DE4218215A1 - Glasbaustein mit diffuser Lichtstreuung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen aus zwei Halbsteinen zusam­ mengesetzten hohlen Glasstein mit diffuser Lichtstreuung.

Hohle Glassteine werden in der Regel in der Weise herge­ stellt, daß zwei nach einem Preßverfahren hergestellte Halbsteine miteinander verschweißt werden. Dabei ist es üblich, die für den Lichtdurchtritt bestimmte Wand eines oder beider Halbsteine mit einer ornamentalen, dekorati­ ven oder lichtlenkenden Prägung zu versehen. Derartige Glassteine behalten in gewissem Umfang ihre Durchsichtig­ keit. Infolge des Prägemusters wird bei solchen Glasstei­ nen das Licht oft in bestimmten Vorzugsrichtungen abge­ lenkt.

Es sind auch Glassteine bekannt, die das Licht zu einem hohen Anteil diffus streuen. Solche Glassteine gestatten, wenn sie Teil einer Außenwand eines Gebäudes sind, eine sehr gleichmäßige Ausleuchtung des Raumes unabhängig vom Einfallswinkel der Lichtstrahlen. Sie haben ferner die Eigenschaft, daß sie wie Opalglas die Durchsicht erschwe­ ren bzw. verhindern.

Ein bekannter Glasbaustein mit diffuser Lichtstreuung er­ reicht den gewünschten Effekt dadurch, daß die Glasmatrix feine, in der Matrix dispergierte Partikel aus bei­ spielsweise Natriumsulfat und Natriumsulfid enthält (DE- 38 20 600 A1). In diesem Fall ist also das Glas selbst ein Opalglas mit insgesamt verringerter Lichtdurchlässig­ keit, die bei einer Glasdicke von 10 mm im Wellenlängen­ bereich von 400 bis 700 nm 20 bis 80% beträgt. Derartige Glassteine sind nur mit speziellen Glaszusammensetzungen mit insbesondere erhöhtem Schwefelgehalt herstellbar. Der Schmelzprozeß solcher Gläser führt jedoch zu einer erhöh­ ten Umweltbelastung.

Es ist ferner bekannt, einen Glasstein mit diffuser Lichtstreuung dadurch herzustellen, daß die äußere Ober­ fläche der für den Lichtdurchtritt bestimmten Wand durch Sandstrahlbehandlung oder durch Säure mattiert wird (DE- GM 1.874.435). Derartig mattierte Oberflächen sind sehr schmutzempfindlich. Außerdem verlieren sie ihre licht­ diffundierende Wirkung, wenn sie, etwa bei Regen, naß werden. Die oberflächige Mattierung bedingt ferner eine zusätzliche Bearbeitungsstufe, was zwangsläufig zu einer Verteuerung des Produktes führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hohlen Glasstein mit hoher diffuser Lichtstreuung zu schaffen, der aus den gleichen Glaszusammensetzungen herstellbar ist wie Glassteine mit Ornamentprägungen und der insbe­ sondere auf wirtschaftliche Weise, das heißt ohne zusätz­ lichen Verfahrensschritte, hergestellt werden kann. Der Glasstein soll außerdem auf seinen äußeren Oberflächen schmutzunempfindlich sowie unempfindlich gegen atmosphä­ rische Einflüsse sein.

Der Glasstein gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die dem Hohlraum zugewandte Oberfläche der für den Lichtdurchtritt bestimmten Wand wenigstens eines der den Glasstein bildenden Halbsteine mit einer Oberflächen­ prägung aus einem Muster mit einem wellenförmigen Profil versehen ist, dessen Wellenlänge 200 bis 1000 Mikrometer und dessen Profiltiefe 10 bis 80 Mikrometer betragen.

Der erfindungsgemäße Glasstein ist also auf der Innen­ seite mit einer derartig feinen Prägung versehen, daß da­ durch der visuelle Eindruck und die optische Wirkung ei­ ner aufgerauhten, das heißt einer mattierten, Oberfläche entsteht, obwohl es sich um eine geprägte Oberfläche han­ delt, die keiner nachträglichen Oberflächenbehandlung un­ terworfen wurde. Im Vergleich zu nachträglich mechanisch aufgerauhten Glasoberflächen ist die erfindungsgemäß ge­ prägte Glasoberfläche als solche wesentlich unempfindli­ cher, da die Glasoberfläche trotz ihrer Feinstruktur keine mikroskopischen Oberflächenverletzungen aufweist. Von besonderem Vorteil ist jedoch, daß die lichtstreuende Oberfläche auf der Innenseite des hohlen Glassteines liegt. Das bedeutet, daß die matte Oberfläche dauerhaft geschützt ist, und daß keine Beeinträchtigungen der Ober­ fläche durch mechanische Einflüsse, beispielsweise beim Reinigen oder durch Witterungseinflüsse, erfolgen. Ferner sind weder beim Transport noch beim Einbau der Glassteine besondere Vorrichts- oder Schutzmaßnahmen erforderlich, und auch das Reinigen der Glassteine kann wie bei den bekannten Ornament-Glassteinen mit üblichen Geräten und Putzmitteln erfolgen.

Das wellenförmige Profil des geprägten Oberflächenmusters hat vorzugsweise eine Wellenlänge von 400 bis 800 Mikro­ metern, und insbesondere von 300 bis 600 Mikrometern, während die Profiltiefe vorzugsweise 20 bis 50 Mikrometer beträgt.

Die erfindungsgemäßen Glassteine bestehen aus Glas der für Glassteine üblichen Zusammensetzung. Ihre Herstellung erfolgt ebenfalls in der üblichen Weise durch Pressen zweier Halbsteine mit einer Preßform und einem Preßstem­ pel und anschließendes Verschweißen der beiden Halb­ steine.

Um die gewünschte Oberflächenstruktur auf der inneren Oberfläche der Halbsteine zu erreichen, wird ein Preß­ stempel verwendet, der auf der die Prägestruktur aufwei­ senden Fläche nach einem Erodierverfahren behandelt wird, insbesondere durch Funkenerosion oder durch Sandstrahlen, wobei die Erosionsbedingungen so zu wählen sind, daß die beschriebene Oberflächenstruktur erzielt wird. Vorzugs­ weise wird die gewünschte Oberflächenstruktur auf dem Preßstempel mit Hilfe einer Erodiermaschine durch Fun­ kenerosion erzeugt, wobei die Erosionsbedingungen bei­ spielsweise so einzustellen sind, daß sich gemäß VDI 3400 eine Oberflächenstruktur mit der Rauhtiefe 36 ergibt.

Die mit der beschriebenen Rauheitsstruktur versehene Oberfläche des Glassteins kann eine ebene Fläche sein. In diesem Fall vermittelt der Glasstein den Eindruck eines opalisierenden Glassteins mit glatten Oberflächen. Die gewünschte lichtdiffundierende Wirkung kann jedoch auch bei Glassteinen erzeugt werden, die ein Ornament oder eine andere Grobstruktur aufweisen. In diesem Fall werden die das Ornament bzw. die Grobstruktur aufweisenden Oberflächen der Prägestempel zusätzlich durch entspre­ chende Erosionsbehandlung mit der erfindungsgemäßen Rauheitsstruktur versehen.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßer Glasstein im Schnitt dargestellt.

Der Glasstein besteht aus den beiden Halbsteinen 1 und 2, deren Stege durch die Schweißnaht 3 miteinander verbunden sind. Die für den Lichtdurchtritt bestimmten Wände 4 und 5 des Glassteins weisen auf ihrer nach außen gerichteten Oberfläche 6 und 7 eine ebene und glatte Oberfläche auf, was dadurch erreicht wird, daß die entsprechende Fläche der Preßform eine ebene polierte Oberfläche aufweist. Die dem Hohlraum des Glassteins zugewandten Oberflächen 8 und 9 der Wände 4 und 5 weisen die erfindungsgemäße Fein­ struktur auf.

Die Oberflächen 8 und 9 werden beispielsweise mit einer Rauheitsstruktur mit einem wellenförmigen Profil verse­ hen, das als solches keine Vorzugsrichtung aufweist und durch langgezogene Bergrücken und schmale Täler gebildet wird. Die Wellenlänge des Profils, das heißt der Abstand zwischen zwei Tälern, liegt im Bereich zwischen 300 und 600 Mikrometern, und die Profiltiefe beträgt maximal etwa 50 Mikrometer. Die diese Rauheitsstruktur aufweisenden Oberflächen 8 und 9 sind im übrigen eben, so daß die Ab­ lenkung bzw. Streuung der Lichtstrahlen ausschließlich durch die Feinstruktur der Oberflächen 8 und 9 erfolgt.

Ein derartig ausgebildeter Glasstein hat bei der üblichen Wandstärke solcher Steine und der üblichen Glas Zusammen­ setzung eine Gesamtlichttransmission von etwa 80%. Bei der im Beispiel beschriebenen Feinstruktur werden 56% des den Glasstein durchdringenden Lichts diffus gestreut, während 44% des gesamten Lichts ohne Änderung der Ein­ strahlungsrichtung den Glasstein durchdringen.

Claims (9)

1. Aus zwei Halbsteinen zusammengesetzter hohler Glas­ steine mit diffuser Lichtstreuung, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Hohlraum zugewandte Oberfläche (8, 9) der für den Lichtdurch­ tritt bestimmten Wand (4, 5) wenigstens eines der den Glasstein bildenden Halbsteine (1, 2) mit einer Oberflächenprägung aus einem Muster mit wellenförmi­ gem Profil versehen ist, dessen Wellenlänge 200 bis 1000 Mikrometer und dessen Profiltiefe 10 bis 80 Mi­ krometer betragen.

2. Hohler Glasstein, nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächenprägung aus einem aperi­ odischen Muster von langen Bergrücken und schmalen Tälern ohne Vorzugsrichtung besteht.

3. Hohler Glasstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das wellenförmige Profil des ge­ prägten Oberflächenmusters eine Wellenlänge von 400 bis 800 Mikrometern, vorzugsweise 300 bis 600 Mikro­ metern, und eine Profiltiefe von 20 bis 50 Mikrome­ tern aufweist.

4. Hohler Glasstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Oberflächen­ prägung versehene Wand (4, 5) eben ist und planparal­ lel zu der Außenfläche (6, 7) verläuft.

5. Hohler Glasstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Oberflächen­ prägung versehene Wand zusätzlich eine Grobstruktur in Form eines Ornaments, eines Dekors oder von licht­ lenkenden Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist.

6. Hohler Glasstein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbsteine (1, 2) miteinander verschweißt sind.

7. Hohler Glasstein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbsteine miteinander verklebt sind.

8. Verfahren zur Herstellung eines hohlen Glassteins nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halbsteine nach einem Preßverfahren mit Hilfe eines Preßstempels hergestellt werden, des­ sen die innere Oberfläche der für den Lichtdurchtritt bestimmten Wand prägende Oberfläche nach einem Fun­ kenerosionsverfahren mit einer der Oberflächenstruk­ tur der Wand des Glassteins entsprechenden Struktur versehen ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines hohlen Glassteins nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halbsteine nach einem Preßverfahren mit Hilfe eines Preßstempels hergestellt werden, des­ sen die innere Oberfläche der für den Lichtdurchtritt bestimmten Wand prägende Oberfläche mit Hilfe des Sandstrahlverfahrens mit einer der Oberflächenstruk­ tur der Wand des Glassteins entsprechenden Struktur versehen ist.