Technik

Die von SUN CONTROL verwendeten Folientypen werden auf der modernsten und leistungsfähigsten Sputtering-Anlage der Welt, in den USA, hergestellt. Die Folientypen werden von einem unabhängigen Institut für Materialprüfung (D.S.E.T. Inc.) in Phönix / Arizona einem fünfjährigen Dauertest unterzogen. Während dieser Zeit dürfen die solartechnischen Werte, wie zum Beispiel UV-Absorption, trotz extremer Umwelteinflüsse prozentual nicht abbauen. Hauptverantwortlich für die überlegene Alterungsbeständigkeit der Qualitätsfolien ist das Sputtering-Verfahren.

Sputtering-Metallisierung

Bilder sagen mehr als Worte! Diese elektronen-mikroskopische Abbildung A zeigt, wie gleichmäßig das Sputtering-Verfahren die Polyesterfilme metallisiert. Durch den High-Tech-Sputtering-Prozess wird das Metall in die Trägerschicht eingebettet. Atom für Atom, mit maximaler Präzision!

Dieses aus der Raumfahrttechnologie abgeleitete Verfahren ist verantwortlich für die überragende Farbstabilität und Langzeithaltbarkeit der Sputter-Folien.

Im Gegenzug hierzu illustriert Abbildung B eindrucksvoll den Unterschied zwischen der Sputtering-Technologie und der konventionellen
Metallisierung durch Aufdampfung: Diese Technik kann die Metallpartikel lediglich auf der Oberfläche ablagern.
Die Unterschiede in der Dicke der aufgedampften Metallschicht sind deutlich als Gebirgskämme erkennbar und es ist leicht vorstellbar, dass die so entstehenden Oberflächendefekte in optischen Störungen und Demetallisierungs- Effekten resultieren.

Warum ist das Sputtering-Verfahren so überlegen?

Die meisten herkömmlichen Sonnenschutzfolien werden mit dem sogenannten Bedampfungsverfahren metallisiert: Auf eine hauchdünne Polyester-Trägerfolie wird Aluminium aufgedampft. Dieses Verfahren kann die Metallbeschichtung lediglich auf der Folienoberfläche ablagern – die Gefahr einer partiellen Ablösung (Demetallisierung) durch mechanische oder chemische Einflüsse ist nicht von der Hand zu weisen.

Demgegenüber besitzt das bei der Herstellung von hochwertigen Folien verwendete Sputtering deutliche Vorteile: Bei diesem High-Tech-Verfahren werden die Metallpartikel auf molekularer Ebene in das Trägermaterial eingebettet – es gibt also keine auf der Oberfläche liegende Schicht, welche sich mit der Zeit ablösen könnte.
Elektronenmikroskopische Aufnahmen belegen einen weiteren Vorsprung der Sputtering-Technologie: Die Metallisierung fällt weitaus gleichmäßiger aus, weil der Prozess viel präziser steuerbar ist. Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche, welche als optische Defekte erkennbar sind, treten prinzipbedingt nicht auf.

Mit dem Sputtering-Verfahren hergestellte Folien liegen in Bezug auf optische Klarheit, Erscheinungsbild, Lebensdauer und Farbstabilität eindeutig vorne!

Im Sputtering-Verfahren können nahezu alle denkbaren Metalllegierungen und Edelmetalle (Aluminium, Edelstahl, Titan, Silber, Gold, Platin, usw.) verarbeitet werden. Bei der herkömmlichen Bedampfung kommt nur Aluminium zur Metallisierung in Frage. Legierungen können aufgrund der unterschiedlichen Schmelzpunkte nicht verwendet werden.

HART COAT

Die von SUN CONTROL verwendeten Sonnenschutzfolien, Innen- und Außenbereich, sind mit einer sogenannten Hart-Coat-Beschichtung versehen.

Diese Beschichtung bzw. Oberflächenveredelung dient als Kratzschutz und sorgt für eine längere Lebensdauer unserer Folientypen. Das Hart-Coat-Verfahren kommt aus der Oberflächenveredelungstechnik. Zusammen mit dem Sputtering-Verfahren, das ursprünglich aus der Raumfahrt abgeleitet wurde, sind wir heute in der Lage, High-Tech-Folien mit hervorragenden Eigenschaften anzubieten.

Was ist Hart-Coat, woher kommt es und wie wird es angewendet?

HART-COAT® (kurz HC) ist eine speziell entwickelte Beschichtung zur funktionellen Veredelung von Aluminiumwerkstoffen (Harteloxal).

HART-COAT®-Schichten werden durch anodisches Oxidieren in einem kalten Säureelektrolyten erzeugt. Mit Hilfe von elektrischem Strom wird auf der Werkstückoberfläche eine harte, keramikähnliche Aluminiumoxidschicht gebildet. Diese Aluminiumoxidschicht besteht überwiegend aus amorphem ?-Aluminiumoxid und bildet sich in Form regelmäßiger hexagonaler Zellen senkrecht zur Werkstückoberfläche, umhüllt das Werkstück und schützt es dadurch hervorragend gegen Verschleiß und Korrosion. Das Hartcoatieren ist eine besonders vielseitige Harteloxal-Beschichtung mit verschiedenen Verfahrensvarianten und Nachbehandlungsmöglichkeiten durch PTFE (Polytetrafluorethylen) und Nachverdichtung. Das Verfahren entspricht der Norm ISO 100 74.

HART-COAT® verleiht Aluminiumwerkstoffen zahlreiche funktionelle Eigenschaften. So sind derart beschichtete Werkstoffe in unterschiedlichsten Bereichen, z.Bspl. Maschinenbau, Armaturenbau, Automobilbau, Bergbau, Büro- und Datentechnik, Energie- und Reaktortechnik, Haushaltsgeräteindustrie, Lebensmittelindustrie, medizinischer Gerätebau, Mess- und Regeltechnik, Pharmaindustrie und Wehrtechnik, einsetzbar.

• Verschleißfestigkeit und Härte: Die hohe Verschleißfestigkeit beruht auf der Härte und der Morphologie des Aluminiumoxids, welche legierungsabhängig ist. Die erzielbare Härte der HART-COAT®-Schicht liegt je nach Zusammensetzung und Struktur des Grundmaterials zwischen 400 und 500 HV 0,025.
• Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit beträgt etwa 1/10 bis 1/30 der Wärmeleitfähigkeit des Grundmaterials.
• Temperaturbeständigkeit: HART-COAT®-Schichten können kurzzeitige Temperaturspitzen bis 2.200 K überstehen.
• Spezifischer elektrischer Widerstand: Der spezifische elektrische Widerstand beträgt bei 20°C 4×1015 Ωcm, bei 100°C 0,8 x1015 Ωcm und bei 200°C 0,11×1015 Ωcm.
• Durchschlagfestigkeit: Die Durchschlagfestigkeit ist legierungsabhängig und steigt mit zunehmender Schichtdicke an, jedoch nicht proportional. Der arithmetische Mittelwert aus zehn Einzelmessungen nach ISO 2376 beträgt bei 30 µm HC auf AlMgSi1: 914 V und bei 50 µm HC auf AlMgSi1: 1213 V.

Bitte beachten Sie, dass alle hier aufgeführten technischen Werte unter den dort genannten Testbedingungen gelten. Wir weisen deshalb ausdrücklich darauf hin, dass aufgrund der unterschiedlichen Einsatzbedingungen nur ein Praxistest beim Anwender über die Leistungsfähigkeit der Schicht bzw. des Schichtsystems Auskunft geben kann.

Nachbehandlung

HC-PLUS / HC-PLUS 2 / HC-Nachverdichtung

PTFE (Polytetraflourethylen) wird nachträglich auf die HART-COAT®-Schicht aufgebracht und verbessert Gleit- und Korrosionsverhalten sowie Trockenschmiereigenschaften des behandelten Werkstücks. Die Antiadhäsionseigenschaft von HC-PLUS erleichtert zudem die Oberflächenreinigung des Endprodukts.
HC PLUS 2 ist eine Oberflächenimprägnierung einer HC-Schicht mit PTFE, also Polytetraflourethylen. Sie verbessert das Gleit- und Korrosionsverhalten des behandelten Werkstücks. Darüber hinaus ermöglichen die in die HC-Schicht eingelagerten PTFE-Teilchen optimale Trockenschmiereigenschaften ohne zusätzlichen Schichtaufbau. Bei abrasivem Verschleiß bleiben zudem die Gleiteigenschaften der Schicht erhalten. Die HART-COAT®-Schicht besteht aus Aluminiumoxid in Form regelmäßiger Zellen, wobei jede Zelle eine Pore besitzt. Die Nachverdichtung eines beschichteten Werkstücks wird in der Regel in vollentsalztem Wasser zumeist ohne Verdichterzusätze zwischen 96 und 100°C durchgeführt. So schließen sich die Poren der HC-Schicht, wodurch ihr ohnehin gutes Korrosionsverhalten weiter verbessert wird.

Das Verfahren

HART-COAT®, kurz HC genannt, ist eine hartanodische Oxidation, die Aluminiumwerkstoffe vor Verschleiß und Korrosion mit einer harten, keramikähnlichen Schicht schützt.

HC-GL ist eine Verfahrensvariante von HART-COAT®, die sehr glatte und verschleißfeste Schichten auf Aluminium-Werkstoffen erzeugt. HC-GL-Schichten werden durch anodische Oxidation in einem gekühlten Säureelektrolyten spezieller Zusammensetzung gebildet. Diese weisen ein sehr viel niedrigeres Porenvolumen bei gleichzeitig geringerem Porendurchmesser auf als die mit herkömmlichen Anodisationsverfahren erzeugten Schutzschichten. Für den Konstrukteur ist zu beachten, dass sich die Maße eines Bauteils lediglich um 1/3 der Gesamtschichtdicke ändern.

Grundwerkstoffe für die HC-GL-Veredelung:
HC-GL-Oberflächenveredelungen können überall dort eingesetzt werden, wo für Aluminiumwerkstoffe Korrossionsschutz, Verschleißbeständigkeit, Maßhaltigkeit, Gleitverhalten oder Isolation erforderlich ist. HC-GL-Schichten zeichnen sich durch gute haftung auf dem Grundwerkstoff aus. Nahezu alle technisch interessanten Aluminium-, Knet- sowie Guss- und Druckgusslegierungen lassen sich HC-GL veredeln. Hier dürfen die Gehalte an Kupfer, Silizium und Blei bestimmte Werte nicht überschreiten.

Farbe der HC-GL-Schicht:
Die farbe der HC-GL-Schicht ist legierungsabhängig. Bei reinem Aluminium (Al 99,5) ist sie goldgelb. Je mehr Legierungsbestandteile hinzukommen, desto mehr verändert sich die farbe in Richtung graugelb.

Schichtdicke und Toleranz:
Typischerweise werden Schichten bis zu 25μm Dicke aufgebracht. Die Schichtdickentoleranzs beträgt in der Regel legierungsabhängig ±3 μm.

Aufrauung:
Im Gegensatz zu herkömmlichen Harteloxalverfahren zeichnet sich die HC-GL-Veredelung durch eine besonders geringe Aufrauung aus, die je nach verwendetem Substrat zwischen Ra = 0,1 – 0,2 μm liegt. Bei hoher Ausgangsrauhigkeit ist die Zunahme geringer.

Härte:
Die Härte der HC-GL-Schicht ist legierungsabhängig und liegt bei den gängigen Legierungen bei 500 ± 50 HV 0,025.

Gleiteigenschaften:
Die im Gleitversuch mit Stift-Scheibe-Tribometer ermittelte Reibungszahl von HC-GL beträgt durchschnittlich 0,73 (FN = 5N; v = 6m/min; 9.000 Umdrehungen).

Verschleißfestigkeit:
Das Verhalten bei abrasivem Verschleiß ist äußerst gut.

Elektrische Durchschlagfestigkeit:
Die elektrische Durchschlagfestigkeit ist legierungsabhängig und liegt bei ca. 30 V/µm.

Oberflächenimprägnierung:
Abhängig von der Rauhigkeit der Ausgangsoberfläche kann je nach Anwendungsfall eine Imprägnierung der Schicht mit PTFE zur weiteren Verminderung von Reibung (z.Bspl. Stick-Slip-Effekt) und Verschleiß sinnvoll sein.

Korrosionsbeständigkeit:
Auch ohne Nachverdichtung ist die Korrosionsbeständigkeit einer HC-GL-Schicht ausgezeichnet. Sie übersteht eine Testzeit von weit über 2.000 h in der Sprühkammer nach DIN EN ISO 9227 ( z. Bspl. 0-2 Korrosionspunkte an 25 µm HC-GL auf AlMgSi1).

Quelle HART-COAT: AHC Oberflächentechnik

Definition solaroptischer Begriffe

Transmission

Summe der gesamten Strahlungsintensität, welche durch ein gegebenes Verglasungssystem hindurchdringt. Ausgedrückt in Prozent.
100% = vollkommene Durchlässigkeit
0% = totale Undurchlässigkeit

Reflektion

Summe der Sonnenenergie, die vom Verglasungssystem nach außen reflektiert wird.
100% = vollkommene Reflektion
0% = totale Durchlässigkeit

Absorption

Die Menge der vom Glas aufgenommenen, in Wärme umgewandelten Strahlungsenergie. Sie wird nur zum Teil im Glas gespeichert und geht je nach Richtung des Temperaturgefälles nach innen oder außen über.
100% = totale Durchlässigkeit
0% = vollkommene Absorption

UV-Transmission

Summe des ultravioletten Spektralanteils der Sonnenstrahlung, welcher durch das Verglasungssysten hindurchdringt. Die energiereiche UV-Strahlung trägt maßgeblich zum Ausbleichen von Gegenständen bei, welche längere Zeit dem Sonnenlicht ausgesetzt sind.
100% = vollkommene UV-Durchlässigkeit
0% = totale UV-Blockade

U-Faktor

Faktor der Leitfähigkeit des Verglasungssystems, auch als Gesamtwärme-
übertragungskoeffizient bezeichnet. Er gibt den Umfang des Wärmeflusses durch das Verglasungsmaterial in Relation zur Zeit an und drückt somit auch die Isolierfähigkeit aus. Der U-Faktor wird angegeben in BTU (British Thermal Units) pro Quadratfuß pro Stunde pro Grad Fahrenheit.
Je niedriger dieser Wert, desto höher ist die Isolierfähigkeit des Verglasungssystems.

Emmisvity

Dieser Wert beschreibt die Fähigkeit einer bestimmten Oberfläche, Wärmestrahlung zu absorbieren oder zu reflektieren.
Je niedriger dieser Wert, desto weniger Raumwärme wird absorbiert, d.h. mehr Wärme wird in den Raum zurück reflektiert.

Schattierungskoeffizient

Das Verhältnis des Sonnenwärmegewinns durch ein bestimmtes Verglasungssystem zu dem Sonnenwärmegewinn der unter gleichen äußeren Bedingungen resultieren würde, wenn das Fenster aus klarem, doppelt starkem Fensterglas wäre. Dieser Wert drückt somit die Sonnenabschirmungsfähigkeit einer bestimmten Verglasung in Relation zu Klarglas als Verhältniszahl aus.
Je kleiner der Wert, desto höher ist die Sonnenabschirmungsfähigkeit des Fensters.

Gesamte am Glas reduzierte Strahlung

Prozentsatz der Sonnenenergie, der durch Reflektion und Ableitung zurückgeworfen wird.
Je höher dieser Wert, desto mehr Strahlung wird reduziert.