WO2012175289A1 - Polymeric substrate material for physical and chemical vapor deposition processes, containing an adhesion-promoting polymeric layer, and the use thereof for producing concentrators of solar radiation - Google Patents

Polymeric substrate material for physical and chemical vapor deposition processes, containing an adhesion-promoting polymeric layer, and the use thereof for producing concentrators of solar radiation Download PDF

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WO2012175289A1
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Arne Schmidt
Christoph Steinfels
Sven Balk
Michael Olbrich
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Evonik Röhm Gmbh
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Definitions

  • a polymeric substrate material for physical and chemical vapor deposition processes comprising an adhesion-promoting polymeric layer, and the use thereof for the production of concentrators of solar radiation
  • the invention relates to a novel substrate material and its coating by means of e.g. a physical and / or chemical vapor deposition process (PVD / CVD process), as well as a contained in the composite body,
  • PVD / CVD process physical and / or chemical vapor deposition process
  • adhesion-promoting polymeric layer ensures a permanently adherent reflective coating and an extension of the life of the composite form body.
  • the range of solar radiation relevant for "solar artery” ranges from 300 nm to 2500 nm. However, the range below 400 nm, in particular below 375 nm, should be filtered out to increase the lifetime of the polymeric composite bodies, so that the "effective wavelength range” of 375 nm or from 400 nm to 2500 nm remains.
  • Mirror foil is determined by the quality and durability.
  • Such a laminate can be produced, for example, by vacuum vapor deposition of a flexible polymer film (carrier film) with a thin silver layer. Based on the particularly high reflectance in the relevant compared to other metals
  • silver is the preferred metal for this application.
  • a protective layer Purpose of this protective layer, which is usually a cover sheet for
  • Such a protective system for aluminum mirrors is described in US 4,307,150.
  • a carrier film a PET laminate is used, which is vapor-deposited with aluminum and by gluing a (meth) acrylate film against corrosion and
  • a silver vaporization is much better suited to the construction of such mirrors than an aluminum layer due to the higher degree of reflection.
  • the use of silver is described in US 4,645,714.
  • Silver in principle, has two disadvantages. On the one hand, especially thin silver layers are particularly susceptible to corrosion. For this reason, protective layers or laminates must be particularly dense. Otherwise, enough small holes or
  • the permeability is given especially in very thin layers. This short-wave radiation is detrimental to the carrier film and the silver-metal mirror layer, especially for mostly used polyester films or laminates or for the production of laminates, especially in the case of prolonged exposure, as is the case in the field of application of solar mirrors used glue. It can lead to blistering and thus to deformation and to reduce the degree of reflection.
  • Anticorrosion inhibitors and UV absorption reagents can be incorporated into the protective film listed above for better protection.
  • the most commonly used inhibitors have the disadvantage of exhibiting only reduced weathering or even UV stability and leading to discoloration after some time. However, the latter reduce the reflection in other spectral ranges and thus the efficiency of the solar system.
  • UV absorbers alone do not contribute to the corrosion protection of
  • the polyester laminate used is a two-layer coextruded PET film, one layer containing a lubricant to improve flexibility and the other silver vapor-deposited layer containing no lubricant to ensure the smoothest possible surface.
  • the uncoated side of the polyester laminate in turn is coated with a PSA (pressure sensitive adhesive) based on a
  • Poly (meth) acrylate coating can then be used for the described degradation of the
  • Polyester laminate come.
  • US Pat. No. 5,118,540 adheres an abrasion-resistant and moisture-resistant film based on fluorocarbon polymers.
  • Both the UV absorption reagent and the corrosion inhibitor are part of the adhesive layer with which the film is connected to the metal surface of the vapor-deposited polyester support film.
  • the adhesive layer may again consist of two different layers, analogously to the above-described (meth) acrylate double coating, in order to separate the corrosion inhibitor and the UV absorption reagent from one another.
  • WO 2007/076282 mentions an alternative structure for better protection of the silver coating.
  • the PET carrier film is no longer on the
  • a poly (meth) acrylate protective film is attached, which is equipped with UV absorption reagents.
  • an adhesive layer is required, which causes two further disadvantageous layer interfaces. Additional layer interfaces in turn cause a higher risk of delamination of the film composite, as well as a reduction in the precision of the concentration of solar radiation.
  • the process with the steps of producing PET carrier film, vapor deposition, production of poly (meth) acrylate film and lamination is complicated and therefore makes little sense from an economic point of view.
  • the reverse side of the silver vaporization can either be provided directly with a pressure-sensitive adhesive (PSA) or coated with an additional layer of copper to improve the corrosion resistance on the back and for better adhesion of the PSA. Because of this, there is a great interest in PMMA-based support materials for composite molded bodies, which are permanently adherently adherently coated by means of CVD or PVD.
  • PSA pressure-sensitive adhesive
  • Direct coating is not possible when using PMMA substrates. Due to this thermal instability, degradation of the PMMA interface would occur, which in turn would result in the formation of liquid or gaseous degradation products within this interface, which is essential for the successful performance of an adherent coating.
  • the required sustained optical quality of the composite molded articles would not be attainable for a solar mirror application due to liability deficits and delamination phenomena.
  • adhesion-promoting layers which are e.g. be applied by CVD or PVD between the support layer and the reflective (mirror) layer.
  • the object was to provide a novel composite molded article for solar reflectors with improved or at least equivalent optical properties, the lowest possible number of layer interfaces and improved weathering resistance and optical performance, especially with regard to long-term use.
  • Under long-term use is here in particular an application over a period of more than 10 years, especially more than 15 years, more preferably more than 20 years under particularly strong sunlight
  • the object was that the composite body for solar reflectors under particularly strong sunlight, as it occurs, for example, in the Sahara or in the southeastern United States, remains stable for a long time.
  • the object was to produce an easy to manufacture, as few layers exhibiting system based on PMMA.
  • a composite form body was surprisingly found, on the one hand can largely consist of PMMA and thus has the great advantages of PMMA and on the other hand at least one applied by PVD, in particular has multiple layers applied by PVD and possibly CVD.
  • PMMA has a particularly attractive property profile with regard to the intended applications. So PMMA has an excellent
  • This composite molding comprises at least the following two or three layers: a first layer which consists of more than 50% by weight of PMMA or a polymer mixture containing PMMA,
  • a reflective coating which is applied directly to the first layer of the opposite side of the second layer and was integrated by means of PVD or CVD body in the composite form.
  • the individual layers of the invention are applied directly to the first layer of the opposite side of the second layer and was integrated by means of PVD or CVD body in the composite form.
  • the individual layers of the invention are applied directly to the first layer of the opposite side of the second layer and was integrated by means of PVD or CVD body in the composite form.
  • the first layer has a thickness between 6 ⁇ and 10 cm, preferably between 25 ⁇ and 25 mm. Particularly preferably, there are two different embodiments.
  • a composite molding in the form of a flexible film has a preferred layer thickness of the first layer between 6 ⁇ and 500 ⁇ .
  • the second possible composite shaped body in the form of a plate has a preferred layer thickness of the first layer between 500 ⁇ m and 10 cm.
  • the second layer generally has a thickness between 0.4 ⁇ m and 2 cm, preferably between 0.5 and 500 ⁇ m, more preferably between 1 and 400 ⁇ m, and particularly preferably between 10 and 250 ⁇ m.
  • the second and the third layer may be the same thickness or have different thicknesses.
  • the second and the optional third layer thicknesses each between 0.5 and 500 ⁇ .
  • composite shaped bodies are preferred in which the first layer is thicker than the second and the optional third layer.
  • Coating further coated by PVD or CVD coatings have. These may be located directly on the reflective coating and / or on the third layer. Furthermore, it can each be several
  • the further layers can be, for example, scratch-resistant coatings, UV reflection layers, conductive layers, antisoiling coatings and / or optically functional layers.
  • the optically functional layers are preferably reflection-enhancing layers.
  • the layers applied by means of PVD or CVD can be provided with an additional protective layer.
  • these protective layers can also be polymer-based, resin-based or sol / gel-based paints.
  • the protective layers can be applied as a solution, reactive resin with subsequent curing, by lamination of a corresponding protective film or by extrusion coating.
  • the process for their preparation is part of the present invention.
  • This process consists in particular of the following three to four process steps:
  • the first layer is produced by means of extrusion.
  • the preparation takes place in particular by means of extrusion through a
  • Extrusion coating provided with the second layer.
  • both process steps are carried out simultaneously by means of coextrusion.
  • the production of this two-layer composite can also be effected by means of adhesive-free lamination or later extrusion coating of the first layer with the second layer.
  • this two-layer composite is joined to the third layer.
  • This can also be done simultaneously by coextrusion of all three layers or likewise by a subsequent extrusion coating or tack-free lamination. It is also a method feasible, in which only a composite of the first and third layer is prepared by coextrusion and this composite is then connected by means of extrusion coating or tack-free lamination with the second layer.
  • a reflective coating is applied to the second layer by means of a vapor deposition.
  • the vapor phase deposition is preferably a PVD (physical vapor deposition) or a CVD (chemical vapor deposition).
  • PVD is the generic term for various physical vapor deposition processes. All these processes have in common that they are vacuum-based coating processes for the realization
  • PVD agent can not only pure metals
  • a second, particularly preferred group in addition to the evaporation process, is the so-called sputtering or Sputterdeposition.
  • the starting material is transferred by means of ion bombardment in the gas phase.
  • Variants of sputtering are the IBAD (ion beam assisted deposition or ion beam assisted deposition), by means of which in particular
  • Magnetron sputtering and ion beam sputtering are magnetron sputtering and ion beam sputtering.
  • Another particularly suitable PVD technique is the ionized dark beam (ICB) technique.
  • CVD Chemical vapor deposition
  • Film formation by a chemical reaction in the gas phase or at the Substrate surface occurs.
  • the raw materials used for this chemical reaction have a significantly lower evaporation temperature than the substance formed in the chemical reaction.
  • a reaction at the substrate surface is preferred to a reaction in the gas phase, which in turn would lead to undesired particle formation.
  • the deposition direction can be performed balistically parallel to the PVD process or influenced by an electric or magnetic field.
  • a variant of CVD which is particularly suitable according to the invention provides the PECVD (plasma enhanced CVD), which can be carried out at lower temperatures, and which is a
  • RPECD remote plasma enhanced CVD
  • CVD plays a role in the deposition of further layers on the PVD-produced reflective coating and / or on the optional third layer.
  • the deposition of these further layers can alternatively also be effected by means of PVD.
  • several layers can also be partially produced by means of CVD and partly by means of PVD.
  • Solar reflectors have the following properties, in combination as an advantage over the prior art, especially with regard to optical properties, on:
  • the transparent portion of the composite mold body according to the invention is also particularly neutral in color and does not cloud when exposed to moisture.
  • Composite molded body also shows excellent weatherability and, with optional equipment with a fluoropolymer surface and / or a
  • Solar reflectors whose solar reflection within 10 years by a maximum of 8%, preferably by a maximum of 5% and more preferably by a maximum of 3% decreases.
  • the material according to the invention can thus also have a very long period of at least 10 years, preferably even at least 15 years, more preferably at least 20 years in places with particularly many hours of sunshine and particularly intense solar radiation, such as. used in the southeastern United States or the Sahara in solar reflectors.
  • composite form of the invention is particularly body
  • the PMMA-containing First Layer is at least 50% by weight, preferably at least 80% by weight, of a layer of PMMA or a PMMA-containing polymer mixture.
  • the layer is not restricted to pure methyl methacrylate compositions or a single-layer structure.
  • the PMMA in the first layer may contain comonomers, which need not necessarily be methacrylates.
  • this layer of blends of various plastics, which need not contain all methacrylates be composed.
  • this layer may additionally contain elastomers, e.g. a polyacrylate elastomer, for impact modification.
  • this layer can be composed of more than two layers. Not all of these layers necessarily contain methacrylates.
  • Polymethyl methacrylate plastics are generally obtained by free radical polymerization of mixtures containing methyl methacrylate. in the
  • these mixtures contain at least 40% by weight, preferably at least 60% by weight and more preferably at least 80% by weight, based on the weight of the monomers, of methyl methacrylate.
  • these mixtures for the preparation of polymethyl methacrylates may contain further (meth) acrylates which are copolymerizable with methyl methacrylate.
  • the term (meth) acrylates include methacrylates and acrylates as well as mixtures of both. These monomers are well known.
  • compositions to be polymerized may also contain other unsaturated monomers which are copolymerizable with methyl methacrylate and the abovementioned (meth) acrylates.
  • unsaturated monomers such as hexene-1, acrylonitrile; Vinyl ester, like for example, vinyl acetate; Styrene or ⁇ -methylstyrene.
  • these comonomers in an amount of 0 wt .-% to 60 wt .-%, preferably 0 wt .-% to 40 wt .-% and particularly preferably 0 wt .-% to 20 wt .-%, based on the weight of the monomers used, wherein the compounds can be used individually or as a mixture.
  • the PMMA-based first layer used according to the invention may, as already described, contain an impact modifier. A closer one
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVDF is water-repellent and shows even with long-term use almost no algae growth, comparable to biocidal materials.
  • the ratio of poly (meth) acrylate to polyvinylidene fluoride ranges from 1: 0.1 to 1: 1 by weight.
  • the PVDF polymers used in the context of the invention are polyvinylidene fluorides, which are generally transparent, partially crystalline, thermoplastic fluoroplastics. Basic building block for the
  • Polyvinylidene fluoride is vinylidene fluoride, which in high purity water under controlled pressure and temperature conditions by means of a special
  • Catalyst is polymerized to polyvinylidene fluoride.
  • the vinylidene fluoride in turn is accessible, for example, from the base materials hydrogen fluoride and methyl chloroform, via the intermediate chlorodifluoroethane.
  • all types of PVDF available on the market can be used with great success in the context of the invention. These include Kynar ® - types of manufacturer Arkema, Dyneon ® - types of manufacturer Dyneon and Solef ® - types of manufacturer Solvay.
  • the first layer, and optionally the second and / or third layer contains a stabilizer package consisting of a mixture of UV absorbers and UV stabilizers, more preferably consisting of at least one triazine UV absorber and at least one HALS UV stabilizer. Furthermore, further UV absorbers, e.g. Benzotriazoles, be included.
  • light stabilizers are well known and are described in detail, for example, in Hans Zweifel, Plastics Additives Handbook, Hanser Verlag, 5th edition, 2001, p 141 ff. Sunscreens are to be understood as UV absorbers, UV stabilizers and free-radical scavengers.
  • UV absorbers can be selected from the group of substituted benzophenones, salicylic acid esters, cinnamic acid esters, oxalanilides, benzoxazinones, hydroxyphenylbenzotriazoles, triazines or benzylidene malonate.
  • the preferred representative of UV stabilizers / radical scavengers is the group of hindered amines (HALS).
  • the first layer may preferably contain between 0% by weight and 10% by weight, preferably between 0% by weight and 6% by weight and more preferably between 0% by weight and 4% by weight of the benzotriazole type UV absorbers,
  • UV absorbers between 0.1% by weight and 10% by weight, preferably between 0.2% by weight and 5% by weight and more preferably between 0.5% by weight and 3% by weight of the UV absorbers of
  • Triazine type and between 0.1% by weight and 5% by weight, preferably between 0.5% by weight and 3% by weight and more preferably between 0.2% by weight and 2% by weight of the UV stabilizers, preferably UV stabilizers from HALS Type included.
  • UV absorbers and UV stabilizers show over a wide range
  • the Thermoplastic Second Layer is located on one side of the first layer and has the reflective coating on the side opposite the first layer.
  • the second layer is located in a solar reflector made therefrom on the side of the first layer facing away from the sun. In this case one speaks of a backside mirror. In a front mirror, the second layer is on the sun-facing side.
  • the second layer has two compelling properties
  • the second layer together with the PMMA-containing first layer without intermediate layer, such as e.g. an adhesive layer, a sustainable stable laminate to be produced. Furthermore, the second layer must be e.g. with inorganic materials, for the construction of the reflective coating by means of PVD or CVD, without an additional primer layer or
  • the layer must be highly transparent and heat-resistant and preferably have a high flexibility.
  • the reflective coating should have no loss of adhesion over a long period of time.
  • thermoplastic layers of a polyester or polycarbonate are particularly suitable for meeting the conditions mentioned.
  • the usable polyester layers are, in particular, coextruded polyethylene terephthalate (PET) layers.
  • the Reflecting Coating is a functional multi-layer structure shown as a medium PVD and / or CVD, which includes a metal mirror layer, preferably of silver, a silver alloy or aluminum.
  • the metal mirror layer is optional and preferably coated with a second metal layer, for example made of copper or a nickel-chromium alloy. This essentially serves as protection of the metal mirror layer against corrosion, as well as for better adhesion of an optional pressure-sensitive adhesive layer.
  • Silver mirror layers are used for further reflection improvement.
  • This enhancement stack layer structure also acts as an active one
  • Protective layer or Mifgrationssperre against the silver may also act UV-reflective with appropriate design.
  • the metal mirror layer can additionally be equipped with a primer layer for improving the bond on the second layer.
  • a primer layer for improving the bond on the second layer.
  • This is usually a metallic or metal oxide layer.
  • the requirements for the optional third layer are in principle the same as those applied to the second layer.
  • the third layer is preferably applied in the composite form body on the sun-facing side of the first layer.
  • the main purpose is to provide a surface coating with further preferred inorganic coatings, which are not the
  • Coatings are for example - as already stated - to
  • Antisoiling coatings and / or optically functional layers such as
  • anti-reflective or reflection-enhancing layers For example, anti-reflective or reflection-enhancing layers.
  • the third layer may be identical in material or thickness to or different from the second layer.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • Very thin PVDF layers with a layer thickness between 1 ⁇ and 20 ⁇ , preferably between 1 ⁇ and 10 ⁇ can also be realized with a high transparency.
  • Scratch-resistant coatings UV-reflective layers, conductive layers, antisoiling coatings and / or optically functional layers act.
  • scratch-resistant coating is understood in the context of this invention as a collective term for coatings which are used to reduce a
  • These scratch-resistant coatings are e.g. silicon oxide layers applied directly by PVD or CVD.
  • the conductive layers are metal oxide layers, e.g. made of indium tin oxide (usually abbreviated ITO). These have the purpose of preventing electrostatic charges. This has both in the operation of the solar reflectors, e.g. in terms of dusting, as well as in the processing of the composite form of great advantages.
  • ITO has the great advantage of being additionally reflective, especially for radiation in the infrared range.
  • the surface of the coversheet may be provided with an antisoiling coating, so-called anisoiling coating, to facilitate cleaning.
  • This coating can also be applied by means of PVD or CVD.
  • the optically functional layers are preferably reflection-enhancing dielectric layers. These are constructed, for example, of silicon dioxide and titanium dioxide alternating layers. However, it is also possible to use magnesium fluoride, aluminum oxide, zirconium oxide, zinc sulfide or praseodymium titanium oxide. Depending on the structure, these layers can also be used simultaneously
  • organic, in particular polymeric protective layers can be applied to the layers applied by means of PVD by means of extrusion coating, lamination or coating.
  • these layers applied as a lacquer can likewise be scratch-resistant coatings.
  • polysiloxanes such as CRYSTALCOAT TM MP-100 from SDC Techologies Inc., AS 400 - SHP 401 or UVHC3000K, both from Momentive Performance Materials, can be used in particular.
  • These paint formulations are e.g. about rollcoating,
  • the concentration of the solar radiation can be done on the 2-dimensional geometry of a photovoltaic cell, on a Stirling engine or a thermal receiver of a solar arthropod plant. Furthermore, the solar radiation can be concentrated on an absorber tube of a solar thermal collector. For all embodiments, both flat plates, as well as preferred curved shapes can be produced and installed in solar thermal system.
  • the molding can be carried out after the preparation of the concentrators and the subsequent cutting, for example under cold bending or thermoforming, wherein a cold bending process is preferred.
  • the composite moldings according to the invention can also be used for the application of a metal decoration design for decorative purposes. More concrete examples are a firm one
  • the composite moldings according to the invention can be used elsewhere as a reflecting surface, e.g. as a traffic mirror in the context of road traffic control systems.
  • a 4 mm thick composite panel consisting of 3.9 mm PMMA Plexiglas 7 H and 0.1 mm polycarbonate Makroion 2607, is produced by means of adapter coextrusion.
  • the application of the reflective coating by means of a plasma-assisted sputtering process to the polycarbonate side of the composite plate consisting of, in this order, 200 nm Ni / Cr, 100 nm Ag and 5 nm ZAO x (substoichiometric zinc-aluminum oxide).
  • Example 2 Front side plate mirror with improved reflection coating
  • a 4 mm thick composite panel consisting of 3.9 mm PMMA Plexiglas 7 H and 0.1 mm polycarbonate Makroion 2607, is produced by means of adapter coextrusion.
  • the application of the reflective coating by means of a plasma-assisted sputtering process on the polycarbonate side of the composite panel consisting of, in this order, 200 nm Ni / Cr, 100 nm Ag, 0.6 nm ZAO x , 30 nm S1O2 and 20 nm ⁇ 2.
  • Example 2 Analogous to Example 1, however, the production of the 4 mm composite panel is completely made of PMMA Plexiglas 7H without polycarbonate layer. The result is a TSR of 93.4% and a cross-cut adhesion "GT 0", both measured in the initial state, and a complete loss of adhesion of the reflective coating in the "180 0 Peeltest" after 48 h storage in distilled water at 65 ° C.
  • 0.15 mm thick composite foil consisting of 0.125 mm PMMA plexiglass 7 H, which contains 2% CGX 006 and 0.6% Chimasorb 1 19 for the purpose of UV addition, as well as 0,025 mm polycarbonate Makroion 2607, is manufactured by adapter-coextrusion.
  • Plasma-based sputtering process on the polycarbonate side of the composite film consisting of, in this order, 0.5 nm ZAO (zinc-aluminum oxide), 100 nm Ag and 50 nm Cu.
  • a 0.15 mm thick composite film consisting of 0.125 mm PMMA Plexiglas 7 H, which contains 2% CGX 006 and 0.6% Chimasorb 1 19 for the purpose of UV addition, and 0.025 mm polycarbonate Makroion 2607, is produced by means of adapter coextrusion.
  • Plasma-based sputtering process on the polycarbonate side of the composite film consisting of, in this order, 2 nm TiO x (substoichiometric titanium oxide), 140 nm Ag and 50 nm Cu.
  • Comparative Example 2 Backside Foil Mirror Analogous to Example 3, however, the production of the 0.15 mm composite panel is made entirely of PMMA Plexiglas 7H without polycarbonate layer.

Abstract

The invention relates to a composite molded body and to the use thereof for concentrating solar radiation in solar reflectors against the background of ensuring the required reflection of solar radiation (total solar reflection) in the most sustainable manner possible. The invention relates in particular to a novel substrate material and to coating the same by means of a physical and/or vapor deposition process (PVD/CVD process), for example, and to an adhesion-promoting polymeric layer contained in the composite body. The adhesion-promoting layer assures a lastingly bonding coatability of the reflective coating and an extended service life of the composite molded body.

Description

Polymeres Substratmaterial für physikalische und chemische Vapor Deposition-Prozesse, eine haftvermittelnde polymere Schicht enthaltend, und dessen Verwendung zur Herstellung von Konzentratoren solarer Strahlung  A polymeric substrate material for physical and chemical vapor deposition processes, comprising an adhesion-promoting polymeric layer, and the use thereof for the production of concentrators of solar radiation
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen Verbundfornn körper und dessen Anwendung zur FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a composite body and its application to
Konzentration Solarer Strahlung in Solarreflektoren unter dem Hintergrund der möglichst nachhaltigen Gewährleistung der geforderten Reflektion solarer Strahlung (total solar reflection). Concentration of solar radiation in solar reflectors under the background of the most sustainable possible guarantee of the required reflection of solar radiation (total solar reflection).
Insbesondere betrifft die Erfindung ein neuartiges Substratmaterial und dessen Beschichtung mittels z.B. eines Physical und/oder Chemical Vapor Deposition Prozess (PVD/CVD-Prozess), sowie eine im Verbundkörper enthaltene, In particular, the invention relates to a novel substrate material and its coating by means of e.g. a physical and / or chemical vapor deposition process (PVD / CVD process), as well as a contained in the composite body,
haftvermittelnde polymere Schicht. Die haftvermittelnde Schicht gewährleistet dabei eine dauerhaft haftfeste reflektierende Beschichtung und eine Verlängerung der Lebensdauer des Verbundform körpers. Stand der Technik adhesion-promoting polymeric layer. The adhesion-promoting layer ensures a permanently adherent reflective coating and an extension of the life of the composite form body. State of the art
Polymere Verbundform körper in Solarreflektoren nach dem Stand der Technik weisen Nachteile in Bezug auf eine ausreichende Witterungsbeständigkeit und Abbau durch ultraviolette (UV-)Strahlung auf. Insbesondere für Außenanwendungen bestehen jedoch hohe Anforderungen an solche Folien bezüglich Beständigkeit und Resistenz gegenüber UV-Strahlung und sonstigen Witterungseinflüssen. Diese Ansprüche bestehen insbesondere in Hinblick auf Formbeständigkeit, den Polymer composite moldings in prior art solar reflectors have disadvantages in terms of sufficient weatherability and degradation by ultraviolet (UV) radiation. In particular, for outdoor applications, however, there are high demands on such films in terms of resistance and resistance to UV radiation and other weather conditions. These claims are in particular with regard to dimensional stability, the
Reflexionsgrad im sichtbaren bzw. im näheren Infrarot-Spektrum und das äußere Erscheinungsbild. Reflectance in the visible or in the near infrared spectrum and the external appearance.
Das für„Solarthernnie" relevante Wellenlängenspektrum der solaren Strahlung reicht von 300 nm bis 2500 nm. Der Bereich unter 400 nm, insbesondere unter 375 nm sollte zur Verlängerung der Lebensdauer der polymeren Verbundform körper jedoch ausgefiltert werden, so dass der„Wirksame Wellenlängenbereich" von 375 nm bzw. von 400 nm bis 2500 nm bestehen bleibt. Der Reflexionsgrad der Verbundformkörper in der Verwendung als flexible The range of solar radiation relevant for "solar artery" ranges from 300 nm to 2500 nm. However, the range below 400 nm, in particular below 375 nm, should be filtered out to increase the lifetime of the polymeric composite bodies, so that the "effective wavelength range" of 375 nm or from 400 nm to 2500 nm remains. The reflectance of composite moldings in use as flexible
Spiegelfolie wird bestimmt durch die Qualität und die Beständigkeit. Ein solches Laminat kann beispielsweise durch Vakuumbedampfen einer flexiblen Polymerfolie (Trägerfolie) mit einer dünnen Silberschicht hergestellt werden. Begründet durch den gegenüber anderen Metallen besonders hohen Reflexionsgrad im relevanten Mirror foil is determined by the quality and durability. Such a laminate can be produced, for example, by vacuum vapor deposition of a flexible polymer film (carrier film) with a thin silver layer. Based on the particularly high reflectance in the relevant compared to other metals
Wellenlängenbereich ist Silber das für diese Anwendung bevorzugte Metall. Um die polymere Trägerfolie und optional die Silberschicht gegenüber äußeren Einflüssen zu schützen, wird sie zusätzlich mit einer Schutzschicht überzogen. Zweck dieser Schutzschicht, bei der es sich in der Regel um eine Deckfolie zur  In the wavelength range, silver is the preferred metal for this application. In order to protect the polymeric carrier film and optionally the silver layer against external influences, it is additionally coated with a protective layer. Purpose of this protective layer, which is usually a cover sheet for
Oberflächenvergütung handelt, ist der Schutz vor mechanischem Abrieb, Surface treatment is the protection against mechanical abrasion,
Witterungseinflüssen und Abbau durch UV-Strahlung. Weathering and degradation by UV radiation.
In US 4,307,150 wird ein solches Schutzsystem für Aluminiumspiegel beschrieben. Als Trägerfolie wird ein PET-Laminat verwendet, das mit Aluminium bedampft wird und durch Aufkleben einer (Meth)acrylat-Folie gegen Korrosion und Such a protective system for aluminum mirrors is described in US 4,307,150. As a carrier film, a PET laminate is used, which is vapor-deposited with aluminum and by gluing a (meth) acrylate film against corrosion and
Witterungseinflüsse geschützt wird. Ein expliziter UV-Schutz ist nicht berücksichtigt. Weather conditions is protected. An explicit UV protection is not considered.
Eine Silberbedampfung ist gegenüber einer Aluminiumschicht aufgrund des höheren Reflektionsgrades deutlich besser zur Konstruktion solcher Spiegel geeignet. Die Verwendung von Silber wird in US 4,645,714 beschrieben. Silber hat im Prinzip jedoch zwei Nachteile. Zum einen sind insbesondere dünne Silberschichten besonders Korrosionsempfindlich. Aus diesem Grund müssen Schutzschichten bzw. -laminate besonders dicht sein. Andernfalls reichen kleine Löcher oder A silver vaporization is much better suited to the construction of such mirrors than an aluminum layer due to the higher degree of reflection. The use of silver is described in US 4,645,714. Silver, in principle, has two disadvantages. On the one hand, especially thin silver layers are particularly susceptible to corrosion. For this reason, protective layers or laminates must be particularly dense. Otherwise, enough small holes or
unzureichende Dichtigkeit am Rand des Laminats, um eine ungewünschte Oxidation hervorzurufen. Zum anderen haben sowohl Silber als auch Aluminium eine insufficient tightness at the edge of the laminate to cause unwanted oxidation. On the other hand, both silver and aluminum have one
Absorptionslücke im Spektralbereich des ultravioletten Lichts (300 - 400 nm), insbesondere im Bereich um eine Wellenlänge von 320 nm, der ein wichtiger Bestandteil des Sonnenlichts ist. Die Durchlässigkeit ist insbesondere bei sehr dünnen Schichten gegeben. Diese kurzwellige Strahlung ist vor allem bei einer längeren Exposition, wie sie im Anwendungsfeld von Solarspiegeln gegeben ist, schädlich für die Trägerfolie sowie die Silber-Metallspiegelschicht, insbesondere für zumeist verwendete Polyesterfolien oder -laminate bzw. die zur Laminatherstellung verwendeten Kleber. Es kann zur Blasenbildung und damit zur Verformung und zur Reduzierung des Reflektionsgrades kommen. Absorption gap in the spectral range of ultraviolet light (300-400 nm), especially in the range around a wavelength of 320 nm, which is an important part of sunlight. The permeability is given especially in very thin layers. This short-wave radiation is detrimental to the carrier film and the silver-metal mirror layer, especially for mostly used polyester films or laminates or for the production of laminates, especially in the case of prolonged exposure, as is the case in the field of application of solar mirrors used glue. It can lead to blistering and thus to deformation and to reduce the degree of reflection.
Inhibitoren zur Korrosionsvermeidung und UV-Absorptionsreagenzien können zum besseren Schutz in die oben aufgeführte Schutzfolie eingebracht werden. Die zumeist verwendeten Inhibitoren haben jedoch den Nachteil, selbst nur eine verminderte Witterungs- oder sogar UV-Stabilität aufzuweisen und nach einiger Zeit zu Verfärbungen zu führen. Letztere reduzieren jedoch die Reflektion in anderen Spektralbereichen und damit den Wirkungsgrad der Solaranlage. Anticorrosion inhibitors and UV absorption reagents can be incorporated into the protective film listed above for better protection. The most commonly used inhibitors, however, have the disadvantage of exhibiting only reduced weathering or even UV stability and leading to discoloration after some time. However, the latter reduce the reflection in other spectral ranges and thus the efficiency of the solar system.
UV-Absorber dagegen alleine tragen nicht zum Korrosionsschutz der UV absorbers alone do not contribute to the corrosion protection of
Silberbeschichtung bei, sondern verhindern nur eine witterungsbedingte Alterung das Polyesterlaminats. Um einen optimierten Schutz zu erhalten werden demnach beide Komponenten - Inhibitor und UV-Absorber - voneinander getrennt. Silver coating, but prevent weather-related aging of the polyester laminate. In order to obtain optimized protection, both components - inhibitor and UV absorber - are separated from each other.
In US 4,645,714 werden dazu zwei getrennte (Meth)acrylat basierte Beschichtungen aufgetragen. Polymethacrylate weisen gegenüber Polyestern eine deutlich höhere UV-Beständigkeit auf. Dafür können Poly(meth)acrylate aufgrund der thermischen Instabilität sowie Labilität, z.B. gegenüber prozessbedingt emittierten kurzwelligen UV-Strahlen, nicht direkt mittels CVD- oder PVD-Verfahren beschichtet werden. Die äußere enthält den UV-Absorber, die innere den Inhibitor. Durch diesen Aufbau wird die innere durch die äußere Schicht geschützt und es treten in deutlich verringertem Maße Verfärbungen auf. Die Inhibitor-Schicht wird dabei direkt auf der In US Pat. No. 4,645,714, two separate (meth) acrylate-based coatings are applied for this purpose. Polymethacrylates have a significantly higher UV resistance than polyesters. For this, poly (meth) acrylates may be degraded due to thermal instability and lability, e.g. short-wave UV rays emitted due to the process, are not directly coated by means of CVD or PVD processes. The outer contains the UV absorber, the inner contains the inhibitor. By this construction, the inner is protected by the outer layer and it occur to a much reduced extent discoloration. The inhibitor layer is thereby directly on the
Silberbedampfung aufgetragen. Die zweite, den UV-Absorber enthaltende Schicht wiederum über diese erste Schicht. Als Polyesterlaminat wird eine zweischichtige, durch Coextrusion hergestellte PET-Folie verwendet, wobei die eine Schicht ein Gleitmittel zur Verbesserung der Flexibilität enthält und die andere, mit Silber bedampfte Schicht, kein Gleitmittel enthält, um eine möglichst glatte Oberfläche zu gewährleisten. Die nicht beschichtete Seite des Polyesterlaminats wiederum ist mit einem PSA (pressure sensitive adhesive bzw. Haftklebstoff) auf Basis eines  Silver vapor deposition applied. The second layer containing the UV absorber again via this first layer. The polyester laminate used is a two-layer coextruded PET film, one layer containing a lubricant to improve flexibility and the other silver vapor-deposited layer containing no lubricant to ensure the smoothest possible surface. The uncoated side of the polyester laminate in turn is coated with a PSA (pressure sensitive adhesive) based on a
Isooctylacrylat-Acrylamid-Copolymers beschichtet. Diese Beschichtung kann z.B. mit einer siliconbeschichteten Polyesterfolie vor der Verwendung des Spiegellaminats geschützt werden. Die in US 4,645,714 und US 4,307,150 beschrieben (Meth)acrylatbeschichtungen haben beide jedoch den Nachteil, dass sie bei einer Außenanwendung eine verminderte Witterungsstabilität aufweisen und somit für Solaranwendungen im Außenbereich grundsätzlich nur schlecht geeignet sind. Diese Beschichtungen wässern nur sehr schlecht ab, sind nicht abriebsbeständig und haben nur eine sehr begrenzte Beständigkeit gegenüber Luftfeuchtigkeit. Nach Erosion der Isooctyl acrylate-acrylamide copolymer coated. For example, this coating can be protected with a silicone-coated polyester film prior to using the mirror laminate. However, the (meth) acrylate coatings described in US Pat. No. 4,645,714 and US Pat. No. 4,307,150 both have the disadvantage that they have a reduced weathering stability in outdoor use and thus are generally only poorly suited for outdoor solar applications. These coatings are very poor at watering, abrasion resistant, and have very limited resistance to atmospheric moisture. After erosion of the
Poly(meth)acrylatbeschichtung kann es dann zur beschriebenen Abbau des Poly (meth) acrylate coating can then be used for the described degradation of the
Polyesterlaminats kommen. Um dieses Problem zu umgehen, wird in US 5,1 18,540 eine abriebsfeste und feuchtigkeitsbeständige Folie auf Basis von Fluorkohlenstoff- Polymeren aufgeklebt. Sowohl das UV-Absorptionsreagenz als auch der Korrosions- Inhibitor sind Bestandteil der Klebschicht, mit der die Folie mit der Metalloberfläche der bedampften Polyesterträgerfolie verbunden ist. Dabei kann die Klebschicht wiederum analog zu der oben ausgeführten (Meth)acrylat Doppelbeschichtung aus zwei verschiedenen Schichten bestehen, um Korrosions-Inhibitor und UV- Absorptionsreagenz voneinander zu trennen. Polyester laminate come. To avoid this problem, US Pat. No. 5,118,540 adheres an abrasion-resistant and moisture-resistant film based on fluorocarbon polymers. Both the UV absorption reagent and the corrosion inhibitor are part of the adhesive layer with which the film is connected to the metal surface of the vapor-deposited polyester support film. The adhesive layer may again consist of two different layers, analogously to the above-described (meth) acrylate double coating, in order to separate the corrosion inhibitor and the UV absorption reagent from one another.
In WO 2007/076282 wird dagegen eine alternative Struktur zum besseren Schutz der Silberbeschichtung aufgeführt. Die PET-Trägerfolie wird nicht mehr auf der In contrast, WO 2007/076282 mentions an alternative structure for better protection of the silver coating. The PET carrier film is no longer on the
Oberfläche, sondern auf der dem Licht abgewandten Seite mit Silber bedampft. Auf der anderen Seite der PET-Folie wird eine Poly(meth)acrylat Schutzfolie aufgeklebt, die mit UV-Absorptionsreagenzien ausgestattet ist. Hierfür wird eine Klebschicht benötigt, die zwei weitere nachteilige Schichtgrenzflächen bewirkt. Zusätzliche Schichtgrenzflächen bewirken wiederum ein höheres Risiko einer Delamination des Folienverbundes, sowie eine Verringerung der Präzision der Konzentration Solarer Strahlung. Weiterhin ist das Verfahren mit den Schritten Herstellung PET-Trägerfolie, Bedampfen, Herstellung Poly(meth)acrylatfolie und Laminieren aufwendig und somit aus ökonomischer Sicht wenig sinnvoll. Die Rückseite der Silberbedampfung kann entweder direkt mit einem Haftkleber (PSA) versehen werden oder zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit auf der Rückseite und zur besseren Haftung des PSA mit einer zusätzlichen Kupferschicht bedampft werden. Aufgrund dessen besteht ein großes Interesse an PMMA basierten Trägermaterialien für Verbundformkörper, die unmittelbar mittels CVD oder PVD nachhaltig haftfest beschichtbar sind. Surface, but vaporized on the side facing away from the light with silver. On the other side of the PET film, a poly (meth) acrylate protective film is attached, which is equipped with UV absorption reagents. For this purpose, an adhesive layer is required, which causes two further disadvantageous layer interfaces. Additional layer interfaces in turn cause a higher risk of delamination of the film composite, as well as a reduction in the precision of the concentration of solar radiation. Furthermore, the process with the steps of producing PET carrier film, vapor deposition, production of poly (meth) acrylate film and lamination is complicated and therefore makes little sense from an economic point of view. The reverse side of the silver vaporization can either be provided directly with a pressure-sensitive adhesive (PSA) or coated with an additional layer of copper to improve the corrosion resistance on the back and for better adhesion of the PSA. Because of this, there is a great interest in PMMA-based support materials for composite molded bodies, which are permanently adherently adherently coated by means of CVD or PVD.
Begründet durch die Labilität des PMMA gegenüber hohen Temperaturen sowie sehr kurzwelligen UV-Strahlen mit Wellenlängen kleiner als die der solaren Strahlung, wie sie z.B. bei Sputterprozessen entstehen, ist eine nachhaltig haftfeste Due to the lability of the PMMA to high temperatures as well as very short-wave UV rays with wavelengths smaller than that of solar radiation, as e.g. arise during sputtering, is a sustainable adhesion
Direktbeschichtung bei Verwendung von PMMA Trägermaterialien nicht möglich. Aufgrund dieser thermischen Instabilität würde ein Abbau der PMMA-Grenzschicht erfolgen, der wiederum die Bildung flüssiger oder gasförmiger Abbauprodukte innerhalb dieser, für die erfolgreiche Ausführung einer haftfesten Beschichtung wesentlichen, Grenzfläche zur Folge hätte. Die benötigte nachhaltige optische Qualität der Verbundformkörper wäre für eine Solarspiegelanwendung, aufgrund Haftungsdefiziten sowie Delaminationserscheinungen, nicht weiter erreichbar. Das gleiche gilt für haftvermittelnde Schichten, die z.B. mittels CVD oder PVD zwischen Trägerschicht und der reflektierenden (Spiegels) Schicht appliziert werden. Direct coating is not possible when using PMMA substrates. Due to this thermal instability, degradation of the PMMA interface would occur, which in turn would result in the formation of liquid or gaseous degradation products within this interface, which is essential for the successful performance of an adherent coating. The required sustained optical quality of the composite molded articles would not be attainable for a solar mirror application due to liability deficits and delamination phenomena. The same applies to adhesion-promoting layers, which are e.g. be applied by CVD or PVD between the support layer and the reflective (mirror) layer.
Es gibt eine steigende Nachfrage nach Verbundform körpern, die die bestehenden Anforderungen an die Langlebigkeit bzw. den Performanceerhalt der etablierten Verbundformkörper deutlich übertreffen. There is an increasing demand for composite moldings which clearly exceed the existing demands on the longevity or performance preservation of the established composite moldings.
Aufgabe task
Es bestand die Aufgabe, einen neuartigen Verbundformkörper für Solarreflektoren mit gegenüber dem Stand der Technik verbesserten oder zumindest gleichwertigen optischen Eigenschaften, einer möglichst geringen Zahl von Schichtgrenzflächen sowie einer verbesserten Witterungsbeständigkeit und optischen Performance, insbesondere in Hinblick auf eine Langzeitanwendung, zur Verfügung zu stellen. Unter Langzeitanwendung wird hier insbesondere eine Anwendung über einen Zeitraum von mehr als 10 Jahre, insbesondere mehr als 15 Jahren, besonders bevorzugt mehr als 20 Jahren unter besonders starker Sonnenbestrahlung The object was to provide a novel composite molded article for solar reflectors with improved or at least equivalent optical properties, the lowest possible number of layer interfaces and improved weathering resistance and optical performance, especially with regard to long-term use. Under long-term use is here in particular an application over a period of more than 10 years, especially more than 15 years, more preferably more than 20 years under particularly strong sunlight
verstanden. Des Weiteren bestand die Aufgabe, dass der Verbundfornn körper für Solarreflektoren unter besonders starker Sonnenbestrahlung, wie sie z.B. in der Sahara oder im Südwesten der USA vorkommt, für lange Zeit stabil bleibt. Understood. Furthermore, the object was that the composite body for solar reflectors under particularly strong sunlight, as it occurs, for example, in the Sahara or in the southwestern United States, remains stable for a long time.
Dies gilt insbesondere betreffend der Eigenbeständigkeit und Filtereffizienz der der Oberflächenvergütungsschicht dieser Verbundform körper gegenüber dem UV- Wellenlängenspektrum zwischen 300 nm und 400 nm. This is especially true regarding the intrinsic resistance and filter efficiency of the surface layer of this composite form body against the UV wavelength spectrum between 300 nm and 400 nm.
Es bestand darüber hinaus die Aufgabe, einen Verbundform körper für There was also the task of a composite form of body for
Solarreflektoren zur Verfügung zu stellen, der einfach und kosteneffizient To provide solar reflectors that are simple and cost effective
herzustellen und weiterzuverarbeiten ist. Insbesondere bestand die Aufgabe, ein einfach herzustellendes, möglichst wenige Schichten aufweisendes System auf Basis von PMMA herzustellen. produce and process is. In particular, the object was to produce an easy to manufacture, as few layers exhibiting system based on PMMA.
Darüber hinaus soll der beschriebene Verbundform körper möglichst In addition, the composite body described as possible
feuchtigkeitsstabile, abrasionsfeste sowie Schmutz abweisende Eigenschaften aufweisen have moisture-resistant, abrasion-resistant and dirt-repellent properties
Lösung solution
Vor dem Hintergrund des Standes der Technik und den dort beschriebenen für Langzeitanwendungen nur mangelhaften technischen Lösungen, gelingt es in der vorliegenden Erfindung auf eine für den Fachmann nicht ohne weiteres absehbare Weise, einen bis zur Metallschicht transparenten Verbundform körper mit Against the background of the prior art and the described there for long-term applications only inadequate technical solutions, succeeds in the present invention in a manner not readily foreseeable for the skilled artisan, transparent to the metal layer composite form body
verbesserter Witterungsstabilität und einer über einen langen Zeitraum stabilen guten solaren Reflektion bereitzustellen, der darüber hinaus gegenüber dem Stand der Technik über eine besonders geringe Zahl von Schichten und damit verbunden wenigen, potentiell störenden Schichtgrenzflächen verfügt. improved weathering stability and a long-term stable stable solar reflection to provide over the prior art over a particularly small number of layers and associated few, potentially disturbing layer interfaces.
Insbesondere wurde überraschend ein Verbundform körper gefunden, der einerseits größtenteils aus PMMA bestehen kann und damit die großen Vorteile des PMMA aufweist und andererseits mindestens eine mittels PVD aufgetragene, insbesondere mehrere mittels PVD und eventuell CVD aufgetragene Schichten aufweist. In particular, a composite form body was surprisingly found, on the one hand can largely consist of PMMA and thus has the great advantages of PMMA and on the other hand at least one applied by PVD, in particular has multiple layers applied by PVD and possibly CVD.
Überraschend wurde gefunden, dass ein solcher Verbundformkörper, ohne eine Klebschicht aufzuweisen, realisierbar ist, wenn zwischen der PMMA-Schicht und den PVD- bzw. CVD-Schichten eine zweite und optional auf der anderen Seite der PMMA-Schicht eine dritte Schicht befindet. Dadurch ist es insbesondere Surprisingly, it has been found that such a composite molded article, without having an adhesive layer, can be realized if there is a second layer between the PMMA layer and the PVD or CVD layers and optionally a third layer on the other side of the PMMA layer. This makes it special
überraschend möglich, PMMA-Formkörper nachhaltig haftfest mittels PVD bzw. CVD zu beschichten und somit einen Verbundform körper hoher optischer Qualität zu realisieren. Auf diese Weise wird ein effizienter und zudem nachhaltiger Einsatz von PMMA in hochwertigen bzw. hochbeanspruchten Anwendungen, z.B. als Surprisingly, it is possible to coat PMMA molded articles with lasting adhesion by means of PVD or CVD, and thus to realize a composite mold of high optical quality. In this way, efficient and sustainable use of PMMA in high-end applications, e.g. when
Solarspiegel zur Konzentration solarer Strahlung im Wüstenklima, ermöglicht. Solar mirror for the concentration of solar radiation in the desert climate, allows.
PMMA hat Bezug nehmend auf die vorgesehenen Anwendungen, ein besonders attraktives Eigenschaftsprofil. So weist PMMA eine exzellente PMMA has a particularly attractive property profile with regard to the intended applications. So PMMA has an excellent
Witterungsbeständigkeit, hervorragende optische Eigenschaften und eine Weather resistance, excellent optical properties and a
ausgeprägte Schutzwirkung gegenüber einer reflektierenden Beschichtung auf. pronounced protective effect against a reflective coating.
Dabei ist die Produktion von Folien oder Platten zu moderaten Herstellkosten ermöglicht. The production of films or plates at moderate production costs is possible.
Gelöst wird die Aufgabe durch Bereitstellung eines neuartigen Verbundform körpers zur Konzentration Solarer Strahlung in Solarreflektoren. Dieser Verbundformkörper besteht mindestens aus folgenden zwei oder drei Schichten: - eine erste Schicht, die zu mehr als 50 Gew% aus PMMA oder einer PMMA- haltigen Polymermischung besteht, The object is achieved by providing a novel composite form body for concentrating solar radiation in solar reflectors. This composite molding comprises at least the following two or three layers: a first layer which consists of more than 50% by weight of PMMA or a polymer mixture containing PMMA,
- eine direkt ohne Zwischenschicht auf einer Seite der ersten Schicht  - One directly without interlayer on one side of the first layer
aufgebrachte zweite Schicht aus Polycarbonat oder einem Polyester,  applied second layer of polycarbonate or a polyester,
- eine optionale dritte Schicht aus einem Fluorpolymer, Polycarbonat oder  an optional third layer of a fluoropolymer, polycarbonate or
einem Polyester, die sich auf der anderen Seite der ersten Schicht befindet, a polyester located on the other side of the first layer,
- und einer reflektierenden Beschichtung, die direkt auf die der ersten Schicht gegenüberliegende Seite der zweiten Schicht aufgebracht ist und dabei mittels PVD oder CVD in den Verbundform körper integriert wurde. Bevorzugt haben die einzelnen Schichten des erfindungsgemäßen - And a reflective coating, which is applied directly to the first layer of the opposite side of the second layer and was integrated by means of PVD or CVD body in the composite form. Preferably, the individual layers of the invention
Verbundformkörper folgende Schichtdicken: Die erste Schicht hat eine Dicke zwischen 6 μηη und 10 cm, bevorzugt zwischen 25 μιτι und 25 mm. Besonders bevorzugt gibt es zwei verschiedene Ausführungsformen. Ein Verbundformkörper in Form einer flexiblen Folie hat eine bevorzugte Schichtdicke der ersten Schicht zwischen 6 μιτι und 500 μιτι. Der zweite mögliche Verbundformkörper in Form einer Platte hat eine bevorzugte Schichtdicke der ersten Schicht zwischen 500 μιτι und 10 cm. Composite molding the following layer thicknesses: The first layer has a thickness between 6 μηη and 10 cm, preferably between 25 μιτι and 25 mm. Particularly preferably, there are two different embodiments. A composite molding in the form of a flexible film has a preferred layer thickness of the first layer between 6 μιτι and 500 μιτι. The second possible composite shaped body in the form of a plate has a preferred layer thickness of the first layer between 500 μm and 10 cm.
Die zweite Schicht hat in der Regel eine Dicke zwischen 0,4 μιτι und 2 cm, bevorzugt zwischen 0,5 und 500 μιτι, besonders bevorzugt zwischen 1 und 400 μιτι und insbesondere bevorzugt zwischen 10 und 250 μιτι. Für die optionale dritte Schicht gelten die gleichen bevorzugten Bereiche der möglichen Schichtdicken wie für die zweite Schicht. Dabei können die zweite und die dritte Schicht gleichdick sein oder verschiedene Stärken aufweisen. Für die bevorzugte Ausführungsform des Verbundform körpers als Folie zeigen die zweite und die optionale dritte Schicht Dicken jeweils zwischen 0,5 und 500 μιτι. Für die gleichfalls bevorzugte Ausführungsform als Platte jeweils eine Dicke zwischen 10 μιτι und 2 cm. The second layer generally has a thickness between 0.4 μm and 2 cm, preferably between 0.5 and 500 μm, more preferably between 1 and 400 μm, and particularly preferably between 10 and 250 μm. For the optional third layer, the same preferred ranges of possible layer thicknesses apply as for the second layer. In this case, the second and the third layer may be the same thickness or have different thicknesses. For the preferred embodiment of the composite form body as a film, the second and the optional third layer thicknesses each between 0.5 and 500 μιτι. For the equally preferred embodiment as a plate in each case a thickness between 10 μιτι and 2 cm.
Weiterhin sind insbesondere Verbundformkörper bevorzugt, in denen die erste Schicht dicker ist als die zweite und die optional dritte Schicht. Furthermore, in particular composite shaped bodies are preferred in which the first layer is thicker than the second and the optional third layer.
Der erfindungsgemäße Verbundformkörper kann neben der reflektierenden The composite molding according to the invention, in addition to the reflective
Beschichtung weitere mittels PVD oder CVD aufgetragene Beschichtungen aufweisen. Diese können sich direkt auf der reflektierenden Beschichtung und/oder auf der dritten Schicht befinden. Weiterhin kann es sich jeweils um mehrere Coating further coated by PVD or CVD coatings have. These may be located directly on the reflective coating and / or on the third layer. Furthermore, it can each be several
Schichten mit unterschiedlichen Funktionen handeln. Bei den weiteren Schichten kann es sich beispielsweise um Kratzfestbeschichtungen, UV-Reflektionsschichten, leitfähige Schichten, Antisoiling-Beschichtungen und/oder optisch funktionelle Schichten handeln. Bei den optisch funktionellen Schichten wiederum handelt es sich bevorzugt um reflektionserhöhende Schichten. Darüber hinaus können die mittels PVD oder CVD aufgebrachten Schichten mit einer zusätzlichen Schutzschicht versehen sein. Bei diesen Schutzschichten kann es sich neben den mittels PVD oder CVD aufgetragenen Schichten auch um Lacke auf Polymerbasis, Harzbasis oder Sol/Gel-Basis handeln. Die Schutzschichten können als Lösung, Reaktivharz mit anschließender Aushärtung, durch Lamination einer entsprechenden Schutzfolie oder durch Extrusionsbeschichtung aufgetragen werden. Acting layers with different functions. The further layers can be, for example, scratch-resistant coatings, UV reflection layers, conductive layers, antisoiling coatings and / or optically functional layers. In turn, the optically functional layers are preferably reflection-enhancing layers. In addition, the layers applied by means of PVD or CVD can be provided with an additional protective layer. In addition to the layers applied by means of PVD or CVD, these protective layers can also be polymer-based, resin-based or sol / gel-based paints. The protective layers can be applied as a solution, reactive resin with subsequent curing, by lamination of a corresponding protective film or by extrusion coating.
Gleichfalls zu den Verbundform körpern ist das Verfahren zu deren Herstellung Teil der vorliegenden Erfindung. Dieses Verfahren besteht insbesondere aus folgenden drei bis vier Verfahrensschritten: In einem ersten Verfahrensschritt wird die erste Schicht mittels Extrusion hergestellt. Die Herstellung erfolgt dabei insbesondere mittels Extrusion durch eine Likewise to the composite form bodies, the process for their preparation is part of the present invention. This process consists in particular of the following three to four process steps: In a first process step, the first layer is produced by means of extrusion. The preparation takes place in particular by means of extrusion through a
Breitschlitzdüse wie bei der Flachfolienextrusion, eine Blasfolienextrusion oder mittels Lösungsgießen. Slot die as in flat film extrusion, blown film extrusion or solution casting.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird die erste Schicht mittels In a second method step, the first layer by means of
Extrusionsbeschichtung mit der zweiten Schicht versehen. Bevorzugt erfolgen beide Verfahrensschritte mittels Coextrusion simultan. Alternativ kann die Herstellung dieses Zweischichtverbundes auch mittels kleberfreier Lamination oder späterer Extrusionsbeschichtung der ersten Schicht mit der zweiten Schicht erfolgen. Extrusion coating provided with the second layer. Preferably, both process steps are carried out simultaneously by means of coextrusion. Alternatively, the production of this two-layer composite can also be effected by means of adhesive-free lamination or later extrusion coating of the first layer with the second layer.
In einem dritten optionalen Verfahrensschritt wird dieser Zweischichtverbund mit der dritten Schicht verbunden. Auch dies kann simultan mittels Coextrusion aller drei Schichten oder gleichfalls durch eine spätere Extrusionsbeschichtung oder klebfreie Lamination erfolgen. Es ist auch ein Verfahren durchführbar, in dem erst ein Verbund aus erster und dritter Schicht mittels Coextrusion hergestellt wird und dieser Verbund anschließend mittels Extrusionsbeschichtung oder klebfreier Lamination mit der zweiten Schicht verbunden wird. In a third optional method step, this two-layer composite is joined to the third layer. This can also be done simultaneously by coextrusion of all three layers or likewise by a subsequent extrusion coating or tack-free lamination. It is also a method feasible, in which only a composite of the first and third layer is prepared by coextrusion and this composite is then connected by means of extrusion coating or tack-free lamination with the second layer.
In einem dritten bzw. vierten Verfahrensschritt schließlich wird auf die zweite Schicht eine reflektierende Beschichtung mittels einer Gasphasenabscheidung aufgebracht. Bei der Gasphasenabscheidung handelt es sich bevorzugt um eine PVD (physical vapor deposition; physikalische Gasphasenabscheidung) oder eine CVD (chemical vapor deposition; chemische Gasphasenabscheidung). Finally, in a third or fourth method step, a reflective coating is applied to the second layer by means of a vapor deposition. The vapor phase deposition is preferably a PVD (physical vapor deposition) or a CVD (chemical vapor deposition).
Bei PVD handelt es sich um den Sammelbegriff für verschiedene physikalische Gasphasenabscheidungsverfahren. Allen diesen Verfahren ist grundsätzlich gemein, dass es sich um vakuumbasierte Beschichtungsverfahren zur Realisierung PVD is the generic term for various physical vapor deposition processes. All these processes have in common that they are vacuum-based coating processes for the realization
insbesondere dünner Schichten handelt, und dass das Ausgangsmaterial mittels physikalischer Prozesse in eine Gasphase überführt und anschließend auf einem Substrat als Beschichtung durch Kondensation oder Resublimieren abgeschieden wird. Die Führung auf die Substratoberfläche erfolgt in der Regel balistisch oder entlang eines elektrischen Feldes. Typische Arbeitsdrücke liegen dabei in der Regel zwischen 10"4 Pa und 10 Pa. Eine besondere Oberflächenqualität der Beschichtung erfolgt zumeist durch die an der Substratoberfläche noch stattfindende Diffusion der abgeschiedenen Teilchen. Mittels PVD lassen sich nicht nur reine Metalle in particular thin layers, and that the starting material is transferred by means of physical processes in a gas phase and then deposited on a substrate as a coating by condensation or resublimation. The guide to the substrate surface is usually balistic or along an electric field. Typical working pressures are generally between 10 "4 Pa and 10 Pa. A particular surface quality of the coating is usually carried out by the still taking place at the substrate surface diffusion of the deposited particles. PVD agent can not only pure metals
abscheiden, sondern auch, z.B. durch Zuführung von Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenwasserstoffe, Oxide, Nitride oder Carbide realisieren. Die Überführung in die Gasphase kann rein thermisch oder mittels Elektronenstrahl-, Laserstrahl- oder Lichtbogenverdampfen erfolgen. but also, e.g. by supplying oxygen, nitrogen or hydrocarbons, oxides, nitrides or carbides realize. The conversion into the gas phase can be carried out purely thermally or by electron beam, laser beam or arc evaporation.
Eine zweite, besonders bevorzugte Gruppe neben den Verdampfungsverfahren, stellt das so genannte Sputtern bzw. die Sputterdeposition dar. Beim Sputtern bzw. Kathodenzerstäuben wird das Ausgangsmaterial mittels lonenbeschuss in die Gasphase überführt. Varianten des Sputterns sind die IBAD (ion beam assisted deposition bzw. ionenstrahlgestützte Deposition), mittels derer insbesondere A second, particularly preferred group in addition to the evaporation process, is the so-called sputtering or Sputterdeposition. During sputtering or cathode sputtering, the starting material is transferred by means of ion bombardment in the gas phase. Variants of sputtering are the IBAD (ion beam assisted deposition or ion beam assisted deposition), by means of which in particular
Ordnungseffekte innerhalb der Schicht bewirkt werden können, das Order effects within the layer can be effected, the
Magnetronsputtern und das lonenstrahlsputtern. Eine weitere, besonders geeignete PVD-Technik stellt die ICB-Technik (ionized düster beam) dar. Magnetron sputtering and ion beam sputtering. Another particularly suitable PVD technique is the ionized dark beam (ICB) technique.
Bei der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) handelt es sich im Gegensatz zur PVD um ein Verfahren, bei dem die Abscheidung eines Feststoffs unter Chemical vapor deposition (CVD), in contrast to PVD, is a process in which the deposition of a solid under
Schichtbildung durch eine chemische Reaktion in der Gasphase oder an der Substratoberfläche erfolgt. In der Regel haben die Rohstoffe, die für diese chemische Reaktion eingesetzt werden eine deutlich niedrigere Verdampfungstemperatur als die in der chemischen Reaktion gebildete Substanz. Mittels Durchführung bei sehr vermindertem Druck, wie z.B. zwischen 1 und 1000 Pa, wird eine Reaktion an der Substratoberfläche gegenüber einer Reaktion in der Gasphase, die wiederum zur unerwünschten Partikelbildung führen würde, bevorzugt. Die Abscheidungsrichtung kann parallel zum PVD-Prozess balistisch erfolgen bzw. durch ein elektrisches bzw. magnetisches Feld beeinflusst werden. Eine erfindungsgemäß besonders geeignete Variante der CVD stellt die PECVD (plasma enhanced CVD), die bei niedrigeren Temperaturen durchgeführt werden kann, und bei der es sich um ein Film formation by a chemical reaction in the gas phase or at the Substrate surface occurs. In general, the raw materials used for this chemical reaction have a significantly lower evaporation temperature than the substance formed in the chemical reaction. By carrying out at a very reduced pressure, such as between 1 and 1000 Pa, a reaction at the substrate surface is preferred to a reaction in the gas phase, which in turn would lead to undesired particle formation. The deposition direction can be performed balistically parallel to the PVD process or influenced by an electric or magnetic field. A variant of CVD which is particularly suitable according to the invention provides the PECVD (plasma enhanced CVD), which can be carried out at lower temperatures, and which is a
Direktplasmaverfahren handelt, dar. Eine noch schonendere Variante stellt das RPECD (remote plasma enhanced CVD) dar. Bei dieser Variante sind Plasma und Substrat räumlich voneinander getrennt.  An even more gentle variant is the RPECD (remote plasma enhanced CVD). In this variant, the plasma and the substrate are spatially separated from each other.
CVD spielt erfindungsgemäß eine Rolle bei der Abscheidung weiterer Schichten auf der mittels PVD erzeugten reflektierenden Beschichtung und/oder auf der optionalen dritten Schicht. Die Abscheidung dieser weiteren Schichten kann alternativ auch mittels PVD erfolgen. Erfindungsgemäß können mehrere Schichten auch teilweise mittels CVD und teilweise mittels PVD erzeugt werden. According to the invention, CVD plays a role in the deposition of further layers on the PVD-produced reflective coating and / or on the optional third layer. The deposition of these further layers can alternatively also be effected by means of PVD. According to the invention, several layers can also be partially produced by means of CVD and partly by means of PVD.
Der erfindungsgemäße, neuartige PMMA-basierende Verbundformkörper für The inventive, novel PMMA-based composite molding for
Solarreflektoren weist folgende Eigenschaften, in Kombination als Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, besonders in Hinblick auf optische Eigenschaften, auf: Solar reflectors have the following properties, in combination as an advantage over the prior art, especially with regard to optical properties, on:
- Vermeidung nachteiliger Schichtgrenzflächen aufgrund der Herstellung des Verbundform körpers ohne Einbeziehung weiterer Schichten, wie z.B. Kleberschichten, zwischen dem PMMA-Trägermaterial und der reflektierenden Beschichtung Avoidance of disadvantageous layer interfaces due to the manufacture of the composite mold without the inclusion of further layers, e.g. Adhesive layers, between the PMMA substrate and the reflective coating
- Darstellung eines Verbundform körpers nachhaltig hoher optischer Qualität - Representation of a composite mold body sustainably high optical quality
- Effizienter und zudem nachhaltiger Einsatz von PMMA in hochwertigen bzw. hochbeanspruchten Anwendungen, z.B. als Solarspiegel zur Konzentration solarer Strahlung im Wüstenklima - Efficient and sustainable use of PMMA in high-quality or sustainable highly stressed applications, eg as a solar mirror for the concentration of solar radiation in the desert climate
Der transparente Anteil des erfindungsgemäßen Verbundform körpers ist zudem besonders farbneutral und trübt sich bei Feuchtigkeitseinfluß nicht ein. Der The transparent portion of the composite mold body according to the invention is also particularly neutral in color and does not cloud when exposed to moisture. Of the
Verbundform körper zeigt zudem eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit und, bei optionaler Ausstattung mit einer Fluorpolymer-Oberfläche und/oder einer Composite molded body also shows excellent weatherability and, with optional equipment with a fluoropolymer surface and / or a
Kratzfestausrüstung, eine sehr gute Chemikalienbeständigkeit, beispielsweise gegen sämtliche handelsübliche Reinigungsmittel. Auch diese Aspekte tragen zum Erhalt der solaren Reflektion über einen langen Zeitraum bei. Gleichfalls ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundform körper zur Konzentration solarer Strahlung Teil der vorliegenden Erfindung. Auch die mit den Verbundform körpern hergestellten langlebigen Solarreflektoren sind Teil der vorliegenden Erfindung. Insbesondere die Verbundformkörper enthaltenden Scratch-resistant equipment, a very good chemical resistance, for example, against all commercial cleaning products. These aspects also contribute to maintaining solar reflection over a long period of time. Likewise, the use of the composite form of the invention for concentrating solar radiation is part of the present invention. The long-lived solar reflectors produced with the composite form part of the present invention. In particular, the composite molding containing
Solarreflektoren, deren solare Reflektion innerhalb von 10 Jahren um maximal 8%, bevorzugt um maximal 5% und besonders bevorzugt um maximal 3% abnimmt. Das erfindungsgemäße Material kann so auch über einen sehr langen Zeitraum von mindestens 10 Jahren, bevorzugt sogar mindestens 15 Jahren, besonders bevorzugt mindestens 20 Jahren an Orten mit besonders vielen Sonnenstunden und besonders intensiver Sonnenstrahlung, wie z.B. im Südwesten der USA oder der Sahara in Sonnenreflektoren eingesetzt werden. Solar reflectors whose solar reflection within 10 years by a maximum of 8%, preferably by a maximum of 5% and more preferably by a maximum of 3% decreases. The material according to the invention can thus also have a very long period of at least 10 years, preferably even at least 15 years, more preferably at least 20 years in places with particularly many hours of sunshine and particularly intense solar radiation, such as. used in the southwestern United States or the Sahara in solar reflectors.
Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße Verbundform körper besonders In addition, the composite form of the invention is particularly body
feuchtigkeitsstabil. Somit zeigt dieser nicht die bekannte Anfälligkeit für Delamination einer reflektierenden Beschichtung von der PMMA-Schicht unter Feuchteeinfluss. PMMA und die reflektierende Beschichtung besitzen unterschiedliche Koeffizienten der thermischen und hygroskopischen Expansion, so dass, bei Anwesenheit von Feuchtigkeit, aufgrund eben dieser unterschiedlichen Expansionskoeffizienten, bekanntermaßen die Adhäsion zwischen der reflektierenden Beschichtung und PMMA reduziert wird und somit performance-abträgliche moisture-stable. Thus, this does not show the known susceptibility to delamination of a reflective coating from the PMMA layer under the influence of moisture. PMMA and the reflective coating have different coefficients of thermal and hygroscopic expansion, so that, in the presence of moisture, due to these very different coefficients of expansion, the adhesion between the reflective coating and PMMA is known to be reduced and thus performance-detrimental
Delaminationserscheinungen auftreten würden. Dieser Nachteil wurde durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Verbundform körpers beseitigt. Detaillierte Beschreibung des Schichtenaufbaus des erfindungsgemäßen Delamination phenomena would occur. This disadvantage has been eliminated by the inventive structure of the composite form body. Detailed description of the layer structure of the invention
Verbundformkörpers Composite molding
Die PMMA-haltiqe erste Schicht Bei der erfindungsgemäß ersten Schicht handelt es sich zu mindestens 50 Gew%, bevorzugt zu mindestens 80 Gew% um eine Schicht aus PMMA oder eine PMMA- haltige Polymermischung. Mit der Formulierung PMMA- bzw. PMMA-haltige Schicht ist die Schicht jedoch weder auf reine Methylmethacrylatzusammensetzungen noch einen einschichtigen Aufbau eingeschränkt. Vielmehr kann das PMMA in der ersten Schicht Comonomere, bei denen es sich nicht unbedingt um Methacrylate handeln muss, enthalten. Auch kann diese Schicht aus Blends verschiedener Kunststoffe, die nicht alle Methacrylate enthalten müssen, zusammengesetzt sein. Diese Schicht kann beispielsweise zusätzlich Elastomere, z.B. ein Polyacrylat-Elastomer, zur Schlagzähmodifizierung aufweisen. Darüber hinaus kann diese Schicht aus mehr als zwei Schichten zusammengesetzt sein. Von diesen Schichten müssen nicht alle zwingend Methacrylate enthalten. The PMMA-containing First Layer The first layer according to the invention is at least 50% by weight, preferably at least 80% by weight, of a layer of PMMA or a PMMA-containing polymer mixture. However, with the formulation PMMA or PMMA-containing layer, the layer is not restricted to pure methyl methacrylate compositions or a single-layer structure. Rather, the PMMA in the first layer may contain comonomers, which need not necessarily be methacrylates. Also, this layer of blends of various plastics, which need not contain all methacrylates, be composed. For example, this layer may additionally contain elastomers, e.g. a polyacrylate elastomer, for impact modification. In addition, this layer can be composed of more than two layers. Not all of these layers necessarily contain methacrylates.
Polymethylmethacrylat-Kunststoffe werden im Allgemeinen durch radikalische Polymerisation von Mischungen erhalten, die Methylmethacrylat enthalten. Im Polymethyl methacrylate plastics are generally obtained by free radical polymerization of mixtures containing methyl methacrylate. in the
Allgemeinen enthalten diese Mischungen mindestens 40 Gew%, vorzugsweise mindestens 60 Gew% und besonders bevorzugt mindestens 80 Gew%, bezogen auf das Gewicht der Monomere, Methylmethacrylat. Daneben können diese Mischungen zur Herstellung von Polymethylmethacrylaten weitere (Meth)acrylate enthalten, die mit Methylmethacrylat copolymerisierbar sind. Der Ausdruck (Meth)acrylate umfasst Methacrylate und Acrylate sowie Mischungen aus beiden. Diese Monomere sind weithin bekannt. In general, these mixtures contain at least 40% by weight, preferably at least 60% by weight and more preferably at least 80% by weight, based on the weight of the monomers, of methyl methacrylate. In addition, these mixtures for the preparation of polymethyl methacrylates may contain further (meth) acrylates which are copolymerizable with methyl methacrylate. The term (meth) acrylates include methacrylates and acrylates as well as mixtures of both. These monomers are well known.
Neben den zuvor dargelegten (Meth)acrylaten können die zu polymerisierenden Zusammensetzungen auch weitere ungesättigte Monomere aufweisen, die mit Methylmethacrylat und den zuvor genannten (Meth)acrylaten copolymerisierbar sind. Hierzu gehören unter anderem 1 -Alkene, wie Hexen-1 , Acrylnitril; Vinylester, wie beispielsweise Vinylacetat; Styrol oder α-Methylstyrol. Im allgemeinen werden diese Comonomere in einer Menge von 0 Gew.-% bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 0 Gew.-% bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt 0 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, eingesetzt, wobei die Verbindungen einzeln oder als Mischung verwendet werden können. In addition to the (meth) acrylates set out above, the compositions to be polymerized may also contain other unsaturated monomers which are copolymerizable with methyl methacrylate and the abovementioned (meth) acrylates. These include, inter alia, 1-alkenes, such as hexene-1, acrylonitrile; Vinyl ester, like for example, vinyl acetate; Styrene or α-methylstyrene. In general, these comonomers in an amount of 0 wt .-% to 60 wt .-%, preferably 0 wt .-% to 40 wt .-% and particularly preferably 0 wt .-% to 20 wt .-%, based on the weight of the monomers used, wherein the compounds can be used individually or as a mixture.
Die erfindungsgemäß verwendete PMMA-basierte erste Schicht kann, wie bereits beschrieben, ein Schlagzähmodifizierungsmittel enthalten. Eine genauere The PMMA-based first layer used according to the invention may, as already described, contain an impact modifier. A closer one
Beschreibung dieser Schlagzähmodifizierungsmittel findet sich auch in WO Description of these impact modifiers can also be found in WO
2007/073952. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können anstelle von reinen PMMA-haltigen Schichten auch PMMA/PVDF-Blends oder PMMA/PVDF- Zweischichtsysteme als erste Schicht verwendet werden. PVDF (Polyvinylidenfluorid) als Bestandteil eines Polymerblends oder als zusätzliche Schicht hat einige Vorteile: PVDF weist eine hohe Chemikalienbeständigkeit und eine niedrige 2007/073952. In a particular embodiment of the invention, instead of pure PMMA-containing layers, PMMA / PVDF blends or PMMA / PVDF two-layer systems may also be used as the first layer. PVDF (polyvinylidene fluoride) as a component of a polymer blend or as an additional layer has several advantages: PVDF has a high chemical resistance and low
Oberflächenenergie sowie eine extrem gute Witterungsbeständigkeit auf. Somit ist PVDF wasserabweisend und zeigt auch bei Langzeitanwendung nahezu keinen Algen-Bewuchs, vergleichbar mit biozidalen Materialien. Surface energy and an extremely good weather resistance. Thus, PVDF is water-repellent and shows even with long-term use almost no algae growth, comparable to biocidal materials.
Das Verhältnis von Poly(meth)acrylat zu Polyvinylidenfluorid liegt in einem Bereich von 1 : 0,1 bis 1 : 1 , bezogen auf Gewicht. Bei den im Rahmen der Erfindung zum Einsatz kommenden PVDF Polymeren handelt es sich um Polyvinylidenfluoride, das sind in der Regel transparente, teilkristalline, thermoplastische Fluorkunststoffe. Grundbaustein für das The ratio of poly (meth) acrylate to polyvinylidene fluoride ranges from 1: 0.1 to 1: 1 by weight. The PVDF polymers used in the context of the invention are polyvinylidene fluorides, which are generally transparent, partially crystalline, thermoplastic fluoroplastics. Basic building block for the
Polyvinylidenfluorid ist Vinylidenfluorid, welches in hochreinem Wasser unter kontrollierten Druck- und Temperaturbedingungen mittels eines speziellen Polyvinylidene fluoride is vinylidene fluoride, which in high purity water under controlled pressure and temperature conditions by means of a special
Katalysators zu Polyvinylidenfluorid polymerisiert wird. Das Vinylidenfluorid wiederum ist beispielsweise aus den Grundmaterialien Fluorwasserstoff und Methylchloroform, über die Zwischenstufe Chlordifluorethan zugänglich. Im Rahmen der Erfindung sind prinzipiell alle am Markt befindlichen Typen von PVDF mit sehr gutem Erfolg einsetzbar. Hierzu gehören unter anderem Kynar® - Typen des Herstellers Arkema, Dyneon® - Typen des Herstellers Dyneon sowie Solef® - Typen des Herstellers Solvay. Catalyst is polymerized to polyvinylidene fluoride. The vinylidene fluoride in turn is accessible, for example, from the base materials hydrogen fluoride and methyl chloroform, via the intermediate chlorodifluoroethane. In principle, all types of PVDF available on the market can be used with great success in the context of the invention. These include Kynar ® - types of manufacturer Arkema, Dyneon ® - types of manufacturer Dyneon and Solef ® - types of manufacturer Solvay.
Das Stabilisatorpaket (Lichtschutzmittel) Bevorzugt enthält die erste Schicht, sowie optional die zweite und/oder dritte Schicht ein Stabilisatorpaket, bestehend aus einem Gemisch aus UV-Absorbern und UV- Stabilisatoren, besonders bevorzugt bestehend aus mindestens einem Triazin UV- Absorber und mindestens einem HALS UV-Stabilisator. Des Weiteren können weitere UV-Absorber, z.B. Benztriazole, enthalten sein. Im Allgemeinen sind Lichtschutzmittel hinlänglich bekannt und werden beispielsweise in Hans Zweifel, Plastics Additives Handbook, Hanser Verlag, 5. Ausgabe, 2001 , S. 141 ff ausführlich beschrieben. Unter Lichtschutzmitteln sollen UV-Absorber, UV- Stabilisatoren und Radikalfänger verstanden werden. So können UV-Absorber beispielsweise aus der Gruppe der substituierten Benzophenone, Salicylsäureester, Zimtsäureester, Oxalanilide, Benzoxazinone, Hydroxyphenylbenztriazole, Triazine oder Benzyliden-Malonat ausgewählt werden. Den bevorzugten Vertreter der UV- Stabilisatoren / Radikalfänger stellt die Gruppe der sterisch gehinderten Amine (Hindered Amine Light Stabilizer; HALS) dar. The Stabilizer Package (light stabilizer) Preferably, the first layer, and optionally the second and / or third layer contains a stabilizer package consisting of a mixture of UV absorbers and UV stabilizers, more preferably consisting of at least one triazine UV absorber and at least one HALS UV stabilizer. Furthermore, further UV absorbers, e.g. Benzotriazoles, be included. In general, light stabilizers are well known and are described in detail, for example, in Hans Zweifel, Plastics Additives Handbook, Hanser Verlag, 5th edition, 2001, p 141 ff. Sunscreens are to be understood as UV absorbers, UV stabilizers and free-radical scavengers. For example, UV absorbers can be selected from the group of substituted benzophenones, salicylic acid esters, cinnamic acid esters, oxalanilides, benzoxazinones, hydroxyphenylbenzotriazoles, triazines or benzylidene malonate. The preferred representative of UV stabilizers / radical scavengers is the group of hindered amines (HALS).
Bevorzugt kann die erste Schicht zwischen 0 Gew% und 10 Gew%, bevorzugt zwischen 0 Gew% und 6 Gew% und besonders bevorzugt zwischen 0 Gew% und 4 Gew% der UV-Absorber vom Benztriazol-Typ, The first layer may preferably contain between 0% by weight and 10% by weight, preferably between 0% by weight and 6% by weight and more preferably between 0% by weight and 4% by weight of the benzotriazole type UV absorbers,
zwischen 0,1 Gew% und 10 Gew%, bevorzugt zwischen 0,2 Gew% und 5 Gew% und besonders bevorzugt zwischen 0,5 Gew% und 3 Gew% der UV-Absorber vom between 0.1% by weight and 10% by weight, preferably between 0.2% by weight and 5% by weight and more preferably between 0.5% by weight and 3% by weight of the UV absorbers of
Triazin-Typ und zwischen 0,1 Gew% und 5 Gew%, bevorzugt zwischen 0,5 Gew% und 3 Gew% und besonders bevorzugt zwischen 0,2 Gew% und 2 Gew% der UV- Stabilisatoren, bevorzugt UV-Stabilisatoren vom HALS-Typ enthalten. Diese Triazine type and between 0.1% by weight and 5% by weight, preferably between 0.5% by weight and 3% by weight and more preferably between 0.2% by weight and 2% by weight of the UV stabilizers, preferably UV stabilizers from HALS Type included. These
Mischung aus UV-Absorbern und UV-Stabilisatoren zeigt über ein breites Mixture of UV absorbers and UV stabilizers shows over a wide
Wellenlängenspektrum der Solaren Strahlung einen stabilen, langlebigen UV-Schutz. Als weitere Costabilisatoren können ferner Disulfite, wie beispielsweise Natriumdisulfit, oder sterisch gehinderte Phenole und Phosphite verwendet werden. Wavelength spectrum of solar radiation stable, long-lasting UV protection. As further costabilizers it is also possible to use disulphites, for example sodium disulphite, or sterically hindered phenols and phosphites.
Die thermoplastische zweite Schicht Die thermoplastische zweite Schicht befindet sich auf einer Seite der ersten Schicht und weist auf der der ersten Schicht gegenüber liegenden Seite die reflektierende Beschichtung auf. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich die zweite Schicht in einem daraus hergestellten Solarreflektor auf der der Sonne abgewandten Seite der ersten Schicht. In diesem Fall spricht man von einem Rückseitenspiegel. Bei einem Vorderseitenspiegel befindet sich die zweite Schicht auf der der Sonne zugewandten Seite. The Thermoplastic Second Layer The thermoplastic second layer is located on one side of the first layer and has the reflective coating on the side opposite the first layer. In a preferred embodiment, the second layer is located in a solar reflector made therefrom on the side of the first layer facing away from the sun. In this case one speaks of a backside mirror. In a front mirror, the second layer is on the sun-facing side.
Die zweite Schicht muss erfindungsgemäß zwei zwingende Eigenschaften According to the invention, the second layer has two compelling properties
aufweisen. Zum einen muss aus der zweiten Schicht zusammen mit der PMMA- haltigen ersten Schicht ohne Zwischenschicht, wie z.B. einer Klebschicht, ein nachhaltig stabiles Laminat herstellbar sein. Des Weiteren muss die zweite Schicht z.B. mit anorganischen Materialien, zum Aufbau der reflektierenden Beschichtung mittels PVD oder CVD, ohne eine zusätzliche Primerschicht oder exhibit. On the one hand, the second layer together with the PMMA-containing first layer without intermediate layer, such as e.g. an adhesive layer, a sustainable stable laminate to be produced. Furthermore, the second layer must be e.g. with inorganic materials, for the construction of the reflective coating by means of PVD or CVD, without an additional primer layer or
Oberflächenbehandlung nachhaltig haftfest beschichtbar sein. Darüber hinaus muss die Schicht hochtransparent und wärmeformbeständig sein und bevorzugt eine hohe Flexibilität aufweisen. Die reflektierende Beschichtung sollte dazu über einen langen Zeitraum keinen Haftungsverlust aufweisen. Surface treatment sustainable adherent coating. In addition, the layer must be highly transparent and heat-resistant and preferably have a high flexibility. The reflective coating should have no loss of adhesion over a long period of time.
Erfindungsgemäß ist es notwendig, dass eine hohe Verträglichkeit zwischen PMMA einerseits und dem für die zweite sowie die optionale dritte Schicht ausgewählten Material vorliegt. Nur solche Materialien sind zur Ausführung der Erfindung geeignet, aus denen mit PMMA ein stabiler Verbund ohne Haftungsverlust herstellbar ist. According to the invention, it is necessary to have a high compatibility between PMMA on the one hand and the material selected for the second and the optional third layer on the other hand. Only such materials are suitable for carrying out the invention, from which a stable bond without loss of adhesion can be produced with PMMA.
Besonders geeignet zur Erfüllung der genannten Bedingungen sind thermoplastische Schichten aus einem Polyester oder Polycarbonat. Bei den verwendbaren Polyesterschichten handelt es sich insbesondere um coextrudierte Polyethylenterephthalatschichten (PET). Particularly suitable for meeting the conditions mentioned are thermoplastic layers of a polyester or polycarbonate. The usable polyester layers are, in particular, coextruded polyethylene terephthalate (PET) layers.
Die reflektierende Beschichtung Bei der reflektierenden Beschichtung handelt es sich um einen mittel PVD und/oder CVD dargestellten funktionalen Mehrschichtaufbau, der eine Metallspiegelschicht, bevorzugt aus Silber, einer Silberlegierung oder Aluminium, beinhaltet. The Reflecting Coating The reflective coating is a functional multi-layer structure shown as a medium PVD and / or CVD, which includes a metal mirror layer, preferably of silver, a silver alloy or aluminum.
Auf der der Solaren Strahlung abgewandten Seite ist die Metallspiegelschicht optional und bevorzugt mit einer zweiten Metallschicht, beispielsweise aus Kupfer oder einer Nickel-Chrom-Legierung, überzogen. Diese dient im Wesentlichen als Schutz der Metallspiegelschicht gegen Korrosion, sowie zur besseren Haftung einer optionalen Haftklebeschicht. On the side facing away from the solar radiation, the metal mirror layer is optional and preferably coated with a second metal layer, for example made of copper or a nickel-chromium alloy. This essentially serves as protection of the metal mirror layer against corrosion, as well as for better adhesion of an optional pressure-sensitive adhesive layer.
Im Falle von Spiegelschichten aus Aluminium wird die vergleichsweise„niedrige" Reflektion des Aluminiumspiegels im relevanten Wellenlängenbereich durch die Applikation sogenannter„Enhancement Stack"-Schichten (mittels weiterer„Physical Vapor Deposition") angehoben. In the case of mirror layers made of aluminum, the comparatively "low" reflection of the aluminum mirror in the relevant wavelength range is increased by the application of so-called "enhancement stack" layers (by means of further "physical vapor deposition").
Darüber hinaus können„Enhancement Stack"-Schichten auch analog bei In addition, "enhancement stack" layers can also be used analogously
Silberspiegelschichten zur weiteren Reflektionsverbesserung verwendet werden. Dieser Enhancement-Stack-Schichtenaufbau wirkt zusätzlich als aktive Silver mirror layers are used for further reflection improvement. This enhancement stack layer structure also acts as an active one
Schutzschicht bzw. Mifgrationssperre gegenüber dem Silber, und kann bei entsprechender Auslegung auch UV-reflektierend wirken. Protective layer or Mifgrationssperre against the silver, and may also act UV-reflective with appropriate design.
Des weiteren kann die Metallspiegelschicht zusätzlich mit einer Primerschicht, zur Verbesserung der Anbindung auf der zweiten Schicht, ausgerüstet sein. Hierbei handelt es sich in der Regel um eine metallische oder metalloxidische Schicht. Die optionale thermoplastische dritte Schicht Furthermore, the metal mirror layer can additionally be equipped with a primer layer for improving the bond on the second layer. This is usually a metallic or metal oxide layer. The optional thermoplastic third layer
Die Anforderungen an die optionale dritte Schicht sind im Prinzip die gleichen, die an die zweite Schicht gestellt werden. Die dritte Schicht ist in dem Verbundform körper bevorzugt auf der der Sonne zugewandten Seite der ersten Schicht aufgebracht. Zweck ist vor allem die Vermittlung einer Oberflächenbeschichtung mit weiteren bevorzugt anorganischen Beschichtungen, bei denen es sich nicht um die The requirements for the optional third layer are in principle the same as those applied to the second layer. The third layer is preferably applied in the composite form body on the sun-facing side of the first layer. The main purpose is to provide a surface coating with further preferred inorganic coatings, which are not the
Metallspiegelbeschichtung handelt, mittels PVD oder CVD. Bei diesen Metallic mirror coating, by means of PVD or CVD. In these
Beschichtungen handelt es sich zum Beispiel - wie bereits ausgeführt - um Coatings are for example - as already stated - to
Kratzfestbeschichtungen, UV-reflektierende Schichten, leitfähige Schichten, Scratch-resistant coatings, UV-reflecting layers, conductive layers,
Antisoiling-Beschichtungen und/oder optisch funktionelle Schichten, wie Antisoiling coatings and / or optically functional layers, such as
beispielsweise entspiegelnde oder reflektionserhöhende Schichten. For example, anti-reflective or reflection-enhancing layers.
Die dritte Schicht kann in Bezug auf Material und Dicke identisch zur zweiten Schicht oder von dieser abweichend gestaltet sein. The third layer may be identical in material or thickness to or different from the second layer.
Zusätzlich zu Polyestern oder Polycarbonaten können für die dritte Schicht auch Fluorpolymere, insbesondere PVDF (Polyvinylidenfluorid) verwendet werden. PVDF weist eine hohe Chemikalienbeständigkeit und eine niedrige Oberflächenenergie auf. Zudem ist PVDF wasserabweisend und zeigt auch bei Langzeitanwendung nahezu keinen Algen-Bewuchs, vergleichbar mit biozidalen Materialien und eignet sich somit sehr gut zur Oberflächenvergütung des erfindungsgemäßen Verbundform körpers. In addition to polyesters or polycarbonates, it is also possible to use fluoropolymers, in particular PVDF (polyvinylidene fluoride), for the third layer. PVDF has high chemical resistance and low surface energy. In addition, PVDF water repellent and shows even with long-term use almost no algae growth, comparable to biocidal materials and thus is very well suited for surface treatment of the composite mold body according to the invention.
Sehr dünne PVDF-Schichten mit einer Schichtdicke zwischen 1 μηη und 20 μητι, bevorzugt zwischen 1 μηη und 10 μηη lassen sich zudem auch mit einer hohen Transparenz realisieren. Very thin PVDF layers with a layer thickness between 1 μηη and 20 μητι, preferably between 1 μηη and 10 μηη can also be realized with a high transparency.
Im Weiteren gilt für das PVDF in der dritten Schicht das gleiche, wie bereits für das PVDF als Blendbestandteil der ersten Schicht ausgeführt wurde. Furthermore, the same applies to the PVDF in the third layer, as was already carried out for the PVDF as a blend component of the first layer.
Die weiteren (anorganischen) Schichten Bei den bereits ausgeführten weiteren mittels PVD oder CVD aufgetragenen The other (inorganic) layers In the case of the others already executed by PVD or CVD
Schichten, die sich direkt auf der reflektierenden Beschichtung und/oder auf der dritten Schicht befinden können, handelt es sich insbesondere um Layers which may be directly on the reflective coating and / or on the third layer are in particular
Kratzfestbeschichtungen, UV-Reflektionsschichten, leitfähige Schichten, Antisoiling- Beschichtungen und/oder optisch funktionelle Schichten handeln. Scratch-resistant coatings, UV-reflective layers, conductive layers, antisoiling coatings and / or optically functional layers act.
Der Begriff Kratzfestbesch ichtung wird im Zusammenhang mit dieser Erfindung als Sammelbegriff für Beschichtungen verstanden, die zur Verminderung einer The term scratch-resistant coating is understood in the context of this invention as a collective term for coatings which are used to reduce a
Oberflächenverkratzung und/oder zur Verbesserung der Abriebsbeständigkeit aufgebracht werden. Für die erfindungsgemäße Verwendung der Verbundform körper in Solarreflektoren ist insbesondere eine hohe Abriebsbeständigkeit von großer Bedeutung. Eine weitere wichtige Eigenschaft der Kratzfestbesch ichtung im weitesten Sinne ist, dass diese Schicht die optischen Eigenschaften des Surface scratching and / or to improve the abrasion resistance can be applied. For the inventive use of composite form body in solar reflectors in particular a high abrasion resistance is of great importance. Another important feature of scratch-resistant coating in the broadest sense is that this layer has the optical properties of the
Folienverbundes nicht negativ verändert. Bei diesen Kratzfestbeschichtungen handelt es sich z.B. um Siliziumoxid-Schichten, die direkt mittels PVD oder CVD aufgetragen werden. Film composite did not change negatively. These scratch-resistant coatings are e.g. silicon oxide layers applied directly by PVD or CVD.
Bei den leitfähigen Schichten handelt es sich um metalloxidsche Schichten, z.B. aus Indium-Zinn-oxid (in der Regel mit der Abkürzung ITO bezeichnet). Diese haben den Zweck, elektrostatische Aufladungen zu verhindern. Dies hat sowohl beim Betrieb der Solarreflektoren, z.B. in Bezug auf ein Verstauben, als auch bei der Verarbeitung der Verbundform körper große Vorteile. ITO hat darüber hinaus den großen Vorteil, insbesondere für Strahlung im Infrarotbereich zusätzlich reflektierend zu wirken. Neben ITO können auch beispielsweise antimon- oder fluordotiertes Zinnoxid sowie aluminiumdotiertes Zinkoxid verwendet werden. The conductive layers are metal oxide layers, e.g. made of indium tin oxide (usually abbreviated ITO). These have the purpose of preventing electrostatic charges. This has both in the operation of the solar reflectors, e.g. in terms of dusting, as well as in the processing of the composite form of great advantages. In addition, ITO has the great advantage of being additionally reflective, especially for radiation in the infrared range. In addition to ITO, it is also possible to use, for example, antimony-doped or fluorine-doped tin oxide and aluminum-doped zinc oxide.
Die Oberfläche der Deckfolie kann darüber hinaus, um die Reinigung zu erleichtern, mit einer schmutzabweisenden bzw. schmutzzerstörenden Beschichtung, einer so genannten Anisoiling-Beschichtung ausgestattet sein. Auch diese Beschichtung kann mittels PVD oder CVD applizierte werden. In addition, the surface of the coversheet may be provided with an antisoiling coating, so-called anisoiling coating, to facilitate cleaning. This coating can also be applied by means of PVD or CVD.
Die Applikation von Titandioxid bewirkt, nach entsprechender Anregung durch den UV-Anteil der Solaren Strahlung, einen katalytische Abbau oberflächlicher Sporen und Algen. Bei den optisch funktionellen Schichten wiederum handelt es sich bevorzugt um reflektionserhöhende dielektrische Schichten. Diese sind z.B. aus Siliziumdioxid- und Titandioxid-Wechselschichten aufgebaut. Es können aber auch Magnesiumfluorid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Zinksulfid oder Praseodym-Titan-oxid verwendet werden. Diese Schichten können je nach Aufbau auch gleichzeitig als The application of titanium dioxide causes, after appropriate stimulation by the UV component of solar radiation, a catalytic degradation of superficial spores and algae. In turn, the optically functional layers are preferably reflection-enhancing dielectric layers. These are constructed, for example, of silicon dioxide and titanium dioxide alternating layers. However, it is also possible to use magnesium fluoride, aluminum oxide, zirconium oxide, zinc sulfide or praseodymium titanium oxide. Depending on the structure, these layers can also be used simultaneously
Kratzfestbesch ichtung und/oder UV-reflektierend wirken. Scratch resistant coating and / or UV-reflective effect.
Weitere (organische) Schichten Further (organic) layers
Optional können auf die mittels PVD aufgebrachten Schichten zusätzlich mittels Extrusionsbeschichtung, Lamination oder Lackierung weitere, in der Regel organische, insbesondere polymere Schutzschichten aufgetragen werden. Optionally, further, usually organic, in particular polymeric protective layers can be applied to the layers applied by means of PVD by means of extrusion coating, lamination or coating.
Zum Beispiel kann es sich bei diesen als Lack aufgetragenen Schichten gleichfalls um Kratzfestbeschichtungen handeln. Als solche können insbesondere Polysiloxane, wie CRYSTALCOAT™ MP-100 der Firma SDC Techologies Inc., AS 400 - SHP 401 oder UVHC3000K, beide von der Firma Momentive Performance Materials, verwendet werden. Diese Lackformulierungen werden z.B. über Rollcoating, For example, these layers applied as a lacquer can likewise be scratch-resistant coatings. As such, polysiloxanes such as CRYSTALCOAT ™ MP-100 from SDC Techologies Inc., AS 400 - SHP 401 or UVHC3000K, both from Momentive Performance Materials, can be used in particular. These paint formulations are e.g. about rollcoating,
Knifecoating oder Flowcoating auf die Oberfläche des Folienverbundes oder der Deckfolie appliziert. Knifecoating or flowcoating applied to the surface of the film composite or cover sheet.
Detaillierte Beschreibung der Verwendung Detailed description of use
Verwendung finden die erfindungsgemäßen Verbundform körper vor allem in Konzentratoren bevorzugt in Konzentratoren zur Konzentration solarer Strahlung in Solarthermie- oder Photovoltaikanlagen. Use the composite form of the invention, especially in concentrators preferably in concentrators for the concentration of solar radiation in solar thermal or photovoltaic systems.
Die Konzentration der solaren Strahlung kann dabei auf die 2-dimensionale Geometrie einer Photovoltaikzelle, auf einen Stirling-Motor oder einen thermischen Receiver einer Solarthernnieanlage erfolgen. Weiterhin kann die solare Strahlung auf ein Absorberrohr eines solarthermischen Kollektors konzentriert werden. Für alle Ausführungsformen können sowohl plane Platten, als auch bevorzugte gebogene Formen hergestellt und in Solarthermieanlage eingebaut werden. Die Einformung kann nach der Herstellung der Konzentratoren und dem anschließenden Zuschneiden zum Beispiel unter Kalteinbiegung oder Warmformung, wobei ein Kaltbiegenverfahren bevorzugt ist, durchgeführt werden. The concentration of the solar radiation can be done on the 2-dimensional geometry of a photovoltaic cell, on a Stirling engine or a thermal receiver of a solar arthropod plant. Furthermore, the solar radiation can be concentrated on an absorber tube of a solar thermal collector. For all embodiments, both flat plates, as well as preferred curved shapes can be produced and installed in solar thermal system. The molding can be carried out after the preparation of the concentrators and the subsequent cutting, for example under cold bending or thermoforming, wherein a cold bending process is preferred.
Alternativ zur Verwendung in Konzentratoren können die erfindungsgemäßen Verbundform körper auch zur Applikation einer Metalldekorgestaltung für dekorative Zwecke verwendet werden. Konkretere Beispiele sind eine haftfeste As an alternative to use in concentrators, the composite moldings according to the invention can also be used for the application of a metal decoration design for decorative purposes. More concrete examples are a firm one
Metall(rahmen)applikation auf PMMA-Halbzeugen, wie sie zur Herstellung von (Mobiltelephon)Displays verwendet werden können, oder zu Dekorationszwecken im Bereich Automobilbau oder in Elektrogeräten. Metal (frame) application on PMMA semi-finished products, as they can be used for the production of (mobile phone) displays, or for decoration purposes in the field of automotive or electrical appliances.
Die erfindungsgemäßen Verbundform körper können darüber hinaus anderweitig als spiegelnde Oberfläche eingesetzt werden, z.B. als Verkehrsspiegel im Rahmen von Strassenverkehrsleitsystemen. Moreover, the composite moldings according to the invention can be used elsewhere as a reflecting surface, e.g. as a traffic mirror in the context of road traffic control systems.
Beispiele Examples
Messmethoden a) Die TSR-Messungen erfolgten im Ausgangszustand gemäß ASTM G 159 b) Die Haftfestigkeit wurde im Ausgangszustand mittels dem Gitterschnitt-Test gemäß ISO 2409, unter Verwendung von Klebeband der Haftfestigkeit von 0,7 N/mm, gemessen. c) Die Untersuchung der Haftfestigkeit der reflektierenden Beschichtung erfolgte nach 48 h Feuchte- sowie Temperaturbelastung bei 65 °C in destilliertem Wasser mittels dem„180 ° Peeltest" gemäß ISO 1 1339. Measurement Methods a) Initial TSR measurements according to ASTM G 159 b) Adhesive strength was measured in the initial state by means of the cross hatch test according to ISO 2409, using adhesive bond tape of 0.7 N / mm. c) The investigation of the adhesive strength of the reflective coating was carried out after 48 h humidity and temperature at 65 ° C in distilled water by means of the "180 ° Peeltest" according to ISO 1 1339th
Vorderseiten-Plattenspiegel Front-panel mirror
Beispiel 1 : Vorderseiten-Plattenspiegel mit„Standard"-Reflektionsbeschichtung Example 1: Front Plate Mirror with "Standard" Reflective Coating
Eine 4 mm dicken Verbundplatte, bestehend aus 3,9 mm PMMA Plexiglas 7 H sowie 0,1 mm Polycarbonat Makroion 2607, wird mittels Adapter-Coextrusion hergestellt. A 4 mm thick composite panel, consisting of 3.9 mm PMMA Plexiglas 7 H and 0.1 mm polycarbonate Makroion 2607, is produced by means of adapter coextrusion.
Darauf erfolgt die Applikation der reflektierenden Beschichtung mittel eines plasmagestützten Sputterprozess auf die Polycarbonat-Seite der Verbundplatte, bestehend aus, in dieser Reihenfolge, 200 nm Ni/Cr, 100 nm Ag sowie 5 nm ZAOx (unterstöchiometrisches Zink-Aluminiumoxid). Thereafter, the application of the reflective coating by means of a plasma-assisted sputtering process to the polycarbonate side of the composite plate, consisting of, in this order, 200 nm Ni / Cr, 100 nm Ag and 5 nm ZAO x (substoichiometric zinc-aluminum oxide).
Anschließend erfolgt die Lamination einer 65 μιτι dicken Oberflächenvergütungsfolie Plexiglas 0F038 auf die reflektierende Beschichtung. Dazu wird vorher ein Subsequently, the lamination of a 65 μιτι thick surface coating film Plexiglas 0F038 on the reflective coating. This will be in advance
marktgängiges acrylat-basierendes Klebersystem in einer Schichtdicke von 25 μιτι appliziert. marketable acrylate-based adhesive system applied in a layer thickness of 25 μιτι.
Es resultiert eine TSR von 93,4 % und eine Gitterschnitt-Haftfestigkeit„GT 0", beides vermessen im Ausgangszustand, sowie eine weiterhin vorhandene vollständige Haftung der reflektierenden Beschichtung im„180 ° Peeltest" nach 48 h Lagerung in destilliertem Wasser bei 65 °C. The result is a TSR of 93.4% and a cross-cut adhesion "GT 0", both measured in the initial state, as well as a continued complete adhesion of the reflective coating in the "180 ° Peeltest" after 48 h storage in distilled water at 65 ° C. ,
Beispiel 2: Vorderseiten-Plattenspiegel mit verbesserter Reflektionsbeschichtung Example 2: Front side plate mirror with improved reflection coating
Eine 4 mm dicken Verbundplatte, bestehend aus 3,9 mm PMMA Plexiglas 7 H sowie 0,1 mm Polycarbonat Makroion 2607, wird mittels Adapter-Coextrusion hergestellt. A 4 mm thick composite panel, consisting of 3.9 mm PMMA Plexiglas 7 H and 0.1 mm polycarbonate Makroion 2607, is produced by means of adapter coextrusion.
Darauf erfolgt die Applikation der reflektierenden Beschichtung mittel eines plasmagestützten Sputterprozess auf die Polycarbonat-Seite der Verbundplatte, bestehend aus, in dieser Reihenfolge, 200 nm Ni/Cr, 100 nm Ag, 0,6 nm ZAOx, 30 nm S1O2 sowie 20 nm ΤΊΟ2. Then the application of the reflective coating by means of a plasma-assisted sputtering process on the polycarbonate side of the composite panel, consisting of, in this order, 200 nm Ni / Cr, 100 nm Ag, 0.6 nm ZAO x , 30 nm S1O2 and 20 nm ΤΊΟ2.
Anschließend erfolgt die Lamination einer 65 μιτι dicken Oberflächenvergütungsfolie Plexiglas 0F038 auf die reflektierende Beschichtung. Dazu wird vorher ein Subsequently, the lamination of a 65 μιτι thick surface coating film Plexiglas 0F038 on the reflective coating. This will be in advance
marktgängiges acrylat-basierendes Klebersystem in einer Schichtdicke von 25 μιτι appliziert. marketable acrylate-based adhesive system applied in a layer thickness of 25 μιτι.
Es resultiert eine TSR von 93,9 % und eine Gitterschnitt-Haftfestigkeit„GT 0", beides vermessen im Ausgangszustand, sowie eine weiterhin vorhandene vollständige Haftung der reflektierenden Beschichtung im„180 0 Peeltest" nach 48 h Lagerung in destilliertem Wasser bei 65 °C. The result is a TSR of 93.9% and a cross-cut adhesion "GT 0", both measured in the initial state, as well as a continued complete adhesion of the reflective coating in the "180 0 Peeltest" after 48 h storage in distilled water at 65 ° C. ,
VergleichsbeispieM : Vorderseiten-Plattenspiegel Comparative example: Front panel mirror
Analog zu Beispiel 1 , jedoch erfolgt die Herstellung der 4 mm Verbundplatte komplett aus PMMA Plexiglas 7H ohne Polycarbonat-Schicht. Es resultiert eine TSR von 93,4 % und eine Gitterschnitt-Haftfestigkeit„GT 0", beides vermessen im Ausgangszustand, sowie ein kompletter Haftungsverlust der reflektierenden Beschichtung im„180 0 Peeltest" nach 48 h Lagerung in destilliertem Wasser bei 65 °C. Analogous to Example 1, however, the production of the 4 mm composite panel is completely made of PMMA Plexiglas 7H without polycarbonate layer. The result is a TSR of 93.4% and a cross-cut adhesion "GT 0", both measured in the initial state, and a complete loss of adhesion of the reflective coating in the "180 0 Peeltest" after 48 h storage in distilled water at 65 ° C.
Rückseiten-Folienspiegel Backside sheet mirror
Beispiel3: Rückseiten-Folienspiegel mit„Standard"-Reflektionsbeschichtung Example 3: Backside foil mirror with "standard" reflective coating
Eine 0,15 mm dicke Verbundfolie, bestehend aus 0,125 mm PMMA Plexiglas 7 H, welches zwecks UV-Additivierung 2 % CGX 006 sowie 0,6 % Chimasorb 1 19 enthält, sowie 0,025 mm Polycarbonat Makroion 2607, wird mittels Adapter-Coextrusion hergestellt. 0.15 mm thick composite foil, consisting of 0.125 mm PMMA plexiglass 7 H, which contains 2% CGX 006 and 0.6% Chimasorb 1 19 for the purpose of UV addition, as well as 0,025 mm polycarbonate Makroion 2607, is manufactured by adapter-coextrusion.
Darauf erfolgt die Applikation der reflektierenden Beschichtung mittel eines Then the application of the reflective coating by means of a
plasmagestützten Sputterprozess auf die Polycarbonat-Seite der Verbundfolie, bestehend aus, in dieser Reihenfolge, 0,5 nm ZAO (Zink-Aluminiumoxid), 100 nm Ag sowie 50 nm Cu. Plasma-based sputtering process on the polycarbonate side of the composite film, consisting of, in this order, 0.5 nm ZAO (zinc-aluminum oxide), 100 nm Ag and 50 nm Cu.
Es resultiert eine TSR von 94,3 % und eine Gitterschnitt-Haftfestigkeit„GT 0", beides vermessen im Ausgangszustand, sowie eine weiterhin vorhandene vollständige Haftung der reflektierenden Beschichtung im„180 ° Peeltest" nach 48 h Lagerung in destilliertem Wasser bei 65 °C. The result is a TSR of 94.3% and a cross-cut adhesion "GT 0", both measured in the initial state, as well as a continued complete adhesion of the reflective coating in the "180 ° Peeltest" after 48 h storage in distilled water at 65 ° C. ,
Beispiel 4: Rückseiten-Folienspiegel mit alternativer„Standard"- Reflektionsbeschichtung Example 4: Backside foil mirror with alternative "standard" reflective coating
Eine 0,15 mm dicke Verbundfolie, bestehend aus 0,125 mm PMMA Plexiglas 7 H, welches zwecks UV-Additivierung 2 % CGX 006 sowie 0,6 % Chimasorb 1 19 enthält, sowie 0,025 mm Polycarbonat Makroion 2607, wird mittels Adapter-Coextrusion hergestellt. A 0.15 mm thick composite film consisting of 0.125 mm PMMA Plexiglas 7 H, which contains 2% CGX 006 and 0.6% Chimasorb 1 19 for the purpose of UV addition, and 0.025 mm polycarbonate Makroion 2607, is produced by means of adapter coextrusion.
Darauf erfolgt die Applikation der reflektierenden Beschichtung mittel eines Then the application of the reflective coating by means of a
plasmagestützten Sputterprozess auf die Polycarbonat-Seite der Verbundfolie, bestehend aus, in dieser Reihenfolge, 2 nm TiOx (unterstöchiometrisches Titanoxid), 140 nm Ag sowie 50 nm Cu. Plasma-based sputtering process on the polycarbonate side of the composite film, consisting of, in this order, 2 nm TiO x (substoichiometric titanium oxide), 140 nm Ag and 50 nm Cu.
Es resultiert eine TSR von 93,8 % und eine Gitterschnitt-Haftfestigkeit„GT 0", beides vermessen im Ausgangszustand, sowie eine weiterhin vorhandene vollständige Haftung der reflektierenden Beschichtung im„180 ° Peeltest" nach 48 h Lagerung in destilliertem Wasser bei 65 °C. The result is a TSR of 93.8% and a cross-cut adhesion "GT 0", both measured in the initial state, as well as a continued complete adhesion of the reflective coating in the "180 ° Peeltest" after 48 h storage in distilled water at 65 ° C. ,
Vergleichsbeispiel2: Rückseitenseiten-Folienspiegel Analog zu Beispiel 3, jedoch erfolgt die Herstellung der 0,15 mm Verbundplatte komplett aus PMMA Plexiglas 7H ohne Polycarbonat-Schicht. Comparative Example 2: Backside Foil Mirror Analogous to Example 3, however, the production of the 0.15 mm composite panel is made entirely of PMMA Plexiglas 7H without polycarbonate layer.
Es resultiert eine TSR von 94,3 % und eine Gitterschnitt-Haftfestigkeit„GT 0", beides vermessen im Ausgangszustand, sowie ein kompletter Haftungsverlust der reflektierenden Beschichtung im„180 ° Peeltest" nach 48 h Lagerung in destilliertem Wasser bei 65 °C. The result is a TSR of 94.3% and a cross-cut adhesion "GT 0", both measured in the initial state, and a complete loss of adhesion of the reflective coating in the "180 ° Peeltest" after 48 h storage in distilled water at 65 ° C.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verbundformkörper zur Anwendung in Solarreflektoren zur Konzentration Solarer Strahlung dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem 1 . Composite shaped body for use in solar reflectors for the concentration of solar radiation, characterized in that it is in the
Verbundformkörper um einen Verbund aus mindestens zwei oder drei Schichten handelt, wobei es sich bei  Composite molding is a composite of at least two or three layers, it being at
der ersten Schicht zu mehr als 50 Gew% um PMMA oder eine PMMA-haltige Polymermischung,  the first layer to more than 50% by weight of PMMA or a PMMA-containing polymer mixture,
bei der zweiten Schicht um eine Schicht aus Polycarbonat oder einem  in the second layer, a layer of polycarbonate or a
Polyester, die sich auf einer Seite der ersten Schicht befindet,  Polyester located on one side of the first layer
bei der optionalen dritten Schicht um eine Schicht aus einem Fluorpolymer, Polycarbonat oder einem Polyester, die sich auf der anderen Seite der ersten Schicht befindet, handelt, und dass die zweite Schicht eine reflektierende Beschichtung aufweist, die sich auf der der ersten Schicht  the optional third layer is a layer of a fluoropolymer, polycarbonate, or a polyester located on the other side of the first layer, and the second layer has a reflective coating that is on top of the first layer
gegenüberliegenden Seite befindet, und mittels PVD oder CVD auf dem Verbundformkörper aufgetragen wurde.  located opposite side, and was applied by means of PVD or CVD on the composite molding.
2. Verbundformkörper gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Beschichtung eine Silber-, Silberlegierungs- oder 2. Composite molding according to claim 1, characterized in that the reflective coating is a silver, silver alloy or
Aluminiumschicht enthält.  Aluminum layer contains.
3. Verbundformkörper gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der reflektierenden Beschichtung und/oder der dritten Schicht weitere mittels PVD oder CVD aufgetragene Beschichtungen befinden. 3. Composite molding according to claim 1 or 2, characterized in that there are further applied by means of PVD or CVD coatings on the reflective coating and / or the third layer.
4. Verbundformkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 4. Composite molding according to one of claims 1 to 3, characterized
gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine Dicke zwischen 6 μιτι und 10 cm, die zweite Schicht eine Dicke zwischen 0,5 μιτι und 2 cm und die optionale dritte Schicht eine Dicke zwischen 0,5 μιτι und 2 cm aufweisen, wobei die erste Schicht dicker als die zweite und die optional dritte Schicht ist. characterized in that the first layer has a thickness between 6 μιτι and 10 cm, the second layer has a thickness between 0.5 μιτι and 2 cm and the optional third layer has a thickness between 0.5 μιτι and 2 cm, wherein the first layer thicker as the second and optional third layer.
5. Verbundfornn körper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch 5. Verbundfornn body according to one of claims 1 to 4, characterized
gekennzeichnet, dass die erste Schicht ein Gemisch aus UV-Absorbern und UV-Stabilisatoren enthält, bestehend aus mindestens einem Triazin UV- Absorber und mindestens einem HALS UV-Stabilitsator.  in that the first layer contains a mixture of UV absorbers and UV stabilizers, consisting of at least one triazine UV absorber and at least one HALS UV stabilizer.
6. Verbundform körper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch 6. composite molding according to any one of claims 1 to 5, characterized
gekennzeichnet, dass sich die erste Schicht aus PMMA oder einer PMMA- haltige Polymermischung mit Polyvinylidenfluorid zusammensetzt und UV- Stabilisatoren und UV-Absorber enthält.  in that the first layer of PMMA or a PMMA-containing polymer mixture is composed of polyvinylidene fluoride and contains UV stabilizers and UV absorbers.
7. Verbundform körper gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den weiteren Schichten um Kratzfestbesch ichtungen, 7. Composite form body according to claim 3, characterized in that the further layers are scratch-resistant coatings,
Witterungsschutzschichten, leitfähige Schichten, Antisoiling-Beschichtungen und/oder optisch funktionelle Schichten handelt.  Weathering layers, conductive layers, antisoiling coatings and / or optically functional layers is.
8. Verbundform körper gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den optisch funktionellen Schichten um reflektionserhöhende 8. composite mold body according to claim 7, characterized in that it is the reflection-enhancing in the optically functional layers
Schichten handelt.  Layers acts.
9. Verbundformkörper gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 in Form einer Folie, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine Dicke zwischen 6 und 500 μιτι und die zweite sowie die optionale dritte Schicht jeweils eine Dicke zwischen 0,5 und 500 μιτι aufweist, wobei die erste Schicht dicker ist als die zweite oder die optionale dritte Schicht. 9. Composite molding according to any one of claims 1 to 8 in the form of a film, characterized in that the first layer has a thickness between 6 and 500 μιτι and the second and the optional third layer each having a thickness between 0.5 and 500 μιτι wherein the first layer is thicker than the second or the optional third layer.
10. Verbundformkörper gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 in Form einer Platte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine Dicke zwischen 500 μιτι und 10 cm und die zweite sowie die optionale dritte Schicht jeweils eine Dicke zwischen 10 μιτι und 2 cm aufweist. 10. Composite molding according to any one of claims 1 to 8 in the form of a plate, characterized in that the first layer has a thickness between 500 μιτι and 10 cm and the second and the optional third layer each having a thickness between 10 μιτι and 2 cm.
1 1 . Verbundform körper gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, 1 1. Composite molding according to at least one of claims 1 to 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die mittels PVD oder CVD aufgebrachten Schichten mit einer zusätzlichen Schutzschicht versehen sind.  characterized in that the applied by means of PVD or CVD layers are provided with an additional protective layer.
12. Verfahren zur Herstellung eines Verbundform körpers gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht mittels Extrusion hergestellt und mittels Coextrusion, kleberfreie Lamination oder Extrusionsbeschichtung mit der zweiten und optional mit der dritten Schicht verbunden wird, und dass anschließend auf die zweite Schicht eine reflektierende Beschichtung mittels PVD oder CVD aufgebracht wird. 12. A method for producing a composite molding according to claim 1, characterized in that the first layer is prepared by extrusion and connected by means of coextrusion, adhesive-free lamination or extrusion coating with the second and optionally with the third layer, and that subsequently to the second layer reflective coating is applied by PVD or CVD.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf die 13. The method according to claim 12, characterized in that on the
reflektierende Beschichtung mittels PVD oder CVD eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht werden.  reflective coating by PVD or CVD one or more further layers are applied.
14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf die dritte Schicht mittels PVD oder CVD eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht werden. 14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that one or more further layers are applied to the third layer by means of PVD or CVD.
15. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch 15. The method according to any one of claims 12 to 14, characterized
gekennzeichnet, dass auf die mittels PVD oder CVD aufgebrachten Schichten zusätzlich mittels Extrusionsbeschichtung, Lamination oder Lackierung eine Schutzschicht aufgetragen wird. in that a protective layer is additionally applied to the layers applied by means of PVD or CVD by means of extrusion coating, lamination or lacquering.
16. Verwendung eines Verbundfornn körpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 zur Konzentration solarer Strahlung in Solarreflektoren. 16. Use of a Verbundfornn body according to one of claims 1 to 1 1 for the concentration of solar radiation in solar reflectors.
17. Verwendung eines Verbundform körpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 zur Applikation einer Metalldekorgestaltung für dekorative Zwecke, als spiegelnde Oberfläche im Automobilbau oder in Elektrogeräten oder als Verkehrsspiegel im Rahmen von Strassenverkehrsleitsystemen. 17. Use of a composite mold body according to one of claims 1 to 1 1 for application of a metal decoration design for decorative purposes, as a reflective surface in the automotive industry or in electrical appliances or as a traffic mirror in the context of road traffic control systems.
18. Langlebiger Solarreflektor, enthaltend einen Verbundform körper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die solare Reflektion innerhalb von 10 Jahren um maximal 8%, bevorzugt um maximal 5% und besonders bevorzugt um maximal 3% abnimmt. 18. Long-life solar reflector, comprising a composite molding according to any one of claims 1 to 1 1, characterized in that the solar reflection within 10 years by a maximum of 8%, preferably by a maximum of 5% and more preferably by a maximum of 3% decreases.
PCT/EP2012/060074 2011-06-21 2012-05-30 Polymeric substrate material for physical and chemical vapor deposition processes, containing an adhesion-promoting polymeric layer, and the use thereof for producing concentrators of solar radiation WO2012175289A1 (en)

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