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Die Erfindung betrifft eine Laser-Transferfolie zum dauerhaften Beschriften von Bauteilen
aus einer Trägerschicht, wobei auf der unteren Seite der Trägerschicht eine Klebeschicht
mit pigmentierter Grenzschicht vorhanden ist.
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Zur Kennzeichnung von Bauteilen an Fahrzeugen, Maschinen, elektrischen und
elektronischen Geräten finden unter anderem technische Etiketten Verwendung, so als
Typenschilder, als Steueretiketten für Prozeßabläufe sowie als Garantie- und
Prüfplaketten.
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Die Kennzeichnung mittels Laseretiketten und bedruckter oder lackierter Metallschilder
besitzt gerade in der Automobilindustrie, insbesondere für hochwertige Markierungen,
einen zunehmenden Stellenwert. Auf diese Weise werden Informationen und Hinweise,
wie Reifendruck oder Treibstoffart, für den späteren Nutzer auf verschiedensten Bauteilen
des Automobils plaziert. Auch in den vorgeschalteten Fertigungsstufen können wichtige
Produktionsdaten über ein Laseretikett transportiert werden.
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Für diese Anwendung kann das Etikett mit einem Barcode beschriftet werden. Durch ein
geeignetes Lesegerät erhält ein Montageteam die Möglichkeit, direkt an der
Fertigungsstraße Informationen über Modell, Farbe und Sonderausstattung durch den
Barcode auszulesen.
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Neben diesen Standardinformationen werden aber auch sensible Sicherheitsdaten, wie
Fahrgestell- und Identifikationsnummern, durch Etiketten am Fahrzeug plaziert. Im Fall
von Diebstahl oder Unfall sind diese Informationen für eine Rückverfolgung von Fahrzeug
und Fertigungsstufen von großer Bedeutung.
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Das eingesetzte Etikettenmaterial muß daher, um Manipulationsversuchen
entgegenzuwirken, möglichst fälschungssicher sein. Es darf sich nicht zerstörungsfrei
vom Verklebungsgrund ablösen.
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Zusätzliche Sicherheit wird über die hohe Brüchigkeit des Materials in Kombination mit
hohen Klebkräften erreicht. Die Klebkraft des Materials auf dem Haftgrund spielt eine
große Rolle. Sie ist für den Widerstand gegen einen Manipulationsversuch durch Ablösen
ausschlaggebend.
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Neben dem Standardmaterial gibt es modifizierte Etiketten, die durch weitere
Sicherheitsmerkmale, wie Prägungen, Hologramme oder einen bleibenden UV-Abdruck
(footprint), eine Nachahmung des Materials unmöglich machen sollen.
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Leistungsfähige, steuerbare Laser zum Einbrennen von Markierungen, wie Schriften,
Codierungen und dergleichen, sind verbreitet. An das zu beschriftende beziehungsweise
das zur Beschriftung eingesetzte Material werden unter anderem folgende
Anforderungen gestellt:
- - Es soll schnell beschriftbar sein.
- - Es soll ein hohes räumliches Auflösungsvermögen erreicht werden.
- - Es soll in der Anwendung möglichst einfach sein.
- - Die Zersetzungsprodukte sollen nicht korrosiv wirken.
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Darüber hinaus werden für besondere Fälle zusätzliche Eigenschaftsmerkmale gefordert:
- - Die mittels Belaserung hergestellten Zeichen sollen so kontrastreich sein, daß sie
auch unter ungünstigen Bedingungen über weite Entfernungen fehlerfrei gelesen
werden können.
- - Hohe Temperaturbeständigkeit soll gegeben sein, beispielsweise bis über 200°C.
- - Gute Beständigkeit gegen Bewitterung, Wasser und Lösungsmittel ist erwünscht.
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Beim Einsatz von flachen, scharfen Klingen gelingt es, Etiketten vollständig vom Substrat
abzutrennen. Besonders auf Kunststoffuntergründen, wie Polyethylen oder Polypropylen,
zeigt der Verbund zwischen Klebmasse und Untergrund Schwächen.
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Trotz einer erhöhten Klebkraft auf metallischen oder lackierten Substraten ist
es auch dort möglich, durch Einsatz spezieller Werkzeuge einen Teil der Etiketten ohne
Zerstörung abzulösen. Ein spezielles Klingenwerkzeug kann in einem flachen Winkel
unter das Etikett geführt werden. Durch vorsichtige Schneidebewegungen ist es möglich,
eine Kante anzuheben, wodurch ein so genannter Anfasser entsteht. Auf diese Weise
erzeugt man einen Angriffspunkt, der ein Ablösen vereinfacht.
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Falls die Beschriftungen nicht mit einem Laseretikett auf das Bauteil aufgebracht werden
sondern mittels Aufdruck, besteht für Dritte leicht die Möglichkeit, die Beschriftung
abzuwaschen oder abzurubbeln. Auch reicht oft das einfache Reiben des beschrifteten
Gegenstands an einem zweiten Gegenstand, zum Beispiel einer Verpackung, um die
einzelnen Buchstaben oder Ziffern zu schwächen
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Laser-Transferfolie zu schaffen, die das schnelle und
präzise Beschriften beliebiger Bauteile ermöglicht, die der genannten Forderung der
verbesserten Fälschungssicherheit gerecht wird, die selbst mit Hilfe eines
Schneidewerkzeugs nicht zerstörungsfrei ablösbar ist, dabei weiterhin insbesondere
hohen Kontrast, hohes Auflösungsvermögen, hohe Temperaturbeständigkeit und
einfache Anwendungsmöglichkeit aufweist.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Laser-Transferfolie, wie sie gemäß Hauptanspruch
beschrieben ist. Gegenstand der Unteransprüche sind besonders vorteilhafte
Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands sowie die Verwendung desselben.
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Dementsprechend betrifft die Erfindung eine Laser-Transferfolie zum dauerhaften
Beschriften von Bauteilen aus zumindest einer Trägerschicht, wobei auf der unteren
Seite der Trägerschicht eine Klebeschicht zumindest partiell vorhanden ist, wobei auf der
Trägerschicht und/oder Klebeschicht zumindest partiell eine Pigmentschicht aufgetragen
ist, die zumindest ein lasersensibles Pigment enthält.
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Vorzugsweise besteht das Grundgerüst der die lasersensiblen Pigmente enthaltenden
Schicht ebenfalls aus dem Kleber der Klebeschicht, so daß die erste Klebeschicht und
die Pigmentschicht eine einzige homogene Schicht bilden. Lediglich im Randbereich
der homogenen Schicht, und zwar auf der der Trägerschicht abgewandten Seite, sind in
einem insbesondere schmalen Bereich der homogenen Schicht die Pigmente verteilt; sie
bilden demgemäß eine Art Grenzschicht.
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Um die Haftungseigenschaften der Laser-Transferfolie auf dem zu beschriftenden
Bauteil weiter zu verbessern, ist vorzugsweise eine zweite Klebstoffschicht auf die das
lasersensible Pigment enthaltende Pigmentschicht aufgetragen.
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Insbesondere kann die zweite Klebstoffschicht in Form von Dots oder im Siebdruck
aufgebracht sein, gegebenenfalls auch als Randbedruckung, so daß die Transferfolie in
beliebiger Art und Weise auf dem Untergrund verklebt werden kann.
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Vorzugsweise werden die Dicken der einzelnen Schichten gewählt aus folgenden
Bereichen:
Trägerschicht (bevorzugt PET): 12 µm bis 240 µm, besonders 25 µm bis 100 µm
Klebemasse (bevorzugt Acrylat): 5 µm bis 45 µm, besonders 10 µm bis 25 µm
Pigmentschicht: 1 µm bis 10 µm, besonders 2 µm bis 5 µm
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Die Folien, die erfindungsgemäß Verwendung finden sollen, müssen transparent
und/oder transluzent sein; zumindest müssen sie derart gestaltet sein, daß eine
Absorption des Laserstrahls, der zu einer Zerstörung derselben führen würde,
ausgeschlossen ist.
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Insbesondere ist es wünschenswert, wenn das Trägermaterial innerhalb des
Wellenlängenbereichs von 530 bis 1064 nm kein Licht absorbiert.
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Erfindungsgemäß als Trägermaterial lassen sich vorzugsweise Folien einsetzen, die in
einer weiteren hervorragend ausgestalteten Variante der Erfindung transparent sind,
insbesondere monoaxial und biaxial gereckte Folien auf Basis von Polyolefinen, dann
Folien auf Basis von gerecktem Polyethylen oder gereckten Copolymeren, enthaltend
Ethylen- und/oder Polypropyleneinheiten, gegebenenfalls auch PVC-Folien, Folien auf
Basis von Vinylpolymeren, Polyamiden, Polyester, Polyacetalen, Polycarbonaten.
Insbesondere PET-Folien sind hervorragend als Träger geeignet.
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Auch Folien auf Basis von gerecktem Polyethylen oder gereckten Copolymeren,
enthaltend Ethylen- und/oder Polypropyleneinheiten, lassen sich als Trägerfolie
erfindungsgemäß einsetzen.
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Monoaxial gerecktes Polypropylen zeichnet sich durch seine sehr hohe Reißfestigkeit
und geringe Dehnung in Längsrichtung aus. Bevorzugt zur Herstellung der
erfindungsgemäßen Etiketten sind monoaxial gereckte Folien auf Basis von
Polypropylen.
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Besonders bevorzugt für die erfindungsgemäßen Laser-Transferfolien sind einschichtige,
biaxial oder monoaxial gereckte Folien und mehrschichtige, biaxiale oder monoaxiale
Folien auf Basis von Polypropylen, die einen ausreichend festen Verbund zwischen den
Schichten aufweisen, da ein Delaminieren der Schichten während der Anwendung
nachteilig ist.
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Folien auf Basis von Hart-PVC werden zur Herstellung von Laser-Transferfolien ebenso
verwendet wie Folien auf Basis von Weich-PVC.
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Für die erfindungsgemäßen Laser-Transferfolien werden vorzugsweise Folien verwendet
auf Basis von Hart-PVC.
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Folien auf Polyesterbasis, zum Beispiel Polyethylenterephthalat sind ebenfalls bekannt
und können ebenso zur Herstellung der erfindungsgemäßen Transferfolien eingesetzt
werden.
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Polyester sind Polymere, deren Grundbausteine durch Ester-Bindungen (-CO-O-)
zusammengehalten werden. Nach ihrem chemischen Aufbau lassen sich die
sogenannten Homopolyester in zwei Gruppen einteilen:
- - die Hydroxycarbonsäure-Typen (AB-Polyester) und
- - die Dihydroxy-Dicarbonsäure-Typen (AA-BB-Polyester).
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Erstere werden aus nur einem einzigen Monomer durch zum Beispiel Polykondensation
einer ω-Hydroxycarbonsäure 1 oder durch Ringöffnungspolymerisation cyclischer Ester
(Lactone) 2 hergestellt, zum Beispiel:
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Der Aufbau letzterer erfolgt dagegen durch Polykondensation zweier komplementärer
Monomerer, zum Beispiel einem Diol 3 und einer Dicarbonsäure 4:
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Verzweigte und vernetzte Polyester werden bei der Polykondensation von drei- oder
mehrwertigen Alkoholen mit polyfunktionellen Carbonsäuren erhalten. Zu den Polyestern
werden allgemein auch die Polycarbonate (Polyester der Kohlensäure) gerechnet.
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AB-Typ-Polyester (I) sind u. a. Polyglykolsäuren (Polyglykolide, R = CH2),
Polymilchsäuren (Polylactide, R = CH-CH3), Polyhydroxybuttersäure [Poly(3-
hydroxybuttersäure), R = CH(CH3)-CH2], Poly(ε-caprolacton)e [R = (CH2)5] und
Polyhydroxybenzoesäuren (R = C6H4).
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Rein aliphatische AA-BB-Typ-Polyester (II) sind Polykondensate aus aliphatischen Diolen
und Dicarbonsäuren, die u. a. als Produkte mit endständigen Hydroxy-Gruppen (als
Polydiole) für die Herstellung von Polyesterpolyurethanen eingesetzt werden [zum
Beispiel Polytetramethylenadipat; R1 = R2 = (CH2)4].
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Mengenmäßig größte, technische Bedeutung haben AA-BB-Typ-Polyester aus
aliphatischen Diolen und aromatischen Dicarbonsäuren, insbesondere die
Polyalkylenterephthalate [R2 = C6H4, mit Polyethylenterephthalat (PET) R1 = (CH2)2,
Polybutylenterephthalat (PBT) R1 = (CH2)4 und Poly(1,4-
cyclohexandimethylenterephthalat)e (PCDT) R1 = CH2-C6H10-CH2] als wichtigste
Vertreter. Diese Typen von Polyester können durch Mitverwenden anderer aromatischer
Dicarbonsäuren (zum Beispiel Isophthalsäure) beziehungsweise durch Einsatz von Diol-
Gemischen bei der Polykondensation in ihren Eigenschaften breit variiert und
unterschiedlichen Anwendungsgebieten angepaßt werden.
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Rein aromatische Polyester sind die Polyarylate, zu denen u. a. die Poly(4-
hydroxybenzoesäure) (Formel I, R = C6H4), Polykondensate aus Bisphenol A und
Phthalsäuren (Formel II, R1 = C6H4-C(CH3)2-C6H4, R2 = C6H4) oder auch solche aus
Bisphenolen und Phosgen gehören.
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Die erfindungsgemäßen Laser-Transferfolien können eine Selbstklebemasse auf Basis
von Naturkautschuk, PUR, Acrylaten oder Styrol-Isopren-Styrol-Blockcolymeren
enthalten.
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Die Verwendung von Klebemassen auf Basis von Naturkautschuk, Acrylaten oder Styrol-
Isopren-Stryrol ist bekannt, was auch zum Beispiel im "Handbook of pressure sensitive
adhesive technologie, second edition, herausgegeben durch Donatas Satas, Van
Nostrand Reinhold, New York, 1989 beschrieben wird.
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Als selbstklebende Masse kommt insbesondere eine handelsübliche, druckempfindliche
Klebmasse auf PUR, Acrylat- oder Kautschukbasis zum Einsatz.
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Besonders vorteilhaft hat sich als Klebemasse eine solche auf Acrylathotmelt-Basis
erwiesen, die einen K-Wert von mindestens 20 aufweist, insbesondere größer 30,
erhältlich durch Aufkonzentrieren einer Lösung einer solchen Masse zu einem als
Hotmelt verarbeitbaren System.
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Das Aufkonzentrieren kann in entsprechend ausgerüsteten Kesseln oder Extrudern
stattfinden; insbesondere beim damit einhergehenden Entgasen ist ein
Entgasungsextruder bevorzugt.
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Eine derartige Klebemasse ist in der DE 43 13 008 A1 dargelegt, auf deren Inhalt
hiermit Bezug genommen wird und deren Inhalt Teil dieser Offenbarung und Erfindung
wird. Diesen auf diesem Wege hergestellten Acrylatmassen wird in einem
Zwischenschritt das Lösungsmittel vollständig entzogen.
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Zusätzlich werden dabei weitere leichtflüchtige Bestanteile entfernt. Nach der
Beschichtung aus der Schmelze weisen diese Massen nur noch geringe Anteile an
flüchtigen Bestandteilen auf. Somit können alle im oben angeführten Patent
beanspruchten Monomere/Rezepturen übernommen werden. Ein weiterer Vorteil der im
Patent beschriebenen Massen ist darin zu sehen, daß diese einen hohen K-Wert und
damit ein hohes Molekulargewicht aufweisen. Dem Fachmann ist bekannt, daß sich
Systeme mit höheren Molekulargewichten effizienter vernetzen lassen. Damit sinkt
entsprechend der Anteil an flüchtigen Bestandteilen.
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Die Lösung der Masse kann 5 bis 80 Gew.-%, insbesondere 30 bis 70 Gew.-%
Lösungsmittel enthalten.
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Vorzugsweise werden handelsübliche Lösungsmittel eingesetzt, insbesondere niedrig
siedende Kohlenwasserstoffe, Ketone, Alkohole und/oder Ester.
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Weiter vorzugsweise werden Einschnecken-, Zweischnecken- oder
Mehrschneckenextruder mit einer oder insbesondere zwei oder mehreren Entgasungseinheiten eingesetzt.
In der Klebemasse auf Acrylathotmelt-Basis können Benzoinderivate einpolymerisiert
sein, so beispielsweise Benzoinacrylat oder Benzoinmethacrylat, Acrylsäure- oder
Methacrylsäureester. Derartige Benzoinderivate sind in der EP 0 578 151 A1
beschrieben.
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Die Klebemasse auf Acrylathotmelt-Basis kann aber auch chemisch vernetzt sein.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden als Selbstklebemassen
Copolymerisate aus (Meth)acrylsäure und deren Estern mit 1 bis 25 C-Atomen, Malein-,
Fumar- und/oder Itaconsäure und/oder deren Estern, substituierten (Meth)acrylamiden,
Maleinsäureanhydrid und anderen Vinylverbindungen, wie Vinylestern, insbesondere
Vinylacetat, Vinylalkoholen und/oder Vinylethern,, eingesetzt.
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Der Restlösungsmittel-Gehalt sollte unter 1 Gew.-% betragen.
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Eine Klebemasse, die sich als besonders geeignet zeigt, ist eine niedermolekulare
Acrylatschmelzhaftklebemasse, wie sie unter der Bezeichnung acResin UV oder Acronal®,
insbesondere Acronal DS 3458, von der BASF geführt wird. Diese Klebemasse mit
niedrigem K-Wert erhält ihre anwendungsgerechten Eigenschaften durch eine
abschließende, strahlenchemisch ausgelöste Vernetzung.
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Weiterhin kann eine Klebemasse verwendet werden, die aus der Gruppe der
Naturkautschuke oder der Synthesekautschuke oder aus einem beliebigen Blend aus
Naturkautschuken und/oder Synthesekautschuken besteht, wobei der Naturkautschuk
oder die Naturkautschuke grundsätzlich aus allen erhältlichen Qualitäten, wie zum
Beispiel Crepe-, RSS-, ADS-, TSR- oder CV-Typen, je nach benötigtem Reinheits- und
Viskositätsniveau, und der Synthesekautschuk oder die Synthesekautschuke aus der
Gruppe der statistisch copolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuke (SBR), der
Butadien-Kautschuke (BR), der synthetischen Polyisoprene (IR), der Butyl-Kautschuke
(IIR), der halogenierten Butyl-Kautschuke (XIIR), der Acrylat-Kautschuke (ACM), der
Etylen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA) und der Polyurethane und/oder deren Blends
gewählt werden können.
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Weiterhin vorzugsweise können den Kautschuken zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit
thermoplastische Elastomere mit einem Gewichtsanteil von 10 bis 50 Gew.-% zugesetzt
werden, und zwar bezogen auf den Gesamtelastomeranteil.
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Stellvertretend genannt seien an dieser Stelle vor allem die besonders verträglichen
Styrol-Isopren-Styrol(SIS)- und Styrol-Butadien-Styrol(SBS)-Typen.
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Als klebrigmachende Harze sind ausnahmslos alle vorbekannten und in der Literatur
beschriebenen Klebharze einsetzbar. Genannt seien stellvertretend die
Kolophoniumharze, deren disproportionierte, hydrierte, polymerisierte, veresterte Derivate
und Salze, die aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze
und Terpenphenolharze. Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können
eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse wunschgemäß
einzustellen. Auf die Darstellung des Wissensstandes im "Handbook of Pressure
Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (von Nostrand, 1989) sei
ausdrücklich hingewiesen.
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Kohlenwasserstoffharz ist eine Sammelbezeichnung für thermoplastische,
farblose bis intensiv braun gefärbte Polymere mit einer Molmasse von im allgemeinen
< 2000.
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Sie lassen sich nach ihrer Provenienz in drei große Gruppen einteilen: In Petroleum-,
Kohlenteer- und Terpenharze. Die wichtigsten Kohlenteerharze sind die Cumaron-Inden-
Harze. Die Kohlenwasserstoffharze werden durch Polymerisation der aus den Rohstoffen
isolierbaren, ungesättigten Verbindungen gewonnen.
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Zu den Kohlenwasserstoffharzen werden auch durch Polymerisation von Monomeren, wie
Styrol beziehungsweise durch Polykondensationen (bestimmte Formaldehyd-Harze)
zugängliche Polymere mit entsprechend niedriger Molmasse gerechnet.
Kohlenwasserstoffharze sind Produkte mit in weiten Grenzen von < 0°C (bei 20°C
flüssige Kohlenwasserstoffharze) bis > 200°C variierendem Erweichungsbereich und
einer Dichte von ca. 0,9 bis 1,2 g/cm3.
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Sie sind löslich in organischen Lösungsmitteln, wie Ethern, Estern, Ketonen und
chlorierten Kohlenwasserstoffen, unlöslich in Alkoholen und Wasser.
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Unter Kolophoniumharz wird ein natürliches Harz verstanden, das aus dem Rohharz von
Koniferen gewonnen wird. Man unterscheidet drei Kolophonium-Typen: Balsamharz als
Destillationsrückstand von Terpentinöl; Wurzelharz als Extrakt von Koniferen-
Wurzelstöcken, und Tallharz, der Destillationsrückstand von Tallöl. Die mengenmäßig
größte Bedeutung hat Balsamharz.
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Kolophonium ist ein sprödes, transparentes Produkt von roter bis brauner Farbe. Es ist
wasserunlöslich, löslich dagegen in vielen organischen Lösungsmitteln, wie (chlorierten)
aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen, Estern, Ethern und Ketonen sowie
in pflanzlichen und mineralischen Ölen. Der Erweichungspunkt von Kolophonium liegt im
Bereich von ca. 70 bis 80°C.
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Kolophonium ist ein Gemisch aus ca. 90% Harzsäuren und 10% Neutral-Stoffen
(Fettsäureester, Terpenalkohole und Kohlenwasserstoffe). Die wichtigsten Kolophonium-
Harzsäuren sind ungesättigte Carbonsäuren der Bruttoformel C20H30O2, Abietin-,
Neoabietin-, Lävopimar-, Pimar-, Isopimar- und Palustrinsäure, neben hydrierter und
dehydrierter Abietinsäure.
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Die Mengenverhältnisse dieser Säuren variieren in Abhängigkeit von der
Provenienz des Kolophoniums.
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Als Weichmacher können alle bekannten, weichmachenden Substanzen eingesetzt
werden. Dazu zählen unter anderem die paraffinischen und naphthenischen Öle,
(funktionalisierte) Oligomere, wie Oligobutadiene, -isoprene, flüssige Nitrilkautschuke,
flüssige Terpenharze, pflanzliche und tierische Öle und Fette, Phthalate, funktionalisierte
Acrylate.
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Zum Zwecke der thermisch induzierten, chemischen Vernetzung sind alle vorbekannten,
thermisch aktivierbaren, chemischen Vernetzer, wie beschleunigte Schwefel- oder
Schwefelspendersysteme, Isocyanatsysteme, reaktive Melamin-, Formaldehyd- und
(optional halogenierter) Phenol-Formaldehydharze beziehungsweise reaktive
Phenolharz- oder Diisocyanatvernetzungssysteme mit den entsprechenden Aktivatoren,
epoxidierte Polyester- und Acrylat-Harze sowie deren Kombinationen einsetzbar.
Die Vernetzer werden vorzugsweise aktiviert bei Temperaturen über 50°C, insbesondere
bei Temperaturen von 100°C bis 160°C, ganz besonders bevorzugt bei Temperaturen
von 110°C bis 140°C.
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Die thermische Anregung der Vernetzer kann auch durch IR-Strahlen oder
hochenergetische Wechselfelder erfolgen.
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Die Klebemassen, die erfindungsgemäß Verwendung finden sollen, sollen transparent
und/oder transluzent sein; zumindest müssen sie derart gestaltet sein, daß eine
Absorption des Laserstrahls, der zu einer Zerstörung derselben führen würde,
ausgeschlossen ist.
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Insbesondere ist es wünschenswert, wenn die Klebemasse innerhalb des
Wellenlängenbereichs von 530 bis 1064 nm kein Licht absorbiert.
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Das lasersensible Pigment wird vorzugsweise in Form einer Lösemittelsuspension, zum
Beispiel einer Isopropanol-Suspension, auf die erste Klebeschicht aufgetragen.
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Durch die Suspension wird die erste Klebstoffschicht an der Oberfläche insbesondere
angelöst, so daß sich durch Aufquellung der Klebmassepolymermatrix das Pigment im
Randbereich der Klebeschicht, eben der Grenzschicht, einlagern kann, während das
Lösungsmittel abdampft. Die Grenzschicht bildet die das lasersensible Pigment
enthaltende Pigmentschicht. Die Grenzschicht weist insbesondere eine Dicke von 2 µm
bis 5 µm auf.
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Geeignete Additive sind insbesondere Farbpigmente und Metallsalze. Insbesondere
finden Pigmente der Firma TherMark Anwendung, zum Beispiel TherMark 120-30F, bei
denen es sich um Metalloxide, zum Beispiel Molybdäntrioxid, handelt. Des weiteren
können Mischungen mehrerer Pigmente oder Abmischungen von Pigmenten und
Glaspartikeln, wie sie bei der Firma Merck erhältlich sind, eingesetzt werden, die zu
einem Sinterungsprozeß führen können.
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Das Additiv kann zusätzlich zu dem Additiv Titandioxid verwendet werden.
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Diese Additive werden der Suspension zur Bildung der Schicht (wie zum Beispiel in DE G 81 30 861
beschrieben) insbesondere in der Größenordnung von einigen Promille bis
maximal 10 Prozent, bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere von 0,5
bis 6 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht, zugemischt, und zwar ganz
besonders vorteilhafterweise in Konzentrationen von 0,5 Gew.-%, 1 Gew.-% und 2,5 Gew.-%
und 4 Gew.-%.
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Weiterhin sind verschiedene Pigmente der Firma Merck (beispielsweise die
Perlglanzpigmente EM 143220 und BR 3-01) hervorragend geeignet und die TherMark-
Pigmente® 120-30 F (schwarz).
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Bei Nutzung der Standardlaser, speziell der weitverbreiteten Nd-YAG-Festkörperlaser mit
einer Wellenlänge von 1,06 µm, dringt der Laserstrahl durch die Trägerschicht und die
Klebeschicht und trifft auf das Pigment. Die Energie wird aufgenommen, und es kommt
zu einem Sublimationsprozeß, in dem das Pigment auf den Untergrund übertragen wird
und einen dauerhaften und beständigen Verbund mit dem Substrat eingeht.
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Es werden scharfe, kontrastreiche Beschriftungen und Kennzeichnungen erhalten.
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Zum Auftrag der Klebemasse auf das Trägermaterial sowie zum Auftrag der das
lasersensible Pigment enthaltenden Schicht eignen sich die bekannten, direkten und
indirekten Auftragsverfahren.
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Erwähnt seien das Accugravur-, das Rakel-, das Rollrakel-, das RCC-, das Super-
Reco-, das RAM-Verfahren, des weiteren die Verwendung einer Lüftbürste und
Gießverfahren, sodann Siebdruckverfahren.
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Acrylathotmelts lassen sich auf die genannten Träger neben den
Standardauftragsverfahren, wie Direktbeschichtung aus Düsen, über Walzen u. ä. auch im
Transferverfahren auftragen, wie sie unter DE 43 24 748 C2 offenbart werden. Dabei wird
die Klebemasse zunächst auf ein endlos umlaufendes, antiadhäsiv ausgerüstetes
Gurtband aufgebracht und anschließend in einer Kaschierstation - bei Bedarf unter
Verwendung von Druck und Temperatur zur Verbesserung der Masseverankerung - auf
das Trägermaterial übertragen.
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Prinzipiell ist auch ein Auftrag der Klebemasse aus organischen Lösemitteln oder als
wäßrige Dispersion möglich; die ökonomischen und ökologischen Vorteile der Hotmelt-
Darreichungsform liegen jedoch der Hand.
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Weiterhin können die Klebemasse und die das lasersensible Pigment enthaltende
Schicht rasterpunktförmig mittels Siebdruck (DE 42 37 252 C2), wobei die
Klebstoffpünktchen auch unterschiedlich groß und/oder unterschiedlich verteilt sein
können (EP 0 353 972 B1), durch Tiefdruck (DE 43 08 649 C2) in Längs- und
Querrichtung zusammenhängenden Stegen, durch Rasterdruck oder durch Flexodruck
aufgebracht werden.
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Beide Schichten können vorzugsweise in Kalottenform durch Siebdruck vorliegen oder
auch in einem anderen Muster, wie Gitter, Streifen, Zickzacklinien und beispielsweise
auch durch Tiefdruck, aufgebracht sein. Ferner kann sie beispielsweise auch aufgesprüht
sein, was ein mehr oder weniger unregelmäßiges Auftragsbild ergibt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind diese in Form von polygeometrischen
Kalotten aufgebracht.
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Die Kalotten können unterschiedliche Formen aufweisen. Bevorzugt sind abgeflachte
Halbkugeln. Weiterhin ist auch der Aufdruck anderer Formen und Muster auf dem
Trägermaterial möglich, so beispielsweise ein Druckbild in Form alphanumerischer
Zeichenkombinationen oder Muster, wie Gitter, Streifen, des weiteren Kumulate der
Kalotten und Zickzacklinien.
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Ein mögliches, indirektes Verfahren zur Herstellung eines mit einer Klebstoffschicht
beschichteten Trägers wird in der DE 40 32 776 A1 offenbart.
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Danach
- a) wird eine fließfähige Klebstoffmasse auf einen Zwischenträger aufgetragen, der
folgende Eigenschaften aufweist:
- - er hat eine unter dem Licht- oder Elektronenmikroskop erkennbare gewellte,
gefältelte, zerklüftete oder gefurchte Oberfläche;
- - die Klebstoffmasse ist von seiner Oberfläche leicht ablösbar;
- - er ist im wesentlichen luftundurchlässig;
- b) werden die nach der Beschichtung des Zwischenträgers zwischen der
Klebstoffmasse und dem Zwischenträger entstehenden, mikroskopischen Luft- oder
Lösungsmitteleinschlüsse durch Temperaturerhöhung ausgedehnt, bis die Oberfläche
der Klebstoffmasse aufplatzt, und
- c) wird die Klebstoffmasse anschließend von dem Zwischenträger auf den endgültigen
Träger übertragen.
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Anders als zu der in der DE 40 32 776 A1 angestrebten, porösen Kleberbeschichtung ist
für den Erfindungsgegenstand eine möglichst homogene, glatte, luftfreie und
undurchlässige Kleberbeschichtung von Vorteil. Wird anstelle der oben beschriebenen,
strukturierten Oberfläche jedoch eine glatte und homogene Oberfläche des
Zwischenträgers gewählt, lassen sich diese Anforderungen erfüllen.
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Der Grundkörper für die Zwischenträger kann aus allen gängigen Materialien für solche
Zwecke gewählt werden. Besonders vorteilhaft sind gewebte Gurtbänder aus Glasfaser,
Polyester, Polyamid oder Nomex®, einem Fasermaterial der Firma DuPont. Aber auch
Gummitücher, Kunststoffbänder und dergleichen haben sich als günstig herausgestellt.
Es ist, wenn Gewebebänder gewählt werden, günstig, solche zu verwenden, die schon
mit einer im wesentlichen unstrukturierten Oberflächenbeschichtung aus Kunststoff
versehen sind. Diese letztere Beschichtung fördert die Haftung und Gleichmäßigkeit der
eigentlichen Oberflächenbeschichtung auf dem Grundkörper. Die
Oberflächenbeschichtung selbst stellt das gewünschte, leichte Übertragen der
Klebestoffmasse von dem Zwischenträger auf den endgültigen Träger sicher. Vorteilhaft
ist diese Oberfläche des Zwischenträgers mit einer antiadhäsiven Schicht, beispielsweise
aus vernetztem Silikonkautschuk oder Fluorpolymeren, wie Teflon®, beschichtet.
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Die erfindungsgemäße Laser-Transferfolie zeigt hervorragende Eigenschaften,
insbesondere viel bessere, als sie die Transferfolien aufweisen, die lasersensitive
Pigmente in einer homogenen Verteilung innerhalb der Klebmasseschicht haben. Dort
erfolgt eine intensive Laserstrahl-Pigment-Klebmasse-Wechselwirkung. Es kommt dies
zu einer thermischen Belastung, die bis zu einer Zerstörung der Folie (Aufschmelzen)
führen kann. Weiterhin kann die Klebmasse dadurch in ihrer temporären
Verklebungseigenschaft (Klebmasseumspulungen) und im Übertrag der Pigmente in oder
auf das Bauteil stark negativ beeinflußt werden.
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Die erfindungsgemäße Folie zeigt auf Lackierungen und Kunststoffplatten (PP) aufgrund
der pigmentierten Grenzschicht zum Verklebungsbauteil die negativen Effekte nicht, aber
eine dauerhafte Beschriftung auf dem Bauteil.
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Zusätzliche Vorteile ergeben sich durch geringeren Pigmenteinsatz gegenüber der
homogenen Verteilung des Pigments in der gesamten Klebemasse und die daraus
resultierenden, geringeren Probleme bei der Pigmentdispergierung und eine geringe
Laserstrahl-Pigment-Klebmasse-Wechselwirkung.
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Es wird ein sehr gutes Beschriftungsergebnis erzielt. Es zeigt sich zudem eine
überraschend geringe Schmauchbildung. Die Schriftzüge zeigten direkt nach der
Beschriftung eine leicht breitere, aber stark kontrastreiche Beschriftung. Nach einem
Poliergang läßt der Kontrast ein wenig nach; dafür werden die Konturen der Schrift etwas
schärfer.
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Auch auf rauhen Oberflächen läßt sich die erfindungsgemäße Folie hervorragend
einsetzen, so beispielsweise auf Keramiksockeln von Sicherungen der Firma Osram oder
allgemein auf Glas.
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Besonders als gestanztes Etikett kommen die Vorzüge voll zum Tragen; das Etikett kann
auf dem Bauteil aufgebracht und belasert werden. Nach der Beschriftung wird es
abgezogen. Der Vorgang ist beendet.
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Die erfindungsgemäße Lasertransferfolie kann als endlose Rolle, dies in Form einer
archimedischen Spirale um zumeist eine Papphülse aufgewickelt ist, und als gestanztes
Etikett dargeboten werden. Letzteres kann jede beliebige Gestalt aufweisen, dem
jeweiligen Einsatzzweck hervorragend angepaßt.
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Anhand der nachfolgend beschriebenen Figuren wird die erfindungsgemäße Folie in
besonders vorteilhaften Ausführungen näher erläutert, ohne damit die Erfindung unnötig
einschränken zu wollen. Es zeigen:
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Fig. 1 den Aufbau einer erfindungsgemäßen Folie in Form eines
Etiketts,
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Fig. 2 den Aufbau einer erfindungsgemäßen Folie in Form eines
Etiketts, wobei zusätzlich eine zweite Klebstoffschicht
aufgebracht ist,
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Fig. 3 den Vorgang der Beschriftung eines Bauteils unter
Verwendung der erfindungsgemäßen Folie.
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In Fig. 1 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen Folie in Form eines Etiketts gezeigt.
Die Folie setzt sich aus der Trägerschicht 1, der ersten Klebstoffschicht 2, die vollflächig auf
dem Trägermaterial 1 aufgebracht ist und aus der das lasersensible Pigment
enthaltenden Schicht 3 zusammen.
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Die Schicht 3 ist ebenfalls vollflächig aufgetragen.
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Die Fig. 2 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Folie in Form eines Etiketts,
wobei zusätzlich eine zweite Klebstoffschicht 4 aufgebracht ist. Diese Klebstoffschicht ist
nur partiell in Form einzelner Kalotten aufgebracht worden.
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Diese dienen als Haltepunkte beziehungsweise Positionierhilfe der Folie auf dem
Untergrund.
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Die Fig. 3 offenbart den Vorgang der Beschriftung eines Bauteils 5 unter Verwendung
der erfindungsgemäßen Folie. Zunächst wird die Laser-Transferfolie, am besten in Form
eines Etiketts, auf das Bauteil 5 aufgebracht, wobei durch die Klebeschicht 2 eine
Haftung und Fixierung des Etiketts erreicht wird. Anschließend erfolgt die Beschriftung
mittels eines Lasers, was durch den roten Zylinder angedeutet ist.
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Nach Beenden des Beschriftungsvorganges wird die Transferfolie entfernt; auf dem
Bauteil bleibt die gewünschte Beschriftung 6 zurück.