CH688136A5 - Verbundwerkstoff. - Google Patents

Description

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CH 688 136 A5

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Beschreibung

Vorliegende Erfindung betrifft einen Verbundwerkstoff in Plattenform enthaltend äussere metallische Deckschichten und einen Kern aus organischen und/oder anorganischen Materialien.

In zunehmendem Masse werden heute beispielsweise von der Bauindustrie Werkstoffe verlangt, die einerseits sehr leicht, leicht verarbeitbar, dauerhaft und in vielen Fällen feuersicher sind.

In der Praxis sind beispielsweise solche Werkstoffe in Form von Verbundplatten bekannt, aufgebaut z.B. aus Deckschichten aus Aluminiumband oder -folie und einem Kern, wobei der Kern Trägerund Füllstoffe, wie Kunststoffe und anorganische Stoffe und Bindemittel etc. enthält. Die Verbundplatten können z.B. zu Fassadenplatten oder Innenverkleidungen an Gebäuden verarbeitet werden. Bis anhin wurden derartige Verbundplatten mit glattflächigen Aussenseiten, die gegebenenfalls lackiert, eloxiert, flammgespritzt, kaschiert oder anodisiert wurden, gefertigt und genutzt. Eine dekorative Gestaltung, sofern erwünscht, wurde durch das Fügen und die sich daraus ergebenden Muster der Stösse erzielt. Da solche Platten aus Gründen der rationellen Fertigung und Verarbeitung nur grossflächig hergestellt werden, waren der dekorativen und/oder funktionellen Gestaltung enge Grenzen gesetzt.

Aus der DE-A 3 147 043 sind Verbundwerkstoffe und insbesondere Aluminium-Kunststoff-Verbundplatten bekannt geworden, bei denen auf einem Trägermaterial eine Aluminiumfolie mit dekorativer Sichtfläche grossflächig aufkaschiert wird.

Ein derartiger Verbund ist bezüglich der Gestaltungsmöglichkeit sehr beschränkt, da im wesentlichen nur eine zweidimensionale dekorative Oberflächengestaltung ausgeführt werden kann.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, Verbundwerkstoffe vorzuschlagen, die in Form von grossflächigen Platten angewendet werden können und die auf der Aussenseite, respektive auf der einem Betrachter zugewandten Seite, dreidimensionale dekorative und/oder funktionelle Gestaltungen aufweisen.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass eine der metallischen Deckschichten, auf der Aussenseite, ein Prägemuster aus einer Anordnung von Prägestreifen mit einer Breite von 3 bis 20 mm und einer Tiefe von 0,1 bis 3 mm aufweist.

Verbundwerkstoffe in Plattenform können beispielsweise Längen von bis zu 8000 mm und Breiten von bis zu 1500 mm aufweisen. Die metallischen Deckschichten sind bevorzugt Deckbleche aus Metallen der Reihe des Aluminiums, der Aluminiumlegierungen, des Eisens, Stahls, Zinks, verzinkten Eisens, Zinns, Kupfers, Bronze, der Buntmetalle etc. Aluminium und Aluminiumlegierungen sind bevorzugt. Beispiel einer geeigneten Aluminiumlegierung ist Peraluman - 100/AL Mg1.

Bevorzugt sind insbesondere metallische Deckschichten aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen in einer Dicke von 0,3 bis 2 mm und ganz besonders bevorzugt von 0,5 bis 1,25 mm.

Zwischen den metallischen Deckschichten befindet sich ein Kern aus organischen und/oder anorganischen Materialien. Ein solcher Kern ist bevorzugt plastisch und/oder plastisch verformbar. Der Kern kann eine Kernmischung darstellen, die beispielsweise Füllmaterial und Bindemittel enthält. Ein solcher Kern ist z.B. erhältlich durch Verpressen einer Kernmischung zwischen den Deckschichten. Beispielsweise kann eine Deckschicht vorgelegt werden, gegebenenfalls mit einer darauf angebrachten Klebeschicht. Die Kernmischung wird auf der Deckschicht, resp. der darauf befindlichen Klebeschicht gleichmässig verteilt, gegebenenfalls mit einer weiteren Klebeschicht und einer zweiten Deckschicht abgedeckt und unter Druckeinwirkung von z.B. 1 bis 50 Bar und Temperatureinwirkung von z.B. 100 bis 250°C zum Verbundwerkstoff verarbeitet. Dabei wird die Kernmischung kompaktiert und die Schichten werden trennfest miteinander verbunden. Der Kern kann auch einen etwas anders gearteten Aufbau, beispielsweise aus zwei oder mehreren Kernschichten und dazwischen fallweise angeordneten flächigen Materialien, wie Folien, Bänder, Fliesse, Gewebe oder Gewirke, oder Platten aus Metall, Papieren, Pappen, Kunststoffolien oder -platten. Die verschiedenen Materialien können durch Schmelzkleben von Kunststoffanteilen und/oder mit Hilfe von Klebstoffen oder Klebefolien untereinander verbunden werden.

Herstellungsverfahren für geeignete Verbundwerkstoffe an sich sind beispielsweise aus der EP-B 0 087 546 oder der EP-A 0 423 074 bekannt.

Als Kernmischungen können organische Materialien, wie beispielsweise Thermoplaste, wie PVC oder Polyolefine und insbesondere Polyethylene, Duroplaste oder Elastomere, gegebenenfalls mit Füllstoffen und/oder Bindemitteln oder organische Materialien, wie Füllstoffe mit Bindemitteln, angewendet werden.

Die Kernmischung der Verbundplatten kann Füllstoffe enthalten. Füllstoffe können Kaoline, künstliche Aluminiumsilicate und -oxidhydrate, Titandioxid, Talk, Gipse, Bariumsulfat, Baryt, Calciumsilikat, Kieselgur, Zinkoxid, allein oder in einem Gemisch darstellen.

Andere geeignete Füllstoffe sind Leichtfüllstoffe, beispielsweise Lavaschlacken, Bims, Zuschläge von Ton, Tonschiefer, Flugasche, Müll, die z.B. nass zu Granalien verarbeitet und durch Verdampfen des Wassers gebläht werden, Blähton, Hohlkugelkorund, Steinkohlenschlacke, Ziegelsplitt, Vermiculite, Perlite, Blähglimmer, Blähperlit, Kieselgur, Schaumsand, Schaumkies usw. Bevorzugte Leichtfüllstoffe sind Glashohlkugeln und Schaumglas. Glashohlkugeln und Schaumglas können beispielsweise aus boroxid-, aluminiumoxid-, natriumoxid- oder bleioxid-haltigen Silicatgläsern hergestellt werden. Die Dichte von Glashohlkugeln kann beispielsweise von 0,4 bis 0,9 g/cm3 betragen (Schüttdichte).

Die Kernmischung in Verbunden nach vorliegender Erfindung kann auch ein Bindemittel enthalten. Solche Bindemittel können beispielsweise anorganische Bindemittel, wie Phosphate, Phosphorsäure, Aluminiumorthophosphate, Kaolin, Bentonit, Chromoxid (Cr2C>3), Magnesiumorthoborat, Aluminiumhydroxychlorid, Alkalimetallsilicate, wie Natriumsilicate, feinstteiliges (mikronisiertes) Aluminiumhydroxid,

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Zemente, Portlandzemente, Calciumaluminate, Tone und Mischungen solcher Bindemittel und/oder organische Bindemittel sein. Bevorzugt sind Kernmischungen enthaltend 5 bis 15 Gew.-% organisches Bindemittel. Als organische Bindemittel können beispielsweise Homopolymere oder Copolymere, thermoplastische Kunststoffe und Polymer-Mischungen, insbesondere aus der Reihe der Polyolefine, wie Polyethylene, angewendet werden.

Besonders zweckmässig können als Bindemittel thermoplastische Kunststoffe in Pulver- oder Granulatform in einer Korngrösse von 5 bis 150 ^m sein. Von den thermoplastischen Kunststoffen in dieser Korngrösse sind wiederum die Polyethylen-Copoly-mere mit Heteropolymeren, wie z.B. Ethylen, Pfropfpolymerisate mit 5 bis 25% Acrylsäure oder Acryl-säureester oder Maleinsäure oder Maleinsäureester, als Bindemittel besonders bevorzugt.

Die Kernmischung behält auch nach deren Verarbeitung mit den Deckblechen zu Verbundplatten, d.h. nach der Wärme- und Druckbehandlung plastische Eigenschaften.

Bevorzugt nach dieser Erfindung sind Verbundwerkstoffe, deren Kern eine Dicke von 0,8 bis 10 mm aufweist und der Kern eine Kernmischung, enthaltend Füllstoff und Bindemittel, aufweist.

In der Praxis werden beispielsweise Kerne in einer Dicke von 2 mm bis 7,5 mm bevorzugt eingesetzt.

Die erfindungsgemässen Verbundplatten weisen z.B. eine Gesamtdicke von 1 mm bis 12 mm auf, wobei die Gesamtdicke typischerweise bei 3 mm bis 8 mm liegt und Beispiele aus der Praxis bei

3 mm, 4 mm, 6 mm oder 8 mm liegen.

Besonders bevorzugt sind Verbundplatten, die eine Gesamtdicke von 3 mm und ein Gewicht von 4,5 kg/m2, und bis hin zu einer Gesamtdicke von 8 mm und einem Gewicht von 9,1 kg/m2 aufweisen. Zwischenwerte sind z.B. bei einer Gesamtdicke von

4 mm ein Gewicht von 5,5 kg/m2 und bei einer Gesamtdicke von 6 mm ein Gewicht von 7,3 kg/m2. Entsprechende Werte des Gewichtes für Dicken unter 3 mm, über 8 mm oder für Zwischenwerte lassen sich experimentell und/oder rechnerisch ermitteln. Die angegebenen Werte beziehen sich auf eine bevorzugte Ausführungsform mit Deckblechen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen.

Nach vorliegender Erfindung weisen die Verbundplatten Prägemuster an einer der metallischen Deckschichten auf. Die Prägemuster befinden sich auf der Aussenseite, d.h. auf der dem Betrachter zugewandten Seite einer Verbundplatte. Da die Verbundplatten in der Regel als Verkleidung dienen, bleibt nach der Verarbeitung nur die eine Aussenseite sichtbar. Das Prägemuster stellt eine Anordnung von Vertiefungen in der Aussenoberfläche der Verbundplatte dar. Das Prägemuster kann sich durch den Herstellungsprozess von der ersten, vorderseitigen Deckschicht, welche somit die Vorderseite darstellt, durch den plastischen Kern hindurch auf die zweite rückseitige Deckschicht, welche die Rückseite darstellt, dort jeweils als Erhöhung, übertragen. Da diese zweite rückseitige Deckschicht meistens gegen einen Träger oder Gerüst gerichtet wird, ist deren Aussehen weniger erheblich.

Es wurde überraschend gefunden, dass die Deckschicht und der darunter liegende plastische Kern das Prägemuster und insbesondere die Prägedrücke bei der Anbringung des Prägemusters besonders gut aufnehmen können. Dadurch werden Prägemuster in der Deckschicht mit einer Schärfe ihrer Kanten erreicht, die beispielsweise bei einem Vollblech nicht erreicht werden könnten. Davon abgesehen sind die angewendeten Prägedrücke wesentlich kleiner als bei einem Vollblech entsprechender Dicke und somit die Herstellung einfacher und billiger.

Zweckmässig sind Verbundplatten, deren Biegungen resp. Kanten, die den Prägestreifen bilden, scharfkantig sind und einen Radius a von 1 bis 6 mm und bevorzugt 1,5 bis 2,5 aufweisen.

Das Prägemuster stellt eine Anordnung von Prägestreifen dar. Bevorzugt sind Prägestreifen einer Breite von 2 bis 5 mm und/oder einer Tiefe von 0,8 bis 1,5 mm.

Die Prägestreifen können geradlinig und/oder gekrümmt verlaufen und können einander ein- oder mehrfach überkreuzen, wobei im Falle von Überkreuzungen die Gesamttiefe des Prägestreifens im Bereich des Überkreuzens sich nicht erhöhen muss.

Beispiele von Prägemustern durch Anlegen von Prägestreifen sind Anordnungen von Vierecken, wie Anordnungen von Quadraten, Rechtecken, Trapezen, Rhomben usw. oder Anordnungen von Kreisen, Ovalen oder O-Mustern, oder Mischungen solcher Muster.

Der Abstand der Mitten von parallel laufenden Prägestreifen kann beispielsweise 3 bis 300 mm betragen, wobei Abstände von 50 bis 200 mm bevorzugt sind.

Besonders bevorzugt sind Prägemuster, die Rechtecke oder Quadrate mit Seitenlängen von 60 bis 200 mm bei einer Prägestreifenbreite von 3 bis 6 mm und einer Prägestreifentiefe von 1,5 bis 2 mm aufweisen.

Die Prägestreifen bilden Vertiefungen, die mit farbigen, getrübten oder klaren Lacken oder mit Folien, die gefärbt, getönt oder durchscheinend sein können, wenigstens teilweise in ihrer Tiefe aufgefüllt werden können. Es können zu diesem Zwecke Lacke auf Lösungsmittel- oder Wasserbasis in einer Dicke resp. Höhe von 10 um bis 30 um oder von Folien aus PVC, Polyolefinen, Polyestern usw. in einer Dicke von 10 um bis 150 um angewendet werden.

Die Prägestreifen können Vertiefungen mit senkrechten oder schrägen Wänden und geraden Grundflächen sein, oder können im Querschnitt halbkreisförmig sein oder können im Querschnitt kreissegmentförmig sein.

Die Deckbleche können bezüglich ihrer Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere der Aussenoberfläche, walzmatt, eloxiert, farbeloxiert, lackiert, einbrennlackiert, anodisiert oder folienbeschichtet sein.

Die Verbundplatten sind beispielsweise durch Prägen mit Stempel und Matrize oder durch Abrollen des Prägemusters erhältlich. In der Regel sind Drucke des Stempels von 10 bis 30 kN/cm2 völlig ausreichend und es bilden sich dabei die ge5

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wünschten Prägungen, wobei sich allfällige Oberflächenschichten des Deckbleches nicht nachteilig verändern.

Bevorzugt ist ein Herstellungsverfahren mit Stempel und Matrize. Die Stempelbreite ist zweckmässig geringer als die Matrizenbreite, wobei die Stempelbreite bevorzugt wenigstens 2 mm geringer ist als die Matrizenbreite.

Deshalb sind auch Verbundwerkstoffe in Plattenform bevorzugt, die vorderseitig Prägestreifen aufweisen und rückseitig Erhebungen aufweisen, welche den vorderseitigen Prägungen entsprechen, wobei die Erhebungen zweckmässig wenigstens 2 mm breiter sind als die Prägestreifen und bevorzugt 2 bis 6 mm breiter sind als die Prägestreifen.

Vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung der Verbundwerkstoffe und der daraus herstellbaren Verbundplatten als Bauelemente, wie Decken-, Boden- oder Wandverkleidungen für Innen- und Aussenanwendungen an oder in Gebäuden oder für Transportmittel.

Mit Gebäuden können Wohn- und Geschäftshäuser, Gebäude für Gewerbebetriebe, wie Lagerhallen, Tankstellen, Werkstätten, Betriebsstätten usw. umfasst werden. Transportmittel sind z.B. Fahrzeuge für Schiene oder Strasse und/oder Schiffe.

Bevorzugt werden die erfindungsgemässen Verbundwerkstoffe und Verbundplatten daraus bei Innenanwendungen in Gebäuden, z.B. als Verkleidungen von Nasszellen, wie deren Böden, Wände und Decken, eingesetzt.

Nasszellen können Duschen, Bäder, Saunen, Küchen und deren Nebenräume etc. sein.

Die Fig. 1, 2 und 3 illustrieren beispielhaft vorliegende Erfindung näher.

Fig. 1 stellt eine perspektivische Ansicht einer Verbundplatte (1) dar. Eine Anordnung von Prägestreifen (2, 3) wird als quadratisches Muster über die Aussenfläche verteilt. Die Prägestreifen sind zur optischen Betonung farblich abgegrenzt. Fig. 2 stellt einen Querschnitt durch einen Teil einer Verbundplatte (1) dar. Ein Prägestreifen (2) ist am äusseren (vorderseitigen) Deckblech (4) eingeformt. Durch den Druck des Stempels, der sich teilweise durch den plastischen Kern (5) hindurch auf das zweite (rückseitige) Deckblech (6) überträgt, ist eine leichte Verformung sichtbar. Im Falle der Venwendung als Verkleidung ist diese Seite der Verbundplatte gegen einen Träger, z.B. eine Fassade, gerichtet und für den Betrachter nicht sichtbar. Die gute Kantenqualität wird durch den Radius a in einer Grösse von z.B. 1,5 bis 2,5 mm erreicht. Der Radius a bezieht sich auf die Biegungen (7), welche die Kanten der Prägestreifen bilden.

Fig. 3 zeigt ein anderes Beispiel eines Prägestreifens (2) in einem Verbundwerkstoff (1) aus äusserem Deckblech (4), Kern (5) und zweitem Deckblech (6). Die Kanten weisen einen Radius a auf. Der Querschnitt der Prägestreifen ist in diesem Beispiel kreissegmentförmig.

Die Verbundwerkstoffe können als solche verwendet werden oder durch mechanische Bearbeitung, wie Schneiden, Sägen, Fräsen zu massgenauen Verbundplatten verarbeitet werden. Die Verbundplatten können durch Stanzen, Bohren,

Schrauben oder Pressen mit Befestigungsmitteln versehen und auf einen oder an einen Träger, wie eine Gerüststruktur angebracht, in einen Rahmen eingespannt oder an einer vollen Fläche befestigt werden. Eine weitere Befestigungsart ist das Kleben der Verbundplatten auf einen Träger.

Das Prägemuster kann der Oberfläche des Verbundmaterials einen optischen und/oder funktionellen Zweck verleihen. Optischer Effekt kann die Vortäuschung eines Plattenbelages sein, funktionelle Zwecke können ein Gleitschutz oder eine Spritzwasserführung sein.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Verbundwerkstoff in Plattenform, enthaltend äussere metallische Deckschichten und einen Kern aus organischen und/oder anorganischen Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass eine der metallischen Deckschichten auf der Aussenseite ein Prägemuster aus einer Anordnung von Prägestreifen mit einer Breite von 3 bis 20 mm und einer Tiefe von 0,1 bis 3 mm aufweist.

2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Deckschichten aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bestehen und eine Dicke von 0,3 bis 2 mm aufweisen.

3. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern eine Dicke von 0,8 bis 10 mm aufweist.

4. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern eine Kernmischung, enthaltend thermoplastische Kunststoffe, Füllmaterial und Bindemittel aufweist.

5. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägestreifen wenigstens in einem Teil ihrer Tiefe mit einem Lack oder durch eine Kunststoffolie aufgefüllt sind.

6. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegungen, die den Prägestreifen bilden, scharfkantig sind und einen Radius a von 1,0 bis 6,0 mm aufweisen.

7. Bauelemente für Innen- und Aussenanwendungen an oder in Gebäuden oder Transportmitteln mit einem Verbundwerkstoff in Plattenform nach Anspruch 1.

8. Verkleidung von Nasszellen mit einem Verbundwerkstoff in Plattenform nach Anspruch 1.

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