DE102021125828A1 - mirror plate assembly - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Spiegelplattenanordnung bestehend aus einer biegesteifen Trägerplatte (1) und einer auf der Trägerplatte (1) aufgeklebten Kunststoffspiegelschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffspiegelschicht eine 1 mm bis 10 mm starke Kunststoffspiegelplatte (3) aus transparentem Poly(meth)acrylat, Polycarbonat, Polystyrol, PMMA oder einem Copolymer aus MMA und Styrol ist und dass zwischen der Kunststoffspiegelplatte (3) und der biegesteifen Trägerplatte (1) eine Kompensationsschicht (2) aus einem thermoplastischen Schaum aus PE und/oder PMMA, beidseitig klebend angeordnet ist.The invention relates to a mirror plate arrangement consisting of a rigid carrier plate (1) and a plastic mirror layer glued to the carrier plate (1), characterized in that the plastic mirror layer is a 1 mm to 10 mm thick plastic mirror plate (3) made of transparent poly(meth)acrylate, polycarbonate , polystyrene, PMMA or a copolymer of MMA and styrene and that between the plastic mirror plate (3) and the rigid carrier plate (1) there is a compensation layer (2) made of a thermoplastic foam made of PE and/or PMMA, adhesive on both sides.
Description
Die Erfindung betrifft eine Spiegelplattenanordnung bestehend aus einer biegesteifen Trägerplatte und einer auf der Trägerplatte aufgeklebten Kunststoffspiegelschicht.The invention relates to a mirror plate arrangement consisting of a rigid carrier plate and a plastic mirror layer glued to the carrier plate.
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Ferner sind am Markt Aluminium-Wabenplatten des spanischen Herstellers Alucoil unter dem Handelsnamen „Alucoil Larcore A2 Mirror Architecture“ (www.alucoil.com) bekannt, die insbesondere zur Lichtreflektion in Solarfarmen eingesetzt werden, jedoch kein hochwertiges Spiegelbild liefern. Ebenfalls sind am Markt Aluminium-Verbundplatten unter dem Handelsnamen „ALUCOBOND fagades naturAL Perfect“ des deutschen Herstellers 3A Composites GmbH mit ebenfalls nicht perfektem Spiegelbild bekannt, die für Fassaden eingesetzt werden. Mit „hochwertig bzw. perfekt“ wird ein Spiegelbild definiert, welches vom gespiegelten Original in der Landschaft bzw. im Garten nicht zu unterscheiden ist, wie dies bisher nur von anorganischen Glasspiegeln bekannt ist.Furthermore, aluminum honeycomb panels from the Spanish manufacturer Alucoil are known on the market under the trade name "Alucoil Larcore A2 Mirror Architecture" (www.alucoil.com), which are used in particular to reflect light in solar farms, but do not provide a high-quality mirror image. Also known on the market are aluminum composite panels under the trade name "ALUCOBOND fagades naturAL Perfect" from the German manufacturer 3A Composites GmbH, which also have an imperfect mirror image and are used for facades. "High-quality or perfect" defines a mirror image that cannot be distinguished from the reflected original in the landscape or in the garden, as has so far only been known from inorganic glass mirrors.
Ferner sind am Markt unter dem Handelsnamen „Perspex Mirror“ von der 3A Composites GmbH, Alusingenplatz 1, DE 78224 Singen Polymerplatten mit spiegelnder Oberfläche in Dicken von 1 bis 3mm verfügbar, die mit Industrieklebebändern beispielsweise auf Möbelfronten kaschiert werden. Ohne Kaschierung erzeugen diese Platten kein professionelles bzw. authentisches Spiegelbild, da ihre Durchbiegungen erheblich zu hoch bzw. die Planheit ihrer Oberfläche zu gering ist.Also available on the market under the trade name “Perspex Mirror” from 3A Composites GmbH, Alusingenplatz 1, DE 78224 Singen, are polymer sheets with a reflective surface in thicknesses of 1 to 3 mm, which are laminated to furniture fronts, for example, with industrial adhesive tape. Without lamination, these panels do not create a professional or authentic mirror image, since their deflection is significantly too high or the flatness of their surface is too low.
Ausgehend von derartigen Spiegelpolymerplatten, die vollflächig auf Trägerplatten aufkaschiert und nur für die Innenanwendung geeignet sind, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein System aus Trägerplatte, Kaschierung und Spiegelpolymerplatte anzugeben, welches ein hochwertiges Spiegelbild für den ganzjährigen Außeneinsatz unter allen klimatischen Bedingungen liefert.Based on such mirror polymer plates, which are laminated over the entire surface of the carrier plates and are only suitable for indoor use, the object of the invention is to specify a system of carrier plate, lamination and mirror polymer plate which provides a high-quality mirror image for year-round outdoor use under all climatic conditions.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die Kunststoffspiegelschicht eine 1 mm bis 10 mm starke Kunststoffspiegelplatte aus transparentem Poly(meth)acrylat, Polycarbonat, Polystyrol, PMMA oder einem Copolymer aus MMA und Styrol ist und dass zwischen der Kunststoffspiegelplatte und der biegesteifen Trägerplatte eine Kompensationsschicht aus einem thermoplastischen Schaum aus PE und/oder PMMA, beidseitig klebend angeordnet ist. Damit wird ein qualitativ hochwertiges Spiegelbild von der als Spiegelplatte ausgebildeten Kunststoffspiegelschicht gebildet. Für die Aufkaschierung dieser Spiegelplatte auf der biegesteifen Trägerplatte ist die genannte Kompensationsschicht erforderlich, um aufgrund der in der Außenanwendung wechselnden Umgebungsbedingungen Kompensationsbewegungen zwischen der Kunststoffspiegelschicht und der Trägerplatte zulassen zu können. Dabei erlaubt die Kompensationsschicht aus einem thermoplastischen Schaum aus PE und/oder PMMA Kompensationsbewegungen zwischen der Spiegelplatte und der Trägerplatte bis zum 2,5-fachen seiner eigenen Schichtdicke ablösungsfrei zu kompensieren. Diese Eigenschaft bleibt bei dem genannten thermoplastischen Schaum bei Außenanwendung mindestens fünf Jahre erhalten. Damit wird sichergestellt, dass nur geringe Schwund- und Dehnungskräfte auf den Sandwichverbund der Spiegelplattenanordnung ausgeübt werden. Entsprechend kann die für ein hochwertiges Spiegelbild erforderliche Planebenheit der Gesamtkonstruktion über den gesamten Zeitraum in allen Belastungsfällen, von beispielsweise - 40° C bis + 80° C gewährleistet werden. Neben den aus Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen resultierenden Schwund- und Dehnungskräften sind durch Windlast und mechanische Lasten erhebliche Biege- sowie Torsionsmomente zur berücksichtigen, die auf die gesamte Spiegelplattenanordnung wirken.This task is solved in that the plastic mirror layer is 1 mm to 10 mm thick Plastic mirror plate made of transparent poly(meth)acrylate, polycarbonate, polystyrene, PMMA or a copolymer of MMA and styrene and that a compensation layer made of a thermoplastic foam made of PE and/or PMMA, adhesive on both sides, is arranged between the plastic mirror plate and the rigid carrier plate. A high-quality mirror image is thus formed by the plastic mirror layer designed as a mirror plate. For the lamination of this mirror plate on the rigid carrier plate, the named compensation layer is required in order to be able to allow compensation movements between the plastic mirror layer and the carrier plate due to the changing ambient conditions in outdoor use. The compensation layer made of a thermoplastic foam made of PE and/or PMMA allows compensation movements between the mirror plate and the carrier plate to be compensated for up to 2.5 times its own layer thickness without detachment. This property is retained for at least five years in the case of the thermoplastic foam mentioned when used outside. This ensures that only small shrinkage and expansion forces are exerted on the sandwich composite of the mirror plate arrangement. Accordingly, the flatness of the entire construction required for a high-quality mirror image can be guaranteed over the entire period in all load cases, for example from - 40° C to + 80° C. In addition to the shrinkage and expansion forces resulting from temperature and humidity changes, considerable bending and torsional moments have to be taken into account due to wind loads and mechanical loads, which act on the entire mirror plate arrangement.
Besonders bevorzugt ist die Kunststoffspiegelplatte eine 1 mm bis 3 mm starke Acrylglasspiegelplatte mit einseitiger metallischer Spiegelschicht. Derartige Acrylglasspiegelplatten mit einseitiger metallischer Spiegelschicht gibt es in der angegebenen Stärke von 1 mm bis 3 mm in hervorragender Spiegelbildqualität am Markt. Beispielsweise vom Hersteller Perspex International Ltd., England bzw. der 3A Composites GmbH, DE unter dem Handelsnamen „Perspex Mirror“. Diese transparenten Kunststoffplatten stellen sich im Außeneinsatz als besonders beständig heraus.The plastic mirror plate is particularly preferably a 1 mm to 3 mm thick acrylic glass mirror plate with a metallic mirror layer on one side. Such acrylic glass mirror plates with a metallic mirror layer on one side are available on the market in the specified thickness of 1 mm to 3 mm with excellent mirror image quality. For example, from the manufacturer Perspex International Ltd., England or 3A Composites GmbH, DE under the trade name “Perspex Mirror”. These transparent plastic panels have proven to be particularly durable when used outdoors.
Wenn die Kompensationsschicht eine Dicke von 0,3 mm bis 4,0 mm aufweist und eine Schälfestigkeit von 20 N/25 mm bis 30 N/25 mm auf Stahl sowie eine Scherfestigkeit von 35 N/625 mm2 bis 50 N/625 mm2 auf Stahl hat, können die unterschiedlichen Schwund- bzw. Dehnungsbewegungen zwischen der Kunststoffspiegelplatte und der Trägerplatte aufgrund rheologischer Ausgleichsbewegungen ohne Delaminierung durch Kompensationsschicht ausgeglichen werden.If the compensation layer has a thickness of 0.3 mm to 4.0 mm and a peel strength of 20 N/25 mm to 30 N/25 mm on steel and a shear strength of 35 N/625 mm 2 to 50 N/625 mm 2 on steel, the different shrinkage or expansion movements between the plastic mirror plate and the carrier plate can be compensated for by the compensation layer without delamination due to rheological compensation movements.
Um eine ausreichende Planebenheit der gesamten Spiegelplattenanordnung sicherstellen zu können, hat die biegesteife Trägerplatte eine Biegesteifigkeit von größer 1000 kNcm2/m, bevorzugt größer 3000 kNcm2/m. Damit wird gewährleistet, dass eine Planebenheit für die Spiegelplattenanordnung bei Außenanwendung unter unterschiedlichen klimatischen Bedingungen eingehalten wird, wobei Plattenkrümmungen von weniger als 1 mm/m Plattenlänge auftreten können. Derartige Plattenkrümmungen sind kaum sichtbar und stören somit das gewünschte realitätsnahe Spiegelbild nicht.In order to be able to ensure sufficient flatness of the entire mirror plate arrangement, the rigid carrier plate has a bending stiffness of greater than 1000 kNcm 2 /m, preferably greater than 3000 kNcm 2 /m. This ensures that the mirror plate arrangement is flat for outdoor use under different climatic conditions, with plate curvatures of less than 1 mm/m plate length occurring. Such plate curvatures are hardly visible and thus do not disturb the desired realistic mirror image.
Beispielsweise kann die biegesteife Trägerplatte eine 1,5 mm bis 10 mm starke Aluminiumverbundplatte mit beidseitigen, 0,1 mm bis 1,0 mm starken Aluminium-Deckschichten und einer Mittellage sein. Derartige Aluminiumverbundplatten sind in unterschiedlichsten Konstellationen am Markt erhältlich.For example, the rigid carrier plate can be a 1.5 mm to 10 mm thick aluminum composite plate with aluminum cover layers on both sides that are 0.1 mm to 1.0 mm thick and a middle layer. Such aluminum composite panels are available on the market in a wide variety of constellations.
Bevorzugt besteht die Mittellage der Aluminiumverbundplatte aus einer Aluminiumwabenstruktur, aus einem Thermoplast, einem mineralisch gefüllten Thermoplast oder einem mit thermoplastischem Bindemittel versehenen mineralischem Füllstoff.The middle layer of the aluminum composite panel preferably consists of an aluminum honeycomb structure, of a thermoplastic, of a thermoplastic with a mineral filler or of a mineral filler provided with a thermoplastic binder.
Alternativ kann die biegesteife Trägerplatte eine Metall-Hartschaum-Sandwichplatte mit beidseitigen, 0,3 mm bis 1,5 mm starken Metall-Deckschichten und einer Mittellage aus PU- oder PS- Hartschaum sein.Alternatively, the rigid carrier plate can be a metal-rigid foam sandwich panel with metal cover layers on both sides that are 0.3 mm to 1.5 mm thick and a middle layer of PU or PS rigid foam.
Weiter alternativ kann die biegesteife Trägerplatte eine Integral- oder Freischaumplatte aus PMMA mit einer Dicke von 10 mm bis 200 mm sein.As a further alternative, the rigid carrier plate can be an integral or free-foam plate made of PMMA with a thickness of 10 mm to 200 mm.
Für besondere Anwendungen ist es möglich, dass beidseitig der Trägerplatte je eine Kunststoffspiegelplatte angeordnet sind, wobei damit einerseits eine symmetrische Verbundplattenanordnung angegeben wird, die hinsichtlich der Aufnahme von Schwund- und Dehnungskräften und somit der dauerhaften Planebenheit Vorteile gegenüber der einseitig ausgebildeten Spiegelplattenanordnung hat. Andererseits sollte aus Kostengründen die einseitig beschichtete Spiegelplattenanordnung der bevorzugte Normalfall sein. Ferner kann die beidseitig mit der Kunststoffspiegelplatte beschichtete Spiegelplattenanordnung für Anwendungsfälle, bei denen beidseitig ein hochwertiges Spiegelbild zur Verfügung gestellt werden soll, die richtige und dann auch wirtschaftliche Lösung sein.For special applications, it is possible for a plastic mirror plate to be arranged on both sides of the carrier plate, whereby on the one hand a symmetrical composite plate arrangement is specified which has advantages over the mirror plate arrangement formed on one side with regard to the absorption of shrinkage and expansion forces and thus permanent flatness. On the other hand, for reasons of cost, the mirror plate arrangement coated on one side should be the preferred normal case. Furthermore, the mirror plate arrangement coated on both sides with the plastic mirror plate can be the correct and then also economical solution for applications in which a high-quality mirror image is to be made available on both sides.
Um unerwünschte Krümmungen der Spiegelplattenanordnung auch beim bevorzugten unsymmetrischen Gesamtaufbau, also mit nur einseitig aufkaschierter Kunststoffspiegelplatte, zu vermeiden, weisen die Trägerplatte ein Schubmodul von größer 10 GPa, die Acrylglasspiegelplatte ein Schubmodul von 0,1 GPa bis 0,5 GPa und die Kompensationsschicht ein Schubmodul von ca. 0,0001 GPa auf.In order to avoid undesired curvatures of the mirror plate arrangement even in the preferred asymmetrical overall structure, i.e. with a plastic mirror plate laminated on only one side, the carrier plate has a shear modulus of greater than 10 GPa, the acrylic glass mirror plate has a shear modulus of 0.1 GPa to 0.5 GPa and the compensation layer has a shear modulus from approx. 0.0001 GPa.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung detailliert beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described in detail below with reference to the accompanying drawing.
Darin zeigt:
-
1 einen Schnitt durch eine Spiegelplattenanordnung.
-
1 a section through a mirror plate assembly.
In
Die Trägerplatte 1 ist eine Aluminiumverbundplatte bestehend aus zwei Aluminium-Deckschichten 11, 12 und einer Mittellage 13 aus einem Polymerhartschaum. Die als Verbundplatte ausgebildete Trägerplatte 1 weist eine Biegesteifigkeit ≥ 3000 kNcm2/m nach DIN 53293 auf. Beispielsweise weist die als Aluminiumverbundplatte ausgebildete Trägerplatte 1 eine Dicke von 10 mm auf. Die Aluminium-Deckschichten 11, 12 weisen eine Dicke von 0,1 bis 1 mm, hier 0,5 mm auf. Die Mittellage 13 kann auch aus anderen Kunststoffen, beispielsweise einem Thermoplast, einem mineralisch gefüllten Thermoplast oder einem mit thermoplastischem Bindemittel versehenen mineralischen Füllstoff bestehen. Damit kann auch Einfluss auf das Brandverhalten der gesamten Spiegelplattenanordnung genommen werden.The
Auf einer Seite der Trägerplatte 1, hier in
Auf dieser Kompensationsschicht 2 ist die Kunststoffspiegelplatte 3, hier eine Acrylglasspiegelplatte vollflächig aufgeklebt. Die Acrylglasspiegelplatte weist eine 2 mm dicke, transparente PMMA-Platte auf, die an Ihrer Unterseite (in
Die gesamte Spiegelplattenanordnung weist eine Biegesteifigkeit ≥ 3200 kNcm2/m und ein Widerstandsmoment ≥ 3,0 cm3/m nach DIN 53293 auf. Die lineare Krümmung konnte bei Temperaturwechsel zwischen - 40° C bis 80° C sowie bei Feuchtewechsel zwischen 0 bis 100 % relativer Feuchtigkeit auf kleiner als 1 mm/m bei freier, unbefestigter Positionierung der Spiegelplattenanordnung festgestellt werden.The entire mirror plate arrangement has a flexural strength ≥ 3200 kNcm 2 /m and a section modulus ≥ 3.0 cm 3 /m according to DIN 53293. The linear curvature was found to be less than 1 mm/m with temperature changes between -40° C. and 80° C. and humidity changes between 0 and 100% relative humidity with free, unfixed positioning of the mirror plate arrangement.
Diese hohe Biegesteifigkeit der Spiegelplattenanordnung von ≥ 3200 kNcm2/m ist zwingend für eine freie Montage erforderlich. Soll die Spiegelplattenanordnung an einer festen, planen Unterkonstruktion, beispielsweise an einer Gebäudewand montiert werden, können auch weniger biegesteife Trägerplatten, beispielsweise 3 mm oder 6 mm dünne Verbundplatten verwendet werden. Daraus hergestellte Spiegelplattenanordnungen zeigen zwar bei freier Handhabung lineare Krümmungen bis 10 mm/m, werden jedoch bei kraftschlüssiger Montage auf geeigneten Haltesystemen wieder perfekt dauerhaft planeben mit einwandfreiem Spiegelbild.This high flexural rigidity of the mirror plate arrangement of ≥ 3200 kNcm 2 /m is absolutely necessary for free assembly. If the mirror plate arrangement is to be mounted on a fixed, flat substructure, for example on a building wall, carrier plates that are less rigid, for example 3 mm or 6 mm thin composite plates, can also be used. Although mirror plate arrangements made from this show linear curvatures of up to 10 mm/m when handled freely, they become perfectly flat again with a perfect mirror image when they are mounted with a force fit on suitable holding systems.
Somit liefert die beschriebene Spiegelplattenanordnung eine für Baukonstruktionen geeignete Platte mit hochwertigem, verzerrungsfreiem Spiegelbild für Außenanwendungen, bei der die Flächenausdehnungen der Plattenmaterialien durch die Kompensationsschicht 2 und zum kleineren Teil durch die Kunststoffspiegelplatte 3 bei allen natürlich vorkommenden klimatischen Belastungsfällen im Außenbereich unter Einbeziehung kraftschlüssig wirkender Unterkonstruktionen aufgenommen und planeben bleiben. Dabei emittiert die Spiegelplattenanordnung bei Ballwurfbelastung keine losen oder herumfliegenden Splitter. Ferner kann die Spiegelplattenanordnung mit haushaltsüblichen Werkzeugen geschnitten, gebohrt und mit üblichen Befestigungsmitteln (Schrauben, Klebestoffe) an Unterkonstruktionen befestigt werden. Dabei bleibt das spezifische Gewicht deutlich unter dem vergleichbarer anorganischer Glasspiegel.Thus, the mirror plate arrangement described provides a plate suitable for building constructions with a high-quality, distortion-free mirror image for outdoor applications, in which the surface expansion of the plate materials is absorbed by the
Im Rahmen der für die Produktentwicklung erforderlichen Kaschiertests fiel überraschend auf, dass die verbleibende Plattenkrümmung der fertigen Spiegelplattenanordnungen auch bei unsymmetrischen Gesamtaufbau geringer war, als es beim Vergleich der schichtspezifischen Daten zu erwarten gewesen wäre. Ursächlich erzeugt werden diese positiven Effekte durch die Addition mehrerer einzelner rheologischer Materialeigenschaften die im Verbund der Spiegelplattenanordnung wirksam werden: So liegen die Schubmodule der Acrylglasspiegelplatte bei 0,17 GPa, das der biegesteifen Trägerplatte 1 bei 14 GPa und das der Kompensationsschicht 2 bei ca. 0,0001 GPa. Daraus folgt, dass eine etwaig auftretende Krümmung der fertigen Spiegelplattenanordnung bei wechselnden Temperatur- und Feuchtebelastungen im Außenbereich desto geringer ausfällt, je dünner die Kunststoffspiegelplatte 3 und je elastischer die Kompensationsschicht 2 und je stabiler die Trägerplatte 1 ausgebildet sind.During the lamination tests required for product development, it was surprisingly noticeable that the remaining plate curvature of the finished mirror plate configurations was asymmetrical even with overall structure was lower than would have been expected when comparing the layer-specific data. These positive effects are caused by the addition of several individual rheological material properties that become effective in the combination of the mirror plate arrangement: The shear modulus of the acrylic glass mirror plate is 0.17 GPa, that of the
Für die Kompensationsschicht 2 aus thermoplastischem Schaum aus PE und/oder PMMA zeigt sich bei einer Materialstärke vom 0,3 bis 4 mm beidseitig klebend auf Stahl eine Scherfestigkeit von 20 bis 30 N/25 mm in Anlehnung an DIN EN 1939, Ausgabe 1996 bzw. eine Scherfestigkeit von 35 bis 50 N/625 mm2 auf Stahl in Anlehnung an DIN EN 1943, Ausgabe 1996. Dabei ist es erforderlich, die Stärke der Kompensationsschicht in Abhängigkeit der Differenz der Ausdehnungskoeffizienten von Trägerplatte 1 und Kunststoffspiegelplatte 3 auszuwählen. Bei größeren Differenzen sind Schichtdicken von bis zu 4 mm und bei geringen Differenzen der Flächenausdehnungskoeffizienten bereits Schichtdicken ab 0,3 mm geeignet.A shear strength of 20 to 30 N/25 mm based on DIN EN 1939, 1996 edition or a shear strength of 35 to 50 N/625 mm 2 on steel based on DIN EN 1943, 1996 edition. It is necessary to select the thickness of the compensation layer depending on the difference in the expansion coefficients of the
Die Spiegelplattenanordnung kann beispielsweise als Bauplatte für Fassaden, zur optischen Vergrößerung von beengten Gärten, als Spiegelzaun oder dergleichen angewendet werden.The mirror panel assembly can be used, for example, as a building panel for facades, to optically enlarge narrow gardens, as a mirror fence or the like.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Trägerplattebacking plate
- 1111
- erste Aluminium-Deckschichtfirst aluminum top layer
- 1212
- zweite Aluminium-Deckschichtsecond aluminum top layer
- 1313
- Mittellage middle position
- 22
- Kompensationsschicht compensation layer
- 33
- Kunststoffspiegelplatteplastic mirror plate
- 3131
- einseitige metallische Spiegelschichtone-sided metallic mirror layer
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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Also Published As
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