DE102014001761A1

DE102014001761A1 - Holz - Glas - Verbundwerkstoff

Info

Publication number: DE102014001761A1
Application number: DE102014001761.3A
Authority: DE
Inventors: Robert Spengler; Silvia Schwarz
Original assignee: Individual
Current assignee: Malzer-Schwarz Silvia De; Spengler Robert De
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2015-08-13
Anticipated expiration: 2034-02-11
Also published as: DE102014001761B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, welches zunächst die Bereitstellung mindestens eines ersten, transparenten Flächenelements aus einem ersten Werkstoff sowie die Bereitstellung mindestens eines zweiten, nicht-transparenten Flächenelements aus einem zweiten Werkstoff vorsieht. Die beiden aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehenden Flächenelemente werden schließlich mit Hilfe einer Klebstoffschicht miteinander verbunden. Mit dem Ziel einen Verbundwerkstoff bereit zu stellen, welcher leicht zu handhaben ist und vielseitige Einsatzmöglichkeiten aufweist, ist es insbesondere vorgesehen, bei der Herstellung des Verbundwerkstoffes das zweite nicht-transparente Flächenelement aus einem Holzwerkstoff zu bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Verbundwerkstoff, welcher durch ein derartiges Verfahren herstellbar ist.
Demnach betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, welches zunächst die Bereitstellung mindestens eines ersten, transparenten Flächenelements aus einem ersten Werkstoff sowie die Bereitstellung mindestens eines zweiten, nicht-transparenten Flächenelements aus einem zweiten Werkstoff vorsieht. Die beiden aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehenden Flächenelemente werden schließlich mit Hilfe einer Klebstoffschicht miteinander verbunden.
Derartige Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen sind dem Prinzip nach aus dem Stand der Technik bekannt. So sind bspw. Verfahren zur Herstellung von Dekorverbundwerkstoffen bekannt, welche ein erstes nicht-transparentes Flächenelement aus Kunststoff bzw. Metall aufweisen, das von einem zweiten transparenten Flächenelement, wie Glas, überdeckt wird. Diese Dekorverbundwerkstoffe finden in den unterschiedlichsten Einsatzgebieten Verwendung. So werden Kunststoff-Glas Verbundwerkstoffe bspw. gerne für Möbelstücke, wie Küchenfronten oder Schränke verwendet. Dabei wird insbesondere die hohe Kratzbeständigkeit und Medienbeständigkeit von Glas genutzt um eine darunter liegende Schicht aus Kunststoff vor Abnutzungserscheinungen zu schützen.
Ein Nachteil der bekannten Verfahren zur Herstellung dieser Verbundwerkstoffe ist insbesondere darin zu sehen, dass diese mit einem sehr hohen Arbeitsaufwand verbunden sind. Auch können die damit herstellbaren, herkömmlichen Dekorelemente nur in sehr kleinen Abmaßen hergestellt werden und sind nur schwer weiter zu verarbeiten. Dies liegt insbesondere darin begründet, dass sich bspw. Metall und Glas nur mit ausgewählten Werkzeugen verformen lassen, um das Endprodukt auf die Wünsche eines Kunden anzupassen. Schließlich entsteht durch die Verbindung von Metall und Glas, bzw. Kunststoff und Glas oftmals ein sehr kalter optischer Eindruck, was selbstverständlich in der Innenausstattung von Gebäuden nur selten gewünscht ist.
Auf Grundlage der oben genannten Problemstellung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes anzugeben, welches einfach anzuwenden ist. Ferner soll durch das Verfahren ein Verbundwerkstoff entstehen, welcher leicht zu handhaben ist und vielseitige Einsatzmöglichkeiten aufweist. Schließlich soll der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff einen ästhetisch ansprechenden optischen Eindruck geben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst.
Demnach ist es insbesondere vorgesehen, bei der Herstellung des Verbundwerkstoffes das zweite nicht-transparente Flächenelement aus einem Holzwerkstoff zu bilden.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Vielzahl an Vorteilen auf. Durch den besonders leichten Holzwerkstoff, wird erreicht, dass der Verbundwerkstoff ein besonders geringes Gewicht aufweist. Gleichzeitig erfolgt durch die Abdeckung des Holzwerkstoffes mit Glas nicht nur ein Schutz vor dem Verkratzen der Holzoberfläche; vielmehr wird das Holz dabei auch vor UV-Strahlung geschützt, welche regelmäßig zu Verfärbungen des Holzmaterials führt. Schließlich lässt sich ein derart hergestellter Verbundwerkstoff auch besonders einfach weiterverarbeiten. Beispielsweise kann der Verbundwerkstoff dabei über sein zweites, aus einem Holzwerkstoff gebildetes Flächenelement besonders einfach mit anderen Holzmaterialien verbunden werden. So ist es vorstellbar, dass der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff auf bereits bestehende Holzoberflächen aufgebracht wird. Im Einzelnen könnte der Verbundwerkstoff bspw. auf eine Holztür bzw. Holzfronten aufgebracht werden, um diesen ein neues Erscheinungsbild zu verleihen und gleichzeitig einen Schutz vor Abnutzung zu gewährleisten. Ein Aufbringen auf Holzoberflächen ist dabei insbesondere mit herkömmlichem Holzleim möglich.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
So ist es in einer ersten Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der erste Werkstoff des mindestens einen ersten, transparenten Flächenelements aus einem Glas oder transparenten Kunststoffgebildet wird. Insbesondere kann es sich dabei auch um Sicherheitsglas handeln, welches aus einem Laminat aus mehreren Glasschichten besteht. Alternativ hierzu wäre es auch denkbar Plexiglas einzusetzen, wodurch das Gewicht des Verbundwerkstoffes signifikant reduziert werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zur Herstellung des mindestens einen zweiten, nicht-transparenten Flächenelements ein Holzfurnier verwendet. Das Holzfurnier weist vorzugsweise eine Dicke von 0,1 mm bis 6 mm auf. Auch hierdurch lässt sich das Gewicht des Verbundwerkstoffes auf einfache weise erheblich reduzieren. Das aus einem Holzfurnier gebildete zweite, nicht-transparente Flächenelement kann dabei entweder aus einem Stück oder aus einer Vielzahl dünner Bahnen bestehen, welche nebeneinander, kreuzweise oder als Intarsien auf das erste transparente Flächenelement aufgebracht werden. Bei einer Vielzahl an Bahnen ist es bevorzugt, diese derart nebeneinander anzuordnen, dass keine Überlappung zwischen den einzelnen Bahnen des Holzfurniers entsteht. Vielmehr entstehen möglichst lückenlose Stoßkanten zwischen benachbarten Furnierbahnen. Somit weist das zweite, nicht-transparente Flächenelement in jedem Fall eine ebene, dem transparenten Flächenelement abgewandte Oberfläche auf, welche eben auf einer weiteren Holzoberfläche angebracht werden kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das mindestens eine zweite, nicht-transparente Flächenelement vor dem Verbinden getrocknet wird. Durch die Trocknung des aus einem Holzwerkstoff bestehenden zweiten, nicht-transparenten Flächenelements lässt sich eine qualitativ hochwertige Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Flächenelement herstellen. Insbesondere wird hierdurch auch gewährleistet, dass die Verbindung zwischen dem organischen Holzwerkstoff und dem anorganischen, ersten, transparenten Flächenelement nicht zur Beschädigung des zweiten, nicht-transparenten Flächenelements führt. Das mindestens eine zweite, nicht-transparente Flächenelement wird vorzugsweise derart getrocknet, sodass lediglich eine Restfeuchte von weniger als 5% bestehen bleibt. Die Trocknung wird insbesondere bei Temperaturen bis maximal 130°C ausgeführt, um bestmögliche Verbindungsergebnisse zwischen den Flächenelementen zu erreichen und Rissbildung innerhalb des Holzmaterials wirkungsvoll zu vermeiden.
Die Klebstoffschicht, welche zum Verbinden des ersten und zweiten Flächenelements dient, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante als Laminierfolie ausgebildet, welche vor dem Verbinden zwischen die beiden Flächenelemente eingebracht wird. Die Laminierfolie besteht dabei vorzugsweise aus einem Thermoplastischen Polyurethan, Polyvinylbutyral oder Ethylvinylacetat. Insbesondere kann die Laminierfolie jedoch auch ein SentryGlas interlayer von DuPont sein. Diese wird zunächst zwischen die beiden Flächenelemente eingebracht, wonach über Zufuhr von Wärme und Druck ein formschlüssiger Verbund der beiden Flächenelemente über die Klebstoffschicht erzielt wird.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Klebstoffschicht aus Silikon gebildet, welches zwischen die beiden Flächenelemente eingebracht wird. Durch das aus luftdurchlässigem Holzmaterial gebildete, zweite Flächenelement wird die Trocknung des Silikonklebers innerhalb des ersten und zweiten Flächenelements begünstigt, wodurch ein besonders homogener, formschlüssiger Verbund der beiden Flächenelemente entsteht.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante wird vor dem Verbinden der Flächenelemente ein Vliesstoff derart über die Flächenelemente gelegt, dass diese zumindest teilweise durch den Vliesstoff bedeckt werden. Hierzu sei angemerkt, dass die mindestens zwei Flächenelemente sowie die Laminierfolie zunächst unter möglichst staubfreien Bedingungen (z. B. Reinraum) aufeinander gelegt werden. Daraufhin wird der Vliesstoff vordem Aufeinanderpressen der beiden Flächenelemente derart über deren Seitenflächen gestülpt, dass eine Trennschicht entsteht, über welche Luft abgesaugt werden kann. Dementsprechend ist es durch den Vliesstoff möglich, Lufteinschlüsse innerhalb der Klebeschicht beim Verbinden der Flächenelemente wirkungsvoll zu vermeiden. Auch verhindert der Vliesstoff, dass überschüssiger Klebstoff auf die weiter unten erwähnten Druckpressen trifft, falls dieser durch die Druckbeaufschlagung durch das zweite Flächenelement gedrückt wird. Der Vliesstoff kann insbesondere mit temperaturbeständigen Klebebändern an den Flächenelementen des Verbundwerkstoffes angebracht werden, um ein unbeabsichtigtes Verrutschen zu verhindern. Erst nachdem die Flächenelemente durch den Vliesstoff geschützt sind, kann ein Vorverbund erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird insbesondere vor dem Verbinden der beiden Flächenelemente mindestens eine Beschwerungsvorrichtung auf die Oberfläche mindestens eines der beiden Flächenelemente aufgebracht. Hierdurch werden die beiden Flächenelement über die in der Mitte befindliche Klebstoffschicht (z. B. Laminierfolie oder Silikon) aufeinandergedrückt, wodurch bereits ein gewisser Halt entsteht. Die beiden Flächenelemente können demnach sehr viel einfacher weiterverarbeitet werden, ohne zu riskieren, dass sich diese gegeneinander verschieben. Es ist zusätzlich auch denkbar, die mindestens eine Beschwerungsvorrichtung ebenfalls mit temperaturbeständigen Klebebändern an dem Grundaufbau aus den ersten und zweiten Flächenelementen sowie dem Vliesstoff zu fixieren.
Nach einer weiteren Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens findet das Verbinden der beiden Flächenelemente unter Vakuumbedingungen (bspw. in einem Vakuumsack) in einem Autoklaven statt. Insbesondere wird durch die Kombination aus Vakuumsack (Unterdruck) und Autoklaven (Überdruck) verhindert, dass Gaseinschlüsse zwischen den beiden Flächenelementen entstehen, welche nicht nur eine mangelhafte Verbundfestigkeit bedingen, sondern auch ästhetisch wenig ansprechend sind.
Das Verbinden der beiden Flächenelemente findet gemäß einer weiteren vorteilhaften Umsetzung bei einer Temperatur zwischen 60°C und 145°C statt. Es hat sich gezeigt, dass durch derartige Temperaturen ein besonders hochwertiger Verbund erzeugt werden kann. Im Einzelnen werden die beiden Flächenelemente hierdurch besonders eben und schonend miteinander verbunden.
Besonders bevorzugt werden die beiden Flächenelemente beim Verbinden durch eine Druckpresse aufeinander gedrückt. Dies kann insbesondere in Kombination mit der oben genannten Temperaturbeaufschlagung erfolgen, um die Flächenelemente und die dazwischen befindliche Klebstoffschicht zu einem Verbundwerkstoff zu verbacken. Zum beaufschlagen der beiden Flächenelemente mit der besagten Temperatur kann es dabei in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Druckpresse vor und/oder während des Verbindens der beiden Flächenelemente beheizt wird. Somit kann der Druck und Wärmeeintrag während dem Verbinden der Flächenelemente durch beispielsweise durch eine einzige beheizbare Druckvorrichtung erfolgen.
Die Druckpresse kann gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung aus mindestens zwei Druckplatten gebildet sein, welche dazu ausgelegt sind, die Innenseiten der beiden Flächenelemente flächig aufeinander zu drücken. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, dass die Druckpresse als Rollenpresse ausgebildet ist. Dementsprechend ist es vorstellbar, das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere kontinuierlich auszuführen. Wie oben bereits angedeutet, können die Druckplatten bzw. Rollenpressen beheizbar ausgebildet sein, um gleichzeitig mit dem Druck einen Wärmeeintrag in den Verbundwerkstoff zu ermöglichen. Schließlich sei erwähnt, dass die unterschiedlichen Verfahren generell auch zum Erzeugen eines Vorverbunds verwendet werden könnten.
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erste, transparente Flächenelement nur teilweise mit dem zweiten, nicht-transparenten Flächenelement bedeckt. Somit ist es auf einfache Weise möglich einen Verbundwerkstoff herzustellen, welcher gleichzeitig transparente und nicht-transparente Bereiche aufweist. Ferner kann eine Vielzahl zweiter, nicht-transparenter Flächenelemente bereitgestellt werden, welche vor dem Verbinden nebeneinander auf eine Oberfläche des mindestens einen ersten Flächenelements aufgebracht werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das zweite, nicht-transparente Flächenelement als Holzfurnier ausgebildet ist. Diese lassen sich häufig einfacher in dünnen Bahnen herstellen, welche so dann parallel nebeneinander auf der Oberfläche des ersten Flächenelements angeordnet werden können.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls einen Verbundwerkstoff, welcher durch das oben beschrieben Verfahren herstellbar ist. Der Verbundwerkstoff eignet sich insbesondere zur Verzierung von Oberflächen, wie Böden, Schränken, Türen oder dergleichen. Dabei kann der Verbundwerkstoff besonders einfach über sein zweites nicht-transparente Flächenelement mit der jeweiligen Oberfläche verbunden werden. Beispielsweise ist es denkbar, das aus einem Holzwerkstoff ausgebildete zweite, nicht-transparente Flächenelement mit Hilfe von herkömmlichen Holzleim an Holzoberflächen, wie Holztüren, -schränken oder Böden anzubringen, um diese optisch aufzuwerten. In vorteilhafter Weise wird hierdurch weiterhin erreicht, dass die bedeckten Oberflächen vor Feuchtigkeit und Verwitterung (Verfärbungen, Spannungsrissen, Pilzbefall, usw.) geschützt werden.
Der Verbundwerkstoff kann jedoch auch zur Konstruktion eigener Bauelemente verwendet werden. Im Einzelnen ist es vorstellbar ein Verbundelement herzustellen, welches wenigstens aus zwei der erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe besteht. Dementsprechend werden die beiden Verbundwerkstoffe über ihre jeweiligen zweiten, nicht-transparenten Flächenelemente miteinander verbunden, sodass ein Verbundelement entsteht, welches außenseitig die ersten, transparenten Flächenelemente aufweist, wie dies im Folgenden detaillierter beschrieben wird. Das aus den erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffen bestehende Verbundelement kann beispielsweise als besonders hochwertige Tür oder Wand in Holzoptik verwendet werden, da das zweite, nicht-transparente Flächenelement aus einem Holzwerkstoff gebildet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff werden im Folgenden mit Bezug auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben.
Dabei zeigen:
1: Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes;
2: Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes;
3: Querschnitt durch eine Anwendung der ersten Ausführungsform erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes gemäß 1;
4: Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes;
5: Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbundelements;
6: Schematische Darstellung eines ersten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes;
7 Schematische Darstellung eines zweiten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes gemäß einer ersten Ausführungsform;
8 Schematische Darstellung eines dritten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes gemäß der ersten Ausführungsform;
9 Schematische Darstellung eines zweiten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes gemäß einer zweiten Ausführungsform;
10 Schematische Darstellung eines zweiten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes gemäß einer dritten Ausführungsform;
Den Darstellungen gemäß den 1 bis 4 sind unterschiedliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes zu entnehmen. So ist in 1 eine erste Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Verbundwerkstoff 1 ein erstes, transparentes Flächenelements 12 aus einem ersten transparenten Werkstoff sowie ein zweites, nicht-transparentes Flächenelements 10 aus einem Holzwerkstoff aufweist. Die beiden Flächenelemente 10 und 12 sind über eine als Laminierfolie ausgebildete Klebstoffschicht 11 miteinander verbunden. Wie zu erkennen ist, weist der Verbundwerkstoff 1 insbesondere eine Vielzahl von zweiten Flächenelementen 10 auf, welche nebeneinander, kreuzweise oder als Intarsien angeordnet sind und über Stoßfugen 15 möglichst eng miteinander in Kontakt stehen.
Das erste, transparente Flächenelement 12, hingegen, ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es mehrere zweite Flächenelemente 10 überdeckt und diese folglich aneinander befestigt. Dabei ist das erste Flächenelement 12, wie oben bereits erwähnt, vorzugsweise aus einem Glas- oder Kunststoffwerkstoff gebildet. In den Darstellungen der 1 bis 4 handelt es sich insbesondere jeweils um ein Glaslaminat, welches als erstes Flächenelement 12 verwendet wird. Der Verbundwerkstoff eignet sich besonders stark dazu, bestehende Holzoberflächen zu veredeln, wie dies insbesondere im Hinblick auf die 3 und 4 näher erläutert werden wird.
Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes 2. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform gemäß 1, ragt das erste Flächenelement 12 gemäß der zweiten Ausführungsform des Verbundwerkstoffes 2 über einen Seitenrand 16 des zweiten, nicht-transparenten Flächenelements 10 hinaus. Der Verbundwerkstoff 2 ist also in den Bereichen, in welchen lediglich das erste transparente Flächenelement 12 vorhanden ist (in der Darstellung links) transparent ausgebildet, während die anderen Bereiche (in der Darstellung rechts) opak ausgebildet sind. Dies eignet sich beispielsweise insbesondere zur Ausbildung von Vitrinen-Schränken oder Schaufenstern, welche als Isolierglaseinheit ausgebildet sind (siehe 6). Auch ist es prinzipiell vorstellbar, den Verbundwerkstoff 2 gemäß der zweiten Ausführungsform zur Konstruktion von Beleuchtungselementen zu verwenden. Dabei könnte bspw. eine Beleuchtungsvorrichtung am Seitenrand 16 des zweiten, nicht-transparenten Flächenelements 10 angebracht werden.
Beispielhafte Anwendungen der ersten und zweiten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes 1, 2 sind in den 3 und 4 dargestellt. Demgemäß ist die dem ersten Flächenelement 12 abgewandte Oberfläche des zweiten Flächenelements 10 jeweils mit einer Holzoberfläche 14 verbunden. Die Verbindung des zweiten Flächenelements 10 mit der Holzoberfläche 14 erfolgt vorzugsweise über eine zweite Klebeschicht 14, welche bspw. durch einen Holzleim erzeugt werden kann. Bei der Holzoberfläche kann es sich bspw. um Schrankfronten oder auch Türoberflächen handeln, an welche die erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe 1, 2 einfach und schnell anbringbar sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundelements ist in der 5 dargestellt. Wie zu erkennen ist, ist das dargestellte Verbundelement 4 insbesondere aus zwei der erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe 1 gemäß der in 1 gezeigten, ersten Ausführungsform aufgebaut. Ein erster Verbundwerkstoff 1a ist über eine dritte Klebeschicht 17 mit einem zweiten Verbundwerkstoff 1b verbunden. Insbesondere sind die beiden Verbundwerkstoffe 1a und 1b über die Rückseite ihrer jeweiligen zweiten, nicht-transparenten Flächenelemente 10a, 10b miteinander verklebt. Bei der dritten Klebeschicht 17 handelt es sich dabei vorzugsweise, wie auch bei der zweiten Klebeschicht 13 (s. 4) um einen Holzleim, welcher zwischen die beiden aus Holz hergestellten zweiten Flächenelemente 10a, 10b eingebracht wird.
Die beiden Verbundwerkstoffe 1a, 1b sind derart gegenüber einander ausgerichtet und verbunden, dass Stoßfugen 15a, 15b zwischen einzelnen Bahnen der zweiten Flächenelemente 10a, 10b voneinander beabstandet sind. Mit anderen Worten, die Stoßfugen der zweiten Flächenelemente 10a, 10b sind um eine Länge L versetzt angeordnet, sodass diese nicht übereinander zum Liegen kommen. Somit wird die Stabilität und auch der optische Eindruck des erfindungsgemäßen Verbundelements 4 stark verbessert. Wie bereits angedeutet, kann das erfindungsgemäße Verbundelement 4 bspw. als opake Glastür oder Glaswand verwendet werden. Um die Stabilität des Verbundelements 4 noch weiter zu erhöhen, ist es prinzipiell auch vorstellbar, ferner eine Holzplatte (nicht dargestellt) zwischen die beiden zweiten Flächenelemente 10a, 10b einzubringen und mit diesen zu verkleben (bspw. verleimen).
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundelements 2a ist der 6 zu entnehmen. Diese entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß 2, wobei das erste transparente Flächenelement 12 nicht als einzelne Glasscheibe, sondern vielmehr als Isolierglasscheibe ausgebildet ist. Dementsprechend, könnte die vorliegende Erfindung insbesondere auch zur Verkleidung von Fassaden eingesetzt werden. Wie dargestellt, ist dabei ein drittes, transparentes Flächenelement 12c vorgesehen, welches über Abstandshalter 32 derart mit dem ersten, transparenten Flächenelement 12 verbunden ist, sodass ein im Wesentlichen luftdichter Zwischenraum entsteht. Der Zwischenraum kann auf übliche Weise mit Luft oder anderen Gasen, wie bspw. Edelgasen, gefüllt werden, um die Wärmedämmwirkung des Verbundelements 2a zu optimieren.
7 zeigt eine Schemadarstellung betreffend einen ersten Schritt für die Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes. Wie der 1 zu entnehmen ist, wird zunächst ein Vorverbund des ersten, transparenten Flächenelements 10 mit dem mindestens einen, zweiten nicht-transparenten Flächenelement 10 erzeugt. Dafür wird das mindestens eine, zweite Flächenelement 10, welches aus einem Holzwerkstoff, insbesondere einem Holzfurnier, besteht, zunächst getrocknet und auf Maß geschnitten. Die Trocknung des Holzwerkstoffs der zweiten Flächenelemente erfolgt dabei vorzugsweise bei einer Temperatur von bis zu 130°C, sodass schlussendlich eine Restfeuchte von weniger als 5% innerhalb des Holzwerkstoffes enthalten ist.
Da es sich bei dem zweiten, nicht-transparenten Flächenelement 10 meist um eine Vielzahl zusammengesetzter Holzfurnierstreifen handelt, werden diese, nach dem Trocknen, entlang ihrer Seitenkanten zusammengesetzt. Im Einzelnen können die einzelnen Streifen des zweiten Flächenelements 10 dabei mit Hilfe von temperaturbeständigen Klebebändern entlang ihrer Stoßkanten 15 (siehe 1) miteinander verbunden werden. Alternativ ist es auch denkbar die Streifen mit zick-zack-förmig verlaufenden Fäden zu verbinden oder schlicht entlang ihrer Stoßkanten 15 miteinander zu verkleben, insbesondere zu verleimen.
Nun wird auch das erste, transparente Flächenelement 12 auf Maß geschnitten. Wenn es sich um einen Glaswerkstoff handelt, ist es insbesondere auch vorgesehen, dass die Kanten des ersten Flächenelements poliert werden, bevor dieses auf das zweite, Flächenelement 10 aufgebracht wird. Wie oben bereits angedeutet, werden die beiden Flächenelemente vorzugsweise durch eine Laminierfolie 11, aus einem thermoplastischen Polyurethan, Polyvinylbutyral oder Ethylvinylacetat, miteinander verbunden. Auch die Laminierfolie 11 wird zunächst auf Maß geschnitten und zwischen die beiden Flächenelemente 10 und 12 eingebracht.
Nachdem das erste Flächenelement 12, die Laminierfolie 11 und das zweite Flächenelement 10 möglichst Verschmutzungsfrei zusammengelegt wurden, wird – wie in 7 angedeutet – ein Vliesstoff 20 derart über die Flächenelemente 10, 12 gelegt, dass diese zumindest teilweise durch den Vliesstoff 20 bedeckt werden. Im Einzelnen wird der Vliesstoff 20 dabei über die Oberfläche des zweiten Flächenelements 10 und über die Seitenkanten des Verbundwerkstoffes 1, 2 gelegt. Der Vliesstoff wird schließlich mit temperaturbeständigen Klebebändern am ersten, transparenten Flächenelement 12 befestigt und dient fortan der Trennung, Abdichtung und der Luftverdrängung im Verbundwerkstoff 1, 2.
Schließlich lässt sich 7 entnehmen, dass eine Beschwerungsvorrichtung 21 vorgesehen ist, welche auf die dem Verbundwerkstoff 1, 2 abgewandte Oberfläche des Vliesstoffes 20 aufgelegt wird, um den Vorverbund zwischen dem ersten Flächenelement 12, der Laminierfolie 11 und dem zweiten Flächenelement 10 zu erzeugen. Die Beschwerungsvorrichtung 21 ist vorzugsweise aus einem stark wärmeleitenden Material (bspw. Metall) gebildet und kann ebenfalls mit temperaturbeständigen Klebebändern an dem Vorverbund befestigt werden.
Den 8 und 9 ist eine erste Ausführungsvariante zum formschlüssigen Verbinden der Flächenelemente 10 und 12 zu entnehmen. Im Einzelnen ist in 8 angedeutet, dass dem oben erwähnten Vorverbund mit Hilfe eines Vakuumsacks 22 Luft entzogen wird. Die Verbindung der Flächenelemente 10 und 12 unter Ausschluss von Luft hat den Vorteil, dass nur wenig bis keine Lufteinschlüsse in der Klebeschicht 11 zwischen den Flächenelementen 10, 12 entstehen. Über einen Ansaugbereich wird ein im Vakuumsack 22 ein Vakuum gezogen, wie dies durch den Pfeil 23 angedeutet ist.
Nach oder während dem Ziehen des Vakuums wird der Vorverbund zusammen mit dem Vakuumsack 22 in einen Autoklaven 25 eingebracht, wie dies aus der 9 ersichtlich ist. Im Autoklaven 25 wird der Vorverbund, unter Druck 26 und Wärme 27, zu einem erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff 1, 2 verbacken. Somit entsteht eine besonders stabile Verbindung zwischen dem ersten, transparenten Flächenelement 12 und dem zweiten, nicht-transparenten Flächenelement 10.
Eine zweite Ausführungsform zum Verbinden der beiden Flächenelemente 10, 12 ist der 10 zu entnehmen. Auch hierbei handelt es sich um einen Verfahrensschritt, welcher sich an den in 7 gezeigten Schritt zum Erzeugen des Vorverbundes anschließt. Gemäß der in 10 dargestellten, zweiten Ausführungsform, wird der Vorverbund mit Hilfe einer Furnierpresse 31 unter Druck 28 und Temperatur 29 zu einem erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff 1, 2 verbacken. Im Einzelnen weist die Furnierpresse 31 zwei parallele Druckplatten 31a, 31b auf. Die Druckplatten 31a, 31b sind vorzugsweise beheizbar ausgebildet, sodass ein Wärmeeintrag in den Vorverbund über die Oberflächen der Druckplatten 31a, 31b erzielt werden kann. Wie es ferner der 10 entnommen werden kann, ist die Beschwerungsvorrichtung 21 gemäß dieser Ausführungsvariante nicht zwingend nötig. Optional kann diese selbstverständlich dennoch während des Verbackens in der Furnierpresse 31 verwendet werden.
Schließlich ist eine dritte Ausführungsform zum formschlüssigen Verbinden der beiden Flächenelemente 10, 12 aus 11 ersichtlich. Demnach wird der in 7 gezeigte Vorverbund durch eine als Rollenpresse 30 ausgebildete Druckpresse unter Druck und Hitze vorbehandelt, bevor dieser wiederum einem Autoklaven 25 zugeführt wird. Dabei weist die Rollenpresse 30 in der dargestellten Ausführungsvariante zwei Pressroller 30a, 30b auf, welche einerseits dazu dienen den Vorverbund dem Autoklaven 25 zu zuführen und andererseits einen ersten Wärme- und Druckeintrag in den Verbundwerkstoff 1, 2 bewirken. Die derart vorbehandelten Flächenelemente 10, 12 werden schließlich im Autoklaven 25 unter Druck 26 und Wärme 27 zu einem erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff 1, 2 verbacken.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Kombination sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes (1), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: i. Bereitstellen mindestens eines ersten, transparenten Flächenelements (12) aus einem ersten Werkstoff; ii. Bereitstellen mindestens eines zweiten, nicht-transparenten Flächenelements (10) aus einem zweiten Werkstoff; iii. Verbinden des mindestens einen ersten Flächenelements (12) mit dem mindestens einen zweiten Flächenelement (10) mit Hilfe einer Klebstoffschicht (11), dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff ein Holzwerkstoff ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Werkstoff des mindestens einen ersten, transparenten Flächenelements (12) Glas oder ein transparenter Kunststoff ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine zweite, nicht-transparente Flächenelement (10) ein Holzfurnier ist, welches vorzugsweise eine Dicke von 0,1 mm bis 6 mm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das mindestens eine zweite, nicht-transparente Flächenelement (10) vor dem Verbinden getrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das mindestens eine zweite, nicht-transparente Flächenelement (10) derart getrocknet wird, sodass es nach dem Trocknen eine Restfeuchte von weniger als 5% aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das mindestens eine zweite, nicht-transparente Flächenelement (10) bei einer Temperatur von bis zu 130°C getrocknet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Klebstoffschicht (11) eine Laminierfolie ist, welche zwischen die beiden Flächenelemente (10, 12) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Klebstoffschicht (12) aus Silikon besteht, welcher zwischen die beiden Flächenelemente eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Verbinden der Flächenelemente (10, 12) ein Vliesstoff (20) derart über die Flächenelemente (10, 12) gelegt wird, sodass diese zumindest teilweise durch den Vliesstoff bedeckt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Verbinden der beiden Flächenelemente (10, 12) mindestens eine Beschwerungsvorrichtung (21) auf die Oberfläche mindestens eines der beiden Flächenelemente (10, 12) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbinden der beiden Flächenelemente (10, 12) unter Vakuumbedingungen in einem Autoklaven (25) stattfindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbinden der beiden Flächenelemente (10, 12) bei einer Temperatur zwischen 60°C und 145°C stattfindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Flächenelemente (10, 12) beim Verbinden durch eine Druckpresse (30, 31) aufeinander gedrückt werden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Druckpresse (30, 31) vor und/oder während des Verbindens der beiden Flächenelemente beheizt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die Druckpresse (31) aus Druckplatten (31a, 31b) gebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die Druckpresse als Rollenpresse (30) ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste, transparente Flächenelement (12) nur teilweise mit dem zweiten, nicht-transparenten Flächenelement (10) bedeckt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl zweiter, nicht-transparenter Flächenelemente (10) bereitgestellt wird, welche vor dem Verbinden nebeneinander auf eine Oberfläche des mindestens einen ersten Flächenelements (12) aufgebracht werden.
Verbundwerkstoff erhältlich durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18.
Verbundelement, welches folgendes aufweist: • einen ersten Verbundwerkstoff nach Anspruch 19; • einen zweiten Verbundwerkstoff nach Anspruch 19, wobei das mindestens eine zweite, nicht-transparente Flächenelement (10a) des ersten Verbundwerkstoffs über einen Leimschicht (13) mit dem mindestens einen zweiten, nicht-transparenten Flächenelement (10b) des zweiten Verbundwerkstoffs verbunden ist.
Verbundelement nach Anspruch 20, wobei die beiden Verbundwerkstoffe je eine Vielzahl nebeneinander angeordneter zweiter, nicht-transparenter Flächenelemente (10a, 10b) aufweisen, welche jeweils derart nebenaneinander angeordnet sind sodass vorzugsweise gerade Stoßkanten (15a, 15b) entstehen, und wobei die beiden Verbundwerkstoffe derart miteinander verleimt sind, sodass die Stoßkanten (15a) des ersten Verbundwerkstoffes gegenüber den Stoßkanten (15b) des zweiten Verbundwerkstoffes versetzt angeordnet sind.