PL180913B1 - Wykładzina podłogowa przeciwpoślizgowa i sposób wytwarzania wykładziny podłogowej przeciwpoślizgowej - Google Patents

Abstract

1 . Wykladzina podlogowa przeciwpo- slizgowa, z materialów mineralnych, przykladowo z granitu, których powierzchnia jest wypolerowana na wysoki polysk, zna- mienna tym, ze na powierzchni (3) ma plaskie wglebienia (4) o regularnym ksztalcie geometrycznym, które maja postac miseczek przyssawkowych i sa rozmieszczone korzystnie z okreslonym stopniem zageszczenia. F¡ g. 2 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wykładzina podłogowa przeciwpoślizgowa, zwłaszcza z płytek ceramicznych lub z kamienia naturalnego, przykładowo granitu, których powierzchnia jest wypolerowana na wysoki połysk, do stosowania w budynkach publicznych lub miejscach publicznych. Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania wykładziny podłogowej przeciwpoślizgowej.

Poślizgnięcie się na podłodze z płytek ceramicznych lub kamienia naturalnego jest najczęstszą przyczyną wypadków. W celu zwiększenia pewności stąpania po takich podłogach konieczne jest, by podeszwy obuwia i podłoga były wykonane jako przeciwpoślizgowe, zwłaszcza tam, gdzie na podłodze stosowane są środki zwiększające śliskość powierzchni, np. przy myciu i czyszczeniu. W wielu dziedzinach życia publicznego, ale również w życiu prywatnym często stosowane są polerowane, błyszczące płytki z naturalnego kamienia jako reprezentacyjne wykładziny podłogowe, zarówno w miejscach suchych jak i w miejscach mokrych oraz w obszarach przejść. Ocenę przeciwpoślizgowości przeprowadza się za pomocą równi pochyłej według DIN 51097 oraz DIN 51130.

Znane są różne sposoby zwiększania właściwości przeciwpoślizgowych wykładzin podłogowych z kamienia naturalnego, w zależności od tego, gdzie ma być położona lub już jest ona

180 913 położona, to znaczy wewnątrz czy na zewnątrz, a także od przewidywanego stopnia jej zabrudzenia i tym podobne.

Z opisu DE 31 39 427 znany jest sposób uszorstniania powierzchni za pomocą obróbki strumieniowo-ciernej, przy której materiał ścierny, odpowiedniej szorstkości, jest pod dużym ciśnieniem rzucany na powierzchnię, co prowadzi do jej nieregularnego uszorstnienia i silnego zmatowienia.

Z opisu DE 35 45 843 jest znane oczyszczanie płomieniowe powierzchni z kamienia naturalnego, które uzyskuje się za pomocą wysokoenergetycznego płomienia gazu palnego, np. tlenu, za pomocą którego obrabiana powierzchnia jest krótkotrwale ogrzewana. Przez działanie płomieni następuje w najwyższej strefie powierzchniowej kamienia wybuchanie kwarcu oraz roztapianie części kamienia, które krzepną podobnie jak szkło i przyczepiają się stosunkowo luźno do powierzchni tak, że jest tworzona szorstka powierzchnia.

Innym sposobem, znanym z opisu DE 39 33 843 jest tak zwane groszkowanie, które przeprowadza się za pomocą młotka groszkującego, który ma wiele równomiernie rozmieszczonych ostrzy dłutowych i podczas ciągłego ruchu uderza w powierzchnię ze stałą częstotliwością, powodując jej uszorstnienie.

Opisane lub podobne sposoby, które wykorzystują środki ścierne lub narzędzia w rodzaju dłuta, prowadzą wprawdzie do uzyskania powierzchni szorstkiej, zapewniającej zwiększenia pewności chodzenia, ale także do znacznej straty połysku, a zatem do zmniejszenia wizualnej wartości estetycznej podłogi.

Znane jest także chemiczne wytrawianie powierzchni z kamienia naturalnego przez działanie substancji zawierających ciekłe kwasy, które oddziaływująprzede wszystkim na składniki szpatu polnego. Uszkodzenie wynosi tylko kilka mikrometrów, a kwarc jest w wysokim stopniu chroniony. Zmniejszenie połysku powierzchni zależy od czasu oddziaływania, a zmiana całkowitego wyglądu musi być wypróbowana na powierzchni próbnej. Sposób ten jest obecnie najlepszy w celu zwiększenia pewności chodzenia na polerowanych podłogach z kamienia naturalnego. Jest on jednak w wysokim stopniu ograniczony do zastosowania na mineralnych wykładzinach podłogowych. Skład chemiczny i stężenie kwasu muszą być dopasowane do różnych rodzajów wykładzin. Przez długie oddziaływanie oraz dokładne utrzymywanie stężenia kwasu sposób ten nie daje się zintegrować z procesem wytwarzania płytek, albo jest to możliwe tylko z bardzo dużym kosztem. Do wykładzin z tworzywa sztucznego sposób ten całkowicie nie nadaje się. Przy nieprawidłowym stosowaniu i usuwaniu substancji zawierającej ciekłe kwasy istnieje poważne zagrożenie dla środowiska naturalnego i z punktu widzenia ochrony pracy.

Ponadto znany jest z opisu JP 700 1165 sposób obróbki powierzchni metalowych promieniami laserowymi, w celu uzyskania zwiększonej szorstkości powierzchni w rodzaju np. powierzchni w postaci kraty. W tym znanym rozwiązaniu nie podano jest parametrów geometrycznych wgłębień, a zwłaszcza ich kształtu geometrycznego, a także nie ujawniono parametrów określających sposób ich wykonania i rozmieszczenia na powierzchni.

W tym znanym sposobie podano jedynie, że uzyskuje się na powierzchni metalowej wgłębienia w kształcie mikrokraterów z bocznymi zgrubieniami, o nieregularnym kształcie, które to zgrubienia wystająz powierzchni i w ten sposób zwiększająjej własności przeciwpoślizgowe. Sposób ten nie nadaje się do zastosowania do wytwarzania wykładzin podłogowych, a zwłaszcza jej elementów w postaci płytek kamiennych lub ceramicznych w procesie ich wytwarzania z uwagi na zupełnie inny rodzaj materiału, a także na kształt wgłębień.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie wykładziny podłogowej przeciwpoślizgowej, której powierzchnia pomimo posiadania właściwości przeciwpodłogowych jest nadal wypolerowana na wysoki połysk i która jest wytwarzana łatwo i przyjaźnie dla środowiska naturalnego.

Ponadto zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania wykładziny przeciwpoślizgowej, przy którym właściwości przeciwpoślizgowe uzyskuje się nie dopiero po dodatkowej obróbce, w miejscu ułożenia wykładziny podłogowej, ale od razu w miejscu wytwarzania płytek ceramicznych lub z kamienia naturalnego.

Zgodnie z wynalazkiem zadanie w odniesieniu do wykładziny podłogowej przeciwpoślizgowej, z materiałów mineralnych, przykładowo z granitu, których powierzchnia jest wypolero4

180 913 wana na wysoki połysk, zostało rozwiązane dzięki temu, że na powierzchni ma płaskie wgłębienia o regularnym kształcie geometrycznym, które mają postać miseczek przyssawkowych i są rozmieszczone korzystnie z określonym stopniem zagęszczenia.

Wykładzina według wynalazku, charakteryzuje się tym, że wgłębienia są rozmieszczone na całej powierzchni wjednakowych odstępach od siebie. Wykładzina wyróżnia się także tym, że wgłębienia są rozmieszczone na całej powierzchni w dobranych odstępach od siebie.

Wykładzina według wynalazku, charakteryzuje się tym, że wgłębienia mająostre krawędzie.

Wykładzina charakteryzuje się tym, że wgłębienia mają kształt soczewki.

Według wynalazku wgłębienia mają większą średnicę wynoszącą0,04-0,45 mm, mniejszą średnicę wynoszącą0,05-0,2 mm i głębokość 0,01 -0,2 mm oraz odstęp wynoszący 0,25-0,8 mm.

Wykładzina wyróżnia się również tym, że gęstość wgłębień na 1 cm² powierzchni wynosi co najmniej 100 wgłębień.

Wykładzina charakteryzuje się również tym, że gęstość wgłębień na 1 cm² powierzchni wynosi co najmniej 250 wgłębień.

Sposób wytwarzania wykładziny podłogowej przeciwpoślizgowej z materiałów mineralnych, przykładowo z granitu, w którym na powierzchnie płytek oddziaływuje się impulsami laserowymi, charakteryzuje się tym, że na powierzchni wykładziny wytwarza się niewidoczne gołym okiem wgłębienia w postaci miseczek przyssawkowych, które rozmieszcza się w określonych odstępach od siebie.

Korzystnie, stosuje się impuls promienia laserowego, mający energię wynosząc ąod 0,4 do 1,5 mJ, czas trwania 50-250 ns i średnicę plamki roboczej 0,05-0,2 mm.

Zaletą wynalazku jest to, że wykładzina podłogowa, zwłaszcza z surowców mineralnych, takich jak kamień, granit, ma powierzchnię wypolerowaną na wysoki połysk, na której są rozmieszczone ustalone statystycznie, regularnie lub nieregularnie wgłębienia, w postaci mikrokraterów, działających jak miseczki przyssawkowe, które korzystnie są w postaci soczewek o ostrych krawędziach. Są one w miarę możliwości płaskie i niewidoczne dla oka ludzkiego. Niewidoczne oznacza w tym przypadku to, że mikrokratery te nie mogą zostać z określonej odległości rozpoznane jako takie ze względu na możliwości rozróżniania oka ludzkiego. Próg rozróżnialności obserwatora o normalnym wzroku, w optymalnych warunkach oświetlenia przyjmuje się w przybliżeniujako jednąminutę kątową. Oznacza to, że z minimalnej odległości obserwacji 1,5 m dokonywalnej np. przez wyprostowanego dorosłego mężczyznę mogą być jeszcze widoczne mikrokratery o maksymalnym wymiarze bocznym 0,44 mm.

W przeciwieństwie do obróbki płomieniowej, groszkowania i obróbki strumieniowo-ciernej przy strukturowaniu laserowym chodzi o bezdotykową obróbkę dokładną powierzchni. Struktura może być zarówno regularna, jak też celowo nieregularna i charakteryzuje się niewielkim uszkodzeniem całej powierzchni. Twardość i skład materiału wykładziny nie grają żadnej roli. Sposób według wynalazku charakteryzuje się dobrą sterowalnością parametrów, to znaczy gęstość, głębokość i średnica mikrokraterów dająsię swobodnie zmieniać. Dzięki temu można powodować silniejszy lub słabszy efekt przeciwpoślizgowy. Na podstawie krajowych i międzynarodowych wyników badań uzyskana minimalna wartość współczynnika tarcia μ = 0,43 pomiędzy podeszwą buta lub stopy a wykładziną podłogową według wynalazku jest wystarczająca i przez to przeciwpoślizgowa. Wartość ta jest w każdym przypadku osiągana lub przekraczana.

Jak wykazały badania wykluczone jest zniszczenie uzyskanej makroskopowej optyki powierzchni wykładziny podłogowej.

Obróbka laserowa według wynalazku jest bezpośrednio zintegrowana z procesem wytwarzania płytek. Oznacza to, że architekt lub właściciel budynku przed ułożeniem na przykład wykładziny z kamienia naturalnego może przekonać się ojej właściwościach. Nie ma potrzeby późniejszej obróbki i związanego z tym optycznego zmieniania podłogi.

Obróbka laserowa jest przyjazna dla środowiska, ponieważ nie stosuje się tu żądnych substancji chemicznych. Przy powstających produktach odpadowych, jeśli chodzi o ich skład, chodzi o określone substancje odpowiadające materiałowi wyjściowemu, które bez problemu można

180 913 odsysać i usuwać. Sposób ten nadaje się do stosowania wobec wszystkich wykładzin podłogowych, które nie są wystarczająco przeciwpoślizgowe.

W porównaniu z istniejącymi sposobami powlekania w celu polepszenia właściwości przeciwpoślizgowych strukturowanie laserowe charakteryzuje się długotrwałością. Ścieranie jest znacznie mniejsze niż przy dodatkowym powlekaniu, które nie ma twardości kamienia. Parametry impulsów laserowych takie jak:

średnica plamki roboczej, która określa boczny wymiar mikrokrateru, czas działania i energia impulsu, określające głębokość mikrokrateru i w związku z długością fali lasera rodzaj jego uzyskiwania przez parowanie/stapianie oraz odstęp punktów działania, określa liczbę i układ mikrokraterów, dają się łatwo sterować i mogą być dzięki temu dopasowane do konkretnego materiału.

Korzystnie urabianie materiału płytek odbywa się zwłaszcza przez odparowanie, aby uniknąć powstawania zgrubień po stopieniu i nieostrych krawędzi, ponieważ w przeciwnym przypadku pogarsza się zjawisko zasysania miseczkowego. W praktyce należy osiągnąć wprowadzanie dużej energii w bardzo krótkim czasie, przy czym należy uwzględnić zależność od materiału.

Kształt, głębokość i szerokość ustawia się tak, że powstaje korzystnie soczewkowe, płaskie zagłębienie, którego głębokość wynosi najwyżej połowę maksymalnego wymiaru bocznego mikrokrateru, a głębokość nie przekracza maksymalnego bocznego wymiaru mikrokrateru tak, że w efekcie nie ma trwałego przyczepiania się brudu. Odchylanie promienia laserowego po powierzchni realizowane jest za pomocą znanych zespołów nie należących do przedmiotu wynalazku, jakie są przykładowo znane z zastosowania lasera do wykonywania napisów lub do kontroli powierzchni.

Rozmieszczenie kraterów może być regularne lub nieregularne, przy czym przy wymaganej jeszcze większej pewności chodzenia korzystny jest układ regularny, a przy jeszcze mniejszym optycznym pogorszeniu wypolerowanej powierzchni korzystny jest układ nieregularny mikrokraterów z miseczkowym działaniem przyssawkowym.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia elastyczne, przyjazne dla środowiska postępowanie, w celu wytworzenia zgodnego z potrzebą i z wymaganiami przeciwpoślizgowego uzbrojenia gładkich wykładzin podłogowych, np. polerowanych płytek podłogowych wykładzin z tworzyw sztucznych, itp., płytek ceramicznych przy zachowaniu ich optycznych i reprezentacyjnych właściwości, przy czym na powierzchni przez działanie impulsowym promieniowaniem laserowym powstaje zgodna z wymaganiami liczba korzystnie soczewkowych, niewidocznych okiem ludzkim mikromiseczek przyssawkowych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia płytę wykładzinową ze schematem działania urządzenia laserowego, a fig. 2 szczegół A powierzchni z efektem działania urządzenia laserowego.

Przedstawione na fig. 1 urządzenie laserowe składa się z nie uwidocznionego na rysunku znanego lasera wysyłającego promień 1, który jest kierowany na zwierciadło ogniskujące 2, a po odbiciu od tego zwierciadła na powierzchnię 3 płyty na wykładzinę podłogową. Obróbka powierzchni 3 następuje przez ściśle określone celowe działanie impulsami laserowymi, których działanie powoduje odparowanie materiału, dzięki czemu wytwarzane są odpowiednio rozmieszczone wgłębienia 4, w postaci mikrokraterów, mających ostre krawędzie. Dzięki temu uzyskuje się działanie miseczek przyssawkowych, które są niewidoczne gołym okiem. Odstęp a pomiędzy wgłębieniami 4 jest jednakowy lub zmienny i wynosi od 0,25 do 0,8 mm.

Zgodnie z wynalazkiem do obróbki powierzchniowej zastosowano laser Nd, którego energia wysyłanego impulsu wynosi od 0,4 do 1,5 mJ, czas trwania t wynosi 50-250 nS, a średnica plamki roboczej 0,05-0,2 mm.

Dzięki temu, że zwierciadło ogniskujące 2 posiada układ odchylania poruszający się w kierunku Vy a obrabiana powierzchnia 3 przesuwa się w kierunku Vx, uzyskuje się wgłębienia 4 mające zawsze kształt soczewki.

Jak wykazały praktyczne doświadczenia, aby uzyskać wspomniany współczynnik tarcia μ = 0,43 pomiędzy podeszwąbuta lub stopąa wykladzinąpodłogowąnależy w przypadku płytek ceramicznych rozmieścić na 1 cm² co najmniej 100 wgłębień 4, a w przypadku płytek z kamienia naturalnego co najmniej 250 wgłębień 4.

180 913

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wykładzina podłogowa przeciwpoślizgowa, z materiałów mineralnych, przykładowo z granitu, których powierzchnia jest wypolerowana na wysoki połysk, znamienna tym, że na powierzchni (3) ma płaskie wgłębienia (4) o regularnym kształcie geometrycznym, które mają postać miseczek przyssawkowych i sąrozmieszczone korzystnie z określonym stopniem zagęszczenia.
2. 2. Wykładzina według zastrz. 1, znamienna tym, że wgłębienia (4) są rozmieszczone na całej powierzchni (3) w jednakowych odstępach (a) od siebie.
3. 3. Wykładzina według zastrz. 1, znamienna tym, że wgłębienia (4) są rozmieszczone na całej powierzchni (3) w dobranych odstępach (a) od siebie.
4. 4. Wykładzina według zastrz. 2 albo 3, znamienna tym, że wgłębienia (4) mają ostre krawędzie.
5. 5. Wykładzina według zastrz. 1, znamienna tym, że wgłębienia (4) mająkształt soczewki.
6. 6. Wykładzina według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że wgłębienia (4) mają większą średnicę (d_w) wynoszącą 0,04-0,45 mm, mniejszą średnicę (du) wynoszącą 0,05-0,2 mm oraz odstęp (a) wynoszący 0,25-0,8 mm.
7. 7. Wykładzina według zastrz. 6, znamienna tym, że gęstość wgłębień na 1 cm² powierzchni (3) wynosi co najmniej 100 wgłębień (4).
8. 8. Wykładzina według zastrz. 6, znamienna tym, że gęstość wgłębień na 1 cm2 powierzchni (3) wynosi co najmniej 250 wgłębień (4).
9. 9. Sposób wytwarzania wykładziny podłogowej przeciwpoślizgowej z materiałów mineralnych, przykładowo z granitu, w którym na powierzchnie płytek oddziaływuje się impulsami laserowymi, znamienny tym, że na powierzchni wykładziny wytwarza się niewidoczne gołym okiem wgłębienia w postaci miseczek przyssawkowych, które rozmieszcza się w określonych odstępach od siebie.
10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się impuls promienia laserowego, mający energię wynoszącą od 0,4 do 1,5 mJ, czas trwania 50-250 ns i średnicę plamki roboczej 0,05-0,2 mm.