DE102012101093B3 - Warmlaminierverfahren zum Herstellen eines Glas-Kunststoff-Laminats - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Glas-Kunststoff-Laminats mit einer Kunststoffschicht, einer Glasschicht und einer dazwischen angeordneten Klebstoffschicht. Zum Herstellen eines weitestgehend planen Glas-Kunststoff-Laminats mit einem Warmlaminierverfahren, ist vorgesehen, dass Glas-Kunststoff-Laminat, vor dem Aushärten der Klebstoffschicht schockartig abzukühlen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Warmlaminierverfahren zum Herstellen eines Glas-Kunststoff-Laminats, bei dem ein Sandwich aus einer Kunststoffschicht, einer Glasschicht und einer dazwischen angeordneten Klebstoffschicht unter Einwirkung von Wärme und Druck zu einem Glas-Kunststoff-Laminat verbunden wird.
  • Glas-Kunststoff-Laminate werden insbesondere als Maschinenschutzscheiben für den sichtbaren Arbeitsbereich von Werkzeugmaschinen, insbesondere von industriellen Dreh- und Fräsmaschinen verwendet. Die dem Anforderungsprofil an Schutzscheiben entsprechenden Glas-Kunststoff-Laminate weisen eine erste Hauptoberfläche aus Glas sowie eine der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche aus Kunststoff auf.
  • Da üblicherweise der Wärmeausdehnungskoeffizient der Kunststoffschicht deutlich höher ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient der Glasschicht, dehnt sich die Kunststoffschicht beim Warmlaminieren deutlich stärker aus als die Glasschicht. Umgekehrt schrumpft die Kunststoffschicht beim Abkühlen deutlicher stärker als die Glasschicht. Beim Abkühlen des Laminats entstehen somit in der Kunststoffschicht starke Schrumpfspannungen, die ein Zusammenziehen der Kunststoffschicht bewirken.
  • Mittels der Klebstoffschicht werden die Kunststoffschicht und die Glasschicht während des Abkühlens des erwärmten Sandwichs fest miteinander verbunden, d. h. sie sind nicht voneinander lösbar. Aufgrund des festen, über die Fläche erfolgenden Verbundes zwischen der Kunststoffschicht und der Glasschicht wirken die Schrumpfspannungen in der abgekühlten Kunststoffschicht derart auf die Glasschicht, dass sich das gesamte Glas-Kunststoff-Laminat beim Abkühlen stark wölbt, so dass die Herstellung einer planen, d.h. einer ebenen Maschinenschutzscheibe mittels eines Warmlaminierverfahrens nicht möglich ist.
  • Aus diesem Grund werden zur Herstellung ebener Maschinenschutzscheiben der vorgenannten Art derzeitig ausschließlich Kaltlaminierverfahren zum Verbinden der Glasschicht mit der Kunststoffschicht verwendet.
  • Sichere, dauerhafte und vor Delaminierungseffekten geschützte Verbindungen sind mit Kaltlaminierverfahren jedoch deutlich schwieriger herzustellen. Weiter sind Kaltlaminierverfahren sehr zeitaufwendig, da der Kleber im Kaltlaminierverfahren eine deutlich längere Abbindezeit aufweist als bei einer Laminierung unter Wärmeeinfluss. Auch das Herstellen eines vollständig blasenfreien Verbundes zwischen Glas und Kunststoff ist im Kaltlaminierverfahren deutlich schwieriger und verfahrenstechnisch besonders aufwendig. Die Produktionskosten eines Kaltlaminierverfahrens sind somit deutlich höher als die eines Warmlaminierverfahrens.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Warmlaminierverfahren zum Herstellen eines weitestgehend planen Glas-Kunststoff-Laminats vorzuschlagen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens werden in den abhängigen Unteransprüchen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung eines Glas-Kunststoff-Laminats durch Warmlaminieren mit den Schritten:
    • – Zusammenstellen eines Sandwichs aus einer Kunststoffschicht, einer Glasschicht und einer dazwischen angeordneten Klebstoffschicht,
    • – Laminieren des Sandwichs in einem Laminator unter Einwirkung von Wärme und Druck zu einem Glas-Kunststoff-Laminat,
    • – schockartiges Abkühlen des Sandwichs vor dem Aushärten der Klebstoffschicht.
  • Das schockartige Abkühlen bewirkt ein besonders schnelles Schrumpfen der sich beim Aufwärmen besonders stark ausgedehnten Kunststoffschicht. Die Schrumpfung erfolgt derart schnell, dass die Kunststoffschicht bereits wieder weitestgehend ihre unter Normalbedingungen (z. B. die Temperatur beim Zusammenstellen des Sandwichs) aufweisende Form besitzt, bevor die aushärtende Klebstoffschicht eine feste nicht mehr verschiebbare Verbindung zwischen der Glasschicht und der Kunststoffschicht hergestellt hat.
  • Hierdurch wird das Entstehen von stärkeren Schrumpfspannungen zwischen der Kunststoffschicht und der Glasschicht, die eine Krümmung des abgekühlten Glas-Kunststoff-Laminats bewirken, verhindert, wodurch ein weitestgehend planes, d.h. ebenes Glas-Kunststoff-Laminat erzeugt werden kann.
  • Unter dem Warmlaminieren wird im Rahmen der Erfindung jedes Laminierverfahren verstanden, bei dem zum Verbinden der Schichten eines Laminats, bzw. zum Abbinden eines Klebstoffs, zusätzlich Wärmeenergie zugeführt wird. Insbesondere werden unter Warmlaminierverfahren Verfahren verstanden, bei denen der Laminiervorgang Temperaturen von 70°C bis 200°C, bevorzugt 80°C bis 175°C, besonders bevorzugt 90° bis 150°C, vorzugsweise 100°C bis 140°C und vorteilhaft 120°C bis 130°C erreicht.
  • Unter Glas-Kunststoff-Laminaten werden im Zusammenhang mit der Erfindung ausschließlich Laminate, d. h. miteinander verbundene Schichten verstanden, die im Verwendungszustand inhomogen aufgebaut sind. Ein erfindungsgemäßes Glas-Kunststoff-Laminat weist im Verwendungszustand zwei Oberseiten auf, wobei die erste Oberseite einen Kunststoff und die der ersten Oberseite gegenüberliegende zweite Oberseite Glas enthält. Laminate, die homogen aufgebaut sind, d. h. bspw. Glas-Kunststoff-Glas-Laminate sind nicht Teil dieser Erfindung.
  • Das Laminieren des Sandwichs kann in üblichen Warmlaminatoren erfolgen. Bevorzugt wird jedoch ein Lamipress®-Laminator verwendet, bei dem das zusammengestellte Sandwich von einer Vakuummatte, bspw. einer Gummimatte überdeckt, wobei an die Vakuummatte ein Vakuum – um Luftblasen zwischen der Glasschicht und der Kunststoffschicht zu entfernen – angelegt und anschließend ein Druck zum Verpressen der beiden Schichten aufgebracht wird. Zusätzlich wird dem Sandwich hierbei Wärmeenergie zugeführt.
  • Das Zusammenstellen des Sandwichs bzw. das Anordnen der Klebstoffschicht zwischen der Kunststoffschicht und der Glasschicht kann bspw. durch ein Übereinanderlegen der (drei) Schichten erfolgen Auch ist es möglich, die Klebstoffschicht auf die Kunststoffschicht aufzutragen und anschließend die auf die Kunststoffschicht aufgetragene Klebstoffschicht auf der Glasschicht anzuordnen. Auch kann die Klebstoffschicht bspw. zweilagig aufgebaut sein, so dass eine Lage der Klebstoffschicht auf die Glasschicht aufgetragen wird, eine zweite Lage der Klebstoffschicht auf die Kunststoffschicht und im Anschluss daran die beiden Lagen der Klebstoffschicht aufeinandergelegt werden, so dass beide Lagen gemeinsam eine Klebstoffschicht bilden. Auch kann bspw. eine Kunststoffschicht mit einem bereits aufgetragenen Klebstoff verwendet werden. Sollte bspw. eine besonders dicke Klebstoffschicht zwischen der Glasschicht und der Kunststoffschicht notwendig sein, ist es möglich, zwei oder mehr Klebstoffschichten anzuordnen, die nach dem Laminieren eine Klebstoffschicht ausbilden. Auch kann bspw. eine Klebstoffschicht in zwei Lagen aufgetragen werden. So ist es bspw. möglich, einen Zweikomponentenklebstoff zu verwenden. Dieser Klebstoff kann bspw. mit einer Komponente auf die Oberseite der Glasschicht und mit der zweiten Komponente auf die Unterseite der Kunststoffschicht aufgetragen werden.
  • Zum Erzeugen des Schrumpfvorgangs in der Kunststoffschicht bevor die Klebstoffschicht eine feste Verbindung zwischen der Kunststoffschicht und der Glasschicht herstellt, wird nach einer Weiterbildung der Erfindung die schockartige Abkühlung mit einem auf die Kunststoffschicht wirkenden Kühlmittel durchgeführt. Durch das direkte Einwirken des Kühlmittels auf die Kunststoffschicht wird diese deutlich schneller und stärker abgekühlt als die an die Kunststoffschicht angrenzende Klebstoffschicht beziehungsweise die an die Klebstoffschicht angrenzende Glasschicht. Hierdurch und durch den gegenüber der Glasschicht deutlich höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten, wird der Schrumpfungsprozess der Kunststoffschicht, d.h. auch der relative Schrumpfungsprozess der Kunststoffschicht gegenüber einem relativen Schrumpfungsprozess der Glasschicht deutlich beschleunigt.
  • Weiter abhängig ist das schockartige Abkühlen von der Temperatur des eingesetzten Kühlmittels. Je kälter das Kühlmittel ist, desto schneller und stärker und somit intensiver wird die Abkühlung durchgeführt. Hierbei kann ein zu kaltes Kühlmittel jedoch zu Beschädigungen an der Kunststoffschicht, am Kleber der Klebstoffschicht oder an der Glasschicht führen.
  • Umgekehrt ist ein zu warmes Kühlmittel nicht geeignet, den Schrumpfungsprozess der Kunststoffplatte derart zu beschleunigen, dass diese vor dem Verkleben mit der Glasschicht ihre unter Normalbedingungen vorliegende Form einnimmt.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die schockartige Abkühlung mit einem mindestens –20°C, bevorzugt mindestens –40°C, besonders bevorzugt mindestens –60°C und vorteilhaft einem zwischen mindestens –78°C und –211°C kaltem Kühlmittel durchgeführt. Kühlmittel in einem derartigen Temperaturbereich sind besonders geeignet, da durch sie eine zeit- und maßgenaue Schrumpfung der Kunststoffschicht erzeugt werden kann. Besonders bevorzugt wird als Kühlmittel Trockeneis oder flüssiger Stickstoff eingesetzt. Beide Kühlmittel sind technisch leicht herzustellen, beziehungsweise kostengünstig zu erwerben, so dass der besondere Kostenvorteil eines Warmlaminierverfahrens weiterhin gegeben ist.
  • Zur besseren Handhabung des Kühlmittels, insbesondere zum gleichmäßigen Aufbringen des Kühlmittels auf die Kunststoffschicht und um einen direkten Kontakt des Kühlmittels mit der Kunststoffschicht oder der Glasschicht zu vermeiden, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Kühlmittel in einen Behälter, insbesondere einen flexiblem Sack eingebracht und wird auf das Glas-Kunststoff-Laminat, insbesondere auf die Kunststoffschicht aufgelegt. Der Behälter, insbesondere ein flexibler Sack, ermöglicht in besonders vorteilhafterweise ein gleichmäßiges Aufbringen des Kühlmittels auf das Glas-Kunststoff-Laminat, so dass die Kühlung gleichmäßig über die gesamte Fläche des Laminats durchgeführt wird. Außerdem wird durch den direkten Kontakt des Behälters mit der Oberfläche des Kunststoffs oder des Glaslaminats eine besonders gute Wärmeübertragung ermöglicht, so dass die Kühlung besonders schnell und über die Oberfläche besonders gleichmäßig durchgeführt werden kann. Ein weiterer positiver Effekt ist, dass aufgrund des Gewichtes des Behälters zusätzlich weiterhin ein leichter Druck auf das Glas-Kunststoff-Laminat ausgeübt wird.
  • Zusätzlich zur Auswahl des Kühlmittels, der Kühltemperatur und der Art des Aufbringens ist insbesondere der Zeitpunkt, zu dem die Schockkühlung einsetzt entscheidend.
  • So wird nach einer Weiterbildung der Erfindung die schockartige Kühlung entweder direkt im Laminator oder unmittelbar nach der Entnahme des Glas-Kunststoff-Laminats aus dem Laminator durchgeführt.
  • Die Durchführung der schockartigen Kühlung im Laminator erfolgt relativ einfach nach dem Öffnen des Laminators durch das Auflegen beziehungsweise Aufbringen des Kühlmittels.
  • Damit der Laminator weiter benutzt werden kann und nicht zuvor abgekühlt wird, erfolgt das Einleiten der schockartigen Kühlung besonders vorteilhafterweise unmittelbar nach der Entnahme des Glas-Kunststoff-Laminats aus dem Laminator.
  • Unmittelbar bedeutet hierbei, dass die Schockkühlung deutlich vor dem Verkleben der Klebstoffschicht eingeleitet wird, so dass die Kunststoffplatte ausreichend Zeit zum Schrumpfen hat, bevor sie durch die Klebstoffschicht mit der Glasschicht verklebt wird.
  • Der Zeitraum zwischen dem Öffnen des Laminators und dem Einleiten der Schockkühlung beträgt bspw. bis zu 5 Minuten, bevorzugt bis zu 3 Minuten, besonders bevorzugt bis zu 120 Sekunden, vorteilhaft bis zu 90 Sekunden, besonders vorteilhaft bis zu 60 Sekunden und vorzugsweise bis zu 30 Sekunden. [Herr Muschiol: Kommt das ungefähr hin?]
  • Dieser Zeitraum ist jedoch stark abhängig von der verwendeten Klebstoffschicht und/oder von der verwendeten Temperatur beim Laminieren, so dass bspw. bei besonders dicken Klebstoffschichten auch mehr als 5 Minuten bis zur Einleitung der Schockkühlung vergehen können.
  • Die Dauer des schockartigen Abkühlens und die dabei wirkende Temperatur hat außerdem Einfluss auf die absolute Temperatur des Glas-Kunststoff-Laminats, bis zu der die Abkühlung erfolgt. Insbesondere bei einem vorzeitigen Abbruch der schockartigen Kühlung, d. h. bei einem nicht ausreichenden Durchkühlen des Glas-Kunststoff-Laminats kann es im Anschluss bei einer Lagerung bei bspw. Raumtemperatur (20°C) wieder zu Verwerfungen des Glas-Kunststoff-Laminats kommen, so dass diese bei Raumtemperatur nicht weitestgehend plan sind. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Abkühlung des Glas-Kunststoff-Laminats daher bis zu einer Temperatur von 10°C bis –40°C, bevorzugt 0°C bis –35°C, besonders bevorzugt –10°C bis –30°C oder vorzugsweise bis –20°C ±5°C durchgeführt.
  • Aufgrund des deutlich geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten der Glasschicht hat sich diese beim Laminiervorgang gegenüber der Kunststoffschicht deutlich weniger ausgedehnt. Um vor dem Abbinden der Klebstoffschicht auch das Schrumpfen der Glasschicht zu fördern, kann zu der schockartigen Abkühlung eine zusätzliche Kühlung mit einem auf die Glasschicht wirkenden Medium durchgeführt werden, wobei die Kühlung insbesondere durch Kühlung einer an die Glasschicht angrenzenden Heizplatte durchgeführt wird.
  • Als Medium zur Kühlung können hier beispielsweise Sole, Wasser oder andere Flüssigkeiten oder Gase, die normalerweise in der Heizplatte zum Beheizen der Platte eingesetzt werden, Verwendung finden. Ein weiterer Vorteil bei der zusätzlichen Kühlung der Glasschicht, insbesondere durch eine an die Glasschicht angrenzende Heizplatte ist eine Verkürzung der Gesamtkühlzeit, d.h. des Zeitraums, in dem die Kühlung und die Schockkühlung stattfinden. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, eine deutlich schnellere Produktionstaktung zu erreichen, da die Heizplatte schneller wieder mit einem neuen Sandwich bestückt werden kann.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung enthält die Kunststoffschicht mindestens einen Kunststoff aus der Gruppe der Polykarbonate und/oder ist transparent ausgeführt. Polykarbonate eignen sich in vorteilhafter Weise zur Verwendung von Schutzscheiben und insbesondere zum Laminieren mit Glas, da diese besonders kostengünstig als transparente Kunststoffe zu erhalten sind. Fernen erfüllen Polykarbonate besonders einfach alle notwendigen technischen Anforderungen von Maschinenschutzscheiben.
  • Die Durchführung und die Prozessparameter, insbesondere die unterschiedlichen Drücke, Temperaturen, Temperaturhaltezeiten und Laminierzeiten, können unterschiedlich ausgeführt sein und werden bevorzugt an beispielsweise die Dicke der Glasschicht, der Kunststoffschicht oder an die Art und Abbindezeit der Klebstoffschicht angepasst. Auch einzelne Verfahrensschritte können dementsprechend angepasst, verändert oder im Gesamtverfahren hinzu kommen oder wegfallen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das zusammengestellte Sandwich in einem Laminator eingeführt und/oder an das in dem Laminator eingeführte Sandwich wird beispielsweise mit einer Vakuummatte ein Kaltvakuum angelegt und/oder auf das in den Laminator eingebrachte Sandwich wird ein Pressdruck aufgebracht und/oder das mit dem Kaltvakuum und/oder dem Pressdruck beaufschlagte Sandwich wird aufgeheizt, insbesondere auf eine Endtemperatur t und/oder das Sandwich wird zum Erreichen einer gleichmäßigen Wärmeverteilung im Sandwich während einer Temperaturhaltephase mit der Endtemperatur t über einen Zeitraum T beheizt und/oder direkt im Anschluss an die Temperaturhaltephase wird die Schockkühlung eingeleitet, wobei ein mit einem Kühlmittel gefüllter, insbesondere flexibler Behälter auf die Kunststoffschicht des Sandwichs aufgelegt wird oder das Sandwich direkt im Anschluss an die Temperaturhaltephase aus dem Laminator aufgebracht, gegebenenfalls auf eine Oberfläche mit niedriger Wärmeleitfähigkeit aufgelegt und der mit einem Kühlmittel gefüllte, insbesondere flexible Behälter wird auf die Kunststoffschicht des Sandwichs aufgelegt.
  • Neben der Glasschicht und der Kunststoffschicht kann auch die Klebstoffschicht hochrelevant sein. Bevorzugt wird eine Klebstoffschicht verwendet, die transparent ist, da diese im Zusammenspiel mit der Glasschicht und der bevorzugten Ausführungsform der Kunststoffschicht als Polykarbonat eine gute Durchsicht durch das Glas-Kunststoff-Laminat gewährleistet. Auch werden Klebstoffschichten verwendet, die über den Laminiervorgang besonders gut steuerbar sind. So sollte die Klebstoffschicht, insbesondere der Zeitpunkt des Abbindens der Klebstoffschicht bspw. über die zugefügte Energiemenge (Wärme) regelbar sein. Es können bspw. Klebstoffschichten auf Basis von Ethylenvinylacetat (EVA) oder Polyvinylbutyral (PVB) verwendet werden.
  • Vorteilhaft wird eine Klebstoffschicht, die einen Kleber auf Basis von Polyurethan enthält verwendet. Polyurethan ist besonders kostengünstig in transparenter Form zu erhalten. Ferner gewährleistet Polyurethan ein sicheres und vor Delaminierung geschütztes Verbinden der Kunststoffschicht mit der Glasschicht. Auch ist der Abbindevorgang bzw. der Abbindezeitraum des Polyurethans unter Einfluss von Wärme und Druck gut steuerbar.
  • Die Klebstoffschicht kann grundsätzlich in jeglicher Form zwischen der Oberseite der Glasschicht und der Kunststoffschicht angeordnet werden. So kann die Klebstoffschicht bspw. als Flüssigkeit aufgetragen werden. Auch kann bspw. eine pastöse, hochviskose oder gelartige Konsistenz der Klebstoffschicht verwendet werden. Hierzu sind alle üblichen Auftragungsverfahren anwendbar. Die Klebstoffschicht kann als Feststoff und hier insbesondere als bahnförmiger Feststoff, bspw. als Folie, angeordnet werden. Die Handhabung als Feststoff ist für die Herstellung eines Glas-Kunststoff-Laminats besonders geeignet. Ein Feststoff vorliegend als Folie oder Matte, kann auf der Glasschicht oder auf die Kunststoffschicht besonders einfach aufgelegt werden. Eine Klebstoffschicht als Feststoff garantiert eine gleichmäßige Dicke über die gesamte Fläche der zu verklebenden Kunststoffschicht mit der Glasschicht und verhindert ein Verlaufen bzw. aus dem Laminator Herauslaufen der Klebstoffschicht.
  • Unter anderem abhängig von den an das Glas-Kunststoff-Laminat gestellten Anforderungen kann die Klebstoffschicht unterschiedliche Dicken (Stärken) aufweisen. So kann die Klebstoffschicht bspw. bei einer dicken Ausführung leichte Verwerfungen im Glas-Kunststoff-Laminat kompensieren. Bevorzugt weist die Klebstoffschicht vor dem Laminieren deshalb eine Dicke von mindestens 0,5 mm, besonders bevorzugt mindestens 1 mm, vorteilhaft von mindestens 1,52 mm, besonders vorteilhaft zwischen 1,5 mm und 3 mm oder vorzugsweise eine vielfache Dicke von 1,52 mm auf.
  • Die Dicke der Kunststoffschicht ist abhängig von der zu erreichenden Gesamtstärke des Glas-Kunststoff-Laminats und von der Stärke der Glasschicht. Vorzugsweise weist die Kunststoffschicht eine Dicke von 0,1 mm und 25 mm, bevorzugt 2 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt von 4 mm bis 20 mm, vorzugsweise vom 6 mm bis 15 mm und vorteilhaft von 6 mm bis 12 mm.
  • Vorteilhaft weist die Glasschicht eine Dicke von 0,1 mm bis 10 mm, bevorzugt von 1,5 mm bis 9 mm, vorzugsweise von 3 mm bis 7 mm und vorteilhafterweise von 4 mm bis 6 mm auf. Auch können die Glasschicht und die Kunststoffschicht gleich dick ausgebildet sein.
  • Zusätzlich zu den bereits erläuterten Eigenschaften und Abmessungen der Glasschicht kann auch die Glasschicht an sich einen hohen Einfluss auf das Verfahren ausüben. Prinzipiell können alle bekannten Glasarten und -sorten verwendet werden. Insbesondere bei der Verwendung des Glas-Kunststoff-Laminats als Schutzscheibe für Werkzeugmaschinen sind jedoch spezielle Anforderungen an das Glas zu erfüllen. So kann die Glasschicht aus einem Einscheibensicherheitsglas (ESG) oder einem teilvorgespannten Glas (TVG) bestehen. Beide Scheibenarten erfüllen in vorteilhafterweise für die Verwendung als Schutzscheibe die erhöhten geltenden Sicherheitsvorschriften. Sie verhindern bei einer Zerstörung des Glas-Kunststoff-Laminats das Entstehen von Glassplittern und verhindern somit bspw. auch das Auftreten von Verletzungen von Personen oder auch das Eindringen von Glassplittern in bspw. die Werkzeugmaschine, wodurch diese vor Beschädigung geschützt wird.
  • Grundsätzlich kann mit dem erfinderischen Verfahren ein erfindungsgemäßes Glas-Kunststoff-Laminat in beliebiger Größe erstellt werden. Dies geht von besonders kleinen Glas-Kunststoff-Laminaten von bspw. wenigen Quadratzentimetern bis zu Glas-Kunststoff-Laminaten, die mehrere Quadratmeter groß sind. Das Laminat weist bevorzugt eine Fläche von 0,05 m2 bis 5 m2, besonders bevorzugt eine Fläche von 0,1 m2 bis 4 m2, vorzugsweise eine Fläche von 0,20 m2 bis 3 m2 und vorteilhaft eine Fläche von 0,25 m2 bis 1,6 m2 auf.
  • Im Weiteren werden Details der Erfindung anhand einer Figur näher beschrieben. Es zeigt:
  • 1 eine perspektivische Ansicht in Explosionsdarstellung eines mit dem erfinderischen Verfahren hergestellten Glas-Kunststoff-Laminats.
  • 1 zeigt in einer perspektivische Ansicht und als Explosionsdarstellung ein mit dem erfinderischen Verfahren hergestelltes Glas-Kunststoff-Laminat 1. Das Glas-Kunststoff-Laminat 1 besteht aus einer 6 mm dicken, transparenten Polycarbonatschicht 2 (Kunststoffschicht), einer ebenfalls 6 mm starken Glasschicht 3, die als Einscheibensicherheitsglas ausgeführt ist und einer zwischen der Polycarbonatschicht 2 und der Glasschicht 3 angeordneten 2,5 mm dicken Klebstoffschicht 4 aus Polyurethan.
  • Der Ablauf zum Herstellen des in 1 dargestellten Glas-Kunststoff-Laminats 1 ist wie folgt:
    Die Polycarbonatschicht 2 und die Glasschicht 3 werden bei einer Temperatur von ca. 20° +/–5°C als transparente Scheiben, die Klebstoffschicht 4 als bahnförmige Folie bereitgestellt. Die drei Schichten 2, 3, 4 werden kantenbündig übereinandergelegt und es wird zur Vorbereitung einer Vakuumierung des Sandwichs eine Bänderung der Kanten durchgeführt.
  • In einem Laminator, hier einem LamiPress®-Laminator wird auf eine untere Heizplatte ein ca. 5 mm dickes Vakuumvlies eingelegt. Das Vakuumvlies ist rundum größer als das Sandwich bevorzugt ca. 15 cm, um eine einfache Vakuumierung zu ermöglichen. Im Anschluss wird das Sandwich in den Laminator und auf das Vakuumvlies gelegt. Um das Sandwich wird ein Kanten-Schutzrahmen aus bspw. Holz bündig an die Kanten des Sandwichs angelegt, um dies beim Laminiervorgang zu schützen und eine gute Durchlüftung beim Vakuumieren zu erreichen.
  • Das Sandwich und das Vakuumvlies werden an eine Vakuumpumpe angeschlossen und eine das Sandwich vollständig überdeckende Vakuummatte, in diesem Fall eine Silikonmatte, wird über das Sandwich gelegt.
  • Nachfolgend wird der Laminator geschlossen und es wird innerhalb von ca. 10 Minuten ein Kaltvakuum gezogen, das einen gleichmäßig auf das Sandwich wirkenden Unterdruck von ca. –1 bar erzeugt. Das Kaltvakuum wird anschließend noch ca. 20 Minuten gehalten, um sämtliche Luftblasen im Sandwich zu entfernen.
  • Anschließend werden die untere Heizplatte und eine obere Heizplatte des Laminators aktiviert und zusätzlich wird mittels Druckluft ein Pressdruck von ca. 2 bar auf die Vakuummatte angelegt.
  • Das Aufheizen des Sandwichs erfolgt bis zu einer Endtemperatur von 130°C und dauerte ca. 45 Minuten. Abhängig von der Klebstoffschicht 4, der Dicke der Glas- und/oder Kunststoffschicht 2, 3 kann die Aufheizphase auch zwischen 30 bis 90 Minuten betragen.
  • Es folgt eine Temperaturhaltephase, in der die Endtemperatur t 15 Minuten gehalten wird, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung im Sandwich zu ermöglichen. Im Anschluss an die Temperaturhaltephase wird die Maschine im heißen Zustand geöffnet, die Heizplatte wird herausgefahren, die Vakuummatte entfernt und das Sandwich mit dem Vakuumvlies wird von der Heizplatte auf eine schlecht wärmeleitende Unterlage, bspw. eine Holzplatte, gezogen.
  • Unmittelbar, d.h. hier. ca. 120 +/–15 Sekunden nach dem Öffnen des Laminatos wird die Schockkühlung durch Auflegen eines mit Trockeneis gefüllten elastischen Gummisacks auf die Kunststoffschicht 2 eingeleitet.
  • Die niedrige Temperatur des Trockeneises von ca. –78°C entzieht der Kunststoffschicht 2 unverzüglich Wärmeenergie und bewirkt eine schnelle und gleichmäßige Schrumpfung der Kunststoffschicht 2, bevor die Klebstoffschicht 4 einen festen Verbund zwischen der Kunststoffschicht 2 und der Glasschicht 3 herstellen kann.
  • Die Schockkühlung wird für ca. 15 Minuten beibehalten. Im Anschluss wird der elastische Sack vom Glas-Kunststoff-Laminat 1 herunter genommen. Das Glas-Kunststoff-Laminat 1 wird während der Schockkühlung auf eine Temperatur von ca. –20°C abgekühlt und zeigt bei dieser Temperatur eine leichte Wölbung.
  • Im Anschluss erwärmt sich das auf –20°C abgekühlte Glas-Kunststoff-Laminat 1 ohne zusätzlich Maßnahmen auf Raumtemperatur, in diesem Fall 20°C, wobei eine leichte Ausdehnung der Kunststoffschicht 2 erfolgt, die die Wölbung des Glas-Kunststoff-Laminats 1 glatt drückt, so dass das Glas-Kunststoff-Laminat 1 bei 20°C Raumtemperatur weitestgehend eben ist.
  • Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschrankt. Bspw. ist es denkbar, die Erfindung entsprechend eines Ausführungsbeispiels zu betreiben, in dem
    • – des Sandwichs mit der Kunststoffschicht auf die untere Heizplatte aufgelegt wird,
    • – des heizen Glas-Kunststoff-Sandwichs mit der Kunststoffschicht auf eine schockkühlende Ablage, bspw. eine gekühlte Metallplatte, aufgelegt oder gezogen wird.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Glas-Kunststoff-Laminats durch Warmlaminieren mit mindestens den Schritten: – Zusammenstellen eines Sandwichs aus einer Kunststoffschicht (2), einer Glasschicht (3) und einer dazwischen angeordneten Klebstoffschicht (4), – Laminieren des Sandwichs in einem Laminator unter Einwirkung von Wärme und Druck zu einem Glas-Kunststoff-Laminat (1), – schockartiges Abkühlen des Glas-Kunststoff-Laminats (1) vor dem Aushärten der Klebstoffschicht (4).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schockartige Abkühlung mit einem auf die Kunststoffschicht (2) wirkenden Kühlmittel durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schockartige Abkühlung mit einem mindestens –20°C, bevorzugt mindestens –40°C, besonders bevorzugt mindestens –60°C und vorteilhaft zwischen mindestens –78°C und –211°C kalten Kühlmittel, durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlmittel Trockeneis oder flüssiger Stickstoff eingesetzt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel in einen Behälter eingebracht ist und auf das Glas-Kunststoff-Laminat (1) aufgelegt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schockartige Kühlung im Laminator oder unmittelbar nach der Entnahme des Glas-Kunststoff-Laminats (1) aus dem Laminator durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des Glas-Kunststoff-Laminats (1) bis zu einer Temperatur von 10°C bis –40°C, bevorzugt 0°C bis –35°C, besonders bevorzugt –10°C bis –30°C oder vorzugsweise bis –20°C +/–5°C durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu der schockartigen Abkühlung eine zusätzlich Kühlung mit einem auf die Glasschicht (3) wirkenden Medium durchgeführt wird, wobei die Kühlung insbesondere durch Kühlung einer an die Glasschicht (3) angrenzenden Heizplatte durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (2) mindestens einen Kunststoff aus der Gruppe der Polycarbonate enthält und/ oder transparent ausgeführt ist.
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