DE20015621U1 - Verbundsystem - Google Patents
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Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verbundsystem bestehend aus wenigstens zwei, im Wesentlichen flächig ausgebildeten Verbundelementen, bei dem wenigstens ein Verbundelement aus Glas besteht oder als Glaselement ausgebildet ist, und bei dem die Verbundelemente unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.
Gemäß dem Stand der Technik werden bei der Herstellung von Verbundelementen, zum Beispiel im Brüstungs-, Fassadenoder Haustürfüllungsbau zur Erreichung von Schall- und Wärmedämmung der Elemente, üblicherweise Polyurethan- oder Polystyrolschaum sowie Mineralwolle als Innenkerne verwendet. Bei der Herstellung von Türfüllungen mit Lichtausschnitten werden diese beschriebenen Sandwiches an der entsprechenden Stelle ausgeschnitten. Mit zusätzlichen Rahmen werden Glasscheiben oder Glaselementscheiben in den Ausschnitten befestigt.
Diese zum Stand der Technik gehörenden Verbundelemente haben den Nachteil, dass sie sehr aufwendig in der Herstellung sind, insbesondere durch das Einbringen der Lichtausschnitte und Anordnen der zusätzlichen Rahmen mit Glasscheiben oder Glaselementscheiben.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Verbundsystem anzugeben, welches aus wenigstens zwei im Wesentlichen flächig ausgebildeten Verbundelementen besteht, wobei die Verbundelemente unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, welches eine vollflächige Verklebung der wenigstens zwei Verbundelemente miteinander erlaubt, ohne dass durch unterschiedliche Umgebungseinflüsse an den Innen- und Außenseiten der
• ·
k ·
Verbundsysteme auftretende Spannungen und damit unerwünschte Verwölbungen in den wenigstens zwei Verbundelementen auftreten, wobei wenigstens ein Verbundelement aus Glas besteht oder als Glaselement ausgebildet ist.
Dieses technische Problem wird durch das Verbundsystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Dadurch, dass zwischen den wenigstens zwei Verbundelementen, wobei wenigstens ein Verbundelement aus Glas besteht oder als Glaselement ausgebildet ist, eine vollflächige Verklebung mit einer Klebstoffschicht erfolgt, wobei die Klebstoffschicht aus einem thermoplastischen Klebstoff oder einem thermoplastischen Klebstoff mit duroplastischen Anteilen besteht, erhält man eine Klebstoffschicht, die bei entsprechender Dicke des Klebstoffs die zwischen den Verbundelementen auftretende Spannungen aufnimmt und dadurch die Gleiteigenschaften in der Klebstoffschicht abbaut.
Dadurch, dass die Verbundelemente unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, treten üblicherweise Spannungen in den Verbundelementen und damit eine Verwölbung der Verbundelemente auf, was dazu führt, dass das aus Glas oder wenigstens einem Glaselement bestehende Verbundelement Schaden nimmt, insbesondere Risse bekommt.
Unter dem Begriff Glas wird im folgenden ein Verbundelement verstanden, welches beispielsweise aus einer Glasscheibe besteht. Unter Glaselementen werden Verbundelemente verstanden, welche selbst noch einmal mehrschichtig aufgebaut sind, beispielsweise als Isolierglasscheibe, bei der zwei Glasscheiben mit Abstand zueinander und einer zwischen den Glasscheiben vorgesehen Luftschicht angeordnet sind. Unter Glaselementen sind Isolierglasscheiben, Wärmedämm-
scheiben, Schallschutzscheiben, schusshemmende Scheiben und dergleichen zu verstehen.
Das erfindungsgemäße Verbundsystem ist im Innenbereich als auch insbesondere für die Anwendung im Außenbereich geeignet, beispielsweise für Fenster, Fassaden oder Haustürfüllungen. Gerade im Außenbereich treten starke Temperatur-Schwankungen auf, die zwischen -30 0C und + 90 0C liegen.
Darüber hinaus tritt bei diesen Elementen ein Temperaturgradient zwischen der Oberfläche, die im Innenraum angeordnet ist, und der Oberfläche, die im Außenbereich angeordnet ist, auf.
Gemäß der Erfindung ist es nunmehr möglich, ein Verbundsystem mit Glas oder Glaselementen zu schaffen, welches diesen besonderen Anforderungen standhält.
Die Verwendung von Glas oder Glaselementen, insbesondere als Innenkern bei Verbundsystemen im Brüstungs-, Fassaden- und Haustürfüllungsbau ist vorteilhaft, da Glas oder Glaselemente, je nach Anforderungen, als Isolier-, Schallschutz- oder Sicherheitsglas oder -glaselemente ausgebildet sein kann. Diese Gläser werden als Innenkern verwendet und mit nichttransparenten Deckschichten versehen.
Die Deckschichten bestehen vorteilhaft aus PVC-Platten, ABS-Platten (schlagzähes Polystyrol), Aluminium-Platten, Metall- Platten, High-Pressure-Laminate-Schichtstoffplatten, Holzwerkstoffplatten, wie Sperrholz, Hartfaser oder Dünnspannplatten, Epoxydharzplatten und/oder glasfaserverstärkten Polyesterplatten. Diese Materialien weisen im Vergleich zu Glas oder Glaselementen stark abweichende Ausdehnungskoeffizienten auf, so dass im Gesamtverbund des
Verbundsystems bei den unterschiedlichen Materialausdehnungen üblicherweise Risse in dem Glas oder den Glaselementen auftreten.
Durch das erfindungsgemäße Verbundsystem ist es nun möglich, die Glas- oder Glaselementinnenkerne großflächig mit den Verbundelementen, die die Deckschichten bilden, zu kleben. Hierbei wird ein thermoplastischer Klebstoff, der eventuell zusätzlich duroplastische Anteile aufweisen kann, verwendet, wobei die Klebstoffschicht als eine Spannungen aufnehmende und gleichzeitig Spannungen kompensierende Klebstoffschicht ausgebildet ist.
Die Klebstoffschicht ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass sie irreversible Gleiteigenschaften aufweist. Dies bedeutet, dass sich die einzelnen Verbundelemente unterschiedlich ausdehnen können, beispielsweise bei Einwirkung äußerer Temperaturschwankungen. Bleiben die äußeren Bedingungen, wie die Temperatur, konstant, bleiben auch die Ausdehnungen der einzelnen Verbundelemente und der Klebstoffschicht gleich. Erst bei Änderung der äußeren Bedingungen verändern sich wiederum die Materialausdehnungen. Die Klebstoffschicht nimmt in diesem Fall wieder die auftretenden Spannungen auf.
Gemäß der Erfindung ist eine homogene Klebstoffschicht vorgesehen. Hierdurch ist es möglich, das erfindungsgemäße Verbundsystem zu schaffen, ohne dass eine Blasenbildung zwischen den geklebten Verbundelementen und den Glaselementen auftritt, während die Klebstoffschicht die Spannungen aufnimmt.
Die Klebstoffschicht weist vorteilhaft eine Schichtdicke von wenigstens 200 um auf. Je nach Materialkombina-
• · · a
tion und Klebstoff kann die Klebstoffschicht eine Schichtdicke zwischen 300 und 500 um aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, größere oder geringere Schichtdicken vorzusehen.
Die Spannungen in den Verbundelementen werden durch die Klebstoffschicht aufgenommen und durch die Gleiteigenschaften in der Klebstoffschicht abgebaut.
Die Klebstoffschicht ist vorteilhaft als Klebeband, Nassklebstoff oder Haftschmelzklebstoff ausgebildet.
Das Klebeband weist vorteilhaft einen hochkohäsiven, inelastischen Klebstoff auf der Basis eines modifizierten Acrylats (lösungsmittelfrei) auf.
Beispielsweise kann der Klebstoff des Klebebandes 50 % reine Acrylatdispersion (harzfrei) enthalten sowie 35 % Polyurethandispersion (wässrig).
Als Klebeband kann beispielsweise das Klebeband "COSMOPLAST VP 1592" (Produktname) von Weiss Chemie + Technik GmbH & Co. KG (Firmenname) in der Dicke 300 um verwendet werden.
Wird als Klebstoffschicht ein Nassklebstoff verwendet, wird vorteilhaft ein Zwei-Komponenten-Polyurethan-Klebstoff verwendet.
Als bevorzugte Ausführungsform wird "COSMOPUR 859/800 (Produktbezeichnung) der Firma Weiss Chemie + Technik GmbH & Co. KG (Firmenname) vorgesehen.
Dies ist ein Zwei-Komponenten-Polyurethan-Klebstoff auf Polyurethanbasis, der lösungsmittelfrei ist. Er weist folgende Eigenschaften auf:
| Basis | Zwei -Komponenten-Polyure- | elastisch | 45 | Shore-D | Stunden |
| than-Reaktionsklebstoff, | |||||
| lösungsmittelfrei (frei | ca. | = | 100:20 g | Stunden | |
| von leicht flüchtigen or | |||||
| ganischen Verbindungen, | A:B | Tage | |||
| Siedepunkt <+200 0C) | 2. | 100 mPa.s | 0C | ||
| Filmeigen - | des ausgehärteten Films | ||||
| schaft | ca. | 1, | 45 g/cm3 | ||
| Shore-Härte | des ausgehärteten Films | 1, | 22 g/cm3 | ||
| nach DIN 53 505 Shore-D | ca. | 1. | 41 g/cm3 | ||
| Mischungs | Gewichtsteile | ca. | 480 min | ||
| verhältnis | ca. | ||||
| Viskosität | Brookfield Sp06/50,+20 0C | ca. | |||
| Mischung | 16 | ||||
| Dichte | nach EN 542 bei +20 0C | ||||
| Binder | ca. | 24 | |||
| Härter | |||||
| Mischung | ca. | 7 | |||
| Topfzeit | eines 100 g Ansatzes bei | +7 | |||
| +20 0C | ca. | ||||
| Funktions- | z.B. Sandwichverklebungen | ab | |||
| festigkeit | bei +20 0C | ||||
| Aushärtezeit | bei +20 0C, 60 % relative | ||||
| Luftfeuchte zu -75% | |||||
| bis zum Erreichen der | |||||
| Endfestigkeit | |||||
| Mindestver- | |||||
| arbeitungs- | |||||
| temperatur | |||||
• ·
Die Klebstoffschicht kann erfindungsgemäß auch aus einem Haftschmelzklebstoff bestehen. Hier ist es möglich, beispielsweise "Cosmoplast 1591" (Produktbezeichnung) der Firma Weiss Chemie + Technik GmbH & Co. KG (Firmenname) zu verwenden.
Es handelt sich hierbei um einen Haftschmelzklebstoff auf EVA-Basis (Ethylenvinylacetat-Basis).
Mit dem Klebeband "COSMOPLAST VP 1592" (Produktbezeichnung) , 300 um Schichtdicke, wird eine zwei Millimeter dicke HPL-Platte (High Pressure Laminate) auf je ein Glas und Glaselement geklebt. Die Glas-/Glaselementplatte sowie die HPL-Platte weisen Maße von zwei mal einem Meter auf.
Versuche haben ergeben, dass in der Glas-/Glaselement platte sowie in der HPL-Platte bei äußeren Temperaturein-Wirkungen auf der Seite der Glas-/Glaselementplatte von + 60 0C und auf der Seite der HPL-Platte von -20 0C (über einen Zeitraum von 24 Stunden, anschließendes Drehen des Verbundsystems und 15-maliger Zykluswiederholung) keine rissbildenden Spannungen auftreten. Die auftretenden Verwölbungen lagen in einem Bereich von weniger als einem Millimeter.
Bei einem Nassklebstoff-Auftrag von 500 um Schichtdicke von "COSMOPUR 859/800" wird jeweils eine zwei Millimeter dicke HPL-Platte beidseitig je auf ein Glas oder Glaselement geklebt. Die Glas- oder Glaselementplatte bildet den Innenkern. Die Größe des Verbundsystems, das heißt der
beiden HPL-Platten und der Glas- oder Glaselementplatte beträgt zwei mal einen Meter. In den Klebstoff wird ein Maschengewebe aus einem duroplastischen Kunststoff eingebracht, um die Dicke der Klebstoffschicht zu definieren.
Bei einer Temperatureinwirkung auf einer Seite des Verbundsystems von - 30 0C und einer Temperatur von +70 0C auf der anderen Seite des Verbundsystems zeigte sich über einen Zeitraum von mehreren Tagen keine Rissbildung in den Glaselementen. Eine Blasenbildung in der Klebstoffschicht trat ebenfalls nicht auf.
Auch bei Drehen des Verbundsystems (15-maliger Wechselzyklus im 24-Stundentakt) trat keine Rissbildung in den HPL-Platten und dem Glas oder Glaselementen auf. Eine Blasenbildung in der Klebstoffschicht konnte ebenfalls nicht festgestellt werden.
Der Klebstoff "COSMOPLAST 1591" (Produktbezeichnung) der Firma Weiss Chemie + Technik GmbH & Co. KG (Firmenname) wird bei 160 0C auf eine Deckschicht aus einer HPL-Platte aufgetragen, die Lichtausschnitte aufweist, und mit je einem Glas oder Glaselement vollflächig geklebt, derart, dass eine homogene Klebstoffschicht, mit einer Schichtdicke von 300 um, entsteht.
Die Glas- beziehungsweise Glaselementplatte wurde in einem Versuch mit -10 0C beaufschlagt und die HPL-Platte mit +50 °C.
Nach Drehen des Verbundsystems (15-maliger Wechselzyklus im Zeittakt von 24 Stunden) zeigte sich keine Rissbil-
dung in den Verbundelementen und auch keine Blasenbildung in der Klebstoffschicht.
Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 ein Verbundsystem im Querschnitt; Fig. 2 ein Verbundsystem in Ansicht;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
Fig. 1 zeigt ein Verbundsystem (1), bei dem ein Innenkern (2) aus Glas vorgesehen ist. Der Innenkern (2) ist vollflächig mit einer Deckschicht (3) aus Kunststoff und einer Deckschicht (4) aus Metall verklebt. Zwischen dem Innenkern (2) und den Deckschichten (3, 4) ist jeweils eine Klebstoffschicht (5, 6) aus einem thermoplastischen Klebstoff vorgesehen. Die Klebstoffschicht (5, 6) ist homogen aufgebaut.
Fig. 2 zeigt ein Verbundsystem (7) mit Lichtausschnitten (8, 9, 10) .
Das Verbundsystem (7) ist in seiner gesamten Fläche (16) verklebt.
Gemäß Fig. 3 weist das Verbundsystem (7) einen Innenkern (11) aus einem Glaselement auf. Das Glaselement (11)
ist als Isolierglasscheibe mit zwei voneinander beabstandet angeordneten Glasscheiben (17, 18) ausgebildet. Auf dem Innenkern ist jeweils eine Deckschicht (12, 13), die aus einer HPL-Platte besteht, angeordnet. Die Deckschichten (12, 13) sind mit dem Innenkern (11) aus der Glaselementscheibe (11) mittels Klebstoffschichten (14, 15) vollflächig verklebt. Die Klebstoffschichten (14, 15) bestehen aus einem Zwei-Komponenten-Polyurethan-Klebstoff und nehmen Spannungen auf, die in der Glaselementscheibe (11) und den Deckschichten (12, 13) durch unterschiedliche Materialausdehnungen auftreten können.
Die Herstellung des Verbundsystems (7) ist einfach, da auf die Glaselementscheibe (11) die Deckschichten (12, 13), die die entsprechenden Lichtausschnitte (8, 9, 10) aufweisen, vollflächig aufgeklebt werden.
Bezugszahlen
| 1 | 4 |
| 2 | 6 |
| 3, | |
| 5, | 9, |
| 7 | |
| 8, | 13 |
| 11 | 15 |
| 12, | |
| 14, | |
| 16 | |
17, 18
Verbundsys tem Glasscheibe Deckschichten Klebstoffschichten Verbundsys tem Lichtausschnitte
Glaselementplatte (Isolierglasscheibe)
Deckschichten mit Lichtausschnitten (8)
Klebstoffschichten
Fläche
Glasscheiben des Elementes (11)
060900 CK/ns
Claims (12)
1. Verbundsystem, bestehend aus wenigstens zwei im Wesentlichen flächig ausgebildeten Verbundelementen, wobei die Verbundelemente unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Verbundelemente (2, 3, 4; 11, 12, 13) vollflächig miteinander geklebt sind, dass wenigstens ein Verbundelement (2, 11) aus Glas besteht oder als Glaselement ausgebildet ist, und dass eine zwischen den wenigstens zwei Verbundelementen (2, 3, 4; 11, 12, 13) angeordnete Klebstoffschicht (5, 6; 14, 15) aus einem thermoplastischen Klebstoff oder einem thermoplastischen Klebstoff mit duroplastischen Anteilen besteht, derart, dass die Klebstoffschicht (5, 6; 14, 15) als eine spannungsaufnehmende Klebstoffschicht ausgebildet ist.
2. Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbundelement (2, 11) aus Glas oder das aus wenigstens einem Glaselement gebildete Verbundelement als Innenkern des Verbundsystems (1, 7) ausgebildet ist.
3. Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbundelement (2, 11) aus Glas oder wenigstens einem Glaselement besteht, und dass das wenigstens eine weitere Verbundelement (3, 4; 12, 13) aus Metall, Kunststoff und/oder Holzwerkstoff besteht.
4. Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verbundelement (2, 11) aus Glas besteht oder als Glaselement ausgebildet ist, und dass das wenigstens eine weitere Verbundelement (3, 4; 12, 13) aus PVC (Polyvinylchlorid), ABS (schlagzähes Polystyrol), Aluminium, HPL (High Pressure Laminate), Holzwerkstoff, wie Sperrholz, Hartfaser oder Dünnspan, Epoxydharz und/oder glasfaserverstärktem Polyester (GFK) besteht.
5. Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht (5, 6; 14, 15) als eine homogene Klebstoffschicht ausgebildet ist.
6. Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht (5, 6; 14, 15) Gleiteigenschaften aufweist.
7. Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht (5, 6; 14, 15) irreversible Gleiteigenschaften aufweist.
8. Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht (5, 6; 14, 15) als Klebeband, Nassklebstoff oder Haftschmelzklebstoff ausgebildet ist.
9. Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht, insbesondere das Klebeband aus Klebstoff auf Acrylatbasis ausgebildet ist.
10. Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht, insbesondere der Nassklebstoff als Zwei-Komponenten-Polyurethanklebstoff auf Polyurethanbasis ausgebildet ist.
11. Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht, insbesondere der Haftschmelzklebstoff als Klebstoff auf Ethylenvinylacetat-Basis ausgebildet ist.
12. Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht (5, 6; 14, 15) eine Dicke von wenigstens 200 pin aufweist.
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