EP1500770A2 - Wärmegedämmtes Extrusionsprofil für Fensterrahmen - Google Patents

Wärmegedämmtes Extrusionsprofil für Fensterrahmen Download PDF

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EP1500770A2
EP1500770A2 EP04015053A EP04015053A EP1500770A2 EP 1500770 A2 EP1500770 A2 EP 1500770A2 EP 04015053 A EP04015053 A EP 04015053A EP 04015053 A EP04015053 A EP 04015053A EP 1500770 A2 EP1500770 A2 EP 1500770A2
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EP
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extrusion profile
particle foam
extrusion
thermoplastic polymer
thermally insulated
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Joachim Hund
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    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/04—Wing frames not characterised by the manner of movement
    • E06B3/06—Single frames
    • E06B3/08—Constructions depending on the use of specified materials
    • E06B3/12—Constructions depending on the use of specified materials of metal
    • E06B3/14—Constructions depending on the use of specified materials of metal of special cross-section
    • E06B3/16—Hollow frames of special construction, e.g. made of folded sheet metal or of two or more section parts connected together
    • E06B3/163—Hollow frames of special construction, e.g. made of folded sheet metal or of two or more section parts connected together with a filled cavity
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/04—Wing frames not characterised by the manner of movement
    • E06B3/06—Single frames
    • E06B3/08—Constructions depending on the use of specified materials
    • E06B3/20—Constructions depending on the use of specified materials of plastics
    • E06B3/22—Hollow frames
    • E06B3/221—Hollow frames with the frame member having local reinforcements in some parts of its cross-section or with a filled cavity

Definitions

  • the invention relates to an extrusion profile with cavities, all or part of a particle foam made of a thermoplastic polymer are filled, method for manufacture and use as a frame for heat-insulating windows or Doors.
  • the windows For use in a passive house, the windows must be next to sound insulating glazing also have frames with corresponding properties. Is widely used while the foaming of the hollow chambers with polyurethane foam or filling with Einschieblingen (Successful Energy Saving, Kunststoffe 1 (2003), pages 76 - 79, Carl Hanser Verlag Kunststoff). The insertions must be in the shape of the hollow chambers be adapted and make an elaborate step in the production of Window frame dar.
  • DE-A 195 04 601 describes a heat-insulating composite profile for the production of window or door frames made of two spaced-apart metal profiles, which are interconnected by insulating bars.
  • a thermal insulation material for thermal insulation is into the chambers introduced a thermal insulation material, in the compressed state enclosed in an enclosure and which expands when exposed to heat or tears.
  • a refurbishable full plastic bumper system with an energy absorbing Polypropylene foam core and a rubber-modified polypropylene shell is known from EP-B 425 923.
  • the foam core is first through Pressing or welding of foam particles produced in a mold and then by welding or screwing with the shell and a bumper beam connected.
  • the object of the present invention was to provide heat-insulating extrusion profiles, which is easy even with several hollow chambers or complicated shapes can be produced and especially for window and door frames for passive houses suitable.
  • the extrusion profile described above was found. They are suitable in particular for the production of heat-insulating window or door frames. In addition to thermal insulation, the particle foam can still absorb the sound and Improve vibration damping of the extrusion profile. You can one or more Have cavities or chambers, all or part of the particle foam are filled.
  • the extrusion profile may be made of metal, e.g. As aluminum or plastic.
  • PVC polyvinyl chloride
  • PA polyamide
  • styrene polymers such as standard (GPPS) or impact polystyrene (HIPS), unmodified or rubber-modified styrene-acrylonitrile copolymers
  • SAN ABS, MABS, ASA
  • Suitable particle foams for filling the cavities are particle foams of thermoplastic Polymers, in particular of polyolefins, such as polyethylene or polypropylene or styrenic polymers.
  • the particle foams can be achieved by expansion of expandable thermoplastics, such as expandable polystyrene (EPS), impregnation, such as expanded polypropylene (EPP) or by extrusion of propellant-containing Polymer melts are obtained in foam strands and optionally before the filling can be re-foamed.
  • EPS expandable polystyrene
  • EPP expanded polypropylene
  • Fill particle foams having a mean diameter in the range of 1 to 10 mm, preferably in the range of 2 to 8 mm and a density in the range of 20 to 150 g / l, preferably in the range of 50 to 120 g / l.
  • extrusion profiles made of polypropylene are preferably used whose cavities with an expanded polypropylene particle foam (EPP) are filled. Because both the Window profile as well as the thermal insulation made from the same basic materials and halogen-free, they are easily recyclable.
  • a particle foam from a thermoplastic polymer into one or more chambers of a Fill extrusion profiles, compress and then the ends of the extrusion profile close.
  • To fill the extrusion profile is suitably closed one end with a fine mesh screen and fills and compresses the particle foam with air in the extrusion profile.
  • the mesh size of the screen depends on the particle size of the particle foam and the desired pressure during filling and compress.
  • they can after the Fill with hot air or steam to be treated. In this treatment the particles sinter into a foam block in the form of the hollow chamber profile.

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Abstract

Ein Extrusionsprofil, dessen Hohlräume ganz oder teilweise mit einem Partikelschaum aus einem thermoplastischen Polymer, insbesondere einem expandierten Polypropylen (EPP), gefüllt sind, Verfahren zur Herstellung sowie die Verwendung als Rahmen für wärmedämmende Fenster oder Türen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Extrusionsprofil mit Hohlräumen, die ganz oder teilweise mit einem Partikelschaum aus einem thermoplastischen Polymer gefüllt sind, Verfahren zur Herstellung sowie die Verwendung als Rahmen für wärmedämmende Fenster oder Türen.
Für den Einsatz im Passivhaus müssen die Fenster neben gutdämmenden Verglasungen auch Rahmen mit entsprechenden Eigenschaften aufweisen. Weit verbreitet ist dabei das Ausschäumen der Hohlkammern mit PUR―Schaumstoff oder Füllen mit Einschieblingen ( Erfolgreich Energie sparen, Kunststoffe 1 (2003), Seiten 76 - 79, Carl Hanser Verlag München). Die Einschieblinge müssen der Form der Hohlkammern angepasst sein und stellen einen aufwändigen Arbeitsschritt bei der Herstellung der Fensterrahmen dar.
Die DE-A 195 04 601 beschreibt ein wärmedämmendes Verbundprofil zur Herstellung von Fenster- oder Türrahmen aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Metallprofilen, die durch Isolierstege miteinander Verbunden sind. Zur Wärmedämmung wird in die Kammern ein Wärmedämmmaterial eingebracht, das in komprimiertem Zustand in einer Umhüllung eingeschlossen ist und das sich bei Wärmeeinwirkung dehnt oder reißt.
Ein wiederaufarbeitbares Stoßfängersystem aus Vollkunststoff mit einem energieabsorbierenden Polypropylenschaumkern und einer kautschukmodifizierten Polypropylenhülle ist aus EP-B 425 923 bekannt. Hierbei wird zunächst der Schaumkern durch Verpressen oder Verschweißen von Schaumpartikeln in einer Form hergestellt und anschließend durch Verschweißen oder Verschrauben mit der Hülle und einem Stoßfängerträger verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, wärmedämmende Extrusionsprofile bereitzustellen, die auch bei mehreren Hohlkammern oder komplizierten Formen einfach herstellbar sind und sich insbesondere für Fenster- und Türrahmen für Passivhäuser eignen.
Demgemäss wurde das eingangs beschriebene Extrusionsprofil gefunden. Sie eignen sich insbesondere zur Herstellung von wärmedämmenden Fenstern- oder Türrahmen. Neben der Wärmedämmung kann der Partikelschaum noch die Schalldämmung und Schwingungsdämpfung des Extrusionsprofils verbessern. Sie können ein oder mehrere Hohlräume oder Kammern aufweisen, die ganz oder teilweise mit dem Partikelschaum gefüllt sind.
Das Extrusionsprofil kann aus Metall, z. B. Aluminium oder Kunststoff bestehen. Bevorzugt besteht das Extrusionsprofil aus einem thermoplastischen Polymer, z. B. Polyvinylchlorid (PVC), Polyolefinen, wie Polyethylen, Polypropylen oder Ethylen-Propylen-Copolymeren, Polyamid (PA), Styrolpolymeren wie Standard (GPPS)- oder Schlagzähpolystyrol (HIPS), unmodifizierten oder kautschukmodifizierten Styrol-Acrylnitril-Copolymeren (SAN, ABS, MABS, ASA).
Als Partikelschaum zur Füllung der Hohlräume eignen sich Partikelschäume aus thermoplastischen Polymeren, insbesondere aus Polyolefinen, wie Polyethylen oder Polypropylen oder Styrolpolymeren. Die Partikelschäume können durch Expansion von expandierbaren Thermoplasten, wie expandierbares Polystyrol (EPS), Imprägnierverfahren, wie expandiertes Polypropylen (EPP) oder durch Extrusion von treibmittelhaltigen Polymerschmelzen zu Schaumsträngen erhalten werden und gegebenenfalls vor dem einfüllen noch nachgeschäumt werden können. In der Regel verwendet man zum Füllen Partikelschäume, die einen mittleren Durchmesser im Bereich von 1 bis 10 mm, bevorzugt im Bereich von 2 bis 8 mm und eine Dichte im Bereich von 20 bis 150 g/l, bevorzugt im Bereich von 50 bis 120 g/l auf. Bevorzugt verwendet man einen - Partikelschaum aus Homopolypropylen oder einem Copolymeren mit 0,5 bis 15 Gew.-% Ethen und/oder Buten-1 und einem Kristallitschmelzpunkt im Bereich von 120 bis 170°C.
Zur Herstellung von Rahmen für wärmegedämmte Kunststofffenster für Passivhäuser werden bevorzugt Extrusionsprofile aus Polypropylen verwendet, deren Hohlräume mit einem expandierten Polypropylen-Partikelschaum (EPP) gefüllt sind. Da sowohl das Fensterprofil wie auch die Wärmedämmung aus dem gleichen Grundstoffen hergestellt und halogenfrei sind, sind sie einfach recyclierbar. Besonders bevorzugt werden Kunststofffenster-Systeme aus coextrudieren Polypropylen-Profilen mit 2 oder 3 Kammern.
Zur Herstellung von wärmegedämmten Extrusionsprofile kann man, einen Partikelschaum aus einem thermoplastischen Polymer in eine oder mehrere Kammern eines Extrusionsprofils füllen, komprimieren und anschließend die Enden des Extrusionsprofils verschließen. Zum Füllen des Extrusionsprofils verschließt man zweckmäßigerweise ein Ende mit einem feinmaschigen Sieb und füllt und komprimiert den Partikelschaum mit Luft in das Extrusionsprofil. Die Maschenweite des Siebes richtet sich nach der Partikelgröße des Partikelschaums und dem gewünschten Druck beim Füllen und komprimieren. Um die Partikel in den Hohlräumen zu fixieren, können diese nach dem Einfüllen mit Heißluft oder Wasserdampf behandelt werden. Bei dieser Behandlung versintern die Partikel zu einem Schaumblock in Form des Hohlkammerprofils.

Claims (8)

  1. Extrusionsprofil, dadurch gekennzeichnet dass es Hohlräume, die ganz oder teilweise mit einem Partikelschaum aus einem thermoplastischen Polymer gefüllt sind, aufweist.
  2. Extrusionsprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrusionsprofil aus einem thermoplastischen Polymer besteht.
  3. Extrusionsprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelschaum aus Polyolefinen oder Styrolpolymeren besteht.
  4. Extrusionsprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrusionsprofil aus Polyproylen besteht, dessen Hohlräume mit einem expandierten Polyproylen-Partikelschaum (EPP) gefüllt sind.
  5. Wärmedämmendes Fenster oder wärmedämmende Tür mit einem Rahmen aus einem Extrusionsprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
  6. Verfahren zur Herstellung von wärmegedämmten Extrusionsprofilen, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Partikelschaum aus einem thermoplastischen Polymer in eine oder mehrere Kammern eines Extrusionsprofils füllt, komprimiert und die Enden des Extrusionsprofils verschließt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Füllen des Extrusionsprofils ein Ende mit einem feinmaschigen Sieb verschließt und den Partikelschaum mit Luft in das Extrusionsprofil füllt und komprimiert.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass man den Partikelschaum nach dem Einfüllen mit Heißluft oder Wasserdampf versintert.
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