DE10215259A1

DE10215259A1 - Sprossen-Hohlprofilstange aus Kunststoff zum Einbau in Verbundfensterscheiben

Info

Publication number: DE10215259A1
Application number: DE2002115259
Authority: DE
Inventors: Erwin Reineke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-06
Filing date: 2002-04-06
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2022-04-07
Also published as: DE10215259B4

Abstract

Sprossen-Hohlprofilstangen aus zweischichtigen thermoplastischen Kunststoffen zum Einbau in Verbundfensterscheiben (G), wobei eine innere Kunststoffschicht aus einem faserdotierten Thermoplast und eine äußere Kunststoffschicht aus einem UV-Licht absorbierenden Kunststoff, wie PMMA, besteht, wobei die Faserdotierung durch organische Fasern realisiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft Sprossen-Hohlprofilstangen aus zweischichtigen thermoplastischen Kunststoffen zum Einbau in Verbundfensterscheiben, wobei eine innere Kunststoffschicht aus einem faserdotierten Thermoplast und eine äußere Kunststoffschicht aus einem UV-Licht absorbierenden Kunststoff wie PMMA besteht.

Derartige Hohlprofilstangen aus Kunststoff sind aus der DE 199 36 792 bekannt. Die Sprossen-Hohlprofilstangen bestehen aus mindestens zwei Schichten, von denen eine innere Schicht aus einem glaskugel- oder glasfaserdotierten ABS (Acrylnitril- Butadien-Styrol-Polymerisat) besteht und eine äußere, dünnere Schicht aus einem UV absorbierenden PMMA (Polyacrylat) besteht.

Ein Nachteil derartiger Hohlprofilstangen ist, daß die verwendeten Glasfasern sich beim Extrudieren aufrichten, die äußere, dünnere Schicht durchstoßen und somit die innere Schicht teilweise nicht vor zerstörerischer Sonneneinstrahlung geschützt ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Sprossen-Hohlprofilstangen zu offenbaren, die in einem großen, den praktischen Erfordernissen entsprechenden, Gebrauchstemperaturbereich ohne durch Sonneneinstrahlung merkliche Veränderungen zu erleiden einsetzbar sind, die eine faserfreie Oberfläche und eine erhöhte Schlagzähigkeit aufweisen, um Brüche im Kunststoff zu vermeiden und das Gewicht der Sprossen zu reduzieren.

Die Lösung besteht darin, daß die innere Schicht aus einem Styrol-Polymerisat mit einer Faserdotierung aus organischen Fasern besteht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Praktische Versuche haben gezeigt, daß organische Fasern, nämlich Naturfasern oder Kunststofffasern, sich völlig anders als anorganische Fasern, z. B. Glasfasern, bei einer Extrusion verhalten, indem die organischen Fasern sich in die Extrusionsrichtung orientieren und so in den Kunststoff parallelliegend eingebunden werden. Dadurch stoßen die Faserenden nicht durch die Oberfläche der einbinden Kunststoffmassen und lassen die koextrudierte äußere Schicht unberührt und unbeschädigt. Dies sichert den Sonnenschutz der äußeren Schicht. Außerdem erbringen organische Fasern im Kunststoffverbund eine größere Schlagzähigkeit als Glasfasern. Dies ermöglicht bei gleicher Gebrauchsfähigkeit, die Wandstärke und damit das Längengewicht einer Sprosse zu senken.

Ein weiterer Vorteil der neuartigen Sprossenstruktur besteht in der geringeren Wärmeleitfähigkeit, was für Isolierglasfenster im beachtlichen Vorteil ist.

Die Erfindung wird folgend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt eines Quadranten einer Sprosse benachbart zu einer Glasscheibe G einer Verbundglasscheibe.
In Fig. 1 ist ein Querschnitt einer bekannten Außenkontur einer Sprosse dargestellt, die eine rechteckige Grundform mit konkav eingezogenen Eckbereichen aufweist. Die Außenabmessungen der Grundform betragen beispielsweise 26 mm × 8 mm, und die eingezogenen Eckbereiche sind etwa 7 mm lang und 2,4 mm breit, wobei die Übergänge abgerundet sind. Die Gesamtwandstärke D ist vorwiegend etwa 1 mm und die anteilige Dicke DE der externen Schutzschicht ist etwa 0,3 mm.
Eine Innenstruktur ist nicht dargestellt, kann aber, wie bei gepreßten Leichtmetallprofilen bekannt, vorgesehen werden.
Die Dicke der äußeren Schicht 2, die aus PMMA besteht, kann zwischen 0,2 und 0,6 mm liegen, um die UV-Schutzfunktion auszuführen, ohne daß eine zu große thermische Längenausdehnung den gegenüber überlagerten Kunststoffen auftritt. Die innere Trägerschicht 1 aus einem Styrol-Polymerisat mit einem organischen Faseranteil sollte mindestens so dick wie die äußere Schicht 2 und mindestens 0,5 mm dick sein.
Beide Schichten 1, 2 ergänzen sich bezüglich der Tragfähigkeit, d. h. des Widerstandmoments, der Sprosse in bekannter Weise entsprechend der Gesamtwandstärke.
Die innere Schicht 1 wird aus Styrol-Polymerisaten mit einem organischen Faseranteil gebildet.
Styrol-Polymerisate sind durch das vielfältige Zusammenwirken der verschiedenen, am Aufbau beteiligten Komponenten, wie Styrol, Butadien, Acrylnitril und andere Kunststoffe mit weit gestreuten Eigenschaften. Die für vorliegende Anwendung geeigneten Styrolpolymerisate lassen sich einteilen in
PS: Homopolymerisat aus Monostyrol.
PS-I (SB): Kautschukmodifiziertes, schlagzähes Polystyrol als Copolymerisat (SB) von Styrol mit Butadien oder Polymerisatmischung (Blend) aus Polystyrol und Polybutadien oder anderen Elastomeren.
SAN: Polystyrolmodifikation für hohe Festigkeit, Steifigkeit und Wärmeschockbeständigkeit. Copolymerisat von Styrol und Acrylnitril (SAN).
ABS: Polystyrolmodifikationen von Styrol, Acrylnitril und Butadien für gute Festigkeiten und hohe Zähigkeiten. Copolymerisate von Styrol, Acrylnitril und Butadien (ABS) nach verschiedenen Methoden, wie z. B. Pfropfpolymerisation. Polymerisatmischungen (Blends), z. B. aus SAN und Butadien- Acrylnitril-Kautschuk.
ASA: Formmasse auf der Basis von Styrol-Acrylnitril mit einer dispersen Phase aus Acrylester. Eigenschaften wie bei ABS, jedoch sehr gute Alterungs- und Witterungsbeständigkeit. Weitere Modifikationen von Acrylnitril-Styrol mit anderen Elastomeren sind z. B. AES- und ACS-Formmassen.
Vorliegend wird bevorzugt ABS verwendet, da dieses den Vorteil guter Festigkeit und hohe Zähigkeit hat.
Die innere Schicht enthält neben dem Styrol-Polymerisat noch einen Anteil organischer Fasern. Bei faserverstärkten Kunststoffen ist die Haftung der Fasern an der Matrix besonders wichtig, damit eine optimale Verstärkung gewährleistet ist.
Zur Verstärkung von Kunststoffen haben sich Fasern unterschiedlicher Herkunft bewährt, wie Naturfasern und deren abgewandelte Produkte: Holz, Zellstoff, Cellulose, Papier, Baumwolle, Sisal, Jute, Flachs, Hanf, Kokosfaser sowie Kunststoff-Fasern auf der Basis von PE (Polyethylen), PP (Polypropylen), PVC (Polyvinylchlorid), AN (Acrylnitril), PA (Polyamid), PUR (Polyurethan), PET (Polyethylenterephthalat) sowie PBT (Poly-Butadientherephthalat).
Bevorzugt kommen Hanffasern zum Einsatz.
Die organischen Fasern können bis zu einer Länge von ca. 10 mm in dem Sprossenhohlprofilmaterial verwendet werden. Die Fasern weisen jedoch bevorzugt eine Länge von 1-2 mm auf.
Auf die Festigkeit eines Faser-Verbundes wirken sich folgende wichtige Einflußfaktoren aus: Harzsystem, Fasersystem, Fasergehalt, Haftung der Faser an der Matrix (Harz oder Thermoplast), Verarbeitungsbedingungen und Beanspruchungsart. Für eine optimale Kombination der Fasern mit dem Matrixkunststoff soll eine hohe Festigkeit der Verstärkungsfasern kann voll ausgenutzt werden, indem die Bruchdehnung der Matrix gewählt wird als die Bruchdehnung der Faser.
Die zweite, äußere Schicht 2 dient der UV-Lichtbeständigkeit und der thermischen Beständigkeit der Gesamtstruktur. Sie wird im vorliegenden Fall aus PMMA (Polyacrylat) gebildet und besitzt eine hohe Glätte und einen hohen Glanzgrad.
Die erste und zweite Schicht 1, 2 werden bevorzugt coextrudiert.
Ferner ist es möglich, die erste Schicht durch Extrusion herzustellen und die zweite Schicht folgend aufzutragen, beispielsweise als Lackschicht (durch Sprühen oder in Tauchbad aufgetragen).
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die erste Schicht aus ABS als Styrol-Polymerisat und Hanf als organische Faser gebildet.

Claims

1. Sprossen-Hohlprofilstangen aus zweischichtigen thermoplastischen Kunststoffen zum Einbau in Verbundfensterscheiben (G), wobei eine innere Kunststoffschicht aus einem faserdotierten Thermoplast und eine äußere Kunststoffschicht aus einem UV-Licht absorbierenden Kunststoff wie PMMA, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserdotierung durch organische Fasern realisiert ist.

2. Hohlprofilmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Faser eine Naturfaser oder ein aus einem Naturstoff abgewandeltes Produkt, z. B. Holz, Zellstoff, Cellulose, Papier, Baumwolle, Sisal, Jute, Flachs, Hanf oder Kokosfaser, ist.

3. Hohlprofilmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Fasern eine Kunststoff-Faser auf der Basis von PE (Polyethylen), PP (Polypropylen), PVC (Polyvinylchlorid), AN (Acrylnitril), PA (Polyamid), PUR (Polyurethan), PET (Polyethylenterephthalat) oder PBT (Poly-Butadientherephthalat) ist.

4. Hohlprofilmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Faser eine Mischung verschiedener Naturfasern oder deren abgewandelter Produkte, eine Mischung verschiedener Kunststoff-Fasern oder eine Mischung verschiedener Naturfasern oder deren abgewandelter Produkte und Kunststoff-Fasern ist.

5. Hohlprofilmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Fasern eine Länge von weniger als 10 mm aufweisen.

6. Hohlprofilmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Fasern eine Länge von 1,0-2,0 mm aufweisen.

7. Hohlprofilmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Styrol-Polymerisat durch ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymerisat) gebildet ist.

8. Hohlprofilmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (1) eine Dicke von 0,5-1 mm aufweist und die äußere Schicht (2) eine Dicke (DE) von 0,6-0,2 mm aufweist, wobei die äußere Schicht (2) nicht dicker als die innere ist.