BE1019015A5

BE1019015A5 - Energiewerende kunststoffolie.

Info

Publication number: BE1019015A5
Application number: BE2010/0736A
Authority: BE
Inventors: Luc Michiels; Bart Michiels
Original assignee: Luxafoil
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2012-01-10
Also published as: US20130330570A1; KR101949541B1; CN103402758B; NL2007960C2; US9950498B2; PL2651639T3; PT2651639E; HK1187862A1; WO2012080951A1; EP2651639A1; CN103402758A; EP2651639B1; KR20140010370A; RU2013132426A; FR2968594A1; RU2581867C2

Abstract

Beschreven wordt een kunstoffolie met verbeterde energiewerende eigenschappen, die geschikt is voor bevestiging op een doorzichtig of doorschijnend oppervlak, zoals glas, en die minstens voor 50 % transparant is voor zichtbaar licht, die verder wordt gekenmerkt doordat ze ten minste één kunststof dragerlaag omvat met daarop als functionele laag een metallische laag die antimoon en/of arseen samen met indium en/of gallium bevat, bij voorkeur als een component die is gekozen uit de lijst bestaande uit indium antimonide, gallium arsenide, indium gallium arsenide, indium arsenide, gallium aluminium arsenide, gallium antimonide, en combinaties daarvan. Verder wordt beschreven een glasplaat waarop deze folie is bevestigd, en voorwerpen voorzien met deze glasplaat. Ook worden werkwijzen beschreven voor de vervaardiging van deze folie, de glasplaat en de voorwerpen.

Description

Energiewerende kunststoffolie

De uitvinding houdt verband met het minder energiedoorlatend maken van doorzichtige of doorschijnende oppervlakken, zoals glasoppervlakken van voertuigen of gebouwen. Meer bepaald richt de uitvinding zich naar een verbeterde lichtdoorlatende kunststoffolie die op zulke oppervlakken kan worden aangebracht. De uitvinding richt zich verder naar het gebruik en een werkwijze voor de vervaardiging van deze kunststoffolie, alsook naar het gebruik van specifieke materialen voor het energiewerend maken van een doorzichtige kunststoffolie.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Het thermisch isoleren van vlakken, bijvoorbeeld bij voertuigen en gebouwen, is wijdverspreid geraakt als gevolg van de groeiende vraag van de mens naar meer leefcomfort, inclusief een betere temperatuursregeling van zijn directe leefomgeving, met daarbij een groeiend besef dat de energie nodig voor die klimaatcontrole een schaars goed dreigt te worden, en ook bijdraagt tot het broeikaseffect, en dus aan de ecologische voetafdruk of “carbon footprint” van de gebruiker. Om dergelijke redenen is er dan ook een blijvende vraag naar het verminderen van het nodige vermogen om de directe leefomgeving van de mens te verwarmen en/of te koelen, voornamelijk in voertuigen en in gebouwen, voornamelijk grote gebouwen zoals o.a. kantoorgebouwen.

Het thermisch isoleren van de ondoorzichtige delen van zulke vlakken, zoals van muren en wanden, is daarbij al vrijwel een standaard toepassing geworden in de meeste omstandigheden. De energie-uitwisseling tussen de buitenwereld met een binnenleefwereld, zoals een passagierscompartiment van een voertuig, of de binnenkant van een woonhuis, kantoor of ander gebouw, gebeurt dan ook in vele gevallen voor veruit het grootste gedeelte doorheen de doorzichtige of doorschijnende vlakken, zoals door vensters en andere glaspartijen.

Ter verhoging van de thermische isolatie van glaspartijen of andere transparante vlakken worden ook al oplossingen aangereikt, waaronder bijvoorbeeld dubbele of zelfs driedubbele beglazing met daarin één of meerdere lagen lucht als isolatie. Dit biedt daarenboven ook een verhoging van de geluidsisolatie, alsook een verminderd risico op ongewenste en mogelijks storende en/of schadelijke vochtcondensatie aan de binnenkant van het glas. Deze oplossingen zijn echter technisch zeer ingrijpend en kostelijk in vergelijking met het toch eerder beperkte isolerend effect dat erdoor bereikt wordt. Omdat de klaarheid van het zicht en de kleurafwijking van de doorzichtige partijen van primair belang zijn, is het isolerend effect van die bijkomende lagen glas immers voornamelijk bereikt door het verminderen van de warmtegeleiding of conductie. Bij voertuigen is het gebruik ervan nog steeds ongebruikelijk.

Men ondervindt dat, zeker in voertuigen en in gebouwen met grote glasoppervlakken, er nog een onwenselijk hoge energie opname kan optreden bij grote inval van zonlicht, en dat omgekeerd er nog een overmatig hoog warmteverlies kan optreden van binnen naar buiten ’s nachts, tijdens de koudere seizoenen, en door glaspartijen met minder of geen inval van zonlicht. Bij de moderne glaspartijen gebeurt deze energie-uitwisseling met de omgeving voornamelijk door straling. Deze stralingsenergie komt voor als zichtbaar licht, in het relatief smalle zichtbare gebied met golflengtes van ongeveer 380 tot ongeveer 780 nanometer (nm), maar ook als ultraviolette (UV) straling in het gebied van de kortere golflengtes van 280 tot 380 nm en als infrarood (IR) straling in het nog veel bredere gebied met de langere golflengte tot ongeveer 1 mm.

Er blijft dus nog een nood om doorzichtige of doorschijnende vlakken, zoals glaspartijen, meer energiewerend te maken, voornamelijk door het beïnvloeden van de stralingsenergie die zulke vlakken nog doorlaten. Het is daarbij dikwijls ongewenst dat dit zou gebeuren ten koste van een belangrijke vermindering van het zichtbare licht dat wordt doorgelaten, voornamelijk van buiten naar binnen, bijvoorbeeld om overdag minder kunstlicht te moeten gebruiken, of van een belangrijke wijziging van de kleurperceptie doorheen zulke vlakken, omdat dit door de gebruiker minder op prijs wordt gesteld.

Om doorschijnende vlakken, zoals glas, energiewerend te maken zijn er energiewerende kunststoffolies ontwikkeld, welke trachten zo selectief mogelijk de straling uit de niet met het blote oog waarneembare maar in het ofwel schadelijke UV (A&B) gebied ofwel in het warmteopwekkende IR (A, B &C) gebied te weren. Het infrarood stralingsgebied wordt gebruikelijk ingedeeld in langs de ene kant het dichtbij-of “near-infrared” stralingsgebied, N-IR of IR A&B, oplopende tot een golflengte van ongeveer 2500 nm, en het langgolvige IR gebied, wat het gebied dekt tot 50.000 nm of 50 pm, en bij sommige auteurs tot en met 1 mm. Vermits zonnestraling veel stralingsenergie meedraagt met golflengtes in het near-IR gebied, hebben de technologische verbeteringen zich veelal daarop toegespitst. Zo werden er folies ontwikkeld die een infrarood absorberende werking bezitten, wat zorgt voor een egalere warmteverdeling en een aangenamere binnentemperatuur bij sterke lichtinval. Een nadeel met deze folies is dat de geabsorbeerde straling in de folie wordt omgezet tot warmte. Deze absorptie kan dus lokale temperatuurverhogingen veroorzaken, die worden doorgegeven aan het substraat waarop de folie is aangebracht. Bij vele substraten, zoals glas, leiden zulke lokale temperatuursverhogingen tot sterke spanningen, en kunnen ze zelfs glasbreuk veroorzaken. Een tweede nadeel is dat de geabsorbeerde warmte, hoewel op egalere wijze aan de binnenruimte doorgegeven, toch ook nog plaatselijk een aanzienlijke temperatuursverhoging kan veroorzaken, die nog als onaangenaam kan worden ervaren. Daarenboven leidt het doorgeven van deze warmte aan de lucht tot rendementsverlies.

Een hoge absorptie van de invallende zonne-energie leidt dus niet tot probleemloze oplossingen. Om deze nadelen zo veel mogelijk te beperken of te vermijden werden folies ontwikkeld met IR-reflecterende eigenschappen, vooral gericht op reflectie in het near-IR stralingsgebied. Deze folies bieden een reductie van de warmteopname van een voertuig of gebouw daarmee uitgerust in de zomer, zodat op koelingsenergie kan worden bespaard.

Zo beschrijft US 6,797,396 een film transparant voor zichtbaar licht maar die infrarood licht reflecteert, en die is opgebouwd uit verscheidene polymeerlagen en metaalvrij is. US 2008/0292820 A1 beschrijft een multigelaagde polymeerfilm die een waarde van nevelachtigheid (“haze value”) heeft van ten minste 10% om de zonnewerende eigenschappen ook door lichtdiffusie te kunnen controleren. Metalen kunnen worden ingewerkt in verschillende opeenvolgende metallische lagen in de folie, en die dan gaan samenwerken als een Fabry-Perot interferentiefilter om IR en/of vooral het zogenoemd near-IR licht te reflecteren. Dit is omdat de zonnestraling zich voornamelijk bevindt in een golflengte bereik van 280 nm tot 2500 nm. Naar activiteit ivm langgolvige IR-C stralingsenergie is er tot op heden nog weinig of geen aandacht besteed.

De uitvinders hebben echter vastgesteld dat een hoge reflectiegraad tot op heden steeds gepaard gaat met ook een vrij hoge absorptiegraad, en dat deze reflecterende folies toch nog erg opwarmen door een vrij hoge absorptie van stralingsenergie. Hoewel deze folies dus zoveel mogelijk straling trachten te reflecteren, voornamelijk in het near-IR gebied, blijft er nog een te hoge graad van absorptie aanwezig, in datzelfde gebied maar ook in het UV en het langgolvige IR gebied, en als dusdanig is het probleem van lokale opwarming dat daarmee gepaard gaat nog verre van opgelost.

Er blijft daarom een nood bestaan voor energiewerende kunststoffolies die goed reflecteren, maar tegelijkertijd minder opwarmen door de invallende straling, en door de daaruit geabsorbeerde stralingsenergie in het volle stralingsgebied.

De huidige uitvinding heeft tot doel om de hierboven beschreven problemen te verminderen of op te lossen, en/of om algemene verbeteringen bij te brengen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

De uitvinding voorziet in een verbeterde energiewerende kunststoffolie, een glasplaat die deze kunststoffolie omvat, en een voorwerp die zulke glasplaat omvat, alsook in werkwijzen voor de vervaardiging van deze voorwerpen en het gebruik ervan.

De uitvinding voorziet daarom in een energiewerende kunststoffolie, geschikt voor bevestiging op een doorzichtig of doorschijnend oppervlak, zoals glas, en die minstens voor 50% transparant is voor zichtbaar licht, waarmee wordt bedoeld het gebied van de golflengte gaande van 380 tot 780 nm en gemeten volgens norm NBN EN 410, daardoor gekenmerkt dat ze ten minste één kunststof dragerlaag omvat met daarop, als functionele laag, een metallische laag die antimoon en/of arseen samen met indium en/of gallium bevat, waarbij de kunststoffolie een totaal bevat aan indium (In), gallium (Ga), antimoon (Sb) en arseen (As) samen, welke aanwezig zijn als legering, zoals indium antimonide, gallium antimonide, indium arsenide, indium gallium arsenide en/of gallium arsenide, van ten minste 4.0 ppm gew. en ten hoogste 25.0 ppm gew., waarbij de concentraties zijn uitgedrukt relatief ten opzichte van het gewicht van het geheel van de kunststoffolie inclusief al zijn lagen, uitgezonderd een beschermfilm voor een lijmlaag, indien aanwezig.

De uitvinders hebben gevonden dat, bij gebruik van ten minste één van deze metallische componenten samen met antimoon en/of arseen in een functionele laag, een energiewerende kunststoffolie wordt bekomen met goede lichttransmissie en sterke infrarood reflecterende eigenschappen, en dit over het gehele IR gebied inclusief de langgolvige IR-C straling, maar die gekenmerkt worden door een verrassend lage graad van energieabsorptie. Deze folie blijft dus verrassend koel bij invallende stralingsenergieën waarbij andere folies met vergelijkbare transmissieve eigenschappen behoorlijk opwarmen. De folie verenigt dus, bij gelijke lichttransmissie, een hogere warmtereflectie met een lagere warmteabsorptie. Dit geeft een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de gekende folies, wat vooral leidt tot een sterk verminderde opwarming van de folie zelf, zodat ze ook op temperatuurgevoelige oppervlakken kan worden gebruikt.

Bovendien hebben de uitvinders vastgesteld dat een behoorlijk deel van de daarbij toch nog geabsorbeerde stralingsenergie, ongeacht de golflengte ervan, niet wordt omgezet in warmte. Zonder door deze theorie gebonden te zijn, vermoeden de uitvinders dat de combinatie van metallische componenten volgens de huidige uitvinding deze stralingsenergie, voornamelijk de IR-straling, ten minste gedeeltelijk op fotovoltaische wijze omzetten in elektrische energie, zoals onder de vorm van een potentiaalverschil. Deze elektrische energie wordt dan vermoedelijk via de randen van de folie afgeleid naar de omgeving, zonder dat ze tot lokale verhitting leidt. Het gevolg is dat de kunststoffolie of kunststoffilm volgens de huidige uitvinding dank zij zijn fotovoltaische eigenschappen minder warmte opbouwt dan wat door de gemeten absorptie van stralingsenergie kan worden verwacht, wat leidt tot een hoger energetisch rendement, een hoger gebruiksgemak, en minder risico geeft op glasbreuk. De folie volgens de huidige uitvinding kan dan ook op een veel bredere waaier van voorwerpen en/of glastypes worden aangebracht dan de al gekende folies, wegens de lagere opwarming en omdat die voorwerpen of glasvlakken dan minder gevoelig blijven voor thermische breuk.

De folie of film volgens de huidige uitvinding is een zonwerende en warmte-isolerend folie met een hoge lichttransmissie, gekoppeld aan een minimum aan warmteabsorptie en een hoge IR-reflectie. Ze vertoont omzeggens geen of weinig warmteconvectie naar binnen toe, hetgeen de g-waarde of zontoetredingsfactor ten goede komt. De g-waarde of zontoetredingsfactor is de som van de energetisch directe transmissiefactor, i.e. het zonlicht dat wordt doorgelaten, en van de indirecte zonnetransmissie, d.i. het gedeelte van de geabsorbeerde stralingsenergie dat naar de binnenomgeving toestroomt. Zij is met andere woorden de verhouding van het totale aan de binnenomgeving overgedragen energetisch vermogen relatief ten opzichte van het totale vermogen van de invallende zonnestralen. De g-waarde wordt gemeten volgens norm NBN EN 410.

Een bijkomend voordeel is dat de functionele laag is opgebouwd uit anorganische verbindingen, die vanwege hun stabiliteit en dus langere levensduur te verkiezen zijn boven de organische lichtgevoelige verbindingen of pigmenten.

Tevens hebben de uitvinders vastgesteld dat de folie of film volgens de huidige uitvinding een hoge Ra-waarde heeft, van ten minste 90, en bij voorkeur van ten minste 95. De Ra-waarde is een maat of index voor de kleurweergave, welke ter vergelijking voor 4 mm dik klaar glas 99 bedraagt. Dit biedt het voordeel dat de kleurenwaarneming door glas voorzien van de folie volgens de huidige uitvinding niet of slechts minimaal wordt beïnvloedt, wat tot een hoger gebruiksgemak leidt. De Ra-waarde wordt bij voorkeur gemeten volgens de voorschriften van de standaard NBN EN 410.

De folie volgens de huidige uitvinding biedt verder het voordeel van een hoge “Shielding Effectiveness” (SE), of correcter uitgedrukt dempingfactor genoemd, in het frequentiegebied van 10 MHz tot 1 GHz, van ongeveer 22 decibel (dB). Dit biedt het voordeel dat de inkomende en uitgaande elektromagnetische straling in gebouwen met voornamelijk glas als buitenoppervlakken kan worden verzwakt of gedempt met ten minste 15 en over het algemeen ongeveer 20 dB of zelfs méér. Dit levert een aanzienlijk voordeel op gebied van veiligheid van communicatie, omdat daardoor de draadloze communicatie en zijn mogelijkheden, zoals er steeds meer binnenshuis voorkomen, minder gemakkelijk kunnen gestoord geraken of ongewenst van buitenuit kunnen gecapteerd worden, wat onder andere de privacy van deze communicaties behoorlijk verhoogt.

De uitvinding voorziet verder een werkwijze voor de vervaardiging van de kunststoffolie volgens de huidige uitvinding die een stap omvat voor het opbrengen van de metallische laag op de kunststof dragerlaag, bij voorkeur door opdampen of dampafzetting (“physical vapor déposition”), bij meer voorkeur door sputteren, en bij nog meer voorkeur door “DC Magnetron sputtering déposition”.

De uitvinding voorziet verder voor het gebruik van antimoon en/of arseen samen met indium en/of gallium voor het energiewerend maken van een doorzichtige kunststoffolie met een transparantie voor zichtbaar licht van ten minste 50%, waarmee wordt bedoeld het gebied van de golflengte gaande van 380 tot 780 nm en gemeten volgens norm NBN EN 410, en waarbij de kunststoffolie een totaal bevat aan indium (In), gallium (Ga), antimoon (Sb) en arseen (As) samen, welke aanwezig zijn als legering, zoals indium antimonide, gallium antimonide, indium arsenide, indium gallium arsenide en/of gallium arsenide, van ten minste 4.0 ppm gew. en ten hoogste 25.0 ppm gew., waarbij de concentraties zijn uitgedrukt relatief ten opzichte van het gewicht van het geheel van de kunststoffolie inclusief al zijn lagen, uitgezonderd een beschermfilm voor een lijmlaag, indien aanwezig. De uitvinding voorziet ook in het gebruik van de kunststoffolie volgens de huidige uitvinding voor het energiewerend maken van doorschijnende of doorzichtige vlakken, zoals een glasplaat, en/of voor het verminderen van het risico op glasbreuk.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Figuur 1 toont de dempingfactor voor elektromagnetische straling, gemeten voor twee folies volgens de uitvinding, over een breed frequentiebereik.

GEDETAILEERDE BESCHRIJVING

De kunststoffolie volgens de huidige uitvinding omvat bij voorkeur in de metallische laag het antimoon en/of het arseen, en het indium en/of het gallium, samen met één ander metaal gekozen uit de reeks bestaande uit antimoon, tin, arseen, aluminium, en combinaties daarvan. De uitvinders hebben gevonden dat dit bijkomende metaal en/of meerdere metalen uit deze reeks ook metallische bindingen kunnen vormen met het antimoon en/of het arseen, of met het indium en/of het gallium, die een uitgesproken bijdrage leveren tot de effecten van de huidige uitvinding, in het bijzonder de verlaagde opwarming, te verklaren door een verlaagde absorptie en de verminderde omzetting van de geabsorbeerde stralingsenergie tot warmte.

De kunststoffolie volgens de huidige uitvinding omvat bij voorkeur een metallische laag die een component omvat die is gekozen uit de lijst bestaande uit indium antimonide, gallium arsenide, indium gallium arsenide, indium arsenide, gallium aluminium arsenide, gallium antimonide, en combinaties daarvan. De uitvinders hebben vastgesteld dat deze componenten bijzonder geschikt zijn voor een combinatie van een hoge warmtereflectie met een lage warmteabsorptie, en mogelijks ook voor het omzetten van stralingsenergie in elektrische energie, en daardoor de omzetting ervan in warmte uitzonderlijk gunstig verminderen.

De folie volgens de huidige uitvinding wordt bij voorkeur aangebracht aan de binnenkant van de doorzichtige of doorschijnende vlakken, omdat hun levensduur dan beduidend hoger is dan wanneer ze aan de buitenkant wordt blootgesteld aan weer en wind. Ze kan tevens worden geplaatst tussen positie 2 en 3 van een dubbele beglazing. Bij dubbele beglazing nummert men conventioneel de glasoppervlakken van buiten naar binnen toe. Een plaatsing van de film volgens de huidige uitvinding tussen posities 2 en 3, meer bepaald als de film kan worden gespannen in de ruimte tussen de twee glasplaten, brengt het bijkomende voordeel dat de film dan ook de ruimte tussen die twee glasplaten in twee compartimenten indeelt, en convectie tegenhoudt van lucht of gas van het ene compartiment naar het andere. Op die manier verhoogt de folie bijkomend de warmte-isolatie van de dubbele beglazing. Eenzelfde effect kan ook worden bereikt door een derde glasplaat te voorzien in het midden tussen de twee buitenste glasplaten, maar dit vraagt een veel grotere totaaldikte van de beglazing, en verhoogt het totaalgewicht van de beglazing aanzienlijk. Het spannen van een kunststoffolie in de binnenruimte van dubbele beglazing kan met een minimum of zelfs zonder bijkomende totaaldikte, en mits weinig of geen gewichtstoename van het geheel. Dit vermijdt daarom speciale voorzieningen in ramen en dragende elementen, en biedt dus ook bijkomende voordelen en mogelijkheden om bestaande glaspartijen meer energiewerend en warmte isolerend te maken.

Energiewerende films of folies trachten zoveel mogelijk de niet-zichtbare stralingsenergie te reflecteren, en het zichtbare licht zo ongestoord mogelijk door te laten. De infrarode (IR) straling wordt voornamelijk geweerd omdat ze op het beschenen voorwerp tot warmte wordt omgezet. De ultraviolette straling wordt voornamelijk geweerd omdat ze schadelijk kan zijn voor het beschenen voorwerp, wat dikwijls leidt tot verlies van de esthetische aspecten ervan.

De uitvinders geven er de voorkeur aan dat de folie volgens de huidige uitvinding minstens voor 54% transparant is voor zichtbaar licht, bij meer voorkeur ten minste 57%, bij nog meer voorkeur ten minste 60%, bij meer voorkeur ten minste 62%, bij nog meer voorkeur ten minste 66%, bij nog meer voorkeur ten minste 70%. Zoals gesteld wordt met de transparantie voor zichtbaar licht hier bedoeld de transmissiewaarde van het zichtbaar licht binnen het gebied van de golflengte gaande van 380 tot 780 nm, en gemeten volgens norm NBN EN 410.

Bij voorkeur heeft de folie volgens de huidige uitvinding een hoge verhouding van lichttransmissie ten opzichte van de bereikte zonnewering, voornamelijk bereikt door de aanzienlijke reflectie. Dit is volgens de uitvinders beïnvloedbaar door een gepaste keuze van metalen en hun respectievelijk lichtreflectievermogen, en de hoeveelheid van die respectieve metalen die worden ingebouwd in de folie.

De folie volgens de huidige uitvinding heeft bij voorkeur een lage energetische absorptie gemeten volgens standaard EN 410. Bij voorkeur is, bij een folie volgens de uitvinding met een lichttransmissie van ongeveer 70%, de factor van directe absorptie van zonne-energie ten hoogste 35%, bij meer voorkeur ten hoogste 32%, bij nog meer voorkeur ten hoogste 30%, bij voorkeur ten hoogste 28%, bij nog meer voorkeur ten hoogste 26% of zelfs ten hoogste 24%, bij voorkeur ten hoogste 22%. Bij meer voorkeur is de energetische absorptie van de folie nog lager, zoals ten hoogste 20%, liever nog ten hoogste 18%, bij voorkeur ten hoogste 16%, maar nog lagere waarden van ten hoogste 15% of 14% en zelfs minder dan 13.5%, zoals 13.1% zijn bereikbaar gevonden. Dit zijn zeer voordelige waarden, als men ze vergelijkt met de energetische absorptie van enkele klare beglazing met een dikte van 6 mm, die volgens EN 410 gemeten op ongeveer 12.3% uitkomt.

Bij de meting van spectrale eigenschappen, zoals transmissie en reflectie in functie van golflengte, en dus inclusief transparantie voor zichtbaar licht, verkiezen wij een opstelling te gebruiken bestaande uit een spectrofotometer van het type “Perkin-Elmer Lambda 900 UV-VIS-NIR”, bij voorkeur uitgerust met dubbele straal en dubbele monochromator. Wij verkiezen een spectrofotometer die is uitgerust met een integrerende sfeer van 150 mm van het type Perkin-Elmer PELA 1000. De metingen worden bij voorkeur uitgevoerd met een loodrechte invalshoek (0°) van de straling op het te testen materiaal.

Conform NBN EN 410 kunnen de transmissie en de reflectie van zonlicht doorheen een transparant vlak worden gemeten. De absorptie is dan dat deel van de energie in het zonlicht dat niet wordt doorgelaten of gereflecteerd. De uitvinders hebben vastgesteld dat de folie volgens de huidige uitvinding een zeer lage energetische absorptie heeft volgens EN 410. Zo geeft een folie met een transmissie in het zichtbare licht van ongeveer 70% wanneer aangebracht op 3 mm dik enkel glas, bij voorkeur een absorptie van ten hoogste 35%, bij meer voorkeur ten hoogste 30%, bij nog meer voorkeur ten hoogste 26%, bij meer voorkeur ten hoogste 24% en bij nog meer voorkeur ten hoogste 22% van de energie in het zonlicht binnen het golflengtegebied van 280 tot 2500 nm.

Het voordeel van de folie volgens de huidige uitvinding is dat ze een groot deel van het IR spectrum aan straling reflecteert, d.i. ook de langgolvige infrarood-C straling. In de zomer wordt de zonnewarmte voornamelijk binnengebracht door het nabije-IR of “near-IR” licht van de zon (IR-A&B straling - met golflengtes van 780 nm tot 2500 nm). Het is dus belangrijk dat de folie deze IR-A&B straling reflecteert om een goede zonnewerende eigenschap te bieden in de zomer. Zodra zonlicht op een voorwerp valt wordt veel van de stralingsenergie ervan omgezet in langgolvige warmte. Alle warmte opgewekt in een huis of voertuig is dan ook langgolvig, voornamelijk in het langgolvige IR-C gebied, met typische golflengtes van 2500 tot 50000 nm. Omdat de folie volgens de huidige uitvinding ook deze IR-C straling reflecteert, beperkt ze ook het warmteverlies door de ramen in de winter. In beide gevallen leidt ze tot een aangenamere kamertemperatuur, en tot besparingen in de energie nodig zowel voor koeling in de zomer als voor verwarming in de winter.

In een uitvoeringsvorm omvat de kunststoffolie volgens de huidige uitvinding nog ten minste één bijkomend metaal, en dit als metaal, metaallegering, metaaloxide of een andere metaalverbinding, waarbij het metaal is gekozen uit de lijst van metalen die in het IUPAC periodiek systeem van elementen, de versie van 22 juni 2007 en waarin de elementgroepen genummerd zijn van 1 tot en met 18, voorkomen in de groepen aangeduid met nummers 3, 4, 5, 6, 10, 11, 12, 13 en 15, en bij voorkeur het metaal gekozen zijnde uit de lijst bestaande uit zilver (Ag), chroom (Cr), nikkel (Ni), zink (Zn), en combinaties daarvan, waarbij het bijkomend metaal bij voorkeur omvat is in de metallische laag, welke metallische laag dan ofwel één homogene laag vormt ofwel is opgebouwd uit twee of meerdere metallische onderlagen met een verschillende samenstelling.

De uitvinders hebben vastgesteld dat met de keuze aan metaal of metalen, de absorberende en/of reflecterende eigenschappen van de folie kunnen worden beïnvloed en desgewenst gestuurd. De uitvinders hebben gevonden dat zilver (Ag), chroom (Cr), nikkel (Ni), arseen (As) en antimoon (Sb) een reducerend effect kunnen hebben op het IR-absorberend vermogen, maar een verhogend effect op het IR-reflecterend vermogen van de folie. Zink (Zn) en indium (In) werden gevonden daarentegen een verhogend effect te kunnen hebben op het IR-absorberend vermogen, waarbij zink (Zn) een reducerend effect kan hebben en indium (In) dan weer een verhogend effect kan hebben op het IR-reflecterend vermogen van de folie.

De uitvinders hebben tevens vastgesteld dat de folie volgens de huidige uitvinding, wanneer die zilver (Ag) bevat, een selectief fotochroom effect vertoont, m.a.w. dat ze bij hoge lichtinvalshoek minder licht doorlaat en dus meer energie absorbeert dan bij lagere lichtinvalshoek. Dit brengt het bijkomende voordeel dat de energiewerende werking van de folie hoger is bij hogere invalshoek en dus ook hoge lichtintensiteit, zoals bij hoge zonnestand en/of volle zonlichtinval, zoals ’s middags, maar dat ze weer meer lichtdoorlatend wordt bij lagere invalshoek en dus lagere lichtintensiteit, bijvoorbeeld bij een lage zonnestand ’s morgens en ’s avonds, wanneer de inval van het zonnelicht als minder storend en zelfs wenselijk kan zijn. Dit is vooral voordelig omdat de glaspartijen die door hun oriëntatie ten opzichte van de zon tijdelijk meer intens aan zonlicht worden blootgesteld minder energie zullen doorlaten dan andere glaspartijen, en wanneer de invalshoek van het zonlicht weer kleiner wordt, weer meer transparant worden voor zichtbaar licht.

De uitvinders hebben ook gevonden dat, ondanks het vooral IR-reflecterend karakter van de folie of film volgens de huidige uitvinding, ze geen of weinig vaak hinderlijke lichtreflecties in het zichtbare gebied geeft. Dit verhoogt het gemak voor de gebruiker. De uitvinders vonden dat dit ongemak kan worden vermeden of beperkt door het gepast limiteren van de hoeveelheid metalen die in de folie wordt ingewerkt, zoals hieronder in meer detail wordt uitgelegd.

De dikte van de metaallaag kan variëren binnen zéér brede grenzen. In een uitvoeringsvorm van de kunststoffolie volgens de huidige uitvinding heeft de metallische laag een dikte heeft van ten minste 50 Angstrom oftewel 5 nm, bij voorkeur ten minste 8 nm, bij meer voorkeur ten minste 12 nm, en daarenboven optioneel ten hoogste 50 nm bedraagt, bij voorkeur ten hoogste 40 nm en bij meer voorkeur ten hoogste 30 nm. Typisch heeft de metaallaag een dikte binnen het bereik van 14 tot 22 nm, bij voorkeur van 17 tot 20 nm. De uitvinders hebben gevonden dat deze laagdikte voldoende is om de gewenste positieve eigenschappen en effecten te verkrijgen, maar tegelijkertijd niet te hoog zijn zodat ze de lichtdoorlatendheid te zeer zouden verminderen. De uitvinders verkiezen binnen deze grenzen een zo laag mogelijke dosering van metalen te gebruiken, omdat deze metalen vrij schaars zijn en een hogere concentratie en dus gebruik ervan leidt tot een hogere kostprijs van de folie.

De metaallaag in de folie volgens de huidige uitvinding omvat in een uitvoeringsvorm drie lagen, genummerd van 1 tot 3 beginnend van de zijde die naar het zonlicht is gericht. Laag 2 bevat bij voorkeur zilver (Ag). Laag 2 is dan ingebed tussen de twee metaallagen 1 en 3. Laag 1 bevat bij voorkeur het indium (In) en/of gallium (Ga), samen met het antimoon (Sb), liefst nog indium met antimoon, en bij voorkeur als indium antimonide. Ook laag 3 kan met dezelfde metalen worden voorzien als gesteld voor laag 1, en dit ofwel als alternatief voor laag 1, ofwel tegelijkertijd met een laag 1 waarin deze metalen voorkomen.

In een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding biedt de folie een dempingfactor voor elektromagnetische straling van ongeveer 20 tot 22 decibel (dB), en dit over het frequentiegebied van 10 MHz tot 1 GHz. Een demping van 20 dB veroorzaakt een reductie van de veldsterkte van een signaal van 90%, en een reductie van het signaalvermogen van zelfs 99%. Deze waarden zijn dus aanzienlijk. Het is daarenboven bijzonder voordelig dat deze dempingfactor ongeveer gelijk is ongeacht de frequentie van de elektromagnetische straling of van het signaal. De folie dempt dus ongeveer in dezelfde mate zowel de AM middengolf radiosignalen (> 1MHz), de publieke Citizen Band signalen (> 27 MHz, de FM radiosignalen (>100 MHz), de mobiele communicatiesignalen gereserveerd voor de publieke diensten (100-150 MHz), de lagere VHF TV signalen (150-550 MHz), de publieke kortegolf communicatiesignalen (ongeveer 433 MHz), de hogere UHF TV signalen (600-800 MHz), al de conventionele GSM signalen (resp. 900 en 1800 MHz), en de publieke korte afstand “Blue Tooth” communicatiesignalen (2400-2500 MHz). Deze opsomming geeft enkel de publieke gekende signaalfrequenties. De folie zal echter evenzeer de signalen in de niet voor het publiek vrijgegeven frequentiegebieden dempen, welke door de overheden voor zichzelf zijn gereserveerd.

Stenen muren en gewapend beton bieden al een dempingfactor van ongeveer 20 dB. Het is echter belangrijk voor een goede afscherming van een installatie, dat alle componenten ongeveer evenveel de signaalsterkte dempen. De folie volgens de huidige uitvinding heeft dus een dempingfactor die ongeveer even hoog is als andere gebruikelijke bouwmaterialen. Het is dus een aanzienlijk voordeel dat zulke dempingfactor nu ook met de aanwezige glaspartijen kan worden bereikt, door het aanbrengen van de folie volgens de huidige uitvinding. De folie volgens de huidige uitvinding kan dus bijdragen tot een hogere beveiliging van gevoelige elektronische apparatuur binnenshuis tegen mogelijks malafide draadloze beïnvloeding van buiten uit, zoals door elektromagnetische interferentie, maar ook voor een beveiliging van gevoelige draadloze communicatie binnenshuis, die daardoor moeilijker of niet meer van buiten een aanzienlijk kleinere perimeter rond het gebouw kan worden opgevangen. Deze hoge demping van elektromagnetische straling laat toe om deze folie te gebruiken als onderdeel van het zogenaamde “zoning” concept. Met deze folies kunnen zeer gemakkelijk en goedkoop “onveilige zones” tot zogenaamde “veilige zones" worden omgebouwd, veel gemakkelijker en goedkoper dan met de conventionele technieken, zoals het bouwen van een kooi van Faraday. Door deze hoge demping biedt de folie volgens de uitvinding tevens in een hoge bescherming tegen stralingspollutie en mogelijke gezondheidsproblemen die zouden kunnen worden toegewezen aan de blootstelling aan hogere elektromagnetische stralingen.

In een uitvoeringsvorm van de kunststoffolie volgens de huidige uitvinding is de metallische laag aan zijn vrije zijde beschermd met een bijkomende kunststof inbeddingslaag. Dit biedt het voordeel dat de metallische laag beschermd is voor externe fysische en/of chemische invloeden. Bij voorkeur wordt deze inbeddingslaag aangebracht door lamineren, onder invloed van temperatuur en druk, van de dragerlaag aan de kant van de metaallaag met een kunststoflaag, bij voorkeur uit een thermoplastische kunststof vervaardigd. Eventueel kan de inbeddingslaag daarbij worden gelijmd, door middel van een lijmlaag die wordt aangebracht alvorens de inbeddingslaag wordt opgelijmd. Zulke lijmlaag is bij voorkeur gemaakt op basis van (meth)acrylzuur of afgeleiden daarvan en heeft een typische dikte van ongeveer 1.5 pm.

In een uitvoeringsvorm van de kunststoffolie volgens de huidige uitvinding heeft de kunststof dragerlaag en/of de kunststof inbeddingslaag, indien aanwezig, een dikte van 10-50 pm, bij voorkeur van 15-30 pm, bij meer voorkeur van 20 - 25 pm, en bij de meeste voorkeur van ongeveer 22 of 23 pm. De gehele folie heeft dan bij voorkeur een dikte van 35 - 60 pm. De uitvinders hebben gevonden dat deze laagdikten voldoende zijn om de gewenste mechanische eigenschappen te bieden, zonder de optische eigenschappen zoals de lichttransparantie op belangrijke wijze te verminderen.

In een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding is de kunststoffolie aan één kant voorzien van een lijmlaag, met daarin bij voorkeur een water activeerbare of een drukgevoelige lijm, bij meer voorkeur een lijm die gemaakt is op basis van (meth)acryl zuur of afgeleiden daarvan. Deze lijmlaag heeft typisch ook een dikte van ongeveer 1,5 pm. Deze lijmlaag dient om de folie gemakkelijk aan te kunnen brengen op een substraat, zoals glas. Een drukgevoelige of water activeerbare lijm wordt verkozen wegens het gebruiksgemak bij het aanbrengen van de folie op het substraat. De uitvinders verkiezen verder dat deze lijmlaag is afgedekt met een kunststof beschermfilm, die bij voorkeur is gebaseerd op een polyester, bij meer voorkeur op polyethyleen tereftalaat (PET). Deze beschermfilm of striplaag beschermt de lijmlaag, eventueel al tijdens het verdere productieproces van de folie, en ook tijdens transport en stockage. Deze bescherming kan ook handig zijn bij het uitsnijden van de folie om ze aan te passen aan het oppervlak waarop ze moet worden aangebracht, en maakt het aanbrengen van de folie op het substraat uiterst gemakkelijk.

In een verdere uitvoeringsvorm is de kunststoffolie volgens de huidige uitvinding aan één zijde, bij aanwezigheid van een lijmlaag aan de andere zijde dan de zijde waarop de lijmlaag aanwezig is, voorzien van een kunststof afschermlaag, bij voorkeur een harde en/of krasbestendige deklaag, bij meer voorkeur een kunststof laag die is gebaseerd op een polyacryl of polyurethaan kunststof. Deze afschermlaag is bij voorkeur gebaseerd op een krasbestendig (“scratch résistant”) materiaal. Dit heeft het voordeel dat de folie minder gemakkelijk mechanisch wordt beschadigd, waardoor licht zou worden verstrooid en de optische en esthetische eigenschappen negatief zouden worden beïnvloed. Dispersie van straling wegens beschadigingen aan de folie kunnen tevens leiden tot rendementsverlies van de folie. De afschermlaag beperkt deze nadelen tot een minimum. Deze afschermlaag is bij voorkeur ook bestand tegen chemicaliën, wat het bijkomend voordeel biedt dat de folie dan afwasbaar is. Dit komt ook het optische en esthetische effect op langere termijn ten goede, bij gepast onderhoud.

In een uitvoeringsvorm van de kunststoffolie volgens de huidige uitvinding is de kunststof voor de dragerlaag en/of de inbeddingslaag gebaseerd op een transparant thermoplastisch materiaal, bij meer voorkeur een materiaal dat gekozen is uit de lijst bestaande uit polyethyleen (PE), polypropyleen (PP), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl alcohol (PVA), polyesters, polyacryl harsen, polystyreenharsen, polyamides, en combinaties daarvan. De uitvinders hebben gevonden dat deze materialen uiterst geschikt zijn om de gewenste mechanische en optische eigenschappen van de folie te kunnen bereiken.

In een verdere uitvoeringsvorm bevat de kunststoffolie volgens de huidige uitvinding het indium en/of het gallium aan een concentratie van ten minste 1,0 ppm gew., bij voorkeur ten minste 1,5 ppm gew., bij meer voorkeur ten minste 2.0 ppm gew., bij voorkeur ten minste 2.50 ppm gew., en eventueel ten hoogste 15 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 10.0 ppm gew., bij nog meer voorkeur slechts ten hoogste 7.0 of maar ten hoogste 5.0 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 4.0 ppm gew. en bij nog meer voorkeur ten hoogste 3.0 ppm. gew., en deze concentraties zijn hierbij uitgedrukt relatief tot het gewicht van het geheel van de kunststoffolie inclusief al zijn lagen, uitgezonderd de beschermfilm voor de lijmlaag, indien deze aanwezig is. De uitvinders hebben gevonden dat deze concentraties voldoende zijn om de gewenste effecten te bereiken, en dat hogere concentraties geen significante verdere voordelen bieden doch voornamelijk de kostprijs van de folie opdrijven.

In een verdere uitvoeringsvorm van de kunststoffolie volgens de huidige uitvinding, voldoet deze aan ten minste één van de volgende kenmerken, en bij voorkeur aan méér dan één, en bij meer voorkeur aan al van de volgende kenmerken: (i) zilver (Ag) omvattend aan een concentratie van ten minste 5 ppm gew, bij voorkeur ten minste 10 ppm gew., bij meer voorkeur ten minste 15 ppm gew., bij meer voorkeur ten misnte 20 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten minste 30 ppm gew., en eventueel ten hoogste 100 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 70 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 60 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten hoogste 50 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 40 ppm gew., (ii) chroom (Cr) omvattend aan een concentratie van ten minste 0,50 ppm gew,. bij voorkeur ten minste 1,00 ppm gew., bij meer voorkeur ten minste 1,30 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten minste 1,60 ppm gew., en eventueel ten hoogste 30 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 25 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten hoogste 20 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 15 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 10,0 ppm gew., (iii) nikkel (Ni) omvattend aan een concentratie van ten minste 10 ppm gew., bij voorkeur ten minste 15 ppm gew., bij voorkeur ten minste 18,0 ppm gew., en eventueel ten hoogste 50 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 40 ppm gew., bij meer voorkeur ten hooste 30 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten hoogste 25,0 ppm gew., (iv) zink (Zn) omvattend aan een concentratie van ten minste 0,50 ppm gew., bij voorkeur ten minste 1,00 ppm gew., bij voorkeur ten minste 2,00 ppm gew., bij meer voorkeur ten minste 3,00 ppm gew., en eventueel ten hoogste 30 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 20 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 18,00 ppm gew., en/of (v) antimoon (Sb) en/of arseen (As) omvat aan een concentratie van ten minste 3.00 ppm gew., bij voorkeur ten minste 4.00 ppm gew., bij meer voorkeur 5.00 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten minste 5.50 ppm gew., bij voorkeur ten minste 6.00 ppm gew., en bij nog meer voorkeur ten minste 6.50 ppm gew., en eventueel ten hoogste 15 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 12 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 10 ppm. gew., bij nog meer voorkeur ten hoogste 9.0 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 8.50 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 8.00 ppm gew., en bij nog meer voorkeur ten hoogste 7.50 ppm gew., waarbij de concentraties zijn uitgedrukt relatief ten opzichte van het gewicht van het geheel van de kunststoffolie inclusief al zijn lagen, uitgezonderd de beschermfilm voor de lijmlaag, indien deze beschermfilm aanwezig is. De uitvinders hebben gevonden dat deze concentraties voldoende zijn om de gewenste effecten te bereiken, en dat hogere concentraties geen significante verdere voordelen bieden doch voornamelijk de kostprijs van de folie opdrijven.

In een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding bevat de kunststoffolie een totaal aan indium (In), gallium (Ga), antimoon (Sb) en arseen (As) samen, welke aanwezig zijn als legering, zoals indium antimonide, gallium antimonide, indium arsenide, indium gallium arsenide en/of gallium arsenide, van ten minste 5.0 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten minste 6.0 ppm gew., bij voorkeur ten minste 7.0 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten minste 8.0 ppm gew., bij meer voorkeur ten minste 9.0 ppm gew., en eventueel ten hoogste 22.0 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 20.0 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 18.0 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 15.0 ppm gew, bij nog meer voorkeur ten hoogste 13.0 of slechts 12.0 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 11.0 ppm gew., en bij meer voorkeur ten hoogste 10.5 ppm gewicht. Ook deze gewichtsconcentraties zijn steeds uitgedrukt relatief ten opzichte van het gewicht van het geheel van de kunststoffolie inclusief al zijn lagen, uitgezonderd de beschermfilm voor de lijmlaag, indien deze beschermfilm aanwezig is.

In een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding bevat de kunststoffolie een totaal aan metalen in een concentratie van ten hoogste 250 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 200 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 150 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 100 ppm gew., uitgedrukt relatief ten opzichte van het gewicht van het geheel van de kunststoffolie inclusief al zijn lagen, uitgezonderd de beschermfilm voor de lijmlaag, indien aanwezig. In deze context wordt een metaal gedefinieerd als een scheikundig element uit het periodiek systeem der elementen gekozen uit de groepen van overgangsmetalen en hoofdgroepmetalen, en welke zich in dat periodiek systeem links bevinden van de semi-metalen of metalloïden, dewelke op een diagonale lijn liggen van boor (B) tot astatium (At). Bij voorkeur wordt de totale metaalconcentratie in deze context bepaald mits uitsluiting van de alkalimetalen en de aardalkalimetalen. De uitvinders verkiezen om het totaal aan metalen dusdanig te beperken omdat dit een hoge doorzichtigheid en hoge transmissie van zichtbaar licht tot gevolg heeft. Door gepaste keuze van de metalen naar hun lichtreflectievermogen toe, en het beperkt houden van de totale metaalconcentratie, werd bevonden dat toch een hoge zonnewering kan worden bereikt, samen met een hoge transmissie van zichtbaar licht en een beperkte energie absorptie, bij voorkeur ook een beperkte omzetting van de geadsorbeerde energie tot warmteopwekking. Op die manier leidt de folie volgens de huidige uitvinding ook niet tot een intensiever gebruik van kunstlicht binnenshuis tijdens de dag.

De huidige uitvinding voorziet tevens in een glasplaat of ander doorzichtig of doorschijnend voorwerp, of ook niet doorschijnende oppervlakken indien deze effen zijn, met daarop aangebracht, bij voorkeur gelijmd, de kunststoffolie volgens één der vorige conclusies. De folie volgens de huidige uitvinding is bijzonder geschikt in combinatie met hoogtransparant glas. Deze voorwerpen genieten van de verbeterde energiewerende eigenschappen en van de andere voordelen die de kunststoffolie volgens de huidige uitvinding aanbrengt, voornamelijk de lagere opwarming en/of de demping van elektromagnetische straling.

Verder voorziet de huidige uitvinding in een voorwerp dat een glasplaat omvat volgens de huidige uitvinding, bij voorkeur een voorwerp dat is gekozen uit de verzameling bestaande uit een voertuig, een vaartuig, en een gebouw. Het voordeel is dat de binnenruimte van deze voorwerpen aangenamer zijn voor de mens, en dat het leefcomfort in deze binnenruimtes kan worden beheerst met een kleiner gebruik aan energie, met een lagere kost en een lagere invloed op het milieu, zoals de ecologische voetafdruk of “carbon footprint” van de gebruiker van die binnenruimte.

De huidige uitvinding voorziet ook in een werkwijze voor de vervaardiging van de kunststoffolie volgens de huidige uitvinding die de stap omvat voor het opbrengen van de metallische laag op de kunststof dragerlaag, bij voorkeur door opdampen of dampafzetting (“physical vapor déposition”), bij meer voorkeur door sputteren, bij nog meer voorkeur door Direct Current (DC) Magnetron sputtering déposition. Het opbrengen van de metaallaag gebeurt bij voorkeur in drie stappen, waarbij telkens één van de onderlagen wordt aangebracht.

Bij voorkeur omvat de werkwijze volgens de huidige uitvinding verder nog het aanbrengen van ten minste één bijkomend metaal, in de vorm van een metaal, metaallegering, metaaloxide of andere metaalverbinding, waarbij het metaal is gekozen uit de lijst van metalen die in het lUPAC periodiek systeem van elementen, de versie van 22 juni 2007 en waarin de elementgroepen genummerd zijn van 1 tot en met 18, voorkomen in de groepen aangeduid met nummers 3, 4, 5, 6, 10, 11, 12, 13 en 15, en bij voorkeur het metaal gekozen zijnde uit de lijst bestaande uit zilver (Ag), chroom (Cr), nikkel (Ni), zink (Zn), en combinaties daarvan, bij voorkeur door opdampen of dampafzetting (“physical vapor déposition”), bij meer voorkeur door sputteren, bij nog meer voorkeur door Direct Current (DC) Magnetron sputtering déposition.

Bij voorkeur omvat de werkwijze volgens de huidige uitvinding verder nog het lamineren van de inbeddingslaag, bij voorkeur bij gebruik van warmte en druk en/of met behulp van een extra lijmlaag, op de metallische laag, en indien aanwezig bij voorkeur samen met de bijkomende laag of lagen met daarin het bijkomend metaal, in de vorm van metaal, metaallegering, metaaloxide of een andere metaalverbinding gekozen volgens de huidige uitvinding.

De werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat bij voorkeur verder nog ten minste één van de volgende stappen, en bij voorkeur alle volgende stappen: het aanbrengen van een lijmlaag, bij voorkeur aan de buitenkant van de dragerlaag of de inbeddingslaag, het aanbrengen van een striplaag of beschermfilm op de lijmlaag, en/of het aanbrengen van een afschermlaag, bij voorkeur door opspuiten.

De werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat bij voorkeur ook nog: indien aanwezig het verwijderen van de striplaag of beschermfilm van de kunststoffolie, en het kleven van de kunststoffolie op een doorschijnend en/of doorzichtig vlak, bij voorkeur een glasplaat, bij meer voorkeur een plaat van hoogtransparant glas.

De werkwijze volgens de huidige uitvinding omvat bij voorkeur ook nog de stap van het inwerken van het doorschijnend en/of doorzichtig vlak, bij voorkeur de glasplaat, in een voorwerp, bij voorkeur het voorwerp gekozen zijnde uit de verzameling bestaande uit een voertuig, een vaartuig, en een gebouw.

Zoals hoger al gesteld, voorziet de huidige uitvinding verder voor het gebruik van antimoon en/of arseen samen met indium en/of gallium voor het energiewerend maken van een doorzichtige kunststoffolie met een transparantie voor zichtbaar licht van ten minste 50%.

Bij dit gebruik wordt bij voorkeur tevens nog één metaal ingezet dat gekozen is uit de reeks bestaande uit tin, arseen, aluminium, en combinaties daarvan.

Bij meer voorkeur voorziet de huidige uitvinding in het gebruik, voor het energiewerend maken van een doorzichtige kunststoffolie met een transparantie voor zichtbaar licht van ten minste 50%, van een component die gekozen is uit de groep bestaande uit indium antimonide, gallium arsenide, indium gallium arsenide, indium arsenide, gallium aluminium arsenide, gallium antimonide, en combinaties daarvan.

De huidige uitvinding wordt nu geïllustreerd met de volgende voorbeelden, zonder dat ze daartoe zou zijn beperkt.

VOORBEELD 1

Een kunststoffolie 1 volgens de huidige uitvinding werd op de volgende wijze vervaardigd. De folie bestaat, in volgorde, uit een transparante dragerlaag met daarop aan één kant een hardcoat beschermingslaag, en aan de andere kant eerst een eerste metaallaag, dan een zilver bevattende laag, vervolgens een derde metaallaag, daarop een hechtingslaag of lijmlaag, daarop dan weer een inbeddingslaag, gevolgd door een tweede lijmlaag.

De productie start met het opbrengen van de metallische lagen op de kunststof dragerlaag, gebruik makend van DC magnetron sputtering déposition. De dragerlaag waarvan vertrokken werd was vervaardigd uit polyethyleen tereftalaat (PET), en had een dikte van ongeveer 23 pm. De hieronder aangeduide metaalconcentraties zijn uitgedrukt in gewichtseenheden, en zijn betrokken op het gewicht van de totale folie, zonder de eventueel aanwezige striplaag.

De eerste metaal onderlaag die werd opgebracht omvatte chroom (0.8 ppm), zink (1.5 ppm), nikkel (9.8 ppm) en indium antimonide (10.1 ppm). De eerste metaal onderlaag had een dikte van 11 tot 15 Angstrom.

Als tweede metaal onderlaag werd dan een laag zilver opgesputterd, tot een concentratie van 30.6 ppm, en welke een dikte had van 120 tot 140 Angstrom. Als derde metaal onderlaag werd vervolgens een laag opgesputterd met daarin chroom (0.8 ppm), zink (1.5 ppm) en nikkel (9.8 ppm). Ook deze laag had een dikte van 11 tot 15 Angstrom (1.1 - 1.5 nm).

Op de metaallaag werd dan een hechtingslaag of lijm laag aangebracht bestaande uit thermisch hardend (“thermally curable”) polyester. Daarop volgde dan een inbeddingslaag, ook bestaande uit PET en met een dikte van ongeveer 23 pm. De sandwich structuur bestaande uit de twee PET lagen met daartussen de metaallagen en de hechtingslaag werden dan warm gelamineerd, zodat de polyester lijmlaag thermisch uithardde.

Aan de zijde van de inbeddingslaag werd dan een acrylaat lijmlaag aangebracht van ongeveer 1.5 pm dik, door middel van een micro gravure coating techniek. Deze lijmlaag wordt verder nog voorzien van een clear Silicon PET afstripfolie.

Aan de andere zijde van de gelamineerde sandwich werd dan nog een acrylic clear hard coating aangebracht, door middel van een Gravure Coating techniek., welke werd uitgehard met infrarode straling.

In dit voorbeeld werden nog twee bijkomende folies vervaardigd, met de metaalconcentraties volgens Tabel 1.

VOORBEELD 2

Een raam met dubbele beglazing werd aan de binnenkant voor ongeveer de helft van zijn oppervlak bekleed met de kunststoffolie 1 uit voorbeeld 1. Met een infrarood camera werden dan de temperatuur gemeten van het binnenoppervlak. Daar waar de folie was aangebracht werd een temperatuur van ongeveer 23.4°C, terwijl het glasvlak zonder folie een temperatuur had aan zijn oppervlak van slechts ongeveer 18.6°C. Dit experiment toont de doeltreffendheid van de folie voor het reflecteren van langgolvige warmtestraling, en dus het warmte-isolerend effect.

VOORBEELD 3

Twee glasvlakken werden voorzien met een laag van respectievelijk kunststoffolie film 2 en film 3 uit voorbeeld 1. Van deze glasvlakken werd de “Shielding Effectiveness” (SE) voor elektromagnetische straling gemeten met een TEM-t cel volgens ASTM D4935, over het frequentiebereik van 10 MHz tot 1 GHz. De resultaten van deze meting laten toe om het gedrag van deze folies te voorspellen onder de voorwaarden van IEEE 299 of sommige andere normen.

De resultaten zijn weergegeven in Figuur 1. Voor het overgrote deel van het geteste frequentiebereik werd een SE of dempingfactor gemeten van ten minste 20 dB. De SE liep zelfs op tot méér dan 25 dB bij frequenties van 20-30 MHz, en ook weer bij frequenties van 120-170 MHz. Enkel bij frequenties tussen 180 en 700 MHz werd een lichtjes lagere SE gemeten van toch nog ten minste 17 dB. De gemiddelde dempingwaarde over het ganse frequentiebereik bedroeg 22 dB. Deze resultaten zijn aanzienlijk indien men weet dat een demping van 20 dB leidt tot een reductie in elektromagnetische veldsterkte van 90%, en een reductie van het nog aanwezig elektromagnetisch vermogen van 99%, en dat een demping door de geteste folies ten minste equivalent is aan, en zelfs hoger dan, de demping geboden door een stenen muur of door gewapend beton.

Nu de uitvinding hierboven volledig is beschreven, zal door de vakman worden begrepen dat de uitvinding kan worden uitgevoerd binnen een brede waaier van parameters binnen wat is beschreven in de volgende conclusies, zonder daarom af te wijken van de geest en de omvang van de uitvinding. De vakman zal hebben begrepen dat de uitvinding in zijn algemeenheid, zoals ze wordt bepaald in de conclusies, ook andere uitvoeringsvormen omvat die in dit document niet specifiek zijn weergegeven.

Claims

1. Een energiewerende kunststoffolie, geschikt voor bevestiging op een doorzichtig of doorschijnend oppervlak [zoals glas] en die minstens voor 50% transparant is voor zichtbaar licht, waarmee wordt bedoeld het gebied van de golflengte gaande van 380 tot 780 nm en gemeten volgens norm NBN EN 410, daardoor gekenmerkt dat ze ten minste één kunststof dragerlaag omvat met daarop een metallische laag die antimoon en/of arseen samen met indium en/of gallium bevat, waarbij de kunststoffolie een totaal bevat aan indium (In), gallium (Ga), antimoon (Sb) en arseen (As) samen, welke aanwezig zijn als legering, zoals indium antimonide, gallium antimonide, indium arsenide, indium gallium arsenide en/of gallium arsenide, van ten minste 4.0 ppm gew. en ten hoogste 25.0 ppm gew., waarbij de concentraties zijn uitgedrukt relatief ten opzichte van het gewicht van het geheel van de kunststoffolie inclusief al zijn lagen, uitgezonderd een beschermfilm vooreen lijmlaag, indien aanwezig.

2. De kunststoffolie volgens conclusie 1 waarbij de metallische laag tevens één metaal omvat gekozen uit de reeks bestaande uit tin, arseen, aluminium, en combinaties daarvan.

3. De kunststoffolie volgens conclusie 1 of 2 waarbij de metallische laag een component omvat die is gekozen uit de lijst bestaande uit indium antimonide, gallium arsenide, indium gallium arsenide, indium arsenide, gallium aluminium arsenide, gallium antimonide, en combinaties daarvan.

4. De kunststoffolie volgens één der vorige conclusies die nog ten minste één bijkomend metaal omvat, als metaal, metaallegering, metaaloxide of andere metaalverbinding, waarbij het metaal is gekozen uit de lijst van metalen die in het IUPAC periodiek systeem van elementen, de versie van 22 juni 2007 en waarin de elementgroepen genummerd zijn van 1 tot en met 18, voorkomen in de groepen aangeduid met nummers 3, 4, 5, 6, 10, 11, 12, 13 en 15, en bij voorkeur het metaal gekozen zijnde uit de lijst bestaande uit zilver (Ag), chroom (Cr), nikkel (Ni), zink (Zn), antimoon (Sb), indium (In), arseen (As), Gallium (Ga) en combinaties daarvan, waarbij het bijkomend metaal bij voorkeur omvat is in de metallische laag, welke metallische laag dan ofwel één homogene laag vormt ofwel is opgebouwd uit twee of meerdere metallische onderlagen met een verschillende samenstelling.

5. De kunststoffolie volgens conclusie 4 waarbij de metaallaag een onderlaag omvat die zilver (Ag) bevat, welke onderlaag bij voorkeur is omgeven door twee andere metallische onderlagen.

6. De kunststoffolie volgens één der vorige conclusies waarbij de metallische laag een dikte heeft van ten minste 1 nm, bij voorkeur ten minste 5 nm, bij meer voorkeur ten minste 8 nm, en daarenboven optioneel ten hoogste 50 nm bedraagt, bij voorkeur ten hoogste 40 nm en bij meer voorkeur ten hoogste 30 nm.

7. De kunststoffolie volgens één der vorige conclusies waarbij de metallische laag aan zijn vrije zijde is beschermd met een bijkomende kunststof inbeddingslaag.

8. De kunststoffolie volgens één der vorige conclusies waarbij de kunststof dragerlaag en/of de kunststof inbeddingslaag, indien aanwezig, een dikte hebben van 10-50 pm, bij voorkeur van 15-30 pm, bij meer voorkeur van 20 - 25 pm, en bij de meeste voorkeur van ongeveer 22 of 23 pm.

9. De kunststoffolie volgens één der vorige conclusies die aan één kant voorzien is van een lijmlaag, met daarin bij voorkeur een water activeerbare of een drukgevoelige lijm, bij meer voorkeur een lijm die gemaakt is op basis van (meth)acryl zuur of afgeleiden daarvan.

10. De kunststoffolie volgens conclusie 9 waarbij de lijmlaag is afgedekt met een kunststof beschermfilm, die bij voorkeur is gebaseerd op een polyester, bij meer voorkeur op polyethyleen tereftalaat (PET).

11. De kunststoffolie volgens één der vorige conclusies die aan één zijde, bij aanwezigheid van een lijmlaag aan de andere zijde dan deze waarop de lijmlaag aanwezig is, is voorzien van een kunststof afschermlaag, bij voorkeur een harde en/of krasbestendige deklaag, bij meer voorkeur een kunststof laag die is gebaseerd op een polyacryl of polyurethaan kunststof.

12. De kunststoffolie volgens één der vorige conclusies waarin de kunststof voor de dragerlaag en/of de inbeddingslaag gebaseerd is op een transparant thermoplastisch materiaal, bij meer voorkeur een materiaal dat gekozen is uit de lijst bestaande uit polyethyleen (PE), polypropyleen (PP), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl alcohol (PVA), polyesters, polyacryl harsen, polystyreenharsen, polyamides, en combinaties daarvan.

13. De kunststoffolie volgens één der vorige conclusies die het indium en/of het gallium bevat aan een concentratie van ten minste 1,0 ppm gew., bij voorkeur ten minste 1,5 ppm gew., bij meer voorkeur 2.0 ppm gew., bij voorkeur ten minste 2.5 ppm gew., en eventueel ten hoogste 15 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 10.0 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten hoogste 7,0 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 5,0 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten hoogste 4,0 ppm gew., en bij nog steeds meer voorkeur ten hoogste 3,0 ppm gew., en deze concentraties zijn hierbij uitgedrukt op het gewicht van het geheel van de kunststoffolie inclusief al zijn lagen, uitgezonderd de beschermfilm voor de lijmlaag, indien deze aanwezig is.

14. De kunststoffolie volgens één der vorige conclusies die voldoet aan ten minste één van de volgende kenmerken: (i) zilver (Ag) omvat aan een concentratie van ten minste 5 ppm gew., bij voorkeur ten minste 10 ppm gew., bij meer voorkeur ten minste 15 ppm gew., bij meer voorkeur ten minste 20 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten minste 30 ppm gew., en eventueel ten hoogste 100 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 70 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 60 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten hoogste 50 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 40 ppm gew., (ii) chroom (Cr) omvat aan een concentratie van ten minste 0,50 ppm gew., bij voorkeur ten minste 1,00 ppm gew., bij voorkeur ten minste 1,30 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten minste 1,60 ppm gew., en eventueel ten hoogste 30 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 25 ppm gew., bij nog meer voorkeur 20 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 15 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 10.0 ppm gew., (iii) nikkel (Ni) omvat aan een concentratie van ten minste 10 ppm gew., bij voorkeur ten minste 15 ppm gew., bij voorkeur ten minste 18.00 ppm gew., en eventueel ten hoogste 50 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 40 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 30 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten hoogste 25,0 ppm gew., (iv) zink (Zn) omvat aan een concentratie van ten minste 0,50 ppm gew., bij voorkeur ten minste 1,00 ppm gew., bij voorkeur ten minste 2,00 ppm gew., bij meer voorkeur ten minste 3,00 ppm gew., en eventueel ten hoogste 30 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 20 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 18,00 ppm gew., en/of (v) antimoon (Sb) en/of arseen (As) omvat aan een concentratie van ten minste 3.00 ppm gew., bij voorkeur ten minste 4.00 ppm gew., bij meer voorkeur 5.00 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten minste 5.50 ppm gew., bij voorkeur ten minste 6.00 ppm gew., en bij nog meer voorkeur ten minste 6.50 ppm gew., en eventueel ten hoogste 15 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 12 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 10 ppm. gew., bij nog meer voorkeur ten hoogste 9.0 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 8.50 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 8.00 ppm gew., en bij nog meer voorkeur ten hoogste 7.50 ppm gew., waarbij de concentraties zijn uitgedrukt relatief ten opzichte van het gewicht van het geheel van de kunststoffolie inclusief al zijn lagen, uitgezonderd de beschermfilm voor de lijmlaag, indien aanwezig.

15. De kunststoffolie volgens één der vorige conclusies die een totaal bevat aan indium (In), gallium (Ga), antimoon (Sb) en arseen (As) samen, welke aanwezig zijn als legering, zoals indium antimonide, gallium antimonide, indium arsenide, indium gallium arsenide en/of gallium arsenide, van ten minste 5.0 ppm gew., bij meer voorkeur ten minste 6.0 ppm gew., bij voorkeur ten minste 7.0 ppm gew., bij nog meer voorkeur ten minste 8.0 ppm gew., bij meer voorkeur ten minste 9.0 ppm gew., en eventueel ten hoogste 22.0 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 20.0 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 18.0 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 15.0 ppm gew, bij nog meer voorkeur ten hoogste 13.0 of slechts 12.0 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 11.0 ppm gew., en bij meer voorkeur ten hoogste 10.5 ppm gewicht, waarbij de concentraties zijn uitgedrukt relatief ten opzichte van het gewicht van het geheel van de kunststoffolie inclusief al zijn lagen, uitgezonderd de beschermfilm voor de lijmlaag, indien aanwezig.

16. De kunststoffolie volgens één der vorige conclusies die een totaal aan metalen bevat in een concentratie van ten hoogste 250 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 200 ppm gew., bij meer voorkeur ten hoogste 150 ppm gew., bij voorkeur ten hoogste 100 ppm gew., uitgedrukt relatief ten opzichte van het gewicht van het geheel van de kunststoffolie inclusief al zijn lagen, uitgezonderd de beschermfilm voor de lijmlaag, indien aanwezig.

17. Een glasplaat, bij voorkeur een hoogtransparante glasplaat, met daarop aangebracht de kunststoffolie volgens één der vorige conclusies.

18. Een voorwerp dat een glasplaat omvat volgens conclusie 17, bij voorkeur een voorwerp dat is gekozen uit de verzameling bestaande uit een voertuig, een vaartuig, en een gebouw.

19. Een werkwijze voor de vervaardiging van de kunststoffolie volgens één der vorige conclusies die de stap omvat voor het opbrengen van de metallische laag op de kunststof dragerlaag, bij voorkeur door opdampen of dampafzetting (“physical vapor déposition”), bij meer voorkeur door sputteren (“sputter déposition”), en bij nog meer voorkeur door DC magnetron sputtering déposition.

20. De werkwijze volgens conclusie 19 die verder omvat het aanbrengen van ten minste één bijkomend metaal, in de vorm van een metaal, metaallegering, metaaloxide of andere metaalverbinding, waarbij het metaal is gekozen uit de lijst van metalen die in het IUPAC periodiek systeem van elementen, de versie van 22 juni 2007 en waarin de elementgroepen genummerd zijn van 1 tot en met 18, voorkomen in de groepen aangeduid met nummers 3, 4, 5, 6, 10, 11, 12, 13 en 15, en bij voorkeur het metaal gekozen zijnde uit de lijst bestaande uit zilver (Ag), chroom (Cr), nikkel (Ni), zink (Zn), en combinaties daarvan, bij voorkeur uit de lijst bestaande uit zilver (Ag), chroom (Cr), nikkel (Ni), zink (Zn), antimoon (Sb), indium (In), en combinaties daarvan, bij voorkeur door opdampen of dampafzetting (“physical vapor déposition"), bij meer voorkeur door sputteren (“Sputter déposition”), en bij nog meer voorkeur door “DC sputtering déposition”.

21. De werkwijze volgens conclusie 19 of 20 die verder omvat het lamineren van de inbeddingslaag, bij voorkeur bij gebruik van warmte en druk, op de metallische laag, en indien aanwezig bij voorkeur samen met de bijkomende laag of lagen met daarin het bijkomend metaal, in de vorm van metaal, metaallegering, metaaloxide of een andere metaalverbinding gekozen volgens conclusie 19.

22. De werkwijze volgens één der conclusies 19-21 die verder nog ten minste één van de volgende stappen omvat, en bij voorkeur alle volgende stappen: het aanbrengen van een lijmlaag, bij voorkeur aan de buitenkant van de dragerlaag of de inbeddingslaag, het aanbrengen van een striplaag of beschermfilm op de lijmlaag, en/of het aanbrengen van een afschermlaag, bij voorkeur door opspuiten.

23. De werkwijze volgens één der conclusies 19-22 die verder omvat: indien aanwezig het verwijderen van de striplaag of beschermfilm van de kunststoffolie, en het kleven van de kunststoffolie op een doorschijnend en/of doorzichtig vlak, bij voorkeur een glasplaat, bij meer voorkeur een hoogtransparante glasplaat.

24. De werkwijze volgens conclusie 23 verder omvattend de stap van het inwerken van het doorschijnend en/of doorzichtig vlak, bij voorkeur de glasplaat, in een voorwerp, bij voorkeur het voorwerp gekozen zijnde uit de verzameling bestaande uit een voertuig, een vaartuig, en een gebouw.

25. Het gebruik van antimoon en/of arseen samen met indium en/of gallium voor het energiewerend maken van een doorzichtige kunststoffolie met een transparantie voor zichtbaar licht van ten minste 50%, waarmee wordt bedoeld het gebied van de golflengte gaande van 380 tot 780 nm en gemeten volgens norm NBN EN 410, en waarbij de kunststoffolie een totaal bevat aan indium (In), gallium (Ga), antimoon (Sb) en arseen (As) samen, welke aanwezig zijn als legering, zoals indium antimonide, gallium antimonide, indium arsenide, indium gallium arsenide en/of gallium arsenide, van ten minste 4.0 ppm gew. en ten hoogste 25.0 ppm gew., waarbij de concentraties zijn uitgedrukt relatief ten opzichte van het gewicht van het geheel van de kunststoffolie inclusief al zijn lagen, uitgezonderd een beschermfilm voor een lijmlaag, indien aanwezig.

26. Het gebruik volgens conclusie 25 waarbij tevens nog één bijkomend metaal wordt ingezet gekozen uit de reeks bestaande uit antimoon, tin, arseen, aluminium, indium, gallium en combinaties daarvan.

27. Het gebruik volgens conclusie 25 of 26 waarbij gebruik wordt gemaakt van een component die is gekozen uit de lijst bestaande uit indium antimonide, gallium arsenide, indium gallium arsenide, indium arsenide, gallium aluminium arsenide, gallium antimonide, en combinaties daarvan.

28. Het gebruik van de kunststoffolie volgens één der conclusies 1-16 voor het energiewerend maken van doorschijnende of doorzichtige vlakken en/of voor het verminderen van het risico op breuk onder thermische spanningen.