DE3514282C2

DE3514282C2 -

Info

Publication number: DE3514282C2
Application number: DE3514282A
Authority: DE
Inventors: William P. Martinsville Va. Us Hodnett
Original assignee: Courtaulds Performance Films Inc (ndgesdstaates Delaware) Martinsville Va Us
Current assignee: CPFilms Inc
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1993-08-26
Also published as: SE8501855L; KR890003457B1; BR8502575A; FR2569373B1; DK172085D0; ES542387A0; AU4109085A; CA1211310A; GB8510224D0; BE903099A; IT8503425A0; GB2163441B; FI851615L; SE8501855D0; CH668063A5; NO851424L; NL8501135A; DE3514282A1; FI79340C; US4557980A

Description

Die Erfindung betrifft eine Filmstruktur mit Substrat und gehärteter Beschichtung, die einen Acrylsäureester enthält sowie eine Dicke von 1 bis 2,5 µm aufweist. Außerdem ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Filmstruktur und auf deren Verwendung als Fensterfolie gerichtet.

Abriebsbeständige Beschichtungen auf einem Substrat sind auf dem Fachgebiet bekannt. Diese Beschichtungen sind beispielsweise kratzbeständig und gegenüber Angriff durch Chemikalien und organische Lösungsmittel beständig. Typischerweise sind die Beschichtungen entweder thermisch oder durch Strahlung härtbar.

Die thermischen Härtungssysteme erfordern die Entfernung von Lösungsmitteln und das Aufbringen von Wärme zur Verarbeitung der Beschichtung. Diese Erfordernisse erhöhten die Kosten für den Energieverbrauch und den Schutz der Umwelt. Natürlich ist die Anwendung von thermischen Härtungssystemen auf wärmeempfindliche Materialien schon durch die Art des Verfahrens ausgeschlossen. Eine kontinuierliche Behandlung unter Anwendung von thermischen Härtungssystemen ist schwierig, da derartige Systeme sich nicht leicht an rasche Verarbeitung anpassen lassen. Ganz einfach erfordern thermische Härtungssysteme Wärme und eine Verweilzeit in den Härtungsöfen, um die Polymerisation der abriebsbeständigen Beschichtung zu bewirken.

Es wurde festgestellt, daß Strahlungshärtungssysteme die Nachteile der thermischen Härtungssysteme überwinden. Strahlungshärtungssysteme haben den Vorteil verringerter Energiekosten und verringerter Umweltprobleme, verringerter Behandlungstemperaturen und Behandlungszeiten im Vergleich mit thermischen Härtungssystemen.

Dicke Beschichtungen, die strahlungshärtbar sind, sind auf dem Fachgebiet bekannt. Es ist bekannt, daß ein erstes Monomer aus der Gruppe von Triacrylaten und Tetraaacrylaten mit einem zweiten Monomer mit einer N-Vinylimidogruppe vermischt und dann der Strahlungshärtung unterworden wurde. Diese Beschichtungen wurden auf verschiedene Substrate aufgebracht. Die typischen Beschichtungsstärken betrugen 1 bis 25 µm. Dickere Beschichtungen waren notwendig, um eine maximale Abriebsbeständigkeit zu erhalten. Diese allgemein dicken Beschichtungen schlossen bestimmte Anwendungen für die Beschichtung aus.

Auch die US-PS 43 08 119 befaßt sich mit einer durch Strahlung härtbaren Beschichtungsmasse, die auf eine Vielzahl von Substraten aufbringbar ist. Die Beschichtungsmasse umfaßt ein Pentaerythritpolyacrylat oder -polymethacrylat, beispielsweise Pentaerythrittetraaacrylat, einen Celluloseester und einen Photoinitiator. Dicke Beschichtungen werden nach dieser Patentschrift sogar beim Aufsprühen einer Besschichtung in der Größenordnung von 2,5 bis 38 µm erhalten.

Ein bekanntes Verfahren betrifft eine zusammengesetzte Energiesteuerungsfolie. Die Folie umfaßt eine halbtransparente reflektierende Metallschicht, die auf eine selbsttragende Polymerfolie aufgezogen und mit einer transparenten Polymerschicht als Schutz bedeckt ist. Geeignete Polymere für die Polymerschicht sind Polyethylen, Polypropylen und Polyvinylnitril. Jedoch sind die Polymeren mit niedriger Infrarotstrahlungsdurchlässigkeit und hoher Infrarotstrahlungsabsorption nachteilig. Die Dicke der Schicht beträgt vorzugsweise etwa 10 µm für eine ausreichende Abriebsbeständigkeit. Falls die Schutzschicht durch Aufziehen aus einem Lösungsmittel aufgebracht wird, sind 5 bis 15 µm eine ziemlich übliche Stärke, jedoch können Stärken bis hinauf zu 25 bis 50 µm angewandt werden. Stärken von weniger als 10 µm ergeben eine wesentlich verringerte Abriebsbeständigkeit.

Aus der US-PS 35 51 311 sind strahlungshärtbare Beschichtungen für verschiedene Materialien, wie Metall und Glas, bekannt. Die Beschichtungen können Tri- oder Tetraacrylate des Penta- oder Dipentaerythrits enthalten. Die Dicke der Beschichtungen ist relativ hoch und beträgt selbst bei kleinen Schichtdicken noch bis zu 150 µm, vorzugsweise bis zu 10 µm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filmstruktur mit Substrat und gehärteter Beschichtung anzugeben, bei dem die Beschichtung eine hohe Abriebsbeständigkeit, eine minimale Infrarotabsorption und eine verbesserte Witterungsbeständigkeit aufweist. Die Filmstruktur soll sich vor allem als Fensterfolie eignen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung gemäß dem Patentanspruch 1.

Nachfolgend werden die Merkmale der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, welche schematisch die Filmstruktur gemäß der Erfindung erläutern. Es zeigen

Fig. 1 eine erste bekannte Filmstruktur,

Fig. 2 eine zweite bekannte Filmstruktur

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Filmstruktur

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Ergebnisse von Beispiel 1,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Ergebnisse von Beispiel 2 und

Fig. 6 eine Versuchsanordnung für die Versuche in Beispiel 4.

Die Fig. 1 und 2 geben einen relativen Vergleich zwischen den als Fensterfolien verwendeten bekannten Beschichtungsfilmen, während bei Fig. 3 die Lehren der vorliegenden Erfindung angewandt wurden. Die Figuren sind im Maßstab so gezeichnet, daß 6,3 mm gleich 2,5 µm entsprechen. Die metallisierte Schicht ist nicht maßstabsgerecht gezeichnet.

Eine übliche Struktur ist in Fig. 1 gezeigt. Diese Struktur zeigt eine übliche Polyesterbeschichtung mit einer Dicke von 13,7 µm, die an einer reflektierenden Schicht anhaftet. Wenn sie einer Infrarotbestrahlung bei Raumtemperatur unterworfen wird, werden etwa 30% Infrarotstrahlung bei Raumtemperatur reflektiert. Die Fig. 2 zeigt eine bekannte Struktur unter Anwendung von Polyethylen-, Polypropylen- oder Polyacrylnitrilbeschichtungen mit einer Dicke von 5 bis 50 µm, typischerweise 13,7 µm, bei Polypropylen, deren Abriebsbeständigkeit wesentlich niedriger als diejenige der Beschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Fig. 3 zeigt das Acrylbeschichtungssystem unter Anwendung der Lehren der vorliegenden Erfindung und wird anschließend als Acrlsystem oder Acrylbeschichtung bezeichnet, die eine Dicke von 1 bis 2,5 µm besitzt und eine überlegene Abriebsbeständigkeit im Vergleich zu den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Strukturen zeigt. Etwa 60 bis 65% der Infrarotstrahlung werden reflektiert.

Eine typische Dicke für die metallisierte Schicht, beispielsweise aus Aluminium, beträgt etwa 0,02 µm.

Diese Figuren belegen die guten Ergebnisse, die gemäß der Erfindung erzielt werden. Mit den bekannten Beschichtungen werden isolierende und abriebsbeständige Eigenschaften bei Anwendung von dicken Beschichtungen aus Überzugsmaterialien mit niedriger Infrarotabsorption erhalten. Im Gegensatz zu den bekannten Beschichtungen werden gemäß der Erfindung dünne Überzüge aus Materialien mit hoher Infrarotabsorption verwendet, um eine optimale Abriebsbeständigkeit und überlegene Isoliereigenschaften zu erzielen.

Wie vorstehend angegeben, besitzt die durch Strahlung härtbare Beschichtung gemäß der Erfindung Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Die Beschichtung gemäß der Erfindung, die zum Schutz einer Metallschicht verwendet werden kann, ist etwa viermal abriebsbeständiger als Polyesterschichtungen, welche wiederum beträchtlich abriebsbeständiger sind als Polyethylen-, Polypropylen- oder Polyacrylnitrilbeschichtungen, wie sie dem Stand der Technik entsprechen. Die Beschichtung besteht aus einer Acrylbeschichtung und ist beständiger gegenüber Schädigung durch Ultraviolettlicht als die bekannten Beschichtungen. Die optische Klarheit der Beschichtung gemäß der Erfindung ist überlegen im Vergleich zu Polyethylenbeschichtungen des Standes der Technik, die von etwas milchiger Farbe sind.

Da die Beschichtung gemäß der Erfindung ein durch Strahlung gehärtetes System dargestellt, erlauben dünne Beschichtungen aus dem Acrylansatz ein äußerst hohes Ausmaß der Vernetzung und haben dadurch eine hohe Kratzbeständigkeit.

Weiterhin sind im Vergleich zu den bekannten Beschichtungen aus Polyethylen, Polypropylen oder Polyacrylnitril die Acrylsysteme gemäß der Erfindung hinsichtlich der Infrarotstrahlung bei Raumtemperaturen stark absorbierend. Jedoch kann durch sorgfältige Steuerung der Beschichtungsdicke von 1 bis 2,5 µm nach der Polymerisation eine überlegene Abriebsbeständigkeit und eine niedrige Infrarotabsorption bei Anwendung des angegebenen erfindungsgemäßen Systems erzielt werden. Die optimale Dicke wurde bei 1,8 µm festgestellt.

Thermisch gehärtete Überzüge, ganz gleich, ob auf Acrylbasis oder sonstiger Basis, erzielen ohne übermäßig lange Härtungszeiten bei hohen Temperaturen nicht die starke Vernetzung und Abriebsbeständigkeit wie die erfindungsgemäße Beschichtung. Diese unerwünschten Erfordernisse für thermisch gehärtete Systeme sind für eine kontinuierliche Verarbeitung nachteilig. Durch Strahlung gehärtete Epoxy- und Urethansysteme sind nicht so absorbierend wie die Systeme gemäß der vorliegenden Erfindung, jedoch sind derartige Systeme wesentlich weniger abriebsbeständig.

Die abriebsbeständige Beschichtung mit optimaler Infrarotabsorption gemäß der Erfindung, bei der Komponenten mit hoher Infrarotabsorption verwendet werden, wird durch Copolymerisation eines Triacrylat- oder Tetraacrylatmonomers mit Acrylsäure erhalten.

Das Acrylat besteht vorzugsweise aus Pentaerythrittriacrylat oder Pentaerythrittetraacrylat. Einzelheiten hinsichtlich des Acrylats finden sich in der US-PS 43 19 811.

Acrylsäure ist eine kritische Komponente des Beschichtungssystems, das die dünnen Beschichtungen der vorliegenden Erfindung erlaubt, so daß Beschichtungssysteme von hoher optischer Klarheit, überlegenen Haftungseigenschaften und günstigen rheologischen Eigenschaften im Vergleich zu den bekannten Beschichtungssystemen erhalten werden.

Die Herstellung des Beschichtungssystems ist üblich. Keine chemische Reaktion tritt beim Vermischen des Systems auf. Die Konzentration des Tri- oder Tetraacrylats beträgt mindestens 50%. Die Konzentration der Acrylsäure beträgt mindestens 10%. Sämtliche Konzentrationen sind auf das Gewicht des Gemisches bezogen.

Die Beschichtungen gemäß der Erfindung besitzen sowohl eine überlegene Haftung als auch chemische Beständigkeit. Insbesondere haben die Beschichtungen gemäß der Erfindung überlegene Haftungseigenschaften an Metallsubstraten im Vergleich zu bekannten Beschichtungen. Andere günstige Ergebnisse resultieren aus dem dünnen Beschichtungssystem unter Einschluß einer erhöhten Stabilität gegenüber Schädigung der Eigenschaften durch Ultraviolettstrahlung. Die überlegene optische Klarheit sowie die überlegene Abriebsbeständigkeit werden selbst im Hinblick auf den Zusatz von Acrylsäure zu dem System erzielt. Die Acrylsäure verringert die Abriebsbeständigkeit, während sie die Haftungseigenschaften derartiger Beschichtungen verbessert. Tatsächlich ist der Zusatz von Acrylsäure zu dem Ansatz ein kritisches Merkmal, welches die Herstellung von dünnen Beschichtungen erlaubt, während die überlegene Haftung und Abriebsbeständigkeit des Ansatzes beibehalten wird.

Ein weiteres kritisches Merkmal der Erfindung besteht in der Dicke der auf das Substrat aufgetragenen Beschichtung. Die Dicke der Beschichtung nach der Polymerisation liegt bei 1 bis 2,5 µm, was eine wesentliche Abnahme der Stärke gegenüber den bekannten Beschichtungen mit überlegener Abriebsbeständigkeit ist. Die bevorzugte Beschichtungsdicke nach der Polymerisation beträgt 1,8 µm. Die Stärke ist kritisch, da die Erhöhung der Stärke der Beschichtung wesentlich die Infrarotabsorption bei Raumtemperatur eines Materials mit bereits hoher Infrarotabsorption steigert. Gemäß dem Stand der Technik war das Entgegengesetzte der Fall, und man bezog sich auf dickere Beschichtungen, um Abriebsbeständigkeit und eine einheitliche Struktur zu erzielen.

Selbstverständlich kann das System durch Zusatz von üblichen Bestandteilen und bekannten Photoinitiatoren ergänzt werden. Auf dem Fachgebiet bekannte Zusätze, wie Pigmente, Benetzungsmittel und Farbstoffe oder Farbpigmente, können in den Ansatz eingearbeitet werden, um bestimmte funktionelle und ästhetische Eigenschaften zu erzielen. Die Beschichtungsmasse kann auch ein oberflächenaktives Mittel sowie Strömungsregelungs- und Verlaufmittel, organische und anorganische Farbstoffe und Pigmente, Füllstoffe, Weichmacher, Gleitmittel, Ultraviolettabsorbiermittel, Stabilisatoren und Verstärkungsmittel, wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Ton, Talk, gepulvertes Glas, gepulverte Metalle, Ruß und Glasfasern, enthalten. Die Beschichtungsmasse kann auch einen Polymerisationshemmstoff enthalten.

Die Beschichtung gemäß der Erfindung kann auf eine Vielzahl von Substraten, wie Metallen, Metalloxiden, Metallnitriden und anderen Metallverbindungen und Legierungen, die vakuummetallisiert sein können, aufgetragen werden, beispielsweise aus Aluminium, Stahl, Kupfer, Zinn, Silber, Gold, Titanoxid, Zinnoxid, Indiumoxid, Titannitrid, Indium und Mehrfachschichten hieraus. Weitere Substrate umfassen Glas, Glasfaser und Glasfaseroptik. Kunststoffsubstrate, beispielsweise aus Polyester, Polycarbonat und Polyvinylchlorid, sind brauchbare Substrate, die gemäß der Erfindung beschichtet werden können. Sämtliche Substrate, die vakuummetallisiert werden können, sind geeignete Substrate. Das Substrat kann eine Kombination der vorstehenden Substrate umfassen. So kann das Substrat eine oder mehrere Schichten von Substratmaterialien enthalten, beispielsweise ein Silbersubstrat zwischen Metalloxidsubstraten. Die Gesamtdicke der Schichten oder Kombinationen von Schichten kann etwa 0,005 bis 0,1 µm für Metallschichten oder für Kombinationen aus Metall und Metallverbindungen betragen. Aluminiumschichten sind bevorzugt, jedoch können auch andere Metalle oder Kombinationen von Schichten verwendet werden.

Das Beschichten kann durch übliche Verfahren erzielt werden unter Einschluß von Eintauchen, Spinnen, Sprühen, Gießvorhängen, Tiefdruck- und Walzenbeschichtung. Vorzugsweise wird die Beschichtung unter Anwendung von üblichen Tiefdruck- oder Walzbeschichtungsverfahren erzielt, welche die überlegenen dünnen Beschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung erlauben.

Übliche Strahlungshärtungsverfahren werden gemäß der Erfindung angewandt. Derartige Verfahren umfassen entweder Ultraviolettstrahlen oder Elektronenstrahlen, also Strahlung, die bei Polymerisationen angewandt wird, welche durch freie Radikale induziert werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt die folgenden Stufen. Eine Stufe ist die Herstellung einer Beschichtungsmasse, welche ein Gemisch der vorstehend aufgeführten, durch Strahlung polymerisierbaren Monomeren einschließlich des Zusatzes von Acrylsäure umfaßt. Die nächste Stufe ist die Aufbringung des Gemisches auf ein Substrat unter Anwendung der genannten Verfahren. Das Verfahren umfaßt auch die kritische Stufe der Beschichtung des Substrates in einer Dicke nach der Polymerisation von 1 bis 2,5 µm. Dann wird diese Beschichtung polymerisiert, um eine Filmstruktur zu erhalten. Das Substrat kann aus einem Metall- oder Nichtmetallsubstrat bestehen. Die Filmstruktur wird wie ein übliches Fensterprodukt angewandt.

Es wird das Triacrylat- oder Tetraacrylatmonomere dem Acrylsäuremonomeren in den vorstehend aufgeführten Konzentrationen zugesetzt. Dieses Beschichtungsgemisch wird auf ein Substrat aufgetragen, das aus einem Metall- oder Nichtmetallsubstrat bestehen kann, wobei beispielsweise ein übliches direktes Tiefdruckbeschichtungsverfahren angewandt wird. Bei diesem Verfahren wird ein gravierter Zylinder benutzt, der sich in einem Beschichtungsbad kontinuierlich dreht. Der Überschuß an Beschichtung wird von der Oberfläche des Zylinders unter Anwendung üblicher Abstreifverfahren oder Umkehrwinkelabstreifverfahren abgestreift. Dann wird der abgestreifte Zylinder kontinuierlich mit dem Substrat kontaktiert, wodurch das Beschichtungsgemisch in den Vertiefungen des Tiefdruckzylinders kontinuierlich auf das zu beschichtende Substrat übertragen wird. Die Beschichtung wird dann auf dem Substrat in bekannter Weise strahlungspolymerisiert. Selbstverständlich findet die Behandlung typischerweise kontinuierlich statt, kann jedoch auch ansatzweise erfolgen.

Eine Grundierschicht kann zwischen der Beschichtung und dem Substrat enthalten sein. Die Grundierschicht kann beispielsweise aus einem Polylyesterharz aufgebaut sein, welches eine hohe Infrarotabsorption besitzt. Der Zweck der Grundierschicht ist prinzipiell darin zu sehen, daß die Haftung der Beschichtung an dem Substrat gefördert wird.

Beispiel 1

Dieses Beispiel zeigt die Beziehungen zwischen dem Emissionsvermögen und der Beschichtungsdicke für drei Arten von Beschichtungen. Definitionsgemäß ist die Summe aus Infrarot-Reflexionsvermögen und Emissionsvermögen von Infrarotstrahlung reflektierenden Oberflächen oder Systemen gleich 1. Die in Betracht kommende Infrarotstrahlung (Wellenlänge 4 bis 40 µm) wird von einer Metallschicht, die mit einer für Infrarotstrahlung durchlässigen Schicht geschützt ist, reflektiert. Das gesamte Emissionsvermögen eines Systems (Metall und Schutzbeschichtung) läßt sich als kombinierte Absorption von Metallschicht und Schutzschicht betrachten. Je kleiner der gesamte Emissionswert ist, desto wirksamer ist das System im Hinblick auf das Infrarotreflexionsvermögen. Je größer das Infrarotreflexionsvermögen ist, desto geringer ist der Wärmeverlust des Systems, da die nicht in den Raum zurückreflektierte Infrarotstrahlung durch den Rest der Fenstereinheit absorbiert und zu der kühleren Außenluft transportiert wird. Die folgende Beziehung faßt diese Gesichtspunkte zusammen:

% Infrarotreflexionsvermögen eines Systems = [1-(Gesamtemissionsvermögen des Systems)] × 100

Die Werte zeigen, daß die Acrylbeschichtung die am stärksten absorbierende (bezogen auf Dicke) der drei gezeigten Beschichtungen ist. Jedoch gleicht das Acrylsystem gemäß der vorliegenden Erfindung diesen Fehler durch eine überlegene Abriebsbeständigkeit aus, und bei einer Dicke von 1,8 µm wird immer noch der Vorteil des Infrarotreflexionsvermögens (62% gegenüber 35%) gegenüber einer üblichen Fensterfolie beibehalten, bei der die Schutzschicht aus einer Polyethylenterephthalatfolie mit einer Dicke von 13,7 µm besteht.

Die Acrylbeschichtung gemäß Beispiel 1 wurde durch Vereinigung von 70 Teilen Pentaerythrittetraaacrylat mit 25 Teilen Acrylsäure hergestellt. Das Pentaerythrittetraacrylat muß auf etwa 38°C erwärmt werden, da das Monomere üblicherweise einen Feststoff bei Raumtemperatur darstellt. Nachdem das Pentaerythrittetraacrylat vollständig verflüssigt ist, wird die Acrylsäure zugesetzt und gründlich homogen eingemischt. Ein Photoinitiator (1-Hydroxycyclohexylphenylketon) wird zugesetzt und das Vermischen wird fortgesetzt, bis der Photoinitiator vollständig gelöst ist. Photoinitiatoren werden nicht einem System zugesetzt, das durch Elektronenstrahlung polymerisiert werden soll. Der Photoinitiator liegt in einer Menge von 3 bis 8 Gewichtsteilen vor. Das Vermischen wird fortgesetzt, bis die Bestandteile gründlich in dem Beschichtungsgemisch gelöst sind. Das Beschichtungsgemisch wird filtriert, auf die Metallseite der vakuummetallisierten Polyethylenterephthalatfolie durch direkten Tiefdruck aufgetragen und durch Ultraviolettstrahlung polymerisiert, so daß die Acrylbeschichtung gemäß Beispiel 1 erhalten wird.

Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt und werden in Fig. 4 gezeigt.

Tabelle I

Gesamtwerte des Emissionsvermögens für drei Schutzbeschichtungen (sämtliche Schutzbeschichtungen auf eine metallisierte Schicht mit einem Emissionsvermögen von 0,14 aufgetragen)

Die Acrylbeschichtung von Beispiel 1 wurde erfolgreich auf verschiedene vakuummetallisierte Oberflächen, wie Metalle, Metallegierungen und Metalloxide aufgetragen. Die Metalle waren Aluminium, Kupfer, Titan, Silber, Stahllegierung und Chromlegierung. Die Metalloxide waren Titanoxid, Indiumoxid, Indiumlegierungsoxid und Zinnoxid. Der vakuummetallisierte Film in Beispiel 1 ist für eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von 18 bis 20% metallisiert. Dies ergibt eine Metalloberfläche mit einem gesamten Emissionsvermögen von etwa 0,14.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zeigt die Änderung der Trübungswerte bei unterschiedlichen Beschichtungsdicken für die Acrylbeschichtung nach Beispiel 1. Die Acrylschutzbeschichtungen wurden auf eine Polyethylenterephthalatfolie von 50,8 µm aufgebracht. Die Änderung der Trübungswerte für die in Betracht gezogenen Beschichtungsdicken können genauer gemessen werden, wenn die Beschichtung auf nichtmetallisierten Folien bewertet wird. Die Acrylprobebeschichtungen wurden auf einem Tabor-Abschleifgerät abgeschliffen, wie es gemäß ASTM D 1004-56 vorgeschrieben ist (CS-10-Räder, 1000 g Belastung je Rad, 100 Zyklen). Die Trübungsmessungen wurden unter Anwendung eines üblichen Hunter- Trübungsmeßgerätes vorgenommen. Die Dickenmessungen erfolgten unter Anwendungen einer üblichen Dünnfilmstiftmeßvorrichtung. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle und Fig. 5 gezeigt.

Tabelle II

Durchschnittliche Änderung des Trübungswertes für eine 50,8 µm-Polyethylenterephthalatfolie mit der Beschichtung nach Beispiel 1

Eine Dicke von 1,8 µm ist für die Beschichtung gemäß der Erfindung optimal. Dies ergibt sich aus folgendem:

1. 1,8 µm sind optimal, wie den Ergebnissen von Beispiel 1 zu entnehmen ist.
2. Der Verlauf der Kurve (Fig. 5) zeigt, daß für Dicken von weniger als 1,8 µm die Änderung der Trübungswerte stark zunimmt.
3. Der Bewitterungstest gemäß dem nachfolgenden Beispiel 5 zeigt, daß eine Beschichtung von 1 µm die minimale Dicke ist, die einen ausreichenden Metallschutz liefert.
4. Der Test mit 0000-Stahlwolle aus dem nachfolgenden Beispiel 4 zeigt, daß eine Dicke von 1 µm die Untergrenze ist, um den Vorteil einer deutlichen Abriebsbeständigkeit gegenüber einer Polyethylenterephthalatfolie und der bei der üblichen Fensterfolienstruktur angewandten Metallschutzschicht zu erzielen.
5. Dünne Beschichtungen mit einem Refraktionsindex nahe 1,5 zeigen Interferenzfarben bei einer Dicke von weniger als 1 µm, wenn sie auf eine metallisierte Oberfläche aufgebracht sind. Der Effekt ist ähnlich wie bei einem dünnen Ölfilm auf Wasser. Geringfügige Unterschiede in der Beschichtungsdicke können Farben ergeben, welche bei einer Fensterfolie unerwünscht sind.
6. Beschichtungen mit einer Dicke über 2,5 µm verringern die Änderung der Trübungswerte nicht wesentlich. Außerdem sind dickere Beschichtungen teurer und erzeugen Unebenheiten der Oberfläche der Fensterfolie, wodurch deren Verarbeitung erschwert wird.

Beispiel 3

Dieses Beispiel belegt den Unterschied zwischen zwei Ansätzen der Acrylbeschichtung von Beispiel 1 hinsichtlich der Haftung der Beschichtung an der Aluminiumschicht einer metallisierten Polyethylenterephthalatfolie von 50,8 µm. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Tabelle III

Die zur Bewertung der Haftung angewandten Tests sind nachfolgend beschrieben:

X-Kreuzschnitt-Bandtest

Bei diesem Test wurde mit der Spitze eines Rasiermessers ein "X" in die Beschichtung eingeschnitten. Ein Klebeband wurde über den Kreuzschnitt aufgeklebt und von Hand in der Ebene der Beschichtung rasch abgezogen. Die Entfernung von mehr als nur Spuren der Beschichtung bedeutet daß die Beschichtung den Test nicht bestanden hat.

Rolltest

Bei diesem Test wurde die beschichtete Probe zwischen Daumen und Zeigefinger gelegt und um 180° auf sich selbst gefaltet (beschichtete Seite der Probe den Fingern zugewandt. In dieser Anordnung wurde die beschichtete Probe vorwärts und rückwärts zwischen den Fingern gerollt (mäßiger bis starker Fingerdruck; 10 Zyklen). Jedes sichtbare Abblättern der Beschichtung oder ein Verlust der Haftung an dem Metall bedeutet, daß der Test nicht bestanden wurde.

Beispiel 4

Dieses Beispiel belegt die Unterschiede zwischen den drei Systemen von Beispiel 1 hinsichtlich der Kratzbeständigkeit mit 0000-Stahlwolle. Bei diesem Test wurde ein Polster aus 0000-Stahlwolle (mit gerade ausreichendem Druck, um beide Oberflächen zu zerkratzen) über die Zwischenoberflächen einer gefalteten Probe gerieben. Auf diese Weise kann die Stahlwolle-Kratzbeständigkeit beider Oberflächen direkt verglichen werden. Die Oberfläche mit der größeren Kratzbeständigkeit hat die kleinere Anzahl von Kratzern. Die Ergebnisse der Anwendung dieses Tests auf die drei Systeme von Beispiel 1 sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:

Tabelle IV

Die Versuchsanordnung für diesen Test ist in Fig. 6 gezeigt.

Beispiel 5

Dieses Beispiel belegt die Beständigkeit gegen simulierte Bewitterung einer Metallacrylschutzschicht im Vergleich zu einer Polypropylenschutzschicht. Beide Schutzschichten wurden alternierenden Kreisläufen von Ultraviolettbestrahlung und Feuchtigkeitskondensation unterworfen. Die Proben wurden in einem Bewitterungstestgerät mit beschleunigter Wirkung während eines Zeitraumes von 144 h behandelt, wobei alternierend 8 h Ultraviolettbestrahlung bei 60°C und 4 h Feuchtigkeitskondensation bei 40°C auf die Testprobe einwirkten. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:

Tabelle V
Schutzschicht
Ergebnis nach 144 h
Acrylbeschichtung (Beispiel 1)
keine sichtbare Änderung
Polypropylenschutzschicht	Schutzschicht zeigte Rißbildung und Schichtablösung

Beispiel 6

Dieses Beispiel belegt den Unterschied eines Acrylansatzes ohne Acrylsäure gegenüber 20% Acrylsäure. Der Tabor-Test erfolgte auf Beschichtungen, die auf eine Polyethylenterephthalatfolie mit einer Dicke von 25,4 µm aufgetragen war.

Tabelle VI

Dieses Beispiel zeigt, daß der Zusatz von etwa 20% Acrylsäure für Überzüge mit gleicher Dicke die Abriebsbeständigkeit verringert (d. h. die Δ-Trübungswerte erhöht).

Claims

1. Filmstruktur mit Substrat und gehärteter Beschichtung, die ein Tri- oder Tetraacrylat enthält sowie eine Dicke von 1 bis 2,5 µm aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einem durch Bestrahlung copolymerisierten Gemisch aus mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf die Beschichtung, eines Triacrylat- oder Tetraacrylatmonomers und mindestens 10 Gew.-%, bezogen auf die Beschichtung, an Acrylsäure sowie üblichen Zusatzstoffen besteht.

2. Filmstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Metall besteht.

3. Filmstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem Nichtmetall besteht.

4. Filmstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung 1,8 µm beträgt.

5. Filmstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen dem Substrat und der Beschichtung eine Grundierschicht aufweist.

6. Filmstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundierschicht aus einem Polyesterharz besteht.

7. Filmstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Triacrylatmonomer Pentaerythrittriacrylat ist.

8. Filmstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tetraacrylatmonomer Pentaerythrittetraacrylat ist.

9. Filmstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus mehr als einer Schicht besteht.

10. Filmstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eine Silberschicht ist, die zwischen Metalloxidschichten angeordnet ist.

11. Filmstruktur nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Aluminium besteht.

12. Verfahren zur Herstellung einer Filmstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Gemisch aus mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf die Beschichtungsmasse, eines durch Bestrahlen polymerisierbaren Triacrylat- oder Tetraacrylatmonomers und mindestens 10 Gew.-%, bezogen auf die Beschichtungsmasse, Acrylsäure sowie üblichen Zusatzstoffen eine Beschichtungsmasse gebildet und in einer Menge entsprechend einer Dicke nach der Polymerisation von 1 bis 2,5 µm auf ein Substrat aufgebracht sowie durch Bestrahlen polymerisiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bestrahlen mit UV- oder Elektronenstrahlen durchgeführt wird.

14. Verwendung der Filmstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Fensterfolie.