DE202011102676U1

DE202011102676U1 - Technisches Oberflächen-Materialsystem

Info

Publication number: DE202011102676U1
Application number: DE201120102676
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2011-09-12
Anticipated expiration: 2021-06-08

Abstract

Anordnung mit einem Korpus bestehend aus einer faserbeschichteten Steingutplatte, die als Abdeckung und gleichzeitig robuste Oberfläche dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche die Steinseite ist, die Hinterseite eine Faser-Schicht ist und die Steinseite durch technische Maßnahmen so beschaffen wird, dass sie einen flüssigkeitsabweisenden, wärmefesten und kratzfesten Schild in technischen Anwendungen bildet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Entwicklung eines neuen Typs von belastbarer und robuster technischer Oberfläche. Diese soll möglichst dicht, glatt, abriebfest, kratzfest, hart, temperaturbeständig und generell in extremer Umgebung robust sein, einen einfachen Aufbau haben, möglichst leicht sein und sich nach Möglichkeit selbst tragen.
Bisher bekannte technisch belastbare Oberflächen weisen eine vom Prinzip leichte und dünne Bauart auf und sind in der Regel aus Keramik oder Glas, Metall, Holz oder Kunststoff. Oft hat die Oberfläche dieser Materialien aus verschiedenen Gründen eine zusätzliche Schicht aus temperaturfesten Lacken, Zink oder aufgedampftem Metall. Neue Oberflächenbeschichtungen verwenden auch Nanomaterialien, da diese Flüssigkeiten gut abweisen.
Metall kommt bevorzugt zum Einsatz, ist aber wegen der Verkratzbarkeit der Oberfläche nur dort geeignet, wo es keinen scharfkantigen Abrieb gibt. Aus dem Grund wird als Oberfläche zunehmend Keramik verwendet. Die neue Idee beschreibt, dass Steingut als abriebfestes Material auch verwendet werden kann. Keramik und Stein haben aber den Nachteil, dass wenn Sie dünn ausgeführt werden sollen, bruchgefährdet sind. Aus dem Grund werden Stein und Keramik, wie in EP 106 20 92 ausgeführt, mit Fasermaterialien beschichtet.
Wenn man, wie in EP 106 20 92 beschrieben, Keramik als Oberfläche verwenden will, dann existiert die Schwierigkeit Keramik und Faser zusammenzubringen, das geht beim Naturstein besser, da das verbindende Harz besser in die Oberfläche eindringen kann, als bei üblicherweise glatten Keramikoberflächen. Hier schlägt die EP 106 20 92 vor, dass die Faser in die Keramik oder Keramikoberfläche eingearbeitet wird, was allerdings ein aufwändiger Prozess ist.
Fasermaterialien und Kunststoffe, sogenannte Laminate aus zum Beispiel Harz-Matrix und Glasfasern oder Kohlefasern, die bei geringem Gewicht eine hohe Steifigkeit mitbringen, werden beim Bau von Platten verwendet, die bereits für Konstruktion im Fahrzeugbau oder im Baubereich eingesetzt werden, allerdings derzeit eher als Verkleidung, denn als tragende Bauteile. Diese Materialien können zusätzlich, wie in der EP 106 20 92 beschrieben, mit Steingutmaterial in Verbindung gebracht werden, um zu tragfähigem und belastbarem Bau- und Konstruktionsmaterial zu werden. Solche faserstabilisierten Steinplatten können bis 4 mm dünn sein, für Verkleidungszwecke auch dünner. Solche faserstabilisierten Steinplatten können beidseitig oder – wenn die Oberflächeneigenschaften des Steins genutzt werden sollen – auch einseitig faserbeschichtet sein, wie in EP 106 20 92 beschrieben. Solche Platten sind, wegen fehlender Bruchfestigkeit, durch Vorspannung mit Hilfe der Faserschicht gegen Bruch geschützt.
Solche dünnen Steingut-Platten sollen nunmehr im Bereich der Technischen Oberflächen eingesetzt werden, da der Stein eine robuste und kratzfeste Oberfläche aufweist, wenn er zum Beispiel poliert ist, mit Ölen oder Imgräniermitteln versiegelt oder mit Nanomaterial beschichtet ist. Eine zusätzliche Möglichkeit stellt die dünne Beschichtung der Steinoberfläche mit Metall oder Keramikmaterial dar, welches die Oberfläche zusätzlich vor Wassereinbruch und Abrieb schützt. Der neue geschaffene Oberflächenträger ist leicht, da Stein eine geringe Dichte hat, die mit der von Aluminium vergleichbar ist, und die Oberfläche ist kratzfester und geschlossener als eine reine Steinoberfläche, was zusätzlich die flüssigkeitsabweisenden Merkmale verbessert. Um zusätzlich die Metall- oder Keramikschicht aufzubringen, muss die Steinoberfläche eine gewisse Offenporigkeit aufweisen. Nur, wenn die Steinoberfläche nicht glatt poliert, sondern eine je nach Steinsorte zu bestimmende Offenporigkeit hat, ist die Steinoberfläche in der Lage die Metall- oder Keramikschicht zu halten und zu tragen. Das aufzudampfende Metall oder die Keramik dringt in flüssigem Zustand sozusagen in die Steinoberfläche ein.
Ein neues Verfahren ermöglicht es Naturstein unter Vorspannung mit Hilfe von Glasfasern, Carbonfasern, Steinfasern oder Aramidfasern, sowie auch Naturfasern so zu stabilisieren, dass er nicht mehr bricht, auch wenn er dünner als 4 mm kalibriert wird. Dünne Steinplatten aus Granit werden z. B. mit Carbonfasern vorgespannt beschichtet und sind in der Lage noch dünnere Platten zu liefern, als die, die heute im Zierplattenbau üblich sind. Solche Steinlaminatplatten können bis zu 1 mm oder dünner sein und vorgebogen bzw. vorgespannt entweder selbsttragend sein, oder auf einem existierenden tragenden Rahmenkörper befestigt werden.
Die vorliegende Erfindung schlägt einen Weg vor, solch dünne Steinbleche mit der einer polierten Steinseite als Oberfläche und der Faserschicht als stabilisierende und vorspannende Schicht auf der Rückseite als Technische Oberfläche zu nutzen und ggfls. durch eine zusätzliche Schicht aus Keramik oder Metall zusätzlich noch robuster und wasserdicht zu machen.
Um dieses Ziel zu erreichen ist es sinnvoll mit einem federnden ”Blech” aus faserverstärktem Naturstein die Grundplatte zu erstellen. Solche Oberflächen können dann entweder einfach durch Politur robust, glatt und abweisend und entsprechende Ölbehandlung oder Imprägnierung mit Harz oder Wachs oder auch Nanomaterialien wasserdicht gemacht werden. Soll eine noch höhere Robustheit erzielt werden, werden der Steinschicht durch Metallbeschichtungen oder Keramikbeschichtungen zusätzlich neue Oberflächeneigenschaften gegeben.
Vorteile solcher Platten sind eine harte und robuste Oberfläche, die Härte von Granit zum Beispiel übersteigt die von Stahl und Glas, sowie alle bekannten Lacksorten, die Optik ist ansprechend, die Oberfläche kann extrem leicht gereinigt werden, wenn sie poliert ist und ist so kaum verschmutzbar oder verkratzbar. Die Platten können in jeder Art von technischer Anwendung, in denen hohe Oberflächen-Ansprüche durch mechanische Beanspruchung, Verschmutzung, Wärme, Wassereinwirkung, Staub und andere Flüssigkeiten gestellt werden, also in jeder Art von technischer Anwendung, bei denen robuste Oberflächen eine Rolle spielen, angewendet werden. Zentraler Punkt ist, dass solche Oberflächen – bezogen auf die jeweilige Anwendung – ohne Probleme und Aufwand gereinigt werden können, ohne die Oberfläche zu beschädigen oder abrasiv auszudünnen. In diesem Sinne werden die Platten als Deck-Kappen oder abdichtende Deckel oder Rohre, sowie ebene Platten verwendet, die andere Materialien oder technische Einrichtungen vor Umgebungseinflüssen oder fließenden gefährlichen Flüssigkeiten schützen bzw. diese abdecken sollen. Große keramikbeschichtete Steinplatten können außerdem als Projektilschutz dienen, wobei die faserstabilisierte Steinplatte die Grundplatte bildet und die Keramikschicht den Projektilbrecher bildet.
Eine der vielen möglichen Ausführungen der Erfindung beschreibt in einen Korpus-Rahmen aus Metall oder Steingut (1), eine 1 mm dünne Steingut-Platte (2) aus mit Carbon (3) beschichtetem Granit, die miteinander verklebt sind. Die Oberfläche des offenporigen Granit-Steins hat eine dünne Metallschicht (4), die aufgedampft ist. Das Teil kann als Deckel dienen, der sensible Teile (5) wie Schaltungs- und Messelektronik in belasteter Umgebung nachhaltig vor Einwirkung von mechanischer Belastung, Hitze, Flüssigkeiten und Staub schützt. Der Deckel kann in Autos, Schiffen, Flugzeugen oder in hochbelasteten industriellen Umgebungen angebracht sein, um Messinstrumente zu schützen, insbesondere auch vor Vereisung.
In ist eine gebogene Platte aus Granit (1) dargestellt, die mit einer Faserschicht (2) auf der Außenseite vorgespannt ist und auf der konkaven Innenseite eine Keramikschicht (3) hat. Die gebogene Platte kann eine Rinne sein, welche basen- oder säurebelastete Flüssigkeiten fördert.
In ist ein Rohr dargestellt, welches aus einer dünnen faserbeschichteten gebogenen Steinwand (2) besteht, deren Außenseite mit Carbonfasern (1) vorgespannt ist und dessen Innenseite mit aufgedampftem Metall (3) beschichtet ist. Das Rohr transportiert zum Beispiel säurehaltige Flüssigkeiten, die normalerweise auch eine polierte Steinoberfläche angreifen würden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1062092 [0003, 0004, 0004, 0005, 0005]

Claims

Anordnung mit einem Korpus bestehend aus einer faserbeschichteten Steingutplatte, die als Abdeckung und gleichzeitig robuste Oberfläche dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche die Steinseite ist, die Hinterseite eine Faser-Schicht ist und die Steinseite durch technische Maßnahmen so beschaffen wird, dass sie einen flüssigkeitsabweisenden, wärmefesten und kratzfesten Schild in technischen Anwendungen bildet.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser eine Natur-, Glas- Carbon-, Stein-, Aramid oder sonstige Faser ist.
Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steingut ein Naturstein oder Kunststein, Beton, gebranntes Steingut, ein glashaltiges oder keramikartiges Material ist.
Anordnung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steingut der faserstabilisierten Steingutplatte durch die Faser vorgespannt ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Naturstein aus Anspruch 3 aus Granit, Gneis, Marmor, Basalt oder Quarzit besteht.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasermatrix ein Gemisch von Fasern, ggls. in unterschiedlichen Schichten, enthält und/oder dass mehrere Steingut- und Faserschichten gleicher oder unterschiedlicher Art übereinanderliegen.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausdehnungskoeffizient der Fasermatrix kleiner als der des zu stabilisierenden Steinguts ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die faserstabilisierte Steinplatte dünner als 2 mm ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die faserstabilisierte Steinplatte auf einen Trägerrahmen aus Steingut, Holz, Papier, Kunststoff oder Metall aufgebracht ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steingutoberfläche poliert, geölt oder mit wasserabweisenden Mitteln wie Imprägnierung mit Wachs oder Nanomaterialien gefüllt ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steinoberfläche porös und metall- oder keramik-beschichtet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten als Oberflächen in belasteten Umgebungen von Maschinen, Schiffen, Fahrzeugen aller Art und Flugzeugen, insbesondere deren Messinstrumente, sowie Rohren zum Oberflächenschutz in oben angegebenen Bereichen eingesetzt werden, im Fall der Keramikbeschichtung zum Beispiel um Projektile zu brechen.