DE102014222996B4

DE102014222996B4 - Zusammensetzung, Schichtstruktur, deren Vorläufer, Trägerstruktur, sowie Verfahren zur Herstellung der Schichtstruktur

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Publication number: DE102014222996B4
Application number: DE102014222996.0A
Authority: DE
Inventors: Patrizia Heupel; Hans-Michael Malter
Original assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-11-12
Also published as: KR20160056300A; CN105585892A; KR101792351B1; DE102014222996A1; HK1220986A1; CN105585892B

Abstract

Eine Zusammensetzung (40) beinhaltend als Bestandteilei. ein organisches Vehikel;ii. metallorganische Verbindungen, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhalten;wobei- das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und- das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung beinhaltend als Bestandteile i. ein organisches Vehikel; ii. metallorganische Verbindungen, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhalten; wobei das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Schichtstruktur beinhaltend i. ein Substrat mit einer Oberfläche, ii. eine die Oberfläche mindestens teilweise überlagernde und mit dieser verbundene Metallschicht; wobei die Metallschicht die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhaltet, und wobei in der Metallschicht das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Vorläufer einer Schichtstruktur beinhaltend a) ein Substrat mit einer Oberfläche; b) eine die Oberfläche mindestens teilweise überlagernde Zusammensetzung; wobei die Zusammensetzung metallorganische Verbindungen beinhaltet, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhalten, und wobei in der Zusammensetzung das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt. Die Erfindung betrifft ferner eine Trägerstruktur, beinhaltend I. eine Trägerschicht, II. eine weitere Schicht, wobei die weitere Schicht wasserlöslich ist oder einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 40 bis 80 °C aufweist, III. eine Zusammensetzung (40) beinhaltend als Bestandteile il. ein organisches Vehikel, i2. ggf. ein anorganisches Additiv, i3. metallorganische Verbindungen, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhalten, wobei das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur beinhaltendend die Schritte: S1. Bereitstellen eines Substrats mit einer Oberfläche; S2. Überlagern mindestens eines Teils der Oberfläche mit einer ersten Zusammensetzung unter Erhalt eines Vorläufers der Schichtstruktur, wobei die erste Zusammensetzung als Bestandteile beinhaltet: i. ein organisches Vehikel, ii. metallorganische Verbindungen, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhalten; wobei das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt; S3. Behandeln des Vorläufers der Schichtstruktur bei einer Temperatur von mindestens 500 °C.
Metallhaltige Zusammensetzungen werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt. So findet man häufig metallhaltige Zusammensetzungen bei der Herstellung von Halbleiterelementen, wie in den Patentanmeldungen US 3481758 A , US 2008/03364 A1 und US 2013/011957 A1 beschrieben. Metallhaltige Zusammensetzungen werden auch als Dekor für unterschiedliche Gegenstände eingesetzt. Häufig werden Zusammensetzungen mit Metallen zur Verzierung von Gegenständen verwendet, um einen besonderen Effekt zu erreichen. Unterschiedliche Zusammensetzungen mit verschiedenen Metallzusammensetzungen werden beispielsweise in der Patentanmeldung DE 197 04 479 A1 beschrieben.
DE 41 22 131 C1 beschreibt ein Goldpräparat für die Dekoration von Glas, Keramik und Porzellan, das Gold als organische Goldverbindung und mindestens eine organische Metallverbindung, gelöst in einem organischen Träger, und zusätzlich 0,3-4 Gew.-% fein dispergiertes Polyethylenwachs enthält.
In DE 699 24 737 T2 wird eine Goldpaste zum Bestreichen von Glas oder Keramik beschrieben, die durch Sintern eine goldene Farbe zeigt. Die Paste enthält Metallkomponenten mit einer Metallzusammensetzung, welche 81,0 bis 99,1 Gew.-% Gold, 0,4 bis 5,0 Gew.-% Bismut und 3,0 bis 0,2 Gew.-% Silizium enthält.
DE 199 15 937 A1 offenbart ein Glanzedelmetallpräparat zum Einbrennen auf Keramik- /Porzellan-Oberflächen bei einer Mindesttemperatur von 900°C. Das Glanzedelmetallpräparat ist frei von Rhodium und enthält eine Edelmetallverbindung und organische Chromverbindung.
In AT 225 206 B beschreibt ein glasartiges Abziehbild mit einer Papierunterlage, die eine Sperrschicht und eine Wachsschicht enthält, einem Schmelzfarben-Bild und einem mit dem Bild verbundenen thermoplastischem Material. Sobald das Abziehbild einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird, , lässt sich das Schmelzfarbenbild von der Unterlage ablösen.
Keines der genannten Dokumente beschäftigt sich mit der Auswahl von metallhaltigen Zusammensetzungen, auch Lüster genannt, die dazu geeignet sind Beschichtung mit guten Dekorationseigenschaften bei gleichzeitig guter Mikrowellenbeständigkeit bereitzustellen.
Allgemein liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile zumindest teilweise zu überwinden.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Zusammensetzung bereitzustellen, die sich zur Ausbildung von beständigen Filmen eignet.
Es besteht eine weitere Aufgabe darin, eine Zusammensetzung bereitzustellen, die dazu geeignet ist, einen beständigen Film, beispielsweise in Form eines Dekors auf einem Gegenstand auszubilden, der beständig in Spülmaschinen und Mikrowellen ist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine kostengünstige Zusammensetzung bereitzustellen.
Es besteht weiterhin eine Aufgabe darin, eine Zusammensetzung bereitzustellen, die auf unterschiedlichen Gegenständen einen dekorativen, insbesondere glänzenden Dekor erzeugen kann.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Zusammensetzung bereitzustellen, die dazu geeignet ist, einen beständigen Film, beispielsweise in Form eines Dekors auf einem Gegenstand auszubilden, der einen geringen Edelmetallanteil aufweist.
Weiterhin besteht eine Aufgabe darin, eine Zusammensetzung bereitzustellen, die kostengünstig und einfach verarbeitbar ist.
Es besteht zudem eine Aufgabe darin, eine Schichtstruktur bereitzustellen, die eine möglichst hohe Beständigkeit insbesondere bei Benutzung der Schichtstruktur in Spülmaschinen und Mikrowellen aufweist.
Darüber hinaus besteht eine Aufgabe darin, ein Verfahren bereitzustellen, um eine Schichtstruktur möglichst kosten- und zeitsparend herstellen zu können.
Es ist weiterhin eine Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, mit dessen Hilfe eine möglichst stabile Schichtstruktur herstellbar ist.
Einen Beitrag zur Lösung einer der zuvor aufgeführten Aufgaben bietet ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Eine erste Ausführungsform dieses Gegenstandes ist
Eine Zusammensetzung beinhaltend als Bestandteile

i. ein organisches Vehikel;
ii. ggf. ein anorganisches Additiv;
iii. metallorganische Verbindungen, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhalten;

-das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und
-das Verhältnis von A1 zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist bevorzugt dazu geeignet auf Gegenstände, wie beispielsweise ein Substrat aufgebracht zu werden, um darauf, bevorzugt nach Erhitzen, ein festes und beständiges Dekor zu bilden. Die Zusammensetzung kann jegliche Bestandteile aufweisen, die der Fachmann hierfür auswählen würde. Die Zusammensetzung ist bevorzugt flüssig oder pastenförmig. Flüssige Zusammensetzungen werden bevorzugt mit Pinseln, durch Spritzen oder Tauchen aufgetragen. Pastenförmige Zusammensetzungen werden bevorzugt mittels Sieb-, Stencil, Tampon- oder Hochdruck aufgebracht. Die Zusammensetzung kann jedoch auch als Pulver vorliegen.
Das organische Vehikel, gemäß Bestandteil i., kann jedes organische Vehikel sein, das der Fachmann für eine erfindungsgemäße Zusammensetzung verwenden würde. Das anorganische Additiv, gemäß Bestandteil ii., ist von den Bestandteilen i. und iii. der Zusammensetzung verschieden. Eigenschaften und bevorzugte Ausgestaltungen des Vehikels, des anorganischen Additivs sowie der metallorganischen Verbindung werden später näher beschrieben.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Zusammensetzung, die bevorzugt dünnflüssig vorliegt, weist die Zusammensetzung mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei oder bevorzugt alle der folgenden Eigenschaften auf:

a1. einen Gehalt an Lösungsmittel von mindestens 30 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 35 Gew.-%, oder bevorzugt mindestens 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
a2. einen Gehalt an Bindemittel in einem Bereich von 5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 8 bis 25 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
a3. ein Verhältnis von protischem zu nicht-protischem Lösungsmittel in einem Bereich von 1:100 bis 100:1, bevorzugt in einem Bereich von 1:50 bis 50:1 und besonders bevorzugt in einem Bereich von 1:5 bis 5:1.
a4. eine Viskosität in einem Bereich von 1 bis 500 mPa*s, bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 450 mPa*s, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 400 mPa*s.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Zusammensetzung, die bevorzugt pastös ist, weist die Zusammensetzung mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei oder bevorzugt alle der folgenden Eigenschaften auf:

b1. einen Gehalt an Lösungsmittel von mindestens 1 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 3 Gew.-%, oder bevorzugt mindestens 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, wobei bevorzugt ein Gehalt an Lösungsmittel von 60 Gew.-% nicht überschritten wird.
b2. einen Gehalt an Bindemittel in einem Bereich von 5 bis 95 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 7 bis 90 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
b3. ein Verhältnis von protischem zu nicht-protischem Lösungsmittel in einem Bereich von 1:100 bis 100:1, bevorzugt in einem Bereich von 1:50 bis 50:1 und besonders bevorzugt in einem Bereich von 1:5 bis 5:1.
b4. eine Viskosität in einem Bereich von 500 bis 50000 mPa*s, bevorzugt in einem Bereich von 700 bis 45000 mPa*s, oder bevorzugt in einem Bereich von 1000 bis 40000 mPa*s.

Weiterhin bevorzugt weist die Zusammensetzung mindestens die Eigenschaft b4. auf.
Die Zusammensetzung mit den Eigenschaften a1. bis a4. ist bevorzugt dazu geeignet in einem direkten Applikationsprozess, wie er später noch beschrieben wird, auf ein Substrat aufgebracht zu werden.
Die Zusammensetzung mit den Eigenschaften b1. bis b4. ist bevorzugt dazu geeignet in einem indirekten oder direkten Applikationsprozess, der vorzugsweise ein Druckprozess ist, wie er später noch beschrieben wird, auf ein Substrat aufgebracht zu werden.
Die Zusammensetzung beinhaltet das organische Vehikel bevorzugt in einem Bereich von 20-95%, oder bevorzugt in einem Bereich von 25 bis 90 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 85 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung auf.
Die Metalle der Zusammensetzung können als elementares Metall z.B. in Form von Pulver, wie Goldpulver oder als metallorganische Verbindung sowie aber auch als Metallsalze oder Metalloxide, oder als Mischformen dieser genannten Formen vorliegen. Die Gewichtsangaben für den Metallgehalt der Zusammensetzung beziehen sich rein auf den Gewichtsanteil des Metalls in der Zusammensetzung, egal ob als reines Element dazugegeben oder als metallorganische Verbindung oder als Salz oder Oxid, es sei denn dies ist explizit anders definiert. Der Gewichtsanteil des mit dem Metall verbundenen Teils wird hierbei nicht berücksichtigt. Dies gilt auch für die Bildung von Verhältnissen bestimmter Metalle zu einander. Auch hier werden nur die Gewichtsteile der Metalle bzw. Metallionen berücksichtigt und nicht die der Liganden.
Erfindungsgemäß liegt das Verhältnis von Bismut (Bi) zu Zinn (Sn) in einem Bereich von 10:1 bis 50:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 15:1 bis 40:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 20:1 bis 30:1. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Zinn in einem Bereich von 0,02 bis 3 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,04 bis 2,0 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,07 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Weiterhin erfindungsgemäß liegt das Verhältnis von Aluminium (Al) zu Zinn (Sn) in einem Bereich von 1:1 bis 15:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,1:1 bis 10:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,1:1 bis 8:1.
Die Zusammensetzung beinhaltet Gold bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 30 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Weiterhin bevorzugt liegt das Verhältnis von Gold zu Nicht-Edelmetallen in einem Bereich von 1:1 bis 6:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,4:1 bis 5:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,6:1 bis 4,5:1. Weiterhin bevorzugt liegt das Verhältnis von Edelmetall zu Nicht-Edelmetallen in einem Bereich von 1:1 bis 8:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,4:1 bis 6:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,6:1 bis 5:1. Unter Edelmetall sind alle Metalle zu verstehen, die zu der Gruppe ausgewählt aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Osmium, Iridium, Platin und Gold zählen. Unter Nicht-Edelmetall sind alle Metalle zu verstehen, die nicht zu der Gruppe ausgewählt aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Osmium, Iridium, Platin und Gold zählen.
Die Summe aller Bestandteile der Zusammensetzung ergibt stets 100 Gew.-%.
Die Zusammensetzung gemäß der Ausführungsform 1, wobei die Zusammensetzung Aluminium in einem Bereich von 0,03 bis 10 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,04 bis 5 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beinhaltet.
Das Aluminium in der Zusammensetzung kann als elementares Metall oder metallorganische Verbindung sowie aber auch als Metallsalz vorliegen, oder in einer Mischform aus mindestens zwei dieser drei Formen.
Die Zusammensetzung gemäß einer der Ausführungsformen 1 oder 2, wobei die Zusammensetzung Bismut in einem Bereich von 0,05 bis 15 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beinhaltet.
Das Bismut in der Zusammensetzung kann als elementares Metall oder metallorganische Verbindung sowie aber auch als Metallsalz vorliegen, oder in einer Mischform aus mindestens zwei dieser drei Formen.
Die Zusammensetzung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei die Zusammensetzung weniger als 5 Gew.-% Platin, oder bevorzugt weniger als 4 Gew.-% Platin, oder bevorzugt weniger als 3 Gew.-% Platin, oder bevorzugt weniger als 2 Gew.-% Platin, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beinhaltet, und das Gewichtsverhältnis von Gold zu der Summe des Gewichts aller weiteren Metalle in der Zusammensetzung in einem Bereich von 1:1 bis 6:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,5:1 bis 5:1, oder bevorzugt in einem Bereiche von 2:1 bis 4:1 liegt.
Die Zusammensetzung beinhaltet Platin bevorzugt in einem Bereich von 0 bis 5 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 4 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Das Platin in der Zusammensetzung kann als elementares Metall oder metallorganische Verbindung sowie aber auch als Metallsalze oder Metalloxide vorliegen, oder in einer Mischform aus mindestens zwei diesen drei Formen.
Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Palladium. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Palladium zu weniger als 1 Gew.-%, oder bevorzugt zu weniger als 0,9 Gew.-%, oder bevorzugt zu weniger als 0,8 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Palladium in einem Bereich von 0,01 bis 1 Gew.- %, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 0,9 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 0,8 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Das Palladium in der Zusammensetzung kann als elementares Metall oder metallorganische Verbindung sowie aber auch als Metallsalze oder Metalloxide vorliegen, oder in einer Mischform aus mindestens zwei dieser Formen.
Die Zusammensetzung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei der Ni-Gehalt kleiner 0,05 Gew.-%, oder bevorzugt kleiner 0,03 Gew.-%, oder bevorzugt kleiner als 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung ist.
Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Nickel in einem Bereich von 0,001 bis 0,1 Gew.- %, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,001 bis 0,05 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,001 bis 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Weiterhin bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung kein Nickel.
Die Zusammensetzung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 5, wobei das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 11:1 bis 47:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 13:1 bis 46:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 15:1 bis 45:1.
Die Zusammensetzung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1,1:1 bis 15:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 2:1 bis 13:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 2,5:1 bis 11:1 liegt.
Die Zusammensetzung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei die metallorganische Verbindung weiterhin ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Platin (Pt), Palladium (Pd), Rhodium (Rh), Indium (In), Silicium (Si), Zirkonium (Zr), Osmium (Os), Chrom (Cr), Titan (Ti) oder eine Kombination von mindestens zwei davon beinhaltet.
Diese aufgeführten Metalle werden auch als weitere Metalle der Zusammensetzung bezeichnet. Die weiteren Metalle können als weitere metallorganische Verbindungen vorliegen, als Oxide, als Salze, elementar oder einer Mischung aus den vorgenannten Formen. Die folgenden Gewichtsangaben zu den weiteren Metallen beziehen sich ausschließlich auf den Metallanteil der weiteren Metalle, selbst wenn das weitere Metall als metallorganische Verbindung, Oxid, Salz oder sonstige Verbindung vorliegt, es sein denn es wird anders definiert. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung die weiteren Metalle in einem Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 5 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,07 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Palladium in einem Bereich von 0 bis 1 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 0,7 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Indium in einem Bereich von 0 bis 0,5 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 0,4 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Silicium in einem Bereich von 0,01 bis 2 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 1 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 0,7 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Zirkonium in einem Bereich von 0,01 bis 2 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,02 bis 1 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,03 bis 0,7 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Osmium in einem Bereich von 0 bis 1 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,02 bis 0,8 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,03 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Chrom in einem Bereich von 0 bis 1 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,02 bis 0,8 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,03 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Titan in einem Bereich von 0 bis 1 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,02 bis 0,8 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,03 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Die Zusammensetzung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 8, wobei die organische Komponente der metallorganischen Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Alkoholat, einem Oxalat, einem Ester, einem Carboxylat, einem Halogencarboxylat, einem Hydroxycarboxylat, einem Acetonat, einem Ketonat, einem Phosphat, einem Phosphit, einem Phosphid, einem Phosphan, einem Sulfonat, einem Thiolat, einem Mercaptan, einem Amin, einem Amid und einem Sulforesinat oder einer Mischung aus mindestens zwei davon.
Bevorzugt ist die organische Komponente der metallorganischen Verbindung ein Mercaptan oder eine Carbonsäure, insbesondere eine Ethylhexansäure. Bevorzugt ist die organische Komponente ein Mercaptan, wenn das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe der Edelmetalle. Bevorzugt ist die organische Komponente eine Carbonsäure, wie Ethylhexansäure, wenn das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe der Nicht-Edelmetalle.
Die Zusammensetzung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 9, wobei die Zusammensetzung weiterhin iii. ein anorganisches Additiv beinhaltet.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 10, wobei das anorganische Additiv ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Oxid, einem Hydroxid, einem Nitrat, einem Carbonat, einem Sulfid, einem Halogenid, einem Sulfat, einem Thiosulfat oder einer Mischung von mindestens zwei hieraus. Bevorzugt ist das anorganische Additiv ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Talkum, einem Perlglanzpigment und einem Kaolin oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon.
Die Zusammensetzung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 11, wobei das organische Vehikel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem organischen Lösungsmittel, einem organischen Bindemittel oder einer Mischung hieraus.
Das organische Lösungsmittel ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Terpen, einem cycloaliphatischen oder einem aromatischen Kohlenwasserstoff, einem Keton, einem Ester, einem Alkohol wie beispielsweise Ethanol, Isopropanol oder Hexanol, oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt ist das Lösungsmittel eines wie oben beschrieben.
Das organische Bindemittel kann jedes Bindemittel sein, das der Fachmann hierfür einsetzen würde. Bevorzugt ist das organische Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe der Bindemittel wie sie für das organische Vehikel beschrieben werden.
Die Zusammensetzung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 12, wobei die metallorganische Verbindung Rhodium (Rh) beinhaltet.
Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung Rhodium in einem Bereich von 0,001 bis 0,1 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,001 bis 0,2 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,001 bis 0,4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Schichtstruktur. Eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schichtstruktur ist in der folgenden Ausführungsform wiedergegeben:
Eine Schichtstruktur beinhaltend

i). ein Substrat mit einer Oberfläche,
ii). eine die Oberfläche mindestens teilweise überlagernde und mit dieser verbundene Metallschicht;

- das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und
- das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1

Die Schichtstruktur kann jede Form aufweisen. Bevorzugt weist die Schichtstruktur eine Form ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus kreisförmig, wellenförmig, zylinderförmig, quaderförmig, rechteckig, kegelförmig, röhrenförmig, pyramidenförmig oder einer Kombination von mindestens zwei hiervon auf. Das Substrat kann jedes Material beinhalten, das der Fachmann hierfür vorsehen würde. Bevorzugt weist das Substrat eine Oberfläche auf, auf die eine Metallschicht aufgebracht werden kann. Das Substrat und seine Eigenschaften werden weiter unten näher beschrieben. Bevorzugt wird zum Aufbringen der Metallschicht das erfindungsgemäße Verfahren verwendet, das später noch beschrieben wird. Als Beschichtungsmaterial dient hierfür bevorzugt die erfindungsgemäße Zusammensetzung. Alle bereits für die erfindungsgemäße Zusammensetzung genannten Merkmale und Bestandteile, sowie die genannten Verhältnisse der Bestandteile untereinander, sind bevorzugt auch für die Metallschicht gültig.
Die Schichtstruktur gemäß der Ausführungsform 14, wobei das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Glas, einer Keramik, einem Porzellan, einer Fliese, einem Metall, einem Polymer oder einer Kombination aus mindestens zwei davon, wobei Glas und Keramik bevorzugt sind.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen Vorläufer. Eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung des Vorläufers ist in der folgenden Ausführungsform wiedergegeben:
Ein Vorläufer einer Schichtstruktur beinhaltend

a) ein Substrat mit einer Oberfläche;
b) eine die Oberfläche mindestens teilweise überlagernde Zusammensetzung;

-das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und
-das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1

Der Vorläufer der Schichtstruktur kann jeder Vorläufer sein, den der Fachmann hierfür vorsehen würde. Die Merkmale des Substrats sind der nachfolgenden Beschreibung sowie der Beschreibung für die Schichtstruktur und der Beschreibung der Zusammensetzung zu entnehmen und ebenfalls für den Vorläufer gültig. Die Verfahren zum direkten Aufbringen der Zusammensetzung auf das Substrat können dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur entnommen werden.
Das teilweise Überlagern der Oberfläche des Substrats durch die Zusammensetzung in Punkt b) kann ein direktes oder ein indirektes Überlagern der Zusammensetzung sein. Das direkte Überlagern kann beispielsweise durch Druckverfahren, wie Siebdruck, Tampondruck, aber auch Ink-Jet Druck oder Sprühverfahren erfolgen. Die verschiedenen Verfahren zum direkten Aufbringen der Zusammensetzung auf das Substrat können dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur entnommen werden. Das indirekte Überlagern erfolgt bevorzugt mittels Aufbringen der Zusammensetzung durch eine Trägerstruktur in Form eines Abziehbildes, das die Zusammensetzung beinhaltet. Die Trägerstruktur des Abziehbildes wird später noch näher ausgeführt.
Der Vorläufer gemäß der Ausführungsform 16, weiterhin beinhaltend:

c) eine Trägerschicht; und mindestens eine der folgenden Schichten
d) eine im Bereich von 40 bis 80 °C schmelzbare Schicht;
e) eine anorganische Schicht;
f) eine wasserunlösliche Schicht.

Die Ausführungsform 16 des Vorläufers weist neben dem Substrat und der Zusammensetzung mindestens eine Trägerschicht auf. Die Trägerschicht kann jedes Material beinhalten, das dazu geeignet ist, die Zusammensetzung, vor dem Aufbringen auf ein Substrat, zu tragen, ohne dass die Zusammensetzung auseinanderbricht, verschoben wird, verläuft oder anderweitig in ihrer Struktur oder Anordnung verändert wird. Die Trägerschicht beinhaltet bevorzugt Papier oder Pappe. Bevorzugt beinhaltet die Trägerschicht Papier oder Pappe in einem Bereich von 50 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 70 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 90 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trägerstruktur. Die Trägerschicht weist bevorzugt eine Dicke in einem Bereich von 0,5 µm bis 2 mm, bevorzugt in einem Bereich von 1 µm bis 1,5 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 µm bis 1 mm auf. Die Trägerschicht weist bevorzugt eine Länge in einem Bereich von 1 bis 1000 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 500 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 200 cm auf. Die Trägerschicht weist bevorzugt eine Breite in einem Bereich von 1 bis 1000 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 500 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 200 cm auf. Die Trägerschicht weist bevorzugt eine Fläche gebildet aus der Länge und Breite in einem Bereich von 10 cm²bis 100 m², oder bevorzugt in einem Bereich von 20 cm² bis 50 m², oder bevorzugt in einem Bereich von 30 cm² bis 10 m² auf.
Der Vorläufer weist bevorzugt weitere Schichten auf. Der Vorläufer der Ausführungsform 16 weist bevorzugt eine erste weitere Schicht in Form einer im Bereich von 40 bis 80 °C schmelzbaren Schicht d) auf, die im Folgenden lediglich schmelzbare Schicht genannt wird. Die schmelzbare Schicht d) dient zur leichten Abtrennung der Trägerschicht von der Zusammensetzung, weshalb sie im Folgenden auch als schmelzbare Trennschicht bezeichnet wird. Wird die schmelzbare Schicht d) über den Schmelzpunkt der schmelzbaren Schicht erwärmt, so ist die Trägerschicht leicht von der Zusammensetzung ablösbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Vorläufers weist der Vorläufer aus Ausführungsform 16 eine schmelzbare Schicht d) in direktem Kontakt mit der Zusammensetzung auf. Bevorzugt ist die schmelzbare Schicht d) zwischen Trägerschicht und Zusammensetzung angeordnet.
Die schmelzbare Schicht d) aus Ausführungsform 16 beinhaltet bevorzugt ein Material, das dazu geeignet ist durch Erwärmen im Bereich von 40 bis 80 °C zu schmelzen. Bevorzugt ist das zwischen 40 und 80 °C schmelzbare Material ein Wachs, eine wachsähnliches Material oder ein Wachs beinhaltendes Material. Das Wachs ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Wachse, wie sie oben für die Bindemittel angegeben wurden. Bevorzugt ist das Wachs Paraffin.
Die Ausführungsform 16 beinhaltet bevorzugt mindestens eine zweite weitere Schicht. Die zweite weitere Schicht kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einer anorganischen Schicht e), einer wasserunlöslichen Schicht f) oder einer Kombination aus beiden.
Die anorganische Schicht e) kann sowohl zur Stabilisierung der Zusammensetzung dienen als auch zu deren Schutz. Die anorganische Schicht e) ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Glas, einer Glasfritte, einer Keramik oder einer Kombination hieraus. Das Glas und die Keramik können die gleichen sein, wie für das Substrat beschrieben.
Die wasserunlösliche Schicht f) dient vor allem als Stabilisierung der Zusammensetzung vor dem Übertragen der Zusammensetzung auf das Substrat. Die wasserunlösliche Schicht f) beinhaltet bevorzugt einen Lack. Bevorzugt ist der Lack durchsichtig in sichtbarem Wellenlängenbereich. Bevorzugt ist der Lack ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acryllack, Methacrylharz wie Polyacrylat- oder Polymethacrylatpolymere oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Vorläufers der Ausführungsform 16 folgt auf die Trägerschicht c) bevorzugt die schmelzbare Schicht d), auf die die Zusammensetzung b) folgt. Auf die Zusammensetzung b) folgt bevorzugt die wasserunlösliche Schicht f). In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Vorläufers ist zwischen der schmelzbaren Schicht d) und der wasserunlöslichen Schicht f) eine anorganische Schicht e) in Form einer Glasfritte angeordnet. Die anorganische Schicht e) kann alternativ oder zusätzlich auch auf die wasserunlösliche Schicht f) folgen. In einer weiteren alternativen Ausführungsform des Vorläufers ist zusätzlich oder alternativ zu der ersten anorganischen Schicht e) eine weitere anorganische Schicht e) zwischen schmelzbarer Schicht d) und der Zusammensetzung b) positioniert.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Trägerstruktur. Eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung der Trägerstruktur ist in der folgenden Ausführungsform wiedergegeben:
Eine Trägerstruktur beinhaltend

I. eine Trägerschicht;
II. eine weitere Schicht, wobei die weitere Schicht wasserlöslich ist oder einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 40 bis 80 °C aufweist;
III. eine Zusammensetzung beinhaltend als Bestandteile i1. ein organisches Vehikel; i2. metallorganische Verbindungen, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhalten; wobei
- - das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und
- - das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt.

Die Trägerstruktur nach [18], wobei die Zusammensetzung weiterhin i3. Ein anorganisches Additiv beinhaltet.
Die Trägerstruktur dient zur Übertragung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf ein Substrat, wie dies in Form von Abziehbildern bekannt ist. Die Trägerschicht kann jedes Material beinhalten. Bevorzugt ist die Trägerstruktur dazu geeignet, der Zusammensetzung, vor dem Aufbringen auf ein Substrat, Halt zu bieten, ohne dass die Zusammensetzung auseinanderbricht, verschoben wird, verläuft oder anderweitig in ihrer Struktur oder Anordnung verändert wird. Dazu weist die Trägerstruktur verschiedene Schichten auf, um den Halt nach Übertragung der Zusammensetzung auf ein Substrat möglichst einfach lösen zu können. Die Zusammensetzung sowie Ausgestaltung der Trägerschicht kann den Merkmalen der Trägerschicht im Zusammenhang mit dem Vorläufer in Ausführungsform 16 entnommen werden.
Die weitere Schicht kann entweder eine wasserlösliche Schicht sein, oder eine schmelzbare Schicht d), wie sie bereits im Zusammenhang mit dem Vorläufer in Ausführungsform 16 beschrieben wurde. Die weitere Schicht weist bevorzugt eine Dicke in einem Bereich von 0,5 bis 200 µm, bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 100 µm, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 50 µm auf. Je nachdem ob es sich bei der weiteren Schicht um eine wasserlösliche Schicht oder um eine schmelzbare Schicht handelt, kann der Aufbau der Trägerstruktur unterschiedlich sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Trägerstruktur beinhaltet die Trägerstruktur eine wasserlösliche Schicht. Die wasserlösliche Schicht beinhaltet bevorzugt ein Material, das dazu geeignet ist, durch Wasser gelöst zu werden. Die wasserlösliche Schicht ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Salz, einem Kohlenhydrat, wie beispielsweise Zucker, einem zuckerähnlichen Stoff, oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Das Salz ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kochsalz (NaCl), Kaliumchlorid (KCl), Litiumchlorid (LiCl), Magnesiumchlorid (MgCl₂) oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon. Der Zucker oder der zuckerähnliche Stoff ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glucose, Fructose, Saccharin, Maltose, Dextrin, Maltodextrin Gummi arabicum oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon.
In einer alternativen weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Trägerstruktur als weitere Schicht eine Schicht d) auf, die einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 40 bis 80 °C aufweist. Die Eigenschaften und Materialien der Schicht d) sind denen unter Ausführungsform 16 für die Schicht d) zu entnehmen.
Die Trägerstruktur gemäß der Ausführungsform 18 oder 19, weiterhin beinhaltend mindestens eine der folgenden weiteren Schichten:

e) eine anorganische Schicht;
f) eine wasserunlösliche Schicht.

Weist die Trägerstruktur eine wasserlösliche Schicht als weitere Schicht auf, so folgt auf die Trägerschicht zunächst auf einer Seite die weitere Schicht, auf die die Zusammensetzung folgt. Zwischen der wasserlöslichen Schicht und der Zusammensetzung kann sich noch eine zweite weitere Schicht befinden. Die zweite weitere Schicht ist bevorzugt eine anorganische Schicht e), wie sie bereits für den Vorläufer in Ausführungsform 16 beschrieben wurde. Die Eigenschaften und Materialien können die gleichen sein, wie für Ausführungsform 16 für die anorganische Schicht e) beschrieben. Die anorganische Schicht e) beinhaltet bevorzugt Partikel. Die anorganische Schicht beinhaltet die Partikel bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 1000 Partikel pro cm³. Bevorzugt ist die anorganische Schicht eine Glasschicht oder Glasfritte.
Weiterhin bevorzugt beinhaltet die Trägerstruktur noch eine wasserunlösliche Schicht f) folgend auf die Zusammensetzung. Die wasserunlösliche Schicht f) entspricht der Schicht f) aus der Ausführungsform 16, deren Zusammensetzung und Eigenschaften an dieser Stelle gelten.
Die Zusammensetzung ist bevorzugt in Musterform auf die weitere Schicht aufgebracht, beispielsweise per Siebdruck. Bevorzugt ist die wasserunlösliche Schicht sowie, falls vorhanden auch die anorganische Schicht ebenfalls per Siebdruck auf die Zusammensetzung aufgebracht. Die wasserunlösliche Schicht kann auf unterschiedlichen Bereichen der Trägerstruktur aufgebracht sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Trägerstruktur ist sowohl die wasserunlösliche Schicht als auch die anorganische Schicht, falls vorhanden, auf den gleichen Bereichen aufgebracht, wie die Zusammensetzung. In einer alternativen Ausführungsform sind die wasserunlösliche Schicht und die anorganische Schicht, falls vorhanden, auf der gesamten Fläche der Trägerstruktur aufgebracht.
Weist die Trägerstruktur eine schmelzbare Schicht d) als weitere Schicht auf, so folgt in einer bevorzugten Ausgestaltung der Trägerstruktur auf die Trägerschicht zunächst die schmelzbare Schicht d) gefolgt von der Zusammensetzung. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Trägerstruktur befindet sich zwischen der schmelzbaren Schicht d) und der Zusammensetzung b) eine zweite weitere Schicht, wie bereits für die Trägerstruktur mit wasserlöslicher Schicht beschrieben. Die zweite weitere Schicht ist bevorzugt eine Glasfritte.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur. Eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens ist in der folgenden Ausführungsform wiedergegeben:
Ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur beinhaltendend die Schritte:

S1. Bereitstellen eines Substrats mit einer Oberfläche;
S2. Überlagern mindestens eines Teils der Oberfläche mit einer ersten Zusammensetzung unter Erhalt eines Vorläufers der Schichtstruktur;

i. ein organisches Vehikel;
ii. metallorganische Verbindungen, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhalten; wobei
- - das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und
- das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt
S2. Behandeln des Vorläufers der Schichtstruktur bei einer Temperatur von mindestens 500 °C.

Die Merkmale für das Substrat, für die Zusammensetzung, für den Vorläufer sowie für die Schichtstruktur sind den Ausführungen zu diesen Gegenständen zu entnehmen und ebenfalls für das Verfahren gültig.
S1. Bereitstellen Substrat
Das Bereitstellen des Substrats in Schritt S1. kann auf jede Art erfolgen, die der Fachmann hierfür vorsehen würde. Bevorzugt wird das Substrat so bereitgestellt, dass die Oberfläche des Substrats einfach zugänglich ist, um die Zusammensetzung hierauf zu überlagern. Bevorzugt wird das Substrat in einem Bereich von 1 bis 100 %, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 90 % oder bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 80 %, bezogen auf die Gesamtfläche des Substrats überlagert.
S2. Überlagern mit Zusammensetzung
Das Überlagern in Schritt S2. kann jedes Überlagern sein, das der Fachmann hierfür auswählen würde. Das Überlagern kann jede Art des Aufbringens oder Ablegens sein. Bevorzugt wird das Überlagern in Form eines Applikationsprozesses der Zusammensetzung auf das Substrat bewirkt. Bei den nachfolgend beschriebenen Applikationsprozessen, dem Überlagern, handelt es sich um unterschiedliche Möglichkeiten die Zusammensetzung auf das Substrat aufzubringen oder darauf abzulegen.
Beim Überlagern wird die Substratoberfläche bevorzugt mindestens zu einem Teil mit der Zusammensetzung überlagert, wobei die Zusammensetzung bevorzugt appliziert wird. Bevorzugt kann das Überlagern oder Applizieren ein Aufbringen der Zusammensetzung sein oder ein Tauchen in die Zusammensetzung oder einer Kombination aus den beiden. Das Aufbringen durch Ablegen der Zusammensetzung kann z. B. durch Spincoating, Tränkung, Gießen, Auftropfen, Spritzen, Aufsprühen, Aufrakeln, Bestreichen oder Bedrucken, beispielsweise über eine Dosierpumpe oder ein Inkjet-, Sieb-, Tief-, Offset- oder Tampondrucken auf die Substratoberfläche erfolgen. Bevorzugt wird die Zusammensetzung über eine Dosierpumpe, ein Inkjetdrucken, ein Siebdrucken oder ein Tiefdrucken auf die Substratoberfläche aufgebracht.
Bevorzugt wird die Zusammensetzung in einer Nassfilmdicke von 0,5 µm bis 250 µm, bevorzugt in einer Nassfilmdicke von 2 µm bis 50 µm aufgebracht.
Unter Ablegen wird erfindungsgemäß verstanden, dass die zum Aufbringen verwendete Zusammensetzung, bevorzugt auch Druckmaterial genannt, mittels eines Hilfsmittels, wie beispielsweise eine Druckerdüse oder ein Sieb einer Siebdruckeinheit, auf der zu überlagernden Oberfläche aufgebracht wird. Dies kann durch unterschiedliche Hilfsmittel geschehen. So kann die zum Aufbringen oder Überlagern verwendete Druckmaterial auf die Substratoberfläche durch eine Düse gesprüht, gespritzt oder durch eine Schlitzdüse abgelegt werden. Weitere Methoden sind das Vorhanggießen und das Spin-Coating. Alternativ oder zusätzlich kann das zum Aufbringen oder Überlagern verwendete Druckmaterial beispielsweise über eine Rolle oder Walze auf die Oberfläche appliziert bzw. gedruckt werden. Als Sprüh- bzw. Spritzverfahren sind beispielsweise das Mikro-Dosierung oder Ink-Jet Printing über eine Düse bekannt. Hierbei kann auf das zum Aufbringen oder Überlagern verwendete Druckmaterial Druck ausgeübt werden oder das zum Aufbringen verwendete Druckmaterial wird einfach tropfend auf die Oberfläche durch die Düse appliziert.
Als Druckverfahren kann bevorzugt ein Siebdruckverfahren oder ein Tiefdruckverfahren angewendet werden. Beim Siebdruckverfahren wird ein Sieb, bestehend aus einem möglichst formstabilen Material, wie Holz; Metall, bevorzugt Stahl; einer Keramik oder einem Kunststoff mit einer ausgewählten Maschenweite auf das zu überlagernde oder über dem zu überlagernden Objekt, wie hier dem Substrat, angeordnet. Auf dieses Sieb wird das zum Aufbringen oder Überlagern verwendete Druckmaterial aufgebracht und mit einer Rakel durch die Maschen gedrückt. Dabei kann aufgrund eines Musters in dem Sieb an unterschiedlichen Stellen unterschiedlich viel, zum Aufbringen oder Überlagern verwendetes Druckmaterial aufgebracht werden. So kann durch die Geometrie und Anordnung der Maschen entweder ein gleichmäßiger Film des zum Überlagern verwendeten Druckmaterials aufgebracht werden oder Bereiche mit keiner oder wenig zum Aufbringen verwendeten Druckmaterial mit Bereichen mit viel zum Aufbringen verwendeten Druckmaterial abwechseln. Bevorzugt wird ein gleichmäßiger Film des zum Überlagern verwendeten Druckmaterials auf die Oberfläche übertragen. Die Siebmaschen können auch durch entsprechend aufgebrachte Materialien (Kopierschichten, Siebdruckschablonen) teilweise geschlossen sein, so dass das Druckmaterial nur in definierten Bereichen mit offenen Maschen auf das Substrat übertragen wird, um so beispielsweise eine definierte Struktur wie ein Muster zu erhalten. Weiterhin können statt Sieben auch dünne Filme mit definierten Öffnungen (Stencil) zum Überlagern des Druckmaterials verwendet werden. Alternativ kann das Tampondruckverfahren angewendet werden, das beispielsweise eine Druckmaterial übertragende Oberfläche mit der zum Überlagern verwendeten strukturierten Druckmaterial vorsieht, die auf die zu beschichtende Oberfläche gedrückt oder über sie gerollt wird.
Je nach Ausgestaltung der Düse bzw. Rolle oder Walze sowie der Viskosität und Polarität der zum Überlagern verwendeten Druckmaterial, können unterschiedlich dicke Schichten auf die gewünschte Oberfläche des Substrats aufgebracht werden. Bevorzugt wird die beim Aufbringen oder Überlagern aufgebrachte Schicht mit einer Dicke in einem Bereich von 0,5 bis 100 µm, bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 50 µm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 30 µm appliziert. Die Dicke der beim Aufbringen aufgebrachten Schicht wird im Folgenden Nassschichtdicke genannt. Die Nassschichtdicke ist abhängig von dem jeweiligen Material, das beim Überlagern aufgebracht wird. Die Nassschichtdicke wird direkt im Anschluss an den Schritt des Überlagerns gemessen.
Bei dem Tauchen wird beispielsweise die zu beschichtende Oberfläche durch ein Bad mit dem zum Aufbringen verwendeten Druckmaterial gezogen. Alternativ kann die Oberfläche auch einfach in das zum Aufbringen verwendeten Druckmaterials eingetaucht und wieder herausgezogen werden, so wie dies beim Dip-Coating praktiziert wird. Durch mehrmaliges Tauchen können unterschiedliche Dicken der Beschichtung beim Aufbringen erreicht werden. Außerdem ist die Dicke der Beschichtung abhängig von der Wahl des zum Aufbringen verwendeten Druckmaterials, wie oben bereits erwähnt. Auf diese Weise können Nassschichtdicken der jeweiligen Beschichtung beim Aufbringen in einem Bereich zwischen von 0,5 bis 100 µm, bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 50 µm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 30 µm erzielt werden. Es ist auch denkbar eine Kombination der Ableg- und Tauchverfahren vorzunehmen.
In einer Ausführungsform erfolgt das Aufbringen des verwendeten Druckmaterials durch eine über der jeweiligen Oberfläche der zu überlagernden Schicht vorgesehene Aufbringöffnung. Dabei ist die Aufbringöffnung mit der Oberfläche bevorzugt über das zum Aufbringen verwendete Druckmaterial verbunden. Dieses Verfahren, auch als Mikro-Dosierung bekannt, hat die besondere Eigenschaft, dass hierdurch ermöglicht wird, auf einfache Weise unterschiedliche Dicken der überlagernden Beschichtung auf Objekte, wie hier der Substratoberfläche aufzubringen. Die Aufbringöffnung kann jede erdenkliche Form und Größe aufweisen. Es kann sich beispielsweise um eine Aufbringöffnung mit einer Form ausgewählt aus der Gruppe rund, oval, eckig und sternförmig oder Kombinationen hieraus handeln. Die Aufbringöffnung kann eine Fläche von 10 nm bis 1 mm, bevorzugt von 100 nm bis 0,5 mm, besonders bevorzugt von 100 nm bis 100 µm aufweisen. Bevorzugt wird das zum Aufbringen verwendete Druckmaterial, mit Hilfe von einem Druck in einem Bereich von 2000 bis 10000 mbar, bevorzugt in einem Bereich von 2500 bis 5000 mbar, besonders bevorzugt in einem Bereich von 3000 bis 4000 mbar durch die Düse auf der Oberfläche appliziert. Durch die Verbindung des zum Überlagern verwendeten Druckmaterials mit der Oberfläche der jeweiligen zu überlagernden Schicht, kann ein Abriss des zum Aufbringen verwendeten Druckmaterials auf der Oberfläche vermieden werden. Dadurch kann erreicht werden, dass ein sehr homogener Film auf die Oberfläche appliziert werden kann.
Bevorzugt erfolgt das Aufbringen mittels eines Siebdruckverfahrens oder eines Tiefdruckverfahrens. Beim Tiefdruckverfahren erfolgt das Aufbringen vorzugsweise von Rolle-zu Rolle. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird während des Druckens das Druckmaterial durch ein Sieb oder einen Druckzylinder aufgetragen. Das Sieb beinhaltet bevorzugt einen Rahmen aus Stahl oder Edelstahl. In dem Rahmen ist bevorzugt ein Gitter oder Sieb angeordnet, das ebenfalls bevorzugt aus Edelstahldrähten oder hochfesten synthetischen Fasern besteht.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens ist, wobei das Sieb eine Maschenweite in einem Bereich von 1 bis 300 µm, bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 200 µm, oder bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 90 µm aufweist. Dies entspricht jeweils einer Maschenanzahl von ca. 70 bis 635 mesh, beziehungsweise von ca. 100 bis 500 mesh beziehungsweise von ca. 200 bis 400 mesh, wobei mesh der Einheit Maschendraht/Zoll bzw. Maschendraht/2,54 cm entspricht. Beim Aufbringen mittels Siebdruck, kann als Rakel jede handelsübliche Rakel verwendet werden. Bevorzugt beinhaltet die Rakel einen Kunststoff. Bevorzugt weist die Rakel eine Rakelhärte in einem Bereich von 40 bis 80 Shore A auf. Das Druckmaterial weist bevorzugt eine Viskosität in einem Bereich von 500 bis 50000 mPa*s, oder bevorzugt in einem Bereich von 1000 bis 20000 mPa*s.
Nach dem Überlagern in Schritt S2. mindestens eine Teils der Oberfläche des Substrats durch die Zusammensetzung wird ein Vorläufer der Schichtstruktur erhalten.
S3. Behandeln bei erhöhter Temperatur
In Schritt S3. wird der Vorläufer bei einer Temperatur von mindestens 500 °C, bevorzugt von mindestens 600 °, oder bevorzugt von mindestens 800 °C behandelt. Das Behandeln bei erhöhter Temperatur, auch thermische Behandlung genannt, kann auf jede erdenkliche Art erfolgen, die der Fachmann hierfür auswählen würde. Die thermische Behandlung kann beispielsweise durch Einsatz von Strahlung oder Konvektion erfolgen. Bevorzugte Verfahren zur thermischen Behandlung sind Infrarotstrahlung, Blitzbelichtung, Heißluft oder eine Behandlung in einem Trockenschrank oder Ofen. Bevorzugt wird die thermische Behandlung mittels Heißluft oder in einem Ofen durchgeführt. Die thermische Behandlung beinhaltet bevorzugt eine Aufheizphase, eine Haltephase und eine Abkühlphase. Die Dauer der Aufheizphase liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 90 min, vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 60 min., und besonders bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 50 min. Die in der Aufheizphase erreichte Endtemperatur liegt in einem Bereich von 600 bis 1300°C, vorzugsweise in einem Bereich von 700 bis 900 °C und besonders bevorzugt in einem Bereich von 750 bis 850°C. Die Dauer der Haltephase, in der die Endtemperatur beibehalten wird, liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 60 min., vorzugsweise in einem Bereich von 2 bis 30 min., und besonders bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 15 min. Die Abkühlphase findet bevorzugt bei Raumtemperatur statt.
Das Verfahren gemäß der Ausführungsform 19, wobei das Überlagern in Schritt S2. mindestens folgende Schritte beinhaltet:

S3. Bereitstellen einer der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Trägerstruktur, beinhaltend eine schmelzbare Schicht, die einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 40 bis 80 °C aufweist;
S4. Überlagern mindestens eines Teils der Oberfläche mit der Trägerstruktur, wobei die erste Zusammensetzung mit der Oberfläche des Substrats in direktem Kontakt steht unter Erhalt eines Vorläufers der Schichtstruktur;
S5. Erwärmen mindestens der schmelzbaren Schicht auf deren Schmelztemperatur;
S6. Ablösen der Trägerschicht und der schmelzbaren Schicht von dem Vorläufer.

In dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Trägerstruktur, bevorzugt in Form eines Abziehbildes, wie es im Zusammenhang mit der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Trägerstruktur beschrieben wurde, auf das Substrat aufgebracht. Das Substrat kann wie zuvor für die erfindungsgemäße Trägerstruktur beschrieben, ausgestaltet sein. Die Trägerstruktur beinhaltet in dieser Ausgestaltung des Verfahrens eine schmelzbare Schicht, die einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 40 bis 80 °C aufweist. Die schmelzbare Schicht hat die Funktion, die Trägerschicht von der Zusammensetzung trennbar zu verbinden, um die Zusammensetzung vor dem Aufbringen auf ein Substrat zu stabilisieren. Die schmelzbare Schicht wird im Folgenden auch als schmelzbare Trennschicht bezeichnet Die schmelzbare Schicht beinhaltet bevorzugt ein Wachs, das einen Schmelzpunkt in diesem Bereich aufweist, wie zuvor für die Trägerstruktur als eine Alternative beschrieben.
Das Überlagern in Schritt S5. erfolgt bevorzugt durch einfaches Auflegen der Trägerstruktur mit der, die Zusammensetzung aufweisenden Seite auf der Oberfläche des Substrats. Hierdurch kommen die Zusammensetzung und das Substrat an der Oberfläche des Substrats in direkten Kontakt. Unter direktem Kontakt wird ein unmittelbares Kontaktieren der Zusammensetzung mit dem Substrat verstanden, ohne dass weitere Schichten zwischen diesen angeordnet sind. Das Auflegen kann unter leicht erhöhtem Druck erfolgen. Das Auflegen findet bevorzugt unter einem Druck in einem Bereich von 1 bis 20 kg, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 18 kg, oder bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 15 kg statt. Der Druck kann auf jede Art erfolgen, die der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt findet die Beaufschlagung des Drucks durch Auflage eines Gewichts, beispielsweise eines Stempels statt. Die erste Zusammensetzung kann dabei in einem Muster aufgebracht werden. Dieses Muster ist bereits in der Trägerstruktur vorgegeben und wird, wie bei einem Abziehbild 1 zu 1 auf das Substrat übertragen.
In Schritt S6. wird mindestens die schmelzbare Schicht, bevorzugt der gesamte Vorläufer, bestehend aus dem Substrat zusammen mit der Trägerstruktur auf die Schmelztemperatur der schmelzbaren Trennschicht erwärmt. Das Erwärmen kann auf jede Art erfolgen, die der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt findet das Erwärmen in Schritt 6. durch eine Methode ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Erwärmen in einem Ofen, Erwärmen durch Bestrahlung, Erwärmen in einem warmen Flüssigkeitsbad, Erwärmen durch Heißgas oder einer Kombination mindesten zweier Methoden hieraus. Das Erwärmen in einem Ofen kann in jedem bekannten Ofen erfolgen, der eine Erwärmung in einem Bereich von 40 bis 80 °C erreicht. Das Erwärmen durch Bestrahlung kann beispielsweise durch IR-Licht, UV-Licht oder einer Kombination hieraus erfolgen. Das Erwärmen in einem Flüssigkeitsbad kann beispielsweise in einem Wasserbad erfolgen. Das Erwärmen durch Heißgas kann mittels jedes erwärmbaren Gases erfolgen, das der Fachmann hierfür auswählen würde, beispielsweise Luft, Stickstoff oder Kohlendioxid, bevorzugt Luft.
Nachdem mindestens die schmelzbare Trennschicht auf deren Schmelztemperatur in Schritt S6. erwärmt wurde, erfolgt in Schritt S7. das Ablösen der Trägerschicht und der schmelzbaren Trennschicht von dem Vorläufer. Dabei wird die erste Zusammensetzung auf dem Substrat zurückbelassen. Weiterhin bevorzugt wird eine weitere Zusammensetzung auf die erste Zusammensetzung oder auf einen anderen noch nicht mit der ersten Zusammensetzung in Kontakt gebrachten Oberfläche des Substrats mittels einer weiteren Trägerstruktur aufgebracht.
Dieser Prozess kann mehrfach wiederholt werden, sodass unterschiedliche Muster oder sich überlagernde Muster von verschiedenen Zusammensetzungen auf das Substrat aufgebracht werden können.
Wie in Schritt S3. beschrieben, können die so aufgebrachten Zusammensetzungen gemeinsam mit dem Substrat bei einer Temperatur von mindestens 500 °C, bevorzugt von mindestens 800 °C, oder bevorzugt von mindestens 1000 °C behandelt werden. Auf dieses Weise wird eine erfindungsgemäße Schichtstruktur erhalten.
Das Verfahren gemäß Ausführungsform 19, wobei das Überlagern in Schritt S2. mindestens folgende weitere Schritte beinhaltet:

S7. Bereitstellen einer der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Trägerstruktur, beinhaltend eine wasserlösliche Schicht;
S8. Entfernen der Trägerschicht und der wasserlöslichen Schicht von der Zusammensetzung;
S9. Überlagern mindestens eines Teils der Oberfläche mit einer ersten Zusammensetzung unter Erhalt eines Vorläufers der Schichtstruktur.

Diese ebenfalls bevorzugte Ausgestaltung bildet eine Alternative zu der zuvor beschriebenen Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schichtstruktur. Es wird zunächst in Schritt S8 eine erfindungsgemäße Trägerstruktur mit einer wasserlöslichen Schicht, auch wasserlösliche Trennschicht genannt, bereitgestellt. Die Trägerschicht beinhaltet bevorzugt Papier oder Karton. Wie zuvor für die erfindungsgemäße Trägerstruktur beschrieben, kann die wasserlösliche Trennschicht unterschiedlichste wasserlösliche Substanzen beinhalten. Bevorzugt beinhaltet die wasserlösliche Schicht Dextrin. Weiterhin bevorzugt beinhaltet die wasserlösliche Schicht Dextrin in einem Bereich von 50 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 70 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 90 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wasserlöslichen Schicht.
Bevorzugt weist die Trägerstruktur weiterhin eine wasserunlösliche Schicht auf. Bevorzugt ist die wasserunlösliche Schicht eine Lackschicht. Die wasserunlösliche Schicht, im Folgenden auch Lackschicht genannt, ist bevorzugt auf der, der Trägerschicht abgewandten Seite der Zusammensetzung, in der Trägerstruktur angeordnet.
In Schritt S9. wird die Trägerschicht zusammen mit der wasserlöslichen Schicht von der Zusammensetzung entfernt. Hierbei verhindert die Lackschicht ein Zusammenfallen der Zusammensetzung. Bevorzugt erfolgt das Entfernen der Trägerschicht und der Trennschicht durch Kontaktieren mindestens der wasserlöslichen Schicht mit Wasser. Weiterhin bevorzugt erfolgt das Entfernen durch Kontaktieren sowohl der Trägerschicht als auch der wasserlöslichen Schicht mit Wasser. Da die Trägerschicht bevorzugt aus Papier besteht, durchdringt das die Trägerschicht kontaktierende Wasser die Trägerschicht und löst die wasserlösliche Schicht auf. Hierdurch wird die Zusammensetzung zusammen mit der Lackschicht von der Trägerschicht und der wasserlöslichen Schicht abgelöst und legt die Zusammensetzung frei. Die Lackschicht gibt der Zusammensetzung bevorzugt so viel Halt, dass die Zusammensetzung zusammen mit der Lackschicht durch Verschieben, vorzugsweise mittels einer Rakel oder Gummiabstreifer oder sonstigen Schiebers, auf das Substrat geschoben werden können. Der Lack kann dabei mehrere Funktionen übernehmen. Zum einen kann er der Zusammensetzung bei dem Transfer auf das Substrat Halt geben. Darüber hinaus kann der Lack Partikel enthalten, wie beispielsweise eine Glasfritte, die der Schichtstruktur nach dem Behandeln bei über 500 °C Schutz gegen Zerkratzen bieten. Auf diese Weise kann die Schichtstruktur vor vielen äußeren Einflüssen, wie Spülmaschinenreiniger und Mikrowellen geschützt werden. Die Lackschicht kann die gleiche Zusammensetzung und Eigenschaften aufweisen, wie die für die erfindungsgemäße Trägerstruktur bereits beschriebene Lackschicht. Weiterhin bevorzugt wird eine weitere Zusammensetzung auf die erste Zusammensetzung oder auf einen anderen noch nicht mit der ersten Zusammensetzung in Kontakt gebrachten Oberfläche des Substrats mittels einer weiteren Trägerstruktur aufgebracht. Dieser Prozess kann mehrfach wiederholt werden, sodass unterschiedliche Muster oder sich überlagernde Muster von verschiedenen Zusammensetzungen auf das Substrat aufgebracht werden können. Es können auch unterschiedliche Muster mit alternativen Trägerstrukturen, wie für das alternative Verfahren in Schritt S5. beschrieben abwechselnd auf das Substrat aufgebracht werden.
Wie in Schritt S3. beschrieben, können die so aufgebrachten Zusammensetzungen gemeinsam mit dem Substrat bei einer Temperatur von mindestens 500 °C, bevorzugt von mindestens 800 °C, oder bevorzugt von mindestens 1000 °C behandelt werden. Auf dieses Weise wird eine erfindungsgemäße Schichtstruktur erhalten.
Das Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 19, 20 oder 21, wobei das Behandeln in Schritt S3. bei einer Temperatur in einem Bereich von 500 bis 1200 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 600 bis 1100 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 700 bis 1000 °C erfolgt.
Vehikel
Bevorzugt ist das organische Vehikel eine Flüssigkeit. Das organische Vehikel kann aus einem polaren organischen Vehikel oder einem unpolaren organischen Vehikel bestehen oder aus einer Mischung hieraus.
Bevorzugt ist mindestens ein Teil des organischen Vehikels ein organisches Lösungsmittel. Das organische Lösungsmittel kann ein polares organisches Lösungsmittel sein oder ein unpolares organisches Lösungsmittel, oder eine Mischung hieraus.
Das polare organische Lösungsmittel kann weiterhin ein polares, protisches organisches Lösungsmittel, ein polares nicht-protisches organisches Lösungsmittel oder eine Mischung hieraus sein. Das unpolare organische Vehikel ist bevorzugt ein unpolares, organisches Lösungsmittel.
Bevorzugt weist das polare, protische, organische Lösungsmittel Kohlenstoffatome in einer Anzahl in einem Bereich von 2 bis 20, oder bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 18, oder bevorzugt in einem Bereich von 4 bis 15 auf. Weiterhin bevorzugt weist das polare, protische, organische Lösungsmittel mindestens einen polaren, protischen Rest, wie -OH, -SH, -NH,-NH₂, -COOH, auf. Typische Beispiele für polare, protische, organische Lösungsmittel sind Alkohole, Amine (unter Aminen sind aliphatische und cycloaliphatische Amine zu verstehen), Säureamide und Carbonsäuren. Dabei handelt es sich bevorzugt um niedere Alkohole, wie insbesondere Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2- Propanol, 1-Butanol, 2-Butanol, 2-Methyl-1-propanol und 2-Methyl-2-propanol, vorzugsweise Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Methoxypropanol, Ethoxypropanol, Methoxyethanol, Ethoxyethanol, 4-Hydroxymethyl-1,3-dioxalon oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Weiterhin kann das polare, protische, organische Lösungsmittel ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem Glykol, einem Amin, einem Säureamid und einer Carbonsäure oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Das Glykol kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus 1,2-Ethandiol, 1,2-Propandiol, 1,2,3-Propantriol (Glycerin), 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, 1,2,3-Butantriol, 1,2-Dihydroxybenzol, 1,3-Dihydroxybenzol, 1,4-Dihydroxybenzol, 1,2,3-Trihydroxybenzol, 1,2,4-Trihydroxybenzol, 1,4-Dihydroxy-2,5-Dinitrobenzol, L-Adrenalin, einem Monosaccharid, einem Disaccharid, einem Monosaccharid oder Disaccharid in Mischungen mit einem flüssigen Polyol, 1,1,1-Tris-(hydroxymethyl)propan, 2,2,-Dimethylpropandiol-1,3, ein Polyethylenglykol, vorzugsweise mit Wiederholungseinheiten in einem Bereich von 3 bis 500, wie Mono-1,2-propylenglykol, Di-1,2-propylenglykol, 1,2-Butylenglykol, 2,3-Butylenglykol oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Das Amin kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Ammoniak, Methylamin, Ethylamin, n-Propylamin, i-Propylamin, n-Butylamin, Dimethylamin, Diethylamin, Di-n-propylamin, Di-n-butylamin, Triethylamin, Pyrrolidin, Piperidin, Piperazin, N-Methylpiperazin, N-Ethylpiperazin, Morpholin, Ethylendiamin, 1,2-Propylendiamin, 1,3-Propylendiamin, Di-(2-cyanoethyl)amin, Di-(2-aminoethyl)amin, Tri-(2-aminoethyl)-amin, Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Propanolamin, Dipropanolamin und Tripropanolamin oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Das Säureamid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Formamid, Acetamid, Propionamid, Butanamid, Pentanamid, Hexanamid, Heptanamid, Octanamid oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon. Die Carbonsäure kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Ameisensäure, Essigsäure, Acrylsäure, Oxalsäure, Zitronensäure, Benzoesäure, Nicotinsäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure, Salicylsäure oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Die bezeichneten Alkohole sind als bevorzugt anzusehen. Die Zusammensetzung weist das protische Lösungsmittel bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 35 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 8 bis 30 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 27 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung auf.
Neben dem polaren, protischen, organischen Lösungsmittel beinhaltet die Zusammensetzung bevorzugt mindestens ein weiteres nicht-protisches, organisches Lösungsmittel. Das nicht-protische, organische Lösungsmittel kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem Keton, einem Aldehyd und einem Sulfoxid oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon. Das Keton kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Ethylencarbonat, N-Methylpyrrolidon, N-Ethylpyrrolidon, Cyclohexanon. Der Aldehyd kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Caprylaldehyd oder einer Mischung aus mindestens zwei davon. Das Sulfoxid kann beispielsweise Dimethylsulfoxid sein. Die Zusammensetzung weist das nicht-protische Lösungsmittel bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 35 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 30 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 27 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung auf.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Lösungsmittel beinhaltet das organische Vehikel bevorzugt ein Bindemittel. Weiterhin bevorzugt ist mindestens ein weiterer Teil des organischen Vehikels ein Bindemittel. Das Bindemittel kann sowohl als protisches organisches Vehikel vorliegen als auch als nicht-protisches organisches Vehikel. Gegenüber den zuvor beschriebenen organischen Lösungsmitteln weisen die Bindemittel in der Regel ein höheres Molekulargewicht auf. Weiterhin bevorzugt weist das Bindemittel eine höhere Viskosität auf als das organische Lösungsmittel.
Bindemittel
Das Bindemittel kann jedes Bindemittel sein, das der Fachmann für eine erfindungsgemäße Zusammensetzung auswählen würde. Das Bindemittel ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem thermoplastischen Polymer, einem duroplastischen Polymer, einem Harz und einem Wachs oder einer Mischung von mindesten zwei hiervon. Dabei können diese allein oder als Gemische von Bindemitteln mehrerer solcher Komponenten eingesetzt werden. Das thermoplastische Polymer kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus AcrylnitrilButadien-Styrol, Polyamide, Polyaminoamid, Polylactat, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polyethylenterephthalat, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyetheretherketon und Polyvinylchlorid oder einer Mischung von mindestens zwei davon. Das duroplastische Polymer kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem Aminoplasten, einem Epoxidharz, einem Phenolharz, einem Polyester-Harz oder einer Mischung aus mindestens zwei davon. Bevorzugt ist das Bindemittel beispielsweise ein Polyurethan, ein Polyacrylat, ein Polyester, ein Polyvinylalkohol, ein Polysulfon oder eine Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Harz
Das Harz ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem natürlichen Harz, einem geschwefelten natürlichen Harz, wie geschwefeltes Dammarharz, Asphalt, Kolophonium, Kolophoniumester, kolophoniummodifizierte Harze, einem Aminoharz, jeweils vorzugsweise auf natürlicher Basis, Nitrocellulose, Ketonharze, geschwefelte Terpenharze oder einer Mischung von mindestens zwei hieraus.
Wachs
Wachse sind Kohlenwasserstoffverbindungen, die oberhalb 40 °C ohne Zersetzung schmelzen. Hierunter können sich bevorzugt Fettalkohole, Fettamide, Polyolefinwachse, Polyalkylenglykole, Polyester, Paraffine, Polyethylene sowie Copolymere oder Mischungen aus mindestens zwei daraus befinden.
Bevorzugt ist das Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyacrylharz, Polymethacrylharz, Polyvinylpyrrolidon, Celluloseether, wie Hydroxyalkyl-, Alkoxy- und Carboxyalkylcellulose, einem Polyamid, einem Polyalkylenglykol, wie Polyethylenglykol, einem Polyester, einem Polyacrylamid, einem Polyaminoamid, einem Polyvinylacetat, einem Polyvinylalkohol, einem Alkydharz, einem Polyamin, einem Polyurethanharz, einem Kohlenwasserstoffharz, einem Hamstoff-Formaldehydharz, einem modifizierten Harnstoff-Formaldehydharz, einem Melaminharz, einem Alkydharz, einem Polyurethanharz oder einem Epoxidharz, oder Mischungen aus mindestens zwei hieraus.
Die Zusammensetzung beinhaltet das Bindemittel bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 35 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 30 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 27 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Weiterhin bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung ein Harz bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 30 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 13 bis 25 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 23 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Das organische Vehikel weist bevorzugt ein Verhältnis von protischem zu nicht-protischem Vehikel bevorzugt in einem Bereich von 1:35 bis 35:1; oder bevorzugt in einem Bereich von 1:20 bis 20:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1:10 bis 10:1 in der Zusammensetzung auf. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung das protische Vehikel in einem Bereich von 10 bis 40 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 35 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 18 bis 32 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Weiterhin bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung das nicht-protische Vehikel in einem Bereich von 10 bis 40 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 35 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 18 bis 32 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Die Zusammensetzung weist bevorzugt eine Viskosität in einem Bereich von 100 bis 50000 mPa*s auf.
Anorganisches Additiv
Das anorganische Additiv kann jedes anorganische Additiv sein, das der Fachmann für eine Zusammensetzung verwenden würde. Das anorganische Additiv ist bevorzugt bei 20°C fest. Das anorganischen Additiv ist von den Bestandteilen i. und iii. der Zusammensetzung verschieden. Anorganische Additive werden bevorzugt zum Verbessern der Abriebfestigkeit und zum Einstellen der Mattigkeit sowie der mechanischen Beständigkeit der Oberfläche eingesetzt. Das anorganische Additiv kann optional in der Zusammensetzung eingebracht sein. Das anorganische Additiv ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Glas, einem Metalloxid, einem Metallhydroxid, einem Metallnitrat, einem Metallcarbonat, einem Metallsulfid, einem Metallhalogenid, einem Metallsulfat, einem Metallthiosulfat, einem Metallsilikat, einem Ammoniumoxid, einem Ammoniumhydroxid, einem Ammoniumnitrat, einem Ammoniumcarbonat, einem Ammoniumsulfid, einem Ammoniumhalogenid, einem Ammoniumsulfat, einem Ammoniumthiosulfat, einem Ammoniumsilikat, einer Keramik oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Das Glas ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Alkaliglas, einem nicht Alkaliglas, einem Silikatglas oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt ist das Glas ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Kalknatronglas, einem Bleialkaliglas, Borsilikatglas, Aluminiumsilikatglas, Quarzglas oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Das Metalloxid ist bevorzugt ein Oxid eines Metalls ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Gold (Au), Silber (Ag), Platin (Pt), Palladium (Pd), Titan (Ti), Chrom (Cr), Kobalt (Co), Rhodium (Rh), Aluminium (Al), Bismut (Bi), Zinn (Sn), Zirkonium (Zr), Osmium (Os), Wolfram (W) oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Weiterhin bevorzugt ist das Metalloxid ein Perlglanzpigment, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliciumdioxid, Titandioxid, Eisen (III)-oxid, Zirkoniumdioxid oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon.
Das Metallsilikat ist bevorzugt ein Silikat eines Metalls ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Gold (Au), Silber (Ag), Platin (Pt), Palladium (Pd), Titan (Ti), Chrom (Cr), Kobalt (Co), Rhodium (Rh), Aluminium (Al), Bismut (Bi), Zinn (Sn), Zirkonium (Zr), Osmium (Os), Wolfram (W) oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Weiterhin kann das Silikat ein Feldspat sein.
Die Keramik kann jedes keramische Material sein, das der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt ist die Keramik ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Oxidkeramik, einer Silikatkeramik, einer Nichtoxid-Keramik oder einer Mischung aus mindestens zwei davon.
Die Oxidkeramik ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Metalloxid, einem Halbmetalloxid oder einer Mischung davon. Das Metall des Metalloxids kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Beryllium, Barium, Calcium, Magnesium, Natrium, Kalium, Eisen, Zirkonium, Titan, Zink, Zinn oder einer Mischung von mindestens zwei davon. Das Metalloxid ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid (Al₂O₃), Calciumoxid, Natriumoxid, Kaliumoxid, Magnesiumoxid (MgO), Siliciumoxid (SiO₂), Zirkoniumoxid (ZrO₂), Yttriumoxid (Y₂O₃), Aluminiumtitanat (Al₂TiO₅) oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon. Das Halbmetall des Halbmetalloxids ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bor, Silicium, Arsen, Tellur, Blei, Wismut oder einer Mischung von mindestens zwei davon.
Die Silikatkeramik ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Steatit (Mg₃[Si₄O₁₀(OH)₂]) z.B. in Form von Talkum, Cordierit (Mg,Fe²⁺)₂(Al₂Si)[Al₂Si₄O₁₈]), Mullit (Al₂Al_2+2xSi_2-2xO_10-x mit x = Sauerstoffleerstellen pro Elementarzelle), Feldspat (Ba,Ca,Na,K,NH₄)(Al,B,Si)₄O₈), Kaolinit Al₄[(OH)₈{Si₄O₁₀}] z.B. in Form von Kaolin oder einer Mischung aus mindestens zwei davon. Bevorzugt ist die Silikatkeramik ein Porzellan.
Die Nichtoxid-Keramik kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem Carbid, einem Nitrid oder einer Mischung daraus. Das Carbid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Siliciumcarbid (SiC), Borcarbid (B₄C), Titancarbid (TiC), Wolframcarbid, Zementit (Fe₃C). Das Nitrid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Siliciumnitrid (Si₃N₄), Aluminiumnitrid (AlN), Siliciumaluminiumoxinitrid (SIALON) oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Sofern die Zusammensetzung das anorganische Additiv beinhaltet, liegt dieses bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 8 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung vor.
Metallorganische Verbindungen
Die Zusammensetzung beinhaltet erfindungsgemäß weiterhin eine metallorganische Verbindung. Die metallorganische Verbindung ist von den Bestandteilen i. und ii. der Zusammensetzung verschieden. Die metallorganische Verbindung beinhaltet mindestens die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi). Die Metalle der Zusammensetzung können als elementares Metall oder metallorganische Verbindung sowie aber auch als Metallsalze vorliegen, oder als Mischform der drei genannten Formen. Die organische Komponente der metallorganischen Verbindung beinhaltet bevorzugt ein Molekül mit mindestens einem, mindestens zwei oder mehr Kohlenstoffatomen, bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 100, oder bevorzugt in einem Bereich von 4 bis 50, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 20 Kohlenstoffatomen. Es ist bevorzugt, dass die organische Komponente ein oder zwei oder mehr nichtmetallische von Kohlenstoff verschiedene Atome beinhaltet. Weiterhin ist es bevorzugt, dass mindestens eines der mindestens einen nicht metallischen Atome mit der metallischen Komponente der metallorganischen Verbindung mindestens koordinativ, bevorzugt ionisch oder koordinativ wechselwirken. Es kann zwischen mindestens einem nichtmetallischen Atom und der metallischen Komponente auch eine kovalente Bindung ausgebildet werden. Die nichtmetallischen Atome sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff, Phosphor, Silicium, einem Halogen oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon. Bevorzugt bildet das mindestens eine Kohlenstoffatom zusammen mit dem mindestens einen nichtmetallischen Atom in der organischen Komponente der metallorganischen Verbindung eine organische Verbindung aus.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Zusammensetzung weist die metallorganische Verbindung eine organische Komponente ausgesucht aus der Gruppe bestehend aus einem Carbonat, einem Oxalat, einem Ester, einem Carboxylat, einem Halogencarboxylat, einem Hydroxycarboxylat, einem Acetonat, einem Ketonat, einem Phosphat, einem Phosphit, einem Phosphid, einem Phosphan, einem Sulfonat und einem Sulforesinat oder einer Mischung aus mindestens zwei davon auf. Bevorzugt ist die organische Komponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acetat, Proprionat, Butanoat, Isobutanoat, Ethylbutyrat, Pentanoat, Hexanoat, Heptanoat, Oktanoat, Isooktanoat, Nonanoat, Dekanoat, Isononanoat, Pivalat, Cyclohexanebutyrat, Acetylacetonat, Ethylhexanoat, Hydroxypropionat, Trifluoracetat, Hexafluor-2,4-pentadionat; Neodecanoat, Methansulfonat, Ethansulfonat, Propansulfonat, Trifluormethansulfonat, p-Toluolsulfonat, Benzolsulfonate, Naturharze wie Kolophonium oder Abietinsäure und deren Abkömmlinge wie Abitiensäureester, geschwefelte ungesättigte Natur- und/oder Syntheseharze, beispielsweise Terpentin, Kolophonium und Kopaivabalsam, oder eine Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Substrat
Das Substrat der Schichtstruktur kann jedes Substrat sein, das der Fachmann für eine Schichtstruktur auswählen würde. Bevorzugt ist das Substrat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Glas, einer Keramik, einem Porzellan, einer Fliese, einem Metall, einem Polymer oder einer Kombination aus mindestens zwei davon. Das Substrat weist bevorzugt eine Dicke in einem Bereich von 0,1 mm bis 1 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,5 mm bis 50 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 mm bis 10 cm auf. Die Fläche der Oberfläche des Substrats, auch als Gesamtfläche des Substrats bezeichnet, kann in einem Bereich von 1 bis 1000 m², oder bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 500 m², oder bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 200 m² ausgebildet sein. Die Fläche des Substrats kann eine Form ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus oval, kreisförmig, dreieckig, viereckig, mehreckig oder einer Kombination aus mindestens zwei hieraus aufweisen. Die Gesamtfläche des Substrats wird durch die gesamte Oberfläche des Substrats gebildet, die für das Aufbringen einer Metallschicht zugänglich ist.
Das Glas ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Alkaliglas, einem nicht Alkaliglas, einem Silikatglas oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt ist das Glas ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Kalknatronglas, einem Bleialkaliglas, Borsilikatglas, Aluminiumsilikatglas, Quarzglas oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Die Keramik kann jedes keramische Material sein, das der Fachmann für hierfür auswählen würde. Bevorzugt ist die Keramik ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Oxidkeramik, einer Silikatkeramik, einer Nichtoxid-Keramik oder einer Mischung aus mindestens zwei davon.
Die Oxidkeramik ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Metalloxid, einem Halbmetalloxid oder einer Mischung davon. Das Metall des Metalloxids kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Beryllium, Barium, Calcium, Magnesium, Natrium, Kalium, Eisen, Zirkonium, Titan, Zink, Zinn oder einer Mischung von mindestens zwei davon. Das Metalloxid ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid (Al₂O₃), Calciumoxid, Natriumoxid, Kaliumoxid, Magnesiumoxid (MgO), Siliciumoxid (SiO₂), Zirkoniumoxid (ZrO₂), Yttriumoxid (Y₂O₃), Aluminiumtitanat (Al₂TiO₅) oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon. Das Halbmetall des Halbmetalloxids ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bor, Silicium, Arsen, Tellur, Blei, Wismut oder einer Mischung von mindestens zwei davon.
Die Silikatkeramik ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Steatit (Mg₃[Si₄O₁₀(OH)₂]) z.B. in Form von Talkum, Cordierit (Mg,Fe²⁺)₂(Al₂Si)[Al₂Si₄O₁₈]), Mullit (Al₂Al_2+2xSi_2-2xO_10-x mit x = Sauerstoffleerstellen pro Elementarzelle), Feldspat (Ba,Ca,Na,K,NH₄)(Al,B,Si)₄O₈), Kaolinit Al₄[(OH)₈{Si₄O₁₀}] z.B. in Form von Kaolin oder einer Mischung aus mindestens zwei davon. Bevorzugt ist die Silikatkeramik ein Porzellan.
Die Nichtoxid-Keramik kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem Carbid, einem Nitrid oder einer Mischung daraus. Das Carbid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Siliciumcarbid (SiC), Borcarbid (B₄C), Titancarbid (TiC), Wolframcarbid, Zementit (Fe₃C). Das Nitrid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Siliciumnitrid (Si₃N₄), Aluminiumnitrid (AlN), Siliciumaluminiumoxinitrid (SIALON) oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Das Porzellan kann jedes Porzellan sein, das der Fachmann hierfür auswählen würde. Das Porzellan ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Hartporzellan, einem Weichporzellan oder einer Kombination hiervon. Hartporzellan besteht bevorzugt aus 50 % Kaolin, 25 % Quarz und 25 % Feldspat. Weichporzellan besteht bevorzugt aus 25 % Kaolin, 45 % Quarz und 30 % Feldspat und wird bei niedrigeren Brenntemperaturen gebrannt als das Hartporzellan. Bevorzugt handelt es sich bei dem Porzellan um „Bone China“ Porzellan.
Die Fliese kann jede Fliese sein, die der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt ist die Fliese ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Keramikfliese, einem Steingut, einem Steinzeug, einem Feinsteinzeug.
Das Metall kann jedes Metall sein, das der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt ist das Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen, Stahl, Kupfer, Silber, Gold, Platin, Palladium, Bronze, Messing oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon.
Das Polymer kann jedes Polymer sein, das der Fachmann für eine Schichtstruktur auswählen würde. Bevorzugt ist das Polymer hitzebeständig. Weiterhin bevorzugt ist das Polymer bis 500 °C, oder bevorzugt bis 800 ° oder bevorzugt bis 1000 °C beständig. Bevorzugt ist das Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Epoxidharz, einem Silicon
Die Metallschicht
Die Metallschicht kann jede Metallschicht sein, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhaltet, wobei in der Metallschicht

- das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und
- das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt. Bevorzugt ist die Metallschicht durch das Brennen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf dem Substrat entstanden. Das Brennen kann auf die gleiche Weise erfolgen, wie es für das Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur beschrieben wird. Bevorzugt findet das Brennen der Zusammensetzung nach Aufbringen auf dem Substrat bei einer Temperatur in einem Bereich 500 bis 1000°C, oder bevorzugt in einem Bereich von 600 bis 900 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 700 bis 850 °C statt. Das Aufbringen der Zusammensetzung auf das Substrat kann auf die gleiche Weise erfolgen wie für das Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur beschrieben wird. Hierbei wird ein direktes von einem indirekten Aufbringen der Zusammensetzung auf das Substrat zur Ausbildung der Schichtstruktur unterschieden.

Die Metallschicht beinhaltet Gold bevorzugt in einem Bereich von 40 bis 80 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 45 bis 75 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 49 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht. Weiterhin bevorzugt liegt das Verhältnis von Gold zu Nicht-Edelmetallen in einem Bereich von 1:1 bis 6:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,4:1 bis 5:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,6:1 bis 4,5:1. Unter Nicht-Edelmetall sind alle Metalle zu verstehen, die nicht zu der Gruppe ausgewählt aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Osmium, Iridium, Platin und Gold zählen. Weiterhin bevorzugt liegt das Verhältnis von Edelmetall zu Nicht-Edelmetall in einem Bereich von 1:1 bis 8:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,4:1 bis 6:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,6:1 bis 5:1. Unter Edelmetall sind alle Metalle zu verstehen, die zu der Gruppe ausgewählt aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Osmium, Iridium, Platin und Gold zählen.
Die Summe aller Bestandteile der Metallschicht ergibt stets 100 Gew.-%.
Die Metallschicht beinhaltet Aluminium bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 8 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,5 bis 7 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht.
Die Metallschicht beinhaltet Bismut bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 20 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 12 bis 19 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 13 bis 18 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht.
Die Metallschicht beinhaltet bevorzugt weiterhin ein weiteres Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Platin (Pt), Palladium (Pd), Rhodium (Rh), Indium (In), Silicium (Si), Zirkonium (Zr), Osmium (Os), Nickel (Ni), Chrom (Cr), Titan (Ti) oder eine Kombination von mindestens zwei davon. Bevorzugt beinhaltet die Zusammensetzung die weiteren Metalle zusammen in einem Bereich von 1 bis 50 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 7 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Bevorzugt beinhaltet die Metallschicht Platin. Bevorzugt beinhaltet die Metallschicht Platin zu weniger als 5 Gew.-%, oder bevorzugt zu weniger als 4 Gew.-%, oder bevorzugt zu weniger als 3 Gew.-%, oder bevorzugt zu weniger als 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht. Weiterhin bevorzugt liegt das Gewichtsverhältnis von Gold zu der Summe des Gewichts aller weiteren Metalle in der Metallschicht in einem Bereich von 1:1 bis 6:1, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,5:1 bis 5:1, oder bevorzugt in einem Bereiche von 2:1 bis 4:1.
Bevorzugt beinhaltet die Metallschicht Palladium. Bevorzugt beinhaltet die Metallschicht Palladium zu weniger als 35 Gew.-%, oder bevorzugt zu weniger als 30 Gew.-%, oder bevorzugt zu weniger als 20 Gew.-%, oder bevorzugt zu weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht. Bevorzugt beinhaltet die Metallschicht Palladium in einem Bereich von 0,1 bis 35 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 30 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht.
Bevorzugt ist der Ni-Gehalt der Metallschicht kleiner 0,05 Gew.-%, oder bevorzugt kleiner 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht. Bevorzugt beinhaltet die Metallschicht Nickel in einem Bereich von 0,001 bis 0,1 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,01 bis 0,05 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht. Weiterhin bevorzugt beinhaltet die Metallschicht kein Nickel.
Bevorzugt beinhaltet die Metallschicht Indium in einem Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 4 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,3 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht. Bevorzugt beinhaltet die Metallschicht Silicium in einem Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 8 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 1,5 bis 7 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht. Bevorzugt beinhaltet die Metallschicht Zirkonium in einem Bereich von 0,05 bis 5 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 4 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,3 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht. Bevorzugt beinhaltet die Metallschicht Osmium in einem Bereich von 0 bis 1 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,02 bis 0,8 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,03 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht. Bevorzugt beinhaltet die Metallschicht Chrom in einem Bereich von 0 bis 1 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,02 bis 0,8 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,03 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht. Bevorzugt beinhaltet die Metallschicht Titan in einem Bereich von 0 bis 1 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,02 bis 0,8 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,03 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallschicht.
Die Metallschicht, die die Oberfläche des Substrat mindestens teilweise überlagert, weist bevorzugt eine Dicke in einem Bereich von 0,01 µm bis 1 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,05 µm bis 1 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,1 µm bis 0,1 mm auf. Die Metallschicht bedeckt bevorzugt die Oberfläche des Substrates in einem Bereich von 1 bis 100 %, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 90 %, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 80 % bezogen auf die Gesamtfläche der Oberfläche des Substrats.
Die Erfindung wird nun durch den Schutzumfang nicht limitierenden Beispielen und Zeichnungen näher erläutert.
Beispiele
Vehikel
Das Vehikel besteht aus 10 Gew.-% Polyamidoamid (kommerziell erhältlich von Huntsman Inc., USA mit der Handelsbezeichnung Aradur^® 100), 1 Gew.-% Essigsäure (CAS 64-19-7) und 10 Gew.-% Lavandinöl (CAS 8022-15-9), 5,3 Gew.-% Alkylphenolharz (Tm 57 bis 67°C), 2 Gew.-% Crayvallac® SF (kommerziell erhältlich von Cray Valley SA. Frankreich), 5,5 Gew.-% Siloxan BYK 065 (kommerziell erhältlich von BYK Chemie GmbH, Deutschland) und die verbleibende Menge bis zu 100 Gew.-% Cyclohexanol (CAS 108-93-0).
Beispiel 1.:

In Tabelle 1 sind die Komponenten für eine_erfindungsgemäße Zusammensetzung angegeben. Tabelle 1

Menge [g]	Edukt		Anteil Metall oder Metalloxid in jeweiligem Edukt [Gew.-%]	Anteil Metall pro 100 Teile Metall	Metall
103,33	Goldsulforesinat		54% Au	55,8	Gold
	CAS 68990-27-2
198,75	Platinsulforesinat		8% Pt	14,5	Platin
	CAS 68916-35-8
51,8	Palladiumsulforesinat CAS 68425-21-8		11% Pd	5,7	Palladium
14,0	Rh-2-ethylhexanoat		5% Rh	0,7	Rhodium
	CAS 20845-92-5 in Pinien-Öl CAS 8002-09-3
12,85	Aluminiumoctoat 7%		13,23% Al₂O₃	1,8	Aluminium
	CAS 149057-70-5
49,76	Bismut-2-Ethyhexanoat		28% Bi₂O₃	12,5	Bismut
	CAS 67874-71-9
90,68	Indium (III) acetylacetonat in Aromaten CAS 14405-45-9		4% InO₂	3,0	Indium
59,2	Silkonharz in Aromaten*		13% SiO₂	3,6	Silicium
	CAS 68037-81-0
1,29	Zinnoctoat TEGOCAT ® 129)		35% SnO₂	0,4	Zinn
	CAS 301-10-0
10,81	SOLIGEN ZIRKONIUM		25% ZrO	2,0	Zirkonium
	25 % CAS 22464-99-9
Menge Edukt	592,47 g	Menge Vehikel	1081,02g	Anteil Au pro 100 in Zusammensetzung	3,33

Die in Tabelle 1 angegebenen Mengen an Edukt in Kombination mit der angegebenen Menge an Vehikel für die erfindungsgemäßen Zusammensetzung aus Beispiel 1 werden innerhalb von 60 Minuten mittels eines Rührers (Vorwerk Thermo-Mix) bei 80°C zu einer homogenen und pastösen Mischung verrührt. Diese Mischung wird auf einen Drei-Walzen-Stuhl (Typ Exakt^® 80, kommerziell erhältlich von Exakt GmbH, Deutschland) gegeben und mit mindestens einem Durchgang zu der Zusammensetzung vollständig homogenisiert. Die in den Tabellen 4 und 5 angegebenen Eigenschaften der Zusammensetzung werden gemäß den im Kapitel Messmethode beschriebenen Methoden ermittelt. Die Zusammensetzung wird vor dem Prüfen auf eine Porzellanoberfläche per Siebdruck aufgebracht und bei 900 °C im Elektroofen (der Firma Naber GmbH, Deutschland) gebrannt. Beim Brennen wird über 45 min. auf 820°C erhitzt und für 10 min. bei dieser Temperatur gehalten und ballistisch auf RT abgekühlt, wobei die Energiezufuhr des geschlossenen Brennofens abgestellt wird.
Beispiel 2.:

In Tabelle 2 sind die Komponenten für eine weitere_erfindungsgemäße Zusammensetzung angegeben. Tabelle 2

Menge [g]	Edukt		Anteil Metall oder Metalloxid in jeweiligem Edukt [Gew.-%]	Anteil Metall pro 100 Teile Metall	Metall
78,82	Goldsulforesinat		54% Au	43,1	Gold
	CAS 68990-27-2
346,73	Platin-sulforesinat		8% Pt	27,76	Platin
	CAS 68916-35-8
36,36	Palladiumsulforesinat		11,0% Palladium	4,0	Palladium
	CAS 68425-21-8
6,0	Rh-2-ethylhexanoat		5% Rh	0,3	Rhodium
	CAS 20845-92-5 in Pinien-Öl
	CAS 8002-09-3
10,0	Aluminiumoctoat 7%		13,23% Al₂O₃	2,8	Aluminium
	CAS 149057-70-5
66,09	Bismut-2-Ethylhexanoat		28% Bi₂O₃	16,6	Bismut
	CAS 67874-71-9
66,5	Indium (III) acetylacetonat in Aromaten		4% InO₂	2,2	Indium
	CAS 14405-45-9
24,68	Silkonharz in Aromaten		13% SiO₂	1,5	Silicium
	CAS 68037-81-0
1,7	Zinnoctoat (TEGOCAT ® 129)		35%SnO₂	0,54	Zinn
	CAS 301-10-0
5,4	Octasoligenzirkonium in		6% Zirkonoxid	1,0	Zirkonium
	Aromaten
	CAS 22464-99-9
9,74	Chrom-Hex-Cem CAS 3444-17-5in Aromaten		3% Chromoxid	0,2	Chrom
	CAS 64741-44-2
Menge Edukt	652,02 g	Menge Vehikel	311,13 g	Anteil Au pro 100 in Zusammensetzung	4,419

Die in der Tabelle 2 angegebenen Mengen an Edukt in Kombination mit der angegebenen Menge an Vehikel werden innerhalb von 60 Minuten mittels eines Rührers (Vorwerk Thermo-Mix bei 80°C zu einer homogenen und pastösen Mischung verrührt. Diese Mischung wird auf einen Drei-Walzen-Stuhl (Typ Exakt^® 80, kommerziell erhältlich von Exakt GmbH, Deutschland) gegeben und mit mindestens einem Durchgang zu der Zusammensetzung vollständig homogenisiert.
Beispiel 3.: In Tabelle 3 sind die Komponenten für eine_erfindungsgemäße Zusammensetzung angegeben.

Tabelle 3

Menge [g]	Edukt		Anteil Metall oder Metalloxid in jeweiligem Edukt [Gew.-%]	Anteil Metall pro 100 Teile Metall	Metall
139,18	Goldsulforesinat		54% Au	75,16	Gold
	CAS 68990-27-2
5,2	Rh-2-ethylhexanoat		5% Rh	0,26	Rhodium
	CAS 20845-92-5 in Pinien-
	Öl CAS 8002-09-3
44,27	Aluminiumoctoat 7%		13,23% Al₂O₃	3,1	Aluminium
	CAS 149057-70-5
53,74	Bismuth-2-Ethyhexanoat		28% Bi₂O₃	13,5	Bismut
	CAS 67874-71-9
77,38	Indium (III) acetylacetonat in Aromaten		4% InO₂	2,56	Indium
	CAS 14405-45-9
58,58	Silkonharz in Aromaten		13% SiO₂	3,56	Silicium
	CAS 68037-81-0
1,75	Zinnoctoat (TEGOCAT ® 129)		35% SnO₂	0,54	Zinn
	CAS 301-10-0
7,13	Octasoligenzirkonium in Aromaten		6% Zirkonoxid	1,32	Zirkonium
	CAS 22464-99-9
Menge Edukt	387,23 g	Menge Vehikel	861,4g	Anteil Au pro 100 in Zusammensetzung	6,019

Die in Tabelle 3 angegebenen Mengen an Edukt in Kombination mit der angegebenen Menge an Vehikel werden innerhalb von 60 Minuten mittels eines Rührer (Vorwerk Thermo-Mix bei 80°C zu einer homogenen und pastösen Mischung verrührt. Diese Mischung wir auf einen Drei-Walzen-Stuhl (Typ Exakt^® 80, kommerziell erhältlich von Exakt GmbH, Deutschland) gegeben und mit mindestens einem Durchgang zu der Zusammensetzung vollständig homogenisiert.
Beispiele 4.4 bis 5.14:
In Tabelle 4 und 5 werden verschiedene Verhältnisse von Bismut zu Zinn bzw. von Aluminium zu Zinn in verschiedenen Zusammensetzungen sowie deren Einfluss auf die Eigenschaften der gebrannten Zusammensetzung aufgelistet. Die Beispiele 4.2 bis 4.6 sowie 5.9 bis 5.13 beinhalten Bismut und Zinn sowie Aluminium in den erfindungsgemäßen Verhältnissen von Bi zu Sn sowie Al zu Sn. Die Mengen der anderen Metalle entsprechen dabei genau denen in Tabelle 3 aufgelisteten Mengen. Als Vergleichszusammensetzungen dienen die Beispiele 4.1, 4.7 sowie 5.8 und 5.14. Im Vergleich zu den Eigenschaften der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ändern sich die Eigenschaften wie Farberscheinung, Kratzfestigkeit, Mikrowellenbeständigkeit und Spülmaschinenbeständigkeit wie in Tabelle 4 und 5 angegeben. Das Verhältnis von Bi zu Sn liegt für die Vergleichsbeispiele 4.1 und 5.8 unterhalb, für die Vergleichsbeispiele 4.7 und 5.14 oberhalb des erfindungsgemäßen Bereiches von Bi zu Sn bzw. Al zu Sn.

Die Zusammensetzungen 4.1 bis 4.7 aus Tabelle 4 werden auf Basis der Bestandteile aus Tabelle 3 folgendermaßen zusammengesetzt: Die Bestandteile der Zusammensetzung 4.4 entsprechen genau den Mengen und Bestandteilen aus Tabelle 3. Auf dieser Basis wird die Menge an Bismut für die Beispiele 4.1 bis 4.3 entsprechend verringert, während die Menge an Bismut für die Beispiele 4.5 bis 4.7 entsprechend erhöht wird. Für die restlichen Bestandteile der Zusammensetzung 4.1 bis 4.7 werden alle Mengenangaben aus der ersten Spalte aus Tabelle 3 übernommen. Dabei ändern sich die Menge Edukt sowie die Anteile der jeweiligen Metalle in der Zusammensetzung, wie beispielsweise der angegebene Goldanteil der Zusammensetzung, entsprechend. Tabelle 4

Beispiel	Vergleich 4.1	4.2	4.3	4.4	4.5	4.6	Vergleich 4.7
Bi: Sn	5:1	19:1	22:1	25:1	28:1	31:1	69:1
Al: Sn	5,67:1	5,67:1	5,67:1	5,67:1	5,67:1	5,67:1	5,67:1
b zu a normiert auf Bsp. 4.4	0,8	0,9	0,9	1	0,9	0,9	0,8
Kratzfestigkeit	120	120	120	90	90	90	90
Mikrowellenbest.	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja
Sp.-fest.	40	40	40	40	60	60	40

Rechenbeispiel: Beispielhaft wird für das Beispiel 4.4 aus Tabelle 4 berechnet, wie hoch die Menge an Sn und Bi für diese Zusammensetzung ist (gerundet auf 2 Stellen hinter dem Komma):

- Anteil Al: 44,27 g *13,23 % /1,8895 = 3,1 g
- Anteil Sn (Al : Sn 5,67:1): 3,1 g / 5,67 = 0,54 g
- Anteil Bi (Bi: Sn 25:1): 0,54 g *25 = 13,5 g

Der Anteil Sn und Bi wird anschließend mit dem Anteil Metall im Edukt multipliziert, um die Menge an Zinnoctoat und Bismuth-2-Ethylhexanoat zu erhalten, die für die jeweilige Zusammensetzung eingesetzt wird.

In Tabelle 5 werden verschiedene Verhältnisse von Aluminium zu Zinn in dem erfindungsgemäßen Bereich von Al zu Sn in den Beispielen 5.9, 5.10, 5.11, 5.12 und 5.13 aufgeführt. Im Vergleich zu deren Eigenschaften wie Farberscheinung, Kratzfestigkeit, Mikrowellenbeständigkeit und Spülmaschinenbeständigkeit sind die Vergleichsbeispiele 5.8 und 5.14 ebenfalls aufgeführt. Deren Verhältnis von Al zu Sn liegen unterhalb (für 5.8) bzw. oberhalb (für 5.14) des erfindungsgemäßen Bereiches von Al zu Sn. Tabelle 5

Beispiel	Vergleich 5.8	5.9	5.10	5.11	5.12	5.13	Vergleich 5.14
Bi : Sn	22,65:1	22,65:1	22,65:1	22,65:1	22,65:1	22,65:1	22,65:1
Al : Sn	0,5:1	3,3:1	5,1:1	5,7:1	6,3:1	8,1:1	17,0:1
b zu a normiert auf Bsp. 5.11	0,5	0,9	0,9	1	1	1	0,6
Kratzfestigkeit	90	110	110	90	90	100	220
Mikrowellenbest.	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja

Die Zusammensetzungen 5.8 bis 5.14 aus Tabelle 5 werden auf Basis der Bestandteile aus Tabelle 3 folgendermaßen geändert: Die Menge an Bismut als Edukt wird 48,69 g verringert. Die Menge an Zinn wird aus Tabelle 3 übernommen. Die Menge Aluminium wird entsprechend den Verhältnisangaben aus Tabelle 5 an die Menge Zinn angepasst. Auf dieser Basis wird die Menge an Aluminium für die Beispiele 5.8 bis 5.10 entsprechend verringert, während die Menge an Bismut für die Beispiele 5.11 bis 5.14 entsprechend erhöht wird. Für die restlichen Bestandteile der Zusammensetzung 5.8 bis 5.14 werden alle Mengenangaben aus der ersten Spalte aus Tabelle 3 übernommen. Dabei ändern sich die Menge Edukt sowie die Anteile der jeweiligen Metalle der Zusammensetzung, wie beispielsweise der angegebene Goldanteil, entsprechend.
Die in den Tabellen 4 und 5 angegebenen Eigenschaften der Zusammensetzung werden gemäß den im Kapitel Messmethode beschriebenen Methoden ermittelt. Die Zusammensetzung wird vor dem Prüfen auf eine Porzellanoberfläche per Siebdruck auf Abziehbilderpapier gedruckt und nach Überlackierung mit Transferlack (des Typs L406 der Firma Ferro GmbH, Deutschland) und Trocknen auf einen Porzellanteller aufgebracht, wie später noch in der Figurenbeschreibung näher beschrieben. Beim Brennen wird über 45 min. auf 820°C im Elektroofen (der Firma Naber GmbH , Deutschland) erhitzt und für 10 min. bei dieser Temperatur gehalten und ballistisch abgekühlt, indem dem geschlossenen Brennofen keine Energie mehr zugeführt wird. Dabei bedeutet das Verhältnis „b zu a“ die gemäß der Lab Methode bestimmten Faktoren a und b.. Die Methoden zur Bestimmung der Kratzfestigkeit, der Mikrowellenbeständigkeit „Mikrowellenbest.“ sowie der Spülmaschinenfestigkeit, „St.-fest“, sind ebenfalls unter den Messmethode beschrieben. Dabei ist aus den Tabellen 4 und 5 zu erkennen, dass die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen 4.2 bis 4.6 und 5.9 bis 5.13 eine gelbere Schichtstruktur mit dem Porzellan bilden als die Vergleichsbeispiele 4.1 und 4.7 sowie 5.8 und 5.14, die nicht das erfindungsgemäße Metallverhältnis zwischen Bi zu Sn und Al zu Sn aufweisen. Dies ist von dem auf die Zusammensetzung 4.4 bzw. 5.11 normierten Wert abzuleiten. Lediglich andere erfindungsgemäße Zusammensetzungen erreichen den Normwert 1. Alle Zusammensetzungen der Vergleichsversuche 4.1, 4.7, 5.8 und 5.14 weisen einen deutlich niedrigeren Farbwert als die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen der gleichen Tabelle auf. Trotz der verbesserten optischen Eigenschaften, durch Erhöhung des gelben Farbwertes, sind die Kratzbeständigkeit, Mikrowellenbeständigkeit und Spülmaschinenbeständigkeit in einem Bereich, der mit handelsüblicher Ware durchaus vergleichbar ist. Einige erfindungsgemäße Zusammensetzungen, wie 4.5 und 4.6 weisen darüber hinaus eine erhöhte Spülmaschinenfestigkeit bei diesem guten Farbwert gegenüber den Vergleichszusammensetzungen 4.1 und 4.7 auf.
Messmethoden
Emissionsspektrometrische Analyse (ICP)
Mit Hilfe der ICP können die Metalle Ag, Au, B, Bi, Ca, Cr, Cu, Ni, Ir, Pd, Pt, Rh, V, Zn, Zr, Si, Sn, Os und Ti in Pasten oder flüssigen Zubereitungen analysiert werden. Es wurde ein Emmissionsspektrometer Varian Vista-MPX (der Firma Varian Inc.) verwendet.

a1. zunächst werden jeweils zwei Kalibrierproben für die Metalle Ag, Au, Ir, Pd, Pt, Rh, Ru, Si, Ti, V, Sn, Zr, B, Bi, Ca, Cr, Cu, In, Ni, Zn aus Standardlösungen mit bekanntem Metallgehalt (z.B. 1000 mg/l) in Königswassermatrix (konzentrierte Salzsäure und konzentrierter Salpetersäure, im Verhältnis 3:1) hergestellt, wobei die Menge Metall in 1000 ml Lösungsmittel in [mg/l] angegeben ist (die erste Zahl gibt die Konzentration der ersten Kalibrierprobe an, die zweite Zahl die der zweiten Kalibrierprobe)
- Ag 35:70
- Au 50:150
- Ir, Pd, Pt, Rh, Ru 15:30
- Si, Ti, V, Sn, Zr 10:20
- B, Bi, Ca, Cr, Cu, In, Ni, Zn 10:20
Die Parameter des ICP-Gerätes waren:
- Leistung: 1,25 kW
- Plasmagas: 15,0 l/min (Argon)
- Hilfsgas: 1,50 l/min (Argon)
- Zerstäubergasdruck: 220 kPa (Argon)
- Wiederholung: 20 s
- Stabilisierungszeit: 45 s
- Beobachtungshöhe: 10 mm
- Probe ansaugen: 45 s
- Spülzeit: 10 s
- Pumpgeschwindigkeit: 20 Upm
- Wiederholungen: 3
Die Wellenlängen [nm] für die Auswertung des Gehalts der Metalle sind:
- Ag 338,29; In 303,94; Sn 181,06 520,91 325,61 189,93 546,55; Ir 254,40; Ti 334,19; Au 197,74 263,97 336,12 242,79; Pd 229,65; V 292,40 267,59 340,46 309,31; B 208,96 360,96 Zn 206,20; 249,77; Pt 203,65 334,50; Bi 223,06 214,42 Zr 343,82 306,77 217,47 349,62; Ca 396,85; Rh 249,08 422,67 343,49; Cr 205,56 369,24 283,56; Ru 240,27; Cu 224,70 245,66 324,75 Si 251,61; Ni 216,55 288,16 231,60
a2. weitere Standards für OS werden präpariert: zunächst werden zwei Kalibrierproben aus einer internen metallorganischen Standardlösung mit bekanntem Os-Gehalt (z.B. 0,10 %) in Lösungsmittelmatrix hergestellt.
- Metall: Lösungskonzentration [ppm]: Os max. 7
- Probenahme: siehe a1.
- Es werden 0,10+/-0,02g der Probe mit 30g Lösungsmittel versetzt und mindestens 10 min im Ultraschallbad homogenisiert.
- Die Durchführung der Analyse wird unter folgenden Einstellungen durchgeführt: ICP-Parameter:
  - Leistung: 1,20 kW
  - Plasmagas: 16,5 l/min
  - Hilfsgas: 1,50 l/min
  - Zerstäubergasdruck: 180 kPa
  - Wiederholung: 15 s
  - Stabilisierungszeit: 45 s
  - Beobachtungshöhe: 11 mm
  - Probe ansaugen: 35 s
  - Spülzeit: 10 s
  - Pumpgeschwindigkeit: 15 Upm
- Wiederholungen: 3
- Wellenlängen [nm]: Os 225,59 236,74
a3. Zur Vermessung einer Probe: Es werden 0,10 +/- 0,02 g der Probe mit 3 ml Salpetersäure und 9 ml Salzsäure, wie oben unter a1. angegeben, versetzt und in einer Mikrowelle (Fa: Anton Paar, Gerät: Multivave 3000) bei 800-1200 W innerhalb 60 min aufgeschlossen. Die aufgeschlossene Probe wird mit 50 Vol% Salzsäure in einen 100 ml Kolben überführt.
a4. Die Durchführung der Analyse wird unter den unter Punkt a1. oder a2. aufgeführten Einstellungen durchgeführt, je nachdem welches Metall bestimmt werden soll.

Farbwertmessungen
Die Farbe der Zusammensetzung, beispielsweise nach Aufbringen der Zusammensetzung in eine Schichtstruktur ist durch die Farbwerte im CIE L*a*b* Farbraum nach dem internationalen Standard EN ISO 11664-4 definiert. Farbwertmessungen wurden mit einem Konica Minolta Spectrophotometer CM-700d (von Konica Minolta Sensing Europe B.V.) in dem CIE L*a*b* Farbraumsystem durchgeführt. Nach Kalibrierung mit einem „black hole“ und einer weißen Keramikplatte wurden die Messungen durchgeführt. Dabei wurde das Spectrophotometer auf einer trockenen und gebrannten Schicht platziert. Es wurden jeweils 5 Messungen durchgeführt und anschließend gemittelt.
Kratzfestigkeit
Auf einer drehbaren Scheibe wird der Teller mit den eingebrannten Edelmetallschichten (im Elektroofen der Firma Naber GmbH , Deutschland) gebrannt bei 820°C mit einer 45 min Aufheizzeit, 10 min Haltezeit bei gegebener Temperatur sowie ballistischer Abkühlung) mit aufgelegtem Küchenschwamm (raue Seite der Firma Scotch-Brite, wie sie im Handel üblicherweise erhältlich sind), der an einem Metallarm befestigt und mit einem 100 g Gewicht belastet wird , mit einer Umdrehungszahl von 80 Umdrehungen pro min bewegt. Beim Erkennen der weißen Glasur unter dem Dekor wurde die Zahl der Umdrehungen als Maßzahl bzw. Ergebnis für die Kratzbeständigkeit als Vergleichszahl ermittelt
Mikrowellenbeständigkeit
Zur Bestimmung der Mikrowellenbeständigkeit wurde ein handelsübliches Mikrowellengerät mit einer Leistung von 700 W der Firma Bosch AG, Deutschland, verwendet.
Durchführung:

a) Das zu prüfende Material wird auf einen Porzellanteller aufgebracht und bei 820°C (45 min Aufheizzeit, 10 min Halten bei gegebener Temperatur) eingebrannt;
b) Anschließend wird das Substrat für die Dauer von 30 sec im Mikrowellengerät bei 700 W, Firma Bosch AG, Deutschland, getestet. Die Probe wird als Mikrowellenbeständig eingestuft, wenn keine Funkenbildung zu erkennen ist und nach Abkühlung des Tellers keine Risse und Farbtonveränderungen auf dem Edelmetalldekor festgestellt werden.

Spülmaschinenfestigkeit
Mit den Beständigkeitstests in einer Spülmaschine kann die Praxistauglichkeit eines Dekors getestet werden. Nach 500 Zyklen ist eine Beschichtung ohne sichtbare Beschädigung Spülmaschinenbeständig, nach 1000 Spülzyklen Spülmaschinenfest.
Der Schnellspültest entspricht der Vornorm DIN 50275 mit Ausnahme der folgenden Punkte:

• Spülmaschinentyp: Miele G540 Spezial
• Spülmittel: Somat Reiniger (chloraktiv, alkalisch, phosphathaltig), 100 g (anstatt 30 g)
• Reinigungstemperatur: 80°C ± 2°C (anstatt 60°C ± 2°C)

Erfahrungsgemäß entspricht ein Schnellspülzyklus mindestens 30 Normalspülzyklen nach DIN 50275.
Eine repräsentative Aussage lässt sich nur mit einer großen Stückzahl einheitlicher Proben (mindestens 10 Stück) erzielen.
Figurenliste
Im Folgenden wird in

1a eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schichtstruktur mit Substrat und Metallschicht;
1b eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schichtstruktur mit Substrat, Metallschicht und Schutzschicht oder Lackschicht;
2a eine schematische Darstellung eines Substrats mit einem aufgebrachten Abziehbildes beinhaltend eine erfindungsgemäße Zusammensetzung;
2b eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Vorläufers mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung;
3a eine schematische Darstellung eines Substrats sowie eines erfindungsgemäßen Trägerstruktur (Abziehbild) vor dem Aufbringen des Abziehbildes beinhaltend eine erfindungsgemäße Zusammensetzung;
3b eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Vorläufers beim Aufbringen des Abziehbildes aus 3a;
3c eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Vorläufers mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung sowie einer Schutzschicht und/oder einer Lackschicht;
4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Vorläufers mit verschiedenen Schichten;
5 eine Schema eines Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schichtstruktur mittels einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung;

In 1a ist schematisch eine erfindungsgemäße Schichtstruktur 100 gezeigt. Die Schichtstruktur 100 beinhaltet ein Substrat 10 mit einer Oberfläche 12. Das Substrat 10 ist in diesem Beispiel ein Porzellanteller. Auf der Oberfläche 12 des Substrats 10 ist eine Metallschicht 20 aufgebracht. Die Dicke der Metallschicht 20 beträgt in diesem Beispiel 0,1 µm. Die Metallschicht 20 wurde aus einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung 40 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie in 3b dargestellt auf das Substrat 10 aufgebracht und thermisch behandelt. Die hierfür verwendete Zusammensetzung 40 entspricht einem der Beispiele aus den Beispielgruppen 1, 2 oder 3.
1b zeigt eine weitere erfindungsgemäße Schichtstruktur 100. Im Unterschied zu der Schichtstruktur 100 aus 1a, weist die Schichtstruktur 100 aus 1b zusätzlich eine Schutzschicht 56 und/oder eine Lackschicht 58 auf. Weist die Schichtstruktur sowohl eine Schutzschicht 56 und eine Lackschicht 58 auf, so ist die Lackschicht 58 bevorzugt die Schicht, die nach außen weist.
In 2a ist ein Vorläufer 200 für eine Schichtstruktur 100 dargestellt. Der Vorläufer 200 beinhaltet ein Substrat 10 sowie eine Trägerstruktur 300, in Form eines Abziehbildes 55. Die Trägerstruktur 300 beinhaltet eine Schicht 40 in Form einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung 40, eine schmelzbare Trennschicht 54 sowie eine Trägerschicht 50. Die Trägerschicht 50 beinhaltet bevorzugt ein Papier oder einen Karton als Papierschicht 50. Die Papierschicht 50 weist bevorzugt eine Dicke von 200 µm auf. Die schmelzbare Trennschicht 54 weist eine Dicke von 2 µm auf. Die schmelzbare Trennschicht 54 beinhaltet bevorzugt ein Paraffinwachs. In einem Erwärmungsschritt 60 wird der Vorläufer 200 mit Wärme behandelt, beispielsweise bei 60 °C für 30 Minuten.
Wie in 2b gezeigt, kann die Trägerschicht 50 anschließend zusammen mit der restlichen Trennschicht 54 von dem Vorläufer 200 abgelöst werden, sodass der Vorläufer 200 lediglich das Substrat 10 und die Zusammensetzung 40 aufweist. Dieser Vorläufer 200 kann bei über 500 °C, bevorzugt bei 820 °C in einem Ofen zu einer erfindungsgemäßen Schichtstruktur 100, wie in 1a gezeigt, behandelt werden.
In 3a ist ein Substrat 10 mit einer Oberfläche 12 gezeigt, über dem eine Trägerstruktur 300 in Form eines Abziehbildes 55 angeordnet ist. Das Abziehbild beinhaltet eine Trägerschicht 50, bevorzugt aus Papier, eine wasserlösliche Schicht 52, bevorzugt aus Dextrin, eine erfindungsgemäße Zusammensetzung 40 und mindestens eine der Schichten ausgewählt aus einer Schutzschicht 56 oder einer Lackschicht 58 oder einer Kombination aus beiden. Die Lackschicht 58 wird auch als Transferlack bezeichnet und besteht bevorzugt aus PMMA-Polymeren mit einer Gesamtschichtdicke von 30 µm.
In 3b ist die Trägerstruktur 300 nach einem Löseschritt 70 gezeigt. In dem Löseschritt 70 wird mit Hilfe von Wasser, das mit dem Papier 50 und somit auch mit der wasserlöslichen Trennschicht 52 in Kontakt gebracht wird, die Trägerschicht 50 zusammen mit der Trennschicht 52 von der Zusammensetzung 40 gelöst. Auf diese Weise kann die Zusammensetzung 40 zusammen mit der Lackschicht 58 und/oder der Schutzschicht 56 auf das Substrat 10 positioniert werden. Dies geschieht bevorzugt mittels eines Schiebers 59. Der Schieber 59 besteht bevorzugt aus einem Gummi. Der organische Transferlack der Lackschicht 58 sowie die Zusammensetzung 40 bedecken die Oberfläche 12 des Substrats 10 in diesem Beispiel zu weniger als 50 % der Gesamtfläche des Substrats 10. Die Dicke der Zusammensetzung 40, der Trägerschicht 50 und der Trennschicht 52 beträgt ebenfalls jeweils bis zu 50 µm. Auch die Lackschicht 58 und die Schutzschicht 56 können bevorzugt eine Dicke bis zu 100 µm aufweisen.
In 3 c ist der erfindungsgemäße Vorläufer 200 als Resultat der Übertragung der Zusammensetzung 40 aus der Trägerstruktur 300 gezeigt. Der Vorläufer 200 weist in diesem Beispiel ein Substrat 10, beispielsweise in Form eines Porzellantellers auf, sowie ein erfindungsgemäße Zusammensetzung 40, wie in den Beispielen beschrieben sowie eine Schutzschicht 56 und eine Lackschicht 58 Wie bereits für den Vorläufer 200 aus 2b beschrieben, kann auch der Vorläufer aus 3c erhitzt werden, um eine erfindungsgemäße Schichtstruktur 100 zu erhalten. Die aus dem in 3c gezeigten Vorläufer 200 erhaltene Schichtstruktur 100 entspricht der aus 1b.
In 4 ist ein Substrat 10 vor dem Aufbringen einer Trägerstruktur 300 in Form eines Abziehbildes mit einer Vielzahl von Schichten (40, 50, 52, 56, 58) gezeigt. Dabei handelt es sich um eine Trägerstruktur 300, die eine wasserlösliche Schicht 52 beinhaltet, auf der die Zusammensetzung 40 positioniert ist. Auf der Zusammensetzung 40 befindet sich eine anorganische Schicht 56 in Form einer Glasfritte sowie eine wasserunlösliche Schicht 58 in Form einer Lackschicht des Typs L406 der Firma Ferro GmbH, Deutschland.
In 5 sind schematisch die verschiedenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In Schritt S1 30 wird das Substrat 10, beispielsweise in Form eines Porzellantellers, auf einem Fließband bereitgestellt. In Schritt 2. 32 kann die Zusammensetzung 40 entweder direkt auf das Substrat 10 aufgebracht werden oder alternativ in einem indirekten Verfahren.
Ein Beispiel für ein Direktdruckverfahren, bei dem die erfindungsgemäße Zusammensetzung 40 direkt auf die Oberfläche des Substrats 10 aufgebracht wird ist beispielsweise das oben beschriebene Siebdruckverfahren. Bei dem Siebdruckverfahren wird ein Sieb mit einem Polyestergewebe mit 140 Fäden pro Zentimeter der Fa. Fleischle verwendet, wobei in Schritt 2. 32 die Zusammensetzung 40 über das Sieb auf die Oberfläche 12 des Substrats 10 überlagert wird. Hierzu wird eine Kunststoffrakel mit einer Härte von 75-90 shore verwendet.
Alternativ kann die Zusammensetzung 40 mittels eines indirekten Verfahrens aufgebracht werden. Hierzu wird eine Trägerstruktur 300 in Form eines Abziehbildes 55 verwendet. Das Abziehbild 55 weist zunächst eine Trägerschicht 50 aus Papier auf, auf dem beispielsweise eine Dextrinschicht 52 aufgebracht ist. Auf die Dextrinschicht 52 wird die erfindungsgemäße Zusammensetzung 40 oder auch mehrere erfindungsgemäße Zusammensetzungen 40, beispielsweise gemäß der Beispiele aus den Beispielgruppen 1 bis 3 aufgebracht. Das Aufbringen der Zusammensetzung 40 bzw. Zusammensetzungen 40 kann beispielsweise über Siebdruck erfolgen. Auf die Zusammensetzung 40 wird ein Transferlack in Form einer Lackschicht 58 aufgebracht. Die Dextrinschicht bildet in diesem Fall die Trennschicht 52. Dieses Gebilde aus Trägerschicht 50, Trennschicht 52, Zusammensetzung 40, sowie Lackschicht 58 bilden ein Abziehbild 55, wie es in 3a gezeigt ist. Von diesem Abziehbild 55 wird das Papier abgelöst in dem die Dextrinschicht 52 mittels Wasser aufgelöst wird, wobei die Zusammensetzung 40 durch die Lackschicht 58 gehalten wird. Das Abziehbild 55 wird mit der Seite, von der das Papier gelöst wurde, also mit der Zusammensetzung 40 auf das Substrat 10 geschoben. Mittels Wasser wird die Dextrinschicht 52 aufgelöst, sodass die Zusammensetzung 40 von dem Transferlack 58 gehalten, mit dem Substrat 10 in Kontakt steht.
Sowohl beim direkten als auch beim indirekten Verfahren weist die Zusammensetzung 40 bevorzugt eine Viskosität in einem Bereich von 500 bis 50000 mPa*s auf. Es wird ein Vorläufer 200 erhalten, wie er in 2b oder 3c dargestellt ist. Bei der Zusammensetzung 40 kann es sich um eine der Zusammensetzungen 40 aus den Beispielgruppen 1, 2 oder 3 handeln. In Schritt S3. 34 wird der Vorläufer 200 bei einer Temperatur von 800 °C in einem Elektro- oder Gaskammerofen der Fa. Nabertherm GmbH, Deutschland, für 1 Stunde behandelt. Es wird eine erfindungsgemäße Schichtstruktur 100, wie in 1a oder 1b gezeigt, erhalten.
Bezugszeichenliste

10: Substrat
12: Oberfläche
20: Metallschicht
30: Schritt S1.
32: Schritt S2.
34: Schritt S3.
40: Zusammensetzung
50: Trägerschicht/Papierschicht
52: wasserlösliche Schicht/Trennschicht
54: schmelzbare Schicht/Trennschicht
55: Abziehbild
56: anorganische Schicht/Schutzschicht
58: wasserunlösliche Schicht/Lackschicht
59: Schieber
60: Erwärmungsschritt
70: Löseschritt
100: Schichtstruktur
200: Vorläufer
300: Trägerstruktur

Claims

Eine Zusammensetzung (40) beinhaltend als Bestandteile i. ein organisches Vehikel; ii. metallorganische Verbindungen, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhalten; wobei - das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und - das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt.
Die Zusammensetzung (40) nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung (40) Aluminium in einem Bereich von 0,03 bis 10 Gew.-% beinhaltet, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung (40).
Die Zusammensetzung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung (40) Bismut in einem Bereich von 0,05 bis 15 Gew.-% beinhaltet, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung (40).
Die Zusammensetzung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung (40) weniger als 5 Gew.-% Platin, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung (40) beinhaltet und das Gewichtsverhältnis von Gold zu der Summe des Gewichts aller weiteren Metalle in der Zusammensetzung (40) in einem Bereich von 1:1 bis 6:1 liegt.
Die Zusammensetzung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ni-Gehalt kleiner 0,05 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung (40) ist.
Die Zusammensetzung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 11:1 bis 47:1 liegt.
Die Zusammensetzung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1,1:1 bis 15:1 liegt.
Die Zusammensetzung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die metallorganische Verbindung weiterhin ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Platin (Pt), Palladium (Pd), Rhodium (Rh), Indium (In), Silicium (Si), Zirkonium (Zr), Osmium (Os), Chrom (Cr), Titan (Ti) oder eine Kombination von mindestens zwei davon beinhaltet.
Die Zusammensetzung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die organische Komponente der metallorganischen Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Alkoholat, einem Oxalat, einem Ester, einem Carboxylat, einem Halogencarboxylat, einem Hydroxycarboxylat, einem Acetonat, einem Ketonat, einem Phosphat, einem Phosphit, einem Phosphid, einem Phosphan, einem Sulfonat, einem Thiolat, einem Amin, einem Amid und einem Sulforesinat oder einer Mischung aus mindestens zwei davon.
Die Zusammensetzung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung (40) weiterhin iii. ein anorganisches Additiv beinhaltet.
Die Zusammensetzung (40) nach Anspruch 10, wobei das anorganische Additiv ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Oxid, einem Hydroxid, einem Nitrat, einem Carbonat, einem Sulfid, einem Halogenid, einem Sulfat, einem Thiosulfat oder einer Mischung von mindestens zwei davon.
Die Zusammensetzung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das organische Vehikel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem organischen Lösungsmittel, einem organischen Bindemittel oder einer Mischung davon.
Die Zusammensetzung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die metallorganische Verbindung Rhodium (Rh) beinhaltet.
Eine Schichtstruktur (100) beinhaltend i). ein Substrat (10) mit einer Oberfläche (12), ii). eine die Oberfläche (12) mindestens teilweise überlagernde und mit dieser verbundene Metallschicht (20); wobei die Metallschicht (20) die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhaltet, und wobei in der Metallschicht (20) - das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und - das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt.
Die Schichtstruktur (100) nach Anspruch 14, wobei das Substrat (10) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Glas, einer Keramik, einem Porzellan, einer Fliese, einem Metall, einem Polymer oder einer Kombination aus mindestens zwei davon.
Ein Vorläufer (200) einer Schichtstruktur (100) beinhaltend a) ein Substrat (10) mit einer Oberfläche (12); b) eine die Oberfläche (12) mindestens teilweise überlagernde Zusammensetzung (40); wobei die Zusammensetzung (40) metallorganische Verbindungen beinhaltet, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhalten, und wobei in der Zusammensetzung (40) - das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und - das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt.
Der Vorläufer (200) nach Anspruch 16, weiterhin beinhaltend: c) eine Trägerschicht (50); und mindestens eine der folgenden weiteren Schichten: d) eine im Bereich von 40 bis 80 °C schmelzbare Schicht (54); e) eine anorganische Schicht (56); f) eine wasserunlösliche Schicht (58).
Eine Trägerstruktur (300), beinhaltend I. eine Trägerschicht (50); II. eine weitere Schicht (52, 54), wobei die weitere Schicht (52, 54) wasserlöslich ist oder einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 40 bis 80 °C aufweist; III. eine Zusammensetzung (40) beinhaltend als Bestandteile i1. ein organisches Vehikel; i2. metallorganische Verbindungen, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhalten; wobei - das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und - das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt.
Die Trägerstruktur (300) nach Anspruch 18, wobei die Zusammensetzung (40) weiterhin I3. ein anorganisches Additiv beinhaltet.
Die Trägerstruktur (300) nach Anspruch 18 oder 19, weiterhin beinhaltend mindestens eine der folgenden weiteren Schichten: e) eine anorganische Schicht (56); f) eine wasserunlösliche Schicht (58).
Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur (100) beinhaltendend die Schritte (30, 32, 34): S1. Bereitstellen eines Substrats (10) mit einer Oberfläche (12); S2. Überlagern mindestens eines Teils der Oberfläche (12) mit einer ersten Zusammensetzung (40) unter Erhalt eines Vorläufers (200) der Schichtstruktur (100), wobei die erste Zusammensetzung (40) als Bestandteile beinhaltet: i. ein organisches Vehikel; ii. metallorganische Verbindungen, die die Metalle Gold (Au), Aluminium (Al), Zinn (Sn) und Bismut (Bi) beinhalten; wobei - das Verhältnis von Bi zu Sn in einem Bereich von 10:1 bis 50:1; und - das Verhältnis von Al zu Sn in einem Bereich von 1:1 bis 15:1 liegt; S3. Behandeln des Vorläufers (200) der Schichtstruktur (100) bei einer Temperatur von mindestens 500 °C.
Das Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Überlagern in Schritt S2. mindestens folgende Schritte beinhaltet: S4. Bereitstellen einer Trägerstruktur (300, 55) gemäß Anspruch 18 beinhaltend eine Trennschicht (54), die einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 40 bis 80 °C aufweist; S5. Überlagern mindestens eines Teils der Oberfläche (12) mit der Trägerstruktur (300, 55), wobei die erste Zusammensetzung (40) mit der Oberfläche des Substrats (10) in direktem Kontakt steht, unter Erhalt eines Vorläufers (200) der Schichtstruktur (100); S6. Erwärmen mindestens der Trennschicht (54) auf deren Schmelztemperatur; S7. Ablösen der Trägerschicht (300, 55) und der Trennschicht (54) von dem Vorläufer (200).
Das Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Überlagern in Schritt S2. mindestens folgende Schritte beinhaltet: S8. Bereitstellen einer Trägerstruktur (300, 55) gemäß Anspruch 18 beinhaltend eine wasserlösliche Trennschicht (52); S9. Entfernen der Trägerschicht (50) und der Trennschicht (52) von der Zusammensetzung (40); S10. Überlagern mindestens eines Teils der Oberfläche (12) mit der ersten Zusammensetzung (40) unter Erhalt eines Vorläufers (200) der Schichtstruktur (100).
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei das Behandeln in Schritt S3. (34) bei einer Temperatur in einem Bereich von 500 bis 1200 °C erfolgt.