BE1021935B1

BE1021935B1 - Projectie-en communicatiebord en werkwijze om het te vervaardigen

Info

Publication number: BE1021935B1
Application number: BE2014/0426A
Authority: BE
Original assignee: Polyvision Naamloze Vennootschap
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2016-01-27
Also published as: EP2952359A1; JP6069409B2; JP2016005904A; CN105159024A; US20150343833A1; US9744797B2

Abstract

Projectie- en communicatiebord, daardoor gekenmerkt dat het bestaat uit een staalplaat dubbelzijdig geëmailleerd met een emailgrondlaag, waarop aan de schrijfzijde een tweede witte emaillaag gelegd is die na inbakken een ruwheid vertoont van: Ra = 0,6 - 1,2 pm Rz = 3,0 - 8,0 pm R3z = 3,0 - 8,0 pm en waarop een derde dunne afwerklaag is aangebracht samengesteld uit emailpoeder dat voor meer dan 90% uit korrels van minder dan 15vim bestaat en die na inbakken een ruwheid vertoont van: Ra = 0,4 - 1,4 pm Rz = 2,0 - 6,0 pm R3z = 2,0 - 6,0 pm

Description

Projectie- en communicatiebord en werkwijze om het te vervaardigen.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een projectie- en communicatiebord en een werkwijze om het te vervaardigen.

Visuele communicatieborden, bedoeld als beschrijfbaar bord, dienen goed met viltstiften of met andere schrijfmiddelen beschrijfbaar te zijn, maar ook goed droog afveegbaar te zijn. Met droog afveegbaar wordt bedoeld dat de aangebrachte tekst of symbolen verwijderd kunnen worden zonder gebruik te maken van water of andere oplosmiddelen of poetsmiddelen en dit bij herhaald gebruik.

Een goed beschrijfbaar en afveegbaar communicatiebord werd verkregen door het bord te voorzien van een gladde, gesloten geëmailleerde laag die zo glad is dat ze niet alleen goed beschrijfbaar is met viltstiften of andere schrijfmiddelen, maar ook gemakkelijk afveegbaar is met een droge bordveger.

Een nadeel van dergelijke geëmailleerde communicatieborden is dat de emaillaag glad en bijgevolg glanzend is waardoor het bord hinderlijke lichtreflecties vertoont van lichtbronnen zoals de zon, of de verlichting, waardoor de leesbaarheid van het communicatiebord verminderd wordt, zowel voor de toeschouwer als voor de optische systemen die in het geval van interactieve communicatieborden een beeld van het oppervlak registreren.

Dit probleem stelt zich vooral wanneer het geëmailleerd schrijfbord ook gebruikt moet worden als projectiebord voor een beeldprojector, waar de lichtreflecties nog versterkt worden door de noodzakelijk intense lichtbron van de proj ector.

Om deze lichtreflecties te bestrijden werden matte geëmailleerde borden als projectiescherm gebruikt, maar deze zijn dan niet goed droog afveegbaar meer, indien ze ook als schrijfbord benut worden.

Ook werden communicatieborden ontwikkeld met een geëmailleerd oppervlak voorzien van één of meerdere antireflectielagen. Zo beschrijft BE 1.016.588 het afdekken van het geëmailleerd staaloppervlak met één glazige of keramische antireflectielaag, die als sol-gel dispersie wordt aangebracht en vervolgens getemperd wordt bij een gepaste hogere temperatuur.

Zo beschrijft BE 1.017.572 niet alleen het gebruik van één afdeklaag met een dikte overeenstemmend met een vierde van de golflengte van het spectrum voor zichtbaar licht, maar ook het gebruik van drie op elkaar afgestemde afdeklagen, en dit voor geëmailleerde communicatieborden van het interactieve type.

Dergelijke interactieve communicatie-borden uit geëmailleerd staal, die gebruik maken van een optisch leesbaar positie-coderingspatroon, werden beschreven in het octrooi BE 1.015.482.

Alhoewel op deze wijze mattere projectieschermen worden verkregen, betaalt men hiervoor een prijs in de vorm van een minder goede droge afveegbaarheid, hetgeen deze projectieborden minder geschikt maakt om tevens ook als schrijfbord gebruikt te worden.

Om een goede droge afveegbaarheid te bekomen, moet de gladheid van het oppervlak van het bord immers zo hoog mogelijk zijn, terwijl het oppervlak juist zo ruw mogelijk moet zijn voor een pro j ectiebord, om het licht dat erop valt te verspreiden om geen hinderlijke reflecties te veroorzaken. Het combineren van beide eigenschappen stelt daarom tegenstrijdige eisen aan het oppervlak van het bord.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een projectie- en communicatiebord, bestaande uit een staalplaat dubbelzijdig geëmailleerd met een email grondlaag, waarop aan de schrijfzijde een tweede witte emaillaag gelegd is die na inbakken bij een temperatuur van meer dan 800°C een volgend ruwheidsprofiel vertoont, wanneer gemeten volgens ISO 4278 en ISO 4288 met een sampling lengte van 0,8mm en evaluatie lengte van 4mm:

en waarop een derde dunne afwerklaag is aangebracht bestaande uit ongeveer twee derde emailpoeder en één derde zeefdrukmedium en waarbij het emailpoeder voor meer dan 90 % uit korrels van minder dan 15pm bestaat en die na inbakken bij een temperatuur van meer dan 600°C een volgend ruwheidsprofiel vertoont wanneer gemeten volgens ISO 4278 en ISO 4288 met een sampling lengte van 0,8mm en evaluatie lengte van 4mm:

en waardoor deze derde dunne afwerklaag een optische ruwheid verkrijgt waardoor het invallend licht verstrooid wordt en storende lichtreflecties vermeden worden terwijl deze derde laag tegelijk zorgt voor een fysische gladheid die het communicatiebord een uitstekende droge uitveegbaarheid geeft.

Een voordeel van een dergelijk projectie- en communicatiebord is dat het bord enerzijds als schrijfbord kan gebruikt worden omdat het droog afveegbaar blijft ook na herhaald gebruiken anderzijds als projectiebord kan worden gebruikt, voor het weergeven van beelden die door een projector op het bord worden geprojecteerd terwijl in beide gevallen hinderlijke lichtreflecties op het oppervlak van het bord afwezig blijven.

Een voorbeeld van een bruikbare samenstelling voor het serigrafisch aanbrengen van het emailpoeder in de afwerklaag is de volgende:

Bij voorkeur heeft de email-grondlaag een dikte van 30 tot 50pm en heeft de tweede witte emaillaag een dikte van 50 tot 70pm, terwijl de afwerklaag een dikte heeft van 5 tot ΙΟμιη, gemeten op een doorsnede van de droge afgewerkte plaat opgenomen door middel van een scannende elektronenmicroscoop.

Het voordeel van deze laagdiktes is dat de dunne afwerklaag door zijn korrelstructuur een lichtverstrooiend effect heeft en reflecties voorkomt, terwijl deze laag toch de gewenste droge afveegbaarheid vertoont van klassieke emaillagen die op afveegbare schrijfborden worden toegepast.

Een ander voordeel is dat de dunne afwerklaag gedeeltelijk transparant is voor invallend licht, waardoor ook lichtbreking en lichtverstrooiing op het onderliggende ruwe oppervlak optreden.

Nog een voordeel van deze laagdiktes is dat de tweede witte emaillaag door zijn ruwheid die verschilt van de ruwheid van de afwerklaag ook bijdraagt tot de reflectiewerende eigenschappen van het bord.

De uitvinding betreft tevens een werkwijze om een dergelijk projectie- en communicatiebord te vervaardigen die bestaat uit volgende stappen: het dubbelzijdig aanbrengen van de email grondlaag, aangebracht door nat coaten van een waterig mengsel op een stalen drager; -het bakken van de emailgrondlaag bij een temperatuur van meer dan 800°C, waardoor de grondlaag met de staaldrager wordt versmolten en eraan wordt vastgehecht; het aanbrengen van de tweede witte emaillaag op de schrijf zijde van het bord door nat coaten van een waterig mengsel op de reeds ingebakken en afgekoelde email grondlaag; -het bakken van de tweede witte emaillaag bij een temperatuur van 800°C, waardoor deze op de grondlaag wordt gehecht; - het aanbrengen van een derde dunne afwerklaag op de tweede emaillaag door zeefdruk waarbij een drukpasta bestaande uit ongeveer twee derde emailpoeder en één derde zeefdrukmedium wordt gebruikt, waarbij het emailpoeder korrels bevat die voor tenminste 90% kleiner zijn dan 15pm, en waarbij de drukpasta doorheen een zeef met een kaliber van 57μπι wordt gerakeld, waarbij een pastavolume van 15 tot 25 cm3/m2 wordt opgebracht; het bakken van de derde dunne afwerklaag bij een temperatuur van 600°C tot 700°C, waarbij de afwerklaag op de tweede witte emaillaag wordt gehecht; - het confectioneren van het projectie- en communicatiebord tot de gewenste afmeting.

De tweede emaillaag is van een samenstelling die na het inbakken bij 800°C resulteert in een oppervlak met een specifieke ruwheid die zorgt voor een mat oppervlak met reflectiewerende eigenschappen.

Een voordeel van de derde afwerklaag is dat ze het oppervlak van de schrijfzijde gladder maakt, hetgeen de droge afveegbaarheid bevordert, maar dat ze niettemin door haar korrelige structuur antireflecterende eigenschappen behoudt, hetgeen hinderlijke lichtreflecties zoals die van een projectorlichtbron onderdrukt.

De antireflecterende eigenschappen blijken uit de glansmetingen van het gebruiksklare projectie- en communicatiebord, waarop een glans tolerantie van 7,5 +/-1,5 GU of minder wordt gemeten bij een meethoek van 20° en een glans tolerantie van 40 +/- 5 GU of minder gemeten bij een meethoek van 60°. Bij een meethoek van 60° vertonen glanzende droog afwisbare schrijfoppervlakken een waarde van meer den 70 GU.

De zeef met een kaliber van 57pm die voor het zeefdrukken van de derde afwerklaag gebruikt wordt kan bestaan uit een maas van 100 draden per cm, van elk 40pm doormeter met vorming van een zeef met een dikte van 65pm, waardoor een drukpasta wordt gestreken met een rakel.

De samenstelling van de emailgrondlaag, de tweede witte emaillaag en de derde dunne afwerklaag bevat voor alle drielagen siliciumoxide, booroxide, aluminiumoxide, kaliumoxide en lithiumoxide. Daarenboven bevat de emailgrondlaag nog kobaltoxide en nikkeloxide, en bevat de tweede witte emaillaag nog titaniumoxide en zirkoonoxide, en bevat de derde dunne afwerklaag nog titaniumoxide.

De drie lagen zijn vrij van antimoon-, kwik-, cadmium-, lood- en zeswaardige chroom-verbindingen.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een projectie- en communicatiebord volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 in perspectief een projectie- en communicatiebord volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 een doorsnede van figuur 1 volgens de lijn II-II weergeeft; figuur 3 grafisch de korrelgrootte-distributie weergeeft van de afwerklaag volgens de uitvinding; figuur 4 in tabelvorm de ruwheidsparameters weergeeft van de tweede witte emaillaag en de afwerklaag van het projectie- en communicatiebord volgens de uitvinding; figuur 5 een doorsnedeprofiel weergeeft van de tweede witte emaillaag voor dat de afwerklaag erop is aangebracht ; figuur 6 een doorsnedeprofiel weergeeft van de tweede witte emaillaag waarop de afwerklaag is aangebracht volgens de uitvinding

In figuur 1 wordt een projectie- en communicatiebord 1 volgens de uitvinding voorgesteld, waarvan de schrijfzijde 2 zich aan de linkerkant bevindt dat opgebouwd is uit meerdere lagen zijnde een staalplaat 3 die langs de schrijf zijde en aan de achterzijde voorzien is van een grondlaag uit email 4, waarop langs de schrijfzijde een tweede witte emaillaag 5 is aangebracht, waarover een derde emailafwerklaag 6 is aangebracht die het schrijfoppervlak vormt van het communicatiebord.

In figuur 2 wordt meer in detail een doorsnede getoond van het projectie- en communicatiebord volgens de uitvinding volgens de lijn II-II in figuur 1, die een opname door een scanning electronen-microscoop voorstelt waarop de dikte van de derde email afwerklaag 6 te zien is (5 tot ΙΟμπι) , waaronder de dikte van de tweede witte emaillaag 5 te zien is (60pm), en waaronder verder de dikte van de grondlaag 4 uit email te zien is (45pm) die gehecht is aan een staalplaat 3 met een dikte van enkele millimeters.

In figuur 3 wordt een distributiecurve weergegeven van de korrelgrootte van de emailkorrels die in de emailafwerklaag 6 gebruikt werden voor het samenstellen van de drukpasta waarmee de afwerklaag via zeefdruk op de tweede witte emaillaag 5 werd aangebracht. De curve ltoont het percentage van het volume (x-as) voor elke korrelgrootte in micrometer weergegeven op een logaritmische schaal (y-as). De curve 2 toont het cumulatief volume in % van alle korrels kleiner dan de korrelgrootte in micrometer op de y-as. Voor verschillende percentages van het cumulatief volume wordt in de volgende tabel de maximum korrelgrootte in micrometer weergegeven van de korrelgroottes waaronder elk percentage valt:

De distributiecurve is begrepen tussen 0.3 en 20pm waarbij 98% van het volume korrels voorstelt die kleiner zijn dan 15pm. De distributiecurve werd gemeten in water (refractive index 1,33) waarbij de partikels (refractive index 1,54) met een Malvern Mastersizer 3000 partiele size analyser volgens het MIE scattering model bepaald werden.

In figuur 4 worden in tabelvorm de ruwheidsparameters van de tweede witte emaillaag 5 en van de afwerklaag 6 weergegeven. De ruwheidsparameters werden gemeten met een

Alpha-Step Surface Profiler (KLA Tencor) volgens ISO 4287 en ISO 4288 bij een monsterlengte van 4000pm en een afbreekwaarde (Le eut off value) van 800pm. De ruwheid werd weergegeven aan de hand van de Ra waarde, de Rz waarde, de Rt waarde en de R3z waarde, steeds gevolgd door de standaardafwijking op de meting. De Ra waarde is de meest algemeen gebruikte ééndimensionale parameter voor oppervlakteruwheid en is hoger naarmate de ruwheid toeneemt.

In figuur 5 wordt het doorsnedeprofiel 7 weergegeven van een doorsnede loodrecht op het oppervlak van het projectie-en communicatiebord waarop de tweede emaillaag 5 is aangebracht, maar nog geen derde afwerklaag. Het doorsnedeprofiel toont de aanwezigheid van een aantal scherpe bergen 8 en diepe dalen 9 op het oppervlak zoals ook op een driedimensionale oppervlakteweergave te zien is (niet weergegeven in de figuren).

In figuur 6 wordt het doorsnedeprofiel 10 weergegeven van een doorsnede loodrecht op het oppervlak van het projectie-en communicatiebord volgens de uitvinding waarop de derde laag of afwerklaag 6 is aangebracht waaruit blijkt dat de scherpe bergen en dalen grotendeels genivelleerd zijn door de derde afwerklaag die de dalen opvult en zorgt voor een grotere fysische gladheid die de droge uitveegbaarheid verzekert.

Deze derde laag is tevens partieel optisch transparant zodat invallend licht ten dele er doorheen kan gaan en verstrooid wordt op het ruwere oppervlak van de tweede emaillaag 5 waardoor hinderlijke lichtreflecties op het communicatiebord 1 worden onderdrukt.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een projectie- en communicatiebord volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden, zoals die in de conclusies beschreven is.

Zo spreekt het vanzelf dat voor het aanbrengen van de derde afwerklaag bijvoorbeeld nog andere coating-technieken dan zeefdrukken kunnen gebruikt worden zoals rotatief drukken, of chemische afzetting uit de gasfase en dergelijke.

Claims

Conclusies .

1. - Projectie- en communicatiebord, daardoor gekenmerkt dat het bestaat uit een staalplaat dubbelzijdig geëmailleerd met een emailgrondlaag, waarop aan de schrijfzijde een tweede witte emaillaag gelegd is die na inbakken een ruwheid vertoont van:

en waarop een derde dunne afwerklaag is aangebracht samengesteld uit emailpoeder dat voor meer dan 90% uit korrels van minder dan 15pm bestaat en die na inbakken een ruwheid vertoont van:
2. - Projectie- en communicatiebord volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de emailgrondlaag een dikte heeft van 30 tot 50 pm dikte, de tweede witte emaillaag een dikte heeft van 50 tot 70 pm en de derde afwerklaag een dikte heeft van 5 tot 10 pm.
3. - Projectie- en communicatiebord volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de samenstelling van de email-grondlaag, de tweede witte emaillaag en de derde dunne afwerklaag siliciumoxide, booroxide, aluminiumoxide, kaliumoxide en lithiumoxide bevat, en daarnaast ook cobaltoxide en nikkeloxide aanwezig is in de email-grondlaag, en titaniumoxide en zirkoonoxide aanwezig is in de tweede witte emaillaag, en titaniumoxide aanwezig is in de derde dunne afwerklaag.
4. -Projectie- en communicatiebord volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de glansmetingen van het gebruiksklare projectie- en communicatiebord, een glans tolerantie van 7,5 +/- 1,5 GU of minder aangeven bij een meethoek van 20° en een glans tolerantie van 40 + /- 5 GU of minder bij een meethoek van 60°.
5. - Werkwijze voor het vervaardigen van een projectie- en communicatiebord, daardoor gekenmerkt dat die volgende stappen omvat: - het dubbelzijdig aanbrengen van de emailgrondlaag door nat coaten van een waterig emailmengsel op een stalen drager; - het bakken van de emailgrondlaag bij een temperatuur van meer dan 800°C, waardoor de grondlaag met de staaldrager wordt versmolten en eraan wordt vastgehecht; het aanbrengen van de tweede witte emaillaag op de schrijfzijde van het bord door nat coaten van een waterig emailmengsel op de reeds ingebakken en afgekoelde emailgrondlaag; het bakken van de tweede witte emaillaag bij een temperatuur van 800°C, waardoor deze op de grondlaag wordt gehecht; - het aanbrengen van een derde dunne afwerklaag op de tweede emaillaag door zeefdruk waarbij een drukpasta bestaande uit ongeveer twee derde emailpoeder en één derde zeefdrukmedium wordt gebruikt, waarbij het emailpoeder korrels bevat die voor tenminste 90% kleiner zijn dan 15pm, doorheen een zeef met een kaliber van 57μιτι wordt gerakeld, waarbij een drukpastavolume van 15 tot 25 cm3/m2 wordt opgebracht ; het bakken van de derde dunne afwerklaag bij een temperatuur van 600°C tot 700°C, waarbij de afwerklaag op de tweede witte emaillaag wordt gehecht; - het confectioneren van het projectie- en communicatiebord tot de gewenste afmeting.