DE19639059A1

DE19639059A1 - High reflection material having lighting applications

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Publication number: DE19639059A1
Application number: DE19639059A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Phys Dr Lenk; Peter Dipl Ing Vetters; Klaus Dipl Ing Gaenz; Werner Dipl Ing Reichert
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Priority date: 1996-04-29
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1997-10-30

Abstract

The high reflection flat material, is composed of layers on a carrier surface (1). The hardened varnish (2) layer on the carrier surface (1) has a smooth or structured surface to be covered by a high reflection and optically dense metal layer (3). This is covered by a transparent low refraction layer (4) and a transparent high refraction layer (5). Also claimed is a process where a carrier strip is coated with a varnish which is set by a beam, before coating by deposition in a vacuum with the further layers in sequence.

Description

Die Erfindung betrifft ein hochreflektierendes Flächenmateri al, welches aus einer beschichteten Trägerfläche besteht.The invention relates to a highly reflective surface material al, which consists of a coated support surface.

Bekannt ist ein Material der eingangs genannten Art, welches aus einem gewalzten Aluminiumband von sehr hoher Reinheit besteht. Die Reinheit beträgt dabei mindestens 99,9%. Dieses Aluminiumband wird einer elektrolytischen Behandlung zum Zwecke des naßchemischen Glänzens unterzogen. Dabei werden Un ebenheiten der Oberfläche eingeebnet und deren Rauheit wird verringert. In einem anschließenden Anodisierprozeß, auch bekannt als Eloxieren, wird eine Aluminiumoxidschicht mit einer porösen Struktur erzeugt, die in einem anschließenden ebenfalls naßchemischen Prozeß verdichtet wird, indem sie einer Behandlung mit heißem Wasser mit Vernetzungsmittel und anderen chemischen Zusätzen ausgesetzt wird. Die so erzeugte Aluminiumschicht besitzt eine hohe Transmission im Wellenlän genbereich des von ca. 200 nm bis 4500 nm.A material of the type mentioned at the outset is known, which from a rolled aluminum strip of very high purity consists. The purity is at least 99.9%. This Aluminum strip is used for electrolytic treatment subjected to the wet chemical shine. Un flatness of the surface is leveled and its roughness becomes decreased. In a subsequent anodizing process, too Known as anodizing, an aluminum oxide layer is used a porous structure that is created in a subsequent wet chemical process is compressed by treatment with hot water with crosslinking agent and exposed to other chemical additives. The so generated Aluminum layer has a high transmission in the wavelength range from approx. 200 nm to 4500 nm.

Derartig beschichtetes Aluminiumband wird oft als Halbzeug bei der Reflektorherstellung in der Leuchtenindustrie eingesetzt. Nachteilig ist bei diesem Flächenmaterial und dessen Herstel lung, daß einerseits das Ausgangsmaterial infolge der hohen Anforderungen, die an dieses Material gestellt werden, teuer ist und daß andererseits beim Herstellungsprozeß, insbesondere beim Eloxieren, zu deponierende Abfälle in erheblicher Menge anfallen, viel Wasser sowie Elektroenergie benötigt werden. Die Lichtreflexion dieses Materiales liegt bei etwa 85%.Aluminum strip coated in this way is often used as a semi-finished product of reflector production used in the lighting industry. The disadvantage of this sheet material and its manufacture lung that on the one hand the starting material due to the high Requirements placed on this material are expensive and that on the other hand in the manufacturing process, in particular when anodizing, waste to be landfilled in significant quantities incurred, a lot of water and electrical energy are required. The light reflection of this material is around 85%.

Weiterhin ist es bekannt, bei der Herstellung z. B. von Reflek toren für Autoscheinwerfer die Voraussetzungen für das Ab scheiden von Schichten mit hoher gerichteter Reflexion dadurch zu schaffen, daß auf einen Kunststoff- oder Metallreflektor grundkörper mit shärischer Form ein Lack aufgebracht wird, der über Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung getrocknet wird. Auf diesen Lack wird dann eine dünne hochreflektierende Alumini umschicht aufgedampft und in Vakuumfolge darauf eine dünne, schwach vernetzte Monomerschicht mittels einer Glimmentladung abgeschieden. Dadurch wird eine hochreflektierende Oberfläche auf der Innenseite des Reflektors geschaffen, die allerdings keinerlei mechanischen und nur geringen chemischen Belastungen ausgesetzt werden kann, was bei Autoscheinwerfern deshalb unkritisch ist, weil die Öffnung des Reflektorgrundkörpers weitgehend durch eine dicht schließende Streuscheibe abgedeckt wird. Dadurch werden mechanische oder chemische Einwirkungen auf das hochreflektierende Schichtsystem weitgehend verhin dert, die ansonsten zur Zerstörung dieses Schichtsystems füh ren würden. Wegen der Notwendigkeit der Schaffung eines weit gehend abgeschlossenen Raumes innerhalb des Reflektors ist diese Lösung vorwiegend auf die Herstellung von Autoscheinwer fern begrenzt.Furthermore, it is known in the manufacture of e.g. B. from Reflek gates for car headlights the requirements for the Ab separate layers with high specular reflection to create that on a plastic or metal reflector base body with a spherical shape a varnish is applied, the is dried over ultraviolet or infrared radiation. On this varnish then becomes a thin, highly reflective aluminum evaporated and a thin, weakly crosslinked monomer layer using a glow discharge deposited. This creates a highly reflective surface created on the inside of the reflector, however no mechanical and only slight chemical loads can be exposed, which is why with car headlights is not critical because the opening of the reflector body largely covered by a tightly fitting lens becomes. This causes mechanical or chemical effects largely due to the highly reflective layer system that would otherwise destroy this layer system would. Because of the need to create a far closed space inside the reflector this solution mainly on the production of car headlights distant limited.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein hochre flektierendes Flächenmaterial und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, welches den Einsatz eines kostengün stigeren Bandmateriales als Trägerfläche erlaubt, das den Einsatz naßchemischer Prozesse vermeidet und die Erzeugung einer höheren Lichtreflexion bei guter Beständigkeit der Ober fläche gegen chemische und mechanische Beanspruchung und eine Verformbarkeit des Flächenmateriales ermöglicht.The invention is therefore based on the object, a hochre reflective sheet material and a method for the same Manufacture to indicate which the use of a cost-effective Strigter band material as a carrier surface allowed that the Avoid the use of wet chemical processes and generation a higher light reflection with good durability of the upper surface against chemical and mechanical stress and a Deformability of the surface material enables.

Die Aufgabe wird anordnungsseitig dadurch gelöst, daß auf die Trägerfläche eine gehärtete Lackschicht aufgebracht ist. Diese Lackschicht weist eine geglättete oder strukturierte Ober fläche auf und ist auf ihrer der Trägerfläche abgewandten Seite mit einer hochreflektierenden optisch dichten Metall schicht versehen. Auf die Oberfläche dieser Metallschicht ist eine transparente niedrigbrechende Schicht aufgebracht. Schließlich ist auf der Oberfläche dieser niedrigbrechenden Schicht eine transparente hochbrechende Schicht angeordnet.The task is solved on the arrangement side in that on the Carrier surface is a hardened paint layer is applied. This Lacquer layer has a smoothed or structured upper surface and is on its side facing away from the support surface Side with a highly reflective optically dense metal layer. On the surface of this metal layer is applied a transparent low-index layer. Finally, on the surface this is low refractive index Layer arranged a transparent high-index layer.

Durch den Aufbau dieses hochreflektierenden Flächenmateriales wird es möglich, kostengünstiges Material für die Trägerfläche zu verwenden. Dieses Material ist gekennzeichnet einerseits durch eine höhere Rauhigkeit und/oder andererseits durch eine geringere Reinheit als herkömmlich verwendetes Material für die Trägerfläche. Durch die Lackschicht auf der Oberfläche dieser Trägerfläche wird die Rauheit signifikant vermindert, so daß ein weitgehend glatte Oberfläche entsteht. Die darauf abgeschiedene dünne Metallschicht folgt dem glatten Oberflä chenverlauf, so daß ein hoher Grad gerichteter Reflexion er reicht wird. Allerdings ist diese Metallschicht gegenüber mechanischer, physikalischer oder chemischer Belastung sehr empfindlich.By building this highly reflective surface material it becomes possible to use inexpensive material for the support surface to use. This material is marked on the one hand by a higher roughness and / or on the other hand by a less purity than conventionally used material for the support surface. Through the layer of lacquer on the surface this roughness is significantly reduced, so that a largely smooth surface is created. The one on it deposited thin metal layer follows the smooth surface Chen course, so that a high degree of directional reflection is enough. However, this metal layer is opposite mechanical, physical or chemical stress very much sensitive.

Das darüber angeordnete System von niedrig- und hochbrechender transparenter Oxidschicht hat einerseits die Aufgabe, refle xionsverstärkend zu wirken und andererseits den Schutz der darunter liegenden Schichten gegen mechanische und chemische Beanspruchungen zu sichern.The system of low and high refractive index arranged above transparent oxide layer has the task on the one hand, refle to enhance xions and on the other hand to protect the underlying layers against mechanical and chemical Secure stresses.

Es ist weiterhin vorteilhaft, als Trägerfläche Metall ein zusetzen.It is also advantageous to use metal as the carrier surface clog.

In bevorzugter Weise besteht die Trägerfläche aus Aluminium. Dabei kann es sich beispielsweise um technisch gewalztes Alu miniummaterial handeln, welches relativ kostengünstig erhält lich ist.The support surface preferably consists of aluminum. This can be, for example, technically rolled aluminum trade minimum material, which is relatively inexpensive is.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung be steht die Lackschicht aus einem bestrahlungshärtbarem Lack. Vorzugsweise eignet sich Lack, der mittels Elektronenstrahl härtbar ist. Mit einem derartigen Lack wird es möglich, eine sehr schnelle Aushärtung des Lackes zu erreichen, was eine weitgehende Automatisierung im Herstellungsverfahren erlaubt.In a particularly advantageous embodiment of the invention stands the lacquer layer from a radiation-curable lacquer. Lacquer which is by means of an electron beam is preferably suitable is curable. With such a varnish, it becomes possible very fast curing of the paint to achieve what a extensive automation in the manufacturing process allowed.

In einer weiteren besonders günstigen Ausgestaltung der Erfin dung ist vorgesehen, daß die hochreflektierende Metallschicht aus Aluminium besteht. Einerseits läßt sich mit Aluminium eine sehr hohe Reflexion in einem breiten Spektralbereich erreichen und andererseits eignet sich Aluminium zur Beschichtung sehr gut.In a further particularly favorable embodiment of the Erfin It is provided that the highly reflective metal layer made of aluminum. On the one hand, aluminum can be used achieve very high reflection in a wide spectral range and on the other hand aluminum is very suitable for coating Well.

Bei einer weiteren günstigen Ausgestaltung der erfindungs gemäßen Schichtanordnung ist vorgesehen, daß die niedrigbre chende Schicht aus einem Oxid besteht. Hierbei ist es beson ders zweckmäßig, SiO₂ aufzubringen.In a further favorable embodiment of the Invention according layer arrangement it is provided that the low width layer consists of an oxide. Here it is special expedient to apply SiO₂.

Weiterhin ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die hochbrechende Schicht aus einem Oxid und hierbei in bevorzugter Weise aus TiO₂ besteht.Furthermore, one embodiment of the invention provides that the high refractive index layer made of an oxide and in preferably consists of TiO₂.

Zur Erreichung einer hohen Reflexion ist es zweckmäßig, daß die Dicken der hoch- und der niedrigbrechenden Schicht jeweils einem Viertel der Schwerpunktwellenlänge des zu reflektieren den Lichtes geteilt durch den Brechungsindex des Materials der jeweiligen Schicht entsprechen.To achieve a high reflection, it is useful that the thicknesses of the high and low refractive index layers, respectively to reflect a quarter of the focus wavelength of the the light divided by the refractive index of the material of the correspond to the respective layer.

In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen der Lackschicht und der hochreflektierenden Metallschicht eine energieabsorbierende und haftvermittelnde Zwischenschicht aufgebracht ist. In einer vorteilhaften Ausge staltung besteht diese Zwischenschicht aus siliziumorganischen Verbindungen. Besonders günstig ist eine Dicke der Zwischen schicht, die im Bereich von 5 bis 50 nm liegt.In a favorable embodiment of the invention, that between the lacquer layer and the highly reflective Metal layer an energy absorbing and adhesion promoting Intermediate layer is applied. In an advantageous version design, this intermediate layer consists of organosilicon Links. A thickness of the intermediate is particularly favorable layer which is in the range of 5 to 50 nm.

Aus Gründen der Langzeitstabilität des Prozesses erfolgt die Abscheidung der metallischen Reflexionsschicht in der Regel durch ein Sputterverfahren. Hierbei können durch die Einwir kung des bei dem Sputterverfahren aufgebauten Plasmas die in weiten Bereichen einstellbaren Eigenschaften des Lackes in unerwünschter Weise und irreversibel beeinflußt werden. Das würde insbesondere bei den mechanischen Eigenschaften des Flächenmateriales zu einer starken Einschränkung der anwend baren Lackrezepturen führen, so daß die nachfolgende Anwendung von Sputterverfahren auflackierten strahlengehärteten Ober flächen stark eingeschränkt oder gar unmöglich würde.For reasons of long-term stability of the process Deposition of the metallic reflective layer usually through a sputtering process. Here, through the ent of the plasma built up during the sputtering process properties of the varnish adjustable in wide ranges undesirably and irreversibly affected. The would especially in the mechanical properties of the Surface material for a strong restriction of the applic lead paint formulations, so that the subsequent application radiation-hardened upper coated with sputtering processes areas would be very limited or even impossible.

Die Zwischenschicht dient bei Energieeinwirkungen, wie sie bei Plasmaprozessen, die der Lackbeschichtung und -härtung folgen, auftreten, als Absorber. Dabei können die gewünschten Eigen schaften des strahlengehärteten Lackes, insbesondere die Härte und die Abriebfestigkeit, erhalten werden.The intermediate layer is used for the effects of energy, such as Plasma processes that follow coating and curing, occur as an absorber. The desired custom of the radiation-hardened lacquer, especially the hardness and the abrasion resistance.

Zur verfahrensseitigen Lösung der Aufgabenstellung wird eine aus Bandmaterial bestehende Trägerfläche beschichtet. Die verfahrensseitige Lösung der Aufgabenstellung besteht dabei darin, daß eine Oberfläche des Bandmateriales mit einem durch Elektronenstrahl härtbaren Lack beschichtet wird, daß vor der Einbringung der Trägerfläche in ein Vakuum die Lackschicht einer Elektronenstrahlung zur Härtung ausgesetzt wird und daß schließlich die metallische Reflexionsschicht sowie die nied rig- und hochbrechende Schicht im Vakuum in Folge aufgebracht werden.For the procedural solution of the task, a carrier surface made of strip material coated. The there is a procedural solution to the problem in that a surface of the strip material with a through Electron beam curable lacquer is coated that before Placing the support surface in a vacuum the varnish layer is exposed to an electron beam for curing and that finally the metallic reflective layer and the nied Rig and high refractive index layer applied in a vacuum will.

Bei diesem Verfahren besteht die Möglichkeit, die Lackbe schichtung und auch die Elektronenstrahlhärtung außerhalb des Vakuums vorzunehmen, um danach bereits eine visuelle Kontrolle der erreichten Oberflächengüte durchführen zu können. Die übrigen nachfolgenden Verfahrensschritte, also Aufbringen der metallischen Reflexionsschicht, der niedrig- und der hoch brechenden Schicht können sodann im Durchlaufverfahren in einer Vakuumbeschichtungsanlage erfolgen.With this method there is the possibility of varnishing layering and also electron beam hardening outside the Vacuum to make a visual inspection afterwards to be able to carry out the surface quality achieved. The remaining subsequent process steps, ie applying the metallic reflection layer, the low and the high refracting layer can then in the continuous process a vacuum coating system.

Bei dem Durchlaufverfahren zur Vakuumbeschichtung ist es zweckmäßig, daß das Bandmaterial nach der Lackaufbringung und -härtung über ein Druckstufensystem mit mehreren Druckstufen in das Vakuum ein- und nach der Beschichtung über ein Druck stufensystem mit mehreren Druckstufen aus dem Vakuum ausge bracht wird.It is with the continuous process for vacuum coating expedient that the tape material after the coating and -Hardening over a compression system with several pressure stages into the vacuum and after coating via a pressure stage system with several pressure stages from the vacuum is brought.

Mit derartigen Druckstufen kann ein optimaler, gleichbleiben der Arbeitsdruck im Beschichtungsbereich einer solchen Durch laufanlage eingestellt werden.With such pressure levels, an optimal one can remain the same the working pressure in the coating area of such a through running system can be adjusted.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, daß die Härtung der Lackschicht in Inertgasumgebung erfolgt. Die Härtung unter Inertgasbedingungen durchzuführen, gewähr leistet eine besonders hohe Qualität der Lackschicht, da dabei Oxidationsprozesse ausgeschlossen werden können.An expedient embodiment of the method consists in that the coating layer is hardened in an inert gas environment. Perform hardening under inert gas conditions provides a particularly high quality of the lacquer layer because Oxidation processes can be excluded.

Eine besonders günstige Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die komplette Beschichtung im kontinuierlichen Durch lauf des Bandmateriales erfolgt.A particularly favorable embodiment of the method provides before that the complete coating in continuous through run of the tape material.

Eine weitere günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß das Aufbringen der Metallschicht und der transparenten Oxidschichten mittels des PVD-Verfahrens erfolgt. Für bestimmte Anwendungen ist es zweckmäßig, die niedrigbrechende SiO₂-Schicht mittels Plasma-Enhanced-CVD- Verfahren aufzubringen.Another cheap embodiment of the invention The method provides that the application of the metal layer and the transparent oxide layers using the PVD process he follows. For certain applications it is useful to low-refractive SiO₂ layer using plasma enhanced CVD To apply procedures.

Es ist besonders zweckmäßig, daß das Aufbringen der Metall- und der transparenten Oxidschichten in Vakuumfolge, jedoch bei unterschiedlicher Zusammensetzung und bei unterschiedlichem Druck des jeweiligen Arbeitsgases vorgenommen wird. Durch eine derartige verfahrensseitige Ausgestaltung wird gewährleistet, daß die Erzeugung des Vakuums auf ein Minimum reduziert wird und Schichten mit optimaler Stöchiometrie abgeschieden wer den.It is particularly expedient that the application of the metal and the transparent oxide layers in vacuum order, however at different composition and with different Pressure of the respective working gas is made. By a Such procedural design is guaranteed that the generation of the vacuum is reduced to a minimum and layers with optimal stoichiometry the.

Es ist weiterhin zweckmäßig, zwischen der Lackschicht und der metallischen Reflexionsschicht eine energieabsorbierende und haftvermittelnde Zwischenschicht abzuscheiden. Hierbei ist es besonders günstig, die Zwischenschicht in einem Mikrowellen- CVD-Prozeß abzuscheiden. It is also useful between the paint layer and the metallic reflective layer an energy absorbing and to deposit adhesion-promoting intermediate layer. Here it is particularly favorable, the intermediate layer in a microwave Separate CVD process.

In einer besonders zweckmäßigen Form des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Lackschicht vor einer Be schichtung dadurch hergestellt wird, daß der strahlenhärtbare Lack auf seiner Oberfläche vor dem Härten mit einer für die Härtungsstrahlung durchlässige Polymerfolie kaschiert wird, daß die Strahlenhärtung durch die Polymerfolie vorgenommen wird und daß die Polymerfolie nach dem Härten rückstandsfrei abgezogen wird.In a particularly expedient form of the invention The method provides that the lacquer layer before loading Layering is produced in that the radiation-curable Varnish on its surface before curing with one for the Curing radiation-permeable polymer film is laminated, that the radiation curing is carried out by the polymer film and that the polymer film after curing is residue-free is subtracted.

Durch das Aufbringen der Lackschicht wird grundsätzlich er reicht, daß die Rauheit der Trägerfläche signifikant vermin dert wird. Für den Erfolg der weiteren Beschichtung hängt es nunmehr entscheidend davon ab, welche Oberflächengüte die Lackschicht aufweist. Mit dem Aufbringen der Polymerfolie kann die Oberfläche der Lackschicht gestaltet werden. Im noch fließfähigen Zustand nimmt die Lackoberfläche die Oberflächen struktur der Folie an. Durch den Härtungsprozeß, der mittels der durch die Folie hindurchtretenden Elektronenstrahlung erzielt wird, wird die Form der Lackschicht fixiert, so daß sie nach dem Härten und nach dem Abziehen der Folie eine Ober flächenstruktur aufweist, die der Oberflächenstruktur auf der Kaschierseite der Polymerfolie entspricht.By applying the lacquer layer, it basically becomes is sufficient that the roughness of the carrier surface is significantly reduced is changed. It depends on the success of the further coating now depends on which surface quality the Has paint layer. With the application of the polymer film can the surface of the lacquer layer can be designed. I'm still flowable state, the paint surface takes the surfaces structure of the film. Through the hardening process, which means the electron radiation passing through the film is achieved, the shape of the lacquer layer is fixed so that a top after hardening and after peeling off the film has surface structure that the surface structure on the Laminating side of the polymer film corresponds.

In einer Ausführungsform wird die Lackschicht mit einer auf ihrer Kaschierseite glatten Polymerfolie kaschiert.In one embodiment, the lacquer layer is coated with a laminated on its lamination side with smooth polymer film.

Polymerfolie ist mit einer sehr glatten Oberflächenstruktur herstellbar. Wird eine derartige Folie zur Kaschierung einge setzt, ist es möglich, eine Lackschicht mit einer sehr glatten Oberfläche herzustellen.Polymer film has a very smooth surface structure producible. If such a film is used for lamination sets, it is possible to apply a layer of paint with a very smooth Surface.

In einer anderen Ausführungsform wird die Lackschicht mit einer auf ihrer Kaschierseite strukturierten Polymerfolie kaschiert.In another embodiment, the lacquer layer is with a polymer film structured on its laminating side concealed.

Für einige Anwendungsfälle kann es vorteilhaft sein, daß die Oberfläche des Flächenmateriales hochreflektierend aber nicht für eine gerichtete sondern für eine streuende Reflexion aus gebildet ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Oberfläche bei geringer Rauheit uneben ausgebildet ist. Eine Möglichkeit bestünde darin, das Flächenmaterial mechanisch zu strukturie ren. Günstig ist jedoch der Einsatz einer strukturierten Poly merfolie, da sodann die Oberflächenstruktur, die nach der Beschichtung das Flächenmaterial aufweisen soll, bereits durch eine strukturierte Lackschicht aufgeprägt wird.For some applications it can be advantageous that the Surface of the surface material highly reflective but not for a directed but for a scattering reflection is formed. This is achieved in that the surface is uneven with low roughness. A possibility would be to mechanically structure the surface material ren. However, the use of a structured poly is favorable mer film, since then the surface structure, which after the Coating the surface material should already have a structured layer of lacquer is embossed.

Es ist auch vorteilhaft, die Lackschicht durch Beschichten mit einer durch Netz- und Verlaufsmittel modifizierten Lackformu lierung, nachfolgendem Rakeln und anschließender Härtung her zustellen.It is also advantageous to coat with the paint layer a varnish modified by wetting and leveling agents lamination, subsequent knife coating and subsequent hardening to deliver.

Damit ist es ebenfalls möglich, eine Lackschicht mit einer hohen Oberflächengüte, d. h. einer geringen Mikrorauhigkeit herzustellen.This also makes it possible to apply a layer of paint with a high surface quality, d. H. low micro roughness to manufacture.

Schließlich besteht eine günstige Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens darin, als Bindemittel für den Lack zur Herstellung der Lackschicht Acrylate, Epoxide oder Vinylehter/Maleat-System einzusetzen.Finally, there is a cheap embodiment of the inventions process according to the invention therein, as a binder for the paint for the production of the lacquer layer acrylates, epoxies or Use vinyl / maleate system.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigtThe invention is described below with reference to an embodiment game are explained in more detail. In the accompanying drawings shows

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein hochreflektierendes Flä chenmaterial und Fig. 1 shows a cross section through a highly reflective surface material and

Fig. 2 eine Darstellung des Verfahrensablaufes anhand einer schematischen Darstellung einer kontinuierlich arbei tenden Beschichtungsanlage. Fig. 2 is a representation of the process flow using a schematic representation of a continuously working coating system.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten hochreflektierenden Flächenma terial besteht die Trägerfläche 1 aus einem gewalzten Alumini umband. Wie aus Fig. 1 erkennbar wird, besitzt die Träger fläche 1 eine Oberflächenstruktur großer Rauhigkeit. Auf die ser Oberfläche ist eine elektronenstrahlgehärtete Lackschicht 2 aufgebracht. Diese Lackschicht 2 gleicht die Oberflächenrauhigkeit der Trägerfläche 1 aus und ist auf ihrer Oberfläche sehr glatt. Auf dieser Oberfläche ist eine optisch dichte Metallschicht 3 aus hochreinem Aluminium angeordnet. Darüber befindet sich eine niedrigbrechende Schicht 4 aus SiO₂. Auf dieser niedrigbrechenden Schicht 4 ist eine hoch brechende Schicht 5 aus TiO₂ aufgebracht. Die Dicke d_SiO2 der niedrigbrechenden Schicht 4 wie auch die Dicke d_TiO2 der hoch brechenden Schicht 5 ergeben sich zumindest näherungsweise aus der BeziehungIn the example shown in Fig. 1 highly reflective Flächenma TERIAL, the carrier surface 1 forming tube from a rolled Alumini. As can be seen from Fig. 1, the support surface 1 has a surface structure of great roughness. An electron beam hardened lacquer layer 2 is applied to this surface. This lacquer layer 2 compensates for the surface roughness of the carrier surface 1 and is very smooth on its surface. An optically dense metal layer 3 made of high-purity aluminum is arranged on this surface. There is a low-index layer 4 made of SiO₂. On this low-index layer 4 , a high-index layer 5 made of TiO₂ is applied. The thickness d _{SiO2 of} the low-index layer 4 as well as the thickness d _{TiO2 of} the high- _index layer 5 result at least approximately from the relationship

wobei λ_S die Schwerpunktwellenlänge des zu reflektierenden Lichtes und n₄ und n₅ die Brechungsindizes der Materialien der Schichten 4 und 5 sind.where λ _{S is} the focus wavelength of the light to be reflected and n₄ and n₅ are the refractive indices of the materials of layers 4 and 5 .

Soll das hochreflektierende Flächenmaterial für ein Licht eingesetzt werden, dessen Schwerpunktwellenlänge bei λ_S = 510 nm liegt, so beträgt die Dicke der niedrigbrechenden Schicht 4, bei Verwendung von SiO₂ mit einem Brechungsindex n₅ = 1,39, d_SiO2 ≈ 92 nm und die Dicke der hochbrechenden Schicht 5 bei Verwendung von TiO₂, bei einem Brechungsindex von n₆ = 2,4, d_TiO2 ≈ 53 nm.If the highly reflective surface material is to be used for a light whose focal wavelength is λ _S = 510 nm, the thickness of the low-refractive layer is 4 , when using SiO₂ with a refractive index n₅ = 1.39, _SiO2 ≈ 92 nm and the thickness the high-index layer 5 when using TiO₂, with a refractive index of n₆ = 2.4, d _TiO2 ≈ 53 nm.

Mit diesem Schichtaufbau wird bei dem zu reflektierendem Licht eine Reflexion von 95% erreicht.With this layer structure, the light to be reflected is achieved a reflection of 95%.

Wie in Fig. 2 dargestellt, wird die als gewalztes Aluminium band ausgebildete Trägerfläche 1 in einer Lackbeschichtungs station 6 unter normaler Umgebungsatmosphäre mit Lack beschichtet. Die lackierte Trägerfläche 1 wird sodann in einer Elektronenhärtestation 7 bei Atmosphärendruck unter Inertgas so behandelt, daß die Lackschicht 2 vollkommen aushärtet. As shown in Fig. 2, the carrier surface 1 formed as a rolled aluminum strip is coated with lacquer in a lacquer coating station 6 under a normal ambient atmosphere. The coated carrier surface 1 is then treated in an electron hardening station 7 at atmospheric pressure under inert gas in such a way that the lacquer layer 2 hardens completely.

Über das eingangsseitige Druckstufensystem 8 wird das lackier te, elektronenstrahlgehärtete Trägermaterial in den Beschich tungsbereich, bestehend aus den Beschichtungskammern 9, 10 und 11 eingeführt. Diese Beschichtungskammern werden durch ein System von Vakuumpumpen auf Prozeßvakuum gehalten.About the input-side compression system 8 , the lacquered, electron beam hardened carrier material is introduced into the coating area consisting of the coating chambers 9 , 10 and 11 . These coating chambers are kept at a process vacuum by a system of vacuum pumps.

In der ersten Beschichtungskammer 9 wird über einen PVD-Prozeß die optisch dichte Metallschicht 3 auf die Lackschicht 2 auf gebracht. Die Beschichtung der Metallschicht 3 mit der nied rigbrechenden Schicht 4 geschieht sodann in der zweiten Be schichtungskammer 10 durch PVD oder CVD und die Beschichtung mit der hochbrechenden Schicht 5 in der dritten Beschichtungs kammer 11 durch PVD.In the first coating chamber 9 , the optically dense metal layer 3 is applied to the lacquer layer 2 via a PVD process. The coating of the metal layer 3 with the low-rigidity layer 4 then takes place in the second coating chamber 10 by PVD or CVD and the coating with the high-index layer 5 in the third coating chamber 11 by PVD.

Zur Angleichung der nunmehr vollständig beschichteten Träger fläche 1 an die Umgebungsatmosphäre durchläuft diese das nach der dritten Beschichtungskammer 11 angeordnete ausgangsseitige Druckstufensystem 12.In order to align the now completely coated carrier surface 1 to the ambient atmosphere, the latter passes through the output-side compression system 12 arranged after the third coating chamber 11 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Trägerfläche
2 Lackschicht
3 Metallschicht
4 niedrigbrechende Schicht
5 hochbrechende Schicht
6 Lackbeschichtungsstation
7 Elektronenstrahlhärtestatioon
8 Druckstufensystem, eingangsseitig
9 erste Beschichtungskammer
10 zweite Beschichtungskammer
11 dritte Beschichtungskammer
12 Druckstufensystem, ausgangsseitig 1 support surface
2 lacquer layer
3 metal layer
4 low refractive index layer
5 high refractive index layer
6 paint coating station
7 Electron beam hardness station
8 compression system, input side
9 first coating chamber
10 second coating chamber
11 third coating chamber
12 compression system, output side

Claims

1. Hochreflektierendes Flächenmaterial, welches aus einer beschichteten Trägerfläche besteht, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Trägerfläche (1) eine gehärtete Lack schicht (2) aufgebracht ist,
daß die Lackschicht (2) eine geglättete oder struktu rierte Oberfläche aufweist,
daß auf die Lackschicht (2) auf ihrer der Träger fläche (1) abgewandten Seite eine hochreflektierende optisch dichte Metallschicht (3) aufgebracht ist,
daß die Oberfläche dieser Metallschicht (3) mit einer transparenten niedrigbrechenden Schicht (4) versehen ist und
daß auf der Oberfläche der niedrigbrechenden Schicht (4) eine transparente hochbrechende Schicht (5) an geordnet ist.1. highly reflective surface material, which consists of a coated support surface, characterized in that a hardened lacquer layer ( 2 ) is applied to the support surface ( 1 ),
that the lacquer layer ( 2 ) has a smoothed or structured surface,
that a highly reflective, optically dense metal layer ( 3 ) is applied to the lacquer layer ( 2 ) on its side facing away from the carrier ( 1 ),
that the surface of this metal layer ( 3 ) is provided with a transparent low-index layer ( 4 ) and
that on the surface of the low-index layer ( 4 ) is arranged a transparent high-index layer ( 5 ).

2. Hochreflektierendes Flächenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfläche (1) aus Metall besteht.2. Highly reflective surface material according to claim 1, characterized in that the carrier surface ( 1 ) consists of metal.

3. Hochreflektierendes Flächenmaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Trägerfläche (1) aus Alumini umband besteht.3. Highly reflective surface material according to one of claims 1 or 2, characterized in that the carrier surface ( 1 ) consists of aluminum tape.

4. Hochreflektierendes Flächenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lackschicht (2) aus einem bestrahlungshärtbaren Lack besteht.4. Highly reflective surface material according to one of claims 1 to 3, characterized in that the lacquer layer ( 2 ) consists of a radiation-curable lacquer.

5. Hochreflektierendes Flächenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die hochreflektierende Metall schicht (3) aus Aluminium besteht.5. Highly reflective surface material according to one of claims 1 to 4, characterized in that the highly reflective metal layer ( 3 ) consists of aluminum.

6. Hochreflektierendes Flächenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die niedrigbrechende Schicht (4) aus einem Oxid besteht.6. Highly reflective surface material according to one of claims 1 to 5, characterized in that the low-index layer ( 4 ) consists of an oxide.

7. Hochreflektierendes Flächenmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigbrechende Schicht (4) aus SiO₂ besteht.7. highly reflective sheet material according to claim 6, characterized in that the low-refractive index layer ( 4 ) consists of SiO₂.

8. Hochreflektierendes Flächenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die hochbrechende Schicht (5) aus einem Oxid besteht.8. Highly reflective surface material according to one of claims 1 to 7, characterized in that the high refractive index layer ( 5 ) consists of an oxide.

9. Hochreflektierendes Flächenmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hochbrechende Schicht (5) aus TiO₂ besteht.9. Highly reflective surface material according to claim 8, characterized in that the high refractive index layer ( 5 ) consists of TiO₂.

10. Hochreflektierendes Flächenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dicken der hoch- und der niedrigbrechenden Schicht (4; 5) jeweils einem Viertel der Schwerpunktwellenlänge des zu reflektierenden Lichts geteilt durch den Brechungsindex des Materiales der jeweiligen Schicht (4; 5) entsprechen.10. Highly reflective surface material according to one of claims 1 to 9, characterized in that the thicknesses of the high and the low refractive index layer ( 4 ; 5 ) each a quarter of the focus wavelength of the light to be divided divided by the refractive index of the material of the respective layer ( 4 ; 5 ) correspond.

11. Hochreflektierendes Flächenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen der Lackschicht (2) und der hochreflektierenden Metallschicht (3) eine ener gieabsorbierende und haftvermittelnde Zwischenschicht aufgebracht ist.11. Highly reflective surface material according to one of claims 1 to 10, characterized in that between the lacquer layer ( 2 ) and the highly reflective metal layer ( 3 ) an ener giabsorbierend and adhesion-promoting intermediate layer is applied.

12. Hochreflektierende Flächenmaterial nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus siliziumorganischen Verbindungen besteht.12. Highly reflective surface material according to claim 11, characterized in that the Interlayer made of organosilicon compounds consists.

13. Hochreflektierendes Flächenmaterial nach Anspruch 12 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Zwischenschicht im Bereich von 5 bis 50 nm liegt.13. Highly reflective surface material according to claim 12 or 3, characterized in that the thickness of the intermediate layer ranges from 5 to 50 nm.

14. Verfahren zur Herstellung eines hochreflektierenden Flächenmateriales, bei dem eine aus Bandmaterial be stehende Trägerfläche beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Oberfläche des Bandmateriales mit einem durch Elektronenstrahlung härtbaren Lack beschichtet wird,
daß die Lackschicht vor der Einbringung der Träger fläche in das Vakuum einer Elektronenstrahlung zur Härtung ausgesetzt wird,
daß die metallische Reflexionsschicht und die niedrig- und die hochbrechende Schicht im Vakuum in Folge auf gebracht wird.14. A method for producing a highly reflective surface material, in which a support surface consisting of strip material is coated, characterized in that
that a surface of the strip material is coated with a lacquer curable by electron radiation,
that the lacquer layer is exposed to the electron beam for curing prior to the introduction of the carrier surface,
that the metallic reflection layer and the low and the high refractive index layer is brought up in a row.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch ge kennzeichnet, daß das Bandmaterial nach der Lackaufbringung und -härtung über ein Druckstufen system mit mehreren Druckstufen in das Vakuum einge bracht und nach der Beschichtung über ein Druckstufen system mit mehreren Druckstufen ausgebracht wird.15. The method according to claim 14, characterized ge indicates that the tape material after the Varnish application and curing via one pressure level system with several pressure levels in the vacuum brings and after coating over a pressure level system with multiple pressure levels.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, da durch gekennzeichnet, daß die Här tung der Lackschicht in Inertgasumgebung erfolgt.16. The method according to any one of claims 14 or 15, there characterized in that the hardness The coating layer is carried out in an inert gas environment.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß die Be schichtungen im kontinuierlichen Durchlauf des Metall bandes erfolgen.17. The method according to any one of claims 14 to 16, there characterized in that the Be layers in the continuous passage of the metal bandes.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, da durch gekennzeichnet, daß das Auf bringen der Metallschicht und der transparenten Oxid schichten mittels PVD-Verfahren erfolgt.18. The method according to any one of claims 14 to 17, there characterized in that the on bring the metal layer and the transparent oxide layers are made using the PVD process.

19. Verfahren nach einen der Ansprüche 14 bis 18, da durch gekennzeichnet, daß die Oxid schichten mit PVD- oder CVD-Verfahren aufgebracht werden.19. The method according to any one of claims 14 to 18, there characterized in that the oxide layers applied with PVD or CVD processes will.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, da durch gekennzeichnet, daß das Auf bringen der Metall- und der transparenten Oxidschich ten in Vakuumfolge, jedoch bei unterschiedlicher Zu sammensetzung und bei unterschiedlichem Druck des jeweiligen Arbeitsgases vorgenommen wird.20. The method according to any one of claims 14 to 19, there characterized in that the on bring the metal and transparent oxide layer ten in vacuum order, but with different conditions composition and with different pressure of the respective working gas is made.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, da durch gekennzeichnet, daß zwischen der Lackschicht und der metallischen Reflexionsschicht eine energiabsorbierende und haftvermittelnde Zwi schenschicht abgeschieden wird.21. The method according to any one of claims 14 to 20, there characterized in that between the lacquer layer and the metallic reflection layer an energy-absorbing and adhesion-promoting intermediate layer is deposited.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zwischenschicht in einem Mikrowellen-CVD-Prozeß abgeschieden wird.22. The method according to claim 21, characterized ge indicates that the intermediate layer in is deposited in a microwave CVD process.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, da durch gekennzeichnet, daß die Lack schicht vor einer Beschichtung dadurch hergestellt wird, daß der strahlenhärtbare Lack auf seiner Ober fläche vor dem Härten mit einer für die Härtungsstrah lung durchlässige Polymerfolie kaschiert wird, das die Strahlenhärtung durch die Polymerfolie vorgenommen wird und daß die Polymerfolie nach dem Härten rück standsfrei abgezogen wird.23. The method according to any one of claims 14 to 22, there characterized in that the paint layer produced before coating is that the radiation-curable lacquer on its upper area before hardening with one for the hardening beam is permeable polymer film laminated, which the Radiation curing made by the polymer film and that the polymer film back after curing is deducted without standing.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch ge kennzeichnet, daß die Lackschicht mit einer auf ihrer Kaschierseite glatten Polymerfolie kaschiert wird.24. The method according to claim 23, characterized ge indicates that the paint layer with a laminated on its laminating side with smooth polymer film becomes.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch ge kennzeichnet, daß die Lackschicht mit einer auf ihrer Kaschierseite strukturierten Polymerfolie kaschiert wird.25. The method according to claim 23, characterized ge indicates that the paint layer with a on their laminating side structured polymer film is concealed.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 25, da durch gekennzeichnet, daß die Lack schicht durch Beschichten mit einer durch Netz- und Verlaufsmittel modifizierten Lackformulierung, nach folgendem Rakeln und anschließender Härtung herge stellt wird.26. The method according to any one of claims 14 to 25, there characterized in that the paint layer by coating with a through mesh and Leveling agent modified paint formulation, after following doctoring and subsequent hardening is posed.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 26, da durch gekennzeichnet, daß als Bin demittel für den Lack zur Herstellung der Lackschicht Acrylate, Epoxide oder Vinylehter/Maleat-System einge setzt werden.27. The method according to any one of claims 14 to 26, there characterized in that as a bin detergent for the paint to produce the paint layer Acrylates, epoxies or vinyl ether / maleate system inserted be set.