DE1629434C - Metallisierter Mehrschichtkorper und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen metallisierten Mehrschichtkörper mit einer durch einen Klebeüberzug mit einem flexiblen, vorzugsweise textlien Trägerstoff verbundenen Kunststoffolie, die auf ihren beiden Oberflächen je einen aufgedampften Metallfilm trägt. Sie bezieht sich weiter noch auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Mehrschiehtkörpers.

Ein bekannter Mehrschichtkörper der vorstehenden Art besteht aus einer Schichtbaueinheit aus zwei dünnen Metallfilmen, zwischen denen sich eine Kunststoffschicht, beispielsweise aus Polyäthylenterephthalat, befindet. Die beiden Metallfilme werden direkt auf die beiden Oberflächen der Schicht aufgebracht. Anschließend wird die Schichtbaueinheit auf einen Trägerstoff aufgebracht (britische Patentschrift 924 636).

Dieser bekannte Mehrschichtkörper verschlechtert sich, wenn er Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Es tritt nämlich bei Zutritt von Wasser eine gewisse Trennung zwischen dem inneren Metallfilm und der Oberfläche der Kunststoffschicht ein. Zwar ist der Grund für diese Trennung nicht ohne weiteres klar, doch scheint der Vorgang so zu sein, daß kleine Teilchen des abgelagerten Metalls, die etwas in den Kunststoff eindringende Metallanker bilden, durch das Wasser aufgelöst werden. Wenn diese Auflösung eintritt, so wird der feste Verbund, der vorher zwischen dem Metallfilm und der Kunststoffschicht bestand, zerstört.

Ferner wurde festgestellt, daß der Verbund zwischen dem metallischen Überzug und der Kunststoffschicht in ungünstiger Weise durch Säume, Falten. Knicke und dergleichen beeinflußt wird, die die Wirkung der Feuchtigkeit bei der Zerstörung des Verbundes begünstigen. Es ergibt sich, daß derartige Falten und dergleichen infolge der unterschiedlichen Deformation zwischen dem Kunststoff und dem Trägcrstofi' auftreten, und es besteht eine Tendenz zur Trennung des aufgedampften Metalls von der Kunststoffschicht. Dies kann beispielsweise durch Nähen oder durch Strecken des Materials während des Nähens oder Anklebens eintreten.

Es gehört ferner zum Stand der Technik, das Kaschieren von Metallfolien oder -blechen mit Kunststoff bzw. umgekehrt durch übliches Verkleben mit Hilfe eines Klebers vorzunehmen, wie ja auch bei der Gattung des Erfindungsgegenstandes die fertige Schichtbaugruppe mittels des Klebeübcrzuges mit dem Trägerstoff verklebt wird (deutsche Patentschrift 862 860, schweizerische Patentschrift 352 131 und französische Patentschrift 1 263 329 bzw. französische Patentschriften 1 395 830, 1 299 835 und 1 271 420). In allen diesen Fällen werden fertige Metallfolien oder gar Bleche verwendet, also Metallschichten mit makroskopischer Struktur, die an dem Kunststoff lediglich durch Adhäsion des Klebers haften. Da bei aufgedampften Metallschichten mit ihrer mikroskopischen Struktur ganz andere Verhältnisse vorliegen, insbesondere hinsichtlich der Bindung der Metallpartikelchen an der Unterlage, lassen sich die bei Metallfolien gegebenen Maßnahmen nicht ohne weiteres auf aufgedampfte Metallfilme übertragen.

Es dringen beim Aufdampfen des Metallfilmes kleine Metallpartikelchen in die Oberfläche des Kunststoffes ein und bilden dort winzige Metallanker. Auf diese Metallanker wirkt Feuchtigkeit offenbar erodierend, so daß der feste Verband zwischen den Schichten allmählich zerstört wird. Als haftverbesserndes Mittel bietet sich auf Grund des Standes der Technik eine Klebeschicht nicht an, denn es wäre dabei zu erwarten, daß der Metallfilm sich in der Klebeschicht in ähnlicher Weise verankert wie im Kunststoff und daß die Metallanker, wenn sie an der Grenzschicht zwischen Metallfilm und Kunststoff unter Feuchtigkeitseinfluß erodieren, auch an der Grenzschicht zwischen Metallfilm und Klebeschicht in ähnlicher Weise beeinflußt werden und daß somit bei aufgedampften Metal!-

filmen mit Klebeschichten, wie sie bei Metallfolien vorgesehen sind, eine nachhaltige Verbesserung der Haftwirkung bei Feuchtigkeitseinfluß nicht zu erzielen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Mehrschichtkörper der eingangs beschriebenen Art, die ohnehin vorhandene und normalerweise ausreichende Haftwirkung der aufgedampften Metallfilme auf der Kunststoffolie auch unter widrigen Umständen wie Feuchtigkeitseinwirkung und übermäßiges Falten oder Dehnen zu verbessern, so daß der Mehrschichtkörper zum Beispiel für die Verwendung in Schutzbekleidungen für die Brandbekämpfung besser geeignet ist. Es soll ferner ein Verfahren zum Herstellen des verbesserten Mehrschichtkörpers angegeben werden.

Diese Aufgabe wird bei den eingangs genannten Mehrschichtkörpern erfindungsgemäß dadurch gelöst^ daß sich zwischen den beiden Oberflächen der Kunststoffolie und den aufgedampften Metallfilmen je eine dünne Klebeschicht aus einem warmhärtenden Kleber befindet.

Der so aufgebaute Mehrschichtkörper hat einen stärkeren Verbund zwischen dem Metall und der Kunststoffolie als die bekannten, reflektierenden Körper dieser Art. Ferner hat Feuchtigkeit keine nachteilige Wirkung auf den Verbund zwischen der Metallschicht und dem Harzfilm. Auch einer unterschiedlichen Dehnung zwischen der Kunststoffolie und dem Stoff setzt das erfindungsgemäße Material einen entsprechenden Widerstand entgegen, so daß die Zerstörung des Verbundes zwischen der Kunststoffolie und den Metallschichten verhindert wird.

Als Kleber ist ein sogenannter warmhärtender Kleber vorgesehen. Hierunter ist ein Klebstoff zu verstehen, zu dessen Verarbeitung bzw. Abbindung Wärme benötigt wird oder ein Kontaktkleber, der durch Wärmeaktivierung verklebt wird. In überraschender Weise beruht nämlich die Haftverbesserung bei Feuchtigkeitseinfluß nicht etwa auf der Klebewirkung der Klebeschicht, sondern darauf, daß der warmhärtende Kleber nach der Wärmehärtung, bei der er relativ dünnflüssig wird, die Metallpartikelchen an der gefährdeten Grenzschicht, sei es durch Porenfüllung oder durch hauchdünne Ummantelung, gegen die aggressive Wirkung der Feuchtigkeit schützt. Durch die Verwendung des warmhärtenden Klebers und durch die Ausnutzung der genannten Eigenschaft wird es erst sinnvoll, Metallfilme auf eine Klebeschicht aufzudampfen.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Kunststoffolie nichtklebrige, vorzugsweise glatte, Oberflächen aufweist. Bevorzugt wird dabei, daß die Kunststoffolie aus Polyäthylenterephthalat besteht. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat die Kunststoffolie eine Stärke zwischen 6 und 25 Mikron. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die warmhärtenden Klebeschichten aus einem Kunstharz bestehen.

Hierfür wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die warmhärtenden Klebeschichten im wesentlichen aus einem Elastomer bestehen. Eine andere Möglichkeit liegt darin, daß die warmhärtenden Klebeschichten aus einem Polyester oder Isocyanat bestehen. Eine andere Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß der zwischen dem Trägerstoff und der Kunststoffolie liegende, innere Metallfilm dünner ist als der andere, äußere Metallfilm, vorzugsweise um einen Faktor zwischen 5 und 10. Und schließlich wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Metallfilme aus Aluminium bestehen.

Zum Herstellen des vorgeschlagenen Mehrschichtkörpers betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei dem man auf beide Oberflächen einer Kunststoffolie je einen Metallfilm aufdampft und dann diesen Schichtaufbau auf einen Trägerstoff aufklebt. Erfindungsgemäß wird dies so abgewandelt, daß man vor dem Aufdampfen der Metallschichten beide Oberflächen der Kunststoffolie mit einer dünnen, warmhärtenden Klebeschicht versieht und diese vor oder beim Aufkleben des Schichtaufbaus auf den Trägerstoff aushärtet. Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpers zeigt die Zeichnung, und zwar zeigt

F i g. 1 eine schaubildliche Teilansicht eines reflektierenden Mehrschichtkörpers, bei dem die verschiedenen Schichten abgebrochen und teilweise abgehoben sind, und

F i g. 2 einen Schnitt durch den Mehrschichtkörper gemäß Fig. 1.

Nach den F i g. 1 und 2 weist der reflektierende Mehrschichtkörper 10 eine Schichtbaugruppe auf, die eine aus einem synthetischen Harz bestehende Kunststoffolie 12 hat, die als eine gegen Abrieb widerstandsfähige Schicht wirkt.

Die Kunststoffolie 12 kann aus irgendeinem Harz bestehen. Vorzugsweise werden polymer lineare Terephthalatesterharze verwendet, die infolge ihrer hervorragenden inerten Eigenschaften und ihrem Widerstand gegen höhere Temperaturen, ferner wegen ihrer Festigkeit in dünnen Schichten und ihrem natürlichen Widerstand gegen niedrige Temperaturen sehr vorteilhaft sind. Gegebenenfalls können auch PoIyakrylonnitrilharze, Vinylidenchloridpolymerharze und Polyamidharze verwendet werden. In einem Beispiel wird ein Film aus Polyäthylenterphthalat verwendet, der eine Stärke von 6 bis 25 μ oder mehr hat.

Klebeschichten 14 und 16 eines warmhärtenden Klebers werden nun auf die oberen und unteren oder äußeren und inneren Oberflächen der Kunststoffolie 12 aufgebracht. Hierfür kann irgendein warmhärtbarer Kleber verwendet werden, der bei Erwärmen einen guten chemischen Verbund sowohl mit Aluminium als auch mit Mylar erzeugt. Als Beispiel für einen solchen Kleber sei ein Polyesterkleber genannt, der einen Aktivator oder einen Beschleuniger aus Isocyanat hat. Der Kleber kann ein durch Wärme aktivierbares Klebemittel in der Weise enthalten, daß er eine Polymerisierung oder Kopolymerisierung unter dem Einfluß von Wärme weiter fortsetzt, um so einen dauerhaften Verbund zwischen den nachträglich abgelagerten Metallschichten und der Kunststoffolie 12 zu erzielen.

Nach dem Aufbringen der Klebeschichten 14 und 16 auf die Kunststoffolie 12 werden nun dünne Metallfilme 18 und 20 eines Metalls, wie beispielsweise Aluminium oder Silber od. dgl. auf die Klebeschichten 14 und 16 aufgebracht. Dies kann dadurch geschehen, daß Aluminium, beispielsweise durch Erwärmen, verdampft und dann auf den Klebeschichten 14 und 16 im Vakuum abgelagert wird. Die Metallfilme 18 und 20 schwanken in ihrer Stärke beispielsweise 5 bis 50 Nanometer. Es kann Aluminium verwendet werden, das ausreichend infrarote Strahlung reflektiert, jedoch nicht so teuer wie Silber oder Gold ist. Man kann den inneren Metallfilm 20 dünner als den äußeren Metallfilm 18 machen, weil der innere Metallfilm durch die

Kunststoffolie 12 geschützt ist und daher nicht leicht zerkratzt werden kann. Dadurch, daß der Metallnlm 20 dünn ist, kann der Gesamtkörper leichter gebogen werden, ohne daß dadurch die Gefahr einer Rißbildung oder eines Zerbrechens des Metallfilms eintritt. Da der äußere Metallfilm 18 einem Abrieb oder einem möglichen Metall verlust mehr ausgesetzt ist, wird dieser vorzugsweise dicker als der Metallfilm 20 gemacht, und zwar um einen Faktor zwischen 5 und 10.

Das Härten der warmhärtenden Klebeschichten 14 und 16 kann während der Aufdampfung der Metallfilme 18 und 20 stattfinden. Gegebenenfalls kann dies auch in späteren Arbeitsschritten durchgeführt werden, beispielsweise bei dem Verfahrensschritt des Verbindens der Schichtbaugruppe mit einem Träger.

Nachdem nun die aus der Kunststoffolie 12 und den beiden damit verbundenen dünnen Metallfilmen 18 und 20 gebildete Schichtbaugruppe fertiggestellt ist,, wird diese Schichtbaugruppe auf einen Träger 22, beispielsweise einen Trägerstoff, aufgebracht und mit diesem verbunden. Um nun die reflektierende Schichtbaugruppe mit der oberen Fläche des Trägers 22 zu verbinden, wird zuerst ein Vormaterial (primer), wie beispielsweise eine Lösung aus einem Phenolharz, aufgebracht, das mit einer Nitrilgummiart oder einem Neoprenklebemittel modifiziert ist. Nachdem die obere Fläche des Trägers 22 so vorbehandelt ist, wird ein Klebeüberzug 24 aufgebracht. Dieser kann aus einem Zement bestehen, jedoch wird vorzugsweise in Toluol aufgelöstes Neopren verwendet. Wenn der Klebeüberzug 24 auf den Träger aufgebracht ist, wird das Klebemittel bei einer Temperatur zwischen 37 und 66° C wärmebehandelt. Wenn der Klebeüberzug 24 getrocknet und mit Wärme behandelt wurde, wird die Schichtbaugruppe, bestehend aus der Kunststoffolie 12 mit den anhängenden Klebeschichten 14 und 16 und den Metallfilmen 18 und 20 auf den Klebeüberzug aufgebracht und nunmehr das ganze Gebilde einem Druck von ungefähr 2,8 kg/cm² ausgesetzt. Anschließend wird der Mehrschichtkörper einer erhöhten Temperatur von ungefähr 163° C für eine solche Zeitdauer ausgesetzt, daß die Klebemittel gehärtet werden. Es ergibt sich so ohne weiteres, daß die Härtung der warmhärtbaren Klebeschichten 14 und 16 während dieses letzten Verfahrensschrittes durchgeführt werden kann.

Der mehrschichtige, reflektierende Mehrschichtkörper wird somit dadurch hergestellt, daß zuerst zwei dünne Klebeschichten 14 und 16 auf einen warmhärtbaren Klebefilm, beispielsweise eines Polyesterklebstoffes mit Isocyanat als Beschleuniger auf die beiden Oberflächen einer Kunststoffolie 12 aufgebracht werden, der ein Polyäthylenterephthalat sein kann. Nach dem Aufbringen der Klebemittelschichten werden dünne Metallfilme 18 und 20 aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium, auf den Klebeschichten durch Aufdampfen aufgebracht.

Anschließend wird ein Klebeüberzug 24 auf die Oberfläche des Trägers 22 aufgebracht, um nun den Mehrschichtkörper aufzunehmen. Anschließend wird dieser Mehrschichtkörper getrocknet und bei einer geeigneten Temperatur gehärtet. Es ergibt sich so, daß ein Härten der Klebeschicht 14 und 16 während des Aufdampfens oder auch während des Härtens des Klebeüberzugs 24 stattfinden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Metallisierter Mehrschichtkörper mit einer durch einen Klebeüberzug mit einem flexiblen, t vorzugsweise textlien Trägerstoff verbundenen Kunststoffolie, die auf ihren beiden Oberflächen je einen aufgedampften Metallfilm trägt, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den beiden Oberflächen der Kunststoffolie (12) und den aufgedampften Metallfilmen (18, 20) je eine dünne Klebeschicht (14, 16) aus einem warmhärtenden Kleber befindet.

2. Mehrschichtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie (12) nichtklebrige, vorzugsweise glatte, Oberflächen aufweist.

3. Mehrschichtkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie· (12) aus Polyäthylenterephthalat besteht.

4. Mehrschichtkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie (12) eine Stärke zwischen 6 und 25 Mikron hat.

5. Mehrschichtkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die warmhärtenden Klebeschichten (14, 16) aus einem Kunstharz bestehen.

6. Mehrschichtkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzcich.net, daß die warmhärtenden Klebeschichten (14, 16) im wesentlichen aus einem Elastomer bestehen.

7. Mehrschichtkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die warmhärtenden Klebeschichten (14,16) aus einem Polyester oder Isocyanat bestehen.

8. Mehrschichtkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Trägerstoff (22) und der Kunststoffolie (12) liegende, innere Metallfilm (20) dünner ist als der andere äußere Metallfilm (18), vorzugsweise um einen Faktor zwischen 5 und 10.

9. Mehrschichtkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfilme (18, 20) aus Aluminium bestehen.

10. Verfahren zum Herstellen eines Mehr-Schichtkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem man auf beide Oberflächen einer Kunststoffolie je einen Metallfilm aufdampft und dann diesen Schichtaufbau auf einen Trägerstoff aufklebt, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Aufdampfen der Metallschichten beide Oberflächen der Kunststoffolie mit einer dünnen warmhärtenden Klebeschicht versieht und diese vor oder beim Aufkleben des Schichtaufbaus auf den Trägerstoff aushärtet.