DE19629241C1

DE19629241C1 - Verfahren zum Herstellen einer rutschfesten Oberfläche einer Glasabdeckscheibe und Glasabdeckscheibe für einen Bodeneinbauscheinwerfer

Info

Publication number: DE19629241C1
Application number: DE1996129241
Authority: DE
Inventors: Guenther Irlbacher
Original assignee: IRLBACHER GLAS HANDELS GmbH; Bega Gantenbrink Leuchten KG
Current assignee: IRLBACHER BLICKPUNKT GLAS GMBH, 92539 SCHOENSEE, DE; Bega Gantenbrink Leuchten KG
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2016-07-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer rutschfesten Oberfläche einer Glasabdeckscheibe für einen Bodeneinbauscheinwerfer und eine Glasscheibe mit eben einer solchen rutschfesten Oberfläche.

Aus der Praxis sind bereits seit längerem Bodeneinbauscheinwerfer bekannt. Sie werden zumeist oberflächenbündig in Gehwege oder an Gebäudefluchten eingebaut und dienen dazu, Fassaden oder Bäume oder andere Objekte anzuleuchten. Insbesondere dann, wenn die Bodeneinbauleuchten in Gehwegen oder gar in Straßendecken eingebaut sind, ist es wichtig, daß die Oberfläche der Glasabdeckscheibe der Bodeneinbauleuchte rutschfest ist. Dabei ist insbesondere wichtig, daß die Rutschfestigkeit auch dann gewährleistet ist, wenn die Glasscheibe, beispielsweise nach Regen, naß ist. Andererseits soll die rutschfeste Oberfläche nicht zu Lasten der optischen Eigenschaften der Glasabdeckscheibe gehen. Das bedeutet, daß trotz der rutschfesten Oberfläche gewährleistet sein soll, daß der Bodeneinbauscheinwerfer einen gerichteten Strahl aussendet, anstelle von diffusem Licht, wie es beispielsweise bei Verwendung einer Milchglasscheibe der Fall wäre.

Ein lichtdurchlässiges Baumaterial, welches eine ähnliche Streuwirkung wie Milchglasscheiben aufweist, ist z. B. aus der DE-A-23 14 622 bekannt. Die Streuwirkung wird dabei durch eine auf die Glasscheibe aufgebrachte Trägerschicht erzeugt, in die lichtdurchlässige Kügelchen eingebettet sind. Aufgrund der unterschiedlichen Lichtbrechungsindices wird das durch die Glasscheibe hindurchtretende Licht stark gestreut. Für Bodeneinbauscheinwerfer, bei denen eine Bündelung des austretendes Lichtes erwünscht ist, ist dieses Baumaterial jedoch nicht geeignet. Auch ist dieses Baumaterial aufgrund der nicht vorhandenen Rutschfestigkeit seiner Oberfläche nicht für Bodeneinbauscheinwerfer geeignet.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das neben der Herstellung einer auch bei Nässe rutschfesten Oberfläche die optischen Eigenschaften einer transparenten Glasscheibe wenig beeinträchtigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die Glasscheibe eine transparente, flüssige oder pastöse Trägerschicht aufgebracht wird, in die harte Partikel eingebettet sind, von denen zumindest ein Teil nach Verfestigung der Trägerschicht über deren mittlere Höhe (H) hinausragt, wobei als harte Partikel Abrasivmaterial der Stoffe Korund, Zirkoniumoxid, Siliziumkarbid, Bornitrid, Diamant oder Titanpulver in einer Menge von 2-14 Gew.-% und einer Körnung von 10 µm bis 50 µm und/oder 200 µm-400 µm verwendet wird.

Diese Lösung ist einfach, wobei durch die über die mittlere Höhe der Trägerschicht hinausragenden harten Partikel die Rutschfestigkeit der Glasscheibe stark erhöht wird, insbesondere auch dann, wenn diese, beispielsweise in Folge von Regen, naß ist. Durch die Einbettung der harten Partikel in die transparente Trägerschicht wird der Brechungsindex nur wenig verändert, so daß die optischen Eigenschaften der Glasscheibe erhalten bleiben. Besonders erwähnenswert ist die durch die harten Partikel erreichte Abriebfestigkeit der rutschfesten Oberfläche. Bei der Auswahl der harten Partikel wird man daraufachten, daß einerseits die Rutschfestigkeit gewährleistet ist und andererseits die optischen Eigenschaften des Glases wenig beeinträchtigt werden.

Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung wird als Trägerschicht eine leicht aufschmelzende Glasfritte in Pastenform verwendet, der die harten Partikel vor dem Aufbringen auf die Glasscheibe beigemischt sind, wobei zum Verfestigen der Trägerschicht die beschichtete Glasscheibe bis auf Schmelztemperatur der Glasfritte aufgeheizt wird, wobei die Schmelztemperatur der harten Partikel über der der Glasfritte liegt. Eine solche leicht aufschmelzende Glasfritte ist beispielsweise unter der Handelsbezeichnung Farblos-Fluß Degussa 10049 Al im Handel erhältlich. Dieses Glas schmilzt bei 620°C. Wenn die mit der Paste versehene Glasscheibe auf 620°C aufgeheizt wird, schmilzt der Fluß auf und bildet eine geschlossene, transparente Schicht, in der die harten Partikel eingebettet sind.

Die verwendete Paste kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung aus 90-98 Gew.-%, vorzugsweise 96 Gew.-%, leicht aufschmelzendem Glas, 1-5 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-%, harten Partikeln der Körnung 200 µm bis 350 µm, vorzugsweise 280 µm, und 1-5 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-% harten Partikeln der Körnung 50 µm-150 µm, vorzugsweise 110 µm, bestehen. Dieses Mischungsverhältnis vereinigt in besonders günstiger Weise die sich an sich widerstrebenden Anforderungen zwischen Rutschfestigkeit und geringer Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann als Trägerschicht eine Sol-Gel-Schicht aufgetragen werden, die vor dem Auftragen mit den harten Partikeln intensiv gemischt wird, wobei zum Verfestigen der Trägerschicht die beschichtete Glasscheibe bis auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei der die Sol-Gel-Schicht vernetzt und ausreagiert, wobei die Schmelztemperatur der harten Partikel über der Vernetzungstemperatur der Sol-Gel- Schicht liegt.

Als bevorzugt aufgetragene Sol-Gel-Schicht wird eine Schicht verwendet, die etwa besteht aus 32 Gew.-% Methyldiethoxydisiloxan, 32 Gew.-% Triethoxydisiloxan, 3 Gew.-% Ethanol, 1 Gew.-% Salzsäure, 18 Gew.-% Wasser, 9 Gew.-% harten Partikeln der Körnung 10 µm bis 50 µm, vorzugsweise 20 µm, und 5 Gew.-% harten Partikeln der Körnung 200 µm bis 400 µm, vorzugsweise 300 µm. Bei dieser Mischung wird das beschichtete Glas auf 620°C aufgeheizt, wodurch die Schicht vernetzt und ausreagiert.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die nach den oben beschriebenen Varianten beschichtete Glasscheibe im erhitzten Zustand durch Anblasen mit kalter Luft gehärtet. Es handelt sich hierbei um ein übliches Härteverfahren, mit dem Unterschied, daß es bei der Erfindung nach Aufbringen der rutschfesten Schicht angewendet wird.

Das Aufbringen der Trägerschicht kann mit einem Rakel, durch Siebdruck, durch spin-coating, durch Aufgießen, Aufsprühen oder als Tauchbeschichtung erfolgen. Die harten Partikel müssen nicht notwendigerweise der Trägerschicht beigemischt sein, bevor diese aufgetragen wird. Auch ein nachträgliches Aufbringen der harten Partikel ist denkbar. Die Verwendung des Siebdruckverfahrens hat den Vorteil, daß verschieden eingefärbte Schichten, gegebenenfalls auch Schichten mit unterschiedlich hohem Partikelgehalt, aufgebracht werden können, um Muster oder Pictogramme zu erzeugen.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann als Trägerschicht auch ein Kunstharz, vorzugsweise ein Epoxidharz, verwendet werden, in dem die harten Partikel eingebettet sind. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Varianten ergibt sich eine kalte Aushärtung der Trägerschicht, so daß eine anschließende thermische Behandlung der Glasscheibe nicht notwendig ist. Es können daher auch harte Partikel verwendet werden, deren Schmelztemperatur niedriger liegt als bei den zuvor erwähnten Verfahrensvarianten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die harten Partikel dem Harz vor dem Auftragen beigemischt werden.

Es ist aber ebenso möglich, daß die harten Partikel nach dem Auftragen des Harzes aufgestreut, aufgesprüht oder aufgewirbelt werden.

Bei der Verwendung eines Kunstharzes als Trägerschicht wird die Glasscheibe vorzugsweise vor dem Aufbringen des Harzes gehärtet.

Als harte Partikel, die für alle drei Verfahrens varianten in Frage kommen, wird Abrasivmaterial der Stoffe Korund, Zirkoniumoxid, Siliciumkarbid, Bornitrid Diamant oder Titanpulver verwendet. Bei der Auswahl der harten Partikel wird man darauf achten, daß einerseits die Rutschfestigkeit gewährleistet ist und andererseits die optischen Eigenschaften des Glases wenig beeinträchtigt werden.

In diesem Zusammenhang hat es sich als günstig erwiesen, wenn die harten Partikel in einer Körnung von 200 µm bis 350 µm, vorzugsweise 280-300 µm, verwendet werden.

Das oben geschilderte Verfahren läßt sich grundsätzlich auf allen Gläsern anwenden. Bevorzugt werden als Grundmaterial jedoch Glasscheiben aus Alkali-Silikat- Floatglas, Borosilikatfloatglas, Borosilikatflachglas, gezogenes oder gegossenes Flachglas, Preßglas oder Gußglas verwendet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt in schematischer Seitenansicht, die nicht maßstabsgetreu ist, eine Glasabdeckscheibe eines Bodeneinbauscheinwerfers. Die Glasabdeckscheibe 1 ist aus statischen Gründen relativ dick, in der Regel 1-1,5 cm. Auf der der Leuchtquelle abgewandten Oberseite ist eine Trägerschicht 2 aufgebracht, in welche harte Partikel 3 eingebettet sind. Das Einbetten der Partikel erfolgt dabei so, daß diese zumindest zum Teil über die mittlere Höhe H der Trägerschicht hinausstehen. Die Trägerschicht 2 kann dabei ausgesprochen dünn sein. Ihre einzige Aufgabe ist, die harten Partikel 3 fest mit der Glasscheibe 1 zu verbinden und eine ausreichende Benetzung der harten Partikel und der Glasscheibe sicherzustellen, so daß Lichtbrechungen weitestgehend vermieden und die optischen Eigenschaften der Glasscheibe 1 möglichst wenig beeinträchtigt werden.

Im folgenden werden drei bevorzugte Ausführungsbeispiele erläutert, mit denen eine in der Zeichnung dargestellte Glasscheibe hergestellt werden kann.

Beispiel 1

Aus einer handelsüblichen Alkali-Silikat- Floatglasscheibe wird durch Schleifen eine an die Abmessungen des Bodeneinbauscheinwerfers angepaßte Glasscheibe hergestellt. Auf die begehbare Oberseite der Glasscheibe wird mittels Siebdruck eine Paste aufgetragen, die zu 96 Gew.-% aus leicht schmelzendem Glas, in diesem Fall aus Farblos-Fluß Degussa 10049 Al, 2 Gew.-% Korundpulver der Körnung 280 µm und 2 Gew.-% Korundpulver der Körnung 110 µm besteht. Anschließend wird diese Scheibe auf eine Temperatur von 620°C aufgeheizt, wodurch der Fluß aufschmilzt und eine geschlossene, transparente Schicht bildet, in der die Korundkörner eingebettet sind, zum Teil aber über die mittlere Höhe H der Schicht hinausragen. Danach wird die Scheibe im heißen Zustand durch Anblasen mit kalter Luft gehärtet.

Beispiel 2

Auf eine entsprechend im Beispiel 1 vorbereitete Glasscheibe wird durch Spin-coating eine Sol-Gel-Schicht aufgetragen. Diese Beschichtung wurde vorab hergestellt aus 32 Gew.-% Methyldiethoxydisiloxan, 32 Gew.-% Triethoxydisiloxan, 3 Gew.-% Ethanol, 1 Gew.-% Salzsäure, 18 Gew.-% Wasser, 6 Gew.-% Siliziumkarbidpulver der Körnung 300 µm und 9 Gew.-% Siliziumkarbidpulver der Körnung 20 µm. Die Komponenten werden intensiv vermischt und dann durch Spin-coating auf die Glasscheibe aufgetragen. Anschließend wird das beschichtete Glas auf 620°C aufgeheizt, wodurch die Schicht vernetzt und ausreagiert. Danach wird die Scheibe im heißen Zustand durch Anblasen mit kalter Luft gehärtet.

Beispiel 3

Zunächst wird eine Glasscheibe entsprechend den Beispielen 1 und 2 durch Schleifen vorbearbeitet. Anschließend wird die Glasscheibe erhitzt und durch Anblasen mit kalter Luft auf herkömmliche Art und Weise gehärtet. Anschließend wird mit einem Rakel eine dünne Schicht 2-Komponenten-Epoxidharz aufgetragen. In dem vorliegenden Beispiel handelt es sich um ein 2- Komponenten-Epoxidharz mit der Bezeichnung DP105, das von dem Hersteller 3M vertrieben wird. Auf diese Schicht wird dann ein Korundpulver der Körnung 280 µm gestreut. Nach dem Aushärten des Harzes ist die Scheibe einbaufertig.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer rutschfesten Oberfläche einer Glasabdeckscheibe für einen Bodeneinbauscheinwerfer, wobei auf die Glasscheibe (1) eine transparente, flüssige oder pastöse Trägerschicht (2) aufgebracht wird, in die harte Partikel (3) eingebettet sind, von denen zumindest ein Teil nach Verfestigen der Trägerschicht über deren mittlere Höhe (H) hinausragt, dadurch gekennzeichnet, daß als harte Partikel Abrasivmaterial der Stoffe Korund, Zirkoniumoxid, Siliziumkarbid, Bornitrid, Diamant oder Titanpulver in einer Menge von 2 bis 14 Gew.-% und einer Körnung von 10-150 µm und/oder 200-400 µm verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerschicht eine leicht aufschmelzende Glasfritte in Pastenform verwendet wird, der harte Partikel vor dem Aufbringen auf die Glasscheibe beigemischt sind, wobei zum Verfestigen der Trägerschicht die beschichtete Glasscheibe bis auf Schmelztemperatur der leicht aufschmelzenden Glasfritte aufgeheizt wird, wobei die Schmelztemperatur der harten Partikel über der der leicht aufschmelzenden Glasfritte liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste aus 90-98 Gew.-%, vorzugsweise 96 Gew.-%, leicht aufschmelzendem Glas, 1-5 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-%, harten Partikeln der Körnung 200 µm bis 350 µm, vorzugsweise 280 µm, und 1-5 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-% harten Partikeln der Körnung 50 µm bis 150 µm, vorzugsweise 110 µm, besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerschicht eine Sol-Gel-Schicht aufgetragen wird, die vor dem Auftragen mit den harten Partikeln intensiv gemischt wird, wobei zum Verfestigen der Trägerschicht die beschichtete Glasscheibe bis zur Vernetzungstemperatur der Sol-Gel-Schicht aufgeheizt wird, wobei die Schmelztemperatur der harten Partikel über der Vernetzungstemperatur der Sol-Gel-Schicht liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgetragene Schicht etwa aus 32 Gew.-% Methyldiethoxydisiloxan, etwa 32 Gew.-% Triethoxydisiloxan, etwa 3 Gew.-% Ethanol, etwa 1 Gew.-% Salzsäure, etwa 18 Gew.-% Wasser, etwa 9 Gew.-% harten Partikeln der Körnung 10 µm bis 50 µm, vorzugsweise 20 µm, und etwa 5 Gew.-% harten Partikeln der Körnung 200 µm bis 400 µm, vorzugsweise 300 µm, besteht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufheizen der Glasscheibe zum Verfestigen der Trägerschicht die Glasscheibe durch Anblasen mit kalter Luft gehärtet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Trägerschicht durch Siebdruck, spin-coating, Aufgießen, Aufsprühen oder Tauchbeschichtung erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerschicht ein Kunstharz, vorzugsweise ein Epoxidharz, verwendet wird, in dem die harten Partikel eingebettet sind.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Partikel dem Harz vor dem Auftragen beigemischt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Partikel nach dem Auftragen des Harzes aufgestreut, aufgesprüht oder aufgewirbelt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheibe vor dem Aufbringen des Harzes gehärtet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß harte Partikel in einer Körnung von 200 µm bis 350 µm, vorzugsweise 280-300 µm, verwendet werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Glasscheibe ein Alkali-Silikat- Floatglas, ein Borosilikatfloatglas, ein Borosilikatflachglas, gezogenes oder gegossenes Flachglas, Preßglas oder Gußglas verwendet wird.

14. Glasabdeckscheibe für einen Bodeneinbauscheinwerfer, die auf zumindest einer Seite in einer Trägerschicht (2) eingebettete harte Partikel (3) aufweist, und die harten Partikel zumindest zum Teil über die mittlere Höhe (H) der Trägerschicht (2) überstehen, wobei es sich bei den harten Partikeln um Abrasivmaterial der Stoffe Korund, Zirkoniumoxid, Siliziumkarbid, Bornitrid, Diamant oder Titanpulver in einer Menge von 2 bis 14 Gew.-% und einer Körnung von 10 µm-150 µm und/oder 200-400 µm handelt.