Basiskennis Bouwkunde: Translucente vlakke platen, kunststof

Referentienummers

• Kunststof bekledingsplaten
• Rn6 Platen, kunststof
• 47.00 binneninrichting
• Doorzichtige beplating, Doorzichtig kunststof plaat, Lichtdoorlatende plaat, Lichtdoorlatende kunststof plaat

Samenstelling

Systeemopbouw van translucente vlakke platen

Lichtdoorlatende platen van kunststof kunnen naar materiaal worden ingedeeld in:

• Polymethylmethacrylaat (PMMA, of gewoon acrylaat);
• Polyvinylchloride (PVC);
• Polycarbonaat (PC);
• Glasvlies gewapend polyester  (GRP);
• Gemodificeerd polyethyleen tereftalaat glycol (PET-G).

Polyester kan ook met glasvezel worden versterkt.

Naast enkelwandige uitvoeringen bestaan van PMMA, PVC en PC twee-, drie- en vierwandige platen. Er bestaan ook platen met gekleurde kern of met een honingraatstructuur.

Elementopbouw van translucente vlakke platen

• PMMA: een heldere, harde en krasvaste thermoplastische kunststof. Het wordt ook wel gewoon acrylaat genoemd. De volgende soorten worden onderscheiden: geëxtrudeerd acrylaat en gegoten acrylaat (geëxtrudeerd acrylaat heeft nagenoeg geen diktetoleranties, gegoten acrylaat druipt niet);
• PVC: een heldere thermoplastische kunststof, waaruit door verschillende toevoegingen of bewerkingen hard PVC, zacht PVC, nagechloreerd PVC (PVC-C) en slagvast PVC worden gefabriceerd. De laatste wordt in de regel gebruikt voor lichtdoorlatende platen. Als hier wordt gesproken over PVC, dan wordt slagvast PVC bedoeld. Deze slagvaste kwaliteit ontstaat door toevoeging van de kunststof PE (polyethyleen), die het materiaal sterker maakt, minder bros en meer weervast;
• PC: een heldere slagvaste thermoplastische kunststof;
• GRP: thermohardend polyester dat geschikt is voor beplatingen is een mengsel van onverzadigd polyester en styreen. Polyester platen zijn meer slagvast dan acrylaat, maar minder slagvast dan PC;
• PET-G: een heldere amorfe thermoplast die men kan spuitgieten en extruderen. Het kan worden gekleurd tijdens de verwerking.

Platen die gewapend zijn met glasvezels zijn sterker maar niet doorzichtig.

PMMA, PVC, PC en PET-G zijn thermoplastische kunststoffen, opgebouwd uit lange molecuulketens, die door verwarming zacht worden. Door afkoeling worden ze weer hard. Bij verhitting verweken thermoplasten door te verbranden.

GRP behoort tot de thermohardende kunststoffen, bestaande uit lange molecuulketens met vele dwarsverbindingen, zodat ingewikkelde netwerken ontstaan. Bij verwarming ontleden thermoharders, waarbij de dwarsverbindingen worden verbroken. Na afkoeling herstellen de dwarsverbindingen zich niet meer.

Voor het vervullen van een aantal functies bestaan kunststof platen in speciale uitvoeringen:

• zonwerend;
• slagwerend;
• kogelwerend, waarbij meerdere kunststofplaten onderling verbonden worden door een tussenfilm;
• gefigureerd, met ingewalste of ingefreesde oppervlaktestructuren;
• zelfdovend;
• brandwerend;
• kraswerend, voorzien van een kraswerende coating.

Fabricagemethode van translucente vlakke platen

PMMA, PVC, PC en PET-G worden in poedervorm geëxtrudeerd tot korrels, zogenaamd granulaat, waaraan pigmenten, UV-stabilisatoren, antioxidanten of andere stoffen worden toegevoegd, naar gelang de eisen van het uiteindelijke product. Het granulaat wordt daarna tot platen geëxtrudeerd. Meerwandige platen worden uit een stuk geëxtrudeerd, in de lengterichting door tussenschotten verdeeld in kamers. PMMA en PET-G kunnen ook worden gegoten, waardoor zeer gladde platen ontstaan.

Indien wenselijk kunnen kunststof platen worden voorzien van een krasvaste folie. Oppervlaktestructuren kunnen worden ingewalst of ingefreesd, ter verfraaiing of om inkijken te weren.

Voordat de platen de fabriek verlaten, worden ze gecontroleerd op optische kwaliteit, kleur, strepen, beschadigingen en ingesloten luchtbellen. Daarna worden ze voorzien van beschermend papier of folie.

Platen van thermoplastische kunststoffen kunnen na verwarming onder vacuüm of met behulp van luchtdruk worden gevormd. De voor deze productie benodigde mal is niet extreem duur, zodat series volgens eigen ontwerp mogelijk zijn. Koudvormen is mogelijk met een buigstraal van tenminste 100 keer de plaatdikte.

Platen van GRP worden met de hand of machinaal, met behulp van een mal, vervaardigd. De platen worden gevormd door koud of warm persen. Dit vereist relatief dure mallen die over grote series afgeschreven moeten worden.

Vorm en afmeting

Vorm van translucente vlakke platen

Lichtdoorlatende platen van kunststof zijn in het algemeen vlak. Enkelwandige platen van PMMA, PVC, PC  en PET-G zijn ook leverbaar in gebogen, gegolfde, geplooide en gezette vormen. Dubbelwandige platen van PMMA, PVC en PC zijn zowel vlak als in gebogen vorm verkrijgbaar. Gevormde platen van GRP zijn op aanvraag leverbaar.

Afmetingen van translucente vlakke platen

Enkele handelsmaten zijn:

Gewicht van translucente vlakke platen

Uiterlijk van translucente vlakke platen

Oppervlaktestructuur

Thermoplastische kunststoffen zijn in enkelvoudige uitvoering meestal glad.

Ingewalste oppervlaktestructuren zijn mogelijk in verschillende patronen. Warm gevormde platen kunnen haarscheurtjes vertonen.

Meerwandige kunststof platen kunnen een zeer zwakke golving vertonen als gevolg van de tussenschotjes.

GRP heeft een door een gelcoat beschermd en verfraaid oppervlak. Deze gelcoat is een dunne harsrijke laag, gebaseerd op hoogwaardig polyester. Bij de hand-lay-up methode of gespoten fabricage wordt de laag als eerste in de mal gelegd. Bij geperst polyester kan de laag later in de vorm van een beschermende lak worden aangebracht.

Kleur

Lichtdoorlatende enkelwandige kunststof platen kunnen in veel verschillende kleuren worden geleverd, zowel standaard als op aanvraag.  Voor beglazingsdoeleinden zal in het algemeen een heldere of zonwerende tint worden gekozen. Meerwandige platen zijn in het algemeen naturel, blauw, rookbruin of opaal.

Bij GRP wordt de kleurdensiteit bepaald door de plaatdikte. Lichtdoorlatende platen van kunststof kunnen, in geval van onvoldoende bescherming, door veroudering vergelen onder invloed van zonlicht.

Glans

Lichtdoorlatende kunststof platen van PMMA hebben een hoogglans. Deze glans verdwijnt na enkele jaren.

Prestaties

Mechanische eigenschappen van translucente vlakke platen

Materiaalsterkte

Kunststofplaten vallen bij breuk niet in scherpe scherven uiteen. In het algemeen zal kunststof bij mechanische belasting minder snel breken als glas.

Een gevormde plaat heeft in de regel een grotere buigsterkte dan vlakke platen.

Kunststoffen zijn door hun grote sterkte over het algemeen goed geschikt voor toepassing als veiligheids- of inbraakwerende beglazing. Van PC worden speciale gelaagde combinaties ten behoeve van kogelwering geleverd.

Oppervlakte-eigenschappen

Krasvastheid

Sommige kunststoffen kunnen gemakkelijk bekrast worden. PMMA en PET-G zijn zeer goed krasvast.

In PC van normale uitvoering kunnen geen zichtbare krassen worden gemaakt met een 3B-potlood. Voor een betere bestandheid tegen krassen is PC verkrijgbaar met een kraswerende coating.

Slijtvastheid

De slijtvastheid van PMMA is vergelijkbaar met die van aluminium.

Vuur, explosie van translucente vlakke platen

Brandbaarheid

Kunststoffen zijn niet onbrandbaar (NEN 6064). PMMA en polyester zijn normaal ontvlambaar (klasse B2 volgens DIN 4102).

De randen van de platen kunnen makkelijk vlambaar zijn, zodat ze voldoende beschermd moeten worden met afsluitprofielen of aluminium tape.

Brandvoortplanting, rookontwikkeling

^* _{er zijn wel PVC soorten in de handel met brandklasse B, PVC-C en PVC-U, maar die zijn niet lichtdoorlatend}

Gedrag bij brand

Thermoplasten zoals PMMA, PVC, PC en PET-G worden bij verhitting week en zullen ten gevolge van het eigen gewicht uitzakken. Als deze kunststoffen in aanraking komen met vuur gaan ze branden, waarbij door druppelvorming branduitbreiding veroorzaakt kan worden, als de druppels op een brandbaar materiaal terechtkomen. De verwekingstemperatuur en ontbrandingstemperatuur liggen voor deze materialen ver uit elkaar. Bij brand in een onder- of achterliggende ruimte zullen hierdoor al vrij snel openingen in dak of gevel ontstaan, zodat hete gassen en rook kunnen ontsnappen, waardoor bluswerkzaamheden minder worden belemmerd.

De thermoharder GRP ontvlamt boven 450 °C zonder druppelvorming. Het materiaal smelt niet. De plaat blijft vormvast totdat de ontleding begint. Door modificatie van de in principe brandbare polyesterhars en het werken met vulstoffen, kan het gedrag van GRP bij brand sterk verbeteren. Gewapend polyester in zelfdovende uitvoering is bestand tegen inwerking van vliegvuur en tegen stralingswarmte.

Verbrandingsproducten

Bij de verbranding van kunststoffen worden in de rookgassen het giftige koolmonoxide en kooldioxide aangetroffen. De zelfdovende kwaliteiten van GRP ontwikkelen bij verbranding zoutzuur, dat giftig is, een sterk corroderende werking heeft op metaal en sterk inwerkt om de ademhalingsorganen. In de thermische ontledingsproducten van PVC bevindt zich geen vinylchloride.

Gassen, vloeistoffen, vaste stoffen en translucente vlakke platen

Vochtopname

Waterabsorptie in procenten van het droge gewicht bij 20 °C:

• PMMA: 0,15
• PVC: 0,2
• PC: 0,2;
• GRP: 0,15;
• PET-G: niet bekend.

Indien de ingesloten spouw van meerwandige platen uit kunststof niet geventileerd is, kan hierin condensatie optreden. De voor beglazing toegepaste kunststoffen zijn namelijk voor waterdamp. De kans op ophoping in de spouw is vooral groot indien de dikte van de binnenste plaat aanmerkelijk geringer is dan die van de buitenste plaat.

Bestandheid

Kunststoffen zijn in het algemeen bestand tegen de meeste verdunde zuren, basen, waterige oplossingen van organische zouten, zeepoplossingen, benzine, olie en vetten. De meeste kunststoffen zijn iet bestand tegen gechloreerde oplosmiddelen, benzeen, xyleen, tolueen, ketonen, esters, sterke zuren, oxiderende zuren en agressieve oplosmiddelen.

GRP is in de regel niet gevoelig voor oplosmiddelen. PMMA is niet bestand tegen alcoholen en gechloreerde oplosmiddelen en schurende schoonmaakmiddelen en oplossingen waarin alcohol of aceton is gebruikt, evenmin tegen bepaalde soorten verf, vernis, verfoplosmiddelen en afbijtmiddelen, PVC-schuimkleefband, stofverf op lijnolie-basis.

Kraswerende coatings op basis van melamine of silicone zijn niet bestand tegen zuren.

Kunststoffen kunnen niet worden aangetast door insecten of bacteriën.

Door het opwaaien van scherp stof kunnen platen mat worden door het bekrassen van het oppervlak en kan de lichtdoorlatendheid van de platen verminderen.

Thermische eigenschappen van translucente vlakke platen

Uitzetting

Kunststoffen hebben een in verhouding grote thermische uitzettingscoëfficiënt. Hierdoor kunnen vooral bij grote afmetingen aanzienlijke maatveranderingen optreden. De sponningen moeten deze maatveranderingen kunnen opvangen en in geval van mechanische verbindingen, moeten deze flexibel zijn en voldoende uitzettingsmogelijkheid hebben.

Geleiding

De warmtegeleidingscoëfficiënt (λ) is voor kunststoffen ongeveer 0,20 W/(mK).

Als waarde voor de warmtedoorgangsscoëfficiënt kan ter indicatie het volgende worden aangehouden:

Gebruikstemperatuur, bestandheid

Voor lichtdoorlatende platen van kunststof gelden onderstaande gemiddelde temperaturen in °C:

¹⁾ _{vormbaar van 150-170 °C}

Optische eigenschappen van translucente vlakke platen

Kleurechtheid

Door inwerking van Uv-straling kunnen kunststofplaten vergelen. In het algemeen worden Uv-stabilisatoren toegevoegd om een betere bestandheid te verkrijgen.

Lichtdoorlaatbaarheid

De lichtdoorlaatbaarheid van kunststof platen wordt hoofdzakelijk bepaald door de kleur. Bij lichtdoorlatende platen van gewapend polyester verspreiden de glasvezels het licht in de plaat, waardoor een diffuus licht ontstaat. De mate van lichtdoorlaatbaarheid wordt bepaald door het percentage glasvezels in het materiaal. Ter indicatie de lichttoetredingsfactor (TL-waarde):

Akoestische eigenschappen van translucente vlakke platen

Luchtgeluidisolatie

Het geringe gewicht van lichtdoorlatende kunststofplaten beperkt de luchtgeluidisolatie. Voor enkelwandige platen met een dikte van 4 mm kan een geluidsisolatie van ongeveer 25 dB worden aangehouden. Die van meerwandige platen ligt in dezelfde orde van grootte.

Elektriciteit en translucente vlakke platen

De meeste kunststoffen hebben door hun goede elektrisch isolerend vermogen het nadeel statische elektriciteit op te hopen, met onder andere stofaanhang als gevolg. Er zijn echter tijdens de productie toevoegingen aan het materiaal mogelijk die dit nadeel opheffen. Ook zijn er antistatische middelen in de handel om dit euvel in een later stadium tegen te gaan.

Toepassing

Functionele bruikbaarheid van translucente vlakke platen

Lichtdoorlatende platen van kunststof worden met name toegepast op plaatsen waar een verhoogde veiligheid tegen breuk en inbraak wordt vereist, zoals bij lage delen van buitenwanden, windschermen, geheel lichtdoorlatende ramen en deuren, beglazing naast deuren, scheidingswanden, balkonbeglazing en balustrades van woningen of openbare ruimten van scholen, kantoren, sportlokalen, jeugdgebouwen en winkelbedrijven.

Daarnaast wordt e platen toegepast in lichtopeningen voor daken, lichtstraten, overkappingen e.d.

Platen van GRP worden toegepast op plaatsen waar beglazing niet doorzichtig hoeft te zijn en waar de beglazing bloot staat een groot breuk- en inbraakrisico.

Dubbelwandige kunststof platen worden toegepast in vlakke of gebogen vorm als isolerende beglazing voor wanden en daken in kassen, serres, sporthallen, zwembaden, industriegebouwen, magazijnen, overdekte winkelstraten e.d.

Andere toepassingen

Lichtdoorlatende platen worden tevens toegepast in ruiten in voertuigen, caravans, modelbouw, de sanitaire en medische sector, vliegtuig- en auto-industrie, interieurbouw, reclameverlichting en verlichtingstechniek.

Verwerking en montage

Transport van translucente vlakke platen

Het transport wordt verzorgd door de fabrikant of de leverancier. De platen worden verpakt in pakketten, in kisten of op pallets direct op het werk geleverd. Tijdens het transport moet worden voorkomen dat de platen onderling kunnen verschuiven om beschadigingen te voorkomen.

Opslag van translucente vlakke platen

Enkelwandige platen moeten verticaal worden opgeslagen zonder kans op doorbuigen, op een koele plaats uit de zon. De beschermfolie mag niet worden verwijderd in verband met mogelijke beschadigingen.

Meerwandige platen kunnen horizontaal worden opgeslagen op een vlakke bodem, tot een maximale hoogte van 1,5 m. De platen moeten worden beschermd tegen zoninstraling en regen.

Montage van translucente vlakke platen

Platen van kunststof zijn door hun geringe gewicht en goede bewerkbaarheid in het algemeen eenvoudig te monteren. Wel moet gelet worden op voldoende uitzettingsmogelijkheden voor platen en flexibele bevestigingsmethoden.

Bewerkbaarheid van translucente vlakke platen

In het algemeen zijn kunststoffen eenvoudig te bewerken, met de meeste hout- en metaalgereedschappen.

De platen kunnen met de hand gezaagd worden met zagen met fijne tandjes, waarbij de zetting gelijk is aan de dikte van het zaagblad en machinaal op een snelle lint- of cirkelzaag. De snijkanten kunnen met de hand of mechanisch worden gevijld, geschaafd of gepolijst.

In kunststoffen kan geboord worden met normale spiraalboren, die zonder helling geslepen  zijn ter voorkoming van scheuren van het materiaal. Er bestaan speciale kunststofboren die het te warm worden van het materiaal tegen gaan.

Kunststoffen geleiden warmte slecht waardoor ze bij het bewerken te heet kunnen worden als gevolg van de wrijving. Het afgenomen materiaal plakt dan vast aan het gereedschap. Als koelmiddel kan water, paraffine of perslucht worden gebruikt.

Kunststoffen kunnen heel goed gelijmd worden met oplosmiddelen of tweecomponentenlijm.

Onderhoud

Onderhoud van translucente vlakke platen

Kunststof is nagenoeg onderhoudsvrij. Van tijd tot tijd moeten de platen gereinigd worden om een te grote vermindering van daglichttoetreding ten gevolge van vervuiling te vermijden. Voor het schoonmaken kan een zeem of vochtige zachte doek of borstel worden gebruikt en water met een reinigingsmiddel. Eventueel kan paraffine of terpentine worden gebruikt. Voor het verwijderen van statische lading zijn speciale middelen in de handel. Eventueel kunnen bitumenvlekken op GRP-platen worden weggepoetst met oplosmiddelen als benzol, petroleum, tolueen of xyleen. In ander gevallen is voor het gebruik van oplosmiddelen voorzichtigheid geboden.

In geval van hardnekkig vuil doe je er goed aan om de leverancier om advies te vragen.

Reparatie van translucente vlakke platen

Krassen en lichte beschadigingen aan kunststof platen, met uitzondering van de gecoate uitvoeringen, kunnen worden behandeld met een metaalpoetsmiddel of lichte autowas. In andere gevallen moeten de platen vervangen worden. Bij vervanging van slechts een gedeelte van het totaal aantal platen kan in geval van gekleurde beglazing kleurverschil optreden.

Milieu en gezondheid

Levensduur van translucente vlakke platen

Door inwerking van UV-straling kan veroudering optreden met als gevolg verkleuring, optreden van oppervlaktescheurtjes en meestal achteruitgang van mechanische eigenschappen. Afhankelijk van de toepassing zal de levensduur sterk variëren.

PMMA heeft een grote bestandheid tegen weersinvloeden. Weliswaar treedt veroudering op,  maar deze komt alleen tot uitdrukking in verzwakking van het materiaal op zeer lange termijn. Vermindering van lichtdoorlaatbaarheid treedt daardoor nagenoeg niet op. Deze kan wel minder worden als gevolg van erosie door stofdeeltjes. De levensduur van platen van PMMA wordt geschat op ca. 40 jaar.

Lichtdoorlatende platen van PVC en PC kunnen een goede bestandheid tegen weersinvloeden hebben, als ze voldoende gestabiliseerd zijn tegen UV-straling. Bij veroudering kan vergeling optreden en/of het oppervlak mat worden, waardoor de vuilaanhechting groter wordt. De levensduur van PVC en PC platen wordt geschat op ca. 15 jaar. Als de platen zijn voorzien van een kraswerende coating, kan in de regel een langere levensduur van ca. 30 jaar worden bereikt.

Bij platen van GRP kan onder invloed van weersomstandigheden vergeling optreden. Op de lange duur wordt deze vergeling gevolgd door het vrijkomen van de glasvezels aan het oppervlak van het materiaal, wat weer gepaard kan gaan met vuilaanhechting. De levensduur van GRP platen wordt geschat op ca. 25 jaar.

Referenties

Geraadpleegde bronnen

Productinformatie van leveranciers

Normen