-
Die
Erfindung betrifft eine Verbundfolie für die Beschichtung durch Kaschieren
oder Laminieren von Bauteilen aus nichtmetallischen Werkstoffen.
Sie stellt eine Dekorfolie mit hochfrequente elektromagnetische
Strahlen abschirmende Eigenschaften dar. Diese Folie kann auf Holz-
und Kunststoffprofile, wie Fenster- und Türrahmen, Rohrprofile, Gehäuse aus Holz
oder Kunststoff sowie Platten und andere plane Halbzeuge aus Kunststoff
oder Holz zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung aufgebracht werden.
Es ist insbesondere an solche Anwendungen gedacht, bei denen die
Bauteile neben der Dauerfestigkeit gegenüber Temperatur und Wettereinflüssen auch
optischen Ansprüchen
genügen
sollen.
-
Es
mehren sich die Hinweise, dass die hochfrequente elektromagnetische
Strahlung, wie sie insbesondere von den Mobilfunksendern ausgesendet wird,
zu gesundheitlichen Schäden
führen
können. Die
Forderung nach Maßnahmen
zum Schutz vor diesen Einflüssen
wird deshalb insbesondere auch an die Fensterbauer herangetragen.
-
In
letzter Zeit häufen
sich Veröffentlichungen über Lösungen,
die eine Reduzierung der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung
in Wohnungen herbeiführen
sollen. Da Kunststoff- und Holzfenster naturgemäß eine große potentielle, jedoch bisher
technisch nicht gelöste
Eintrittsfläche
für derartige
Strahlen bieten, sind Lösungen
im Bereich Fenster erwünscht.
Durch Einsatz von modernen Wärme-
und Sonneschutzverglasungen und von metallisierten Materialien in
Verbindung mit Holzrahmen – diese
können
einfach und dauerhaft mit Metallfolien oder metallisierten Kunststofffolien
versehen werden – wird
eine strahlenreduzierende Wirkung erzielt.
-
Eine
derartige Lösung
wird in der
DE 202
02 818 U1 angeboten. Gemäß dieser Lösung sollen die Bauteile, wie
Rahmen, Füllungen
Pfosten und Riegel von Fenster und Türen parallel zu den sie aufnehmenden
Wände mit
integrierten metallischen Schichten oder Geflechten versehen werden.
-
Die
modernen Fenster bestehen heute zumeist aus Kunststoff, wobei die
Kunststoffprofile neben einer Beschichtung aus PMMA (Acryl) oder
einer Lackierung auch häufig
mit einer Dekorfolie versehen sind, die eine hohe Resistenz gegenüber den
Wettereinflüssen
besitzt. Die Dekorfolie ist hierbei häufig eine geprägte Mehrschichtfolie
(z.B. doubliert aus halbharter Unterfolie – hoch licht- und wetterechteingefärbt, mit
Acrylatfolienabdeckung), die in verschiedenen Narbungen/Prägungen,
ohne Prägung,
sowie unterschiedlichen Farben erhältlich ist. Dabei müssen die
Dekorfolien den Anforderungen der Normen der Gesamtdicke, der Nachweise
der Materialeigenschaften, wie Zugfestigkeit, Reißdehnung,
Bruchspannung, Bruchdehnung, Reibechtheit, Feuchtigkeitsbeständigkeit
und Temperaturbeständigkeit
genügen.
Zudem wird häufig
auch die Anforderung gestellt, dass die Folien unempfindlich gegen
haushaltsübliche
Agenzien, aliphatische Benzine, Wasser und Baumaterialien wie Zement
und Gips, Dichtungsmasse sind. Im Hinblick auf die Verarbeitung müssen die
Folien im auf die Profile aufgebrachten Zustand durch Schweißtechnik,
Biegen (z.B. Heizstrahlverfahren, Glycerinbäder), Verputzen der Profile,
Fräsungen
aller Art (Wasserschlitzfräsungen,
Fräsungen
für Griffoliven),
Bohrungen, Lackierungen (z.B. Ausbesserungsmaßnahmen), und sonstige Anforderungen,
die sich aus Bearbeitungen auf der Baustelle (z.B. Anschluss von
Bauabdichtungsbahnen an Fenster) ergeben, verarbeitet werden können.
-
Die
zusätzliche
Beschichtung der Kunststoffprofile von Fenstern und Türen mit
einer Metallfolie oder einer metallisierten Kunststofffolie hat
zu unbefriedigten Ergebnissen geführt, da die Dauerhaftung von
zwei Folien nur mit entsprechend höherem technischen Aufwand erreicht
werden kann. Zwei Folien müssten
inline in zwei nacheinander folgenden Arbeitsschritten einzeln aufkaschiert
werden. Dies führt zum
einen zu erhöhten
Kosten, zudem zu einem erhöhten
technischen Aufwand, die Verbundhaftung auf ein hohes Niveau zu
heben. Außerdem
erfordert dieses Vorgehen mindestens einen zusätzlichen Arbeitsschritt bei
der Profilrahmenfertigung und führt auch
dadurch zu einem erhöhten ökonomischen
Aufwand. Auch ein Einbringen von metallischen Schichten auf vertikale,
horizontale oder diagonale Innenkammerstege bedeutet deutlich erhöhten technologischen
Aufwand in der Extrusion/Coextrusion. Außerdem kann hierdurch nicht
die dem Anspruch zu entnehmende gewünschte Wirkung erzielt werden.
Letztere Variante beschreibt den Stand der Technik im Hinblick auf
Beschichtungen zur Reduzierung des Wärmedurchgangskoeffizienten
Uf (U-frame nach EnEV) der Fensterrahmenelemente
-
Eine
andere Möglichkeit
der Beschichtung der Dekorfolie bietet die unmittelbare Metallisierung der
Unterseite der Dekorfolie mittels physikalischer nasschemischer
Beschichtungsverfahren. Dies stellt den Stand der Technik in der
Verpackungsindustrie beispielsweise für antistatische Beschichtungen
und andere Anwendungen dar. Hier werden Folien, die beispielsweise
aus PE, PP oder PET bestehen, über verschiedene
Verfahren metallisch direkt beschichtet. Derartige Folien und das
angewendete Verfahrensprinzip können
jedoch nicht unmittelbar für
den Verwendungsbereich der Dekorfolien eingesetzt werden, da zum
einen die avisierte Wirkung der wirksamen Strahlungsreflexion nicht
erreicht wird und zum anderen die Langzeithaftung nicht gewährleistet
ist. Insbesondere sind auch Probleme bei den vielfältigen Anforderungen
an Dekorfolien wie Witterungs- und UV-Beständigkeit zu erwarten.
-
Es
lag also die Forderung nahe, eine neuartige Verbundfolie herzustellen.
In der
DE 198 34 734 A1 wird
eine Verbundfolie offenbart, die aus einer transparenten Trägerfolie
besteht, auf der eine Effektschicht und eine metallische Schmelzschicht
aufgebracht sind. Diese Verbundfolie soll eine reflektierende Schmelzschicht
erhalten, wobei die Folie möglichst
kostengünstig
hergestellt werden soll. Als Folie zur Abdeckung von Kunststoffprofilen
ist diese Verbundfolie nicht geeignet, da sie zwar die Abschirmung
gegenüber
der elektromagnetischen Strahlung verbessern würde, aber die darüber hinaus
erforderlichen Eigenschaften als Dekorfolie für Kunststoffprofile nicht erfüllt.
-
Andere
Verbundfolien sind unter
EP
0 909 636 B1 als metallisierte Folie für dekorative Zwecke und in
der
EP 0 912 338 B1 als
metallisierte Verpackungsfolien bekannt geworden. Diese Folien sind auf
Basis von Polypropylen. Es handelt sich um Folien mit nur einer
zweckbestimmenden Schicht, die ebenfalls nicht die erforderlichen
Bedingungen als Beschichtung der Außenflächen von Kunststoffprofilen
erfüllen.
Beim Einsatz dieser Folien wird außerdem die benötigte Verbundhaftung
(„bond
strength") nicht
erreicht, da das Substrat nicht für den Einsatzbereich von Dekorfolien
für Kunststoffprofile
geeignet ist. Dementsprechend ist mit Qualitätseinbußen hinsichtlich der Endqualität der kaschierten
Profile zu rechnen. Weiterhin müssen
zur Verarbeitung derartiger Folien eigene Kaschierlinien bereitgestellt,
oder entsprechender Rüstaufwand
in Kauf genommen werden, da derartige Folien nicht mit bei PVC-Dekorfolien
gültigen
Parametern laminiert werden können. Letztlich
wäre hier
die Einstellung eines entsprechenden Haftkriteriums gegenüber PVC-Grundprofilen evtl.
sehr schwierig.
-
Im
Stand der Technik sind Verbundfolien bekannt, die immer nur eine
wirksame Schicht enthalten. Die im Fensterprofilbereich kritische
Licht- und Witterungsbeständigkeit
einer Dekorfolie für
Kunststoffprofile kann durch diese Verbundfolien nicht erreicht
werden.
-
Es
ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbundfolie
bereitzustellen, die alle Eigenschaften einer Dekorfolie besitzt,
und darüber hinaus
auch hochfrequente elektromagnetische Strahlung, besonders Mobilfunkstrahlung,
reflektiert. Die Folie soll einfach herstellbar sein und keine zusätzlichen
Investitionen bei der Herstellung von Kunststoffprofilen für Fenster
und Türen
oder der Verarbeitung der hergestellten Profile erfordern.
-
Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs erfüllt. Verbundfolie
für die
Beschichtung durch Kaschieren oder Laminieren von Bauteilen aus
nichtmetallischen Werkstoffen entsprechend der vorliegenden Erfindung
besteht aus einer Dekorfolie, deren Unterseite zur Erhöhung der
Oberflächenspannung
vorbehandelt ist und mit einer dünnen
Schicht eines Grundlacks in einer Menge, die zum vollflächigen Coating
des Substrates dienlich ist, versehen ist. Diese Mengen können je
nach den rheologischen, chemischen und chemisch-physikalischen Eigenschaften
der Lacke variieren, beispielsweise von 2 g/m2 bis
15 g/m2. Darauf ist eine Metallisierung
mit einer optischen Dichte bis 3,0 OD aufgebracht, die von einer
dünnen
Schicht eines Schutzlacks bedeckt ist. Der Grundlack dient als Haftvermittler
zwischen der Unterseite der Dekorfolie und als Barriereschicht für Fremdstoffe
aus der Dekorfolie und der Schutzlack stellt Haftvermittler und
Diffusionssperre für
Lösemittelbestandteile
und andere ausdampfende Additive zum Kunststoffprofil dar. Die Menge
des Schutzlackes ist wiederum ebenfalls abhängig von den rheologischen,
chemischen und chemisch-physikalischen
Eigenschaften der Lacke. Garantieren der verwendete Grundlack und
das Verfahren zum Aufbringen der Metallisierung, dass die Festigkeit
der Metallschicht gesichert ist, kann auch die Schutzlackschicht
entfallen. Die Dekorfolie kann vorzugsweise aus PVC oder dessen
Derivate oder andere Materialien bestehen, die zur Herstellung von Dekorfolien
geeignet sind.
-
Der
Grundlack, der auf die vorbehandelte Unterseite der Dekorfolie aufgebracht
wird, kann aus einem UV-härtenden
Lack bestehen. Es ist auch möglich,
dass der Grundlack auf einer wasserlöslichen Basis besteht. Der
Lack muss hierbei zwingend für
eine nachfolgende Metallisierung geeignet sein.
-
Es
hat sich gezeigt, dass der gleiche Lack sowohl als Grundlack und
als auch als Schutzlack verwendet werden kann. Diese Ausführungsform
hat sich als die kostengünstigere
gezeigt.
-
Die
Dekorfolie, wie sie zur Veredlung der Oberflächen von Kunststoffprofilen
verwendet wird, besitzt zumeist eine geprägte/genarbte oder ungeprägte/ungenarbte
Oberfläche,
wobei diese Folien häufig
aus mehreren Schichten bestehen, die den Witterungseinflüssen, wie
Sonneneinstrahlung, Temperaturschwankungen und dergl. einen erhöhten Widerstand
entgegensetzen. Häufig
ist eine Einfärbung in
Holzdekor oder uni vorhanden.
-
Zur
Ausrüstung
dieser Dekorfolie mit einer Beschichtung zur Reflexion von elektromagnetischen Feldern,
muss die Unterseite zunächst
geeignet vorbehandelt werden, damit auf die Unterseite zunächst ein
Haftvermittler für
die metallische Beschichtung aufgebracht werden kann. Dazu wird
die Folienunterseite chemisch oder physikalisch oder mit einem chemischen
und physikalischen Kombinationsverfahren von allen Verunreinigungen
befreit, die Oberflächenspannung
auf das technisch entsprechend benötigte Niveau angehoben wird,
so dass die Haftungsbedingung erfüllt werden kann. Eine auf die
gereinigte Fläche
aufgetragene dünne
Grundlackbeschichtung dient zum einen als Haftvermittler und zur
Aktivierung der Oberfläche
vor der Metallisierung und zum anderen stellt diese Schicht, die
eine Dicke von einigen 100 nm bis einigen μ besitzen kann, eine Barriereschicht
gegen Fremdstoffe, die von außen über die Dekorfolie
eindringen könnten.
-
Auf
den Grundlack ist mit Hilfe eines PVD-, CVD-Vertahrens oder mittels
thermischer Verdampfungsverfahren die Metallisierung aufgebracht.
Je nach Verfahren kann auch eine Legierung durch oszillierende Verdampferquellen
aufgebracht sein. Die Metallisierung stellt eine durchgehende metallische Beschichtung
dar, die eine optische Dichte von beispielsweise 1,5 bis 3 OD besitzt.
Zum mechanischen sowie chemischen Schutz, und als Haftvermittler zum
Kunststoffprofil, wird auf die Metallisierung eine dünne Schutzlackschicht
aufgetragen, der die gleiche Zusammensetzung wie der Grundlack haben kann,
oder aus einer anderen geeigneten chemischen Lackverbindung besteht.
Der Schutzlack wird in seiner Dicke je nach den Anforderungen, beispielsweise
10 μm, aufgetragen.
Dieser Schutzlack dient gleichzeitig als Barriereschicht zum Kunststoffprofil.
-
Die
Verwendung der Haftvermittler, die gleichzeitig als Barriereschutz
für Lösungsmittelbestandteile
dienen, erhöht
die Dauerbeständigkeit
und die Verbundhaftung der Verbundfolie wesentlich.
-
Der
entscheidende Vorteil der Verbundfolie entsprechend der vorliegenden
Erfindung besteht darin, dass eine einzige Folie zur Verfügung gestellt wird,
die neben den bereits geschätzten
Eigenschaften einer Dekorfolie für
Kunststoffprofile auch elektromagnetische Strahlung abschirmt. Die
Fertigungsstraße
für durch
Aufkaschieren/Laminieren von Kunststofffolien beschichtete Kunststoffprofile
muss dadurch nicht durch einen weiteren Produktionsschritt mit den
entsprechenden Investitionen erweitert werden. Die Toleranzvorgaben
für die
Folienbeschichtung werden mit der neuen Verbundfolie nicht überschritten.
Die Erfindung verändert
die Dicke im Vergleich zur Standarddekorfolie unwesentlich. Damit
wird eine neue Dekorfolie bereitgestellt, die zusätzliche
Eigenschaften hinsichtlich der Reduzierung elektromagnetischer Strahlen
besitzt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil entsteht dadurch, dass
die Verbundfolie entsprechend der vorliegenden Erfindung auch eine
verbesserte Reflektion von Wärmestrahlung
besitzt.
-
Einen
weiteren Vorteil bietet die Möglichkeit, Platten
und Bauteile aus Kunststoff oder Pressmaterial, die bisher mit einer
Metalleinlage versehen wurden, ökonomischer
mit der erfindungsgemäßen Verbundfolie
zu beschichten.
-
Die
Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.
-
In
einem ersten Ausführungsbeispiel
erfolgte die Beschichtung und Vorbehandlung der Unterseite einer
PVC-Dekorfolie nach dem Prinzip der Beschichtung bahnförmiger Substrate,
d.h. einem kontinuierlichen Verfahren unter Abwicklung und gleichzeitiger
Aufwicklung der Foliensubstrate. Zu Beginn wurde die Oberfläche physikalisch
gereinigt. Dann wurde die PVC-Dekorfolie mittels Elektronenbeschuss
vorbehandelt. Dabei wurde das Substrat von der haftungsarmen Grenzschicht
(weak boundary layer) gereinigt und die Oberflächenspannung entsprechend erhöht. Daran
anschließend
erfolgte die Beschichtung mit einer wasserlöslichen Grundlackschicht auf
Acrylatsystem-Basis. In diesem Fall erfolgte die Beschichtung mittels
eines selbstdosierenden Beschichtungsverfahrens. Der Grundlack wurde physikalisch
durch Ablüften/Verdunstung
in einem Durchlauftrockner getrocknet. Anschließend erfolgte die Beschichtung
mit einer speziellen Aluminiumlegierung mittels thermischer Verdampfung.
Nach der Metallisierung wurde die Folie erneut mittels physikalischer
Verfahren vorbehandelt, schließlich
mit einem alternativen wasserlöslichen
Lack auf Acrylatsystem-Basis beschichtet, und physikalisch getrocknet.
-
Abschließend wird
die Folie aufgewickelt. Diese neuartige Dekor-Verbundfolie wurde ohne zusätzliche
Bearbeitungsschritte auf die Kunststoffprofile im Standardkaschierverfahren
aufgebracht.
-
In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
erfolgte die Beschichtung und Vorbehandlung der Unterseite einer
PVC- Dekorfolie mittels eines Vakuumplasmaverfahrens. Daran anschließend erfolgte
die Beschichtung mit einem UV-härtenden
Grundlack. Der Grundlack wurde mittels UV ausgehärtet. Auf diese Grundlackschicht
wurde mittels Kathodenzerstäuben
eine Silberschicht aufgebracht. Nach der Metallisierung wurde die
Folie erneut mittels physikalischer Verfahren vorbehandelt, schließlich mit
einem alternativen wasserlöslichen
Lack auf Acrylatsystem-Basis beschichtet und physikalisch getrocknet.
-
In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
wurde die Beschichtung und Vorbehandlung der Unterseite einer PVC-Dekorfolie
und die anschließende Beschichtung
mit einem UV-härtenden
Grundlack in gleicher Weise, wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
durchgeführt.
Der Grundlack wurde mittels UV ausgehärtet. Auf diese Grundlackschicht wurde
mittels Kathodenzerstäuben
eine Silberschicht aufgebracht. Es hat sich gezeigt, dass die so
hergestellte Verbundfolie eine hinreichende Dauerfestigkeit besitz.
Es war keine weitere Beschichtung mit einem Schutzlack erforderlich.