DE10155598A1 - Coating a substrate, for printing or patterning, comprises depositing an initial coating on a selected zone to be covered by a second coating, then removing the first application to give a negative view of the second cladding - Google Patents
Coating a substrate, for printing or patterning, comprises depositing an initial coating on a selected zone to be covered by a second coating, then removing the first application to give a negative view of the second claddingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren zum Aufbringen einer beliebigen Beschriftung, eines Aufdrucks, eines Musters oder dergleichen auf ein Substrat. Das Aufbringen erfolgt entweder lediglich in einem gewünschten, abgegrenzten Bereich oder in mehreren voneinander unabhängigen Bereichen oder über die gesamte Substratoberfläche. The invention relates to a coating method for applying any Lettering, an imprint, a pattern or the like on a substrate. The Application is either only in a desired, delimited area or in several independent areas or across the whole Substrate surface.
Es sind Beschichtungsverfahren bekannt, bei denen auf eine Substratoberfläche zur Aufbringung zum Beispiel einer spezifischen Beschriftung die gesamte Substratoberfläche mit einer Maske abgedeckt wird, die lediglich den gewünschten Bereich, in dem die Beschriftung aufgebracht werden soll, frei läßt. Anschließend wird in einem beliebig wählbaren Aufbringungsverfahren die Beschriftung auf die Substratoberfläche aufgebracht. Dies kann zum Beispiel durch Pulverbeschichten, Sprühlackieren, Aufdampfen, Lackieren etc. erfolgen. Anschließend wird die Maske von der Substratoberfläche entfernt und die Beschriftung, die vorzugsweise in einer zur umgebenden Substratoberfläche kontrastierenden Farbe ausgeführt ist, ist sichtbar. Coating methods are known in which a substrate surface is applied Applying a specific label, for example, the entire Substrate surface is covered with a mask that only the desired Leave the area where the label should be applied. Then will the lettering on the Substrate surface applied. This can be done, for example, by powder coating, Spray painting, vapor deposition, painting etc. take place. Then the mask removed from the substrate surface and the inscription, which is preferably in a to surrounding substrate surface with contrasting color is visible.
Anschließend kann eine vorteilhafterweise transparent ausgeführte Schutzschicht auf die Beschichtung bzw. die gesamte Substratoberfläche aufgebracht werden. An advantageously transparent protective layer can then be applied the coating or the entire substrate surface are applied.
Als Materialien für die Maske werden, vor allem zur industriellen Aufbringung von Schriftzügen auf Massenartikel, Masken aus Metall verwendet. As materials for the mask, especially for the industrial application of Lettering on bulk items, metal masks used.
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß insbesondere an den Rändern der auf das Substrat aufgebrachten Schicht, die zum Beispiel eine Beschriftung bildet, nie exakte Konturen zu erreichen sind, da zum Beispiel bei Sprühlackierverfahren ein geringfügiger Diffusionsvorgang des flüssigen Lacks zwischen Substratoberfläche und planparallel aufliegender metallischer Maske niemals vollständig zu vermeiden ist, so daß die Umrisse der aufgebrachten Beschriftung immer leicht "verschwommen" sind. The disadvantage of this method is that especially at the edges of the never applied to the substrate, for example a label exact contours can be achieved, for example in spray painting processes slight diffusion process of the liquid lacquer between the substrate surface and plan-parallel metallic mask can never be completely avoided, so that the outlines of the applied labeling are always slightly "blurred".
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Beschichtungsverfahren anzugeben, mit dem scharfe Konturen von Aufdrucken oder Beschriftungen auf der Substratoberfläche erreichbar sind. Starting from this prior art, the invention is based on the object to specify a coating process with the sharp contours of imprints or labels can be reached on the substrate surface.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruch 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind Gegenstand von Unteransprüchen. According to the invention, this object is achieved by the features of patent claim 1. solved. Advantageous refinements of the inventions are the subject of Dependent claims.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, daß eine zusätzliche Beschriftung bzw. der Aufdruck aufgebracht wird, eine weitere, diese Beschriftung überdeckende Beschichtung auf der Substratoberfläche aufgebracht wird, und anschließend die erste Beschichtung wieder entfernt wird, so daß die eigentliche gewünschte Beschriftung als Negativ in der zweiten Schicht ausgebildet ist. The main idea of the invention is that additional labeling or the print is applied, another one that covers this inscription Coating is applied to the substrate surface, and then the first Coating is removed again, so that the actual desired labeling as Is formed negatively in the second layer.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß insbesondere bei Aufbringung einer lediglich haftenden aber nicht dauerhaft mit dem Substrat verbundenen ersten Beschichtung exakte, scharfe Konturen des gewünschten Bereiches, der die eigentliche Beschriftung bzw. Aufdruck bilden soll, erreichbarer sind. Die scharfen Konturen bleiben auch beim Auftragen der zweiten, die erste vollständig überdeckenden Beschichtung erhalten, so daß nach Entfernung der ersten Beschichtung die Ränder der zweiten Beschichtung den gewünschten Bereich scharf abgrenzen, so daß der erwünschte Aufdruck, zum Beispiel eine Markierung, ein Muster oder ein Logo exakt ausgebildet ist. The advantage of the invention is that especially when a only adhering first but not permanently connected to the substrate Coating exact, sharp contours of the desired area that the actual lettering or imprint should be more accessible. The sharp ones Contours remain even when the second is applied, the first completely Obtain covering coating, so that after removal of the first Coating the edges of the second coating sharp the desired area delimit so that the desired imprint, for example a marking, a pattern or a logo is exactly formed.
Die erste Beschichtung kann durch Aufdrucken, Lackieren, Sprühlackieren oder durch Bekleben des Substrats mit einer wieder entfernbaren Folie erfolgen. Ebenso ist es möglich, die erste Beschichtung in einem PVD-Verfahren oder CVD-Verfahren aufzubringen. Bei PVD-Verfahren wird das Beschichtungsmaterial durch rein physikalische Methoden in die Gasphase überführt, um dann auf dem Substrat abgeschieden zu werden. Das Beschichtungsmaterial wird entweder durch Erhitzen in den gasförmigen Zustand überführt, durch Beschießen eines Targets zerstäubt oder durch Bestrahlung der Oberfläche eines Targetmaterials mit Ionenstrahlen abgetragen. Beim CVD-Verfahren werden Überzüge aus Metallen, Oxiden oder Salzen auf Metallen oder Kunststoffen und dergleichen durch thermische Zersetzung im Vakuum, zum Beispiel elektrisch mit Elektronenstrahlen, durch Kathodenzerstäubung oder Drahtexplosionen, gegebenenfalls mit Hilfe von Laserstrahlen oder eines Plasmas, erzeugt. The first coating can be by printing, painting, spray painting or by Glue the substrate with a removable film. It is the same possible the first coating in a PVD process or CVD process applied. In PVD processes, the coating material becomes pure physical methods converted to the gas phase, then on the substrate to be separated. The coating material is either heated by transferred to the gaseous state, atomized by bombarding a target or removed by irradiating the surface of a target material with ion beams. The CVD process uses metal, oxide or salt coatings on metals or plastics and the like by thermal decomposition in a vacuum, for Example electrically with electron beams, by sputtering or Wire explosions, if necessary with the help of laser beams or a plasma, generated.
Vorzugsweise wird die zweite Beschichtung, die zumindest die erste Beschichtung in dem gewünschten Bereich vollständig überdeckt, aber auch die gesamte Substratoberfläche bedecken kann, ebenfalls in einem PVD- oder CVD-Verfahren aufgebracht. Dies bietet den Vorteil, daß das Beschichten bei Substrattemperaturen unter 70°C erfolgen kann. Damit ist auch das Beschichten wärmeempfindlicher Kunststoffe sowie von Klebefolien als Substrat ermöglicht. Insbesondere das an sich bekannte Magnetron-Sputtern ist ein bevorzugtes Beschichtungsverfahren. Das Entfernen der ersten Schicht kann z. B. mechanisch oder chemisch erfolgen. Preferably, the second coating, which is at least the first coating in completely covers the desired area, but also the entire area Can cover substrate surface, also in a PVD or CVD process applied. This offers the advantage that coating at substrate temperatures can take place below 70 ° C. This also makes coating more sensitive to heat Plastics and adhesive films as a substrate. Especially that in itself Known magnetron sputtering is a preferred coating method. The Removing the first layer can e.g. B. done mechanically or chemically.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vor dem Aufbringen der ersten Beschichtung mindestens der gewünschte Bereich mit einer weiteren Beschichtung versehen, die auch nicht mit der auf diese aufzubringenden ersten Beschichtung wieder entfernt wird. Vorzugsweise ist diese weitere Beschichtung in einer anderen Farbe gehalten als die später aufzubringende zweite Beschichtung, so daß nach dem Entfernen der ersten Beschichtung aus dem gewünschten Bereich eine farbige Kontrastierung dieses gewünschten Bereiches zu der umgebenden zweiten Beschichtung erreicht wird. In a preferred embodiment of the invention, the first coating at least the desired area with another Provide coating, which is not the first to be applied to this Coating is removed again. This additional coating is preferably in a different color than the second coating to be applied later, see above that after removing the first coating from the desired area colored contrast of this desired area to the surrounding second Coating is achieved.
Zur Verbesserung der Haftung, insbesondere der zweiten Beschichtung außerhalb des gewünschten Bereiches, wird auf die Substratoberfläche eine Haftschicht aufgebracht, mit der die Haftung zwischen Substratoberfläche und zweiter Beschichtung verbessert ist. Die Haftschicht kann auch in dem gewünschten Bereich, in dem zuerst die erste Beschichtung angebracht wird, vorgesehen werden, wobei hier als Material für eine erste Beschichtung ein Material gewählt wird, das auf dieser Haftschicht schlecht haftet um das spätere Entfernen derselben zu erleichtern. Als Werkstoff für die Haftschicht wird ein Werkstoff gewählt, der einerseits auf der Substratoberfläche gut haftet und andererseits der zweiten Beschichtung ausreichend Haftkraft vermittelt. Die Haftschicht kann aus denselben oder weiteren Werkstoffen wie die folgenden Beschichtungen bestehen bzw. nach denselben oder weiteren Verfahren aufgebracht werden. To improve the adhesion, especially the second coating outside the desired area, an adhesive layer is applied to the substrate surface, which improves the adhesion between the substrate surface and the second coating is. The adhesive layer can also be in the desired area, first in the first Coating is provided, provided here as a material for a first coating a material is selected that adheres poorly to this adhesive layer to make it easier to remove them later. As a material for the adhesive layer a material is selected which adheres well to the substrate surface and on the other hand, the second coating provides sufficient adhesive force. The adhesive layer can be made of the same or additional materials as the following coatings exist or be applied by the same or further methods.
Als Materialen für eine metallische Beschichtung werden insbesondere die Metalle Aluminium, Kupfer, Kobalt, Eisen, Nickel bzw. Metalle aus den Gruppen IV bis VI des Periodensystems, wie Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän oder Wolfram vorgeschlagen. Ebenso können Legierungen aus mehreren dieser Metalle zum Herstellen entweder der ersten und/oder zweiten und/oder der weiteren Schicht verwendet werden. Es können für die Beschichtung auch Edelstähle verwendet werden, z. B. Werkstoffe nach DIN 1.4301 oder 1.4571. Die Anteile von Aluminium und Chrom in einer rein aufgebrachten Beschichtung betragen vorzugsweise 99%. In particular, the metals are used as materials for a metallic coating Aluminum, copper, cobalt, iron, nickel or metals from groups IV to VI of Periodic table, such as titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, Molybdenum or tungsten suggested. Alloys of several can also be used of these metals to manufacture either the first and / or the second and / or the another layer can be used. Stainless steels can also be used for the coating be used, e.g. B. Materials according to DIN 1.4301 or 1.4571. The shares of Aluminum and chrome in a purely applied coating preferably 99%.
Zur Ausbildung einer metallkeramischen Beschichtung auf dem Substrat wird der
Beschichtungsvorgang so geführt, daß er unter einer Reaktivgas-Atmosphäre abläuft,
wobei das Reaktivgas aus Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff, Bor oder Silizium bzw.
Kombinationen davon besteht. Die metallkeramische Beschichtung besteht z. B. aus
Titannitriden, Titancarboniden oder Titanalaluminiumnitriden mit einem Anteil an Titan
zwischen 30 und 70 Gew.-%, Stickstoff zwischen 25 und 60 Gew.-% und dem Rest
jeweils Aluminium oder Kohlenstoff, oder aus Zirkonnitriden oder Zirkonkarbonitriden
mit einem Anteil an Zirkon zwischen 30 und 70 Gew.-%, Stickstoff zwischen 10 und 70 Gew.-%
und dem Rest Kohlenstoff, oder aus Chromnitriden mit einem Anteil an Chrom
zwischen 30 und 80 Gew.-% und dem Rest Stickstoff. Bevorzugt sind die folgenden
Verbindungen mit den einzelnen Bestandteilen jeweils in Gew.-%:
To form a metal-ceramic coating on the substrate, the coating process is carried out in such a way that it takes place under a reactive gas atmosphere, the reactive gas consisting of nitrogen, oxygen, carbon, boron or silicon or combinations thereof. The metal-ceramic coating consists, for. B. from titanium nitrides, titanium carbonides or titanium aluminum nitrides with a proportion of titanium between 30 and 70 wt .-%, nitrogen between 25 and 60 wt .-% and the rest of aluminum or carbon, or zirconium nitrides or zirconium carbonitrides with a proportion of zirconium between 30 and 70 wt .-%, nitrogen between 10 and 70 wt .-% and the rest carbon, or from chromium nitrides with a chromium content between 30 and 80 wt .-% and the rest nitrogen. The following compounds with the individual constituents are each preferred in% by weight:
Die vorstehend genannten Angaben für die einzelnen Zahlenwerte für tatsächliche Beschichtungen können um jeweils 20 Gew.-% nach oben oder unten abweichen. The above information for the individual numerical values for actual Coatings can deviate upwards or downwards by 20% by weight.
Die jeweiligen Reaktivgase werden entsprechend dosiert, um die gewünschten metallkeramischen Verbindungen zu erhalten. Die Beschichtungen werden vorzugsweise in den angegebenen Dicken ausgeführt, um einerseits die gewünschten optischen Effekte zu erzielen und andererseits dauerhaft haltbar zu sein und um das beschichtete Bauteil vor Einwirkungen von außen zu schützen. The respective reactive gases are dosed accordingly to the desired to obtain metal-ceramic connections. The coatings are preferably carried out in the specified thicknesses, on the one hand, the desired to achieve optical effects and on the other hand to be durable and around that Protect coated components from external influences.
Als Substrat kann ein Kunststoff, Duroplast oder Thermoplast, zum Beispiel PVC, PC, ABS, PA, PBT, PET, PT, PEEK, dienen, der ein beliebiges Bauteil bildet. Insbesondere wird dabei eine zweite Beschichtung auf den Kunststoff aufgebracht, die sich farblich von der Grundfarbe des Kunststoffs unterscheidet, um so einen farblichen Kontrast in dem gewünschten Bereich zu erzeugen. A plastic, thermoset or thermoplastic, for example PVC, PC, ABS, PA, PBT, PET, PT, PEEK, serve, which forms any component. In particular a second coating is applied to the plastic, which changes color differs from the base color of the plastic in order to create a color contrast in the desired area.
Als Substrat kann auch ein Metall bzw. eine Metalllegierung oder eine Metallkeramik dienen, wobei entweder ein Bauteil entsprechend dem Verfahren beschichtet wird, oder ein Bauteil, zum Beispiel auch eines aus Kunststoff, mit einer Beschichtung aus einem Metall oder einer Metalllegierung oder einer Metallkeramik versehen und anschließend entsprechend dem Verfahren beschichtet wird. Das Aufbringen der Metallschicht bzw. der Metalllegierung auf ein weiteres Bauteil kann ebenfalls in einem PVD- oder CVD-Verfahren erfolgen, oder es kann Kupfer galvanisch auf einem Bauteil abgeschieden werden. A metal or a metal alloy or a metal ceramic can also be used as the substrate serve, whereby either a component is coated according to the method, or a component, for example also one made of plastic, with a coating of provided with a metal or a metal alloy or a metal ceramic and is then coated according to the method. Applying the Metal layer or the metal alloy on another component can also be in one PVD or CVD processes take place, or copper can be electroplated on a component be deposited.
Ebenso ist es möglich, daß das Substrat, auf das die Beschichtung aufgebracht wird, eine Metallkeramik ist, ebenfalls entweder das Bauteil selbst oder eine zusätzlich zum Beispiel auf einem Kunststoffteil angebrachte Beschichtung. It is also possible that the substrate to which the coating is applied is a metal ceramic, also either the component itself or in addition to Example of a coating applied to a plastic part.
Ebenso kann das Substrat eine auf einem beliebigen Werkstück aufgebrachte Lackierung aus organischen Werkstoffen sein, wobei die Lackierung mit einem dem Fachmann bekannten Verfahren aufgebracht wird. The substrate can also be applied to any workpiece Painting from organic materials, the painting with a Methods known to those skilled in the art are applied.
Als zu beschichtende Werkstücke sind unter anderem vorgeschlagen:
Sanitärarmaturen und Zubehör; Dekor- und Zierteile für den Automobilbau, wie zum
Beispiel Zier- und Türleisten, Schalthebel, Tasten, Griffe; Gehäuse und
Bedienelemente für Audio- und Videogeräte; medizintechnische Instrumente.
Sämtliche Werkstücke können aus beliebigen Werkstoffen wie Metallen und
Kunststoffen bestehen.
The following are proposed as workpieces to be coated:
Sanitary fittings and accessories; Decorative and decorative parts for the automotive industry, such as, for example, decorative and door strips, gear levers, buttons, handles; Housings and controls for audio and video equipment; medical technology instruments. All workpieces can be made of any materials, such as metals and plastics.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmbar, in dem an Hand von Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher dargestellt ist. Es zeigen: Further details, features and advantages of the invention are as follows Description part can be removed, in the on the basis of drawings Embodiment of the invention is shown in more detail. Show it:
Fig. 1 ein beschichtetes Substrat mit der ersten Beschichtung, und Fig. 1 shows a coated substrate with the first coating, and
Fig. 2 das Substrat nach Entfernen der ersten Beschichtung. Fig. 2 shows the substrate after removing the first coating.
Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um ein Substrat 1, auf dessen Oberfläche eine Haftschicht 2 aufgebracht ist. Das Substrat 1 kann unter anderem ein Metall, eine Metallkeramik, eine Metalllegierung oder ein Kunststoff sein, wobei das Substrat entweder durch ein beliebiges Bauteil, Werkstück oder dergleichen gebildet ist oder durch eine zusätzliche auf ein solches Werkstück aufgebrachte Beschichtung, zum Beispiel eine Metallisierung oder eine Metallkeramik, gebildet wird. The exemplary embodiment of the invention shown in the figures is a substrate 1 , on the surface of which an adhesive layer 2 is applied. The substrate 1 can be, inter alia, a metal, a metal ceramic, a metal alloy or a plastic, the substrate being formed either by any component, workpiece or the like or by an additional coating applied to such a workpiece, for example a metallization or a Metal ceramic, is formed.
Die Haftschicht 2 ist auf das Substrat sowie auf die für die weitere Beschichtung 3 verwendeten Werkstoffe derart abgestimmt, daß die weitere Beschichtung 3 auf der Haftschicht 2 gut haftet. The adhesive layer 2 is matched to the substrate and to the materials used for the further coating 3 in such a way that the further coating 3 adheres well to the adhesive layer 2 .
In einem ausgewählten Bereich, der zum Beispiel in Draufsicht auf das Substrat 1 ein gewünschtes Muster, eine Markierung oder sonstige Beschriftung bildet, wird eine erste Beschichtung 4 aufgebracht, zum Beispiel durch Aufkleben einer Folie oder durch Tampondruck, um einen scharfen Rand mit einer Außenkontur dieses ersten Bereiches zu erhalten. In a selected area, which forms a desired pattern, marking or other lettering, for example in plan view of the substrate 1 , a first coating 4 is applied, for example by gluing on a film or by pad printing, around a sharp edge with an outer contour thereof to get the first area.
Anschließend wird eine zweite Beschichtung 5 zumindest den gewünschten Bereich überdeckend auf das Substrat bzw. hier auf die weitere Beschichtung 3 aufgebracht. Subsequently, a second coating 5 is applied at least over the desired area to the substrate or here to the further coating 3 .
Anschließend wird, zum Beispiel mechanisch oder chemisch oder in einem sonstigen Verfahren, die erste Beschichtung 4 wieder entfernt, hier von der weiteren Beschichtung 3, wobei der Bereich der zweiten Beschichtung 5, der, im Querschnitt gesehen, oberhalb der ersten Beschichtung 4 angeordnet war, mit dieser mit entfernt wird. Subsequently, for example mechanically or chemically or in another process, the first coating 4 is removed again, here from the further coating 3 , the region of the second coating 5 which, seen in cross section, was arranged above the first coating 4 , with this is also removed.
Wie aus der Querschnittsdarstellung in Fig. 2 ersichtlich, ist in der zweiter. Beschichtung 5 durch das Entfernen der ersten Beschichtung 4 eine Aussparung mit scharf abgegrenzten Rändern entstanden. As can be seen from the cross-sectional illustration in FIG. 2, the second. Coating 5 created by removing the first coating 4 a recess with sharply defined edges.
Insbesondere durch die Verwendung unterschiedlicher Farben für die Schichten 3 und
5 wird eine kontrastierende Optik erhalten, wobei der eigentliche Aufdruck bzw. die
Beschriftung in der zweiten Schicht 5 als Negativ sichtbar ist.
Bezugszeichenliste
1 Substrat
2 Haftschicht
3 weitere Beschichtung
4 erste Beschichtung
5 zweite Beschichtung
In particular, by using different colors for the layers 3 and 5 , a contrasting optic is obtained, the actual printing or the inscription in the second layer 5 being visible as a negative. REFERENCE NUMERALS 1 substrate
2 adhesive layer
3 more coatings
4 first coating
5 second coating
Claims (13)
auf das Substrat (1) eine erste Beschichtung (4) in dem gewünschten Bereich aufgebracht,
das Substrat (1) mindestens den gewünschten Bereich der ersten Beschichtung (4) überdeckend mit einer zweiten Beschichtung (5) versehen, und
die erste Beschichtung (4) in dem gewünschten Bereich entfernt werden. 1. Coating method for applying a lettering, an imprint, a pattern or the like to a substrate ( 1 ) in a desired area, characterized in that
a first coating ( 4 ) is applied to the substrate ( 1 ) in the desired area,
provide the substrate ( 1 ) with a second coating ( 5 ) covering at least the desired area of the first coating ( 4 ), and
the first coating ( 4 ) in the desired area can be removed.
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Publications (1)
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DE (1) | DE10155598A1 (en) |
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