DE102012009788A1 - Composite material for motor vehicles and aircraft components, has non-inorganic glass as core material and layer (s) arranged on core material and containing inorganic glass - Google Patents

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Abstract

A composite material (1) has a core material (2) and at least one layer arranged on the core material. The core material is plastic preferably non-inorganic glass. The layer arranged on the core material contains inorganic glass. A frame (5) surrounds at least one layer arranged on the core material, and partially encloses the edge of the core material. The frame has high heat resistance than the core material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundmaterial mit einem Kernmaterial und zumindest einer an dem Kernmaterial angeordneten Schicht, bei welchem das Kernmaterial Kunststoff, insbesondere ein nicht-mineralisches Glas, umfasst und die am Kernmaterial angeordnete Schicht ein mineralisches Glas umfasst, ein Verfahren zur Herstellung des Verbundmaterials sowie Gegenstände mit dem Verbundmaterial und Verwendungen des Verbundmaterials.The invention relates to a composite material having a core material and at least one layer arranged on the core material, in which the core material comprises plastic, in particular a non-mineral glass, and the layer arranged on the core material comprises a mineral glass, a method for producing the composite material and articles with the composite material and uses of the composite material.

Eine Verbundglasscheibe, die zur Verwendung bei Fahrzeugen vorgesehen ist, ist beschrieben in DE 44 15 878 C2 . Diese Verbundglasscheibe ist dreischichtig mit zwei Glasschichten ausgebildet, zwischen denen die Kunststoffplatte angeordnet ist. Der Kunststoffkern stützt die beiden Glasschichten, so dass trotz deren geringer Dicke zwischen 0,2 und 1,5 mm die Verbundglasscheibe eine gewisse Festigkeit aufweist. Die Glasschichten sind mit dem Kunststoffkern über einen Zwei-Komponenten-Silikonkautschuk verbunden, der als spannungsausgleichende Kleberschicht zwischen der Kunststoffplatte und der jeweiligen Glasschicht ausgeformt wurde. Die Nachgiebigkeit des Silikons bedingt eine Bruchgefahr der Glasschichten bei örtlicher Beanspruchung, beispielsweise durch Steinschlag. Dieser Gefahr kann nur durch eine Mindestdicke der Glasschichten begegnet werden, was die Gewichtseinsparung bei der bekannten Verbundscheibe begrenzt. A laminated glass panel intended for use in vehicles is described in US Pat DE 44 15 878 C2 , This laminated glass pane is formed in three layers with two glass layers, between which the plastic plate is arranged. The plastic core supports the two glass layers, so that despite their small thickness between 0.2 and 1.5 mm, the laminated glass has a certain strength. The glass layers are connected to the plastic core via a two-component silicone rubber, which has been formed as a stress-compensating adhesive layer between the plastic plate and the respective glass layer. The resilience of the silicone causes a risk of breakage of the glass layers under local stress, for example by stone chipping. This risk can only be met by a minimum thickness of the glass layers, which limits the weight savings in the known composite disc.

Die DE 10 2009 021 938 A1 betrifft eine Verbundglasscheibe, insbesondere zur Verwendung als Kraftfahrzeugscheibe oder Fassadenverkleidung, bestehend aus einer Kunststoffplatte aus durchsichtigem Kunststoff und aus wenigstens einer Glasschicht, die mit der Kunststoffplatte fest verbunden ist, wobei die Glasschicht dünner als die Kunststoffplatte ist. Um eine Verbundglasscheibe mit verbesserten Eigenschaften und erweiterten Einsatzmöglichkeiten zu schaffen ist vorgesehen, dass die Glasschicht eine Glasfolie von maximal 0,2 mm Dicke ist und direkt ohne Zwischenschicht mit der Kunststoffplatte verbunden ist.The DE 10 2009 021 938 A1 relates to a laminated glass pane, in particular for use as a vehicle window or facade cladding, consisting of a plastic sheet of transparent plastic and at least one glass layer which is fixedly connected to the plastic plate, wherein the glass layer is thinner than the plastic plate. In order to create a laminated glass pane with improved properties and extended application possibilities, it is provided that the glass layer is a glass film of a maximum thickness of 0.2 mm and is connected directly to the plastic plate without an intermediate layer.

Die DE 20 2010 013 869 U1 betrifft Innenausstattungselemente für Fahrzeugkabinen, insbesondere von Flugzeugen. Es soll insbesondere ein verbessertes Innenausstattungselement für Fahrzeugkabinen, insbesondere für Kabinen von Flugzeugen, bereitgestellt werden, insbesondere mit einem Innenausstattungselement, welches zumindest einen ersten Abschnitt, auf dessen Oberfläche eine Glasbeschichtung aufgebracht ist, umfasst. Mit einer solchen Glasbeschichtung soll eine besonders kratzfeste Oberfläche erhalten werden. Der glasbeschichtete erste Abschnitt ist. Das Innenausstattungselement kann einen, vorzugsweise aus einem Verbundwerkstoff, hergestellten zweiten Abschnitt umfassen, der mit dem ersten Abschnitt stoff-, form-, und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Dabei können der erste und der zweite Abschnitt fest miteinander verbunden sein. Es kann der erste Abschnitt in den zweiten Abschnitt integriert sein, was beispielsweise möglich ist, wenn der zweite Abschnitt in einem Laminiervorgang hergestellt wird und der erste Abschnitt im Laminiervorgang mit dem zweiten Abschnitt verbunden wird. Für den zweiten Abschnitt wird ein Verbundmaterial vorgeschlagen, wie beispielsweise ein harzimprägniertes Fasermaterial, insbesondere ein Prepreg, welches jedoch nur bedingt hitzebeständig ist.The DE 20 2010 013 869 U1 relates to interior trim elements for vehicle cabins, in particular of aircraft. In particular, an improved interior trim element for vehicle cabins, in particular for cabins of aircraft, is to be provided, in particular with an interior trim element which comprises at least a first section, on the surface of which a glass coating is applied. With such a glass coating a particularly scratch-resistant surface should be obtained. The glass-coated first section is. The interior trim element may comprise a second section, preferably made of a composite material, which is connected to the first section in a material, shape, and / or non-positively connected manner. In this case, the first and the second section can be firmly connected to each other. The first section may be integrated into the second section, which is possible, for example, when the second section is produced in a lamination process and the first section is connected to the second section in the lamination process. For the second section, a composite material is proposed, such as a resin-impregnated fiber material, in particular a prepreg, which, however, is only limited heat resistance.

Für besondere Anwendungen, wie beispielsweise in der Luftfahrt, sind spezielle Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, welche eine Verbesserung der bekannten Verbundmaterialien erfordern. Im Kabinenbereich werden thermische Sicherheitsanforderungen gestellt, wie diese beispielsweise näher im „Heat Release Rate Test for Cabin Materials” in Übereinstimmung mit, der Norm FAR 25.853 definiert sind, bei welchem der Probekörper während des Tests in einer Kammer definiert der Einwirkung von Wärme und Oberflächenbeflammung ausgesetzt wird.For special applications, such as in aviation, special safety requirements have to be met, which require an improvement of the known composite materials. In the cabin area, thermal safety requirements are set, such as those described in more detail in the "Heat Release Rate Test for Cabin Materials" in accordance with, Standard FAR 25.853 in which the test specimen is exposed to the effects of heat and surface flames during the test in a chamber defined.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die thermische Betriebsfestigkeit, insbesondere entsprechend dem „Heat Release Rate Test for Cabin Materials” zu verbessern.The invention is based on the object to improve the thermal fatigue strength, in particular according to the "Heat Release Rate Test for Cabin Materials".

Erfindungsgemäß ist dazu ein Verbundmaterial vorgesehen mit einem Kernmaterial und zumindest einer an dem Kernmaterial angeordneten Schicht, bei welchem das Kernmaterial Kunststoff, insbesondere ein nicht-mineralisches Glas, umfasst und die am Kernmaterial angeordnete Schicht ein mineralisches Glas umfasst, bei welchem das Kernmaterial von der zumindest einen an dem Kernmaterial angeordneten Schicht und einem Rahmen umgeben ist, welcher das Kernmaterial zumindest bereichsweise randseitig umschließt, und der Rahmeneine höhere Hitzebeständigkeit als das Kernmaterial aufweist.According to the invention, a composite material is provided for this purpose with a core material and at least one layer arranged on the core material, in which the core material comprises plastic, in particular a non-mineral glass, and the layer arranged on the core material comprises a mineral glass in which the core material is at least a layer disposed on the core material and a frame surrounding the core material at least partially peripherally, and the frame has a higher heat resistance than the core material.

Hitzebeständigkeit im erfindungsgemäßen Sinne bedeutet, dass die durch Hitzeeinwirkung bedingte Erweichung oder Vikositätsänderung bei einem hitzebeständigeren Material geringer als bei einem weniger hitzebeständigen Material ist.Heat resistance in the sense of the invention means that the heat-induced softening or viscosity change is less with a more heat-resistant material than with a less heat-resistant material.

Bei einer Erwärmung des Verbundmaterials ist das Kernmaterial zumindest bei dessen anfänglicher Erweichung noch von dem mineralischen Glas und dem Rahmen umgeben.When the composite material is heated, the core material is still surrounded by the mineral glass and the frame, at least during its initial softening.

Hierdurch wird die thermische Betriebsfestigkeit verbessert, da ein Austreten des Kernmaterials aus dessen Umhüllung und damit dessen Entflammbarkeit durch Kontakt mit der Kabinenatmosphäre verzögert werden kann.As a result, the thermal fatigue strength is improved, since leakage of the core material from its envelope and thus its flammability can be delayed by contact with the cabin atmosphere.

Wenn das Kernmaterial ein Polycarbonat (PC), Polyacrylat (PA), Polymethylmetacrylat (PMMA), Polyethylen (PET) oder deren Mischungen umfasst, können hierdurch transparente, insbesondere hochtransparente, im wesentlichen glasklare Strukturen erzeugt werden, sich besonders für die Zwecke der Luftfahrt, insbesondere als Innenausstattungselemente der Kabine eignen. If the core material comprises a polycarbonate (PC), polyacrylate (PA), polymethylmethacrylate (PMMA), polyethylene (PET) or mixtures thereof, it is possible to produce transparent, in particular highly transparent, essentially crystal-clear structures, especially for aviation purposes, especially suitable as interior equipment elements of the cabin.

Bevorzugt kann hierfür das Kernmaterial eine Dicke von 1 bis 10 mm, vorzugsweise ca. 3 mm aufweisen, da hierbei die benötigte mechanische Stabilität mit geringem Gewicht bereitgestellt werden kann.For this purpose, the core material may preferably have a thickness of 1 to 10 mm, preferably about 3 mm, since in this case the required mechanical stability can be provided with low weight.

Soll eine direkte Durchsicht vermieden werden, kann das Kernmaterial transluzent ausgebildet sein und beispielsweise beleuchtendes Licht transmittiert werden ohne, dass hierbei ein Durchblick durch das Verbundmaterial ermöglicht ist.If direct viewing is to be avoided, the core material can be made translucent and, for example, illuminating light can be transmitted without this providing a view through the composite material.

Als Teil der Innenausstattung kann das Kernmaterial auch opak, insbesondere gefärbt, vorzugsweise durch eingelagerte Farbstoffpigmente, gefärbt und an das Design des Interieurs angepasst sein.As part of the interior decoration, the core material can also be opaque, in particular dyed, preferably by embedded dye pigments, dyed and adapted to the design of the interior.

In einer weiteren Ausführungsform ist das mineralische Glas teilkristallin, um erhöhter mechanischer Belastung stand zu halten.In another embodiment, the mineral glass is partially crystalline to withstand increased mechanical stress.

Eine weitere Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ergibt sich, wenn die Glasschicht gehärtet, vorzugsweise durch Ionenaustausch chemisch gehärtet ist, da hierdurch die Kratz- und Abriebfestigkeit nochmals erheblich gesteigert wird.A further improvement of the mechanical properties results when the glass layer is cured, preferably chemically cured by ion exchange, as this scratch resistance and abrasion resistance is again significantly increased.

Für den Materialverbund ist es vorteilhaft, wenn die Glasschicht beidseitig am Kernmaterial laminiert ist, da dann gegebenenfalls auftretende thermische Spannungen symmetrisch in Bezug auf das Kernmaterial entstehen und die Neigungen zu Verbiegung, Warp, reduziert ist. Ferner kann eine elastische Laminatschicht erheblich spannungsreduzierend wirken.For the composite material, it is advantageous if the glass layer is laminated on both sides of the core material, since then possibly occurring thermal stresses arise symmetrically with respect to the core material and the inclinations to bending, warp, is reduced. Furthermore, an elastic laminate layer can significantly reduce stress.

Hierzu ist es vorteilhaft, wenn zwischen Glasschicht und Kernmaterial eine jeweils an die Anordnung und deren thermische sowie mechanische Anforderungen angepasste Laminatschicht angeordnet ist.For this purpose, it is advantageous if, between the glass layer and the core material, a laminate layer adapted in each case to the arrangement and its thermal and mechanical requirements is arranged.

Wenn die Glasschicht eine Dicke von 20 μm bis 1000 μm, bevorzugt von 50 μm bis 200 μm und am bevorzugtesten von 60 μm bis 100 μm, insbesondere eine Dicke von ca. 70 μm aufweist, können hierdurch auf den jeweiligen Anwendungsfall bezogen optimale Verhältnisse zwischen mechanischer Stabilität und Gewicht bereitgestellt werden.If the glass layer has a thickness of 20 .mu.m to 1000 .mu.m, preferably from 50 .mu.m to 200 .mu.m, and most preferably from 60 .mu.m to 100 .mu.m, in particular a thickness of about 70 .mu.m, optimum relationships between mechanical properties can thereby be obtained for the respective application Stability and weight are provided.

Je nach Anforderung kann die Laminatschicht eine Dicke von 300 μm bis 1500 μm aufweisen. Bevorzugt werden für die Verwendung als Fenster in Kabinenwendungen der Luftfahrt Dicken der Laminatschicht im Bereich von 380 μm bis 1140 μm eingesetzt. Am bevorzugtesten hat sich eine Dicke von ca. 760 μm herausgestellt.Depending on the requirement, the laminate layer may have a thickness of 300 μm to 1500 μm. Thicknesses of the laminate layer in the range from 380 μm to 1140 μm are preferably used for use as windows in aviation cabin applications. Most preferably, a thickness of about 760 microns has been found.

Eine besonders hitzebeständige Anordnung ergibt sich, wenn der am Rand angeordneter Rahmen Covar, ein mineralisches Glas, ein Glaslot, ein glaskeramisches Material, temperaturfeste Silikone oder eine thermisch beständige Vergussmasse umfasst.A particularly heat-resistant arrangement results when the peripheral frame comprises Covar, a mineral glass, a glass solder, a glass-ceramic material, temperature-resistant silicones or a thermally resistant potting compound.

Vorteilhaft kann der Rahmen mit den Glasschichten hermetisch dicht verkapselt sein, um das Eindringen von Verschmutzungen, insbesondere biologischen Verschmutzungen wie Keimen oder Erregern zu vermeiden, wie diese während der Nutzung in der zivilen Luftfahrt häufig auftreten.Advantageously, the frame may be hermetically sealed with the glass layers to prevent the ingress of contaminants, especially biological contaminants such as germs or pathogens, such as these often occur during use in civil aviation.

Eine besonders hitzebeständige Anordnung ergibt sich, wenn der Rahmen mittels eines Glaslots, lasergelötet oder -geschweißt ist. Eine fertigungstechnisch günstige Ausführungsform wird erreicht, wenn der Rahmen geklebt oder an die Glasschichten laminiert ist.A particularly heat-resistant arrangement results when the frame is laser-soldered or -welded by means of a glass solder. A manufacturing technology favorable embodiment is achieved when the frame is glued or laminated to the glass layers.

Um thermische Ausdehnungen zu berücksichtigen kann, falls für bestimmte Materialpaarungen als nötig erachtet, der Rahmen mit Abstand zum Kernmaterial angeordnet sein, da dann für das Kernmaterial ein Freiraum zur Verfügung gestellt wir, der eine Ausdehnung zerstörungsfrei ermöglicht.In order to take thermal expansions into account, if considered necessary for certain material pairings, the frame may be spaced apart from the core material, since then we have provided a clearance for the core material which allows expansion to be non-destructive.

Falls die thermischen Einsatzbedingungen sowie die verwendeten Materialien es gestatten, kann der Rahmen bevorzugt mit dem Kernmaterial verbunden sein und hierdurch eine verbesserte mechanische Belastbarkeit bereitstellen.If the thermal conditions of use, as well as the materials used, allow it, the frame may preferably be bonded to the core material and thereby provide improved mechanical strength.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen detaillierter beschrieben.The invention will be described in more detail below with reference to preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Bei den Zeichnungen wurde um der Klarheit und Verständlichkeit willen auf eine maßstabsgerechte Darstellung verzichtet.The drawings have been omitted for the sake of clarity and clarity on a scale representation.

Es zeigenShow it

1 eine Querschnittsdarstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform im Bereich des Randes des eines im Wesentlichen waagrecht angeordneten Verbundmaterials, bei welcher das Verbundmaterial ein mineralisches Glas umfasst, welches direkt an dem Kernmaterial, jeweils zu beiden Seiten des Kernmaterials angeordnet und der Rahmen mittels eines Glaslots, mittels Laserschweißen oder durch Kleben mit dem mineralischen Glas verbunden ist, 1 a cross-sectional view of a first preferred embodiment in the region of the edge of a substantially horizontally arranged composite material, wherein the composite material comprises a mineral glass, which is arranged directly on the core material, respectively on both sides of the core material and the frame by means of a glass solder, by means of laser welding or by gluing to the mineral glass,

2 eine Querschnittsdarstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform im Bereich des Randes eines im Wesentlichen waagrecht angeordneten Verbundmaterials, bei welcher das Verbundmaterial ein mineralisches Glas umfasst, welches mittels einer Laminatschicht an dem Kernmaterial, jeweils zu beiden Seiten des Kernmaterials angeordnet und der Rahmen mittels eines Glaslots, mittels Laserschweißen oder durch Kleben mit dem mineralischen Glas verbunden ist, 2 a cross-sectional view of a second preferred embodiment in the region of the edge of a substantially horizontally arranged composite material, wherein the composite material comprises a mineral glass, which by means of a laminate layer on the core material, respectively arranged on both sides of the core material and the frame by means of a glass solder, by means of laser welding or by gluing to the mineral glass,

3 eine Querschnittsdarstellung einer dritten bevorzugten Ausführungsform im Bereich des Randes eines im Wesentlichen waagrecht angeordneten Verbundmaterials, bei welcher das Verbundmaterial ein mineralisches Glas umfasst, welches mittels einer Laminatschicht an dem Kernmaterial, jeweils zu beiden Seiten des Kernmaterials angeordnet und der Rahmen mittels der Laminatschicht mit dem mineralischen Glas verbunden ist, 3 a cross-sectional view of a third preferred embodiment in the region of the edge of a substantially horizontally arranged composite material, wherein the composite material comprises a mineral glass, which arranged by means of a laminate layer on the core material, respectively on both sides of the core material and the frame by means of the laminate layer with the mineral Glass is connected,

4 eine stark schematisiert und vereinfachte Querschnittsdarstellung einer der verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen im Bereich des Randes eines im Wesentlichen senkrecht angeordneten Verbundmaterials, bei welcher das Verbundmaterial durch thermische Einwirkung dessen Form verändert hat und durch das mineralische Glas und den Rahmen in dessen deformiertem Zustand im Wesentlichen ohne Kontakt zur äußeren Atmosphäre gehalten ist. 4 a highly schematic and simplified cross-sectional view of one of the various preferred embodiments in the region of the edge of a substantially vertically arranged composite material in which the composite material has changed by thermal action of the shape and through the mineral glass and the frame in its deformed state substantially without contact to external atmosphere is maintained.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDetailed description of preferred embodiments

Bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils gleiche oder im Wesentlichen gleiche Gegenstände und Materialien.In the following detailed description of the preferred embodiments of the invention, like reference characters designate like or substantially identical items and materials, respectively.

Nachfolgend wird auf 1 Bezug genommen.The following will be on 1 Referenced.

Diese zeigt in einer ersten Ausführungsform der Erfindung ein Verbundmaterial 1 mit einem Kernmaterial 2 und einer jeweils auf beiden Seiten an dem Kernmaterial angeordneten Schicht 3, 4.This shows a composite material in a first embodiment of the invention 1 with a nuclear material 2 and a layer disposed on both sides of the core material layer 3 . 4 ,

Das Kernmaterial 2 umfasst ein nicht-mineralisches Glas, somit einen Kunststoff, insbesondere Polycarbonat (PC), Polyacrylat (PA), Polymethylmetacrylat (PMMA), Polyethylen (PET) oder deren Mischungen. Das Kernmaterial 2 kann auch vollständig aus diesem Kunststoff oder der Kunststoffmischung bestehen.The core material 2 comprises a non-mineral glass, thus a plastic, in particular polycarbonate (PC), polyacrylate (PA), polymethylmethacrylate (PMMA), polyethylene (PET) or mixtures thereof. The core material 2 can also consist entirely of this plastic or plastic mixture.

Das Kernmaterial 2 hat eine Dicke von 1 bis 10 mm und für die Anwendung in Kabinen von Luftfahrzeugen eine Dicke von vorzugsweise ca. 3 mm.The core material 2 has a thickness of 1 to 10 mm and for use in cabins of aircraft, a thickness of preferably about 3 mm.

Für die Verwendung des Verbundmaterials 1 als Fenster oder ist das Kernmaterial transparent und insbesondere glasklar ausgebildet.For the use of the composite material 1 as a window or the core material is transparent and in particular crystal clear.

Für die Verwendung des Verbundmaterials 1 als Teil der Innenausstattung einer Kabine eines Luftfahrzeugs kann das Kernmaterial 2 transluzent ausgebildet sein, wenn der direkte Durchblick vermieden werden soll.For the use of the composite material 1 as part of the interior of a cabin of an aircraft may be the nuclear material 2 be designed translucent, if the direct view should be avoided.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Kernmaterial 2 opak, und kann gefärbt, vorzugsweise durch eingelagerte Farbstoffpigmente, gefärbt sein.In a further embodiment of the invention, the core material 2 opaque, and may be colored, preferably colored by embedded dye pigments.

Die Schicht 3, 4 umfasst ein mineralisches Glas, welches entweder vollständig als Glas oder auch teilkristallin vorliegt. Die Verwendung teilkristalliner Bereiche ist abgestimmt auf die mechanischen und optischen Anforderungen und kann einsatzbedingt variiert werden.The layer 3 . 4 comprises a mineral glass, which is present either completely as glass or partially crystalline. The use of semi-crystalline areas is tuned to the mechanical and optical requirements and can be varied depending on the application.

In einer weiteren Ausführungsform ist die vorstehend erwähnte Glasschicht 3, 4 gehärtet, vorzugsweise durch Ionenaustausch chemisch gehärtet.In a further embodiment, the above-mentioned glass layer 3 . 4 hardened, preferably chemically cured by ion exchange.

Die Glasschicht 3, 4 hat generell eine Dicke von 20 μm bis 1000 μm. Bevorzugte Werte der Dicke der Glasschicht 3, 4 liegen im Bereich von 50 μm bis 200 μm und am bevorzugtesten liegt die Dicke der Glasschicht 3, 4 in einem Bereich von 60 μm bis 100 μm. Eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform weist eine Dicke von ca. 70 μm auf.The glass layer 3 . 4 generally has a thickness of 20 microns to 1000 microns. Preferred values of the thickness of the glass layer 3 . 4 are in the range of 50 microns to 200 microns and most preferably the thickness of the glass layer 3 . 4 in a range of 60 μm to 100 μm. A very particularly preferred embodiment has a thickness of about 70 μm.

Die Glasschicht ist bei den bevorzugten Ausführungsformen an der der Außenseite zugewandten Seite glatt, kann jedoch auch mattiert oder strukturiert sein, wie beispielsweise mit Emblemen versehen sein oder die Gestalt einer Butzenscheibe oder auch ein Wellenmuster nachahmen.The glass layer is smooth in the preferred embodiments on the side facing the outside, but may also be frosted or textured, such as provided with emblems or imitate the shape of a slug or even a wave pattern.

Das Kernmaterial 2 ist zusätzlich zu der zumindest einen an dem Kernmaterial 2 angeordneten Schicht 3, 4 von einem Rahmen 5 umgeben, der das Kernmaterial zumindest bereichsweise randseitig umschließt.The core material 2 is in addition to the at least one of the core material 2 arranged layer 3 . 4 from a frame 5 surrounded, which surrounds the core material at least partially edge.

Der Rahmen 5 weist eine höhere Hitzebeständigkeit als das Kernmaterial 2 auf.The frame 5 has a higher heat resistance than the core material 2 on.

Der am Rand des Kernmaterials 2 angeordnete Rahmen 5 umfasst Covar, ein mineralisches Glas, ein Glaslot, ein glaskeramisches Material, temperaturfeste Silikone oder eine thermisch beständige Vergussmasse und ist hitzebeständiger als das Kernmaterial 2.The one on the edge of the core material 2 arranged frame 5 includes Covar, a mineral glass, a glass solder, a glass-ceramic material, temperature-resistant silicones or a thermally resistant potting compound and is more resistant to heat than the core material 2 ,

Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen ist der Rahmen 5 mit den Glasschichten 3, 4 hermetisch dicht verkapselt. In the embodiments shown in the figures, the frame 5 with the glass layers 3 . 4 hermetically sealed.

Bevorzugt hat der Rahmen 5 im die gleiche Dicke oder bis auf durch Glaslot oder Laserschweißnähte bedingt nahezu die gleiche Dicke wie das Kernmaterial 2.The frame is preferred 5 in the same thickness or up to glass solder or laser welds conditionally almost the same thickness as the core material 2 ,

Obwohl der Rahmen 5 in den bevorzugten Ausführungsformen um das Kernmaterial 2 vollumlaufend ausgebildet ist, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt und es können auch teilumlaufende Rahmen 5 mit definiert Öffnungen, insbesondere zum Druckausgleich, bereitgestellt werden.Although the frame 5 in the preferred embodiments, around the core material 2 is fully formed, the invention is not limited thereto and it can also partially rotating frame 5 with defined openings, in particular for pressure equalization, are provided.

Ferner kann der Rahmen 5 Halte- oder Befestigungseinrichtungen für das Verbundmaterial 1 aufweisen, mittels welchem dieses definiert, beispielsweise an Kabinenauskleidungen anbringbar ist.Furthermore, the frame 5 Holding or fastening devices for the composite material 1 have, by means of which defines this, for example, to cabin linings attachable.

Ferner kann der Rahmen 5 Durchführungen für elektrische Verbindungen, ohmsche, kapazitive und/oder induktive Verbindungen aufweisen, um in den Figuren nicht dargestellte Beschichtungen zur Erwärmung, beispielsweise zur Vermeidung des Beschlagens der Glasscheiben 3, 4, mit elektrischem Strom zu versorgen.Furthermore, the frame 5 Feedthroughs for electrical connections, ohmic, capacitive and / or inductive compounds have, in the figures, not shown coatings for heating, for example, to avoid fogging of the glass sheets 3 . 4 to supply with electric current.

Bei der ersten, in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Glasschicht 3, 4 jeweils direkt am Kernmaterial 2 angebracht, beispielsweise durch Spritzgießen des Kernmaterials in zwei durch entsprechende Spritzgußformen gehaltene Scheiben 3, 4. Noch in der Spritzgußform, welche hierzu mehrteilig ausgebildet ist und den Rand des Kernmaterials sowie der Glasschichten freigeben kann, kann beispielsweise der Rahmen 5 als Vergußmasse, insbesondere als temperaturfester Silikon oder thermisch beständige Vergussmasse, am Rand des Kernmaterials 2 angebracht werden.At the first, in 1 illustrated embodiment, the glass layer 3 . 4 each directly on the core material 2 attached, for example, by injection molding of the core material in two held by appropriate injection molds discs 3 . 4 , Even in the injection mold, which is designed in several parts and can release the edge of the core material and the glass layers, for example, the frame 5 as potting compound, in particular as a temperature-resistant silicone or thermally resistant potting compound, at the edge of the core material 2 be attached.

Alternativ kann ein mehrteiliger Rahmen, insbesondere aus Covar, einem mineralisches Glas, einem Glaslot, einem glaskeramisches Material seitlich am Kernmaterial 2 und an den Glasschichten 3, 4 angebracht werden.Alternatively, a multi-part frame, in particular Covar, a mineral glass, a glass solder, a glass-ceramic material laterally on the core material 2 and on the glass layers 3 . 4 be attached.

Ferner kann mit einem geeigneten Glaslot 6, 7 auch Covar oder ein entsprechend geeignetes Metall an den Glasschichten 3, 4 gehalten sein.Furthermore, with a suitable glass solder 6 . 7 also Covar or a suitable metal on the glass layers 3 . 4 be held.

Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist die Glasschicht 3, 4 beidseitig am Kernmaterial laminiert.At the in 2 illustrated embodiment, the glass layer 3 . 4 laminated on both sides of the core material.

Zwischen der Glasschicht 3, 4 und Kernmaterial 2 ist hierzu eine Laminatschicht 8, 9 angeordnet.Between the glass layer 3 . 4 and nuclear material 2 this is a laminate layer 8th . 9 arranged.

Die Laminatschicht weist generell eine Dicke von 300 μm bis 1500 μm. Bevorzugte Werte der Dicke liegen in einem Bereich von 380 μm bis 1140 μm.The laminate layer generally has a thickness of 300 μm to 1500 μm. Preferred values of the thickness are in a range from 380 μm to 1140 μm.

Der für die in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen bevorzugteste Wert der Diche liegt bei ca. 760 μm.The one for in the 2 and 3 illustrated embodiments most preferred value of the Diche is about 760 microns.

Wie für die erste Ausführungsform beschrieben kann der Rahmen 5 mittels eines Glaslots 6, 7, lasergelötet oder -geschweißt mit der Glasschicht 3, 4 verbunden sein.As described for the first embodiment, the frame 5 by means of a glass solder 6 . 7 , laser-soldered or -welded with the glass layer 3 . 4 be connected.

Ferner kann der Rahmen 5 bei dieser Ausführungsform auch an die Glasschichten 3, 9 geklebt sein.Furthermore, the frame 5 in this embodiment also to the glass layers 3 . 9 be glued.

3 zeigt für eine dritte bevorzugte Ausführungsform einen Rahmen 5, der an die Glasschichten 3, 4 mittels der Laminatschicht 8, 9 laminiert ist. 3 shows a frame for a third preferred embodiment 5 , the glass layers 3 . 4 by means of the laminate layer 8th . 9 is laminated.

Generell kann der Rahmen 5 bei sämtlichen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen mit Abstand zum Kernmaterial angeordnet sein, welches in den Figuren jeweils durch einen kleinen Spalt zwischen Kernmaterial 2 und Rahmen 5 angedeutet ist.Generally, the frame 5 be arranged in all the embodiments described above with a distance from the core material, which in the figures in each case by a small gap between the core material 2 and frame 5 is indicated.

Alternativ kann der Rahmen 5 mit dem Kernmaterial verbunden sein, insbesondere durch thermische Anformung während des Spritzgießens, wobei der Rahmen dann bereits mit in der Spritzgussform gehalten sein und Öffnungen zum Austritt der verdrängten Luft aufweisen kann, welche nachfolgend zu dem Spritzgießen mit der vorstehend beschriebenen Vergussmasse geschlossen werden.Alternatively, the frame 5 be connected to the core material, in particular by thermal molding during injection molding, wherein the frame can then be held already in the injection mold and may have openings for the exit of the displaced air, which are subsequently closed to the injection molding with the potting compound described above.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Rahmen 5 auch mittels eines Klebstoffs mit dem Kernmaterial 2 verbunden sein.In a further embodiment of the invention, the frame 5 also by means of an adhesive with the core material 2 be connected.

4 zeigt in einer stark vereinfachten Darstellung und nicht maßstabsgerecht, wie sich das Verbundmaterial 1 unter länger dauernder Hitzeeinwirkung verändern kann. 4 shows in a simplistic representation and not to scale, how the composite material 1 can change under prolonged exposure to heat.

Durch die, vorzugsweise hermetische, Verkapselung des Kunststoffs des Kernmaterials 2, kann bei einer Erweichung des Kernmaterials 2 dieses selbst noch nach einer Formänderung hermetisch von den Glasscheiben 3, 4 und dem Rahmen 5 während einer längeren Zeit gehalten werden, ohne dass der Kunststoff mit der äußeren Atmosphäre in Berührung oder in Kontakt gerät, wodurch dessen Entflammung über einen längeren Zeitraum vermieden werden kann.By the, preferably hermetic, encapsulation of the plastic of the core material 2 , may soften the core material 2 this even after a change in shape hermetically from the glass panes 3 . 4 and the frame 5 be held for a long time without the plastic in contact or come into contact with the external atmosphere, whereby its ignition over a longer period can be avoided.

Das erfindungsgemäße Verbundmaterial eignet sich wegen dessen hoher mechanischer Stabilität im Verhältnis zu dessen Gewicht besonders für die Verwendung in Luftfahrzeug, insbesondere als Scheibe oder Fenster der Innenauskleidung der Kabine eines Luftfahrzeugs.Because of its high mechanical stability in relation to its weight, the composite material according to the invention is particularly suitable for use in aircraft, in particular as Washer or window of the interior lining of the cabin of an aircraft.

Auch im Bereich der Elektromobilität ist dessen Verwendung sehr vorteilhaft, da gerade diese Fahrzeuge durch geringes Gewicht eine erhöhte Reichweite bereit stellen können.Also in the field of electromobility its use is very advantageous, since these vehicles can provide an increased range due to their low weight.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (17)

Verbundmaterial mit einem Kernmaterial und zumindest einer an dem Kernmaterial angeordneten Schicht, bei welchem das Kernmaterial Kunststoff, insbesondere ein nicht-mineralisches Glas, umfasst und die am Kernmaterial angeordnete Schicht ein mineralisches Glas umfasst, bei welchem das Kernmaterial von der zumindest einen an dem Kernmaterial angeordneten Schicht und einem Rahmen umgeben ist, welcher das Kernmaterial zumindest bereichsweise randseitig umschließt, und der Rahmen eine höhere Hitzebeständigkeit als das Kernmaterial aufweist.A composite material comprising a core material and at least one layer disposed on the core material, wherein the core material comprises plastic, in particular a non-mineral glass, and the layer disposed on the core material comprises a mineral glass in which the core material of the at least one disposed on the core material Layer and a frame is surrounded, which surrounds the core material at least partially peripherally, and the frame has a higher heat resistance than the core material. Verbundmaterial nach Anspruch 1, bei welchem das Kernmaterial ein Polycarbonat (PC), Polyacrylat (PA), Polymethylmetacrylat (PMMA), Polyethylen (PET) oder deren Mischungen umfasst.A composite material according to claim 1, wherein the core material comprises a polycarbonate (PC), polyacrylate (PA), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene (PET) or mixtures thereof. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem Kernmaterial eine Dicke von 1 bis 10 mm, vorzugsweise ca. 3 mm aufweist.A composite material according to claim 1 or 2, wherein core material has a thickness of 1 to 10 mm, preferably about 3 mm. Verbundmaterial nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem Kernmaterial transparent und insbesondere glasklar ist.Composite material according to claim 1, 2 or 3, in which core material is transparent and in particular crystal clear. Verbundmaterial nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem Kernmaterial transluzent ist.A composite material according to claim 1, 2 or 3, wherein core material is translucent. Verbundmaterial nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem Kernmaterial opak, insbesondere gefärbt, vorzugsweise durch eingelagerte Farbstoffpigmente, gefärbt ist.Composite material according to claim 1, 2 or 3, in which core material is opaque, in particular dyed, preferably dyed by incorporated dye pigments. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem das mineralische Glas teilkristallin ist.Composite material according to one of the preceding claims, in which the mineral glass is semicrystalline. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die Glasschicht gehärtet, vorzugsweise durch Ionenaustausch chemisch gehärtet ist.Composite material according to one of the preceding claims, in which the glass layer is hardened, preferably chemically hardened by ion exchange. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die Glasschicht beidseitig des am Kernmaterial laminiert ist.A composite material according to any one of the preceding claims, wherein the glass layer is laminated on both sides of the core material. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die Glasschicht eine Dicke von 20 μm bis 1000 μm, bevorzugt von 50 μm bis 200 μm und am bevorzugtesten von 60 μm bis 100 μm, insbesondere eine Dicke von ca. 70 μm aufweist.Composite material according to one of the preceding claims, in which the glass layer has a thickness of from 20 μm to 1000 μm, preferably from 50 μm to 200 μm and most preferably from 60 μm to 100 μm, in particular a thickness of approximately 70 μm. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem zwischen Glasschicht und Kernmaterial eine Laminatschicht angeordnet ist.Composite material according to one of the preceding claims, in which a laminate layer is arranged between glass layer and core material. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die Laminatschicht eine Dicke von 300 μm bis 1500 μm, bevorzugt von 380 μm bis 1140 μm und am bevorzugtesten von ca. 760 μm hat.A composite material according to any one of the preceding claims wherein the laminate layer has a thickness of from 300 μm to 1500 μm, preferably from 380 μm to 1140 μm and most preferably about 760 μm. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der am Rand angeordneter Rahmen Covar, mineralisches Glas, Glaslot, glaskeramisches Material, temperaturfeste Silikone oder eine thermisch beständige Vergussmasse umfasst.Composite material according to one of the preceding claims, in which the peripheral frame comprises Covar, mineral glass, glass solder, glass-ceramic material, temperature-resistant silicones or a thermally resistant potting compound. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der Rahmen mit den Glasschichten hermetisch dicht verkapselt ist.A composite material according to any one of the preceding claims, wherein the frame is hermetically sealed with the glass layers. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der Rahmen mittels eines Glaslots, lasergelötet oder -geschweißt, geklebt oder an die Glasschichten laminiert ist.A composite material according to any one of the preceding claims, wherein the frame is glued or laminated to the glass layers by means of a glass solder, laser-brazed or welded. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der Rahmen mit Abstand zum Kernmaterial angeordnet ist.A composite material according to any one of the preceding claims, wherein the frame is spaced from the core material. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der Rahmen mit dem Kernmaterial verbunden ist.A composite material according to any one of the preceding claims, wherein the frame is bonded to the core material.
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