DE10117177A1

DE10117177A1 - Fenterbänke

Info

Publication number: DE10117177A1
Application number: DE10117177A
Authority: DE
Inventors: Juergen Bruning
Original assignee: Fagerdala Deutschland GmbH
Current assignee: Fagerdala Deutschland GmbH
Priority date: 2001-04-05
Filing date: 2001-04-05
Publication date: 2002-10-10

Abstract

Nach der Erfindung werden Fensterbänke aus Kunststoffschaum hergestellt, insbesondere als Schaumstoff-Formteile aus EPS, EPP oder PET mit einer glatten Oberfläche für eine Veredelung mit dünnem Dekorfilm.

Description

Die Erfindung betrifft Fensterbänke für Gebäude.

Fensterbänke bestehen traditionell aus Holz oder Stein. Vor allem die Fensterbänke aus Stein bilden eine Schwachstelle in der Wärmeisolierung des Bauwerkes, eine sogenannte Kältebrücke. Holz ist nicht immer als Alternative gewünscht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Kältebrücke in diesem Bereich zu beseitigen. Nach der Erfindung wird das mit Hilfe von Fensterbänken aus Kunststoffschaum erreicht. Kunststoffschaum hat eine hohe Wärmeisolieren.

Die Fensterbänke können dabei aus einem extrudierten Profil gebildet sein. Beim Extrudieren wird in der Regel fester, granulatförmiger Kunststoff in einem Extruder aufgeschmolzen. Die Schmelze wird mit Treibmitteln versetzt und homogenisiert. Zugleich wird ein erheblicher Druck aufgebaut, wird die Schmelze auf eine richtige Austrittstemperatur gekühlt und wird die Schmelze durch eine Extrusionsdüse in die umgebende Atmosphäre gedrückt. Dabei schäumt die Schmelze auf. Dieser Vorgang erlaubt zugleich eine Formgebung des entstehenden Kunststoffschaumstranges.

Wahlweise wird der Strang auf direkt auf die gewünschte Fensterbanklänge und auf die gewünschte Fensterbankbreite konfektioniert (abgelängt und besäumt). Oder es werden aus dem Strang Zwischenprodukte erzeugt, die an der Baustelle bzw. beim Handwerker die abschließende Form erfahren.

Es können auch Fensterbänke als Formteile aus Partikelschaum gefertigt werden. Die Herstellung erfolgt in einem Formteilautomaten. Dabei werden Schaumstoffpartikel in einen Formhohlraum gefüllt und unter Beaufschlagung mit Heißdampf an den Oberflächen erwärmt, angeschmolzen. Zugleich wird ein Druck erzeugt, so daß sich die Partikelschaumteile miteinander verbinden. Die Formteile können in dem Automaten sofort mit jeder gewünschten Rundung und anderen Einzelheiten erzeugt werden.

Auf die Sichtfläche kann ein Dekormaterial aufgetragen werden. Bei dem Dekormaterial kann es sich um Folie handeln, die aufkaschiert wird.

Mit unterschiedlichen Lösungsansätzen wird eine Verbindung der Folie mit der Unterkonstruktion herbeigeführt. Es sind Kleber für die Verbindung bekannt. Es ist bekannt, andere Verbindungskräfte zu nutzen.

Eine neues Dekormaterial besteht aus extrem dünnen Farbfilm. Der bekannte Farbfilm besteht aus drei Schichten, einer oberen Schutzschicht, einer Druckfarbe und einer Trägerschicht, insbesondere aus löslichem Polyvinylalkohol. Die Aufbringung des Films erfolgt mittels eines Aktivators. Der Aktivator hat mehrere Funktionen: Er löst die Schutzschicht und/oder die Trägerschicht aus Polyvinylalkohol auf, aktiviert die Farbe und sorgt für die Haftung auf der Unterkonstruktion. Der Aktivator wird manuell oder mit einer automatischen Einrichtung, z. B. einer entsprechenden Sprüh- oder Spritzeinrichtung aufgesprüht.

Das bekannte Dekormaterial ist extrem dünn, besitzt eine Dicke von 0,1 bis 0,01 mm. Nach der Erfindung wird ein ausreichender Untergrund für so dünnes Material dadurch geschaffen, daß besondere Formteile aus Partikelschaum verwendet werden. Die besonderen Formteile entstehen wahlweise durch

a) Wärmebehandlung der Formteiloberfläche in der Form oder nach Auslösen des Formteiles aus der Form mittels einer Heizfläche
b) durch eine stark verteilte Heißdampfzuführung bzw. durch eine stark verteilte Heißdampfabführung in der Form

Die Wärmebehandlung in der Form erfolgt nach der Erfindung durch Überhitzung der Formwände. Bei der Überhitzung wird die Temperatur der Formteilwände auf 3 bis 30% über die Schmelztemperatur erhöht. Die angegebene %Zahl bezieht sich auf die Gradzahl der Schmelztemperatur. Die Wirkdauer der Überhitzung wird vorzugsweise mit einigen Versuchen eingestellt. Die Wirkdauer der Überhitzung wird gerade so lang eingestellt, daß die Formteiloberfläche sich glättet.

Die Überhitzung kann zu unterschiedlichen Zeiten während des Formvorganges stattfinden. Bevorzugt wird die Zeit im Anschluß an die Heißdampfbeaufschlagung der Formpartikel in der Form genutzt. Zu dem Zeitpunkt haben die Formteile ihre höchste Temperatur.

Die Wärmebehandlung nach Auslösen des Formteiles mittels einer Heizfläche kann zu gleichem Erfolg wie die erläuterte Überhitzung in der Form führen. Die Heizflächen sind dabei der Kontur des Formteiles angepaßt und werden mit dem Formteil in Berührung gebracht. Dabei wird die Temperatur an der Heizfläche um 3 bis 30% oberhalb der Schmelztemperatur gebracht. Die %Zahl bezieht sich wiederum auf die Gradzahl der Schmelztemperatur. Die Einwirkungsdauer wird wiederum mit wenigen Versuchen eingestellt.

Wahlweise wird eine ausreichende Oberflächenqualität auch durch starke Verteilung des Heißdampfes bei seiner Zuführung in die Form und/oder bei seiner Abführung aus der Form erreicht.

Die Formteile werden in der Form aus einer Vielzahl von Schaumpartikeln(Beads) hergestellt. Die Formteile werden in dem Formhohlraum miteinander verbunden. Die Füllung des Formhohlraumes erfolgt mit einem Trägergas, zumeist Luft, mit dem die Schaumpartikel unter Druck in den Formhohlraum getragen werden, bis der Formhohlraum gefüllt ist. Nach Füllung des Formhohlraumes werden die Schaumpartikel mit Wasserdampf beaufschlagt. Der Wasserdampf bewirkt eine Erwärmung der Schaumpartikel. Die Oberfläche schmilzt an. Die Schaumpartikel verbinden sich.

Bei üblicher Herstellung wird auf dem vorstehend beschriebenen Wege nur eine mehr oder weniger grobe Formteiloberfläche erreicht. Das wird auf Wasser/Dampf-Kondensate an den Außenflächen zurückgeführt und darauf zurückgeführt, daß im Bereich der einmündenden Dampfleitungen Noppen entstehen. Die Kondensate halten die Zwickelräume zwischen den Schaumpartikeln auf. Nach Abkühlung des Formteiles zeichnen sich die Zwickelräume sehr deutlich an dessen Oberfläche ab.

Nach der Erfindung wird gleichwohl eine sehr glatte Oberfläche ohne Noppen erreicht, indem an den betreffenden Formteilwänden, welche die zu veredelnde Oberfläche bilden, ein feine Dampfverteilung mit Hilfe eines feinmaschigen Drahtgewebes erreicht. Das feinmaschige Drahtgewebe bildet die Formteilinnenwand. Zweckmäßig ist für das feinmaschige Drahtgewebe eine Unterstützung durch eine gröberes bzw. durch mehrere Drahtgewebe vorgesehen. Das grobmaschige Stützgewebe verteilt den Dampf am Dampfzutritt bzw. leitet den Dampf am Dampfaustritt ab. Durch Mehrlagigkeit des Stützgewebes kann die Maschenweite zum Deckgewebe immer weiter reduziert und dem Deckgewebe eine vorteilhafte Abstützung gegeben werden. Die Anzahl der Stützlagen hängt von der Maschenweite und dem Druck in dem Formhohlraum ab. Mit kleiner werdender Maschenweite bzw. mit höher werdendem Druck sind mehr Lagen im Stützgewebe vorgesehen, um die Maschenweite des Stützgewebes der Austrittsmaschenweite im Deckgewebe anzunähern und eine Verformung des Deckgewebes zu verhindern.

Das feinmaschige Drahtgewebe verteilt den Dampf am Dampfzutritt noch feiner und bildet am Dampfausstritt eine noch bessere Ableitung. Im Sinne der Erfindung hat das feinmaschige Drahtgewebe eine Maschenweite von maximal 0,5 mm, vorzugsweise unter 0,1 mm. Die Funktion des Drahtgewebes wird unterstützt durch eine Beheizung der Formteilwände.

Ausreichende Formteiloberwände durch feine Heißdampfverteilung können auch mittels poröser Formwände erreicht werden. Die porösen Heißdampfwände entstehen zum Beispiel aus Metallpartikeln, die miteinander versintert werden. Als Metall eignet sich besonders Aluminium. Mit Aluminiumpartikeln läßt sich eine besonders glatte Formteilwand erzeugen, weil sich das Aluminium unter Druck gut zu einer glatten Fläche verformt. Die richtige Partikelgröße läßt sich gleichfalls durch einige Versuche bestimmen. Richtig ist die Partikelgröße, wenn eine vergleichbare Dampfdurchlässigkeit wie mit dem oben erläuterten Drahtgewebe gegeben ist. Beim Sintern entsteht eine feste Verbindung der Partikel ohne Verschmelzung der Partikelflächen. Soweit eine Erwärmung bei dem Sintern stattfindet bzw. erwärmte Metallpartikel miteinander verbunden werden, wird die Temperatur deutlich unter der Schmelztemperatur gehalten. Entscheidend für die Verbindung ist dann der Sinterdruck.

Vorzugsweise finden für die Formteile Partikelschäume aus Polypropylen (EPP) und Polystyrol (EPS) oder Polyethylen (EPE) oder Polyethylenterephthalat (PET) Anwendung und haben die Schaumpartikel vor dem Einfüllen in den Formhohlraum einen Durchmesser bis 0,5 bis 10 mm, vorzugsweise 3 bis 5 mm. Das Schüttgewicht von Schaumpartikeln aus PS ist etwa gleich dem Raumgewicht der EPS-Formteile. Das Schüttgewicht von Schaumpartikeln aus PP ist etwa 30% geringer als das Raumgewicht von EPP-Formteilen. Die Raumgewichtserhöhung entsteht durch Verdichtung im Formhohlraum.

Das Raumgewicht der Formteile beträgt 40 bis 600 kg pro Kubikmeter, vorzugsweise 60 bis 80 kg pro Kubikmeter. Ab einem Raumgewicht von 40 bis 60 kg pro Kubikmeter hat der Schaum ohne weiteres Zutun ein Brandverhalten, das als B2 eingestuft wird. Dann erfüllt der Schaum die feuerpolizeilichen Auflagen für die Anordnung im Raum.

Der Dampf hat einen Druck von 0,8 bis 7,5 bar, vorzugsweise

a) bei EPS 1, 2 bis 1,4 bar und
b) bei EPP aus Autoklaven 3 bis 5 und
c) bei EPP aus Extrusion 4 bis 10 bar

Die Dampftemperatur liegt im Bereich der Schmelztemperatur des Kunststoffes. Die Schmelztemperatur ist bei EPS etwa 100 Grad C und bei EPP 140 bis 180 Grad Celsius

Die so entstandenen Formteile aus PP werden wahlweise mit einem Haftvermittler grundiert. Formteile aus anderem Kunststoff werden vorzugsweise ohne Haftvermittler mit einem Dekorfilm versehen.

Der Dekorfilm kann ganz oder teilweise auflösbar oder anlösbar sein. Das gilt auch für die einzelne Bestandteile wie Farbschicht und/oder Trägerschicht und/oder Schutzschicht. Die Verbindung des Formteiles kann unmittelbar mit der Farbschicht oder jeder anderen Schicht des Dekorfilms erfolgen. Die Verbindung kann unmittelbar oder mittels eines Haftvermittlers erfolgen.

Der oben beschriebene Dekorfilm mit der Trägerschicht/Schutzschicht aus Polyvinylalkohl wird in einem Wasserbad vorbereitet. Der Film liegt in einem passenden Zuschnitt oben auf dem Wasserbad, wobei die auflösbare oder anlösbare Schicht wahlweise nach oben weist und mit Wasser benetzt wird. Das Wasser bewirkt die Auflösung je nach Beschaffenheit der Schicht allein oder zusammen mit einem Lösungsmittel. Bei Verwendung eines Lösungsmittels im Wasser entsteht die richtige Konzentration des Lösungsmittels durch Einhaltung der zugehörigen richtigen Mengen.

Nach Auflösen des Polyvinylalkoholfilms werden die Schaumstoff-Formteile über dem Film positioniert und dann untergetaucht. Dabei legt sich der Film faltenfrei an die Oberfläche des Schaumstoffes an. Die Farbe haftet auf der Formteiloberfläche. Wahlweise wird die Farbschicht zugleich durch die verbliebene Schutzschicht geschützt. Alternativ oder zusätzlich wird anschließend eine Schutzschicht aufgebracht. Vorzugsweise erfolgt das durch Aufsprühen.

Von Vorteil ist, wenn der Film faltenfrei aufgebracht wird.

Die faltenfreie Aufbringung wird durch die Nachgiebigkeit des Films und/oder vorhandener weiterer Schichten erleichtert. Die Nachgiebigkeit ist durch die Dehnfähigkeit definiert. Vorzugsweise ist mindestens eine Dehnfähigkeit des Films von mindestens 5%, noch weiter bevorzugt mindestens 30% bezogen auf die Ausgangsabmessung vorgesehen.

Wahlweise wird der Film in mehreren Lagen aufgebracht, um die Farbgebung oder Musterbildung zu beeinflussen.

Vorteilhafterweise lassen sich auf dem Wege mittels Dekorfilm ganz neuartige Sichtflächen erzeugen. Der Dekorfilm erlaubt die Imitation von Metallflächen und Steinflächen, auch die Imitation von Holzflächen.

Der Dekorfilm haftet in der Regel ohne Haftvermittler.

Hilfsweise können verschiedene Haftvermittler Anwendung finden.

Haftvermittler bilden Molekularbrücken an den Grenzflächen zwischen anorganischen Zuschlagstoffen und der organischen Polymermatrix.

Die bekannten Haftvermittler entstehen durch Beschichtung mittels Tauchverfahrens oder durch Pulverbeschichtung. Die Pulverbeschichtung kann unter elektrostatischer Aufladung und anschließender Aufschmelzung erfolgen. Haftvermittler können auch durch Flammspritzen aufgetragen werden. Eine Beschichtung ist auch durch Plasmapolymerisation möglich. Probleme kann dabei die Unpolarität und die schlechte Lösbarkeit der Oberfläche bereiten.

Oberflächen verschiedener Kunststoffe, z. B. von PE, lassen sich nach oxidierender Vorbehandlung im Hochspannungs-Plasma, mit Glimmentladungen, oxidierender Flamme, Ozon oder einer Chromsäurelösung bedrucken oder lackieren oder bei Verwendung von Kontaktklebstoffen verkleben. Desgleichen kann die Haftvermittlung durch eine Coronar- Behandlung erreicht werden.

Haftvermittler auf der Basis von S/B-Blends (Styrol/Butadien) können eingesetzt werden. Ionomere können als Haftvermittler zwischen Polymeren unteschiedlicher Polarität Einsatz finden. Niedermolekulare Polymere sind zur Verstärkung von Klebungen brauchbare Hilfsmittel.

Die Haftvermittler können enthalten hydrolisierbare Gruppen zur Bindung an das anorgansiche Material und organofuktionelle Gruppen im gleichen Molekül. Geeignete Materialien können Silane und Titanate sein, desgleichen Schwefeltrioxid oder Peroxid.

Verwendet werden auch VC-Copolymerisate, polmersierbare Polyester oder Vinylpyridin- Polymerisate, Butadien-Acrylnitril-Methacrylsäure-Copolymerisate, Phenolharze, Kautschukderivate oder Acrylharze.

Claims

1. Herstellung von Fensterbänken, gekennzeichnet durch die Verwendung von Kunststoffschaum.

2. Herstellung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von

a) Extrusionsschaum, der als Schaumstrang erzeugt wird und zu Fensterbänken konfektioniert wird, oder von
b) Partikelschaumformteilen, wobei die Schaumstoffpartikel in einem Formhohlraum mit Wasserdampf beaufschlagt werden, so daß die Oberflächen der Schaumstoffpartikel anschmelzen und die Schaumstoffpartikel sich unter dem Druck in dem Formhohlraum miteinander verbinden,
c) wobei die Sichtflächen veredelt werden

3. Herstellung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Veredelung durch Dekorfolienauftrag.

4. Herstellung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine glatte Oberfläche für die Anbringung eines dünnen Dekorfilms erzeugt wird, indem

a) die Formwandflächentemperatur um 3 bis 30% während der Formteilherstellung über die Schmelztemperatur erhöht oder
b) die zu veredelnde Formteilfläche nach dem Lösen aus der Form mit einer Heizfläche in Berührung gebracht wird, wobei die Heizflächentemperatur 3 bis 30% oberhalb der Schmelztemperatur liegt.
c) der Heißdampf bei der Zuführung in die Form bzw. beim Ableiten aus der Form über der Fläche fein verteilt wird, wobei die Feinverteilung mit Hilfe eines feinmaschigen Drahtgewebes oder mit Hilfe einer porösen Formteilwand erfolgt, und auf die zu veredelnde Oberfläche der Formteile ein Dekorfilm aufgebracht wird, dessen Dicke kleiner 2 mm, vorzugsweise kleiner 1 mm, noch weiter bevorzugt kleiner 0,1 mm ist.

5. Herstellung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Dekorfilm ein ein- oder mehrschichtiger Farbfilm verwendet wird.

6. Herstellung nach Anspruch 4 oder S. dadurch gekennzeichnet, daß als Dekorfilm eine Farbschicht verwendet wird, mit einer einseitigen oder beidseitigen Träger- und/oder Schutzschicht.

7. Herstellung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger- und/oder Schutzschicht in einem Bad ganz oder teilweise aufgelöst oder nur angelöst wird oder die Farbschicht teilweise aufgelöst oder nur angelöst wird und das Formteil in dem Bad mit der Farbschicht verbunden wird.

8. Herstellung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbsicht auf und/oder in dem Bad schwimmt und das Formteil gegen die Farbschicht bewegt wird.

9. Herstellung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch waagerechtes Auflegen des Dekorfilms auf dem Bad und senkrechtes Eintauchen des Formteiles in das Bad.

10. Herstellung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Films mit einer Schutzschicht oder Trägerschicht aus Polyvinylalkohol.

11. Herstellung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Film und/oder eine Farbschicht und/oder eine Träger- und/oder Schutzschicht mit einer Dehnfähigkeit von mindestens 5%, vorzugsweise mindestens 30% bezogen auf die ursprünglichen Abmessungen.

12. Herstellung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Form mit einem Drahtgewebe mit einer Maschenweite von höchstens 0,5 mm, vorzugsweise kleiner 0,1 mm verwendet wird und/oder das Drahtgewebe mit einem grobmaschigeren Drahtgewebe unterstützt wird und/oder die Wände des Formhohlraumes beheizt werden.

13. Herstellung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Formteilwand mit der gleichen Dampfdurchlässigkeit wie das Drahtgewebe verwendet wird.

14. Herstellung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, gekennzeichnet durch die Verwendung von Formteilen aus EPS oder EPP oder PET oder EPE.

15. Herstellung nach Anspruch 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Film zu veredelnde Oberfläche am Formteil mit einem Haftvermittler behandelt wird.

16. Herstellung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Dekorfilm veredelten Oberflächen am Formteil mit einer dehnfähigen Schutzschicht versehen werden, vorzugsweise lackiert werden, wobei die Schutzschicht mindestens eine Dehnfähigkeit von 5%, vorzugsweise mindestens eine Dehnfähigkeit von 30%, bezogen auf die Ausgangslänge besitzt.

17. Herstellung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Spritzlackierung.