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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zierplatten, wie beispielsweise
Spiegel oder Fenster, und auf Verfahren zur Herstellung derartiger
Gegenstände.
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Traditionell
wurden Zierränder
an Spiegeln oder Fenstern dadurch erzeugt, dass Konturen in geeignet
dimensionierte dicke Glasplatten eingeschliffen wurden. Nach dem
Schliff kann das Glas poliert werden, um die erwünschte Oberfläche zu erhalten. Auf
diese Weise erzeugte Spiegel oder Fenster sind relativ kostspielig,
weil zu ihrer Herstellung eine erhebliche Zeit und eine Erfahrung
bei der Bearbeitung erforderlich sind. Zierspiegel und Zierfenster
wurden auch bereits als Verbundkörper
gefertigt, indem ein Zierrand an einer oder mehreren Glasscheiben
angeklebt oder auf andere Weise befestigt wurde. Der Hauptnachteil
der auf diese Weise hergestellten Spiegel und Fenster besteht darin,
dass sie wiederum einen sehr hohen Kostenaufwand bei der Herstellung
erfordern.
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In
jüngerer
Zeit sind Fortschritte bei der Herstellung von Zierspiegeln und
Fenstern gemacht worden, indem diese in Massenproduktion hergestellt werden,
was weniger kostenaufwendig ist als die Herstellung mit traditionellen
Verfahren. Beispielsweise wurden Spiegel und Fenster mit Verzierungen und
Zieroberflächen
durch Spritzgießen
aus durchsichtigem thermoplastischem Material hergestellt. Wenn
jedoch verschiedene Größen, Formen
und Muster der Fenster erforderlich sind, dann wird das Verfahren
infolge der hohen Kosten der Werkzeuge kostspielig. Begrenzte Produktionszahlen
sind auch deshalb aus Kostengründen
unzweckmäßig, weil
für jede
der unterschiedlichen Größen und
Ausbildungen ein neues Formgesenk benutzt werden muss. Außerdem war
derartigen Spiegeln und Fenstern kein wirtschaftlicher Erfolg beschieden,
weil diese nicht wie Glas aussehen und sich auch nicht so anfühlen.
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Die
britische Patentanmeldung 2338682A beschreibt ein Verfahren zur
Erzeugung eines Zierfensters, das einige der oben erwähnten Probleme löst. Bei
diesem Verfahren wird ein Glasoriginal mit einem Ziermuster benutzt,
um eine Form mit einem komplementären Muster herzustellen. Die
Form wird dann gegen die Glasplatte gefügt, die ein auf den Formhohlraum
weisendes Trennmittel hat. Dann wird flüssiges Kunstharz in den Hohlraum
gegossen und ausgehärtet.
Die aus Kunstharz bestehende Zierplatte kann dann leicht aus der
Form entfernt und zur Herstellung eines Fensters benutzt werden.
Die Kunstharzplatte kann auf eine gewünschte Größe und Gestalt zugeschnitten
werden. Die ausgehärtete, aus
Kunstharz bestehende Zierplatte wird im typischen Fall mit einer
Glasplatte laminiert, wobei ein weiches Harz benutzt wird, um so
ein Zierfenster zu erzeugen. Eine zweite Glasplatte kann an dem
Zierfenster in der Weise befestigt werden, dass die Kunstharzplatte
eingeschlossen wird, wodurch ein Fenster erzeugt wird, dessen Außenseiten
vollständig
aus Glas bestehen.
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Die
WO-A-02070284 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Spiegels
oder eines Fensters, die einen Zierrand besitzten, wobei das Harz des
Randes in einen Hohlraum vergossen wird, der zwischen einer vergüteten Glasplatte
und einer flexiblen Form definiert ist, die die Gestalt, die Dimensionen
und die Gestaltung des erforderlichen Randes wiedergibt. Die Form
hat vorstehende Dichtungen, die längs der Ränder der Einfassung angeordnet
sind und mit der Glasplatte zusammenwirken, um das vergossene Kunstharz
im Bereich der Einfassung festzulegen, die durch die Dichtungen
definiert ist.
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Die
US-A-5944862 und die US-A-5306355 beschreiben beide ein Verfahren
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Die
Erfindung schafft ein Verfahren zur Erzeugung eines Spiegels oder
eines Fensters, das gegenüber
den in den beiden obigen Absätzen
beschriebenen Verfahren vorteilhaft ist und eine Ziereinfassung
oder eine Zierform über
einen Teil der Oberfläche
aufweist.
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Gemäß dem Anspruch
1 schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Fensters oder
Spiegels, die ein Ziermuster aufweisen, das durch Guss eines flüssigen Harzes
in einem Hohlraum erzeugt wird, der zwischen einer vergüteten Glasplatte
und einer flexiblen Form definiert ist.
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Die
flexible Form kann durch Vergießen
einer Mischung eines Silicons und eines Katalysators auf der Oberfläche eines
Substrats erzeugt werden, das mit einem Ziermuster versehen ist,
welches die negative Form des Ziermusters hat, das an der Spiegeloberfläche verbunden
wird und das durch Nuten begrenzt ist, die sich über den gesamten Umfang des Ziermusters
erstrecken, wobei die Mischung von Silicon und Katalysator einem
Vakuum ausgesetzt wird, bevor ein Vergießen erfolgt, um eingeschlossene
Luft daraus zu entfernen.
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Auf
der Substratoberfläche
kann ein Trennmittel aufgebracht werden, bevor die Mischung aus Silicon
und Katalysator vergossen wird.
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Auf
der Oberfläche
der zuerst ausgegossenen Menge der Mischung von Silicon und Katalysator kann
ein Stoff gelegt werden, der danach durch einen zweiten Guss der
Mischung abgedeckt wird.
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Das
Verfahren kann die zusätzlichen
Schritte aufweisen, mit denen die Form vom Substrat freigegeben
wird und bei der die Form invertiert wird und auf der oberen Oberfläche eine
vergütete
Glasplatte aufgeklemmt wird, auf der das Muster mit dem nunmehr
vorstehenden Rand festgelegt wird, der durch die Nuten des Substrats
erzeugt wird, die zusammengepresst werden, um die Dichtungen zu
erzeugen, die das Ausfließen
von Flüssigkeit
aus dem Inneren der Form verhindern, wenn in das Innere der Form
flüssiger
Kunstharz eingegossen wird, und nach dem Aushärten des Kunstharzes wird die
flexible Form von der Glasoberfläche
entfernt.
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Es
können
Mittel in Verbindung mit dem Forminneren vorgesehen werden, um sämtliche
Lufteinschlüsse
freizusetzen.
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Das
flüssige
Kunstharz kann dadurch ausgehärtet
werden, dass der Aufbau der Glasplatte und der Form einer Infrarotbestrahlung
ausgesetzt wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Fenster oder einen Spiegel,
die durch ein Verfahren erzeugt wurden, wie dies in einem der vorstehenden
sieben Abschnitte beansprucht wird.
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Nachstehend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Zierspiegels oder eines Zierfensters
gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 ist
eine Schnittansicht eines Originals, von dem ausgehend ein Zierspiegel
oder ein Zierfenster gemäß der Erfindung
erzeugt wird;
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3 ist
ein Schnitt einer Form, mit der Kopien des in 2 dargestellten
Originals hergestellt werden;
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4 ist
ein Schnitt durch die Vorrichtung, mit der eine Kunstharzeinfassung
aus einer Form gemäß 3 erzeugt
werden kann;
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5 und 6 sind
eine Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht der in 4 dargestellten Vorrichtung,
aufgestellt auf einem Ständer;
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7 zeigt
das Profil der Kunstharzeinfassung, die aus der Vorrichtung gemäß 4 entfernt wurde
und den Zierrand des Spiegels oder des Fensters bildet; und
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8 ist
ein Schnitt eines Spiegels oder eines Fensters, die gemäß der Erfindung
erzeugt wurden.
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Der
Zierspiegel oder das Zierfenster gemäß 1 besteht
aus einer Glasplatte 1 und einem laminierten Kunstharzrahmen 2.
Der Kunstharzrahmen 2 ist aus einem gießfähigen Kunstharz einstückig mit einem
Ziermuster 3 hergestellt. Der Mittelbereich 4 des
Spiegels oder des Fensters wird freigelassen. Der Kunstharzrahmen
könnte
sich jedoch auch teilweise über
den Bereich 4 erstrecken, um mehrere Bereiche abzuteilen,
von denen jeder durch einen Kunstharzrand begrenzt ist. Der Kunstharzrahmen 2 kann
transparent sein oder er kann stattdessen getönt oder gefärbt sein, um einen ansprechenden
visuellen Eindruck zu vermitteln.
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Bei
einem nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel ist das Ziermuster
allgemein zentral auf dem Spiegel oder dem Fenster angebracht. Gemäß einem
weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiel
besitzt der Spiegel oder das Fenster sowohl eine Zierumrahmung als
auch ein dekoratives Muster innerhalb der Umrahmung.
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2 veranschaulicht
ein Originalsubstrat 5, das benutzt wird, um eine flexible
Form zu erzeugen, die eine allgemein gummiartige Konsistenz besitzt und
aus der der Kunstharzrahmen 2 erzeugt wird. Das Originalsubstrat
kann aus gegossenem Acrylharz oder Glas hergestellt werden; es können jedoch auch
andere geeignete Materialien benutzt werden. Die Oberfläche des
Mastersubstrats 5 ist mit einem Ziermuster 6 versehen,
das dem Ziermuster 3 gemäß 1 entspricht
oder es kann ein zentral angeordnetes Zierstück sein, wie oben erläutert. Vorzugsweise wird
das erforderliche Muster durch Benutzung einer geeignet programmierten,
computerisierten, numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine (CNC) hergestellt werden.
Die Benutzung einer CNC-Werkzeugmaschine ermöglicht die Herstellung sehr
unterschiedlicher Zierstücke,
die sowohl genau als auch relativ schnell herstellbar sind.
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Ein
Rahmen aus Plastik oder einem ähnlichen
Material wird auf den Rand des Originalsubstrats 5 gefügt, um eine
erhöhte
Dicke zu erzeugen, die die Form während der Herstellung enthält. Sowohl der
Raum 7 als auch der aufgebrachte Rahmen 8 erstrecken
sich um den gesamten Umfang des Originalsubstrats 5. Die
Tiefe der Abstände 7 bestimmt
die resultierende Höhe
des Kunstharzrahmens 2 und die Tiefe ist entsprechend bemessen.
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Das
Originalsubstrat ist außerdem
mit flachen Nuten 9a, 9b ausgestattet, die sich über die
inneren und äußeren Ränder des
Ziermusters 6 des Kunstharzrahmens erstrecken. Diese Nuten
verlaufen um den gesamten Umfang des Musters 6. Es sind zusätzliche
Nuten 10 vorgesehen, die von der Nut 9a nach innen
versetzt sind.
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Um
das Originalsubstrat zur Erzeugung einer Form vorzubereiten, werden
alle nicht-texturierten
Abschnitte der Substratoberfläche
auf Hochglanz poliert und unter Benutzung eines Wachsprodukts, beispielsweise
einer Paste, eingewachst. Eine oder mehrere Oberflächen des
Originalsubstrats können nach
der Erzeugung des Spiegels oder des Fensters zu diffusen Oberflächenabschnitten
texturiert werden. Die Texturen können beispielsweise durch Benutzung
selbstklebender, mit Vertiefungen versehener Blätter oder durch eine Oberflächenbehandlung eingeführt werden,
beispielsweise ein Säureauswaschen
oder einen Verputz. Die freiliegende Oberfläche des Originalsubstrats wird
abschließend
poliert und mit einem Trennmittel versehen.
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Um
die flexible Form 11 gemäß 3 zu erzeugen,
wird der Hohlraum 12 des Originalsubstrats 5 zwischen
dem Rahmen 8 mit einer Mischung ausgefüllt, die im typischen Fall
aus einem Silicon und einem Katalysator besteht, die mit einer vorgemischten Substanz
vermengt wird, die aus einem hellen Öladditiv besteht, das mit einem
schnellhärtenden
Zinnkatalysator vermischt ist. Die Benutzung eines Katalysators
in der Mischung tendiert dazu, große Mengen von Luft während des
Härteprozesses
einzuführen. Infolgedessen
können
sich kleine Eindrücke
in der Oberfläche
der fertigen Form ausbilden. Um dieses Problem zu überwinden
wird die Mischung einem Vakuum von etwa 25 Hg während einer Zeitdauer im typischen
Fall von 5 Minuten ausgesetzt, bevor das Eingießen erfolgt. Die gesamte eingeschlossene
Luft wird dadurch aus der Mischung entfernt. Die Benutzung eines
Trennmittels gewährleistet,
dass Silicon aus der Mischung nicht auf der Oberfläche des
Originalsubstrats verbleibt, wenn die Form entfernt wird. Durch
Polieren der Oberfläche
des Originalsubstrats wird eine saubere und glänzende Ausbildung dieser Formoberfläche erreicht.
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Die
Mischung wird aus einem Behälter
bis zu einem mittleren Pegel innerhalb des Hohlraums 12 des
Originalsubstrats ausgegossen, und es wird ein Stoff oder ein Gewebe
auf der Oberfläche
der Mischung angeordnet, um eine verbesserte Festigkeit der Form
zu erhalten, nachdem diese ausgehärtet ist. Der Stoff verhindert
eine Streckung der Form bei der Benutzung. Dann wird eine zusätzliche
Mischung über
den Stoff oder das Gewebe bis zu der Höhe des Umfangsrahmens 8 gegossen,
um eine obere Oberfläche
zu bilden. Dann wird die Form mit ihrer flachen Oberfläche gegen
eine gewachste Scheibe aus vergütetem
oder getempertem Glas gefügt.
Dies geschieht um zu gewährleisten,
dass die Form freigegeben wird, ohne während des Produktionsprozesses an
der Glasscheibe festzuhaften. Die Glasscheibe dient nur als Träger, der
die Form versteift.
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In
die Form wird an bestimmten Punkten eine Reihe von Löchern eingebohrt,
um alle Luft zu entfernen, die während
des Kunstharzgussverfahrens in der Form eingefangen wurde. Diese
Löcher
sind genügend
klein im Durchmesser, dass sie sich selbst auffüllen und sie sind so angeordnet,
dass eine Nadel einer Spritze hindurchtreten kann.
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Das
Profil der erzeugten Form 11 ist in 3 dargestellt.
Das Profil bildet ein Spiegelbild des gewünschten Ziermusters 6 des
Rahmens 2 und es werden vorstehende Rippen 14a, 14b und 15 durch die
Nuten 9a, 9b und 10 erzeugt. Diese Rippen
wirken als Kompressiv-Dichtungen, um später das vergossene Kunstharz
im Bereich des Musters 6 zu begrenzen. Das Kunstharz wird
durch diese Dichtungen daran gehindert in einen Bereich einzutreten,
der die reflektierende Oberfläche
eines Spiegels oder eine ebene Oberfläche eines Fensters bildet.
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Bei
Ausführungsbeispielen,
bei denen das Ziermuster auf einem zentralen Bereich des Spiegels oder
des Fensters aufgebracht werden soll, erstrecken sich die Rippen 14, 15 um
den Rand der Form in unmittelbarer Nähe desselben. Im typischen
Fall haben diese Rippen einen Abstand von 0,5 bis 10,0 mm von den
Rippen (vorzugsweise weniger als 5 mm) und sie sind im typischen
Fall nicht breiter als 2,5 bis 7,5 mm.
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Die 4 veranschaulicht
die Benutzung der Form 11 zur Erzeugung eines Kunstharzrahmens 2.
Nachdem die Form von dem Originalsubstrat 5 entfernt ist,
wird sie umgekehrt und ihre flache Oberfläche wird gegen einen Träger 21 gefügt, wobei
die Zierseite der Form 11 nach oben weist.
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Auf
der Oberseite der Form wird eine Scheibe 22 aus vergütetem Glas
aufgelegt, um einen rahmenförmigen
Hohlraum 23 zu bilden, der dann mit flüssigem Kunstharz ausgegossen
wird, das zu einem hohen Härtegrad
aushärtet,
um schließlich
den Kunstharzrahmen 2 zu erzeugen. Die Oberfläche der Glasscheibe 22 ist
mit einem lösbaren
Haftfilm in Form einer Schablonenmaske versehen, und der offene
Teil der Maske gibt Gestalt und Dimensionen der auf der Glasscheibe 22 zu
plazierenden Form wieder.
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Im
typischen Fall wird die Maske aus einem Plastikmaterial gefertigt,
und sie weist ein Deckblatt auf, das abgezogen wird, um den Kleber
freizusetzen. Auf diese Weise wird der Bereich der Glasscheibe,
auf dem das Ziermuster nicht erscheinen soll, völlig gegenüber dem Eindringen eines Leckstroms
von gegossenem Kunstharz geschützt.
Das vergütete Glas,
die Form und der Träger
werden dann mit lösbaren,
federbelasteten Klemmen 24 miteinander verbunden. Der Klemmenaufbau 26 von
Träger 21, Form 11 und
Glasscheibe 22 wird auf einen Ständer 25 gefügt, wie
dies in 5 und 6 dargestellt
ist. Dieser Aufbau kann im Wesentlichen vertikal aufgestellt werden,
wobei ein Winkel zwischen 45° und
90° zu bevorzugen
ist.
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Ein
dünnes,
mit einer Pumpe versehenes Rohr 27 wird zwischen die Form
und die vergütete Glasscheibe 22 eingeführt, um
den Hohlraum mit flüssigem
Kunstharz zu füllen.
Um eine Verzerrung der Form zu vermeiden, die durch den durch die Klemmen
ausgeübten
Druck verursacht werden könnte,
wird eine kleine Öffnung
durch die Formwandung eingearbeitet, durch die das Rohr 27 eingesetzt wird.
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In
den Hohlraum wird durch eine kleine Öffnung in der Form, die an
einer Stelle diagonal gegenüberliegend
der Öffnung
angeordnet ist, durch die das Kunstharz über das Rohr 27 in
den Hohlraum eingeführt
wird, ein Entlüftungsrohr 28 eingesetzt. Während des
Gießverfahrens
wird der zusammengeklemmte Aufbau 26 von Stützen 29 getragen,
durch die der Aufbau unter einem Winkel zwischen 179° und 100° getragen
wird, wobei das Entlüftungsrohr 28 an
der oberen Ecke der Form liegt. Dies gewährleistet, dass die gesamte
eingeschlossene Luft ansteigt und durch das Entlüftungsrohr 28 während des Gießverfahrens
ausgetrieben wird.
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Um
Nadelstiche auf der Oberfläche
des vergossenen Kunstharzes zu verhindern, die durch eine Mikroschicht
von Kunstharz verursacht werden, die nicht aushärtet, weil keine Kompatibilität zwischen den
benachbarten Oberflächen
der Form und dem Kunstharz besteht, wird während des Gießverfahrens
und während
der Aushärtung
Wärme angewandt.
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Vorzugsweise
ist das Kunstharz ein durchsichtiges gießfähiges Kunstharz, das in erster
Linie aus einem durchsichtigen Basiskunstharz besteht, das mit einem
Stabilisator vermischt ist. Der Stabilisator ist notwendig, um zu
verhindern, dass der erhärtete
Kunstharzrahmen nach einer gewissen Zeit gelb wird. Außerdem verhindert
der Stabilisator in günstiger
Weise den Durchtritt von Ultraviolett-Licht.
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Nachdem
der Hohlraum vollständig
mit flüssigem
Kunstharz angefüllt
ist, wird der Aufbau von Federklemmen, vergüteter Glasscheibe, von Form und
Träger
der Aushärtung überlassen.
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Das
abgedichtete flüssige
Kunstharz wird unter Benutzung einer Aufheizung gehärtet, entweder
dadurch, dass der Aufbau einer Infrarot-Erhitzung unterworfen wird,
oder indem eine Erwärmung in
einem Ofen benutzt wird. Eine Infrarot-Härtung ist im typischen Fall
in zwischen 7 und 10 Minuten vollendet. Nach der Aushärtung werden
Federklemmen und Form entfernt, um die vergütete Glasscheibe freizugeben,
auf der der Zierrahmen festgelegt ist, der das gewünschte Ziermuster
entsprechend dem Originalsubstrat aufweist. Dann wird der Maskierungsfilm entfernt
und die Unterseite der vergüteten
Glasscheibe wird dann versilbert, falls dies erforderlich ist. Es können dann
weitere Spiegel oder Fenster unter Benutzung der Form durch das
oben beschriebene Verfahren hergestellt werden.
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Während des
Gießverfahrens
werden die Dichtungsrippen 14, 15 durch das Gewicht
der vergüteten
Glasscheibe und die Klemmen am Umfang zusammengepresst, und die
inneren Dichtungsrippen begrenzen dadurch die Strömung des
Kunstharzes auf den Bereich des den Rahmen erzeugenden Hohlraums.
Das Profil der vergüteten
Glasscheibe und des Zierrahmens ist in 7 dargestellt.
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Aus 8 ist
ersichtlich, wie die vergütete Glasscheibe
mit dem darauf festgelegten Zierrahmen durch eine Scheibe aus einem
Antireflexglas 31 bedeckt wird. Die Scheibe 31 wird
durch Abstandshalter 32 abgestützt, um einen abgedichteten
Luftraum 33 zu schaffen. Die Antireflex-Oberfläche der
Scheibe 31 kann durch Bedampfung, durch kathodische Ablagerung
oder durch Sprühen
mit einem Überzug
versehen werden, um einen Reflexionsindex von 0,5 % oder darunter
zu erzeugen.
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Geeignete
Abstandshalter sind beispielsweise jene, die von der Firma Edgetech
unter der Bezeichnung SUPER-SPACER (R) vertrieben
werden.
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Es
ist klar, dass im Vorstehenden nur Beispiele von Zierspiegeln und
Verfahren zur Erzeugung derartiger Spiegel in Verbindung mit der
Erfindung beschrieben wurden, und dass Modifikationen getroffen
werden können,
ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, der durch die beiliegenden
Ansprüche
gekennzeichnet ist.