
<Desc / Clms Page number 12>
are not printed with dielectric nor with the white cover layer.
Tinned copper contacts are soldered to these contact surfaces using solder paste 62Sn / 36P / 2Ag.
Finally, the whole is finished into an electronic writing board by gluing the obtained enamelled plate, for example with the aid of neoprene contact glue, onto a chipboard 10 mm thick, the wiring being processed under the profiled edges of the board.
The signal detection is carried out by means of capacitive capture as described in the aforementioned Japanese Patent Application No. 10-222303. The electronics for this can be incorporated in the back and the sides of the board.
Example 2: Proceed in the same way as in Example 1, but with the difference that the steel plates are first cut and then enamelled in a conventional manner and burned into a horizontal enamel oven ("lay down" oven in which the plates are horizontal) transported) instead of in a continuous enamel line.
Example 3: The process of Example 1 is repeated, but the thickness of the blades is now 0.6 mm and all burn-in steps
<Desc / Clms Page number 13>
happen in a conventional enamel hanging oven in which the plates are transported vertically.
The strip with the holes required for the vertical suspension is then cut off from each plate, for example with scissors or by laser cutting or water jets.
Example 4: Stainless steel AISI 430 with a thickness of 0.6 mm is cut into plates of 1200 X 3000 mm and alkaline degreased.
The stainless steel is then printed with ESL dielectric 4914 using a 200 mesh screen.
The dielectric is then dried with infrared heating until the solvents have evaporated.
The two previous steps are repeated and the dielectric is then burned in a "lay-down" oven at 8500C for fifteen minutes.
Again, the steel is printed with ESL dielectric 4914 using a 200 mesh screen and the dielectric is dried with infrared, after which the dielectric is burned in again at 850 C.
Conductor webs with a 325 mesh screen are then pressed in the longitudinal direction of the plate using Heraeus silver-platinum paste C1602. The line thickness is 0.5 mm and the mutual distance 1 mm.
<Desc / Clms Page number 14>
The silver-platinum paste is dried by infrared and burned in at 8500C for 15 minutes.
ESL dielectric 4914 is then screen-printed using a 200-mesh screen, dried by infrared and burned in at 850 ° C for 15 minutes.
In the manner described above, conductor tracks are again applied, dried and burnt in, but now in the transverse direction of the plate.
Finally, the whole is provided with a white enamel coating (type Colorobbia W1014 / 02) that is printed with a 34T sieve and is applied in three layers one after the other followed by three infrared drying steps.
The cover layer is burned in at 6300C for eight minutes so that a well-writable and wipeable whiteboard surface is obtained, which is also suitable for projection.
During the printing of the silver webs, contact surfaces of 2 x 2 mm are printed at the ends of the silver webs and thus at the edges of the whiteboard. These are not printed with dielectric nor with the white cover layer.
Tinned copper contacts are soldered to these contact surfaces using solder paste 62Sn / 36P / 2Ag.
Finally, the whole is finished into an electronic writing board by gluing the obtained enameled plate with the aid of neoprene contact glue to a chipboard of 10 mm thick, the wiring being processed under the profiled edges of the board.
<Desc / Clms Page number 15>
The signal detection is carried out by means of capacitive capture as described in the aforementioned Japanese Patent Application No. 10-222303. The electronics for this can be incorporated in the back and in the sides of the board.
Example 5: The process of Example 1 is repeated with the difference that the plate size is 900 X 3000 mm, the conductor tracks are 2 mm apart and contact surfaces of 2 X 2 mm on one end of the conductor tracks using a 325 mesh sieve gold paste Ferro Electronics NC-616A is printed which after drying is fired with infrared at 6300C for 8 minutes.
The contact surfaces and their edges are covered with a self-adhesive tape and the following chalkboard suspension is applied using conventional wet spraying: (in% by weight) Pemco enamel 8297 47, 0 Ferro enamel 1084 43, 0 Pemco enamel P941P 3, 0 Pemco enamel GS 1919 7, 0 Ferro clay 2 4, 0 Ferro clay 10 4, 0 Sodium aluminate 0, 2 Color pigment Ferro FK 3797 1, 9 Color pigment Ferro FK 8512 0, 4 Color pigment Ferro FK 1192 0, 7 Color pigment Ferro FA 8515 2 5
<Desc / Clms Page number 16>
Water 60.0 The grinding fineness is 2 on a 3600 mesh Bayer sieve.
The layer thickness is 90 m.
As soon as the dispersion has partially dried, the tapes are removed above the contact surfaces.
After complete drying, the whole is burned in at 630 C for 8 minutes so that a matte green chalkboard surface is obtained.
This surface is glued with a PVAC glue on a slightly smaller chipboard.
Mechanical connectors are applied to the contact surfaces covered with gold.
The complete surround is installed by placing the board in a mold with an opening for the outgoing cabling and casting with two components of polyurethane.
The chalk holder is equipped with an electronic battery emitter that emits high-frequency electromagnetic waves.
When writing with chalk, the x, y coordinates of the emitter position are captured in the relevant underlying longitudinal and transverse paths of conductive material.
The invention is not limited in any way to the embodiments described above and shown in the figures, but such a method for manufacturing a
<Desc / Clms Page number 17>
enamelled writing board can be made in different variants without departing from the scope of the invention.