DE19629241C1 - Non-slip surface production on glass pane for head lamp - Google Patents
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Abstract
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.The invention relates to a method for Making a non-slip surface of one Glass cover plate for a recessed floor spotlight and a glass pane with just such a non-slip Surface.
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.Have been in practice for a long time Recessed floor spotlights known. You will mostly flush in sidewalks or on building lines built in and are used for facades or trees or to illuminate other objects. Especially if the Recessed floor lights in sidewalks or even in Road surfaces are installed, it is important that the Surface of the glass cover plate of the recessed floor light is non-slip. It is particularly important that the Slip resistance is guaranteed even if the Glass pane, for example after rain, is wet. On the other hand, the non-slip surface should not be too Loads of the optical properties of the glass cover plate go. That means that despite the non-slip Surface should be ensured that the Recessed floor spotlights have a directed beam emits instead of diffuse light like it for example when using a frosted glass pane Would be the case.
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.A translucent building material, which a has a scattering effect similar to that of frosted glass, is z. B. from DE-A-23 14 622 known. The Scattering effect is caused by a on the glass pane applied carrier layer generated in the translucent spheres are embedded. Because of of the different light refractive indices strong light passing through the glass scattered. For recessed floor spotlights, where one Focusing the emerging light is desirable however, this building material is not suitable. Is too this building material because of the nonexistent Slip resistance of its surface is not for In-ground floodlights suitable.
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.Accordingly, the invention is based on the object Procedures of the type mentioned are available put that in addition to making one even when wet non-slip surface the optical properties little impact on a transparent glass pane.
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.This object is achieved in that a transparent, liquid or pasty carrier layer is applied in the hard Particles are embedded, at least some of which after solidification of the carrier layer over the middle Height (H) protrudes, being as hard particles Abrasive material made of corundum, zirconium oxide, Silicon carbide, boron nitride, diamond or titanium powder in an amount of 2-14 wt .-% and a grain size of 10 microns up to 50 µm and / or 200 µm-400 µm is used.
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. This solution is simple, being through through the medium height of the carrier layer protruding hard Particles the slip resistance of the glass pane strongly is increased, especially if this, for example as a result of rain. Through the Embedding the hard particles in the transparent The refractive index becomes only a small layer changed so that the optical properties of the Glass pane remain intact. Worth mentioning is that achieved by the hard particles Abrasion resistance of the non-slip surface. In the Selection of the hard particles will ensure that on the one hand the slip resistance is guaranteed and on the other hand, the optical properties of the glass be little affected.
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.According to a preferred variant of the invention, Carrier layer a slightly melting glass frit in Paste form used, the hard particles before the Apply to the glass pane are mixed, whereby to solidify the coated layer Glass pane up to the melting temperature of the glass frit is heated, the melting temperature of the hard Particles over which the glass frit lies. Such is easily melting glass frit, for example under the trade name Clear River Degussa 10049 Al commercially available. This glass melts at 620 ° C. When the glass pane with the paste is at 620 ° C is heated, the river melts and forms one closed, transparent layer in which the hard Particles are embedded.
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.According to a further development of the Invention from 90-98% by weight, preferably 96% by weight, slightly melting glass, 1-5% by weight, preferably 2 % By weight, hard particles with a grain size of 200 μm to 350 μm, preferably 280 μm, and 1-5% by weight, preferably 2 Wt .-% hard particles with a grain size of 50 µm-150 µm, preferably 110 microns exist. This mixing ratio combines the itself in a particularly favorable manner conflicting requirements between slip resistance and little visual impairment Characteristics.
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. According to a further variant of the invention, as Carrier layer a sol-gel layer can be applied, the intense before applying with the hard particles is mixed, whereby to solidify the carrier layer the coated glass pane to a temperature is heated, in which the sol-gel layer crosslinks and reacted, the melting temperature of the hard Particles above the crosslinking temperature of the sol-gel Layer.
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.A sol-gel layer is preferably applied Layer used, which consists approximately of 32 wt .-% Methyldiethoxydisiloxane, 32% by weight triethoxydisiloxane, 3 % By weight ethanol, 1% by weight hydrochloric acid, 18% by weight water, 9 % By weight of hard particles with a grain size of 10 µm to 50 µm, preferably 20 microns, and 5 wt .-% hard particles of Grain size 200 µm to 400 µm, preferably 300 µm. At this Mix the coated glass to 620 ° C heated, whereby the layer crosslinks and fully reacted.
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.According to a development of the invention coated the variants described above Glass pane when heated by blowing on cold air hardened. It is a usual hardening process, with the difference that it the invention after applying the non-slip layer is applied.
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.The carrier layer can be applied with a doctor blade, by screen printing, by spin coating, by pouring, Spray on or as a dip coating. The hard particles do not necessarily have to Carrier layer must be added before this is applied becomes. Also a subsequent application of the hard Particle is conceivable. The use of the Screen printing has the advantage that different colored layers, optionally also layers with different levels of particle content are applied to create patterns or pictograms.
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.According to a further variant of the invention, as Carrier layer also a synthetic resin, preferably a Epoxy resin, used in which the hard particles are embedded. Unlike the previous ones described variants results in a cold Curing of the backing layer, so that a subsequent thermal treatment of the glass pane is not necessary is. Hard particles can therefore also be used whose melting temperature is lower than at the previously mentioned process variants.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die harten Partikel dem Harz vor dem Auftragen beigemischt werden.According to a preferred embodiment, the hard particles mixed with the resin before application will.
Es ist aber ebenso möglich, daß die harten Partikel nach dem Auftragen des Harzes aufgestreut, aufgesprüht oder aufgewirbelt werden.But it is also possible that the hard particles after sprinkled on, sprayed on or applied the resin be whirled up.
Bei der Verwendung eines Kunstharzes als Trägerschicht wird die Glasscheibe vorzugsweise vor dem Aufbringen des Harzes gehärtet.When using a synthetic resin as a carrier layer the glass pane is preferably before the application of the Hardened resin.
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.As hard particles for all three procedures variants come into question, the abrasive material of the Corundum, zirconium oxide, silicon carbide, boron nitride Diamond or titanium powder used. When choosing the hard particles one will take care that on the one hand the slip resistance is guaranteed and on the other hand the optical properties of the glass little be affected.
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.In this context, it has proven to be beneficial if the hard particles have a grain size of 200 µm to 350 microns, preferably 280-300 microns can be used.
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.The process described above can basically be done Apply on all glasses. Are preferred as Base material however glass panes made of alkali silicate Float glass, borosilicate float glass, borosilicate flat glass, drawn or cast flat glass, pressed glass or Cast glass used.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. The following are exemplary embodiments of the invention explained in more detail using a drawing.
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.The single figure shows a schematic side view, which is not to scale, of a glass cover plate of a recessed floor spotlight. The glass cover 1 is relatively thick for static reasons, usually 1-1.5 cm. A carrier layer 2 , in which hard particles 3 are embedded, is applied to the upper side facing away from the light source. The particles are embedded in such a way that they at least partially protrude beyond the average height H of the carrier layer. The carrier layer 2 can be extremely thin. Their only task is to firmly connect the hard particles 3 to the glass pane 1 and to ensure adequate wetting of the hard particles and the glass pane so that light refractions are largely avoided and the optical properties of the glass pane 1 are impaired as little as possible.
Im folgenden werden drei bevorzugte Ausführungsbeispiele erläutert, mit denen eine in der Zeichnung dargestellte Glasscheibe hergestellt werden kann.The following are three preferred embodiments explained with which one shown in the drawing Glass pane can be made.
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. Made from a commercially available alkali silicate Float glass is made by grinding one to the Adapted dimensions of the recessed floor spotlight Made of glass. On the accessible top of the Glass pane becomes a paste using screen printing applied, the 96 wt .-% of easily melting Glass, in this case made of Degussa 10049 Al colorless river, 2% by weight corundum powder with a grain size of 280 µm and 2% by weight Corundum powder with a grain size of 110 µm. Subsequently this disc will reach a temperature of 620 ° C heated up, causing the river to melt and a forms a closed, transparent layer in which the Corundum grains are embedded, but partly over the protrude average height H of the layer. After that the Hot air pane by blowing with cold air hardened.
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.For one prepared accordingly in Example 1 Glass pane becomes a sol-gel layer by spin coating applied. This coating was made in advance from 32% by weight of methyldiethoxydisiloxane, 32% by weight Triethoxydisiloxane, 3% by weight ethanol, 1% by weight Hydrochloric acid, 18% by weight water, 6% by weight Silicon carbide powder with a grain size of 300 µm and 9% by weight Silicon carbide powder with a grain size of 20 µm. The components are mixed intensively and then spin-coated applied to the glass pane. Then that will coated glass heated to 620 ° C, which the Layer cross-linked and fully reacted. After that the Hot air pane by blowing with cold air hardened.
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.First, a glass sheet according to Examples 1 and 2 is pre-processed by grinding. The glass pane is then heated and hardened in a conventional manner by blowing with cold air. A thin layer of 2- component epoxy resin is then applied using a doctor blade. In the present example it is a 2-component epoxy resin with the designation DP105, which is sold by the manufacturer 3M. A corundum powder with a grain size of 280 µm is then sprinkled on this layer. After the resin has hardened, the pane is ready for installation.
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