DE102011077878A1 - 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 - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbundformkörper undung in Solarreflektoren unter dem Hintergrund der möglichst nachhaltigen Gewährleistung der geforderten Reflektion solarer Strahlung (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, haftvermittelnde polymere Schicht. Die haftvermittelnde Schicht gewährleistet dabei eine dauerhaft haftfeste Beschichtbarkeit der reflektierenden Beschichtung und eine Verlängerung der Lebensdauer des Verbundformkörpers.The invention relates to a composite molded body undung in solar reflectors with the background of ensuring the required reflection of solar radiation (total solar reflection) as sustainably as possible. 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 an adhesion-promoting polymer layer contained in the composite body. The adhesion-promoting layer ensures that the reflective coating can be coated with permanent adhesion and that the service life of the composite molding is extended.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Verbundformkörper und dessen Anwendung zur Konzentration Solarer Strahlung in Solarreflektoren unter dem Hintergrund der möglichst nachhaltigen Gewährleistung der geforderten Reflektion solarer Strahlung (total solar reflection).The invention relates to a composite molding and its application for the concentration of solar radiation in solar reflectors under the background of sustainable as possible guarantee 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, haftvermittelnde polymere Schicht. Die haftvermittelnde Schicht gewährleistet dabei eine dauerhaft haftfeste reflektierende Beschichtung und eine Verlängerung der Lebensdauer des Verbundformkörpers. 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, adhesion-promoting polymeric layer. The adhesion-promoting layer ensures a permanently adherent reflective coating and an extension of the service life of the composite molding.

Stand der TechnikState of the art

Polymere Verbundformkörper 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 Reflexionsgrad im sichtbaren bzw. im näheren Infrarot-Spektrum und das äußere Erscheinungsbild. 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 degree of reflection in the visible or in the near infrared spectrum and the external appearance.

Das für „Solarthermie“ 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 Verbundformkörper jedoch ausgefiltert werden, so dass der „Wirksame Wellenlängenbereich“ von 375 nm bzw. von 400 nm bis 2500 nm bestehen bleibt.The wavelength range of the solar radiation relevant for "solar thermal energy" ranges from 300 nm to 2500 nm. However, the range below 400 nm, in particular below 375 nm should be filtered out in order to extend the service life of the polymeric composite moldings, so that the "effective wavelength range" of 375 nm or from 400 nm to 2500 nm remains.

Der Reflexionsgrad der Verbundformkörper in der Verwendung als 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 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 Oberflächenvergütung handelt, ist der Schutz vor mechanischem Abrieb, Witterungseinflüssen und Abbau durch UV-Strahlung.The reflectance of the composite molded articles in use as a flexible mirror film is determined by the quality and the 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. Due to the particularly high reflectivity in the relevant wavelength range compared to other metals, 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. The purpose of this protective layer, which is usually a cover film for surface treatment, is the protection against mechanical abrasion, 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 Witterungseinflüsse geschützt wird. Ein expliziter UV-Schutz ist nicht berücksichtigt.In US 4,307,150 Such a protection system for aluminum mirrors is described. As carrier film, a PET laminate is used, which is vapor-deposited with aluminum and protected by gluing a (meth) acrylate film against corrosion and weathering. 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 unzureichende Dichtigkeit am Rand des Laminats, um eine ungewünschte Oxidation hervorzurufen. Zum anderen haben sowohl Silber als auch Aluminium eine 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. 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 in US 4,645,714 described. 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, small holes or insufficient tightness will be sufficient at the edge of the laminate to cause unwanted oxidation. On the other hand, both silver and aluminum have an 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 the 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, in particular for mostly used polyester films or laminates or the adhesive used for the production of laminates, especially in the case of prolonged exposure, as is the case in the field of solar mirrors. 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 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. In contrast, UV absorbers alone do not contribute to the corrosion protection of the silver coating, but only prevent a 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 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 Isooctylacrylat-Acrylamid-Copolymers beschichtet. Diese Beschichtung kann z.B. mit einer siliconbeschichteten Polyesterfolie vor dem Verwendung des Spiegellaminats geschützt werden. IN US 4,645,714 For this purpose, two separate (meth) acrylate-based coatings are applied. Polymethacrylates have a significantly higher UV resistance than polyesters. For this purpose, poly (meth) acrylates can not be coated directly by means of CVD or PVD methods due to the thermal instability and lability, for example due to process-induced short-wave UV rays. 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 applied directly to the silver vaporization. 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 an isooctyl acrylate-acrylamide copolymer. For example, this coating can be protected with a silicone-coated polyester film prior to using the mirror laminate.

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 Poly(meth)acrylatbeschichtung kann es dann zur beschriebenen Abbau des Polyesterlaminats kommen. Um dieses Problem zu umgehen, wird in US 5,118,540 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. In the US 4,645,714 and US 4,307,150 Both described (meth) acrylate coatings, however, have the disadvantage that they have a reduced weathering stability in an outdoor application and thus are generally 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) acrylate coating, it may then come to the described degradation of the polyester laminate. To work around this problem, in US 5,118,540 an abrasion-resistant and moisture-resistant film glued on the basis of fluorocarbon polymers. Both the UV absorption reagent and the corrosion inhibitor are part of the adhesive layer with which the film is bonded 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 corrosion inhibitor and 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 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. In WO 2007/076282 On the other hand, an alternative structure for better protection of the silver coating is listed. The PET carrier film is no longer vaporized on the surface, but 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.

Aufgrund dessen besteht ein großes Interesse an PMMA basierten Trägermaterialien für Verbundformkörper, die unmittelbar mittels CVD oder PVD nachhaltig haftfest beschichtbar sind. 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 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.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. In the case of sputtering processes, a permanently adhering direct coating is not possible when using PMMA carrier materials. 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 Verbundformkörpern, 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 requirements for the longevity or performance preservation of the established composite moldings.

Aufgabetask

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 verstanden.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. Long-term use is in particular an application over a period of more than 10 years, in particular more than 15 years, particularly preferably understood more than 20 years under particularly strong sunlight.

Des Weiteren bestand die Aufgabe, dass der Verbundformkörper für Solarreflektoren unter besonders starker Sonnenbestrahlung, wie sie z.B. in der Sahara oder im Südwesten der USA vorkommt, für lange Zeit stabil bleibt.Furthermore, the object was that the composite molding for solar reflectors under particularly strong sunlight, such as. occurs in the Sahara or the Southwest of the US, remains stable for a long time.

Dies gilt insbesondere betreffend der Eigenbeständigkeit und Filtereffizienz der der Oberflächenvergütungsschicht dieser Verbundformkörper gegenüber dem UV-Wellenlängenspektrum zwischen 300 nm und 400 nm. This applies in particular with regard to the intrinsic resistance and filter efficiency of the surface coating layer of these composite shaped bodies in relation to the UV wavelength spectrum between 300 nm and 400 nm.

Es bestand darüber hinaus die Aufgabe, einen Verbundformkörper für Solarreflektoren zur Verfügung zu stellen, der einfach und kosteneffizient herzustellen und weiterzuverarbeiten ist. Insbesondere bestand die Aufgabe, ein einfach herzustellendes, möglichst wenige Schichten aufweisendes System auf Basis von PMMA herzustellen.It was also the object to provide a composite molding for solar reflectors available that is easy and cost-effective to manufacture and process. In particular, the object was to produce an easy to manufacture, as few layers exhibiting system based on PMMA.

Darüber hinaus soll der beschriebene Verbundformkörper möglichst feuchtigkeitsstabile, abrasionsfeste sowie Schmutz abweisende Eigenschaften aufweisenIn addition, the composite molding described should have the most moisture-stable, abrasion-resistant and dirt-repellent properties

Lösungsolution

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 Verbundformkörper mit 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.Against the background of the state of the art and the technical solutions described therein for long-term applications, it is possible in the present invention to provide a composite molded article transparent to the metal layer with improved weathering stability and over a long period of time, which is not easily foreseeable by the person skilled in the art provide stable good solar reflection, which also has over the prior art over a particularly small number of layers and associated few, potentially disturbing layer interfaces.

Insbesondere wurde überraschend ein Verbundformkörper 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. 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 überraschend möglich, PMMA-Formkörper nachhaltig haftfest mittels PVD bzw. CVD zu beschichten und somit einen Verbundformkörper 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 Solarspiegel zur Konzentration solarer Strahlung im Wüstenklima, ermöglicht.In particular, a composite molded article was surprisingly found, which can largely consist of PMMA on the one hand and thus has the great advantages of PMMA and, on the other hand, has at least one PVD-deposited layer, in particular several layers applied by means of PVD and possibly CVD. 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. As a result, it is surprisingly possible, in particular, to coat PMMA moldings in a strongly adhesive manner by means of PVD or CVD, and thus to realize a composite molding of high optical quality. In this way, efficient and sustainable use of PMMA in high-end applications, e.g. as a 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 Witterungsbeständigkeit, hervorragende optische Eigenschaften und eine ausgeprägte Schutzwirkung gegenüber einer reflektierenden Beschichtung auf. Dabei ist die Produktion von Folien oder Platten zu moderaten Herstellkosten ermöglicht.PMMA has a particularly attractive property profile with regard to the intended applications. Thus, PMMA has excellent weathering resistance, excellent optical properties and a pronounced protective effect against a reflective coating. The production of films or plates at moderate production costs is possible.

Gelöst wird die Aufgabe durch Bereitstellung eines neuartigen Verbundformkörpers 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,
  • – eine direkt ohne Zwischenschicht auf einer Seite der ersten Schicht aufgebrachte zweite Schicht aus Polycarbonat oder einem Polyester,
  • – eine optionale dritte Schicht aus einem Fluorpolymer, Polycarbonat oder einem Polyester, die sich auf der anderen Seite der ersten Schicht befindet,
  • – 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 Verbundformkörper integriert wurde.
The object is achieved by providing a novel composite molding for concentrating solar radiation in solar reflectors. This composite molding consists of at least the following two or three layers:
  • A first layer consisting of more than 50% by weight of PMMA or a PMMA-containing polymer mixture,
  • A second layer of polycarbonate or a polyester applied directly without intermediate layer on one side of the first layer,
  • An optional third layer of a fluoropolymer, polycarbonate or a polyester located on the other side of the first layer,
  • - 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 in the composite molding.

Bevorzugt haben die einzelnen Schichten des erfindungsgemäßen Verbundformkörper folgende Schichtdicken: Die erste Schicht hat eine Dicke zwischen 6 µm und 10 cm, bevorzugt zwischen 25 µm 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 µm und 500 µm. Der zweite mögliche Verbundformkörper in Form einer Platte hat eine bevorzugte Schichtdicke der ersten Schicht zwischen 500 µm und 10 cm. The individual layers of the composite molding according to the invention preferably have the following layer thicknesses: The first layer has a thickness of between 6 μm and 10 cm, preferably between 25 μm 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 μm and 500 μm. The second possible composite shaped article 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 µm und 2 cm, bevorzugt zwischen 0,5 und 500 µm, besonders bevorzugt zwischen 1 und 400 µm und insbesondere bevorzugt zwischen 10 und 250 µm. 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. 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.

Für die bevorzugte Ausführungsform des Verbundformkörpers als Folie zeigen die zweite und die optionale dritte Schicht Dicken jeweils zwischen 0,5 und 500 µm. Für die gleichfalls bevorzugte Ausführungsform als Platte jeweils eine Dicke zwischen 10 µm und 2 cm.For the preferred embodiment of the composite molding as a film show the second and the optional third layer thicknesses each between 0.5 and 500 microns. For the equally preferred embodiment as a plate in each case a thickness between 10 .mu.m 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 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 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.The composite molding according to the invention may have, in addition to the reflective coating, further coatings applied by means of PVD or CVD. These may be located directly on the reflective coating and / or on the third layer. Furthermore, each may be multiple 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.

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.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 Verbundformkörpern ist das Verfahren zu deren Herstellung Teil der vorliegenden Erfindung. Dieses Verfahren besteht insbesondere aus folgenden drei bis vier Verfahrensschritten:Likewise to the composite moldings, 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 einem ersten Verfahrensschritt wird die erste Schicht mittels Extrusion hergestellt. Die Herstellung erfolgt dabei insbesondere mittels Extrusion durch eine Breitschlitzdüse wie bei der Flachfolienextrusion, eine Blasfolienextrusion oder mittels Lösungsgießen.In a first method step, the first layer is produced by extrusion. The production takes place in particular by means of extrusion through a slot die as in the flat film extrusion, a blown film extrusion or by solution casting.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird die erste Schicht mittels 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.In a second method step, the first layer is provided with the second layer by means of extrusion coating. 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.Finally, in a third or fourth method step, a reflective coating is applied to the second layer by means of a vapor deposition.

Bei der Gasphasenabscheidung handelt es sich bevorzugt um eine PVD (physical vapor deposition; physikalische Gasphasenabscheidung) oder eine CVD (chemical vapor deposition; chemische Gasphasenabscheidung). 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 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 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. PVD is the generic term for various physical vapor deposition processes. All of these methods have in common that they are vacuum-based coating methods for realizing in particular thin layers, and that the starting material is converted by means of physical processes into 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 usually between 10 -4 Pa and 10 Pa. A special surface quality of the coating is usually achieved by the still occurring at the substrate surface diffusion of the deposited particles. By means of PVD not only pure metals can be deposited, but also, for example 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 Ionenbeschuss in die Gasphase überführt. Varianten des Sputterns sind die IBAD (ion beam assisted deposition bzw. ionenstrahlgestützte Deposition), mittels derer insbesondere Ordnungseffekte innerhalb der Schicht bewirkt werden können, das Magnetronsputtern und das Ionenstrahlsputtern. Eine weitere, besonders geeignete PVD-Technik stellt die ICB-Technik (ionized cluster beam) dar.A second, particularly preferred group in addition to the evaporation process, is the so-called sputtering or Sputterdeposition. In 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, order effects within the layer can be effected, magnetron sputtering and ion beam sputtering. Another particularly suitable PVD technique is the ionized cluster 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 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 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. Chemical vapor deposition (CVD) is in contrast to PVD a method in which the deposition of a solid takes place under layer formation by a chemical reaction in the gas phase or at the substrate surface. 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 represents the PECVD (plasma enhanced CVD), which can be carried out at lower temperatures, and which is a direct plasma method. An even more gentle variant is the RPECD (remote plasma enhanced CVD) In this variant, plasma and substrate are spatially separated.

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 Solarreflektoren weist folgende Eigenschaften, in Kombination als Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, besonders in Hinblick auf optische Eigenschaften, auf:

  • – Vermeidung nachteiliger Schichtgrenzflächen aufgrund der Herstellung des Verbundformkörpers ohne Einbeziehung weiterer Schichten, wie z.B. Kleberschichten, zwischen dem PMMA-Trägermaterial und der reflektierenden Beschichtung
  • – Darstellung eines Verbundformkörpers nachhaltig hoher optischer Qualität
  • – Effizienter und zudem nachhaltiger Einsatz von PMMA in hochwertigen bzw. hochbeanspruchten Anwendungen, z.B. als Solarspiegel zur Konzentration solarer Strahlung im Wüstenklima
The inventive novel PMMA-based composite molding for solar reflectors has the following properties, in combination as an advantage over the prior art, especially with regard to optical properties, on:
  • - Avoiding disadvantageous layer interfaces due to the production of the composite molding without the inclusion of further layers, such as adhesive layers, between the PMMA substrate and the reflective coating
  • - Representation of a composite molding sustainably high optical quality
  • - Efficient and sustainable use of PMMA in high-quality or highly stressed applications, eg as a solar mirror for concentrating solar radiation in the desert climate

Der transparente Anteil des erfindungsgemäßen Verbundformkörpers ist zudem besonders farbneutral und trübt sich bei Feuchtigkeitseinfluß nicht ein. Der Verbundformkörper zeigt zudem eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit und, bei optionaler Ausstattung mit einer Fluorpolymer-Oberfläche und/oder einer Kratzfestausrüstung, eine sehr gute Chemikalienbeständigkeit, beispielsweise gegen sämtliche handelsübliche Reinigungsmittel. Auch diese Aspekte tragen zum Erhalt der solaren Reflektion über einen langen Zeitraum bei.The transparent portion of the composite molded article according to the invention is also particularly neutral in color and does not cloud when exposed to moisture. The composite molding also shows excellent weather resistance and, with optional equipment with a fluoropolymer surface and / or a scratch resistant equipment, a very good chemical resistance, for example, against all commercial cleaning agents. These aspects also contribute to maintaining solar reflection over a long period of time.

Gleichfalls ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundformkörper zur Konzentration solarer Strahlung Teil der vorliegenden Erfindung. Auch die mit den Verbundformkörpern hergestellten langlebigen Solarreflektoren sind Teil der vorliegenden Erfindung. Insbesondere die Verbundformkörper enthaltenden 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.Likewise, the use of the composite moldings according to the invention for the concentration of solar radiation is part of the present invention. The long-life solar reflectors produced with the composite moldings are also part of the present invention. In particular, the composite molded body containing 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 Verbundformkörper besonders 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 Delaminationserscheinungen auftreten würden. Dieser Nachteil wurde durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Verbundformkörpers beseitigt.In addition, the composite molding according to the invention is particularly 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-deleterious delamination phenomena would occur. This disadvantage has been eliminated by the inventive structure of the composite molding.

Detaillierte Beschreibung des Schichtenaufbaus des erfindungsgemäßen VerbundformkörpersDetailed description of the layer structure of the composite molding according to the invention

Die PMMA-haltige erste SchichtThe PMMA-containing first layer

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 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. This layer may for example additionally comprise elastomers, for example a polyacrylate elastomer, for impact modification. In addition, this layer can consist of more than two layers be composed. Not all of these layers necessarily contain methacrylates.

Polymethylmethacrylat-Kunststoffe werden im Allgemeinen durch radikalische Polymerisation von Mischungen erhalten, die Methylmethacrylat enthalten. Im 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. Polymethyl methacrylate plastics are generally obtained by free radical polymerization of mixtures containing methyl methacrylate. 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 esters such as 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 Beschreibung dieser Schlagzähmodifizierungsmittel findet sich auch in WO 2007/073952. The PMMA-based first layer used according to the invention may, as already described, contain an impact modifier. A more detailed 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 Oberflächenenergie sowie eine extrem gute Witterungsbeständigkeit auf. Somit ist PVDF wasserabweisend und zeigt auch bei Langzeitanwendung nahezu keinen Algen-Bewuchs, vergleichbar mit antibiozidalen Materialien. 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 high chemical resistance, low surface energy and extremely good weathering resistance. Thus, PVDF is water-repellent and shows even with long-term use almost no algae growth, comparable to antibiocidal materials.

Das Verhältnis von Poly(meth)acrylat zu Polyvinylidenfluorid liegt in einem Bereich von 1:0,1 bis 1:1, bezogen auf Gewicht. The ratio of poly (meth) acrylate to polyvinylidene fluoride ranges from 1: 0.1 to 1: 1 by weight.

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 Polyvinylidenfluorid ist Vinylidenfluorid, welches in hochreinem Wasser unter kontrollierten Druck- und Temperaturbedingungen mittels eines speziellen 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. 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 is polymerized in highly pure water under controlled pressure and temperature conditions by means of a special catalyst 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 ® grades the manufacturer Arkema, Dyneon ® grades the manufacturer Dyneon and Solef ® grades the manufacturer Solvay.

Das Stabilisatorpaket (Lichtschutzmittel)The stabilizer package (sunscreen)

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. 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.

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.In general, light stabilizers are well known and are used, for example, in Hans Zweifel, Plastics Additives Handbook, Hanser Verlag, 5th Edition, 2001, p. 141 ff described in detail. 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, 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 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 Mischung aus UV-Absorbern und UV-Stabilisatoren zeigt über ein breites Wellenlängenspektrum der Solaren Strahlung einen stabilen, langlebigen UV-Schutz.Preferably, the first layer between 0 wt% and 10 wt%, preferably between 0 wt% and 6 wt% and more preferably between 0 wt% and 4 wt% of the UV absorber of the benzotriazole type, between 0.1 wt% and 10% by weight, preferably between 0.2% by weight and 5% by weight and particularly preferably between 0.5% by weight and 3% by weight of the triazine-type UV absorbers and between 0.1% by weight and 5% by weight, preferably between 0.5% by weight and 3% by weight and particularly preferably between 0.2% by weight and 2% by weight of the UV stabilizers, preferably UV stabilizers of the HALS type. This blend of UV absorbers and UV stabilizers provides stable, long-lasting UV protection over a wide wavelength spectrum of solar radiation.

Als weitere Costabilisatoren können ferner Disulfite, wie beispielsweise Natriumdisulfit, oder sterisch gehinderte Phenole und Phosphite verwendet werden.As further costabilizers also disulfites, such as sodium disulfite, or sterically hindered phenols and phosphites are used.

Die thermoplastische zweite SchichtThe thermoplastic second layer

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 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 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 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.The second layer according to the invention must have two compelling properties. 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 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.Particularly suitable for meeting the conditions mentioned are thermoplastic layers of a polyester or polycarbonate.

Bei den verwendbaren Polyesterschichten handelt es sich insbesondere um coextrudierte Polyethylenterephthalatschichten (PET). The usable polyester layers are, in particular, coextruded polyethylene terephthalate (PET) layers.

Die reflektierende Beschichtung The reflective coating

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 reflective coating is a functional PVD and / or CVD functional multi-layer structure that 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 Silberspiegelschichten zur weiteren Reflektionsverbesserung verwendet werden. Dieser Enhancement-Stack-Schichtenaufbau wirkt zusätzlich als aktive Schutzschicht bzw. Mifgrationssperre gegenüber dem Silber, und kann bei entsprechender Auslegung auch UV-reflektierend wirken.In addition, "enhancement stack" layers can also be used analogously in silver mirror layers for further reflection improvement. This enhancement stack layer structure additionally acts as an active protective layer or Mifgrationssperre against the silver, and can 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.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.

Die optionale thermoplastische dritte SchichtThe 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 Verbundformkörper 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 Metallspiegelbeschichtung handelt, mittels PVD oder CVD. Bei diesen Beschichtungen handelt es sich zum Beispiel – wie bereits ausgeführt – um Kratzfestbeschichtungen, UV-reflektierende Schichten, leitfähige Schichten, Antisoiling-Beschichtungen und/oder optisch funktionelle Schichten, wie beispielsweise entspiegelnde oder reflektionserhöhende Schichten. 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 molding on the sun-facing side of the first layer. The purpose is above all to impart a surface coating with further, preferably inorganic coatings, which are not the metal mirror coating, by means of PVD or CVD. As already mentioned, these coatings are, for example, scratch-resistant coatings, UV-reflecting layers, conductive layers, antisoiling coatings and / or optically functional layers, for example antireflective 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 antibiozidalen Materialien und eignet sich somit sehr gut zur Oberflächenvergütung des erfindungsgemäßen Verbundformkörpers.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 is water-repellent and shows even with long-term use almost no algae growth, comparable with antibiocidal materials and thus is very well suited for surface treatment of the composite molding according to the invention.

Sehr dünne PVDF-Schichten mit einer Schichtdicke zwischen 1 μm und 20 μm, bevorzugt zwischen 1 μm und 10 μm lassen sich zudem auch mit einer hohen Transparenz realisieren. Very thin PVDF layers with a layer thickness between 1 .mu.m and 20 .mu.m, preferably between 1 .mu.m and 10 .mu.m, can also be realized with a high degree of 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) SchichtenThe other (inorganic) layers

Bei den bereits ausgeführten weiteren mittels PVD oder CVD aufgetragenen Schichten, die sich direkt auf der reflektierenden Beschichtung und/oder auf der dritten Schicht befinden können, handelt es sich insbesondere um Kratzfestbeschichtungen, UV-Reflektionsschichten, leitfähige Schichten, Antisoiling-Beschichtungen und/oder optisch funktionelle Schichten handeln. The other PVD or CVD applied layers that can be directly on the reflective coating and / or on the third layer are, in particular, scratch-resistant coatings, UV reflection layers, conductive layers, antisoiling coatings and / or optical act functional layers.

Der Begriff Kratzfestbeschichtung wird im Zusammenhang mit dieser Erfindung als Sammelbegriff für Beschichtungen verstanden, die zur Verminderung einer Oberflächenverkratzung und/oder zur Verbesserung der Abriebsbeständigkeit aufgebracht werden. Für die erfindungsgemäße Verwendung der Verbundformkörper in Solarreflektoren ist insbesondere eine hohe Abriebsbeständigkeit von großer Bedeutung. Eine weitere wichtige Eigenschaft der Kratzfestbeschichtung im weitesten Sinne ist, dass diese Schicht die optischen Eigenschaften des Folienverbundes nicht negativ verändert. Bei diesen Kratzfestbeschichtungen handelt es sich z.B. um Siliziumoxid-Schichten, die direkt mittels PVD oder CVD aufgetragen werden.The term scratch-resistant coating is understood in the context of this invention as collective term for coatings which are applied to reduce surface scratching and / or to improve the abrasion resistance. In particular, a high abrasion resistance is of great importance for the use according to the invention of the composite shaped bodies in solar reflectors. Another important feature of the scratch-resistant coating in the broadest sense is that this layer does not adversely affect the optical properties of the film composite. 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 Verbundformkörper große Vorteile. ITO hat darüber hinaus den großen Vorteil, insbesondere für Strahlung im Infrarotbereich zusätzlich reflektierend zu wirken. 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 molded body great advantages. In addition, ITO has the great advantage of being additionally reflective, especially for radiation in the infrared range.

Neben ITO können auch beispielsweise antimon- oder fluordotiertes Zinnoxid sowie aluminiumdotiertes Zinkoxid verwendet werden.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.The application of titanium dioxide causes, after appropriate stimulation by the UV component of solar radiation, a catalytic degradation of superficial spores and algae.

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 Kratzfestbeschichtung und/oder UV-reflektierend wirken.In turn, the optically functional layers are preferably reflection-enhancing dielectric layers. These are e.g. composed of silica 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. These layers can also act as a scratch-resistant coating and / or UV-reflective depending on the structure.

Weitere (organische) SchichtenFurther (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 CRYSTALCOATTM 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, Knifecoating oder Flowcoating auf die Oberfläche des Folienverbundes oder der Deckfolie appliziert.For example, these layers applied as a lacquer can likewise be scratch-resistant coatings. Polysiloxanes, such as CRYSTALCOAT MP-100 from SDC Techologies Inc., AS 400-SHP 401 or UVHC3000K, both from Momentive Performance Materials, can be used as such in particular. These paint formulations are applied to the surface of the film composite or the cover film, for example by roll coating, Knifecoating or Flowcoating.

Detaillierte Beschreibung der VerwendungDetailed description of use

Verwendung finden die erfindungsgemäßen Verbundformkörper vor allem in Konzentratoren bevorzugt in Konzentratoren zur Konzentration solarer Strahlung in Solarthermie- oder Photovoltaikanlagen. The composite shaped bodies according to the invention are preferably used, in particular in concentrators, in concentrators for concentrating 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 Solarthermieanlage erfolgen. Weiterhin kann die solare Strahlung auf ein Absorberrohr eines solarthermischen Kollektors konzentriert 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 thermal system. Furthermore, the solar radiation can be concentrated on an absorber tube of a solar thermal collector.

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.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 Verbundformkörper auch zur Applikation einer Metalldekorgestaltung für dekorative Zwecke verwendet werden. Konkretere Beispiele sind eine haftfeste Metall(rahmen)applikation auf PMMA-Halbzeugen, wie sie zur Herstellung von (Handy)Displays verwendet werden können, oder zu Dekorationszwecken im Bereich Automobilbau oder in Elektrogeräten. As an alternative to use in concentrators, the composite shaped bodies according to the invention can also be used for the application of a metal decoration design for decorative purposes. More concrete examples are an adherent 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 Verbundformkörper können darüber hinaus anderweitig als spiegelnde Oberfläche eingesetzt werden, z.B. als Verkehrsspiegel im Rahmen von Strassenverkehrsleitsystemen.Moreover, the composite shaped bodies according to the invention can be used otherwise as a reflecting surface, e.g. as a traffic mirror in the context of road traffic control systems.

BeispieleExamples

Messmethodenmeasurement methods

  • a) Die TSR-Messungen erfolgten im Ausgangszustand gemäß ASTM G 159a) The TSR measurements were carried out in the initial state according to 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.b) The adhesive strength was measured in the initial state by the cross hatch test according to ISO 2409, using adhesive bond tape of 0.7 N / mm.
  • 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 11339.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 11339.

Vorderseiten-PlattenspiegelFront-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 Makrolon 2607, wird mittels Adapter-Coextrusion hergestellt.A 4 mm thick composite panel, consisting of 3.9 mm PMMA plexiglass 7 H and 0.1 mm polycarbonate Makrolon 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 µm dicken Oberflächenvergütungsfolie Plexiglas 0F038 auf die reflektierende Beschichtung. Dazu wird vorher ein marktgängiges acrylat-basierendes Klebersystem in einer Schichtdicke von 25 µm appliziert.The lamination of a 65 μm thick Plexiglas 0F038 surface-treatment film then takes place on the reflective coating. For this purpose, a marketable acrylate-based adhesive system is applied in a layer thickness of 25 microns before.

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 Makrolon 2607, wird mittels Adapter-Coextrusion hergestellt.A 4 mm thick composite panel, consisting of 3.9 mm PMMA plexiglass 7 H and 0.1 mm polycarbonate Makrolon 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 SiO2 sowie 20 nm TiO2.Then, 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, 0.6 nm ZAO x , 30 nm SiO 2 and 20 nm TiO 2 .

Anschließend erfolgt die Lamination einer 65 µm dicken Oberflächenvergütungsfolie Plexiglas 0F038 auf die reflektierende Beschichtung. Dazu wird vorher ein marktgängiges acrylat-basierendes Klebersystem in einer Schichtdicke von 25 µm appliziert.The lamination of a 65 μm thick Plexiglas 0F038 surface-treatment film then takes place on the reflective coating. For this purpose, a marketable acrylate-based adhesive system is applied in a layer thickness of 25 microns before.

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 ° 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 ° Peeltest" after 48 h storage in distilled water at 65 ° C. ,

Vergleichsbeispiel1: Vorderseiten-PlattenspiegelComparative Example 1: Front side plate mirror

Analog zu Beispiel 1, jedoch erfolgt die Herstellung der 4 mm Verbundplatte komplett aus PMMA Plexiglas 7H ohne Polycarbonat-Schicht.Analogous to Example 1, however, the production of the 4 mm composite panel is completely made of PMMA Plexiglas 7H without polycarbonate layer.

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 ° 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, and a complete loss of adhesion of the reflective coating in the "180 ° Peeltest" after 48 h storage in distilled water at 65 ° C.

Rückseiten-FolienspiegelBackside 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 119 enthält, sowie 0,025 mm Polycarbonat Makrolon 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 119 for the purpose of UV addition, and Makrolon 2607 0.025 mm polycarbonate, is produced by means of adapter coextrusion.

Darauf erfolgt die Applikation der reflektierenden Beschichtung mittel eines 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.Then, the application of the reflective coating by means of a plasma-assisted sputtering process to 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 119 enthält, sowie 0,025 mm Polycarbonat Makrolon 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 119 for the purpose of UV addition, and Makrolon 2607 0.025 mm polycarbonate, is produced by means of adapter coextrusion.

Darauf erfolgt die Applikation der reflektierenden Beschichtung mittel eines 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.Then the application of the reflective coating by means of a plasma-assisted sputtering process to the polycarbonate side of the composite film, consisting of, in this order, 2 nm TiO x (stoichiometric 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-FolienspiegelComparative Example 2: Backside Foil Mirror

Analog zu Beispiel 3, jedoch erfolgt die Herstellung der 4 mm Verbundplatte komplett aus PMMA Plexiglas 7H ohne Polycarbonat-Schicht.Analogous to example 3, however, the production of the 4 mm composite panel is completely made 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.

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Claims (18)

Verbundformkörper zur Anwendung in Solarreflektoren zur Konzentration Solarer Strahlung dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Verbundformkörper um einen Verbund aus mindestens zwei oder drei Schichten handelt, wobei es sich bei der ersten Schicht zu mehr als 50 Gew% um PMMA oder eine PMMA-haltige Polymermischung, bei der zweiten Schicht um eine Schicht aus Polycarbonat oder einem Polyester, die sich auf einer Seite der ersten Schicht befindet, 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 gegenüberliegenden Seite befindet, und mittels PVD oder CVD auf dem Verbundformkörper aufgetragen wurde. Composite molding for use in solar reflectors for concentrating solar radiation, characterized in that the composite molding is a composite of at least two or three layers, wherein the first layer contains more than 50% by weight PMMA or a PMMA-containing polymer mixture in the second layer around a layer of polycarbonate or a polyester located on one side of the first layer, in the optional third layer, a layer of a fluoropolymer, polycarbonate or a polyester located on the other side of the first layer is, is, and that the second layer has a reflective coating, which is located on the opposite side of the first layer, and was applied by PVD or CVD on the composite molding. Verbundformkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Beschichtung eine Silber-, Silberlegierungs- oder Aluminiumschicht enthält.Composite molding according to claim 1, characterized in that the reflective coating contains a silver, silver alloy or aluminum layer. 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.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. Verbundformkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine Dicke zwischen 6 µm und 10 cm, die zweite Schicht eine Dicke zwischen 0,5 µm und 2 cm und die optionale dritte Schicht eine Dicke zwischen 0,5 µm und 2 cm aufweisen, wobei die erste Schicht dicker als die zweite und die optional dritte Schicht ist. Composite molding according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first layer has a thickness between 6 .mu.m and 10 cm, the second layer has a thickness between 0.5 .mu.m and 2 cm and the optional third layer has a thickness between 0.5 .mu.m and 2 cm, wherein the first layer is thicker than the second and the optional third layer. Verbundformkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch 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.Composite molding according to one of claims 1 to 4, characterized 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. Verbundformkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Schicht aus PMMA oder einer PMMA-haltige Polymermischung und Polyvinylidenfluorid zusammensetzt und UV-Stabilisatoren und UV-Absorber enthält.Composite molding according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first layer of PMMA or a PMMA-containing polymer mixture and polyvinylidene fluoride composed and UV stabilizers and UV absorbers. Verbundformkörper gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den weiteren Schichten um Kratzfestbeschichtungen, Witterungsschutzschichten, leitfähige Schichten, Antisoiling-Beschichtungen und/oder optisch funktionelle Schichten handelt. Composite molded article according to claim 3, characterized in that the further layers are scratch-resistant coatings, weatherproof layers, conductive layers, antisoiling coatings and / or optically functional layers. Verbundformkörper gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den optisch funktionellen Schichten um reflektionserhöhende Schichten handelt.Composite molding according to claim 7, characterized in that the optically functional layers are reflection-enhancing layers. 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 µm und die zweite sowie die optionale dritte Schicht jeweils eine Dicke zwischen 0,5 und 500 µm aufweist, wobei die erste Schicht dicker ist als die zweite oder die optionale dritte Schicht. Composite molding according to at least 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 microns and the second and the optional third layer each having a thickness between 0.5 and 500 microns, wherein the first layer is thicker than the second or the optional third layer. Verbundformkörper gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 in Form einer Platte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine Dicke zwischen 500 µm und 10 cm und die zweite sowie die optionale dritte Schicht jeweils eine Dicke zwischen 10 µm und 2 cm aufweist.Composite molding according to at least one of claims 1 to 8 in the form of a plate, characterized in that the first layer has a thickness between 500 microns and 10 cm and the second and the optional third layer each having a thickness between 10 .mu.m and 2 cm. Verbundformkörper gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels PVD oder CVD aufgebrachten Schichten mit einer zusätzlichen Schutzschicht versehen sind.Composite molding according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the applied by means of PVD or CVD layers are provided with an additional protective layer. Verfahren zur Herstellung eines Verbundformkörpers 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.A process for producing a composite molded article according to claim 1, characterized in that the first layer is produced by extrusion and bonded by coextrusion, adhesive-free lamination or extrusion coating to the second and optionally to the third layer, and then to the second layer by means of a reflective coating PVD or CVD is applied. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf die reflektierende Beschichtung mittels PVD oder CVD eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht werden.A method according to claim 12, characterized in that one or more further layers are applied to the reflective coating by means of PVD or CVD. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf die dritte Schicht mittels PVD oder CVD eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht werden.A 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. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf die mittels PVD oder CVD aufgebrachten Schichten zusätzlich mittels Extrusionsbeschichtung, Lamination oder Lackierung eine Schutzschicht aufgetragen wird. Process according to at least one of Claims 12 to 14, characterized 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. Verwendung eines Verbundformkörpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Konzentration solarer Strahlung in Solarreflektoren.Use of a composite molding according to one of claims 1 to 11 for the concentration of solar radiation in solar reflectors. Verwendung eines Verbundformkörpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Applikation einer Metalldekorgestaltung für dekorative Zwecke, als spiegelnde Oberfläche im Automobilbau oder in Elektrogeräten oder als Verkehrsspiegel im Rahmen von Strassenverkehrsleitsystemen.Use of a composite molding according to one of claims 1 to 11 for the application of a metal decorative design for decorative purposes, as reflecting surface in the automotive industry or in electrical appliances or as a traffic mirror in the context of road traffic control systems. Langlebiger Solarreflektor, enthaltend einen Verbundformkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die solare Reflektion innerhalb von 10 Jahren um maximal 8%, bevorzugt um maximal 5% und besonders bevorzugt um maximal 3% abnimmt.Long-life solar reflector, comprising a composite molding according to one of claims 1 to 11, 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.
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