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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Gegenstand, enthaltend
mindestens ein scheibenförmiges Verbundmaterial mit mindesten
einer transluzenten oder opaken Steinschicht. Außerdem betrifft
die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung eines
solchen Gegenstands. Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung
die neue Verwendung des neuen Gegenstands und des nach dem neuen
Verfahren hergestellten Gegenstands.
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Stand der Technik
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Aus
der europäischen Patentanmeldung
EP 0 799 949 A1 ist ein
Natursteinelement bekannt, das aus einer dünnen Natursteinplatte
mit beidseitig angeordneten Glasscheiben besteht. Die Glasscheiben sind
mit jeweils einer transparenten Gießharzschicht mit der
Natursteinplatte haftfest verbunden. Durch die Verwendung transparenter
Gießharzschichten sollen die Nachteile, die mit der Verwendung
hoch reißfester Kunststoffklebfolien, wie weich gemachte PVB-Folien,
verbunden sind, vermieden werden.
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Diese
Nachteile sollen zum einen darauf zurückzuführen
sein, dass die Natursteinplatten im Allgemeinen durch das Sägen
Markierungen in ihrer Oberfläche aufweisen und sich daher
nur mit hohen Fehlerquoten mithilfe der glatten Kunststofffolien
mit Gläsern von welliger Oberfläche verbinden
lassen. Zum anderen sollen die Nachteile darauf zurückzuführen
sein, dass Natursteine wie Marmor oder Granit stets Feuchtigkeit
enthalten oder leicht Feuchtigkeit aufnehmen, die an die Kunststoffklebfolien
weitergegeben wird. Dies mindert stark die Beständigkeit
der Verklebung. Außerdem kann im Falle von PVB-Folien die
Aufnahme von etwa einem Prozent Wasser bereits Trübungen
hervorrufen.
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In
der internationalen Patentanmeldung
WO 2008/017287 A1 wird
ausgeführt, dass auch die Gießharze der
EP 0 799 949 A1 keine
befriedigende Lösung bieten, weil sie nur in Verbindung
mit speziell auf die Steinsorte abgestimmten Haftvermittlern in der
Lage sind, eine minimale Feuchtigkeitsaufnahme über die
Randkanten oder Randflächen und weitere Folgeschäden
am Verbund zu regulieren. Wird aber ein beliebiges im Handel erhältliches
Gießharz verwendet oder gar zusätzlich mit sehr
hydrophilen Natursteinen wie Alabaster kombiniert, sind die betreffenden
Verbunde sehr stark gefährdet. Um dieses Problem zu beheben,
wird in der internationalen Patentanmeldung vorgeschlagen, in der
Steinplatte parallel zu mindestens einer Seitenkante einen Kapillarschnitt
vorzusehen, der mit einem Dichtstoff gefüllt ist, der die
Diffusion in Richtung auf das Innere der Steinplatte verhindert.
Die Herstellung solcher abgedichteter Kapillarschnitte erfordert
aber mindestens einen zusätzlichen Verfahrenschritt, was
technisch und wirtschaftlich ein Nachteil ist. Außerdem
lassen sich solche Kapillarschnitte nur schlecht mit reißfesten
Kunststoffklebfolien kombinieren.
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Es
wird in der internationalen Patentanmeldung ausdrücklich
von einer komplett dichten Rundum-Versiegelung der Randflächen
abgeraten, weil bei starker Sonneneinstrahlung und hohen Temperaturen
ein im Inneren des Verbundes entstehender Staudruck nicht automatisch
ausgeglichen werden könnte.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde, einen neuen Gegenstand,
enthaltend mindestens ein scheibenförmiges Verbundmaterial mit
mindesten einer transluzenten oder opaken Steinschicht, vorzuschlagen,
der die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger
aufweist, sondern der auch bei der Verwendung von reißfesten Kunststoffklebfolien,
wie sie in Verbundglasscheiben verwendet werden, in feuchter Atmosphäre
und/oder bei hohen Temperaturen auf Dauer mechanisch stabil ist,
nicht delaminiert, sich nicht trübt und sich in einfacher
und sehr gut reproduzierbarer Weise und – wenn überhaupt – mit
nur sehr geringem Ausschuss herstellen läßt.
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Außerdem
lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neues
Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands, enthaltend mindestens ein scheibenförmiges
Verbundmaterial mit mindestens einer transluzenten oder opaken Steinschicht vorzuschlagen,
das die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger
aufweist, sondern das in einfacher und sehr gut reproduzierbarer
Weise und – wenn überhaupt – mit nur
sehr geringem Ausschuss auch bei der Verwendung von reißfesten
Kunststoffklebfolien, wie sie in Verbundglasscheiben verwendet werden,
die besagten Gegenstände liefert, die in feuchter Atmosphäre
und/oder bei hohen Temperaturen auf Dauer mechanisch stabil sind,
nicht delaminieren und sich nicht trüben.
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Nicht
zuletzt lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine
neue dauerhafte Verwendung der neuen Gegenstände und der
mithilfe des neuen Verfahrens hergestellten Gegenstände als
dekorative und/oder architektonische Gegenstände und/oder
Bauteile für den Innen- und Außenbereich oder
für deren Herstellung zu finden.
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Erfindungsgemäße
Losung
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Demgemäß wurde
der neue Gegenstand (1) gefunden, der
- – mindestens
ein scheibenförmiges Verbundmaterial (2) mit zwei
Hauptflächen (2.1a) und (2.1b) und einer
umlaufenden Randfläche (2.2), enthaltend, in der
angegebenen Reihenfolge übereinander liegend und haftfest
miteinander verbunden,
- – eine erste mechanisch stabile, transparente Schicht
(2.3),
- – eine erste transparente, reißfeste, haftvermittelnde
Schicht (2.4),
- – eine von flüchtigen Verbindungen im Wesentlichen
oder völlig freie, transluzente oder opake Steinschicht
(2.5),
- – eine zweite transparente, reißfeste, haftvermittelnde
Schicht (2.6) und
- – eine zweite mechanisch stabile, transparente Schicht
(2.7), sowie
- – eine Rundum-Versiegelung (3) der umlaufenden Randfläche
(2.2)
enthält und der im Folgenden als >>erfindungsgemäßer Gegenstand<< bezeichnet wird.
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Außerdem
wurde das neue Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands, enthaltend
mindestens ein scheibenförmiges Verbundmaterial mit mindestens
einer Steinschicht, gefunden, bei dem man
- (I)
eine transluzente oder opake Steinschicht im Wesentlichen oder völlig
von flüchtigen Verbindungen befreit,
- (II) beidseitig über jeweils eine transparente, reißfeste,
haftvermittelnde Schicht mit jeweils einer mechanisch stabilen,
transparenten Schicht haftfest verbindet, wodurch ein scheibenförmiges, transluzentes
Verbundmaterial mit zwei Hauptflächen und einer umlaufenden
Randfläche resultiert, und
- (III) die umlaufende Randfläche mit einer Rundum-Versiegelung
versieht.
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Im
Folgenden wird das neue Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands,
enthaltend mindestens ein scheibenförmiges Verbundmaterial
mit mindestens einer Steinschicht, als >>erfindungsgemäßes
Verfahren<< bezeichnet.
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Nicht
zuletzt wurde die neue Verwendung der erfindungsgemäßen
Gegenstände und der mithilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens hergestellten Gegenstände als dekorative und/oder
architektonische Gegenstände und/oder Bauteile für
den Innen- und Außenbereich oder für deren Herstellung
gefunden, was im Folgenden als >>erfindungsgemäße Verwendung<< bezeichnet wird.
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Vorteile der Erfindung
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Im
Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend
und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe,
die der vorliegenden Erfindung zu Grunde lag mithilfe des erfindungsgemäßen Gegenstands,
des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen
Verwendung gelöst werden konnte.
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Insbesondere
war es überraschend, dass die erfindungsgemäßen
Gegenstände die Nachteile des Standes der Technik nicht
mehr länger aufwiesen, sondern auch bei der Verwendung
von reißfesten Kunststoffklebfolien, wie sie in Verbundglasscheiben verwendet
werden, in feuchter Atmosphäre und/oder bei hohen Temperaturen
auf Dauer mechanisch stabil waren, nicht delaminierten, sich nicht
trübten und sich in einfacher und sehr gut reproduzierbarer
Weise und – wenn überhaupt – mit nur
sehr geringem Ausschuss herstellen ließen.
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Außerdem
war es überraschend, dass das erfindungsgemäße
Verfahren die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger
aufwies, sondern in einfacher sehr gut reproduzierbarer Weise und – wenn überhaupt – mit
nur sehr geringem Ausschuss auch bei der Verwendung von reißfesten
Kunststoffklebfolien, wie sie Verbundglasscheiben verwendet werden,
Gegenstände, insbesondere erfindungsgemäße
Gegenstände lieferte, die in feuchter Atmosphäre
und/oder bei hohen Temperaturen auf Dauer mechanisch stabil waren,
nicht delaminierten und sich nicht trübten.
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Nicht
zuletzt war überraschend, dass die erfindungsgemäßen
Gegenstände und die mithilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens hergestellten Gegenstände, insbesondere die
erfindungsgemäßen Gegenstände, sich im
Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung hervorragend
als dekorative und/oder architektonische Gegenstände und/oder Bauteile
für den Innen- und Außenbereich oder für deren
Herstellung verwenden ließen, wobei ihre besonders lange
Gebrauchsdauer von ganz besonderem Vorteil war.
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Ausführliche Beschreibung
der Erfindung
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Der
erfindungsgemäße Gegenstand enthält ein
scheibenförmiges Verbundmaterial mit einer transluzenten
oder opaken Steinschicht. Demgemäß sind sowohl
das scheibenförmige Verbundmaterial als auch der erfindungsgemäße
Gegenstand, worin es enthalten ist, transluzent oder opak.
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Vorzugsweise
ist die Steinschicht des erfindungsgemäßen Gegenstands
transluzent.
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In
Abgrenzung zur Transparenz kann man Transluzenz als Lichtdurchlässigkeit
beschreiben und Transparenz als Bild- oder Blickdurchlässigkeit. Die
reziproke Eigenschaft der Transluzenz ist die Opazität.
Besitzt ein Gegenstand eine hohe Transparenz, so hat er eine geringe
Opazität und umgekehrt.
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Der
erfindungsgemäße Gegenstand enthält ein
scheibenförmiges Verbundmaterial mit zwei Hauptflächen
und einer umlaufenden Randfläche. Darüber hinaus
kann der erfindungsgemäße Gegenstand weitere funktionale
Bestandteile wie Befestigungsvorrichtungen, Abstandshalter, elektrische
Leitungen, funktionale Schichten, wie Schutzschichten oder schalldämmende
Schichten, oder Glasscheiben enthalten oder hiermit verbunden werden.
Außerdem kann er Aussparungen und/oder Bohrungen enthalten,
die dekorativen Zwecken und/oder der Aufnahme und/oder der Befestigung
von funktionalen Bestandteilen dienen können.
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>>Scheibenförmig<< bedeutet, dass die Hauptflächen
des Verbundmaterials eine größere Fläche
aufweisen als die umlaufende Randfläche. Vorzugsweise ist
das Verhältnis der Fläche einer Hauptfläche
zur Fläche der umlaufenden Randfläche > 1, bevorzugt > 2 und insbesondere > 3.
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Das
scheibenförmige Verbundmaterial ist angenähert
oder exakt planar. >>Angenähert
planar<< bedeutet, dass
das Verbundmaterial in einer Richtung oder in mehreren Richtungen
des Raumes gebogen ist. Dabei darf die Biegung nicht so stark sein,
dass die Stabilitätsgrenze der Steinschicht überschritten
wird und die Steinschicht bricht oder reißt.
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Das
scheibenförmige Verbundmaterial kann einen beliebigen Umriss
haben. So kann der Umriss eckig und/oder abgerundet sein. Beispiele
für eckige Formen sind Quadrate, Rechtecke, Rauten, Dreiecke,
Fünfecke, Sechsecke oder Sterne. Beispiele für abgerundete
Formen sind Kreise oder Ellipsen. Dabei können die einzelnen
Elemente dieser Formen auch miteinander kombiniert werden, so dass
beispielsweise viereckige oder kreisförmige, scheibenförmige
Verbundmaterialien resultieren, deren Rand eine Wellenlinie beschreibt.
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Die
vorstehend beschriebenen Formen legen die Formen der erfindungsgemäßen
Gegenstände im Wesentlichen oder genau fest.
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Das
scheibenförmige, transluzente Verbundmaterial enthält
- – eine erste mechanisch stabile, transparente Schicht,
- – eine erste transparente, reißfeste, haftvermittelnde
Schicht,
- – eine von flüchtigen Verbindungen im Wesentlichen
oder völlig freie, transluzente oder opake Steinschicht,
- – eine zweite transparente, reißfeste, haftvermittelnde
Schicht und
- – eine zweite mechanisch stabile, transparente Schicht,
die
in der angegebenen Reihenfolge übereinander liegen und
haftfest miteinander verbunden sind, oder aber das Verbundmaterial
besteht aus diesen Schichten.
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Hierbei
bedeutet >>mechanisch stabil<<, dass die betreffende Schicht innerhalb
weiter Temperaturgrenzen auch bei der Einwirkung mechanischer Kräfte,
wie sie beispielsweise durch lang anhaltenden Druck, durch kurze
harte Schläge oder durch Reibung erzeugt werden, nicht
beschädigt wird, sondern ihre Integrität und Form
bewahrt.
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>>Transparent<< bedeutet,
dass die betreffende Schicht bild- oder blickdurchlässig
ist. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn die betreffende Schicht für
sichtbares Licht eine Transmission > 50%, bevorzugt > 70% und insbesondere > 80% aufweist.
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>>Reißfest<< bedeutet,
dass die betreffende Schicht im Zugversuch eine hohe Reißdehnung
oder Bruchdehnung hat. Vorzugsweise ist die Reißdehnung > 50%.
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>>Haftvermittelnd<< bedeutet,
dass die betreffende Schicht eine hohe Zwischenschichthaftung aufweist.
Die Zwischenschichthaftung ist vorzugsweise so hoch, dass die verbundenen
Schichten nicht mehr voneinander getrennt werden können, ohne
sie dabei zu zerstören.
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Grundsätzlich
können die erste und die zweite mechanisch stabile, transparente
Schicht gleich oder voneinander verschieden sein, das heißt,
sie können aus den gleichen Materialien oder aus unterschiedlichen
Materialien aufgebaut sein und/oder unterschiedliche Dicken aufweisen.
Dabei können die Dicken breit variieren und so hervorragend
den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise
sind die Schichten 2 bis 50 mm, bevorzugt 2 bis 40 mm, besonders
bevorzugt 2 bis 30 mm und insbesondere 2 bis 25 mm dick.
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Vorzugsweise
sind die beiden Schichten gleich.
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Ebenso
können die erste und die zweite transparente, reißfeste,
haftvermittelnde Schicht gleich oder voneinander verschieden sein,
das heißt, sie können aus den gleichen Materialien
oder aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut sein und/oder unterschiedliche
Dicken aufweisen. Dabei können auch hier die Dicken breit
variieren und so hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls
angepasst werden. Vorzugsweise sind die Schichten 0,4 bis 10 mm,
bevorzugt 0,5 bis 8 mm, besonders bevorzugt 0,6 bis 6 mm und insbesondere
0,7 bis 4 mm dick.
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Vorzugsweise
sind die beiden Schichten gleich.
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Des
Weiteren kann mindestens eine der Schichten des scheibenförmigen,
transluzenten Verbundmaterials aus mindestens zwei Lagen mindestens
zweier unterschiedlicher Materialien bestehen. Wesentlich für
die Auswahl der Materialien ist, dass die betreffende Schicht das
vorstehend beschriebene erforderliche Eigenschaftsprofil aufweist.
Insbesondere müssen die mindestens zwei Lagen haftfest miteinander
und mit den benachbarten Schichten verbunden sein.
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Als
Materialien für die Herstellung der ersten und zweiten
mechanisch stabilen, transparenten Schicht kommen grundsätzlich
alle Materialien in Betracht, die das vorstehend beschriebene erforderliche
Eigenschaftsprofil haben. Vorzugsweise werden die Materialien aus
der Gruppe, bestehend aus gefärbten und ungefärbten
Gläsern und gefärbten und ungefärbten,
starren, klaren Kunststoffen, die mit einer Sperrschicht gegen die
Dampfdiffusion versehen sind, ausgewählt. Bevorzugt werden
indes gefärbte und ungefärbte Gläsern
verwendet.
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Bevorzugt
wird das gefärbte und ungefärbte Glas aus der
Gruppe, bestehend aus gefärbtem und ungefärbtem,
nicht vorgespanntem, teilvorgespanntem und vorgespanntem Floatglas,
Gußglas und Keramikglas, ausgewählt.
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Insbesondere
wird Floatglas verwendet.
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Als
Materialien für die Herstellung der ersten und zweiten
transparenten, reißfesten, haftvermittelnde Schicht kommen
grundsätzlich alle Materialien in Betracht, die das vorstehend
beschriebene erforderliche Eigenschaftsprofil aufweisen. Vorzugsweise wird
das Material aus der Gruppe, bestehend aus thermisch und/oder mit
aktinischer Strahlung gehärteten Gießharzen und
reißfesten Klebstofffolien, ausgewählt.
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Bekanntermaßen
werden thermisch gehärtete Gießharze aus thermisch
härtbaren Gießharzen hergestellt, die komplementäre
reaktive funktionelle Gruppen enthalten, die unter der Einwirkung
von Wärmeenergie miteinander reagieren, so dass sich in
dem gehärteten Gießharz ein dreidimensionales Netzwerk
bildet. Beispiele geeigneter thermisch härtbarer Gießharze
sind Epoxidharze, wie sie beispielsweise in Römpp Online
2008 unter dem Stichwort >>Epoxidharze<< beschrieben werden.
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Bekanntermaßen
werden mit aktinischer Strahlung gehärtete Gießharze
aus Gießharzen hergestellt, die reaktive funktionelle Gruppen
enthalten, die unter der Einwirkung von aktinischer Strahlung anionisch,
kationisch oder radikalisch, insbesondere radikalisch, polymerisieren.
Insbesondere handelt es sich bei den reaktiven funktionellen Gruppen
um olefinisch ungesättigte Doppelbindungen. Beispiele geeigneter
mit aktinischer Strahlung härtbarer Gießharze
sind aus Römpp Online 2008, >>Strahlenhärtende Systeme<< und >>Strahlenhärtung<<, bekannt. Als aktinische Strahlung
kommt elektromagnetische Strahlung, wie nahes Infrarot (NIR), sichtbares
Licht, UV-Strahlung, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung,
oder Korpuskularstrahlung, wie Elektronenstrahlung, Protonenstrahlung,
Betastrahlung oder Alphastrahlung, in Betracht.
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Die
Gießharze können übliche und bekannte Haftvermittler,
wie sie beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung
EP 0 799 949 A1 ,
Spalte 6, Zeilen 24 bis 32, beschrieben werden, enthalten.
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Vorzugsweise
werden die reißfesten Klebstofffolien aus der Gruppe, bestehend
aus Polyvinylbutyral, PVB, Polyethylen-vinylacetat), EVA, Polyethylenterephthalat,
PET, Polyvinylchlorid, PVC, Ionomerharzen auf der Basis von Ethylen
und/oder Propylen und alpha,beta-ungesättigten Carbonsäuren oder
Polyurethan, PU, ausgewählt. Insbesondere werden Polyurethanfolien
eingesetzt.
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Als
Materialien für die Herstellung der transluzenten oder
opaken Steinschicht kommen im Grunde alle Arten von Natursteinen
und Kunststeinen in Betracht, die sich in dünnen Schichten
herstellen lassen. Dabei kann die Dicke der Steinschicht breit variiert
werden und so hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst
werden. Dabei richtet sich die Dicke insbesondere nach der gewünschten Transparenz
oder Opazität, der mechanischen Stabilität und
der Morphologie des Steins. Vorzugsweise liegt die Dicke bei 1 bis
20 Millimeter, bevorzugt 1,5 bis 15 mm und insbesondere 2 bis 10
mm.
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Beispiel
besonders gut geeigneter Steine sind Granit, Gneise, Kalksteine,
kristalliner Marmor, Onyx und Halbedelsteine.
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Wie
vorstehend bereits erwähnt, kann die Steinschicht auch
aus mindestens zwei Lagen bestehen, die haftfest miteinander verbunden
sind. Zu diesem Zweck können die vorstehend beschriebenen transparenten,
reißfesten, haftvermittelnden Schichten eingesetzt werden.
Bei dieser Ausführungsform weist das scheibenförmige,
transluzente Verbundmaterial und dadurch auch der erfindungsgemäßen
Gegenstand zwei optisch unterschiedliche Seiten auf, was im Rahmen
der erfindungsgemäßen Verwendung zusätzliche
Gestaltungsmöglichkeiten bietet.
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Aus
Gründen der einfacheren Herstellbarkeit und Handhabbarkeit
werden aber einlagige Steinschichten bevorzugt verwendet.
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Außerdem
kann die Steinschicht aus unterschiedlichen Steinen zusammengesetzt
sein, so dass sich in der Fläche eine ornamentale oder
mosaikartige Struktur ergibt. Vorzugsweise sind die einzelnen Steinteile
haftfest miteinander verbunden.
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Für
das scheibenförmige Verbundmaterial und für den
erfindungsgemäßen Gegenstand ist es wesentlich,
dass die transluzente oder opake Steinschicht im Wesentlichen oder
völlig frei von flüchtigen Verbindungen ist.
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>>Flüchtig<< bedeutet,
dass die betreffende Verbindung bereits bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen,
beispielsweise Temperaturen < 150°C,
einen vergleichsweise hohen Dampfdruck, beispielsweise einen Dampfdruck > 10 kPa, aufweist.
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Die
flüchtigen Verbindungen können bei Raumtemperatur
flüssige, feste und gasförmige anorganische und
organische Verbindungen sein. Die flüchtigen Verbindungen
können natürliche Bestandteile der Steine, Zersetzungsprodukte
von Bestandteilen und/oder Reste und/oder Zersetzungsprodukte von
Verarbeitungshilfsmitteln sein, die bei der Herstellung von Kunststeinen
oder beim Schneiden, Schleifen und Polieren der Steine üblicherweise
verwendet werden. Beispiele für solche flüchtigen
Verbindungen sind Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Carbonate,
Sulfide, organische und anorganische Säuren, organische
Lösemittel, Monomere oder Wasser. Hauptsächlich
handelt es sich bei der flüchtigen Verbindung um Wasser.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet ”im Wesentlichen
frei”, dass die transluzente oder opake Steinschicht einen
so geringen Gehalt an flüchtigen Verbindungen aufweist,
dass sich bei der erfindungsgemäßen Verwendung
des erfindungsgemäßen Gegenstands nur noch ein
geringfügiger Staudruck aufbaut, der das scheibenförmige
Verbundmaterial nicht mehr zu schädigen vermag.
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Handelt
es sich bei der flüchtigen Verbindung um Wasser, ist der
Wassergehalt der transluzenten oder opaken Steinschicht, bezogen
auf ihre Gesamtmenge, vorzugsweise < 1 Gew.-%, bevorzugt < 0,5 Gew.-% und
insbesondere < 0,1
Gew.-%.
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>>Völlig frei<< bedeutet,
dass der Gehalt der transluzenten oder opaken Steinschicht an flüchtigen Verbindungen
so gering ist, dass deren Nachweisgrenze unterschritten wird.
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Bedingt
durch seinen Aufbau, weist das scheibenförmige Verbundmaterial
eine umlaufende Randfläche auf, deren Kontur sowohl von
Verbundmaterial zu Verbundmaterial als auch bei ein und demselben
Verbundmaterial in Teilbereichen des Gesamtumfangs variieren kann.
So kann die umlaufende Randfläche, im Querschnitt gesehen,
zumindest in einem Teil ihres Gesamtumfangs mit den beiden Hauptflächen
jeweils einen Winkel von 90° bilden. Sie kann aber auch
zumindest in einem Teil des Gesamtumfangs abgeschrägt sein,
so dass sie, im Querschnitt gesehen, mit der einen Hauptfläche
einen Winkel > 90° und
mit der anderen Hauptfläche einen Winkel < 90° bildet.
Sie kann aber auch zumindest in einem Teil des Gesamtumfangs, im
Querschnitt gesehen, eine runde oder eckige, konvexe oder konkave
Kontur haben.
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Vorzugsweise
bildet die umlaufende Randfläche in ihrem gesamten Umfang
mit den beiden Hauptflächen jeweils einen Winkel von 90°.
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Der
weitere wesentliche Bestandteil des erfindungsgemäßen
Gegenstands ist die Rundum-Versiegelung, die die umlaufende Randfläche
vollständig bedeckt und haftfest mit dieser verbunden ist.
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Vorzugsweise
besteht die Rundum-Versiegelung aus mindestens einem Material, das
eine Dampfdiffussionsperre bildet. Bevorzugt wird das Material aus
den vorstehend beschriebenen Materialien, die der Herstellung der
transparenten, reißfesten, haftvermittelnden Schichten
dienen, ausgewählt. Besonders bevorzugt werden die reißfesten
Klebstofffolien, insbesondere Polyurethanfolien oder PVB-Folien,
verwendet.
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Vorzugsweise
enthält das Material der Rundum-Versiegelung, bevorzugt
die reißfesten Klebstofffolien, insbesondere die Polyurethanfolien
und PVB-Folien, mindestens einen Füllstoff. Als Füllstoff kommen
alle üblichen und bekannteren organischen und anorganischen
Füllstoffe nach DIN 55943: 1993-11 und DIN
EN 971-1:1996-09, wie sie beispielsweise in Römpp
Online 2008, >>Füllstoffe<<, beschrieben werden in Betracht.
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Der
Gehalt der Rundum-Versiegelung an Füllstoff kann breit
variieren und so hervorragend den Erfordernis des Einzelfalls angepasst
werden. Vorzugsweise liegt der Gehalt bei 5 bis 50 Gew.-%, bevorzugt
7,5 bis 45 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% und insbesondere
12,5 bis 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Rundum-Versiegelung.
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Vorzugsweise
hat eine gegebene Rundum-Versiegelung überall dieselbe
Dicke. Dabei kann Dicke der Rundum-Versiegelung von Fall zu Fall
breit variieren und so den Erfordernissen des Einzelfalls hervorragend
angepasst werden. Vorzugsweise liegt die Dicke bei 20 μm
bis 3 mm, bevorzugt 30 μm bis 2,5 mm und insbesondere 40 μm
bis 2 mm.
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Der
erfindungsgemäße Gegenstand kann in an sich bekannter
Weise hergestellt werden. Vorzugsweise wird er aber mithilfe des
erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt.
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Für
das erfindungsgemäße Verfahren wird zunächst
eine transluzente oder opake Steinschicht in der gewünschten
Dicke in üblicher und bekannter Weise, beispielsweise mithilfe
des aus dem amerikanischen Patent
US
4,177,78 bekannten Verfahrens, hergestellt. Vorzugsweise
wird die transluzente Steinschicht zur weiteren Verarbeitung mit
einem temporären Träger, von dem sie leicht wieder
abgelöst werden kann, verbunden.
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Vor
der Durchführung des ersten Verfahrenschritts des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann die transluzente oder opake Steinschicht noch geschliffen,
poliert und/oder von anhaftenden Verunreinigungen, insbesondere
Verarbeitungshilfsmitteln, befreit werden.
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Im
ersten Verfahrenschritt des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die transluzente oder opake Steinschicht im Wesentlichen
oder völlig von den vorstehend beschriebenen flüchtigen
Verbindungen befreit. Dies kann mithilfe chemischer und/oder physikalischer,
insbesondere physikalischer, Verfahren erfolgen. Dabei richten sich
die gewählten Bedingungen vor allem nach dem Gehalt der
transluzenten oder opaken Steinschicht an flüchtigen Verbindungen
sowie nach ihrer stofflichen Zusammensetzung und ihrer Morphologie.
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Vorzugsweise
wird die transluzente oder opake Steinschicht zu diesem Zweck in
einer trockenen Atmosphäre oder im Vakuum, vorzugsweise
in einer trockenen Atmosphäre, erhitzt. Dabei kann die Wärmeenergie
durch gasförmige Medien, vorzugsweise die trockene Atmosphäre
selbst, Heizplatten, Heizwalzen und/oder Heizstrahler zugeführt
werden. Vorzugsweise wird die transluzente oder opake Steinschicht
so lange erhitzt, bis die gewünschte maximale Materialtemperatur
erreicht ist. Vorzugsweise ist die maximale Materialtemperatur > 100°C. Vorzugsweise
soll sie 200°C, bevorzugt 180°C und insbesondere
160°C nicht überschreiten.
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Das
Erhitzen der transluzenten oder opaken Steinschicht kann erfolgen,
indem man sie rasch mit den vorstehend beschriebenen Heizquellen,
die die maximale Materialtemperatur haben, erhitzt. Vorzugsweise
wird aber die transluzente oder opake Steinschicht allmählich über
einen längeren Zeitraum erhitzt, beispielsweise durch eine
rampenweise oder stufenweise Erhöhung der Temperatur. Wesentlich
ist hierbei, dass die Zeit für das Erhitzen so eingestellt wird,
dass in der transluzenten oder opaken Steinschicht keine thermischen
Spannungen entstehen.
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Nachdem
die gewünschte maximale Materialtemperatur erreicht ist,
wird die transluzente oder opake Steinschicht längere Zeit,
vorzugsweise während 30 Minuten bis 24 Stunden, bevorzugt
1 bis 12 Stunden und insbesondere 2 bis 6 Stunden bei dieser Temperatur
gehalten.
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Anschließend
wird die transluzente oder opake Steinschicht abgekühlt.
Auch hier ist es wesentlich, dass die Zeit für das Abkühlen
so eingestellt wird, dass in der transluzenten oder opaken Steinschicht
keine thermischen Spannungen entstehen. Vorzugsweise wird die transluzente
oder opake Steinschicht allmählich, bevorzugt durch eine
rampenweise oder stufenweise Erniedrigung ihrer Temperatur, abgekühlt.
Als Kühlmittel wird vorzugsweise ein trockenes gasförmiges
Medium verwendet, dessen Temperatur in der geeigneten Weise erniedrigt wird.
Hierbei und bei den nachfolgenden Verfahrenschritten ist dafür
Sorge zu tragen, beispielsweise durch Arbeiten unter einer getrockneten
und gereinigten Atmosphäre, dass die von flüchtigen
Verbindungen befreite, transluzente oder opake Steinschicht nicht
erneut flüchtige Verbindungen, insbesondere Wasser, aufnimmt.
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Im
zweiten Verfahrenschritt des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die von flüchtigen Verbindungen befreite,
transluzente oder opake Steinschicht beidseitig über jeweils
eine der vorstehend beschriebenen reißfesten, haftvermittelnden,
transparenten Schichten mit jeweils einer der vorstehend beschriebenen
mechanisch stabilen, transparenten Schichten haftfest verbunden,
wodurch das vorstehend beschriebene scheibenförmige Verbundmaterial
mit zwei Hauptflächen und einer umlaufenden Randfläche
resultiert.
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Werden
die reißfesten, haftvermittelnden, transparenten Schichten
aus einem thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren
Gießharz hergestellt, kann das Gießharz an einem
Ende einer mechanisch stabilen, transparenten Schicht über
deren Breite wulstartig aufgetragen werden. Anschließend
wird die mechanisch stabiler, transparenter Schicht mit diesem Bereich
auf die Steinschicht aufgelegt, wonach sie sich an die Oberfläche
der Steinschicht anschmiegt, wobei sie durch ihr Eigengewicht das
Gießharz entgasend vor sich her verdrängt (vgl.
hierzu die europäische Patentanmeldung
EP 0 799 949 A1 ). Das Gießharz
kann aber auch im zentralen Bereich der Steinschicht aufgetragen
werden, wonach eine konvex gebogene, mechanisch stabile, transparente
Schicht auf das Gießharz aufgelegt und anschließend
entspannt wird, so dass das Gießharz von der aufgelegten
Schicht gleichmäßig auf der Steinschicht verteilt
wird (vgl. die internationale Patentanmeldung
WO 03/018310 A1 ). Hiernach wird
die resultierende Gießharzschicht thermisch und/oder mit
aktinischer Strahlung gehärtet. Anschließend wird
das scheibenförmige Laminat aus Steinschicht, reißfester,
haftvermittelnder, transparenter Schicht und mechanisch stabiler,
transparenter Schicht auf die andere Seite gedreht, und der Verfahrenschritt
wird auf der freien Seite der Steinschicht wiederholt.
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Werden
die reißfesten, haftvermittelnden, transparenten Schichten
aus den vorstehend beschriebenen, reißfesten, transparenten
Klebstofffolien hergestellt, werden alle Schichten des scheibenförmigen
Verbundmaterials passgenau übereinander gelegt. Anschließend
wird die Luft zwischen den Schichten in einer geeigneten Vorrichtung,
beispielsweise in einem Vakuum-Sack, durch Anlegen eines Vakuums
entfernt, wobei der äußere Luftdruck von 100 kPa
die Schichten zusammenpresst. Vorzugsweise wird diese Verfahrenschritt
bei einer Temperatur > 50°C
durchgeführt. Anschließend kann das resultierende
Verbundmaterial noch bei Temperaturen bis zu 150°C bei
einem gleichmäßig einwirkenden Druck > 100 kPa beispielsweise
in einem Autoklaven nachbehandelt werden. Die übereinander
gelegten Schichten können aber auch bei einer Temperatur > 50°C, beispielsweise
70°C, und einem Druck > 100 kPa,
beispielsweise 700 kPa, vorlaminiert werden, wonach die Schichten
des resultierenden Vorverbundes bei einem gleichmäßig
einwirkenden Druck > 100
kPa, beispielsweise 1.200 kPa, und bei einer Temperatur > 100°C, beispielsweise
130°C, in einem Autoklaven haftfest miteinander verbunden
werden.
-
Vorzugsweise
werden die reißfesten, haftvermittelnden, transparenten
Schichten aus den reißfesten, transparenten Klebstofffolien
hergestellt.
-
Die
umlaufende Randfläche des resultierenden scheibenförmigen
Verbundmaterials wird im dritten Verfahrenschritt mit einer Rundum-Versiegelung versehen.
-
Die
Rundum-Versiegelung kann aus einem der vorstehend beschriebenen,
thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren
Gießharzen hergestellt werden. Vorzugsweise wird sie indes
aus einer der vorstehend beschriebenen, reißfesten, mindestens
einen Füllstoff enthaltenden Kunststoffklebfolien der gewünschten
Dicke hergestellt. Die Kunststoffklebfolie wird in der Form eines
Bandes einer Breite, die mindestens der Breite der umlaufenden Randfläche
entspricht, mit der Randfläche haftfest verbunden. Dies
kann z. B. dadurch erfolgen, dass das Band mit einer heißen
Walze auf die Randfläche aufgewalzt wird. Gegebenenfalls
kann anschließend überschüssiges Material
der Rundum-Versiegelung, das über das Niveau einer der
oder beider Hauptflächen hinaus ragt, entfernt werden.
-
Der
erfindungsgemäße Gegenstand, insbesondere der
mithilfe des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen
Verfahrens hergestellte erfindungsgemäße Gegenstand,
weist ganz besondere Vorteile auf und kann daher in vielfältiger
Weise verwendet werden. Besonders hervorragend lässt er sich
im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung als
neuartiger dekorativer und/oder architektonischer Gegenstand und/oder
als neuartiges dekoratives und oder architektonisches Bauteil für
den Innen- und Außenbereich einsetzen. Oder aber er kann für
die Herstellung eines solchen neuen Gegenstands oder eines solchen
neuen Bauteils verwendet werden.
-
Beispiele
für solche neuen Gegenstände und neuen Bauteile
sind Innen- oder Außenverkleidungen von Bauwerken, Türblätter,
Abdeckungen für Leuchten, tragende Möbelbauteile
wie Tischplatten oder Arbeitsplatten beispielsweise in Küchen,
Bauteile zur Eindeckung von Dächern oder Sichtschutzelemente
für Geländer.
-
Im
Folgenden wird der erfindungsgemäße Gegenstand
anhand der 1 und 2 beispielhaft
erläutert. Bei den 1 um 2 handelt
es sich um schematische Darstellungen, die das Prinzip der Erfindung
veranschaulichen sollen. Die schematischen Darstellungen brauchen
daher nicht maßstabsgetreu zu sein. Die dargestellten Größenverhältnisse
müssen daher auch nicht den bei der Ausübung der
Erfindung in der Praxis angewandten Größenverhältnissen
entsprechen.
-
1 zeigt
den Aufbau des erfindungsgemäßen Gegenstandes
im Querschnitt.
-
2 zeigt
ein Mehrscheibenisolierglas, das einen erfindungsgemäßen
Gegenstand enthält, im Querschnitt.
-
- 1
- erfindungsgemäßer
Gegenstand,
- 2
- scheibenförmiges
Verbundmaterial,
- 2.1a
- erste
Hauptfläche,
- 2.1b
- zweite
Hauptfläche,
- 2.2
- umlaufende
Randfläche,
- 2.3
- erste
mechanisch stabile, transparente Schicht,
- 2.4
- erste
transparente, reißfeste, haftvermittelnde Schicht,
- 2.5
- von
flüchtigen Verbindungen im Wesentlichen oder völlig
freie, opake oder transluzente Steinschicht,
- 2.6
- zweite
transparente, reißfeste, haftvermittelnde Schicht,
- 2.7
- zweite
mechanisch stabile, transparente Schicht,
- 3
- Rundum-Versiegelung,
- 4
- Abstandshalter
mit Primär- und Sekundärklebstoff (nicht abgebildet),
- 5
- isolierender
Hohlraum und
- 6
- mechanisch
stabile, transparente Schicht.
-
Bei
einer bevorzugten, die Erfindung nicht einschränkenden
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gegenstands (1) gemäß der 1 handelt es
sich beispielsweise um eine dekorative transluzente Abdeckung für
eine Leuchte.
-
Die
dekorative transluzente Abdeckung (1) umfasst ein scheibenförmiges,
transluzentes Verbundmaterial (2) mit zwei Hauptflächen
(2.1a) und (2.1b) und einer umlaufenden Randfläche
(2.2), die von einer Rundum-Versiegelung (3) bedeckt
ist. Außerdem enthält die dekorative transluzente
Abdeckung (1) noch Halterungen, mit denen sie vor die Leuchte
platziert werden kann. Die Halterungen sind der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt.
-
Bei
der ersten und der zweiten mechanisch stabilen, transparenten Schicht
(2.3) und (2.7) des scheibenförmigen,
transluzenten Verbundmaterials (2) handelt es sich um klare
Floatglasscheiben der Abmessungen 1 m × 1 m, einer Dicke
von 3 mm und einer Transmission für sichtbares Licht von
90%. Die beiden äußeren Oberflächen der
Floatglasscheiben (2.3) und (2.7) bilden die Hauptflächen
(2.1a) und (2.1b).
-
Bei
der transluzenten Steinschicht (2.5) handelt es sich um
eine 5 mm dicke transluzente Marmorscheibe, die die gleichen Abmessungen
wie die Floatglasscheiben (2.3) und (2.7) haben.
Die transluzente Marmorscheibe (2.5) ist völlig
frei von flüchtigen Verbindungen. Insbesondere ist sie
frei von Wasser. Sie ist über die transparenten, reißfesten,
haftvermittelnden Schichten (2.4) und (2.6) mit
den Floatglasscheiben (2.3) und 2.7) verbunden.
Bei den Schichten (2.4) und (2.6) handelt es sich
um 0,8 mm dicke Polyurethanklebstofffolien mit den gleichen Abmessungen
wie die Marmorscheibe (2.5) und die Floatglasscheiben (2.3)
und (2.7).
-
Die
dekorative transluzente Abdeckung (1) beziehungsweise ihr
scheibenförmiges, transluzentes Verbundmaterial (2)
ist somit insgesamt 12,6 mm dick, was genau die Breite der umlaufenden
Randfläche (2.2) ist. Ihre Länge beträgt
4 m und ihre Gesamtfläche 0,504 m2.
Das Verhältnis der Fläche einer Hauptfläche
(2.1a) oder (2.1b) zur Fläche der umlaufenden
Randfläche (2.2) ist daher 19,84. Im Querschnitt
gesehen, bildet die umlaufende Randfläche (2.2)
mit beiden Hauptflächen (2.1a) und (2.1b)
jeweils einen Winkel von 90°.
-
Die
umlaufende Randfläche (2.2) ist mit einer Rundum-Versiegelung
(3) bedeckt, die von einem 0,8 mm dicken Band aus einer
mit einem Füllstoff gefüllten PVB-Folie gebildet
wird. Die gefüllte PVB-Folie ist haftfest mit der umlaufenden
Randfläche (2.2) verbunden.
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Die
dekorative transluzente Abdeckung (1) wird hergestellt,
indem man eine Marmorscheibe (2.5) der Dimensionen 1 m × 1
m × 5 mm an ihren Oberflächen poliert. Anschließend
werden gegebenenfalls vorhandene feste, vom Polieren herrührende Reste
mit Druckluft entfernt. Danach wird die transluzente Marmorscheibe
(2.5) mit deionisiertem Wasser gespült und vorgetrocknet.
Die vorgetrocknete, transluzente Marmorscheibe (2.5) wird
in einem Umluftofen, der mit gereinigter und getrockneter Luft betrieben
wird, bei einer maximalen Materialtemperatur von 140°C
von flüchtigen Verbindungen, insbesondere von Wasser, befreit.
Anschließend wird die von flüchtigen Verbindungen
freie, transluzente Marmorscheibe (2.5) allmählich
auf Raumtemperatur abgekühlt. Danach werden in der angegebenen
Reihenfolge eine polierte, gereinigte und getrocknete Floatglasscheibe
(2.3) der Dimensionen 1 m × 1 m × 3 mm,
eine Polyurethanklebstofffolie (2.4) der Dimensionen 1
m × 1 m × 0,8 mm, die von flüchtigen
Verbindungen freie, transluzente Marmorscheibe (2.5), eine weitere
Polyurethanklebstofffolie (2.4) der Dimensionen 1 m × 1
m × 0,8 mm und zuletzt eine weitere polierte, gereinigter
und getrockneter Floatglasscheibe (2.3) der Dimensionen
1 m × 1 m × 3 mm passgenau übereinander
gelegt. Die Schichten des resultierenden Stapels werden bei 100°C
mithilfe des Vakuum-Sack-Verfahrens haftfest miteinander verbunden. Anschließend
wird die umlaufende Randfläche (2.2) des resultierenden,
scheibenförmigen, transluzenten Verbundmaterials (2)
mit einem Band der Dimensionen 4 m × 12,6 mm × 1
mm aus gefülltem PVB mit einer beheizten Walze bei 100°C
haftfest verbunden, so dass die umlaufende Randfläche (2.2)
vollständig von der Rundum-Versiegelung (3) bedeckt
ist.
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Die
dekorative, transluzente Abdeckung (1) ist von hervorragender
mechanischer Stabilität und weist eine hervorragende Zwischenschichthaftung auf.
Das durch sie hindurch scheinende Licht einer Leuchte macht einen
besonders angenehmen warmen optischen Eindruck. Auch bei lang andauernder, mit
einer starken Erhitzung verbundenen Beleuchtung mit mehreren Leuchten
entwickelt sich kein Staudruck und keine damit einhergehenden Schäden in
der dekorativen, transluzenten Abdeckung (1).
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In
einer weiteren bevorzugten, die Erfindung nicht einschränkenden
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gegenstands (1) gemäß der 2 ist
die vorstehend beschriebene, dekorative, transluzente Abdeckung
(1) über einen Abstandshalter (4) aus
Aluminium, wie er üblicherweise für die Herstellung
von Mehrscheibenisoliergläsern gemäß DIN
EN 1279-2 verwendet wird, mithilfe eines Primär-
und eines Sekundärklebers haftfest mit einer 3 mm dicken vorgespannten
Floatglasscheibe (6) der Abmessungen 1 m × 1 m
verbunden, so dass ein isolierender Hohlraum (5) resultiert.
In der 2 sind die einzelnen Schichten des scheibenförmigen,
transluzenten Verbundmaterials der Übersichtlichkeit halber
nicht mehr dargestellt. Insoweit wird auf die 1 verwiesen.
-
Die
dekorative, transluzente Abdeckung (1) ist in dieser Konfiguration
hervorragend für die Außenanwendung geeignet,
weil die vorgespannte Floatglasscheibe (6) die Abdeckung
vor Verschmutzung und mechanischer, chemischer und thermischer Schädigung
schützt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0799949
A1 [0002, 0004, 0041, 0070]
- - WO 2008/017287 A1 [0004]
- - US 417778 [0062]
- - WO 03/018310 A1 [0070]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - DIN 55943:
1993-11 [0058]
- - DIN EN 971-1:1996-09 [0058]
- - DIN EN 1279-2 [0088]