Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Goldglanz im Glas - Verbundgläser mit Basalttextilzwischenlage

21.11.2018

Wissenschaftler von INNOVENT haben gemeinsam mit der Wolf-Dierk Lohnitz glas + spiegel KG und der Firma Noviatex Verbundgläser mit einer textilen Zwischenlage aus Basaltfasern entwickelt. Durch eine Kombination moderner Methoden der Oberflächenaktivierung und -modifizierung mit der Verbundglasherstellung konnte neben einer im Vergleich zum Stand der Technik verbesserten Stabilität auch ein einzigartiger gestalterischer Effekt im Verbundglas durch die charakteristische Oberflächenbrillanz der eingelagerten Basalttextilien erzeugt werden.

Bei Verbundglas handelt es sich um eine Kombination aus mindestens zwei Glasscheiben, die durch eine klebfähige Zwischenschicht verbunden ist, was zu einer erhöhten Stabilität und Widerstandfähigkeit der Verglasung führt.


Beispiele unterschiedlicher Variationen zur Einbindung von Basalttextilien zwischen Glas

INNOVENT e.V.


Ergebnis der Bruchkraftmessung im Vierpunktbiegeversuch mit Schmelzklebefolie auf Basis von EVA mit und ohne Basaltgewebeeinlage im Vergleich

INNOVENT e.V.

Einsatzgebiete sind unter anderem im Schall- und Brandschutz sowie Sicherheitsbereich zum Schutz vor Durchwurf, Durchbruch oder Durchschuss. Mittlerweile werden neben der reinen Verbundherstellung auch Zwischenschichten mit verschiedenen gestalterischen oder funktionalen Aufgaben in den Glasverbund integriert.

Ein besonders vielversprechendes Verstärkungsmaterial, sowohl aus gestalterischer als auch funktioneller Sicht, ist die Basaltfaser. In Form von textilen Halbzeugen ermöglichen Basaltfasern, Funktionalitäten wie Festigkeit und Stabilität in den Verbund zu legen und bieten gleichzeitig eine charakteristische Optik durch ihren Goldglanz.

Die Herausforderungen war allerdings die Entwicklung eines Verarbeitungsverfahrens um Funktionalität und Optik zu vereinen. Bisherige Anwendungen von Basaltfasern in transparenten Verbunden nutzen ausschließlich die Laminiertechnik mit Flüssigharzen.

Durch das Tränken mit Flüssigkomponenten geht jedoch der Goldglanz des Textils verloren, da die zur Glanzerhaltung notwendige Luft vollständig aus dem Textil verdrängt wird. Ziel des Kooperationsprojektes war es daher, Verbundgläser mit textiler Zwischenschicht aus Basaltfasern mit einer verbesserten Verbundfestigkeit unter Erhalt der charakteristischen Oberflächenbrillanz des Textils zu entwickeln.

Basaltfäden und -textilien sind entsprechend ihres Herstellprozesses und ihrer späteren Anwendung mit einer Schlichte und weiteren Präparationshilfsmitteln umhüllt. Kommerziell erhältliche Gewebe ohne entsprechende Vorbehandlung sind für eine Einbindung in Verbundglas daher nicht geeignet, da sonst eine ungenügende Benetzung und Haftung an der Laminierfolie die Folge ist.

Es verbleiben beim Verbundprozess zu viele Hohlräume in der Gewebeschicht, wodurch dann Wasser über den Randspalt in den Glasverbund aufgenommen werden kann.

Das führt wiederum zu einer negativen Beeinflussung von Optik und Gebrauchseigenschaften.
Es war dementsprechend erforderlich, in einem ersten Schritt der Verfahrensentwicklung einen Waschprozess der Textilien durchzuführen, um einen definierten Ausgangszustand auf den Basaltoberflächen zu schaffen.

Zur Stabilisierung der Geweberänder erfolgte vor dem Zuschnitt und Waschen zudem die Applikation einer lösemittelbeständigen Polymerbeschichtung im Randbereich, welche eine Beschädigung der Textilien während des Waschprozesses verhinderte.

Durch einen sich anschließenden zweistufigen Beschichtungsprozess erfolgten anschließend eine Hydrophobierung sowie eine Ausrüstung mit haftvermittelnden Reagenzien. Gleichzeitig wurde in diesem Prozess die für die Verbundglasherstellung notwendige Ausrichtung und Verschiebefestigkeit im Gewebe erzeugt.

Gewebe, die nach dieser Methode behandelte wurden, waren sehr gut schneidfähig und ließen sich im Vakuumlaminierverfahren gut verarbeiten. Durch die modifizierten Basaltfaseroberflächen wurde ein verbesserter Kontakt zur Verbundfolie hergestellt, ohne jedoch die zur Glanzerhaltung und Lichtreflexion notwendigen kapillaren Hohlräume vollständig aus der Textiloberfläche zu entfernen.

Die hergestellten Verbundglasmuster mit Basaltfaserzwischenlage wiesen eine individuelle Gewebeoptik inklusive des charakteristischen Basaltglanzes auf. Übliche Verarbeitungsschritte, wie der Zuschnitt der Verbundgläser mittels Wasserstrahltechnik, konnten problemlos durchgeführt werden, ohne dass dabei Wasser über die Seitenränder in das Verbundmaterial eindrang.

Auch bei Wasserlagerungstests über mehrere Tage, sowie beim Schleifen oder Polieren wurden keine Defekte festgestellt. Die Prüfung bei hoher Temperatur sowie der Kugelfalltest wurden erfolgreich absolviert. Ebenso konnte eine erhöhte Bruchkraft im Vierpunktbiegeversuch ermittelt werden. Abbildung 1 belegt den Gewinn an Stabilität, wenn Basaltgewebe (dargestellt sind zwei Gewebe mit unterschiedlichem Gewicht) vorbehandelt und in Verbundglas 2 x 4 mm einlaminiert werden.

Neben der Einbindung von textilen Flächengebilden können ebenfalls Einzelfäden in Cordstruktur bzw. Netze, Faserabschnitten oder Einzelfilamentfasern für künstlerische Effekte hinter Glas eingesetzt werden. Abbildung 2 zeigt einige unterschiedliche Variationen zur Einbindung von Basalttextilien in eine Glasmatrix.

Anwendungsmöglichkeiten für Verbundgläser mit Basalttextilien könnten z.B. Raumteiler, Verkleidungen, Paneele, gläserne Fußbodenelemente, Glasmöbel, Brüstungselemente für Balkone und ähnliches sein, wo die Kombinationen von Glas und Basalt funktionell und zugleich wirkungsvoll zur Geltung kommen.

Aber auch die Anwendung von gerichteten Einzelfäden oder Netzen aus Basalt im Verbund mit Glas bieten Einsatzmöglichkeiten. Beispielsweise könnte hierdurch der Ersatz von korrosionsanfälligem Drahtglas möglich werden.

Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und ist eine Kooperation zwischen INNOVENT, der Wolf-Dierk Lohnitz glas + spiegel KG und der Firma Noviatex.
Die Industrieforschungseinrichtung INNOVENT e.V. analysiert, forscht und entwickelt seit fast 25 Jahren in den Bereichen Oberflächentechnik, Magnetisch-Optische Systeme und Biomaterialen. Das Institut aus Jena beschäftigt mehr als 130 Mitarbeiter, leitet verschiedene Netzwerke und führt bundesweit Fachtagungen durch. INNOVENT ist Gründungsmitglied der Deutschen Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

INNOVENT e.V.
Dr. Bernd Grünler
Bereichsleiter Oberflächentechnik
Prüssingstraße 27B
07745 Jena
E-Mail: bg@innovent-jena.de

Anne Brüche | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.innovent-jena.de

Weitere Berichte zu: Beschichtungsprozess Gewebe Glas Hohlräume Oberflächentechnik Optik Verbundglas

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Laserverfahren für funktionsintegrierte Composites
18.02.2019 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht 3D-Druck in Echtzeit überwachen
11.02.2019 | Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Laserverfahren für funktionsintegrierte Composites

Composites vereinen gewinnbringend die Vorteile artungleicher Materialien – und schöpfen damit zum Beispiel Potentiale im Leichtbau aus. Auf der JEC World 2019 im März in Paris präsentieren die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein breites Spektrum an laserbasierten Technologien für die effiziente Herstellung und Bearbeitung von Verbundmaterialien. Einblicke zu Füge- und Trennverfahren sowie zur Oberflächenstrukturierung erhalten Besucher auf dem Gemeinschaftsstand des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau AZL, Halle 5A/D17.

Experten des Fraunhofer ILT erforschen und entwickeln Laserprozesse für das wirtschaftliche Fügen, Schneiden, Abtragen oder Bohren von Verbundmaterialien –...

Im Focus: Grüne Spintronik: Mit Spannung Superferromagnetismus erzeugen

Ein HZB-Team hat zusammen mit internationalen Partnern an der Lichtquelle BESSY II ein neues Phänomen in Eisen-Nanokörnern auf einem ferroelektrischen Substrat beobachtet: Die magnetischen Momente der Eisenkörner richten sich superferromagnetisch aus, sobald eine elektrische Spannung anliegt. Der Effekt funktioniert bei Raumtemperatur und könnte zu neuen Materialien für IT-Bauelemente und Datenspeicher führen, die weniger Energie verbrauchen.

In heutigen Datenspeichern müssen magnetische Domänen mit Hilfe eines externen Magnetfeld umgeschaltet werden, welches durch elektrischen Strom erzeugt wird....

Im Focus: Regensburger Physiker beobachten, wie es sich Elektronen gemütlich machen

Und können dadurch mit ihrer neu entwickelten Mikroskopiemethode Orbitale einzelner Moleküle in verschiedenen Ladungszuständen abbilden. Die internationale Forschergruppe der Universität Regensburg berichtet über ihre Ergebnisse unter dem Titel “Mapping orbital changes upon electron transfer with tunnelling microscopy on insulators” in der weltweit angesehenen Fachzeitschrift ,,Nature‘‘.

Sie sind die Grundbausteine der uns umgebenden Materie - Atome und Moleküle. Die Eigenschaften der Materie sind oftmals jedoch nicht durch diese Bausteine...

Im Focus: Regensburg physicists watch electron transfer in a single molecule

For the first time, an international team of scientists based in Regensburg, Germany, has recorded the orbitals of single molecules in different charge states in a novel type of microscopy. The research findings are published under the title “Mapping orbital changes upon electron transfer with tunneling microscopy on insulators” in the prestigious journal “Nature”.

The building blocks of matter surrounding us are atoms and molecules. The properties of that matter, however, are often not set by these building blocks...

Im Focus: Universität Konstanz gewinnt neue Erkenntnisse über die Entwicklung des Immunsystems

Wissenschaftler der Universität Konstanz identifizieren Wettstreit zwischen menschlichem Immunsystem und bakteriellen Krankheitserregern

Zellbiologen der Universität Konstanz publizieren in der Fachzeitschrift „Current Biology“ neue Erkenntnisse über die rasante evolutionäre Anpassung des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Bildung digital und multikulturell: Große Fachtagung GEBF findet an der Uni Köln statt

18.02.2019 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Thema Desinformation in Online-Medien

15.02.2019 | Veranstaltungen

FfE-Energietage 2019 - Die Energiewelt heute und morgen vom 1. bis 4. April 2019 in München

15.02.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Autonomes Fahren mit Blockchain: Bayreuther Studierende siegen im internationalen MOBI-Wettbewerb

18.02.2019 | Förderungen Preise

Bildung digital und multikulturell: Große Fachtagung GEBF findet an der Uni Köln statt

18.02.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Beschreibung der Berry-Curvature und Chern-Zahlen durch Berechnung von Bloch-Zuständen

18.02.2019 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics