DE10228855B4

DE10228855B4 - Witterungsbeständiger Folienverbund

Info

Publication number: DE10228855B4
Application number: DE10228855A
Authority: DE
Inventors: Andreas Fischer; Roland Treutlein; Johan Hilburger
Original assignee: Hueck Folien GmbH
Current assignee: Hueck Folien GmbH
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: DE10228855A1

Abstract

Witterungsbeständiger Folienverbund bestehend aus einer ersten Polymerfolie, einem Kaschierlack, einer Aluminium-Folie oder einer aluminiumbedampften Folie und einem farbigen, witterungsstabilen Schutzlack, wobei der farbige, witterungsstabile Schutzlack aus 40 bis 60% Bindemittel auf wässriger Acrylatbasis, 5 bis 15% Mattierungsmittel aus amorpher Kieselsäure und 3 bis 15% hydrophilem aliphatischem Polyisocyanat und je nach Farbrezeptur 30 bis 40% wässrigen Eisenoxidpigmenten, sowie ggf. 1 bis 3% Lichtschutzmittel oder UV-Absorber besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen witterungsbeständigen Folienverbund.
Im Bereich der Baubranche sind witterungsbeständige Folien auf der Basis von Aluminium-Folien (Al-Folien) und witterungsbeständige Folienverbunde auf der Basis von Aluminum-Polyethylenterephthalat-Verbunden (Al/PET-Verbunde) bekannt. Diese Folien bzw. Verbunde sind zum Erhalt einer besseren Witterungsbeständigkeit schutzlackiert und genügen so etwa 5 bis 10 Jahre den Anforderungen nach Witterungsbeständigkeit. Diese Folien sind grundsätzlich folgendermaßen aufgebaut: PET/AL/Schutzlack. Als Schutzlack wird im allgemeinen ein preiswertes Acrylat-, PVC- oder PET-System verwendet, das in der Regel die geforderten Eigenschaften, wie eine Witterungsbeständigkeit von mehr als 3 Jahren nicht ausreichend erfüllt, ebenso ist es schwierig in einer komplexen Lackbasis einen Farbton nach einem genauen Kundenwunsch einzustellen, so dass auch die Anforderung nach einer Farbgenauigkeit nur unzureichend erfüllt werden kann. Darüber hinaus ist bekannt, als Schutzlack ein sehr teures und fluorhaltiges Lacksystem zu verwenden, dass zwar die gewünschten Eigenschaften einer Haltbarkeit von ca. 20 Jahren erfüllt, jedoch auf Grund des hohen Preises nicht eingesetzt wird und außerdem durch das Vorhandensein von Fluor zu erheblichen Umweltproblemen führt.
Witterungsbeständige Folien, die das vorhandene natürliche Licht reflektieren sind insbesondere im Agrarbereich und in der Landwirtschaft gewünscht. Durch verschiedene landwirtschaftliche und biologische Institute konnte nachgewiesen werden, dass das Reifeverhalten verschiedener Obstsorten durch gezielt strukturierte Folien (Reflexionsfolien) erheblich verbessert wird. Im landwirtschaftlichen Bereich wurden bisher weiße Folien eingesetzt. Es sind also Folien erforderlich, die gute Reflektionseigenschaften aufweisen.
Keine der bekannten Folien erfüllt gleichzeitig die Anforderungen nach einer langen Haltbarkeit von ca. 20 Jahren, noch können sie zu einem vernünftigen Preis angeboten werden, noch genügen sie den hohen Umweltanforderungen oder weisen gute Reflektionseigenschaften auf.
Die Erfindung hat deshalb das Ziel einen witterungsstabilen Folienverbund bereitzustellen, der den oben genannten Anforderungen genügt und sowohl im Baubereich als auch in der Landwirtschaft eingesetzt werden kann.
Dieses Ziel wird durch einen witterungsbeständigen Folienverbund gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 erreicht. Eine witterungsstabile und preiswerte PET-Folie wird auf eine mit der gewünschten „RAL-Farbe” (hierbei handelt es sich um solche Farben, die in der vom Deutschen Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e. V. herausgegebenen Ordnung aufgeführt sind) lackierte oder bedruckte Al-Folie oder Al/PET-Verbundfolie kaschiert. Dadurch wird gewährleistet, dass die Folien oder der Verbund das gewünschte witterungsstabile Verhalten in bezug auf Farbechtheit, Glanz und Beständigkeit aufweisen. Ein weiterer Vorteil des Schutzes durch eine Folie ist, dass diese im Falle von Hagel oder Steinschlag eine wesentlich höhere kinetische Energie aufnimmt als eine vergleichbare Lackschicht und dadurch auch mechanisch stabiler ist.
Das Ziel nach guter Reflektionsfähigkeit bei den im Agrarbereich verwendeten Folien bzw. Folienverbunden wird dadurch erreicht, dass eine bekannte, gut tiefziehfähige Folie oder Platte mit einer witterungsstabilen Al-metallisierten PET-Folie kaschiert wird.
Mit diesen Al-metallisierten Oberflächen wird eine optimale Reflektion erreicht, die bisher nicht erreicht werden konnte, da die bekannten verformbaren Folien oder Platten eine zu rauhe Oberfläche aufweisen und die sich darauf befindliche Al-Metallisierungsschicht dadurch grau wurde. Eine graue Schicht bewirkt aber genau den umgekehrten Effekt, dass heißt, dass die Oberfläche absorbiert statt reflektiert.
Die erfindungsgemäß hergestellten Folienverbunde sind witterungsstabil, lange haltbar und preiswert herzustellen. Darüber hinaus zeigen sie gute Reflektionseigenschaften.
Die erfindungsgemäßen Folienverbunde haben nachfolgend beschriebenen Aufbau.
Die eingefärbten bzw. farbigen witterungsstabilen Schutzlacke bestehen aus einer Zusammensetzung auf Acrylatbasis, Mattierungsmitteln, Pigmenten, sowie hydrophilen aliphatischen Polyisocyanaten, deren genaue Zusammensetzung wird nachfolgend noch beschrieben. Der Schutzlack kann aber auch ein eingefärbter Standardschutzlack, eine Standardfarbe oder eine witterungsstabile Farbe sein. Die witterungsstabilen Farben basieren hauptsächlich auf Eisenoxidpigmenten, als Standardschutzlacke werden u. a. PVC, Polyester, Polyurethan verwendet. Die Standardfarben basieren u. a. auf Nitrocellulose, PVC, PVP und Farbstoffen auf Basis organischer Pigmente oder anorganischer Farbstoffe.
In einer Ausführungsform der Erfindung dient als Substrat eine Al-Folie, die

a) mit einem eingefärbten witterungsstabilen Schutzlack lackiert wird, danach wird ein Kaschierlack aufgetragen und mit einer witterungsstabilen PET-Folie kaschiert, oder
b) mit einem eingefärbten Standardschutzlack lackiert wird, danach wird ein Kaschierlack aufgetragen und mit einer witterungsstabilen PET-Folie kaschiert, oder
c) mit einer witterungsstabilen Farbe bedruckt wird, danach wird ein Kaschierlack aufgetragen und mit einer witterungsstabilen PET-Folie kaschiert, oder
d) mit einer Standardfarbe bedruckt wird, danach wird ein Kaschierlack aufgetragen und mit einer witterungsstabilen PET-Folie kaschiert.

Der Vergleich der Folien a und b, sowie c und d hat gezeigt, dass die Folien b und d den Vorteil haben, dass sie sehr kostengünstig herzustellen sind und den Anforderungen nach langer Haltbarkeit genügen, wenn sie den unterschiedlichen Witterungsverhältnissen ausgesetzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform dient als Substrat ein PET/Al-Folienverbund, der folgendermaßen aufgebaut ist:
Zunächst wird auf eine PET-Folie eine Al-Folie kaschiert, dann

e) mit einem eingefärbten witterungsstabiler Schutzlack lackiert und anschließend mittels eines Kaschierlacks mit einer witterungsstabilen PET-Folie kaschiert, oder
f) mit einem eingefärbten Standardschutzlack lackiert und anschließend mittels eines Kaschierlacks mit einer witterungsstabilen PET-Folie kaschiert, oder
g) mit einer witterungsstabilen Farbe lackiert und anschließend mittels eines Kaschierlacks mit einer witterungsstabilen PET-Folie kaschiert, oder
h) mit einer Standardfarbe lackiert und anschließend mittels eines Kaschierlacks mit einer witterungsstabilen PET-Folie kaschiert.

Der Vergleich der Folienverbunde e und f, sowie g und h hat gezeigt, dass die Folienverbunde f und h den Vorteil haben, dass sie sehr kostengünstig herzustellen sind und den Anforderungen nach langer Haltbarkeit genügen, wenn sie den unterschiedlichen Witterungsverhältnissen ausgesetzt werden.
Die Dicke der verwendeten PET-Folien liegt im Bereich von 8 μm bis 100 μm, vorzugsweise 15 μm bis 75 μm, insbesondere bevorzugt 23 μm bis 50 μm.
Als Kaschierlack wird ein Standardkaschierlack, der üblicherweise zum Kaschieren von PET zu Aluminium eingesetzt wird, verwendet. Hierzu eignen sich insbesondere Zweikomponentensysteme auf Polyurethanpolyetherbasis und Härter aus aromatischem Polyisocyanat oder Dreikomponentenkleber auf Basis von Polyurethan, Polyester und einem Härter auf Basis von Phenol/Epoxid-Addukten. Das Auftragsgewicht liegt zwischen 2 g/m² bis 30 g/m², vorzugsweise zwischen 2 g/m² bis 5 g/m².
Die Dicke der Al-Folie beträgt 8 μm bis 150 μm, vorzugsweise 20 μm bis 100 μm.
Der Kaschierlack kann ein witterungsstabiler Kaschierlack sein, das heißt, er ist im Außenbereich mindestens 5 Jahre witterungsbeständig, er muss jedoch nicht zwingend diesen Anforderungen genügen. Das Auftragsgewicht liegt zwischen 2 g/m² bis 30 g/m², vorzugsweise zwischen 2 g/m² bis 5 g/m².
Ein witterungsstabiler Kaschierlack wird erhalten, wenn die aromatische Härterkomponente durch eine aliphatische Polyisocyanatkomponente ersetzt wird.
Darüber hinaus können auch flammwidrige Kaschierlacke verwendet werden, die erhalten werden, wenn den oben genannten Systemen 0,1 bis 50% Antimontrioxid, vorzugsweise 0,5 bis 25%, insbesondere bevorzugt 1 bis 10% zugegeben werden. Außerdem eignen sich auch Heißkaschierungen auf der Basis von Polypropylen oder klassische Hotmeltkaschierungen oder Extrusionskaschierungen auf der Basis polyolefinischer Werkstoffe.
Die witterungsstabile PET-Folie ist zwischen 12 μm bis 100 μm, vorzugsweise 12 μm bis 23 μm dick. Diese Folien können beispielsweise von der Fa. Mitsubishi bezogen werden und werden unter den Handelsnamen Hostaphan RZU, Hostaphan GUV, Hostaphan RUVK, Hostaphan RUNS und dergleichen vertrieben.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine neue witterungsstabile transparente, preiswerte Schutzlackschicht aufgetragen, mit der eine Witterungsbeständigkeit von mindestens 10 Jahren erreicht wird. Dadurch kann auf die witterungsstabile PET-Folie verzichtet werden. Der transparente Klarlack ersetzt also die witterungsstabile PET-Folie und es werden ähnlich gute Ergebnisse hinsichtlich der Witterungsbeständigkeit mit dem Klarlack erreicht, wie mit der PET-Folie.
Wenn auf den Vorteil der PET-Folie, mit der eine höhere Schlagfestigkeit erzielt wird, verzichtet werden kann, muss je nach weiterer Anwendung der Folienverbundes entschieden werde, ob der Verbund nur der Witterungsbeständigkeit genügen oder ob er darüber hinaus auch der Anforderung der Schlagfestigkeit genügen muss.
Der oben beschriebene Folienverbund ist folgendermaßen aufgebaut:
Eine PET-Folie wird mit einem Kaschierlack behandelt und dann zu einer Al-Folie kaschiert, auf diesen Verbund wird nun eine Standardfarbe gedruckt und darauf wird der witterungsstabile Schutzlack aufgetragen. Auf den PET/Al-Verbund kann auch eine witterungsstabile Farbe gedruckt sein, oder sie kann mit einem eingefärbten witterungsstabilen Schutzlack oder einem eingefärbten Standardschutzlack lackiert sein.
Weiterhin kann ein Verbund bereitgestellt werden, der ebenfalls auf eine witterungsstabile PET-Folie verzichten kann und mit einem farbigen, witterungsstabilen Lack schutzlackiert ist. Der Aufbau dieses Folienverbundes ist folgender:
Eine PET-Folie wird mit einem Kaschierlack behandelt und dann zu einer Al-Folie kaschiert und auf diesen Verbund wird nur eine Lackierung aufgetragen. Dieser Schutzlack bzw. diese Lackschicht bestehen aus einem Hauptbindemittel auf Acrylatbasis, einem Mattierungsmittel, ggf. einem Lichtschutzmittel sowie einem hydrophilen aliphatischen Polyisocyanat und wenn ein farbiger Folienverbund gewünscht wird aus wässrigen Eisenoxidpigmenten.
Die genaue Zusammensetzung des Schutzlackes ist folgende:
40 bis 60% Hauptbindemittel auf wäßriger Acrylatbasis (Mowilith DM771),
5 bis 15% Mattierungsmittel aus amorpher Kieselsäure (Betol),
3 bis 15% hydrophiles aliphatisches Polyisocyanat (Desmodur DN),
je nach Farbrezeptur 30 bis 40% wässrige Eisenoxidpigmente gelb, rot, schwarz, weiß, blau, grün, sowie
ggf. 1 bis 3% Lichtschutzmittel oder UV-Absorber (Tinnuvin 1130).
Die eingangs erwähnte Reflektionsfolie für den Agrarbereich besteht aus einer gut tiefziehfähigen Folie oder Platte aus PS, PP, PVC, APET, PETG und dergleichen und wird mit einer witterungsbeständigen metallisierten PET-Folie kaschiert. Der erfindungsgemäße Verbund hat beispielsweise folgenden Aufbau:
Auf eine PS-Folie mit einer Dicke von ca. 200 μm bis 1000 μm wird eine mit Aluminium bedampfte witterungsbeständige PET-Folie kaschiert. Durch diesen Verbund sind eine gute Tiefziehfähigkeit, ein ausgezeichneter mechanischer Schutz, eine hohe Witterungsstabilität und vor allem eine hohe Reflektion durch die Al-Bedampfung gewährleistet.
Beispiel 1
Für die Herstellung dieses Verbundes wird zunächst eine PET-Folie mit einer Stärke von 36 μm mit einem Kaschierlack auf Polyurethanbasis mit einem Auftragsgewicht von 3 g/m² versehen und dann zu einer 20 μm dicken Al-Folie kaschiert. Auf diesen Verbund wird nun die Lackierung mit einem Auftragsgewicht von 6 bis 10 g/m² aufgetragen. Diese Lackschicht besteht aus 53,5% Acrylat (LD260), 14,7% Hexamethylendiisocyanat-HDI (Desmodur N75) und 32% Eisenpigmentfarbe, wobei das Hauptbindemittel auf Acrylatbasis aus 1% Stabilisator, 5% Kieselsäure und 94% Bindemittel besteht.
Je nach gewünschter Witterungsbeständigkeit kann auf den Verbund entweder erneut ein Kaschierlack aufgetragen und dann zu einer witterungsbeständigen PET-Folie kaschiert werden oder ein witterungsstabiler transparenter Schutzlack aufgetragen werden.
Beispiel 2
Für die Herstellung eines Folienverbundes auf der Basis eines PET/Al-Folienverbundes wird zunächst auf eine PET-Folie mit einer Stärke von 12 μm eine Al-Folie von 20 μm kaschiert, dann mit einem eingefärbten Standardschutzlack (Zusammensetzung siehe Beispiel 1) lackiert und anschließend mittels eines Kaschierlacks mit einem Auftragsgewicht von 3 g/m² mit einer witterungsstabilen PET-Folie mit einer Stärke von 12 μm kaschiert.
Beispiel 3
Für die Herstellung eines Folienverbundes auf der Basis eines PET/Al-Folienverbundes wird zunächst auf eine PET-Folie mit einer Stärke von 12 μm eine Al-Folie von 20 μm kaschiert, dann mit einer Standardfarbe lackiert und anschließend mittels eines Kaschierlacks mit einem Auftragsgewicht von 3 g/m² mit einer witterungsstabilen PET-Folie mit einer Stärke von 12 μm kaschiert.

Claims

Witterungsbeständiger Folienverbund bestehend aus einer ersten Polymerfolie, einem Kaschierlack, einer Aluminium-Folie oder einer aluminiumbedampften Folie und einem farbigen, witterungsstabilen Schutzlack, wobei der farbige, witterungsstabile Schutzlack aus 40 bis 60% Bindemittel auf wässriger Acrylatbasis, 5 bis 15% Mattierungsmittel aus amorpher Kieselsäure und 3 bis 15% hydrophilem aliphatischem Polyisocyanat und je nach Farbrezeptur 30 bis 40% wässrigen Eisenoxidpigmenten, sowie ggf. 1 bis 3% Lichtschutzmittel oder UV-Absorber besteht.
Witterungsbeständiger Folienverbund nach Anspruch 1 des weiteren umfassend eine mittels eines Kaschierlacks aufgebrachte witterungsstabile PET-Folie oder einen witterungsstabilen, transparenten Schutzlack, wobei der Schutzlack aus 40 bis 60% Bindemittel auf wässriger Acrylatbasis, 5 bis 15% Mattierungsmittel aus amorpher Kieselsäure und 3 bis 15% hydrophilem aliphatischem Polyisocyanat sowie ggf. 1 bis 3% Lichtschutzmittel oder UV-Absorber besteht.
Witterungsbeständiger Folienverbund nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgebrachte PET-Folie 12 bis 100 μm dick ist und der Kaschierlack ein Auftragsgewicht von 3 bis 30 g/m² aufweist.
Folienverbund nach Anspruch 1 bestehend aus einer 8 bis 150 μm dicken Al-Folie mit einer Lackschicht mit einem Auftragsgewicht von 6 bis 10 g/m², die aus 53,3% Acrylat, 14,7 Hexamethylendiisocyanat-HDI und 32% Eisenoxidpigmentfarbe besteht, wobei das Acrylat ca. 1% Stabilisator, ca. 5% Kieselsäure und ca. 94% Bindemittel enthält, und mit einer 8 bis 100 μm dicken PET-Folie als Polymerfolie mit einem Kaschierlack mit einem Auftragsgewicht von 2 bis 30 g/m² kaschiert wird.
Folienverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaschierlack ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einem Zweikomponentenklebstoff auf Polyurethanpolyetherbasis und einem aromatischen Polyisocyanat oder einem Dreikomponentenklebstoff auf der Basis von Polyurethan, Polyester und einem Phenolharz/Epoxidharz-Addukt.
Folienverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaschierlack 0,1 bis 50% Antimontrioxid, vorzugsweise 0,5 bis 25%, insbesondere 1 bis 10% enthält, um den Folienverbund flammwidrig auszurüsten.
Folienverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Polymerfolie eine PET-Folie ist und eine Dicke von 8 μm bis 100 μm, vorzugsweise 15 μm bis 75 μm, insbesondere bevorzugt 23 μm bis 50 μm aufweist.
Folienverbund nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsgewicht der Kaschierlacke zwischen 2 g/m² bis 30 g/m², vorzugsweise zwischen 2 g/m² bis 5 g/m² liegt.
Folienverbund nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Al-Folie 8 μm bis 150 μm, vorzugsweise 20 μm bis 100 μm beträgt.
Folienverbund nach einem der Ansprüche 2 und 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die witterungsstabile PET-Folie eine Dicke von 12 μm bis 100 μm, vorzugsweise 12 μm bis 23 μm aufweist.