WO2024013219A1 - Verbundwerkstoff und verfahren zur herstellung eines verbundwerkstoffs - Google Patents

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WO2024013219A1
WO2024013219A1 PCT/EP2023/069284 EP2023069284W WO2024013219A1 WO 2024013219 A1 WO2024013219 A1 WO 2024013219A1 EP 2023069284 W EP2023069284 W EP 2023069284W WO 2024013219 A1 WO2024013219 A1 WO 2024013219A1
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composite material
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polymer film
optically transparent
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Oliver Zech
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HeiQ RAS AG
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    • C08K2201/001—Conductive additives

Definitions

  • the invention relates to an optically transparent composite material with thermal radiation-reflecting properties and to a method for producing such a composite material.
  • light visible to the human eye is electromagnetic radiation in the wavelength range from 380 nm to 780 nm.
  • Infrared radiation is divided into three ranges, namely near IR from 690 nm to 3.0 pm, medium IR from 3.0 pm to 50 pm and far IR in the wavelength range from 50 pm to 1 mm.
  • transmittance Materials with a sufficiently high transmittance are referred to as “transparent” in the visible wavelength range.
  • the transmittance is defined as the quotient of the light intensity behind an obstacle divided by the light intensity in front of the obstacle. The transmittance therefore ranges between 0 and 1 or between 0% and 100%.
  • plexiglass As an example of a material with a very high light transmittance, plexiglass can be mentioned, which has a transmittance of 92%. Other types of glass have lower transmittances, such as thermal insulation glass with a transmittance of 73% to 80%. In comparison, heavily tinted sunglasses have a transmittance of around 18%.
  • thermal insulation are based on the absorption of radiation by appropriate dyes or pigments and are particularly suitable for shielding thermal radiation in the wavelength range between 0.8 pm and 2 pm.
  • the energy absorbed is largely transferred to the object or room to be insulated through heat conduction.
  • Particular problems arise in the case of glazed surfaces of buildings. As a rule, these must have a high level of transparency for visible light and at the same time ensure good thermal insulation.
  • thermal insulation glazing e.g. double and triple glazing
  • the volume between the glass panes is filled with gas; previously air was used, but now predominantly argon is used.
  • the side of the pane of effective thermal insulation glazing facing the gas side is provided with a thin, transparent, heat-reflecting layer. This type of layer is usually sputtered on and has very good heat reflection properties.
  • Retrofitting such thermal insulation in existing buildings is only possible by completely replacing the windows, since subsequent sputtering of an installed window can only be carried out on its surfaces facing away from the gas, which means that the sputtered layer is subsequently not protected against external influences.
  • a coated glass is known that can be used for installation in windows for homes and vehicles. This type of coated glass offers effective solar protection with only low emissions from the glass.
  • the coatings contain tin oxide with various dopants, although the method described for applying the coating is not suitable for retrofit solutions in existing glazing.
  • EP 1 025 057 B1 describes a thermal insulation coating that is almost completely transparent in the visible region of the electromagnetic spectrum and has only a low absorption in the near IR.
  • the coating comprises several crosslinked or polymerized IR-reflecting layers.
  • Conductive layers represent another way to reflect electromagnetic radiation.
  • pigments such as graphite, silver or gold can be used.
  • Such layers are used, for example, as insulating or rescue foils, through which heat radiation emitted by the body is reflected, which means that a person can be kept warm or the person's heat loss can be minimized.
  • this type of film is not transparent.
  • transparent conductive layers with silver nanowires are also known from the prior art (Julia Graubmann et al., "Silver nanowires: a new nanomaterial with advances for electrical, optical and IR systems", Proc. SPIE 11159, Electro-Optical and Infrared Systems : Technology and Applications
  • the layers are not stable against external influences such as mechanical influences or scratching and can also be easily washed off with cleaning agents or water.
  • the object of the present invention is therefore to provide a coating which has a high level of transparency in the visible wavelength range, which ensures good thermal insulation through reflection of infrared radiation, which can be easily applied to permanently installed surfaces and which has good resistance to mechanical influences having.
  • This object is achieved according to the invention by the composite material according to independent claim 1. Further advantageous aspects, details and refinements of the invention result from the dependent claims, the description and the drawings.
  • the present invention provides an optically transparent composite material consisting of a polymer film transparent to IR radiation, the polymer film transparent to IR radiation having an average spectral transmission of at least 40% in the wavelength range from 5 pm to 30 pm, and one applied to the polymer film , IR radiation-reflecting coating available, the coating having at least one electrically conductive material.
  • the combination of a polymer film that is transparent to IR radiation with a coating applied to this polymer film, which has at least one electrically conductive material and which reflects IR radiation, has excellent properties with regard to the desired optical transparency.
  • the composite material also ensures good thermal insulation by reflecting infrared radiation.
  • Radiation in the visible wavelength range can penetrate into the space arranged behind the glazed surface practically without loss through glazed surfaces that are equipped with the optically transparent composite material according to the invention.
  • the good heat-insulating properties of the composite material are based on the fact that the polymer film serving as the carrier material for the coating is transparent to IR radiation. Therefore, infrared radiation can penetrate the polymer film and is reflected back through the polymer film by the coating, which has high reflectivity for IR radiation. Heat radiation is reflected back into the space behind the glazed surface and does not penetrate to the outside. At the same time, the polymer film ensures safe and durable protection of the coating against mechanical damage or abrasion.
  • the expression “polymer film transparent to IR radiation” means that the polymer film has an average spectral transmission of > 40% in the wavelength range from 5 pm to 30 pm. To determine the average spectral transmission, the transmission of the polymer film in the wavelength range from 5 pm to 30 pm in wavelength steps of, for example, 5 nm, the measured transmission values are added up and the sum of the transmission values is divided by the number of measured values.
  • the term “IR radiation-reflecting coating” means that the coating reflects at least 10% of the IR radiation averaged over the wavelength range in the wavelength range from 3 ⁇ m to 50 m. To determine the reflected IR radiation. Radiation, the IR reflection of the coating is determined in the wavelength range from 3 m to 50 pm in wavelength steps of, for example, 5 nm, the measured reflection values are added up and the sum of the reflection values is divided by the number of measured values.
  • the electrically conductive material contained in the IR radiation-reflecting coating is electrically conductive metal nanoparticles, in particular electrically conductive silver nanoparticles, electrically conductive metal nanowires, in particular electrically conductive silver nanowires, electrically conductive carbon, electrically conductive carbon nanotubes, graphene, electrical conductive polymers or mixtures thereof.
  • electrically conductive materials mentioned particularly good coating properties are achieved with regard to their IR reflectivity.
  • nanoparticles is a term for particles that have a size in the range smaller than 100 nm.
  • the use of the prefix “nano” therefore, in accordance with the official definition according to ISO TC 229, distinguishes it from particles in the sub- Micrometer range (> 100 nm).
  • metal nanowire and in particular “silver nanowire” includes all materials that
  • metal nanoparticles in particular silver nanoparticles, used as electrically conductive material in the IR radiation-reflecting coating
  • Metal nanowires in particular silver nanowires
  • WO 2016/166074 Al to which reference is hereby made and the content of which is made part of the present text in relation to the production of metal nanoparticles, in particular silver nanoparticles, and metal nanowires, in particular silver nanowires .
  • the polymer film which is transparent to IR radiation consists of saturated or unsaturated hydrocarbon polymers, saturated or unsaturated halogenated hydrocarbon polymers, in particular saturated or unsaturated fluorinated hydrocarbon polymers, or mixtures thereof. In all cases they can also be copolymers made up of different monomers.
  • the films formed from the polymers mentioned have a particularly high transparency for IR radiation in the wavelength range from 5 pm to 30 pm and are therefore particularly well suited for the composite material of the present invention.
  • Any type of polymer that is formed from monomers without functional groups is particularly suitable. These polymers are therefore particularly preferred in the context of the present invention. The only exception to this general statement are halogenated and especially fluorinated polymers, which also have very good properties.
  • the IR radiation-transparent polymer film of the optically transparent composite material consists of perfluorinated polymers, fluorinated polymers, polyolefins, polyisobutene, polypropylene, polyethylene, ethylene-tetrafluoroethylene or mixtures thereof.
  • the polymer film that is transparent to IR radiation is a polypropylene film, a polyethylene film or an ethylene-tetrafluoroethylene film.
  • the optically transparent composite material has an average transmission of at least 30% in the wavelength range from 400 nm to 800 nm.
  • a composite material which has an average transmission of at least 30% in the wavelength range from 400 nm to 800 nm is referred to as “transparent”.
  • An optically transparent composite material can also be a translucent composite material. Basically, materials that allow light to pass through, but, as with frosted glass, no light can be seen behind the material can recognize arranged objects, referred to as translucent or translucent. However, a translucent composite material can certainly have the average transmission of at least 30% in the wavelength range from 400 nm to 800 nm required for an optically transparent composite material.
  • the IR radiation-reflecting coating of the optically transparent composite material preferably has a transmission of less than 30% in the wavelength range from 5 pm to 30 pm.
  • the wavelength range from 5 pm to 30 pm is medium infrared light.
  • a low transmission in this wavelength range, i.e. a low permeability for radiation in this wavelength range, is accompanied by a high reflectivity.
  • the coating of the optically transparent composite material therefore has a high reflectivity in the wavelength range from 5 pm to 30 pm.
  • the IR radiation-reflecting coating of the optically transparent composite material preferably has a reflection of more than 20%, preferably more than 30%, particularly preferably more than 40% in the wavelength range from 5 pm to 30 pm.
  • the polymer film which is transparent to IR radiation, preferably has a transmission of at least 50%, preferably at least 60%, particularly preferably at least 70% in the wavelength range from 5 pm to 30 pm.
  • a polymer film which has a transmission of at least 40% in the wavelength range from 5 pm to 30 pm is referred to as “IR-transparent”.
  • the IR radiation-reflecting coating of the optically transparent composite material has a layer thickness of a maximum of 5 pm, preferably a maximum of 2 pm and particularly preferably a maximum of 1 pm.
  • the IR radiation-reflecting coating of the optically transparent composite material particularly preferably has one or more additives, the additives being in particular surfactants, thickeners, cross-linkers, color pigments, fire retardants or UV-absorbing substances.
  • the color pigments can absorb predetermined proportions of electromagnetic radiation in the wavelength range from 400 nm to 800 nm. In this way, predetermined parts of the visible light are absorbed and only the wavelengths that can be used, for example, for applications in the area of plant growth, are specifically transmitted.
  • UV-absorbing additives serve to protect against UV radiation and absorb predetermined proportions of electromagnetic radiation in the wavelength range from 100 nm to 400 nm.
  • the transmission of a polymer film does not depend exclusively on the type of polymer from which the film is made, but also on the thickness of the film.
  • film already implies a thickness which, on the one hand, should not be less than a certain minimum value, otherwise the film has no dimensional stability and can no longer be handled, and which, on the other hand, does not exceed a certain maximum value, otherwise there is no more of one "Film” can be spoken, but rather a "plate” or something similar would be present. It is not difficult for the person skilled in the art to choose a suitable thickness of the corresponding polymer film for a polymer specified as film material.
  • polymer films that are transparent to IR radiation and have a thickness of 20 pm to 175 pm, particularly preferably with a thickness of 20 pm to 125 pm, particularly preferably with a thickness of 20 pm to 100 pm have proven to be preferred Thicknesses apply to each type of the preferred materials discussed above from which the polymer films transparent to IR radiation can be made.
  • the present invention also includes a method for producing one of the optically transparent composite materials described above, the method comprising the following steps: a) providing a polymer film transparent to IR radiation, b) providing a dispersion containing an electrically conductive material, c) applying the dispersion provided in step b) onto the polymer film provided in step a), d) drying the product obtained in step c) to form an optically transparent composite material consisting of a polymer film that is transparent to IR radiation and an IR film applied to the polymer film. Radiation-reflecting coating made of an electrically conductive material.
  • the composite material according to the invention can be produced particularly easily and inexpensively in good quality.
  • the dispersion provided in step b) is preferably produced by a process with the following steps:
  • Composite material as a concentrate of an electrically conductive material one from one Mixture obtained from the polyol process is used, the mixture comprising at least one polyol, polyvinylpyrrolidone and metal nanoparticles or metal nanowires and an adsorptive, the adsorptive being selected from the group consisting of ammonia, primary, secondary and tertiary amines, primary, secondary and tertiary thiols, amino alcohols, Hydroxides, carboxylic acids, carboxylic acid esters and amino acids, the adsorptive being present in a proportion of 0.1% by weight to 5% by weight, based on the weight of the total concentrate.
  • the present invention also includes the use of one of the optically transparent composite materials described above as a retrofit film for application to window glass, interior walls, exterior walls and greenhouses.
  • the retrofit film can, for example, be attached to the window glass, the interior walls, the exterior walls or the greenhouses with the help of adhesive, with the adhesive first being applied and then the retrofit film being attached.
  • the film can also be attached using electrostatic attraction.
  • Ethylene-tetrafluoroethylene film is particularly suitable as a retrofit film for greenhouses.
  • the IR radiation-reflecting coating can also contain one or more additives in addition to the at least one electrically conductive material.
  • the additives can in particular be surfactants, thickeners, cross-linkers, color pigments, fire retardants or UV-absorbing substances.
  • the color pigments can be chosen so that they absorb predetermined proportions of electromagnetic radiation in the wavelength range from 400 nm to 800 nm.
  • UV-absorbing additives serve to protect against UV radiation and absorb a predetermined proportion of electromagnetic radiation in the wavelength range from 100 nm to 400 nm.
  • a retrofit film for interior walls and in particular a retrofit film for application to wallpaper can be particularly advantageously equipped with a fire retardant as an additive.
  • Retrofit films for interior and exterior walls are particularly preferably designed to be open to diffusion. This property can be achieved, for example, by perforating the film.
  • the present invention also includes a coated substrate, the coating being an optically transparent composite material as described above.
  • the substrates can be synthetically produced or natural materials.
  • the substrate is preferably a film, glass or a transparent plastic plate.
  • the optically transparent composite material can be attached to the substrate using adhesive, for example.
  • the composite material can be attached by electrostatic attraction.
  • the substrate to be coated and the polymer film transparent to IR radiation consist of the same polymer material.
  • the composite material can be bonded to the substrate particularly easily and permanently.
  • Embodiments with a sandwich structure consisting of several films are also conceivable.
  • the IR-reflecting layer is located between a film that is not transparent in the IR range and a film that is transparent in the IR range.
  • Such a sandwich structure can also be attached to the substrate, for example with the help of adhesive or by electrostatic attraction.
  • the IR-transparent side of the sandwich structure is arranged on the side facing away from the substrate.
  • a pretreatment of the substrate may be necessary before applying the optically transparent composite material, for example a plasma pretreatment or a corona pretreatment.
  • an optically transparent composite material according to the present invention can be produced by coating a polymer film that is transparent to IR radiation with a dispersion containing an electrically conductive material and applied in the form of a retrofit film to interior and exterior walls and in particular to wallpaper.
  • the substrate i.e. the inner or outer wall and in particular the wallpaper
  • the substrate can also be coated with a dispersion containing an electrically conductive material and subsequently one that is transparent to IR radiation Polymer film can be applied.
  • an optically transparent composite material in the sense of the present invention is also formed in this case.
  • a retrofitted substrate made in one of the two ways described cannot be distinguished from a retrofitted substrate made in the other way described.
  • the optically transparent composite material is applied to any substrate in such a way that the polymer film, which is transparent to IR radiation, faces away from the substrate surface. This is the only way to ensure the desired protection of the IR radiation-reflecting coating from mechanical influences.
  • Fig. 1A representation of the measured transmittances of a PET film with a thickness of 100 pm (comparative example);
  • Fig. 1B representation of the measured transmittances of a PP film with a thickness of 100 pm;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a composite material applied to a window glass (comparative example);
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a composite material according to the invention applied to a window glass.
  • the spectral, directional transmittance Tgg of the polymer films is determined at room temperature using a Bruker Vertex 70v Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer.
  • the Film is aligned and fixed perpendicular to the IR beam in the sample chamber of the spectrometer.
  • the measurement is carried out in a wavelength range from 2 pm to 50 pm with a step size of 5 nm, ie the measurements of the transmittance are carried out at intervals of 5 nm.
  • Figure 1A shows the transmittance plotted against the wavelength for a PET film with a thickness of approximately 100 pm.
  • Figure 1B shows the transmittance plotted against the wavelength for a PP film with a thickness of approximately 100 pm.
  • polymer film transparent to IR radiation in the context of the present invention means that the polymer film has an average spectral transmission of > 40% in the wavelength range from 5 pm to 30 pm 1B can be converted into the corresponding transmission values [%] by multiplying by a factor of 100.
  • the transmission values determined in wavelength steps of 5 nm are added up and the sum of the transmission values is divided by the number of measured values.
  • the PET film (Fig. 1A) has an average spectral transmittance of 32% in the wavelength range from 5 pm to 30 pm and is therefore not suitable as a polymer film transparent to IR radiation according to the present invention.
  • the PP film (Fig. 1B) has an average spectral transmittance of 75% in the wavelength range from 5 pm to 30 pm and is therefore suitable as a polymer film transparent to IR radiation according to the present invention.
  • Example 1 Coating a PET film with silver nanowires
  • silver nanowires were produced in a polyol process. From the concentrate of silver nanowires with 4.0% by weight of silver obtained in this way, aqueous formulations with a Silver nanowire content of 0.3% by weight. For this purpose, 3.75 g of silver nanowire concentrate were mixed with 39.75 g of water in a plastic screw-cap container and dispersed homogeneously by shaking. 6.5 g of SURFLINK were then added to the dispersion.
  • SURFLINK is an additive commercially available from HeiQ RAS for the activation of Ag nanowire networks. It is a mixture of 1% by weight to 10% by weight of ethanolamine and up to 2.0% by weight of hydroxypropylmethylcellulose in water.
  • wet film thicknesses of 12 pm, 24 pm and 40 pm were applied to PET films measuring approx. 10 x 10 cm using stainless steel blades.
  • the coated substrates were dried in an oven at 150 ° C for 3 min.
  • the electrical conductivity of the substrates was measured using a four-point measuring device (RCHEK 4 Point Meter, manufacturer EDTM, model #RC2175). Within the measuring range of the device (1-19990 ohms/sq.), conductivities in the range of 10-100 ohms/sq., depending on the wet film thickness, could be detected.
  • Example 2 Coating a PET film with silver nanowires and a protective layer
  • PET films with a coating of silver nanowires were produced according to Example 1 and checked qualitatively. A protective layer based on sol-gel was then applied directly to the silver nanowire coating, which protects the silver nanowire layer from chemical and mechanical influences.
  • Example 3 Silver nanowire-coated PET film on glass
  • PET films with a coating of silver nanowires were produced according to Example 1 and checked qualitatively. As shown in Figure 2, the coated PET films were glued to glass substrates 1. The silver nanowire coating 2 was in direct contact with the surface of the glass substrate 1 and is protected from chemical and mechanical influences by the uncoated back of the PET film 3.
  • Thermal radiation 4 was then blasted onto the structure using an IR heater. Measurements with a thermal imaging camera showed no reflection visible in the thermal image compared to the reference (glued film without coating).
  • Example 4 Silver nanowire-coated PP film on glass
  • Example 1 a concentrate of silver nanowires with 4.0% by weight of silver was produced. Alcoholic formulations with a silver nanowire content of 0.3% by weight were produced from this concentrate. For this purpose, 3.75 g of silver nanowire concentrate were mixed with 37.76 g of isopropyl alcohol and 1.99 g of water in a plastic screw-cap container and dispersed homogeneously by shaking. 6.5 g of SURFLINK were then added to the dispersion.
  • wet film thicknesses of 12 pm, 24 pm and 40 pm were applied to approximately 10 x 10 cm plasma-pretreated PP films using stainless steel squeegees.
  • the coated substrates were soaked at 100°C for 3 min Oven dried.
  • the electrical conductivity of the substrates was measured using a four-point measuring device (RCHEK 4 Point Meter, manufacturer EDTM, model #RC2175). Within the measuring range of the device (1-19990 ohms/sq.), conductivities in the range of 10-100 ohms/sq., depending on the wet film thickness, could be detected.
  • the coated PP films were glued to glass substrates 1.
  • the silver nanowire coating 2 was in direct contact with the surface of the glass substrate 1 and should be protected from chemical and mechanical influences by the uncoated back of the plasma-pretreated PP film 5.
  • Thermal radiation 4 was then blasted onto the structure using an IR heater. Measurements with a thermal imaging camera showed a significantly increased reflection of thermal radiation 6 compared to the reference (glued film without coating). In the wavelength range from 3 pm to 50 pm, a reflection of more than 45% of the IR radiation averaged over the wavelength range was measured.
  • the plasma-pretreated PP films coated with silver nanowires can be glued directly to a window glass, whereby the silver nanowire coating is in direct contact with the surface of the window glass and is therefore protected from chemical (e.g. cleaning agents) and mechanical influences.
  • the films can therefore be used to retrofit existing windows to reflect IR, thereby saving energy and heating costs.
  • Example 5 Silver nanowire-coated PP film
  • a concentrate of silver nanowires with 4.0% by weight of silver prepared according to Example 1 was used.
  • a formulation containing 0.3% by weight or 0.1% by weight of ethyl cellulose and 5% by weight of terpeniol in 2-propanol was produced from the concentrate.
  • PP films were then coated using a doctor blade and a wet film thickness of 24 pm.
  • the PP films were positioned next to a reference (PP film without coating) in front of a body-warm object. Measurements with a thermal imaging camera showed a significantly increased reflection of thermal radiation compared to the reference (PP film without coating). In the wavelength range from 3 pm to 50 pm, a reflection of more than 45% of the IR radiation averaged over the wavelength range was measured.
  • Example 6 Silver nanowire coated wallpaper with laminated PP film
  • a concentrate of silver nanowires with 4.0% by weight of silver prepared according to Example 1 was used. Alcoholic formulations with a silver nanowire content of 0.3% by weight were produced from this concentrate. For this purpose, 3.75 g of silver nanowire concentrate were mixed with 39.75 g of isopropyl alcohol in a plastic screw-cap container and dispersed homogeneously by shaking. 6.5 g of SURFLINK were then added to the dispersion.
  • Cuts of wallpaper were coated using immersion bath coating, left to dry briefly at room temperature and then dried in the oven at 150 ° C for 3 minutes.
  • the electrical conductivity of the substrates was measured using a high ohmmeter (Metriso 2000). Within the measuring range of the device (1 kOhm - 999 GOhm), conductivities in the range of 10-20 kOhm could be detected.
  • PP film cuts were laminated onto the coated wallpaper, resulting in a composite material consisting of a PP polymer film that is transparent to IR radiation and an IR radiation-reflecting coating of electrically conductive silver nanowires applied to the polymer film.
  • the PP layer serves to protect the silver nanowire coating from chemical and mechanical influences.
  • the coated wallpaper was then glued to a surface.
  • Thermal radiation was then radiated onto the structure using an IR heater. Measurements with a thermal imaging camera showed a significantly increased reflection of thermal radiation compared to the reference (PP laminated wallpaper without coating). In the wavelength range from 3 pm to 50 pm, a reflection of more than 45% of the IR radiation averaged over the wavelength range was measured.
  • List of reference symbols Window glass Layer with silver nanowires PET film Thermal radiation PP film reflected thermal radiation

Abstract

Beschrieben wird ein optisch transparenter Verbundwerkstoff bestehend aus einer für IR- Strahlung transparenten Polymerfolie (5), wobei die für IR-Strahlung transparente Polymerfolie (5) im Wellenlängenbereich von 5 µm bis 30 µm eine mittlere spektrale Transmission von wenigstens 40% aufweist, und einer auf der Polymerfolie aufgebrachten, IR-Strahlung reflektierenden Beschichtung (2), wobei die Beschichtung zumindest ein elektrisch leitfähiges Material aufweist.

Description

Verbundwerkstoff und Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf einen optisch transparenten Verbundwerkstoff mit Wärmestrahlung reflektierenden Eigenschaften sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundwerkstoffs.
Stand der Technik
Nach gängiger Definition handelt es sich bei für das menschliche Auge sichtbarem Licht um elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm. Bei Infrarotstrahlung werden drei Bereiche unterschieden, nämlich nahes IR von 690 nm bis 3,0 pm, mittleres IR von 3,0 pm bis 50 pm und fernes IR im Wellenlängenbereich von 50 pm bis 1 mm.
Als „transparent" im sichtbaren Wellenlängenbereich werden Materialien mit einem ausreichend hohen Transmissionsgrad bezeichnet. Der Transmissionsgrad ist als Quotient der Lichtintensität hinter einem Hindernis dividiert durch die Lichtintensität vor dem Hindernis definiert. Der Transmissionsgrad bewegt sich also zwischen 0 und 1 bzw. zwischen 0% und 100%.
Als Beispiel für ein Material mit einem sehr hohen Lichttransmissionsgrad kann Plexiglas genannt werden, das einen Transmissionsgrad von 92% aufweist. Andere Glasarten besitzen geringere Transmissionsgrade, wie beispielsweise Wärmeschutzisolierglas mit einem Transmissionsgrad von 73% bis 80%. Im Vergleich dazu weist eine stark getönte Sonnenbrille einen Transmissionsgrad von rund 18% auf.
Gängige Verfahren zur Wärmeisolation basieren auf der Absorption von Strahlung durch entsprechende Farbstoffe oder Pigmente und sind insbesondere zur Abschirmung von Wärmestrahlung im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 pm und 2 pm geeignet. Die aufgenommene Energie wird durch Wärmeleitung zum großen Teil an den zu isolierenden Gegenstand oder Raum abgegeben. Besondere Probleme stellen sich im Fall von verglasten Flächen von Gebäuden. Diese müssen in der Regel eine hohe Transparenz für sichtbares Licht aufweisen und gleichzeitig eine gute Wärmedämmung gewährleisten. Bei modernen Wärmeschutzverglasungen (z.B. Zweifach- und Dreifachverglasungen) ist das Volumen zwischen den Glasscheiben mit Gas gefüllt, wobei früher Luft eingesetzt wurde, nunmehr aber überwiegend Argon verwendet wird. Die der Gasseite zugewandte Seite der Scheibe einer wirksamen Wärmeschutzverglasung ist mit einer dünnen, transparenten, wärmereflektierenden Schicht versehen. Diese Art von Schicht wird in der Regel aufgesputtert und weist sehr gute Wärmereflektionseigenschaften auf.
Allerdings sind diese sehr dünnen, gesputterten Schichten fragil gegen mechanische Einflüsse und Reinigung. Ein wichtiger vorteilhafter Aspekt dieser Art von wärmedämmenden Fenstern ist daher die Tatsache, dass die Fensterscheiben gereinigt und geputzt werden können, ohne dass die wärmereflektierenden Eigenschaften verloren gehen. Dies ist gewährleistet, weil die aufgesputterte Schicht aufgrund ihrer Positionierung auf der gaszugewandten Seite des Fensterglases vor mechanischen Einflüssen geschützt ist.
Ein Nachrüsten einer solchen Wärmedämmung bei Bestandsgebäuden ist also nur durch den kompletten Austausch der Fenster möglich, da ein nachträgliches Besputtern eines eingebauten Fensters nur an dessen gasabgewandten Oberflächen erfolgen kann, womit nachfolgend kein Schutz der aufgesputterten Schicht gegen äußere Einflüsse gegeben ist.
Zur Lösung des Problems der nachträglichen Verbesserung der Wärmedämmung von Bestandsfenstern sind aus dem Stand der Technik verschiedene Ansätze bekannt. Die US 6,830,713 B2 beschreibt beispielsweise Verfahren zur Herstellung von coextrudierten polymeren Multischichtfilmen. Daraus werden Folien hergestellt, die Strahlung im UV, Vis und IR wirksam reflektieren.
Aus der DE 699 21 053 T2 ist ein beschichtetes Glas bekannt, das zum Einbau in Fenster für Wohnungen und Fahrzeuge verwendet werden kann. Diese Art von beschichtetem Glas bietet einen effektiven Sonnenschutz bei nur geringen, aus dem Glas austretenden Emissionen. Die Beschichtungen enthalten Zinnoxid mit verschiedenen Dotierungsmitteln, wobei die beschriebene Methode zum Aufbringen der Beschichtung nicht für Nachrüstlösungen in bestehende Verglasungen geeignet ist.
Die EP 1 025 057 Bl beschreibt eine Wärmeisolationsbeschichtung, die im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums nahezu vollständig transparent ist und nur eine geringe Absorption im nahen IR aufweist. Die Beschichtung umfasst mehrere vernetzte oder polymerisierte IR-reflektierende Schichten. Leitfähige Schichten stellen eine weitere Möglichkeit dar, elektromagnetische Strahlung zu reflektieren. Beispielsweise können Pigmente wie Graphit, Silber oder Gold verwendet werden. Eingesetzt werden solche Schichten beispielsweise als Isolier- oder Rettungsfolien, durch die vom Körper abgegebene Wärmestrahlung reflektiert wird, wodurch eine Person warm gehalten bzw. der Wärmeverlust der Person minimiert werden kann. Diese Art von Folien ist allerdings nicht transparent.
Schließlich sind auch transparente leitfähige Schichten mit Silbernanodrähten aus dem Stand der Technik bekannt (Julia Graubmann et al., „Silver nanowires: a new nanomaterial with advances for electrical, optical and IR systems", Proc. SPIE 11159, Electro-Optical and Infrared Systems: Technology and Applications XVI, 1115903 (9 October 2019); doi: 10.1117/12.2532245). Solche leitfähigen Schichten besitzen die Eigenschaft, Wärmestrahlung insbesondere im Bereich zwischen 3 pm und 50 pm zu reflektieren und weisen zudem eine gute Transparenz im sichtbaren Wellenlängenbereich auf. Allerdings sind die Schichten nicht gegen Einwirkungen von außen wie mechanische Einflüsse oder Verkratzen stabil und können zudem leicht durch Reinigungsmittel oder Wasser abgewaschen werden.
Wird einer solchen transparenten leitfähigen Schicht zur Verbesserung der Stabilität der Schicht ein Binder in typischer Konzentration zugesetzt, so führt dies zu einem Verlust des wärmereflektierenden Effekts, insbesondere wenn zugleich die Transparenz der Schicht im sichtbaren Wellenlängenbereich erhalten bleiben soll.
Es besteht daher weiterhin Bedarf an einer nachträglich auf Verglasungen aufbringbaren Beschichtung, die einerseits eine hohe optische Transparenz aufweist und die andererseits eine gute Wärmedämmung durch Reflexion infraroter Strahlung, insbesondere durch Reflexion infraroter Strahlung im mittleren IR-Bereich, gewährleistet.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beschichtung zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Transparenz im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweist, eine gute Wärmedämmung durch Reflexion infraroter Strahlung gewährleistet, die einfach auf fest verbaute Flächen aufgebracht werden kann und die eine gute Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einflüsse aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Verbundwerkstoff gemäß unabhängigem Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Die vorliegende Erfindung stellt einen optisch transparenten Verbundwerkstoff bestehend aus einer für IR-Strahlung transparenten Polymerfolie, wobei die für IR-Strahlung transparente Polymerfolie im Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm eine mittlere spektrale Transmission von wenigstens 40% aufweist, und einer auf der Polymerfolie aufgebrachten, IR-Strahlung reflektierenden Beschichtung zur Verfügung, wobei die Beschichtung zumindest ein elektrisch leitfähiges Material aufweist.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die Kombination einer für IR-Strahlung transparenten Polymerfolie mit einer auf dieser Polymerfolie aufgebrachten Beschichtung, welche zumindest ein elektrisch leitfähiges Material aufweist und welche IR-Strahlung reflektiert, hervorragende Eigenschaften im Hinblick auf die gewünschte optische Transparenz aufweist. Zudem gewährleistet der Verbundwerkstoff durch die Reflexion infraroter Strahlung eine gute Wärmedämmung.
Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich kann durch verglaste Flächen, die mit dem erfindungsgemäßen optisch transparenten Verbundwerkstoff ausgerüstet sind, praktisch verlustfrei in den hinter der verglasten Fläche angeordneten Raum eindringen. Die guten wärmedämmenden Eigenschaften des Verbundwerkstoffs beruhen auf der Tatsache, dass die als Trägermaterial der Beschichtung dienende Polymerfolie für IR-Strahlung transparent ist. Daher kann Infrarot-Strahlung die Polymerfolie durchdringen und wird durch die Beschichtung, die eine hohe Reflektivität für IR-Strahlung aufweist, durch die Polymerfolie zurückreflektiert. Wärmestrahlung wird in den hinter der verglasten Fläche angeordneten Raum zurückreflektiert und dringt nicht nach außen. Gleichzeitig sorgt die Polymerfolie für einen sicheren und beständigen Schutz der Beschichtung vor mechanischen Schäden oder Abrieb.
Unter dem Ausdruck „für IR-Strahlung transparente Polymerfolie" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die Polymerfolie eine mittlere spektrale Transmission von > 40% in dem Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm aufweist. Zur Bestimmung der mittleren spektralen Transmission wird die Transmission der Polymerfolie in dem Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm in Wellenlängenschritten von beispielsweise 5 nm bestimmt, die gemessenen Transmissionswerte aufaddiert und die Summe der Transmissionswerte durch die Anzahl an Messwerten dividiert. Unter dem Ausdruck „IR-Strahlung reflektierenden Beschichtung" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die Beschichtung in dem Wellenlängenbereich von 3 |jm bis 50 m zumindest 10% der über den Wellenlängenbereich gemittelten IR- Strahlung reflektiert. Zur Bestimmung der reflektierten IR-Strahlung wird die IR-Reflexion der Beschichtung in dem Wellenlängenbereich von 3 m bis 50 pm in Wellenlängenschritten von beispielsweise 5 nm bestimmt, die gemessenen Reflexionswerte aufaddiert und die Summe der Reflexionswerte durch die Anzahl an Messwerten dividiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem in der IR-Strahlung reflektierenden Beschichtung enthaltenen elektrisch leitfähigen Material um elektrisch leitfähige Metallnanopartikel, insbesondere elektrisch leitfähige Silbernanopartikel, elektrisch leitfähige Metallnanodrähte, insbesondere elektrisch leitfähige Silbernanodrähte, elektrisch leitfähigen Kohlenstoff, elektrisch leitfähige Kohlenstoffnanoröhren, Graphen, elektrisch leitfähige Polymere oder deren Mischungen. Mit den genannten elektrisch leitfähigen Materialien werden besonders gute Eigenschaften der Beschichtung im Hinblick auf ihre IR-Reflektivität erreicht.
Einer allgemeinen Definition folgend ist „Nanopartikel" eine Bezeichnung für Partikel, die eine Größe im Bereich kleiner als 100 nm aufweisen. Die Verwendung der Vorsilbe „Nano" stellt somit, entsprechend der offiziellen Definition nach ISO TC 229, eine Abgrenzung zu Partikel im Sub-Mikrometer Bereich (> 100 nm) dar.
Im Rahmen des vorliegenden Textes werden unter dem Begriff „Metall-Nanodraht" und insbesondere „Silber-Nanodraht" alle Materialien zusammengefasst, die
- überwiegend aus Partikeln mit Gehalten an Metall und insbesondere metallischem Silber > 90 Gew.-% bestehen,
- eine „eindimensionale" Geometrie wie ein Stab bzw. ein Haar mit einer langen Achse (Länge) und einer kurzen Achse (Durchmesser) besitzen,
- ein Aspektverhältnis (Länge/Durchmesser) von mindestens 5 aufweisen und
- deren Durchmesser im Bereich zwischen 1 nm und 1000 nm liegt.
Der Begriff „Nanoröhren" (nanotube = NT), wie er hier verwendet wird beschreibt Strukturen, die in zumindest zwei Raumrichtungen ähnliche Ausdehnungen im Bereich von 1 nm bis 1000 nm aufweisen und in der dritten Raumrichtung eine Ausdehnung von zumindest dem 5-fachen der beiden anderen Ausdehnungen besitzen und zumindest überwiegend hohl sind.
Die Herstellung der als elektrisch leitfähiges Material in der IR-Strahlung reflektierenden Beschichtung eingesetzten Metallnanopartikel, insbesondere Silbernanopartikel, und Metallnanodrähte, insbesondere Silbernanodrähte, ist im Detail in der WO 2016/166074 Al beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird und deren Inhalt in Bezug auf die Herstellung von Metallnanopartikeln, insbesondere Silbernanopartikeln, und Metallnanodrähten, insbesondere Silbernanodrähten, zum Bestandteil des vorliegenden Textes gemacht wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die für IR-Strahlung transparente Polymerfolie aus gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff-Polymeren, gesättigten oder ungesättigten halogenierten Kohlenwasserstoff-Polymeren, insbesondere gesättigten oder ungesättigten fluorierten Kohlenwasserstoff-Polymeren, oder deren Mischungen. In allen Fällen kann es sich auch um aus verschiedenen Monomeren aufgebaute Co-Polymere handeln.
Die aus den genannten Polymeren gebildeten Folien weisen eine besonders hohe Transparenz für IR-Strahlung im Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm auf und sind daher für den Verbundwerkstoff der vorliegenden Erfindung besonders gut geeignet. Es eignet sich jede Art von Polymer besonders gut, das aus Monomeren ohne funktionelle Gruppen gebildet ist. Diese Polymere sind daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt. Einzige Ausnahme von dieser allgemeinen Aussage sind halogenierte und insbesondere fluorierte Polymere, welche ebenfalls sehr gute Eigenschaften besitzen.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die für IR-Strahlung transparente Polymerfolie des optisch transparenten Verbundwerkstoffs aus perfl uorierten Polymeren, fluorierten Polymeren, Polyolefinen, Polyisobtuen, Polypropylen, Polyethylen, Ethylen-Tetrafluorethylen oder deren Mischungen.
Ganz besonders bevorzugt ist die für IR-Strahlung transparente Polymerfolie eine Polypropylenfolie, eine Polyethylenfolie oder eine Ethylen-Tetrafluorethylen-Folie.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der optisch transparente Verbundwerkstoff in dem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm eine mittlere Transmission von wenigstens 30% auf. Im Rahmen des vorliegenden Textes wird ein Verbundwerkstoff, welcher in dem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm eine mittlere Transmission von wenigstens 30% aufweist als „transparent" bezeichnet.
Bei einem optisch transparenten Verbundwerkstoff kann es sich auch um einen transluzenten Verbundwerkstoff handeln. Grundsätzlich werden Materialien, die zwar Licht hindurch lassen, durch die man aber, wie bei Milchglas, keine hinter dem Material angeordneten Gegenstände erkennen kann, als transluzent oder durchscheinend bezeichnet. Ein transluzenter Verbundwerkstoff kann aber durchaus die für einen optisch transparenten Verbundwerkstoff geforderte mittlere Transmission von wenigstens 30% im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm aufweisen.
Bevorzugt weist die IR-Strahlung reflektierende Beschichtung des optisch transparenten Verbundwerkstoffs im Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm eine Transmission von weniger als 30% auf. Bei dem Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm handelt es sich um mittleres Infrarot-Licht. Eine geringe Transmission in diesem Wellenlängenbereich, also eine geringe Durchlässigkeit für Strahlung in diesem Wellenlängenbereich, geht einher mit einer hohen Reflektivität. Die Beschichtung des optisch transparenten Verbundwerkstoffs weist also in dem Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm eine hohe Reflektivität auf. Bevorzugt weist die IR-Strahlung reflektierende Beschichtung des optisch transparenten Verbundwerkstoffs im Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm eine Reflexion von mehr als 20%, bevorzugt von mehr als 30%, besonders bevorzugt von mehr als 40% auf.
Bevorzugt weist die für IR-Strahlung transparente Polymerfolie im Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm eine Transmission von wenigstens 50%, bevorzugt wenigstens 60%, besonders bevorzugt wenigstens 70% auf. Im Rahmen des vorliegenden Textes wird eine Polymerfolie, welche in dem Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm eine Transmission von wenigstens 40% aufweist als „IR-transparent" bezeichnet.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist die IR-Strahlung reflektierende Beschichtung des optisch transparenten Verbundwerkstoffs eine Schichtdicke von maximal 5 pm, bevorzugt von maximal 2 pm und besonders bevorzugt von maximal 1 pm auf.
Besonders bevorzugt weist die IR-Strahlung reflektierende Beschichtung des optisch transparenten Verbundwerkstoffs ein oder mehrere Additive auf, wobei es sich bei den Additiven insbesondere um Tenside, Verdicker, Quervernetzer, Farbpigmente, Brandhemmer oder um UV-absorbierende Substanzen handelt. Die Farbpigmente können vorbestimmte Anteile der elektromagnetischen Strahlung im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm absorbieren. Auf diese Weise werden vorbestimmte Teile des sichtbaren Lichtes absorbiert und gezielt nur die Wellenlängen transmittiert, die beispielsweise für Anwendungen im Bereich Pflanzenwachstum eingesetzt werden können. UV- absorbierende Additive dienen dem Schutz vor UV-Strahlung und absorbieren vorbestimmte Anteile der elektromagnetischen Strahlung im Wellenlängenbereich von 100 nm bis 400 nm. Dem Fachmann ist klar, dass die Transmission einer Polymerfolie nicht ausschließlich von der Art des Polymers abhängt, aus dem die Folie gefertigt ist, sondern auch von der Dicke der Folie. Bereits der Begriff „Folie" impliziert für den Fachmann eine Dicke, die einerseits einen gewissen Mindestwert nicht unterschreiten sollte, da ansonsten die Folie keine Formstabilität besitzt und nicht mehr handhabbar ist, und die andererseits einen gewissen Maximalwert nicht überschreitet, da ansonsten nicht mehr von einer „Folie" gesprochen werden kann, sondern ein „Platte" o.ä. vorliegen würde. Für den Fachmann stellt es keine Schwierigkeit dar, bei einem als Folienmaterial vorgegebenen Polymer eine geeignete Dicke der entsprechenden Polymerfolie zu wählen. Als besonders gut geeignet und daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt haben sich für IR-Strahlung transparente Polymerfolien mit einer Dicke von 20 pm bis 175 pm, besonders bevorzugt mit einer Dicke von 20 pm bis 125 pm, insbesondere bevorzugt mit einer Dicke von 20 pm bis 100 pm herausgestellt. Diese bevorzugten Dicken gelten für jede Art der oben diskutierten bevorzugten Materialien, aus denen die für IR-Strahlung transparenten Polymerfolien gefertigt sein können.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung eines der oben beschriebenen optisch transparenten Verbundwerkstoffe, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer für IR-Strahlung transparenten Polymerfolie, b) Bereitstellen einer ein elektrisch leitfähiges Material enthaltenden Dispersion, c) Aufbringen der in Schritt b) bereitgestellten Dispersion auf die in Schritt a) bereitgestellte Polymerfolie, d) Trocknen des in Schritt c) erhaltenen Produkts zur Bildung eines optisch transparenten Verbundwerkstoffs bestehend aus einer für IR-Strahlung transparenten Polymerfolie und einer auf der Polymerfolie aufgebrachten, IR-Strahlung reflektierenden Beschichtung aus einem elektrisch leitfähigen Material.
Auf diese Weise kann der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff besonders einfach und kostengünstig in guter Qualität hergestellt werden.
Bevorzugt wird die in Schritt b) bereitgestellte Dispersion durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten hergestellt:
- Bereitstellen eines Konzentrats eines elektrisch leitfähigen Materials,
- Zugabe von Lösungsmittel zu dem Konzentrat,
- Schütteln des Gemisches zum Erhalt einer homogenen Dispersion,
- Zugabe einer Mischung von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% Ethanolamin und bis zu 2,0 Gew.-% Hydroxypropylmethylcellulose in Wasser.
Bevorzugt wird in dem Verfahren zur Herstellung eines optisch transparenten
Verbundwerkstoffs als Konzentrat eines elektrisch leitfähigen Materials eine aus einem Polyolprozess erhaltene Mischung eingesetzt, wobei die Mischung zumindest ein Polyol, Polyvinylpyrrolidon und Metallnanopartikel oder Metallnanodrähte und ein Adsorptiv umfasst, wobei das Adsorptiv ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak, primäre, sekundäre und tertiäre Amine, primäre, sekundäre und tertiäre Thiole, Aminoalkohole, Hydroxide, Carbonsäuren, Carbonsäureester und Aminosäuren, wobei das Adsorptiv, bezogen auf das Gewicht des gesamten Konzentrats, in einem Anteil von 0,1 Gew.% bis 5 Gew.% anwesend ist.
Die Herstellung von Metallnanodrähten in einem Polyolprozess ist in der DE 10 2010 017 706 B4 im Detail beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird und deren Inhalt in Bezug auf die Herstellung von Metallnanodrähten in einem Polyolprozess zum Bestandteil des vorliegenden Textes gemacht wird.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung eines der oben beschriebenen optisch transparenten Verbundwerkstoffe als Nachrüstfolie zum Aufbringen auf Fensterglas, Innenwände, Außenwände und Gewächshäuser. Die Nachrüstfolie kann beispielsweise mit Hilfe von Klebstoff auf dem Fensterglas, den Innenwänden, den Außenwänden oder den Gewächshäusern befestigt werden, wobei zunächst der Klebstoff aufgetragen und nachfolgend die Nachrüstfolie angebracht wird. Ebenso kann die Folie durch elektrostatische Anziehung befestigt werden.
Als Nachrüstfolie für Gewächshäuser eignet sich insbesondere eine Ethylen- Tetrafluorethylen-Folie. Auch bei dieser Nachrüstfolie in Form eines optisch transparenten Verbundwerkstoffs kann die IR-Strahlung reflektierende Beschichtung neben dem zumindest einen elektrisch leitfähigen Material auch ein oder mehrere Additive enthalten. Bei den Additiven kann es sich insbesondere um Tenside, Verdicker, Quervernetzer, Farbpigmente, Brandhemmer oder um UV-absorbierende Substanzen handeln. Die Farbpigmente können so gewählt werden, dass sie vorbestimmte Anteile der elektromagnetischen Strahlung im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm absorbieren. UV-absorbierende Additive dienen dem Schutz vor UV-Strahlung und absorbieren vorbestimmte Anteil der elektromagnetischen Strahlung im Wellenlängenbereich von 100 nm bis 400 nm.
Eine Nachrüstfolie für Innenwände und insbesondere eine Nachrüstfolie zum Aufbringen auf Tapeten kann in besonders vorteilhafter Weise mit einem Brandhemmer als Additiv ausgestattet sein.
Nachrüstfolien für Innen- und Außenwände sind besonders bevorzugt diffusionsoffen ausgebildet. Diese Eigenschaft kann beispielsweise durch eine Perforation der Folie erreicht werden. Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein beschichtetes Substrat, wobei es sich bei der Beschichtung um einen optisch transparenten Verbundwerkstoff wie er oben beschrieben ist handelt.
Als Substrate sind grundsätzlich alle transparenten oder transluzenten Materialien geeignet, wobei es sich bei den Substraten um synthetisch hergestellte oder natürliche Materialien handeln kann. Bevorzugt handelt es sich bei dem Substrat um eine Folie, um Glas oder um eine transparente Kunststoffplatte.
Der optisch transparente Verbundwerkstoff kann beispielsweise mit Hilfe von Klebstoff auf dem Substrat befestigt werden. Ebenso kann der Verbundwerkstoff durch elektrostatische Anziehung befestigt werden.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen bestehen das zu beschichtende Substrat und die für IR-Strahlung transparente Polymerfolie aus dem gleichen Polymermaterial. In diesem Fall kann der Verbundwerkstoff besonders einfach und dauerhaft mit dem Substrat verbunden werden.
Es sind auch Ausführungsformen mit einer Sandwichstruktur bestehend aus mehreren Folien denkbar. Dabei befindet sich die IR-reflektierende Schicht zwischen einer im IR- Bereich nicht transparenten und einer im IR-Bereich transparenten Folie. Auch eine solche Sandwichstruktur kann beispielsweise mit Hilfe von Klebstoff oder durch elektrostatische Anziehung auf dem Substrat befestigt werden. Dabei wird die IR-transparente Seite der Sandwichstruktur auf der dem Substrat abgewandten Seite angeordnet.
Weist die für IR-Strahlung transparente Polymerfolie hydrophobe Eigenschaften auf, so kann eine Vorbehandlung des Substrats vor dem Aufbringen des optisch transparenten Verbundwerkstoffs erforderlich sein, beispielsweise eine Plasmavorbehandlung oder eine Coronavorbehandlung.
Die Nachrüstung von Innen- und Außenwänden und insbesondere von Tapeten kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf zwei unterschiedliche Arten erfolgen. Zum einen kann ein optisch transparenter Verbundwerkstoff gemäß der vorliegenden Erfindung durch Beschichtung einer für IR-Strahlung transparenten Polymerfolie mit einer ein elektrisch leitfähiges Material enthaltenden Dispersion hergestellt werden und in Form einer Nachrüstfolie auf Innen- und Außenwände und insbesondere auf Tapeten aufgebracht werden. Es kann aber zum anderen auch das Substrat, also die Innen- oder Außenwand und insbesondere die Tapete, mit einer ein elektrisch leitfähiges Material enthaltenden Dispersion beschichtet werden und nachfolgend eine für IR-Strahlung transparente Polymerfolie aufgebracht werden. Nach erfolgter Trocknung bildet sich auch in diesem Fall ein optisch transparenter Verbundwerkstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung aus. Ein nachgerüstetes Substrat, das auf eine der beiden beschriebenen Arten hergestellt wurde, kann nicht von einem nachgerüsteten Substrat, das auf die andere beschriebene Art hergestellt wurde, unterschieden werden.
Für sämtliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gilt in jedem Fall, dass der optisch transparente Verbundwerkstoff so auf ein beliebiges Substrat aufgebracht wird, dass die für IR-Strahlung transparente Polymerfolie von der Substratoberfläche abgewandt ist. Nur so kann der gewünschte Schutz der IR-Strahlung reflektierenden Beschichtung vor mechanischen Einflüssen sicher gestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1A Darstellung der gemessenen Transmissionsgrade einer PET-Folie mit einer Dicke von 100 pm (Vergleichsbeispiel);
Fig. 1B Darstellung der gemessenen Transmissionsgrade einer PP-Folie mit einer Dicke von 100 pm;
Fig. 2 schematische Darstellung eines auf einem Fensterglas aufgebrachten Verbundwerkstoffs (Vergleichsbeispiel);
Fig. 3 schematische Darstellung eines auf einem Fensterglas aufgebrachten erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Bestimmung des Transmissionsgrades von Polymerfolien
Zur Bestimmung des Transmissionsgrades von Polymerfolien wird der spektrale, gerichtete Transmissionsgrad Tgg der Polymerfolien bei Raumtemperatur mit einem Bruker Vertex 70v Fourier-Transformations Infrarot (FTIR) Spektrometer bestimmt. Die Folie wird in der Probenkammer des Spektrometers senkrecht zum IR-Strahl ausgerichtet und fixiert. Die Messung erfolgt in einem Wellenlängenbereich von 2 pm bis 50 pm mit einer Schrittweite von 5 nm, d.h. die Messungen des Transmissionsgrades werden in Abständen von 5 nm vorgenommen.
Es wird darauf hingewiesen, dass verschiedene IR-Spektrometer reproduzierbar nahezu identische Ergebnisse liefern. Zur Durchführung der Messungen kann also jedes handelsübliche, dem Fachmann bekannte Infrarot-Spektrometer eingesetzt werden.
Figur 1A zeigt den Transmissionsgrad aufgetragen gegen die Wellenlänge für eine PET- Folie mit einer Dicke von ca. 100 pm.
Figur 1B zeigt den Transmissionsgrad aufgetragen gegen die Wellenlänge für eine PP-Folie mit einer Dicke von ca. 100 pm.
Wie bereits ausgeführt wird unter dem Ausdruck „für IR-Strahlung transparente Polymerfolie" im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die Polymerfolie eine mittlere spektrale Transmission von > 40% in dem Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm aufweist. Die in den Figuren 1A und 1B dargestellten Transmissionsgrade können durch Multiplikation mit dem Faktor 100 in die entsprechenden Transmissionswerte [%] umgerechnet werden.
Zur Bestimmung der mittleren spektralen Transmission werden die in Wellenlängenschritten von 5 nm bestimmten Transmissionwerte aufaddiert und die Summe der Transmissionswerte durch die Anzahl an Messwerten dividiert.
Die PET-Folie (Fig. 1A) weist in dem Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm eine mittlere spektrale Transmission von 32% auf und ist daher als eine für IR-Strahlung transparente Polymerfolie gemäß der vorliegenden Erfindung nicht geeignet.
Die PP-Folie (Fig. 1B) weist in dem Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm eine mittlere spektrale Transmission von 75% auf und ist daher als eine für IR-Strahlung transparente Polymerfolie gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet.
Beispiel 1: Beschichtung einer PET-Folie mit Silbernanodrähten
Entsprechend dem in DE 10 2010 017 706 B4 beschriebenen Verfahren wurden Silbernanodrähte in einem Polyolprozess hergestellt. Aus dem so gewonnenen Konzentrat an Silbernanodrähten mit 4,0 Gew.-% Silber wurden wässrige Formulierungen mit einem Gehalt an Silbernanodrähten von 0,3 Gew.-% hergestellt. Dazu wurden 3,75 g Silbernanodrahtkonzentrat in einem Kunststoffschraubdeckelgefäß mit 39,75 g Wasser versetzt und durch Schütteln homogen dispergiert. Im Anschluss wurden der Dispersion 6,5 g SURFLINK zugesetzt. SURFLINK ist ein bei HeiQ RAS kommerziell erhältliches Additiv für die Aktivierung von Ag-Nanodraht Netzwerken. Es handelt sich um eine Mischung von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% Ethanolamin und bis zu 2,0 Gew.-% Hydroxypropylmethylcellulose in Wasser.
Aus der so hergestellten wässrigen Formulierung wurden mit Hilfe von Edelstahlrakeln auf ca. 10 x 10 cm große PET-Folien Nassfilmdicken von 12 pm, 24 pm bzw. 40 pm aufgetragen. Die beschichteten Substrate wurden für 3 min bei 150°C im Ofen getrocknet. Mit einem Vierpunktmessgerät (RCHEK 4 Point Meter, Hersteller EDTM, Modell #RC2175) wurde die elektrische Leitfähigkeit der Substrate gemessen. Innerhalb des Messbereichs des Geräts (1-19990 Ohm/sq.) konnten Leitfähigkeiten im Bereich von 10- 100 Ohm/sq., je nach Nassfilmdicke, detektiert werden.
Aufnahmen im Rasterelektronenmikroskop (REM) an repräsentativen Stellen zeigen, dass in allen Proben eindeutig ein perkoliertes Netzwerk an Silbernanodrähten vorhanden ist. Messungen in der Ulbricht Kugel hinsichtlich des thermischen Emissionsgrads der beschichteten PET-Folien zeigten, dass sich eine Erhöhung der Nassfilmdicke entsprechend einer Erhöhung des Silbernanodrahtanteils in der Beschichtung positiv auf die resultierende IR-Reflexion auswirkte. Als Referenz wurde eine unbeschichtete PET- Folie vermessen.
Die detektierten thermischen Emissionsgrade und die IR-Reflexionen der verschiedenen beschichteten und unbeschichteten Folien sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben. Der thermische Emissionsgrad eines Körpers gibt an, wie viel Strahlung er im Vergleich zu einem idealen Wärmestrahler, also einem schwarzen Körper, abgibt. Der Wert des thermischen Emissionsgrads liegt somit immer zwischen 0 (keine Absorption) und 1 (100 % Absorption).
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Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel): Beschichtung einer PET-Folie mit Silbernanodrähten und einer Schutzschicht
Es wurden PET-Folien mit einer Beschichtung aus Silbernanodrähten entsprechend dem Beispiel 1 hergestellt und qualitativ überprüft. Danach wurde direkt auf die Silbernanodrahtbeschichtung zusätzlich eine Schutzschicht auf Sol-Gel Basis aufgebracht, welche die Silbernanodrahtschicht vor chemischen und mechanischen Einwirkungen schützt.
Messungen in der Ulbricht Kugel hinsichtlich des thermischen Emissionsgrads dieser beschichteten PET-Folien zeigten, dass die IR Reflexion deutlich reduziert ist und in der Größenordnung der Reflexion der unbeschichteten Referenz-Folie (en = 0,92) liegt.
Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel): Silbernanodraht-beschichtete PET-Folie auf Glas
Es wurden PET-Folien mit einer Beschichtung aus Silbernanodrähten entsprechend dem Beispiel 1 hergestellt und qualitativ überprüft. Wie in Figur 2 dargestellt wurden die beschichteten PET-Folien auf Glas-Substrate 1 geklebt. Die Silbernanodrahtbeschichtung 2 war dabei in direktem Kontakt mit der Oberfläche des Glas-Substrats 1 und wird durch die unbeschichtete Rückseite der PET-Folie 3 vor chemischen und mechanischen Einflüssen geschützt.
Anschließend wurde mit einem IR Heizstrahler Wärmestrahlung 4 auf den Aufbau gestrahlt. Messungen mit einer Wärmebildkamera zeigten keine im Wärmebild sichtbare Reflexion im Vergleich zur Referenz (aufgeklebte Folie ohne Beschichtung).
Beispiel 4: Silbernanodraht-beschichtete PP-Folie auf Glas
Entsprechend Beispiel 1 wurde ein Konzentrat an Silbernanodrähten mit 4,0 Gew.-% Silber hergestellt. Aus diesem Konzentrat wurden alkoholische Formulierungen mit einem Gehalt an Silbernanodrähten von 0,3 Gew.-% hergestellt. Dazu wurden 3,75 g Silbernanodrahtkonzentrat in einem Kunststoffschraubdeckelgefäß mit 37,76 g Isopropylalkohol und 1,99 g Wasser versetzt und durch Schütteln homogen dispergiert. Im Anschluss wurden der Dispersion 6,5 g SURFLINK zugesetzt.
Aus der so hergestellten alkoholischen Formulierung wurden mit Hilfe von Edelstahlrakeln auf ca. 10 x 10 cm große, plasma-vorbehandelte PP-Folien Nassfilmdicken von 12 pm, 24 pm bzw. 40 pm aufgetragen. Die beschichteten Substrate wurden für 3 min bei 100°C im Ofen getrocknet. Mit einem Vierpunktmessgerät (RCHEK 4 Point Meter, Hersteller EDTM, Modell #RC2175) wurde die elektrische Leitfähigkeit der Substrate gemessen. Innerhalb des Messbereichs des Geräts (1-19990 Ohm/sq.) konnten Leitfähigkeiten im Bereich von 10-100 Ohm/sq., je nach Nassfilmdicke, detektiert werden.
Aufnahmen im Rasterelektronenmikroskop (REM) an repräsentativen Stellen zeigen, dass in allen Proben eindeutig ein perkoliertes Netzwerk an Silbernanodrähten vorhanden ist.
Wie in Figur 3 dargestellt wurden die beschichteten PP-Folien auf Glas-Substrate 1 geklebt. Die Silbernanodrahtbeschichtung 2 war dabei in direktem Kontakt mit der Oberfläche des Glas-Substrats 1 und sollte durch die unbeschichtete Rückseite der Plasma vorbehandelten PP-Folie 5 vor chemischen und mechanischen Einflüssen geschützt werden.
Anschließend wurde mit einem IR Heizstrahler Wärmestrahlung 4 auf den Aufbau gestrahlt. Messungen mit einer Wärmebildkamera zeigten eine im Vergleich zur Referenz (aufgeklebte Folie ohne Beschichtung) deutlich verstärkte Reflexion von Wärmestrahlung 6. Im Wellenlängenbereich von 3 pm bis 50 pm wurde eine Reflexion von mehr als 45% der über den Wellenlängenbereich gemittelten IR-Strahlung gemessen.
Die mit Silbernanodrähten beschichteten, Plasma vorbehandelten PP-Folien können direkt auf ein Fensterglas geklebt werden, wobei die Silbernanodrahtbeschichtung in direktem Kontakt mit der Oberfläche des Fensterglases steht und dadurch vor chemischen (z.B. Reinigungsmitteln) und mechanischen Einflüssen geschützt wird. Die Folien können also zur IR-reflektierend Nachrüstung von Bestandsfenstern eingesetzt werden, wodurch Energie- und Heizkosten eingespart werden.
Beispiel 5: Silbernanodraht-beschichtete PP-Folie
Es wurde ein gemäß Beispiel 1 hergestelltes Konzentrat an Silbernanodrähten mit 4,0 Gew.- % Silber verwendet. Aus dem Konzentrat wurde eine Formulierung mit 0,3 Gew.-% bzw. 0,1 Gew.-% Ethylcellulose sowie 5 Gew.-% Terpeniol in 2-Propanol hergestellt.
Anschließend wurden PP-Folien mittels einer Rakel und einer Nassfilmdicke von 24 pm beschichtet. Die PP-Folien wurde neben einer Referenz (PP-Folie ohne Beschichtung) vor einem körperwarmen Objekt positioniert. Messungen mit einer Wärmebildkamera zeigten eine im Vergleich zur Referenz (PP-Folie ohne Beschichtung) deutlich verstärkte Reflexion von Wärmestrahlung. Im Wellenlängenbereich von 3 pm bis 50 pm wurde eine Reflexion von mehr als 45% der über den Wellenlängenbereich gemittelten IR-Strahlung gemessen. Beispiel 6: Silbernanodraht-beschichtete Tapete mit laminierter PP-Folie
Es wurde ein gemäß Beispiel 1 hergestelltes Konzentrat an Silbernanodrähten mit 4,0 Gew.-% Silber verwendet. Aus diesem Konzentrat wurden alkoholische Formulierungen mit einem Gehalt an Silbernanodrähten von 0,3 Gew.-% hergestellt. Dazu wurden 3,75 g Silbernanodrahtkonzentrat in einem Kunststoffschraubdeckelgefäß mit 39,75 g Isopropylalkohol versetzt und durch Schütteln homogen dispergiert. Im Anschluss wurden der Dispersion 6,5 g SURFLINK zugesetzt.
Mittels Tauchbadbeschichtung wurden Zuschnitte von Tapeten beschichtet, zum Abtropfen kurz bei Raumtemperatur hängen gelassen und im Anschluss für 3 min bei 150°C im Ofen getrocknet.
Mit einem Hochohmmeter (Metriso 2000) wurde die elektrische Leitfähigkeit der Substrate gemessen. Innerhalb des Messbereichs des Geräts (1 kOhm - 999 GOhm) konnten Leitfähigkeiten im Bereich von 10-20 kOhm detektiert werden.
Aufnahmen im Rasterelektronenmikroskop (REM) an repräsentativen Stellen zeigen, dass eindeutig ein perkoliertes Netzwerk an Silbernanodrähten vorhanden ist.
Auf die beschichteten Tapeten wurden PP-Folienzuschnitte laminiert, wodurch sich ein Verbundwerkstoff bestehend aus einer für IR-Strahlung transparenten PP-Polymerfolie und einer auf der Polymerfolie aufgebrachten, IR-Strahlung reflektierenden Beschichtung aus einem elektrisch leitfähigen Silbernanodrähten ausbildet. Die PP-Schicht dient zum Schutz der Silbernanodrahtbeschichtung vor chemischen und mechanischen Einflüssen.
Die beschichteten Tapeten wurden anschließend auf eine Oberfläche geklebt. Anschließend wurde mit einem IR Heizstrahler Wärmestrahlung auf den Aufbau gestrahlt. Messungen mit einer Wärmebildkamera zeigten eine im Vergleich zur Referenz (PP laminierte Tapete ohne Beschichtung) deutlich verstärkte Reflexion von Wärmestrahlung. Im Wellenlängenbereich von 3 pm bis 50 pm wurde eine Reflexion von mehr als 45% der über den Wellenlängenbereich gemittelten IR-Strahlung gemessen. Bezugszeichenliste Fensterglas Schicht mit Silbernanodrähten PET-Folie Wärmestrahlung PP-Folie reflektierte Wärmestrahlung

Claims

Patentansprüche Optisch transparenter Verbundwerkstoff bestehend aus einer für IR-
Strahlung transparenten Polymerfolie (5), wobei die für IR-Strahlung transparente Polymerfolie im Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm eine mittlere spektrale Transmission von wenigstens 40% aufweist, und einer auf der Polymerfolie aufgebrachten, IR-Strahlung reflektierenden Beschichtung (2), wobei die Beschichtung zumindest ein elektrisch leitfähiges Material aufweist. Optisch transparenter Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem elektrisch leitfähigen Material um elektrisch leitfähige Metallnanopartikel, insbesondere elektrisch leitfähige Silbernanopartikel, elektrisch leitfähige Metallnanodrähte, insbesondere elektrisch leitfähige Silbernanodrähte, elektrisch leitfähigen Kohlenstoff, elektrisch leitfähige Kohlenstoffnanoröhren, Graphen, elektrisch leitfähige Polymere oder deren Mischungen handelt. Optisch transparenter Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Strahlung transparente Polymerfolie (5) aus gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff-Polymeren, gesättigten oder ungesättigten halogenierten Kohlenwasserstoff-Polymeren, insbesondere gesättigten oder ungesättigten fluorierten Kohlenwasserstoff-Polymeren, oder deren Mischungen besteht. Optisch transparenter Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Strahlung transparente Polymerfolie (5) aus perfluorierten Polymeren, fluorierten Polymeren, Polyolefine, Polyisobuten, Polypropylen, Polyethylen, Ethylen-Tetrafluorethylen oder deren Mischungen besteht. Optisch transparenter Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundwerkstoff in dem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm eine mittlere Transmission von wenigstens 30% aufweist. Optisch transparenter Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Strahlung reflektierende Beschichtung (2) im Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm eine mittlere spektrale Transmission von weniger als 30% aufweist. Optisch transparenter Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die für IR-Strahlung transparente Polymerfolie (5) im Wellenlängenbereich von 5 pm bis 30 pm eine mittlere spektrale Transmission von wenigstens 50%, bevorzugt wenigstens 60%, besonders bevorzugt wenigstens 70%, aufweist. Optisch transparenter Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Strahlung reflektierende Beschichtung (2) eine Schichtdicke von maximal 5 pm, bevorzugt von maximal 2 pm, besonders bevorzugt von maximal 1 pm aufweist. Optisch transparenter Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Strahlung reflektierende Beschichtung (2) ein oder mehrere Additive aufweist, wobei es sich bei den Additiven bevorzugt um Tenside, Verdicker, Quervernetzer, Brandhemmer, um UV-absorbierende Substanzen oder um Farbpigmente handelt, wobei die Farbpigmente vorbestimmte Anteile der elektromagnetischen Strahlung im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm absorbieren. Optisch transparenter Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die für IR-Strahlung transparente Polymerfolie (5) eine Dicke von 20 pm bis 175 pm, bevorzugt eine Dicke von 20 pm bis 125 pm, besonders bevorzugt eine Dicke von 20 pm bis 100 pm, aufweist. Verfahren zur Herstellung eines optisch transparenten Verbundwerkstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend die Schritte a) Bereitstellen einer für IR-Strahlung transparenten Polymerfolie (5), b) Bereitstellen einer ein elektrisch leitfähiges Material enthaltenden Dispersion, c) Aufbringen der in Schritt b) bereitgestellten Dispersion auf die in Schritt a) bereitgestellte Polymerfolie (5), d) Trocknen des in Schritt c) erhaltenen Produkts zur Bildung eines optisch transparenten Verbundwerkstoffs bestehend aus einer für IR-Strahlung transparenten Polymerfolie (5) und einer auf der Polymerfolie aufgebrachten, IR-Strahlung reflektierenden Beschichtung (2) aus einem elektrisch leitfähigen Material. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt b) bereitgestellte Dispersion hergestellt wird durch die Schritte
- Bereitstellen eines Konzentrats eines elektrisch leitfähigen Materials,
- Zugabe von Lösungsmittel zu dem Konzentrat,
- Schütteln des Gemisches zum Erhalt einer homogenen Dispersion,
- Zugabe einer Mischung von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% Ethanolamin und bis zu 2,0 Gew.-% Hydroxypropylmethylcellulose in Wasser. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Konzentrat eines elektrisch leitfähigen Materials um eine aus einem Polyolprozess erhaltene Mischung handelt, wobei die Mischung zumindest ein Polyol, Polyvinylpyrrolidon und Metallnanopartikel oder Metallnanodrähte und ein Adsorptiv umfasst, wobei das Adsorptiv ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak, primäre, sekundäre und tertiäre Amine, primäre, sekundäre und tertiäre Thiole, Aminoalkohole, Hydroxide, Carbonsäuren, Carbonsäureester und Aminosäuren, wobei das Adsorptiv, bezogen auf das Gewicht des gesamten Konzentrats, in einem Anteil von 0,1 Gew.% bis 5 Gew.% anwesend ist.
14. Verwendung eines optisch transparenten Verbundwerkstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 als Nachrüstfolie zum Aufbringen auf Fensterglas, Innenwände, Außenwände und Gewächshäuser.
15. Beschichtetes Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Beschichtung um einen optisch transparenten Verbundwerkstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 handelt.
16. Beschichtetes Substrat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Substrat (1) um eine Folie, Glas oder eine transparente Kunststoffplatte handelt.
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