DE102004054046A1

DE102004054046A1 - Verfahren zum selektiven, bereichsweisen Beschichten einer thermisch verformbaren transparenten oder transluzenten Trägerplatte

Info

Publication number: DE102004054046A1
Application number: DE200410054046
Authority: DE
Inventors: Günther Fritsch; Edgar Hahn; Rupert Bross
Original assignee: Borsi Fritz KG
Current assignee: Borsi Fritz KG
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2006-05-11

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven, bereichsweisen Beschichten einer transparenten oder transluzenten Trägerplatte, bei dem (a) auf die Trägerplatte zunächst im Siebdruckverfahren mindestens eine Abdeckfolie aufgebracht wird, welche lediglich die nicht zu beschichtenden Bereiche der Trägerplatte abdeckt, daraufhin (b) die Trägerplatte thermoplastisch verformt wird, daraufhin (c) auf die die Abdeckfolie tragende Fläche der Trägerplatte mittels Vakuummetallbedampfung oder Sputterns eine Metallbeschichtung aufgebracht wird und (d) woraufhin die Abdeckfolie von der Trägerplatte entfernt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven, bereichsweisen Beschichten einer thermisch verformbaren transparenten oder transluzenten Trägerplatte, insbesondere Werbemittelträgerplatte.
Trägerplatten aus Glas oder aus Kunststoff werden zur Verwendung als Werbemittel, Displays oder dergleichen häufig mit einer Metallbeschichtung, beispielsweise silber- oder goldfarbig, versehen.

Beispielsweise wird in der deutschen Patentanmeldung DE 2 29 395 ein Verfahren beschrieben, bei dem die Rückseite einer transparenten Trägerplatte bereichsweise mit einer zweischichtigen Dekorschicht, nämlich einer Farbschicht und einer spiegelnden Metallschicht, versehen wird. Des weiteren ist aus der US 1,963,156 ein Verfahren bekannt, bei dem eine transparente Trägerplatte zunächst flächig mit einer metallischen Beschichtung versehen wird, die dann bereichsweise entfernt wird, ehe sie z.B. gehärtet werden kann, woraufhin dann noch eine äußere, farbige Schutzschicht aufgebracht wird.

Transparente Trägerplatten, die sowohl in der Draufsicht als auch in der Durchsicht einen hinreichend deutlichen Goldton zeigen, lassen sich gemäß dem Verfahren der DE-OS 33 37 128 erhalten. Bei diesem Verfahren werden auf die Vorderseite der transparenten Trägerplatte zunächst im Siebdruckverfahren die Abdeckfolie und alsdann die Prägefolie aufgebracht, woraufhin die Abdeckfolie abgezogen wird, ehe dann auf die der Prägefolienbeschichtung abgewandten Rückseite der Trägerplatte eine Farbschicht, vorzugsweise im Siebdruckverfahren, aufgebracht wird. Der Herstellungsaufwand für dieses Verfahren läßt sich gemäß der DE-OS 38 08 689 dadurch verringern, daß die Farbschicht auf die auch die Prägefolienbeschichtung tragende Beschichtungsseite der Trägerplatte aufgebracht wird. Auch sollen sich auf diese Weise witterungsbeständigere beschichtete Trägerplatten erhalten lassen.

Für die vorangehend genannten transparenten Trägerplatten wird regelmäßig auf Acrylglas, d.h. PMMA, zurückgegriffen. Bei diesem Material handelt es sich um einen thermoplastischen Kunststoff, der im allgemeinen gut thermisch verformbar ist. Werden die vorangehend beschriebenen beschichteten Trägerplatten jedoch einer derartigen thermoplastischen Verformung ausgesetzt, treten häufig gleich in mehrfacher Hinsicht Probleme auf. Beispielsweise lassen sich häufig die Abdeckfolien, nachdem die Trägerplatte einem thermoplastischen Ver formungsschritt unterzogen worden ist, nicht oder nicht mehr vollständig abziehen, weshalb der Verformungsschritt zwangsläufig an das Ende des Herstellvorgangs zu legen ist, was wiederum zur Folge hat, daß die farbgebenden Schichten unmittelbar den Druck- und Temperaturbedingungen des Verformungsvorgangs augesetzt sind. Häufig wird hierbei die Oberfläche beeinträchtigt und das ursprüngliche Design der Prägefolie in Mitleidenschaft gezogen. Je stärker die Trägerplatte verformt wird, um so ausgeprägter wird im allgemeinen der optische Gesamteindruck der Trägerplatte beeinträchtigt.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß die Herstellung auch thermisch stark verformter beschichteter Trägerplatten möglich wird, ohne den Herstellungsaufwand nachhaltig erhöhen zu müssen, um beschichtete Trägerplatten hoher Qualität zu erhalten.

Demgemäß wurde ein Verfahren zum selektiven bereichsweisen Beschichten einer transparenten oder transluzenten Trägerplatte, insbesondere Werbemittelträgerplatte, gefunden, bei dem (a) auf die Trägerplatte zunächst im Siebdruckverfahren mindestens eine Abdeckfolie aufgebracht wird, welche lediglich die nicht zu beschichtenden Bereiche der Trägerplatte abdeckt, daraufhin (b) die Trägerplatte thermoplastisch verformt wird, daraufhin (c) auf die die Abdeckfolie tragende Fläche der Trägerplatte mittels Vakuummetallbedampfung oder Sputterns eine Metallbeschichtung aufgebracht wird und (d) woraufhin die Abdeckfolie von der Trägerplatte entfernt wird.

Dabei kann zum Beispiel vorgesehen sein, daß die Abdeckfolie ein Lacksystem auf Wasserbasis umfaßt, wie z.B. von der Firma Pröll KG, Weißenburg, erhältlich. Vorteilhafterweise sind diese Lacksysteme lufttrocknend, wobei gegebenenfalls das Trocknen durch Anwendung von Wärme unter moderaten Bedingungen (bis max. 80° C) forciert werden kann. Grundsätzlich sind auch solche Abdeckfolien geeignet, die sich mit Hilfe eines Druckluftstrahls, wie in der DE 198 56 030 C2 beschrieben, entfernen lassen.

Geeignete Abdeckfolien werden mit Hilfe der Siebdrucktechnik auf die Trägerplatte aufgebracht. Der Bedruckvorgang kann mehrmals wiederholt werden, so daß die Folie sich aus einer Vielzahl an Einzelschichten zusammensetzt. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn vorzugsweise jede auf eine bereits aufgetragene Schicht aufgedruckte weitere Schicht nicht exakt mit den Abmessungen der bereits aufgetragenen Schicht übereinstimmt, sondern in ihren Randbereichen, insbesondere nur geringfügig, kleiner bemessen ist. Auf diese Weise erhalten die Randbereiche der Abdeckfolie, wenn aus zwei oder mehreren Einzelschichten aufgebaut, eine stufenartige Kontur. Aufgrund der geringen Dicke der Einzelschichten läßt sich diese Kontur regelmäßig nur mit dem Mikroskop im Detail wahrnehmen, führt aber gleichwohl zu einer noch konturenschärferen Optik.

Für die Auftragung der Abdeckfolie auf die Trägerplatte mittels Siebdrucktechnik kann grundsätzlich auf bekannte Siebdruckschablonen, umfassend einen geeigneten Rahmen sowie ein darin aufgespanntes Siebgewebe, zurückgegriffen werden. Beispielsweise seien als geeignete Gewebe Polyestergewebe, z.B. monophile Polyestergewebe, gegebenenfalls partiell oder vollständig metallisiert, sowie Edelstahlgewebe genannt. Als besonders geeignet haben sich im vorliegenden Fall abgeflachte und/oder kalandrierte Gewebe vorzugsweise mit einer großen Maschenweite, insbesondere mit 60 bis 90 Fäden/cm, erwiesen. Besonders bewährt hat sich z.B. ein Gewebe mit einer 68-iger-Maschenweite. Geeignete weitmaschige Gewebe umfassen auch sogenannte 107 bis 18T-Gewebe. Ferner kann auf sogenannte Hochmodulgewebe zurückgegriffen werden, die man dadurch hält, daß eine Vorspannung bei der Fadenproduktion aufrechterhalten wird.

Von Bedeutung ist somit, daß sich mit der geschilderten Siebdrucktechnologie Abdeck- bzw. Lackfolien erhalten lassen, die auch noch nach dem thermoplastischen Verformungsschritt abziehbar sind. Abziehbar im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet insbesondere, daß die Abdeckfolien beim Entfernen von der Trägerplatte sich ohne weiteres rückstandsfrei, z.B. ohne daß Teilstücke oder einzelne Folienschichten auf der Trägerplatte verbleiben, vorzugsweise in einem Abziehvorgang bzw. einem Stück, entfernen lassen. Dieses gelingt besonders gut bei Verwendung von Lackmaterialien mit gegenüber herkömmlichen Systemen erhöhter Viskosität. Werden mehrere Lackschichten mittels der Siebdrucktechnik für die Ausbildung der abziehbaren Abdeckfolie aufgebracht, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die jeweils zuletzt erhaltene Beschichtung vor Auftrag der nächsten Beschichtung zumindest anzutrocknen. Bevorzugt wird jede Beschichtung vor Auftrag der nächsten Beschichtung vollständig getrocknet.

Grundsätzlich sind somit solche Abdeckfolien geeignet, die sich auch noch nach einer nachhaltigen thermoplastischen Verformung der Trägerplatte von dieser insbesondere konturenscharf abziehen lassen.

Die Bedampfung mit Metallen wie Aluminium oder Chrom kann z.B. in handelsüblichen Vakuumbedampfungsanlagen vorgenommen werden. Auch kann z.B. das Mehrschritt-Magnetron-Zerstäubungs-Beschichtungsverfahren, wie aus der DE-OS 40 04 116 bekannt, zum Einsatz kommen, bei dem die Metallbeschichtung durch Kurzzeitzerstäubung zunächst in einer Argon-Atmosphäre, dann in einer Argon-Helium- und schließlich wieder in einer Argon-Atmosphäre vorgenommen wird. Exemplarisch sei ebenfalls auf die EP 422 323 A1 verwiesen, gemäß der ein PMMA-Substrat durch Magnetron-Zerstäubung mit einer Aluminiumschicht in einer Helium-Gasatmosphäre beschichtet wird. Zur Verkürzung der Beschichtungsdauer kann gemäß der DE 44 09869 A1 das Beschichtungsmaterial auch magnetfeldunterstützt in einem kohlenstoffhaltigen Gasplasma zerstäubt werden, wodurch sich zudem eine noch bessere Anbindung der Metallschicht an die Kunststoffplatte einstellt.

Die Auftragung eines dünnen Metallfilms, z.B. aus Aluminium oder Chrom, auf einer Kunststoffoberfläche mittels Sputterns ist dem Fachmann im allgemeinen bekannt. Beispielsweise sei auf W. Schweika, Schichtpräparation mit Sputterverfahren, in Magnetische Schichtsysteme, Vol. 30, Seiten A5.1–24, Forschungszentrum Jülich, 1999, verwiesen. Eine besonders gute Haftung der gesputterten Metallschicht auf einer PMMA-Oberfläche gelingt gemäß der US 4,957,603 dann, wenn der PMMA-Formkörper durch Bestrahlung in Gegenwart von Koh lenstoff vorbehandelt wird. Grundsätzlich kommen im vorliegenden Fall zur Metallbeschichtung alle bekannten Vakuumbedampfungs- oder Sputterverfahren in Betracht.

In einer weiteren Ausführungsform umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls in einem zusätzlichen Verfahrensschritt (e) das Aufbringen einer die mittels Vakuummetallbedampfung oder Sputterns bewirkten Farbgebung unterstützende Farbschicht auf die auch die Beschichtung tragende Beschichtungsseite der Trägerplatte und/oder auf die die Beschichtung nicht tragende Beschichtungsseite der Trägerplatte. Hierbei wird die Farbschicht insbesondere im Siebdruckverfahren aufgebracht.

In einer Ausführungsform wird in der Weise vorgegangen, daß die Farbschicht vor und/oder nach dem Aufbringen der Abdeckfolie auf die Trägerplatte und/oder vor und/oder nach dem Abziehen der Abdeckfolie auf die Metallbeschichtung aufgebracht wird.

Geeignete Trägerplattenmaterialien umfassen Poly(meth)acrylate, insbesondere PMMA, auch als Acrylglas bekannt, Polycarbonat, Polyvinylchlorid (PVC) und Polystyrol sowie transparente und transluzente Styrol-co-polymere wie SAN und ABS.

Die thermoplastische Verformung der Trägerplatte wird in einer bevorzugten Ausführungsform mittels Tiefziehens, insbesondere Vakuumtiefziehens, nach dem Positivverfahren durchgeführt. Hierbei wird die, vorzugsweise auf eine Verformungstemperatur erwärmte Trägerplatte in der Regel auf ein Konvex-Modell (Positiv-Formkern) gesaugt. Beim Positivformen ist der Formkern/Stempel als positives Abbild der zu erzeugenden dreidimensionalen Kontur der Trägerplatte ausgebildet. Alternativ kann die auf eine geeignete Verformungstemperatur erwärmte Trägerplatte auch allein durch Preßformen mit Hilfe geeigneter Stempel verformt werden.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es gelingt, verformte beschichtete Trägerplatten, insbesondere Werbemittelträgerplatten, zu erhalten, die unabhängig vom Grad der Verformung ein einwandfreies Erscheinungsbild zeigen. Gegenüber herkömmlichen Verfahren, mit denen verformte beschichtete thermoplastische Trägerplatten nicht oder nur in geringfügig verformter Form zugänglich sind, geht mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kein gesteigerter Herstellungsaufwand einher. Die Bandbreite an stark konturierten Werbeträgern, z.B. mit ausgeprägter reliefartiger Oberflächestruktur, läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erheblich vergrößern. Mit Hilfe der verwendeten Abdeckfolie lassen sich auch bei stark thermoplastisch verformten Trägerplatten sehr konturenscharfe metallische bzw. metallisch erscheinende Designs erzeugen. Die Abdeckfolie ist nach dem Verformungsschritt, auch bei ausgeprägter Verformung, ohne weiteres entfernbar.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand einer schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert ist.
Die Zeichnung zeigt schematisch die Trägerplatte im Schnitt senkrecht zur Plattenebene in verschiedenen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einem ersten Schritt a) wird auf die Trägerplatte 2 aus PMMA eine Abdeckfolie 4 im Siebdruckverfahren aufgedruckt. Mittels mehrmaliger Wiederholung dieses Druckverfahrens kann die gewünschte Dicke der Abdeckfolie eingestellt werden. In der Regel reicht bereits ein zweifaches Bedrucken aus, um eine einwandfrei abziehbare Abdeckfolie 4 zu erhalten. Besonders vorteilhaft wird für die Herstellung der Abdeckfolie 4 ein wasserbasiertes, druckbares Lacksystem „Norifilm Nr. 5" der Firma Pröll KG eingesetzt. Mit der Abdeckfolie werden diejenigen Bereiche der Rückseite der Trägerplatte 2 beschichtet, die von einer metallischen oder sonstigen farbigen Beschichtung frei bleiben sollen. Die Abdeckfolie 4 bedeckt somit regelmäßig nicht die gesamte Fläche der Rückseite der Trägerplatte 2. Im Anschluß an die Aufbringung der Abdeckfolie 4 wird das erhaltene System einem thermoplastischen Verformungsprozeß b) unterzogen. Bevorzugt wird hierbei auf das Verfahren des Vakuumtiefziehens nach dem Positiv-Verfahren zurückgegriffen. Bei diesem Verfahren wird die Trägerplat te im allgemeinen zunächst erwärmt. Wenn die erwärmte Platte in einen elastischen Zustand übergeht, wird sie mit Hilfe der Positivform eines auf die Platte einwirkenden Stempels unter Vakuum verformt. Nach dem Abkühlvorgang kann die geformte Trägerplatte von der Positivform abgenommen werden. Anschließend wird in dem Verfahrensschritt c) die Rückseite der Trägerplatte 2 unter Ausbildung einer Metallschicht 6 mit Aluminium im Hochvakuum bedampft. Auf diese Weise werden ohne weiteres auch die stärker konturierten bzw. ausgeformten Areale der Trägerplatte 2 gleichmäßig mit einer Metallschicht 6 versehen. Nach Erzeugung einer im wesentlichen gleichmäßigen Metallschicht 6 kann die Abdeckfolie 4 in einem Verfahrensschritt d) ohne weiteres konturenscharf abgezogen werden, wodurch der bedruckte Werbeträger 1 erhalten wird.
Die Trägerplatte 1 kann selbstverständlich nach bekannten Methoden vor der Aufbringung der Abdeckfolie auch mit einer oder weiteren Farbschichten versehen werden, wie z.B. in der DE 38 08 689 C1 beschrieben.
Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung sowie den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen wesentlich sein.

1: Werbedisplay
2: Trägerplatte
4: Abdeckfolie
6: Metallschicht

Claims

Verfahren zum selektiven, bereichsweisen Beschichten einer transparenten oder transluzenten Trägerplatte, insbesondere Werbemittelträgerplatte, bei dem (a) auf die Trägerplatte zunächst im Siebdruckverfahren mindestens eine Abdeckfolie aufgebracht wird, welche lediglich die nicht zu beschichtenden Bereiche der Trägerplatte abdeckt, daraufhin (b) die Trägerplatte thermoplastisch verformt wird, daraufhin (c) auf die die Abdeckfolie tragende Fläche der Trägerplatte mittels Vakuummetallbedampfung oder Sputterns eine Metallbeschichtung aufgebracht wird und (d) woraufhin die Abdeckfolie von der Trägerplatte entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckfolie ein Lacksystem auf Wasserbasis umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckfolie eine abziehbare Abdeckfolie umfaßt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für das Siebdruckverfahren ein abgeflachtes und/oder kalandriertes Gewebe verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe weitmaschig ist, insbesondere ein 10T bis 18T-Gewebe umfaßt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall für den Metallbedampfungs- oder Sputterschritt Aluminium und/oder Chrom eingesetzt wird bzw. werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch (e) Aufbringen einer die mittels Vakuummetallbedampfung oder Sputterns bewirkten Farbgebung unterstützende Farbschicht auf die auch die Beschichtung tragende Beschichtungsseite der Trägerplatte und/oder auf die die Beschichtung nicht tragende Beschichtungsseite der Trägerplatte.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht im Siebdruck aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht vor dem Aufbringen der Abdeckfolie auf die Trägerplatte aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte Poly(meth)acrylate, insbesondere PMMA, Polycarbonat, Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol und Styrol-co-polymere umfaßt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung der Trägerplatte das Tiefziehen, insbesondere Vakuumtiefziehen, nach dem Positiv-Verfahren und/oder das Preßformen umfaßt.
Verformte, beschichtete Trägerplatte, insbesondere Werbemittelträgerplatte, erhältlich gemäß einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche.