DE102022106410A1

DE102022106410A1 - Mehrschichtkörper, Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers, Verwendung eines Mehrschichtkörpers sowie Verwendung einer Wärmebeaufschlagungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102022106410A1
Application number: DE102022106410.7A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schindler; Uwe Reuther
Original assignee: Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Current assignee: Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Priority date: 2022-03-18
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2023-09-21

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtkörper (1), ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers (1), die Verwendung eines Mehrschichtkörpers (1) sowie die Verwendung einer Wärmebeaufschlagungsvorrichtung. Der Mehrschichtkörper (1) umfasst hierbei eine Trägerschicht (11) mit einer Frontseite (31) und einer Rückseite (32), wobei auf die Frontseite (31) und/oder die Rückseite (32) der Trägerschicht (11) zumindest eine Metallschicht (12) angeordnet ist, wobei die zumindest eine Metallschicht (12) eine eutektische Legierung umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtkörper, ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers, die Verwendung eines Mehrschichtkörpers sowie die Verwendung einer Wärmebeaufschlagungsvorrichtung.
Es ist bekannt, Kunststoffformteile und auch Verpackungen von Verbrauchsgütern, insbesondere Lebensmittel oder Waschmittel, mittels Kunststofffolien zu dekorieren. Um den Kunststoffformteilen einen metallisch glänzenden „Look“ zu geben, werden hierfür häufig Kunststofffolien mit Metallschichten eingesetzt. Dabei handelt es sich meist um aufgedampfte Aluminiumschichten, die einen spiegelnden Metallglanz erzeugen können. Derartige Metallschichten neigen jedoch bei starken Verformungen in Form von Schrumpfung und/oder Streckung zur Riss- und Faltenbildung. Diese Riss- und Faltenbildung findet dabei meist im mikroskopischen oder makroskopischen Bereich statt. Das optische Erscheinungsbild leidet jedoch unter der Riss- und Faltenbildung der Metallschicht. Die Risse und Falten sorgen dafür, dass einfallendes Licht an den entstandenen Kanten, sogenannte Streuzentren, bricht. Ein Betrachter nimmt dies durch Trübung und Schlierenbildung im optischen Erscheinungsbild der Dekoration, insbesondere der ansonsten spiegelnden Metallschicht wahr. Dieses Phänomen bei Metallschichten wird als sogenanntes „Whitening“ bezeichnet.
Insbesondere bei mit Aluminium beschichteten Folien, die bei sogenannten Shrink-Sleeving-Prozessen Anwendung finden, tritt der Whitening-Effekt verstärkt auf. Beim Shrink-Sleeving-Prozess wird ein Shrink-Sleeve-Träger, beispielsweise der kommerziell erhältliche Pentalabel Rigid PETg TDO T52 der Firma Klöckner Pentaplast, vorzugsweise unter Temperatureinwirkung vorgedehnt bzw. vorgestreckt und anschließend eine Metallschicht, beispielsweise Aluminium, aufgedampft. Derartige Shrink-Sleeve-Träger zeichnen sich dadurch aus, dass diese bei einer weiteren Temperatureinwirkung schrumpfen bzw. relaxieren, sodass sich diese an die Kontur eines beliebigen Formteils anpassen. Der Schrumpfungsgrad ist dabei abhängig von der Temperatur und von der Dauer der Temperaturbeaufschlagung und ist für die Länge und die Breite des Trägers aufgrund der Polymerstruktur jeweils unterschiedlich stark ausgeprägt. Aufgrund dieses Umstands kommt es lokal zu besonders starken Geometrieänderungen, denen herkömmliche Metallschichten, beispielsweise Aluminiumschichten, mechanisch nicht gewachsen sind. Es kommt zwangsläufig zu der oben beschriebenen Riss- und Faltenbildung und dem daraus resultierenden Whitening.
Aus der EP 0355962 A2 ist beispielweise eine metallisierte Schrumpffolie bekannt, die zur Reduzierung von Strahlungswärme eingesetzt wird. Dazu weist die Folie einen Shrink-Sleeve-Träger und eine darauf befindliche Metallschicht auf. Die Folie wird beispielsweise auf eine Fensterschreibe geschrumpft. Nachteilig dabei ist jedoch, dass nach dem Schrumpfen die Metallschicht nicht glatt ist, sondern Fehlstellen in Form von Rissen oder Falten aufweist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Mehrschichtkörper mit einer metallisierten Beschichtung anzugeben, der nach Verformung ein gleichmäßiges und fehlerarmes optisches Erscheinungsbild aufweist.
Die Aufgabe wird von einem Mehrschichtkörper, insbesondere Verpackungsmaterial oder Transferfolie, vorzugsweise Kaltprägefolie, oder IMD-Folie (IMD = Inmold Decoration) zur Dekoration eines Kunststoffformteils, Formteils oder Substrats gelöst, wobei der Mehrschichtkörper eine Trägerschicht mit einer Frontseite und einer Rückseite aufweist, und wobei auf der Frontseite und/oder der Rückseite der Trägerschicht zumindest eine Metallschicht angeordnet ist. Wesentlich dabei ist, dass die zumindest eine Metallschicht eine eutektische Legierung umfasst.
Diese Aufgabe wird weiter von einem Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 21, gelöst, wobei bei dem Verfahren, insbesondere in der folgenden Reihenfolge, folgende Schritt durchgeführt werden:

a) Bereitstellen einer Trägerschicht mit einer Frontseite und einer Rückseite;
b) Aufbringen zumindest einer Metallschicht mittels Direktbedampfung, wobei die zumindest eine Metallschicht zumindest eine eutektische Legierung umfasst.

Ferner wird die Aufgabe auch durch Verwendung eines Mehrschichtkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Dekoration eines Kunststoffformteils, Formteils oder Substrats gelöst. Wesentlich dabei ist, dass

i) der Mehrschichtkörper mittels plastischer Verformung, insbesondere unter Wärmeeinwirkung, auf das Kunststoffformteil, Formteil oder Substrat aufgebracht ist, oder
ii) der Mehrschichtkörper mittels zumindest einer Kleberschicht auf das Kunststoffformteil, Formteil oder Substrat aufgebracht ist und zusammen mit dem Kunststoffformteil, Formteil oder Substrat für eine plastische Verformung vorgesehen ist, oder
iii) der Mehrschichtkörper mit dem Kunststoffformteil, Formteil oder Substrat bei der Herstellung des Kunststoffformteils, Formteils oder Substrats, insbesondere mittels Spritzgießen, sich mittels plastischer Verformung an die Formgebung des Kunststoffformteils, Formteils oder Substrats anpasst.

Auch wird diese Aufgabe gelöst durch Verwendung einer Wärmebeaufschlagungsvorrichtung zur Dekoration eines Mehrschichtkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 21 auf ein Kunststoffformteil, Formteil oder Substrat.
Hierbei hat sich gezeigt, dass durch den erfindungsgemäßen Mehrschichtkörper, das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers, die erfindungsgemäßen Verwendung eines Mehrschichtkörpers zur Dekoration eines Kunststoffformteil, Formteil oder Substrat und die erfindungsgemäße Verwendung einer Wärmebeaufschlagungsvorrichtung ein Mehrschichtkörper bzw. ein Kunststoffformteil, Formteil oder Substrat mit einer Metallschicht erhalten wird, der bzw. das auch nach plastischer Verformung einen gleichbleibend hochwertigen metallischen optischen Effekt generiert, bei dem das Auftreten von unerwünschtem Whitening reduziert oder gar vermieden wird. Demnach können mit dem erfindungsgemäßen Mehrschichtkörper nach der Verformung effektiv Riss- und Faltenbildung in der Metallschicht vermieden bzw. reduziert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
Unter eutektischer Legierung ist dabei eine Legierung zu verstehen, bei der ihre Bestandteile im Temperaturbereich des eutektischen Punkts als Ganzes fest durch Abkühlung der flüssigen Phase oder flüssig durch Erwärmung der festen Phase werden. Üblicherweise wird dieser Zustand auch als Eutektikum bezeichnet.
Unter E-Modul wird der sogenannte Elastizitätsmodul verstanden. Der E-Modul ist ein Materialkennwert fester Körper, der bei linear-elastischem Verhalten den proportionalen Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung eines festen Körpers beschreibt.
Unter Formteil ist dabei jegliche Art von Formteilen zu verstehen. Beispielsweise kann es sich um metallische Körper, Holzkörper, Glaskörper, Kunststoffkörper oder Kunststoffformteile, Keramiken, etc. handeln.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Trägerschicht als Shrink-Sleeve-Träger oder als Sheetmaterial oder als Folienträger ausgestaltet ist. Wie eingangs erwähnt, wird ein Shrink-Sleeve-Träger vor dem Aufbringen weiterer Schichten vorgedehnt bzw. gestresst. Nachdem weitere Schichten auf den Shrink-Sleeve-Träger aufgebracht wurden, wird dieser mittels Wärmeeinwirkung wieder relaxiert, sodass sich dieser an die Formgebung eines zu umhüllenden Bauteils, beispielsweise Kunststoffformteils, anpasst.
Es gibt jedoch auch noch andere Anwendungen, in denen ein Träger eines Mehrschichtkörpers bzw. Folien einer starken Verformung ausgesetzt sind. Beispielsweise wird bei einem Insert-Molding-Verfahren ein Sheetmaterial mit einer Transferlage einer Transferfolie dekoriert, wobei die Transferlage zumindest eine Metallschicht aufweist. In diesem Fall handelt es sich bei dem Mehrschichtkörper um eine Transferfolie. Die Trägerschicht der Transferfolie wird noch vor der Weiterverarbeitung des Sheetmaterials entfernt. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Sheetmaterial direkt mit einer Metallschicht bedampft wird. Anschließend wird das Sheetmaterial mittels eines Tiefziehprozesses verformt. Gerade im Bereich von Radien treten daher starke Verformungen auf, die in herkömmlichen Metallschichten zum Whitening führen können, wenn beispielsweise Bereiche vorliegen, in denen das Material gestaucht und/oder gestreckt wird. Mittels einer Metallschicht mit zumindest einer eutektischen Legierung, kann dieser nachteilige Effekt auch beim Insert-Molding vermieden werden.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass es sich bei der Trägerschicht um einen herkömmlichen Folienträger handelt. Auf diesen Folienträger ist vorzugsweise eine Transferlage angeordnet, die von dem Folienträger mittels einer Ablöseschicht ablösbar ist. Die Transferlage umfasst vorzugsweise zumindest eine Metallschicht, wobei die zumindest eine Metallschicht zumindest eine eutektische Legierung umfasst. Ein solcher Mehrschichtkörper mit Folienträger kann auch als IMD-Folie ausgeführt sein. Bei der IMD-Folie handelt es sich vorzugsweise um eine IMD-Transferfolie. Eine derartige IMD-Folie wird dabei in eine Kavität einer Spritzgussmaschine eingelegt und anschließend mit einer Kunststoffmasse hinterspritzt. Beim Hinterspritzen der IMD-Folie mit der Kunststoffmasse, wird die IMD-Folie an die Wandung der Spritzgussformhälfte gedrückt und die IMD-Folie passt sich der Kontur dieser Spritzgussformhälfte an. Dabei ist die Verformung der IMD-Folie nicht unerheblich und auch dort wird mit der zumindest einen Metallschicht mit zumindest einer eutektischen Legierung das Auftreten von Whitening verhindert bzw. verringert. Nach dem Hinterspritzen der IMD-Folie ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Trägerschicht der IMD-Folie abgezogen wird.
Bevorzugt ist es auch vorgesehen, dass im Schritt a) ein Shrink-Sleeve-Träger oder Sheetmaterial oder Folienträger als Trägerschicht bereitgestellt wird. Vorzugsweise umfasst die Trägerschicht ein Material oder Kombinationen von Materialien, ausgewählt aus OPS (gespritztes oder tiefgezogenes Polystyrol), PET, PETG, PVC, PLA, PE, PP, PE, EVA, LDPE, LLDPE, HDPE usw.
Es ist auch möglich, dass die Trägerschicht eine Dicke im Bereich von 3 µm bis 120 µm, insbesondere von 10 µm bis 45 µm, aufweist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Mehrschichtkörper für plastische Verformung, insbesondere unter Wärmeeinwirkung, vorgesehen ist, und wobei sich der Mehrschichtkörper von einem Originalzustand zu einem Verformungszustand verformt. Wie oben erwähnt, kann es sich bei der plastischen Verformung um ein Shrink-Sleeving-Prozess, ein Tiefziehen eines mit dem Mehrschichtkörper oder einer Transferlage des Mehrschichtkörpers dekorierten Sheetmaterials oder aber auch um IMD-Verfahren handeln, bei dem eine Mehrschichtkörper als IMD-Folie mit einer Kunststoffmasse hinterspritzt wird. Auch hierbei ist es bevorzugt vorgesehen, dass es sich bei der IMD-Folie um eine IMD-Transferfolie handelt, bei der nach dem Hinterspritzen die Trägerlage abgezogen wird.
Beim Tiefziehen ist vorzugsweise vorgesehen, dass mittels einer zusätzlichen Erhitzung, beispielsweise durch einen Infrarotstrahler, die plastische Verformung durchgeführt wird. Vorzugsweise werden auch dort Temperaturen von mehr als 100°C erreicht.
Es kann auch möglich sein, dass die plastische Verformung zumindest eine Schrumpfung oder zumindest eine andere flächenreduzierende Verformung umfasst, wobei der Mehrschichtkörper nach einer Schrumpfung von bis zu 40% bzw. einer Flächenreduzierung von 40% einen Haze-Wert von weniger als 80%, insbesondere von weniger als 50%, aufweist.
Beispielsweise wird der Haze-Wert mit dem Messgerät „BYK haze-gard i“ der Firma Byk-Gardener, Geretsried, Deutschland, gemessen. Hierbei wird vorzugsweise die zu vermessende Schicht oder Folie in den offenen Probenraum des Messgerätes gehalten, und insbesondere für den Haze-Wert an den sogenannten „haze-port“ des Gerätes angelegt, wobei die Messung vorteilhafterweise mittels Normlicht D65 durchgeführt wird. Anschließend wird bevorzugt das Ergebnis der Messung am Bildschirm des Messgerätes angezeigt. Der Haze-Wert wird vorteilhafterweise in Prozent (%) angeben. Daher ist es möglich, dass die Einheit des Haze-Wertes in diesem Fall Prozent (%) ist. Der Wertebereich des Haze-Wertes beträgt daher bevorzugt 0-100 %. So ist es möglich, dass es sich bei den Haze-Units um Prozentwerte handelt bzw. dass die Haze-Units Prozentwerte darstellen. Bevorzugt beträgt der Maximalwert 100 %. Gegebenenfalls auftretende höhere Werte als 100 % können beispielsweise, insbesondere in Abhängigkeit des verwendeten Messprinzips, durch zusätzliche Streulichteffekte und/oder Reflektionseffekte während der Messung verursacht werden.
Unter Haze wird hierbei bevorzugt eine diffuse Streuung, insbesondere Großwinkelstreuung, verstanden, welche insbesondere zu einer Abnahme der Abbildungsqualität führt. Als Streuzentren wirken dabei bevorzugt Teilchen oder Inhomogenitäten im Material, an welchen insbesondere das Licht in alle Raumrichtungen gestreut wird, wobei vorteilhafterweise auf jeden Raumwinkel nur eine geringe Streuintensität entfällt. Hierdurch werden insbesondere eine Verminderung des Kontrasts und/oder ein milchig-trübes Erscheinungsbild bewirkt, wobei dieser Effekt vorzugsweise als Haze oder Trübung bezeichnet wird. So stellt der Haze-Wert bevorzugt ein Maß für die Trübung von metallischen Proben, beispielsweise Kunststoffschichten mit Metallschicht, dar.
Unter Schrumpfung wird vorzugsweise die Flächenreduzierung zwischen Originalzustand und Verformungszustand des Mehrschichtkörpers verstanden. Unter Originalzustand ist dabei vorzugsweise derjenige Zustand zu verstehen, der vorliegt, wenn der Mehrschichtkörper noch nicht auf ein Kunststoffformteil appliziert ist. Vorzugsweise befindet sich der Mehrschichtkörper nach Applikation auf ein Kunststoffformteil im Verformungszustand. Allerdings, kann beispielsweise auch eine Transferlage des Mehrschichtkörpers auf ein Sheet-Material appliziert und anschließend dieses dekorierte Sheet-Material tiefgezogen werden. In diesem Fall liegt der Originalzustand auch noch nach der Dekoration des Sheet-Materials und vor dem Tiefziehen vor. Erst nach dem Tiefziehen befindet sich der Mehrschichtkörper bzw. die Transferlage des Mehrschichtkörpers zusammen mit dem Sheet-Material im Verformungszustand. Insbesondere ist es dabei zudem vorgesehen, dass vor dem Tiefziehen des Sheetmaterials die Trägerschicht der Transferfolie abgezogen wird.
Bei Vergleichsversuchen hat sich gezeigt, dass der Haze-Wert bei dem erfindungsgemäßen Mehrschichtkörper im Vergleich zu Mehrschichtkörpern mit herkömmlichen Metallschichten, beispielsweise Aluminiumschichten, deutlich geringer ausfällt. Mehrschichtkörper mit herkömmlichen Metallschichten weisen bei einer Schrumpfung von ca. 40% zum Teil Haze-Werte von über 80% auf. D.h. bei herkömmlichen Metallschichten ist im Vergleich zum erfindungsgemäßen Mehrschichtkörper eine deutliche Trübung nach einer plastischen Verformung erkennbar. Zudem hat sich gezeigt, dass bei dem erfindungsgemäßen Mehrschichtkörper zwischen Schrumpfung und dem Haze-Wert ein nahezu linearer Zusammenhang besteht. Bei bekannter plastischer Verformung bzw. bei bekanntem Schrumpfungsgrad könnte daher bereits vorher für die jeweilige Anwendung der etwaige Haze-Wert grob bestimmt werden. Dies bietet erhebliche Vorteile bei der Umsetzung der Anwendung des Mehrschichtkörpers und erspart aufwendige Versuchsreihen. Wohingegen bei den herkömmlichen Metallschichten ein nahezu logarithmischer Zusammenhang zwischen Schrumpfung und Haze-Wert ermittelt wurde. D.h. bei herkömmlichen Metallschichten verschlechtert sich mit zunehmenden Schrumpfungsgrad der Haze-Wert überproportional.
Zum Zwecke der Versuchsdurchführung der Vergleichsversuche wurde ein Spannrahmen bereitgestellt, dessen Spannbereich auf 120 mm eingestellt wurde. Dieser Spannbereich bleibt während der gesamten Versuchsdurchführung konstant. Für den Versuch wurden für eine Aluminiumbeschichtung und eine Beschichtung aus einem eutektischen Material jeweils fünf unterschiedlich lange Folienproben mit jeweils einer Breite von 40 mm vorbereitet. Die Metallschicht wurde für alle Proben jeweils auf eine Trägerschicht aufgedampft. Als Trägerschicht wurde das kommerziell erhältliche Pentalabel Rigid PETg TDO T52 der Firma Klöckner Pentaplast verwendet. Als eutektisches Material bzw. eutektische Legierung wurde In52/Sn48 verwendet. Die Längen der Folienproben im eingespannten Zustand betragen 133,33 mm, 150 mm, 160 mm, 171,43 mm und 200 mm. Da die Folienproben allesamt länger als der Spannbereich sind, wölben sich die Folienproben im eingespannten Zustand, wobei die längste Folienprobe die größte Wölbung und die kürzeste Folienprobe die kleinste Wölbung aufweist. Anschließend wurden die eingespannten Folienproben einschließlich dem Spannrahmen einer Temperatur von 100°C über eine Dauer von 5 Minuten ausgesetzt und somit die Schrumpfung bzw. das Shrinken der unterschiedlich langen Folienproben auf eine finale Länge von 120 mm eingeleitet. Abschließend wurden die Haze-Werte mit dem Messgerät „BYK haze-gard i“ der Firma Byk-Gardener, Geretsried, Deutschland, gemessen, woraus die oben genannten Ergebnisse resultierten.
Insbesondere ist es möglich, dass im Schritt b) die zumindest eine metallische Schicht vollflächig oder zumindest bereichsweise auf der Frontseite und/oder Rückseite der Trägerschicht aufgebracht wird.
Ferner ist es bevorzugt möglich, dass im Schritt b) das zumindest bereichsweise Aufbringen der zumindest einen Metallschicht mittels einer mechanischen Maske, insbesondere einer Blechmaske, erfolgt, wobei die Maske auf den Mehrschichtkörper aufgelegt wird und anschließend vollflächig die zumindest eine Metallschicht aufgedampft wird, und dass die zumindest eine Metallschicht durch Öffnungen in der Maske auf die Trägerschicht aufgebracht wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Öffnungen in der Maske einen ersten Bereich definieren und die geschlossenen Bereiche der Maske einen zweiten Bereich definieren. Mittels der Maske kann die Metallschicht somit in ersten Bereichen auf die Trägerschicht aufgebracht werden und in zweiten Bereichen nicht aufgebracht werden. Der erste Bereich kann dabei ein oder mehrere Motive ausbilden. Ein Motiv kann beispielsweise ein graphisch dargestellter Umriss, eine figürliche Darstellung, ein Bild, ein visuell erkennbares Designelement, ein Symbol, ein Logo, ein Portrait, ein Muster, ein Endlosmuster, ein alphanumerisches Zeichen, eine Codierung, ein Code-Muster, ein kryptographisches Muster, ein Text, eine farbliche Ausgestaltung und dergleichen sein. Das Motiv kann dabei auch individualisiert ausgebildet sein.
Alternativ kann die Strukturierung der zumindest einen Metallschicht auch erfolgen, in dem vor dem Schritt b) und/oder nach dem Schritt a) weiter folgender Schritt ausgeführt wird:

f1) Aufbringen zumindest eines Waschlacks auf die Front- und/oder Rückseite der Trägerschicht in einem ersten Bereich zur Strukturierung der zumindest einen Metallschicht, wobei der zumindest eine Waschlack löslich gegenüber einer Waschflüssigkeit, insbesondere einer Säure oder einer Lauge ist. Das Aufbringen des Waschlacks kann dabei mittels Inkjet-Druck, Digitaldruck, Rakel, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder ähnliches erfolgen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass nach dem Schritt f1), insbesondere nach dem Schritt b), weiter folgender Schritt durchgeführt wird:

f2) Abwaschen des Waschlacks mittels einer Waschflüssigkeit, insbesondere einer Säure oder eine Lauge, wobei die zumindest eine auf dem Waschlack befindliche Metallschicht zusammen mit dem Waschlack im ersten Bereich weggewaschen wird und somit die zumindest eine Metallschicht in einem zweiten Bereich, in dem kein Waschlack aufgebracht ist, im Mehrschichtkörper verbleibt. Vorzugsweise sind die genannten Bereiche unterschiedlich zu den oben genannten ersten und zweiten Bereichen bezüglich der mechanischen Maske.

Weiter kann es vorgesehen sein, dass vor dem Schritt b) und/oder nach dem Schritt a) weiter folgender Schritt ausgeführt wird:

g1) Aufbringen zumindest eines Ätzresists auf die Front- und/oder Rückseite der Trägerschicht in einem ersten Bereich zur Strukturierung der zumindest einen Metallschicht, wobei der zumindest eine Ätzresist resistent gegenüber der Einwirkung eines Ätzmittels, insbesondere einer Säure oder einer Lauge ist. Anstelle eines Waschlacks wird somit ein Ätzresist verwendet.

Es kann auch möglich sein, dass nach dem Schritt g1), insbesondere nach dem Schritt b) weiter folgender Schritt ausgeführt wird:

g2) Entfernen der zumindest einen Metallschicht mittels eines Ätzmittels, insbesondere einer Säure oder einer Lauge, in einem zweiten Bereich, in dem der Ätzresist nicht aufgebracht ist, insbesondere wobei der Ätzresist im ersten Bereich im Mehrschichtkörper verbleibt. Da der Ätzresist üblicherweise im Schichtaufbau des Mehrschichtkörpers verbleibt, ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Ätzresist transparent und/oder farblos ausgestaltet ist, damit das optische Erscheinungsbild der zumindest einen Metallschicht nicht beeinträchtigt wird.

Insbesondere ist es möglich, dass die eutektische Legierung aus zumindest einer Legierung gebildet ist, ausgewählt aus: In66,3/Bi33,7 und/oder In51/Bi32,5/Sn16,5 und/oder In52/Sn48 und/oder Bi57/Sn42/Ag1 und/oder Bi67/In33. Die oben genannten Stoffzusammensetzungen sind dabei nur beispielhaft zu verstehen und es sind auch noch weitere Stoffzusammensetzungen möglich. Bei der Auswahl der eutektischen Legierung ist vorzugsweise darauf zu achten, dass der eutektische Punkt der eutektischen Legierung unterhalb der Verarbeitungstemperatur der Trägerschicht oder des Mehrschichtkörpers oder des Kunststoffformteils, insbesondere welche für die Verformung, bevorzugt plastische Verformung, der Trägerschicht oder des Mehrschichtkörpers oder des Kunststoffformteils nötig ist, liegt. In nachfolgender Tabelle 1 sind beispielhaft die Schmelztemperaturen des Eutektikums für verschiedene eutektische Legierungen angegeben. Die Erfindung ist dabei nicht auf die in der Tabelle 1 angegebenen eutektischen Legierungen begrenzt. Es können daher auch andere eutektische Legierungen verwendet werden. (Tabelle 1)

Bezeichnung	Zusammensetzung	Schmelztemperatur des Eutektikums in °C
Indium-Bismut-Eutektikum	In66,3/Bi33,7	72
Fieldsches Metall	In51/Bi32,5/Sn16,5	62
Indium-Zinn-Eutektikum	In52/Sn48	117
Bismut-Zinn-Eutektikum	Bi58/Sn42	138
Bismut-Zinn-Silber	Bi57/Sn42/Ag1	138
Bismut-Indium-Eutektikum	Bi67/In33	109

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die zumindest eine metallische Schicht bzw. die eutektische Legierung einen achromatischen optischen Effekt aufweist.
Es kann auch möglich sein, dass die zumindest eine metallische Schicht vollflächig oder zumindest bereichsweise auf der Frontseite und/oder Rückseite der Trägerschicht angeordnet ist. Insbesondere durch eine Kombination von ein oder mehreren vollflächigen Metallschichten mit ein oder mehreren bereichsweise aufgebrachten Metallschichten, kann beispielsweise ein Motiv, eine bildliche Darstellung, eine Figur, ein alphanumerisches Zeichen, oder ähnliches realisiert werden. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Metallschichten aus unterschiedlichen eutektischen Legierungen gebildet sind, sodass aufgrund der unterschiedlichen Farbgebung bzw. dem unterschiedlichen Kontrast ein Motiv ausgebildet wird. Es ist auch möglich, dass sich zwei oder mehrere Metallschichten zumindest bereichsweise überlappen.
Bevorzugt ist, dass das Aufbringen der zumindest einen Metallschicht im Schritt b) in einem Temperaturbereich erfolgt, in dem die eutektische Legierung im Eutektikum vorliegt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Aufbringen der zumindest einen Metallschicht im Schritt b) bei einer Temperatur im Bereich von 50°C bis 140°C, insbesondere von 80°C bis 120°C, erfolgt. Das Aufbringen der Metallschicht bzw. der eutektischen Legierung erfolgt vorzugsweise dadurch, dass ein Draht aus dem eutektischen Material in ein sogenanntes Schiffchen gefördert wird. Dieses Schiffchen hat dabei eine Temperatur, die weit oberhalb des eutektischen Punkts der eutektischen Legierung liegt. Dies führt zu einer direkten Verdampfung, zur sogenannten Flash-Verdampfung, des eutektischen Materials. Das Material liegt dann vorzugsweise im Eutektikum vor und wird auf die Trägerschicht bzw. den Mehrschichtkörper aufgedampft.
Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen der zumindest einen Metallschicht mit einem Auftragsgewicht im Bereich von 0,1 g/m² bis 2,5 g/m², bevorzugt im Bereich von 0,7 g/m² bis 1,0 g/m².
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die zumindest eine Metallschicht bei Raumtemperatur, insbesondere bei 20°C, einen E-Modul in einem Bereich von 0 GPa bis 65 GPa, bevorzugt von 0 GPa bis 30 GPa, aufweist. Es kann auch möglich sein, dass der E-Modul der zumindest einen Metallschicht bei Temperaturerhöhung abnimmt, insbesondere ab Erreichen einer Temperatur von 50°C, insbesondere 100°C, besonders bevorzugt 140°C, weniger als 10 GPa aufweist oder gegen 0 GPa geht. Dadurch, dass der E-Modul der Metallschicht bzw. der eutektischen Legierung temperaturabhängig ist und mit steigender Temperatur abnimmt, ist es möglich, dass der E-Modul der eutektischen Legierung sich dem E-Modul der Trägerschicht annähert oder den E-Modul der Trägerschicht sogar unterschreitet. Wenn dies der Fall ist, kann sich bei einer Verformung die Metallschicht im gleichen Maße wie die Trägerschicht verformen. Es kommt also nicht zu Scherspannungen zwischen Metallschicht und Trägerschicht aufgrund unterschiedlicher Stauchung bzw. Streckung der beiden Schichten. Daraus resultiert zugleich, dass die Metallschicht weniger anfällig oder gar nicht anfällig für Riss- oder Faltenbildungen ist. Somit wird gezielt die Generierung von Streuzentren und somit eine Eintrübung der Metallschicht, das Whitening, verhindert. Dies korreliert vorzugsweise auch zu den oben beschriebenen Versuchen bezüglich der Haze-Wert-Messungen.
Es ist bevorzugt auch möglich, dass der E-Modul der zumindest Metallschicht im Bereich der Verformungstemperatur der Trägerschicht weniger als 10 GPa, insbesondere 0 GPa, beträgt. Üblicherweise liegt die Verformungstemperatur im Bereich von 80°C bis 200°C, insbesondere von 100°C bis 180°C. Bei der Verwendung des Mehrschichtkörpers als eine IMD-Folie, ist die Verformungstemperatur üblicherweise die Temperatur, die beim Spritzgießen in der Kavität vorherrscht. Bevorzugt liegt die Verformungstemperatur auch über dem eutektischen Punkt der eutektischen Legierung, sodass bei der Verformung des Mehrschichtkörpers die zumindest eine Metallschicht aufschmilzt und sich die Gefügestrukturen der Metallschicht erneut im Zuge der Verformung ausrichten können und sich an die durch die Verformung hervorgerufenen geometrischen Änderungen anpassen. Dies verhindert effektiv die Bildung von Rissen und Falten, sodass nur wenige oder keine Streuzentren bei der Verformung des Mehrschichtkörpers in der Metallschicht entstehen.
Es ist auch möglich, dass die zumindest eine Metallschicht keine oder wenige Streuzentren in Form von Rissen und/oder Falten, insbesondere auf mikroskopischer und/oder makroskopischer Ebene, bevorzugt sowohl im Originalzustand als auch im Verformungszustand des Mehrschichtkörpers, aufweist. Wenige Streuzentren sorgen dafür, dass die zumindest eine Metallschicht einen hohen Glanzgrad aufweist. Anders gesagt bedeutet dies auch, dass die zumindest eine Metallschicht wenige bis keine Trübungen aufweist. Dies ist weiter oben auch durch den Haze-Wert bereits erläutert. In diesem Zusammenhang können bei herkömmlichen Metallschichten aus Aluminium gebildete Streuzentren (Falten) beispielsweise in einer Größe von ca. 5 µm bis 20 µm in der Breite und ca. 20 µm bis 200 µm in der Länge ausgeformt sein. Beides hängt insbesondere von der Richtung und der Größe der Kräfte ab, die beim Schrumpfungsprozess auf die Metallschicht wirkt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen, sein, dass zwischen der Trägerschicht und der zumindest einen Metallschicht eine Ablöseschicht angeordnet ist. Insbesondere bei der Verwendung des Mehrschichtkörpers als Transferfolie, vorzugsweise Kaltprägefolie, oder als IMD-Folie ist eine Ablöseschicht vorgesehen. Es kann auch vorgesehen sein, dass nach dem Schritt a) und vor dem Schritt b) weiter folgender Schritt ausgeführt wird:

c) Aufbringen einer Ablöseschicht auf die Frontseite- oder Rückseite der Trägerschicht, insbesondere sodass die Ablöseschicht zwischen der Trägerschicht und der zumindest einen Metallschicht angeordnet wird.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Ablöseschicht zumindest ein Material oder eine Kombination von Materialien umfasst, ausgewählt aus: Wachs, Carnaubawachs, Montansäureester, Polyethylenwachs, Polyamidwachs, PTFE Wachs, Silikon, Melaminformaldehydharz.
In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Ablöseschicht eine Schichtdicke kleiner als 1 µm, insbesondere kleiner als 0,5 µm, aufweist.
Bevorzugt handelt es sich bei der Ablöseschicht um eine polymere Ablöseschicht, die ein besseres und/oder anderes Ablöseverhalten als herkömmliche Trägerschichten bzw. Trägerfolien aufweist. Solche Ablöseschichten werden irreversibel mit der Trägerschicht verbunden und auf der Ablöseschicht eine Transferlage angeordnet. Die Transferlage kann dabei die zumindest eine Metallschicht und/oder zumindest eine Kleberschicht und/oder zumindest eine Lackschicht umfassen. Die Transferlage kann insbesondere mit einer polymeren Ablöseschicht leichter von der Trägerschicht abgelöst werden, sodass eine hochwertigere Dekoration eines Kunststoffformteils erzielt wird.
Insbesondere bei der Verwendung des Mehrschichtkörpers als IMD-Folie ist bevorzugt eine Ablöseschicht vorgesehen. Dabei wird der Mehrschichtkörper umfassend Trägerschicht, Ablöseschicht und Transferlage in eine Spritzgusshälfte einer Spritzgießmaschine eingelegt und anschließend mit einer Kunststoffmasse hinterspritzt. Die vorzugsweise außenliegende Kleberschicht des Mehrschichtkörpers, welche in Richtung der Kavität der Spritzgussmaschine ausgerichtet ist, wird durch die Wärme der Kunststoffmasse aktiviert und verbindet sich schließlich mit der Kunststoffmasse, sodass ein Kunststoffformteil mit einem Mehrschichtkörper bereitgestellt wird. Abschließend kann die Trägerschicht des Mehrschichtkörpers aufgrund der Ablöseschicht abgelöst werden, sodass lediglich die Transferlage auf dem Kunststoffformteil verbleibt.
Aber auch beim Insert-Molding kann für den Mehrschichtkörper eine Ablöseschicht vorgesehen sein. Hierzu wird eine Transferlage des Mehrschichtkörpers mittels Heißprägen, Kaltprägen oder Laminieren auf ein Sheet-Material appliziert. Die Trägerschicht wird aufgrund der Ablöseschicht nach dem Applizieren von der Transferlage abgelöst. Anschließend kann das Sheet-Material vorgeformt, insbesondere tiefgezogen und weiterhin hinterspritzt und optional überflutet werden. Es ist ebenfalls möglich, das Sheet-Material und die darauf befindlichen Schichten vor und/oder nach dem Hinterspritzen mittels UV-Strahlung zu härten.
Es ist bevorzugt auch vorgesehen, dass auf einer von der Trägerschicht abgewandten Seite der zumindest einen Metallschicht eine Kleberschicht aufgebracht ist. Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn als Kleberschicht ein Kleber verwendet wird, ausgewählt aus: einschichtiger Kleber, mehrschichtiger Kleber, Kleber auf wässriger Basis, Kleber auf lösemittelhaltiger Basis, strahlenhärtender Kleber, thermisch aktivierbarer Kleber oder aus Kombinationen daraus.
Es kann auch möglich sein, dass nach dem Schritt b) weiter folgender Schritt ausgeführt wird:

d) Aufbringen einer Kleberschicht, insbesondere mit einem thermisch aktivierbaren Kleber, auf die zumindest eine Metallschicht.

Es ist auch möglich, dass die Kleberschicht eine Schichtdicke im Bereich von 0,1 µm bis 25 µm, vorzugsweise von 1 µm bis 20 µm, aufweist.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Kleberschicht zumindest ein Bindemittel aufweist, ausgewählt aus: Polyacrylate, Polyurethane, Epoxide, Polyester, Polyvinylchloride, Kautschukpolymere, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Ethylen-Vinylacetate, Polyvinylacetate, Styrol-Blockcopolymere, Phenol-Formaldehydharz-Klebstoffe, Melamine, Alkene, Allylether, Vinylacetat, Alkylvinylether, konjugierte Diene, Styrol, Acrylate und/oder Kombinationen daraus.
Es ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass die Kleberschicht zumindest ein Lösungsmittel aufweist, ausgewählt aus: Wasser, aliphatische (Benzin-) Kohlenwasserstoffe, cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, Terpenkohlenwasserstoffe, aromatische (Benzol) Kohlenwasserstoffe, Chlorkohlenwasserstoffe, Ester, Ketone, Alkohole, Glykole, Glykolether, Glycoletheracetate und/oder Kombinationen daraus.
Es ist weiter auch möglich, dass der Kleber zumindest ein Zusatzstoff aufweist, ausgewählt aus: Härter, Vernetzer, Fotoinitiatoren, Füllstoffe, Stabilisatoren, Inhibitoren, Additive wie z.B. Verlaufsadditive, Entschäumer, Entlüfter, Dispergieradditive, Netzmittel, Gleitmittel, Mattierungsmittel, Rheologieadditive, Pigmente, Farbstoffe, Wachse und/oder Kombinationen daraus. Durch geeignete Wahl von Füllstoffen oder Wachsen kann beispielsweise die Klebrigkeit des Klebers bei Raumtemperatur reduziert werden.
Insbesondere weist ein thermisch aktivierbarer Kleber und/oder ein Kleber, der thermoplastische und/oder UV-basierende Rohstoffe aufweist, einen Festkörperanteil im Bereich von 10% bis 40%, bevorzugt von 15% bis 35%, auf. Dadurch kann der Auftrag an der Lackiermaschine in guter Qualität erfolgen. Es ist bevorzugt auch vorgesehen, dass der Kleber nach dem Trocknen, insbesondere bei Raumtemperatur, eine nicht klebrige Oberfläche aufweist.
Vorzugsweise weist der Mehrschichtkörper eine von der Trägerschicht ablösbare Transferlage auf, welche vorzugsweise aus der zumindest einen Metallschicht und optional zusätzlichen Lackschichten und/oder zumindest einer Kleberschicht gebildet ist. Insbesondere bei Verwendung einer Heißprägefolie ist die Kleberschicht im Schichtaufbau der Transferlage vorhanden.
Handelt es sich vorzugsweise um eine Kaltprägefolie, so wird eine Kleberschicht vor Applikation der Transferlage auf ein Zielsubstrat, beispielsweise ein Sheetmaterial oder Shrink-Sleeve-Träger, und/oder auf die Unterseite der Transferlage mittels Inkjet-Druck, Gießen, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder mittels Rakel aufgebracht. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Kleberschicht zumindest bereichsweise, gegebenenfalls vollflächig, aufgebracht wird. Unter Unterseite ist dabei diejenige Seite der Transferlage bzw. des Mehrschichtkörpers zu verstehen, welche in Richtung des Sheetmaterials zeigt, d.h. welche nach Applikation der Transferlage mit dem Sheetmaterial in Kontakt steht.
Beim Heißprägen wird hierbei vorzugsweise eine Kleberschicht der zumindest einen Transferlage durch den Wärmeeintrag eines Prägestempels aktiviert und durch die Formgebung des Prägestempels ein bestimmter Ausschnitt der zumindest einen ablösbaren Transferlage auf ein Zielsubstrat, beispielsweise ein Sheetmaterial, aufgebracht. Als Ausschnitt kann hierbei ein Teil der Transferlage oder aber auch die gesamte Oberfläche der Transferlage verstanden werden.
Beim Kaltprägen wird zunächst eine Kleberschicht zumindest bereichsweise auf die Oberfläche eines Zielsubstrats, beispielsweise Sheetmaterial oder Shrink-Sleeve-Träger, und/oder auf die freie Oberfläche der Transferlage des Mehrschichtkörpers, insbesondere mittels Inkjet-Druckverfahren, Offsetdruck, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck, aufgebracht. Anschließend wird die Transferfolie bzw. der Mehrschichtkörper gegen die Oberfläche des Zielsubstrats geführt, die Kleberschicht insbesondere mittels UV-Strahlung und/oder Elektronenstrahlung getrocknet und die Transferfolie vor oder nach der Bestrahlung wieder abgezogen, so dass ein durch die Formgebung der zumindest teilweise aufgebrachten Kleberschicht ein bestimmter Ausschnitt der Transferlage auf das Zielsubstrat aufgebracht wird. Die freie Oberfläche der Transferlage des Mehrschichtkörpers kann insbesondere durch eine Haftvermittlerschicht oder durch die zumindest eine Metallschicht gebildet sein, sodass die Kleberschicht auf die Haftvermittlerschicht oder die zumindest eine Metallschicht aufgebracht wird.
Beim oben beschriebenen Kaltprägen wird vorzugsweise ein Kaltkleber, insbesondere ein strahlenhärtender Kleber als Kleberschicht verwendet. Insbesondere kann in vorteilhafter Weise bei dem Mehrschichtkörper bzw. der Kaltprägefolie auf eine zusätzliche Haftvermittlerschicht verzichtet werden, wie dies bei herkömmlichen Kaltprägefolien der Fall ist. Dies ist von Vorteil, wenn die Kleberschicht nach dem Kaltprägen eine gute Haftung zu der zumindest einen Metallschicht bzw. der zumindest einen eutektischen Legierung herstellt.
In diesem Zusammenhang kann es zudem vorteilhaft sein, die Oberflächenspannung der Kleberschicht an die Oberflächenspannung der Metallschicht anzupassen und/oder auch ein unmittelbares Vorhärten mittels UV-Strahlung (Pinning) nach sehr kurzer Strecke nach dem Aufbringen der Kleberschicht durchzuführen, um einem Verlaufen und/oder einer unsauberen Übertragung der Transferlage auf das Substrat entgegenzuwirken.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Haftvermittlerschicht oder die zumindest eine Metallschicht eine Oberflächenspannung von 30 mN/m bis 55 mN/m, bevorzugt von 40 mN/m bis 45 mN/m aufweist. Solche Oberflächenspannungen erlauben es, dass die Kleber-Tropfen mit definierter Geometrie auf der Oberfläche haften können, ohne zu verlaufen. Die Bestimmung der Oberflächenspannung erfolgte mittels „Dynamic Contact Angle Meter and Tension-Meter DCAT 21“ der Firma DataPhysics.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass mittels Kaltprägen zunächst ein Zwischenprodukt bereitgestellt wird, welches anschließend zur Dekoration eines Kunststoffformteils, Formteils oder Substrats dient. Beispielsweise kann von einer Kaltprägefolie eine Transferlage auf einen Shrink-Sleeve-Träger übertragen werden. Vorzugsweise ist hierfür ein Kaltkleber auf den Shrink-Sleeve-Träger vollflächig oder partiell oder in Form eines Motivs aufgebracht.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Kaltkleber bzw. strahlenhärtender Kleber mittels einer Aushärtevorrichtung vorgehärtet wird (Pinning). Vorzugsweise umfasst die Aushärtevorrichtung ein oder mehrere UV-Bestrahlungseinheiten (UV = elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Spektralbereich), wobei die UV-Bestrahlungseinheit eine UV-Strahlung emittierende Lichtquelle umfasst, die Licht vorzugsweise im Wellenlängenbereich von 385 nm bis 405 nm emittiert. Durch das Vorhärten, dem sogenannten Pinning, wird beispielsweise sichergestellt, dass der Kaltkleber nach dem Aufbringen nicht verläuft und seine Formgebung beibehält.
Insbesondere ist vorgesehen, dass bei der UV-Vorhärtung, insbesondere Pinning, mit vergleichsweise geringer Leistung der UV-Bestrahlungseinheit gearbeitet wird, wobei beispielsweise die Leistungsaufnahme einer entsprechenden UV-LED zwischen 1 Watt und 5 Watt liegt.
Bevorzugt ist es möglich, dass nach dem Vorhärten des Kaltklebers die Kaltprägefolie mittels eines Stempels auf dem Shrink-Sleeve-Träger appliziert wird. Nachfolgend erfolgt bevorzugt ein weitgehend vollständiges Aushärten des Kaltklebers mittels der Aushärtevorrichtung. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die UV-Bestrahlungseinheit der Aushärtevorrichtung zum weitgehend vollständigen Aushärten mit vergleichsweise hoher Leistung der UV-Bestrahlungseinheit arbeitet, wobei beispielsweise die Leistungsaufnahme einer entsprechenden UV-LED zwischen 10 Watt bis 50 Watt liegt. Durch das weitgehend vollständige Aushärten des Kaltklebers wird die Haftung zwischen Kaltkleber und Transferlage erheblich erhöht, sodass die Transferlage ohne Zerstörung nicht mehr von dem Kaltkleber ablösbar ist.
Bevorzugt und vorteilhaft kann aber auch sein, dass erst ein Vorhärten bzw. Teilaushärten des Kaltklebers mittels der Aushärtevorrichtung erfolgt und das weitgehend vollständige Aushärten erst nach dem Shrink-Sleeving-Prozess oder dergleichen nachgezogen wird, wodurch dem Kaltkleber für diesen Shrink-Sleeving-Prozess noch eine gewisse Flexibilität gegeben wird. Durch die Flexibilität des Kaltklebers wird effektiv die Bildung von Streuzentren in Form von Rissen oder Falten innerhalb des Kaltklebers verhindert.
Abschließend wird bevorzugt die Trägerschicht der Kaltprägefolie von der Transferlage abgelöst, sodass ein Zwischenprodukt mit einem Shrink-Sleeve-Träger, einen Kaltkleber und einer Transferlage der Kaltprägefolie bzw. Mehrschichtkörper bereitgestellt wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Mehrschichtkörper einen Topcoat aufweist, insbesondere welcher zwischen der Ablöseschicht und der zumindest einen Metallschicht angeordnet ist. Insbesondere bei einem Mehrschichtkörper, der als Kaltprägefolie ausgestaltet ist, stellt der Topcoat eine Schutzschicht für die zumindest eine Metallschicht nach Applikation der Transferlage auf ein Zielsubstrat dar. Beispielsweise kann es sich bei dem Zielsubstrat um einen Shrink-Sleeve-Träger handeln. Nach dem die Transferlage auf den Shrink-Sleeve-Träger appliziert wurde, kann der Shrink-Sleeve-Träger samt Transferlage des Mehrschichtkörpers zur Dekoration eines Kunststoffformteils, Formteils oder Substrat auf ein Kunststoffformteil oder Formteil oder Substrat aufgebracht werden. Das Aufbringen erfolgt dabei vorzugsweise mittels Schrumpfung bzw. „Shrinken“ unter Wärmeeinwirkung, insbesondere unter Verwendung einer Wärmebeaufschlagungsvorrichtung.
Der Topcoat weist bevorzugt eine Schichtdicke im Bereich von 0,1 µm bis 60 µm, vorzugsweise von 0,5 µm bis 40 µm, bevorzugt von 1,0 µm bis 30 µm, auf.
Bevorzugt ist der Topcoat transparent ausgebildet und/oder weist eine Transmission, insbesondere im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm, von mindestens 25 %, bevorzugt von mindestens 35 %, weiter bevorzugt von mindestens 85 %, auf.
Ferner ist es möglich, dass der Topcoat eingefärbt ist, insbesondere dass der Topcoat mittels Farbstoffen und/oder Farbpigmenten eingefärbt ist, und/oder dass der Pigmentierungsgrad des Topcoats weniger als 15 %, bevorzugt weniger als 10 %, weiter bevorzugt weniger als 5 %, beträgt. Hiermit kann das Erscheinungsbild der zumindest einen Metallschicht gezielt verändert werden. Beispielsweise sind durch Kombination der zumindest einen Metallschicht und dem Topcoat metallisch wirkende Farbeindrücke möglich. Auch ist es möglich, dass der Topcoat farblos ist und/oder dass der Pigmentierungsgrad des Topcoats 0 % beträgt. So ist es möglich, dass der Topcoat eine, insbesondere unpigmentierte, Klarlackschicht ist und/oder ausbildet.
Vorzugsweise ist der Topcoat schrumpfbar, insbesondere wobei eine Flächenänderung des Topcoats hervorgerufen durch Schrumpfen von mindestens 50 %, bevorzugt von mindestens 150 %, insbesondere bevorzugt von mindestens 200 % erreicht wird.
Hierdurch wird ein umformfähiger Topcoat ermöglicht. Durch ein derartiges Schrumpfungsverhalten des Topcoats eignet sich die den Topcoat aufweisende Kaltprägefolie besonders gut zur Applikation auf Shrink-Sleeve-Trägern, welche nach der Applikation der Transferlage des Mehrschichtkörpers, insbesondere der Kaltprägefolie, auf ein Kunststoffformteil, Formteil oder Substrat geshrinkt bzw. geschrumpft werden.
Durch die Schrumpfungseigenschaften des Topcoats wird insbesondere sichergestellt, dass es zu keiner Bildung von Rissen und/oder Falten beim Schrumpfen der Transferlage des Mehrschichtkörpers, insbesondere der Kaltprägefolie, kommt. Somit wird effektiv die Bildung von störenden Streuzentren, welche einfallendes Licht brechen, vermieden.
Vorteilhafterweise ist der Topcoat aus langkettigen Polymeren ausgebildet. Die Polymere können vernetzt ausgebildet sein. Die Vernetzung und/oder Aushärtung basiert bevorzugt auf einer Beaufschlagung mit thermischer Energie und/oder UV-Strahlung.
Der Topcoat ist bevorzugt aus Polymeren ausgebildet, einzeln oder in Kombination ausgewählt aus: Polymethylacrylate, Polymethylmethacrylate, Polyvinylidenflourid, Copolymere aus Polymethylacrylaten und Polyvinylidenfluorid, Copolymere aus Polymethylmethacrylat und Polyvinylidenflourid.
Bei Polyvinylidenfluorid (PVDF) handelt es sich insbesondere um einen Fluorkunststoff, bevorzugt hergestellt aus Fluorwasserstoff und Methylchloroform, wobei Polyvinylidenfluorid besonders gute thermische und mechanische Festigkeit bei gleichzeitig hoher Elastizität aufweist. Vorteilhafterweise ist Polyvinylidenfluorid außerdem chemisch inert und wirkt dampf- und feuchtigkeitsabwesend und weist daher eine besonders hohe chemische Beständigkeit auf.
Des Weiteren kann der Topcoat aus wässrigen Polymer-Dispersionen, vorzugsweise aus wässrigen Polyurethan-Dispersionen ausgebildet sein, basierend auf Komponenten einzeln oder in Kombination oder als Hybrid-Dispersionen ausgewählt aus: Polyether, Polyester, Polycarbonat, natürliche Rizinusöl-Polyole, natürliche Leinöl-Polyole, Acrylat-Dispersionen, Styrol/Acrylat-Dispersionen, Vinylacetat-Dispersionen.
Des Weiteren kann der Topcoat aus Polymeren ausgebildet sein, einzeln oder in Kombination ausgewählt aus: Polyol, Polyurethan (PU), Copolymere aus Polyurethan (PU) und Polyol, Copolymere aus Polyurethan (PU) und Polyacrylat. Bevorzugt sind die Polyurethane (PU) über einen Cobinder, beispielsweise über Polyole und/oder über Melaminharze, oder mit einem Isocyanat-Binder zu einem Topcoat formuliert.
Der Topcoat und/oder einzelne Komponenten des Topcoat können sowohl thermisch getrocknet und/oder mittels chemischer Vernetzung, insbesondere mittels Polyisocyanat-Vernetzung und/oder mittels Aziridin-Vernetzung und/oder mittels Carbodiimid-Vernetzung und/oder durch UV-Härtung bzw. UV-Vernetzung aushärtbar sein.
Insbesondere fungiert der Topcoat als Schutzlackschicht, da durch die verwendeten Materialien ein besonders beständiger Topcoat formuliert wird.
Insbesondere ist der Topcoat besonders beständig gegenüber chemischen und/oder mechanischen Belastungen. Mit anderen Worten zeigt der Topcoat auch nach einer längeren Exposition von chemischen und/oder mechanischen Belastungen nur minimale optische und/oder haptische Veränderungen, wie beispielsweise Glanz, Farbe, Struktur, und/oder ein Ablösen des Topcoats von der Transferlage, etc.
Bevorzugt ist es möglich, dass nach dem Schritt c) und vor dem Schritt b) weiter folgender Schritt ausgeführt wird:

h) Aufbringen eines Topcoats auf die Frontseite oder Rückseite der Trägerschicht, insbesondere sodass der Topcoat zwischen der Ablöseschicht und der zumindest einen Metallschicht angeordnet wird.

Ferner ist es möglich, dass im Schritt h) der Topcoat mit einem Auftragsgewicht im Bereich von 0,5 g/m² bis 5 g/m², insbesondere von 1 g/m² bis 3 g/m², aufgebracht wird.
Es ist bevorzugt möglich, dass der E-Modul des Topcoats kleiner ist als der E-Modul des Zielsubstrats, beispielsweise Shrink-Sleeve-Träger, oder im Wesentlichen im Bereich des E-Moduls des Zielsubstrats, insbesondere des Shrink-Sleeve-Trägers, liegt. Wenn dies der Fall ist, kann sich bei einer Verformung der Topcoat im gleichen Maße wie das Zielsubstrat und/oder die zumindest eine Metallschicht verformen. Dadurch werden effektiv durch die Umformung bzw. dem Schrumpfen Scherspannungen, welche normalerweise Risse und/oder Falten hervorrufen, zwischen den einzelnen Schichten vermieden.
X-Lack
Vorteilhafterweise ist es vorgesehen, dass der Mehrschichtkörper einen X-Lack aufweist, insbesondere welcher zwischen der Trägerschicht und der zumindest einen Metallschicht angeordnet ist. Bevorzugt ist es möglich, dass die Trägerschicht bei Herstellung bereits mit einem X-Lack beschichtet wird. Unter X-Lack ist eine Lackschicht oder ein Lackschichtsystem aus mehreren Lackschichten zu verstehen, welches ein besonders gutes Ablöseverhalten gegenüber der zumindest einen Metallschicht bzw. der eutektischen Legierung aufweist, und nach der Applikation auf der Trägerschicht verbleibt und damit nicht mit transferiert wird Dieser X-Lack kann beispielsweise eine mit Melaminen vernetztes Polyol oder eine vernetzte Silan-Schicht umfassen.
Alternativ kann an Stelle eines X-Lacks auch ein spezielles Wachs verwendet werden, vorzugsweise einzeln oder in Kombination ausgewählt aus den folgenden Materialien oder Klassen: natürliche Wachse, tierische Wachse, pflanzliche Wachse, mineralische, fossile Wachse, teil-synthetische Wachse, synthetische Wache, Microwachse, Carnaubawachs, Montansäureester, Polyethylenwachs, Polyamidwachs.
Es ist bevorzugt auch möglich, dass nach dem Schritt a) und/oder vor dem Schritt b) weiter folgender Schritt ausgeführt wird:

i) Aufbringen eines X-Lacks auf die Frontseite oder Rückseite der Trägerschicht, insbesondere sodass der X-Lack Trägerschicht und der zumindest einen Metallschicht angeordnet wird.

Es ist bevorzugt vorgesehen, dass vor und/oder nach dem Schritt b) weiter folgender Schritt ausgeführt wird:

e) Aufbringen zumindest einer Lackschicht auf die Frontseite und/oder Rückseite der Trägerschicht und/oder auf die zumindest eine Metallschicht mittels Inkjet-Druck, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder Digitaldruck.

Vorzugsweise ist es möglich, dass im Schritt e) die zumindest eine Lackschicht zumindest bereichsweise oder vollflächig oder im Register zu der zumindest einen Metallschicht aufgebracht wird. Es ist bevorzugt auch vorgesehen, dass sich dabei die zumindest eine Metallschicht mit der zumindest einen Lackschicht zumindest bereichsweise überlappt. Dadurch lassen sich vielfältige Gestaltungen des Mehrschichtkörpers ermöglichen. Weiter ist es möglich, dass im Schritt e) das Aufbringen der zumindest einen Lackschicht mit einem Auftragsgewicht von 0,1 g/m² bis 2 g/m², bevorzugt von 0,5 g/m² bis 1,5 g/m², erfolgt und/oder dass die zumindest eine Lackschicht mit einer Schichtdicke im Bereich von 0,1 µm bis 2 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 1,5 µm, aufgebracht wird.
Unter registergenau oder „im Register“ ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehrerer Lagen, Elementen, Bereiche und/oder Schichten relativ zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst gering sein. Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Lagen, Elementen, Bereichen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Prozesssicherheit und/oder die Produktqualität, aber auch die Fälschungssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorisch, vorzugsweise optisch detektierbarer Registermarken erfolgen. Diese Registermarken können dabei entweder spezielle separate Lagen, Elementen, Bereichen und/oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Lagen, Elemente, Bereiche und/oder Schichten sein.
Insbesondere ist es möglich, dass der Mehrschichtkörper zumindest eine Lackschicht mit einer Schichtdicke im Bereich von 0,1 µm bis 2 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 1,5 µm, aufweist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die zumindest eine Lackschicht für Schrumpfungen und Streckungen vorgesehen ist bzw. shrinkbar ist. Dies bedeutet, dass sich bis zu einem bestimmten Streckungsgrad und/oder Schrumpfungsgrad die Lackschichten keine oder nur wenige Risse und/oder Falten bilden. Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass die zumindest eine Lackschicht nach der Schrumpfung und/oder der Streckung wenige Streuzentren aufweist, sodass unerwünschte Lichtstreuungen vermieden werden.
Es ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass die zumindest eine Lackschicht zumindest einen Farbstoff umfasst, wobei der zumindest eine Farbstoff in der zumindest einen Lackschicht einen Massenanteil im Bereich von 0,1 % bis 60 %, insbesondere von 2 % bis 40 %, aufweist. Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Farbstoffe in „verdünnter“ Form in der Polymermatrix als Lackschicht vorliegen, damit diese nach dem Schrumpfen des Mehrschichtkörpers die zur gewünschten Farbgebung passende Konzentration aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um eine transparente Farbgebung.
Ferner ist es möglich, dass die zumindest eine Lackschicht aus einem Thermoplast gebildet ist oder ein Material und/oder Kombinationen von Materialien aufweist, ausgewählt aus: Polyacrylate, Polyurethane, Kohlenwasserstoff-Harze.
Es ist bevorzugt möglich, dass der E-Modul der zumindest einen Lackschicht kleiner ist als der E-Modul der Trägerschicht, insbesondere des Shrink-Sleeve-Trägers, oder im Wesentlichen im Bereich des E-Moduls der Trägerschicht, insbesondere des Shrink-Sleeve-Trägers, liegt. Wenn dies der Fall ist, kann sich bei einer Verformung die zumindest eine Lackschicht im gleichen Maße wie die Trägerschicht und/oder die zumindest eine Metallschicht verformen. Es kommt also nicht zu Scherspannungen zwischen der zumindest einen Lackschicht sowie der Metallschicht und/oder Trägerschicht aufgrund unterschiedlicher Stauchung bzw. Streckung dieser Schichten. Daraus resultiert zugleich, dass die zumindest eine Lackschicht weniger anfällig oder gar nicht anfällig für Riss- oder Faltenbildungen ist. Somit wird gezielt die Generierung von Streuzentren in der zumindest einen Lackschicht verhindert.
Ferner kann auch möglich sein, dass die zumindest eine Lackschicht zumindest bereichsweise oder vollflächig oder im Register zu der zumindest einen Metallschicht auf der Frontseite und/oder Rückseite der Trägerschicht bzw. des Mehrschichtkörpers angeordnet ist. Hierdurch lassen sich in Kombination mit der zumindest einen Metallschicht vielfältige Effekte erzielen. Beispielweise kann die zumindest eine Metallschicht mit einer überlagernden transparenten, eingefärbten Farbschicht einen farbig metallischen Farbeffekt erzeugen. Es ist jedoch auch möglich, dass die zumindest eine Metallschicht und die zumindest eine Lackschicht in Zusammenwirkung ein Motiv oder Muster ausbilden.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass bei der Verwendung des Mehrschichtkörpers zur Dekoration eines Kunststoffformteils, die plastische Verformung zumindest eine Schrumpfung oder zumindest eine andere flächenreduzierende Verformung umfasst, wobei der Mehrschichtkörper nach einer Schrumpfung von bis zu 40% bzw. einer Flächenreduzierung von 40% einen Haze-Wert von weniger als 80%, insbesondere von weniger als 50%, aufweist. Bei dem Kunststoffformteil kann es sich beispielsweise um ein Bauteil, bevorzugt für ein Fahrzeug, oder Verpackungen aller Art handeln.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Wärmebeaufschlagungsvorrichtung weiter zur Veränderung des optischen Erscheinungsbilds des Mehrschichtkörpers verwendet wird, in dem mittels Wärmeeinwirkung die Gefügestruktur und/oder die Streuzentren in der zumindest einen Metallschicht geglättet werden, sodass der Mehrschichtkörper einen Haze-Wert von weniger als 80%, insbesondere von weniger als 50%, aufweist. Insbesondere ist vorgesehen, dass mittels der Wärmebeaufschlagungsvorrichtung auch nach der Dekoration des Mehrschichtkörper auf ein Kunststoffformteil das dekorierte Kunststoffformteil einmal oder mehrmals mit Wärme beaufschlagt wird. Durch die weitere Wärmeeinwirkung können Fehlstellen in der zumindest einen Metallschicht korrigiert bzw. ausgeglichen werden, sodass ein Whitening verhindert bzw. reduziert wird.
Der Mehrschichtkörper findet beispielsweise Anwendung in der Verpackungsindustrie zum Dekorieren von Kunststoffverpackungen. Zudem kann der Mehrschichtkörper auch bei der Herstellung unterschiedlichster Kunststoffformteile zur Dekoration eben dieser zum Einsatzkommen. Beispielsweise handelt es sich dabei um Verkleidungen und/oder Cockpitelemente im Automobilbereich.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind daher nicht einschränkend zu verstehen.

1a, b zeigen schematisch die Verfahrensschritte zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers
1c zeigt den nach den in 1a- 1c gezeigten Verfahrensschritten hergestellten Mehrschichtkörper in der Draufsicht
2a - 2c zeigen schematisch die Verfahrensschritte zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers
2d zeigt den nach den in 2a - 2c gezeigten Verfahrensschritten hergestellten Mehrschichtkörper in der Draufsicht
3a - 3f zeigen schematisch die Verfahrensschritte zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers
3g zeigt den nach den in 3a - 3f gezeigten Verfahrensschritten hergestellten Mehrschichtkörper in der Draufsicht
4a - 4g zeigen schematisch die Verfahrensschritte zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers
4h zeigt den nach den in 4a - 4g gezeigten Verfahrensschritten hergestellten Mehrschichtkörper in der Draufsicht
5a - 5d zeigen schematisch die Verfahrensschritte zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers
5e zeigt den nach den in 5a - 5d gezeigten Verfahrensschritten hergestellten Mehrschichtkörper in der Draufsicht
6a, b zeigen einen Mehrschichtkörper in der Seitenansicht und Draufsicht
7a, b zeigen einen Mehrschichtkörper in der Seitenansicht und Draufsicht
8a, b zeigen einen Mehrschichtkörper in der Seitenansicht und Draufsicht
9a, b zeigen einen Mehrschichtkörper in der Seitenansicht und Draufsicht
10a, b zeigen einen Mehrschichtkörper in der Seitenansicht und Draufsicht
11a, b zeigen einen Mehrschichtkörper in der Seitenansicht und Draufsicht
12a, b zeigen einen Mehrschichtkörper in der Seitenansicht und Draufsicht
13a, b zeigen einen Mehrschichtkörper in der Seitenansicht und Draufsicht
14 zeigt eine schematische Darstellung eines Mehrschichtkörpers als Transferfolie, insbesondere Kaltprägefolie
15a - 15e zeigen ein schematisches Verfahren zur Applikation einer Transferlage eines Mehrschichtkörpers als Kaltprägefolie auf einen Shrink-Sleeve-Träger zur Bereitstellung eines Zwischenprodukts
16a - 16c zeigen ein Verfahren zur Applikation eines Zwischenprodukts auf ein Kunststoffformteil, Formteil oder Substrat
17a - 17c zeigen ein weiteres Verfahren zur Applikation eines Zwischenprodukts auf ein Kunststoffformteil, Formteil oder Substrat
18 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Mehrschichtkörpers als Transferfolie, insbesondere Kaltprägefolie
19a - 19e zeigen ein schematisches Verfahren zur Applikation einer Transferlage eines Mehrschichtkörpers als Kaltprägefolie auf einen Shrink-Sleeve-Träger zur Bereitstellung eines Zwischenprodukts
20a - 20c zeigen ein Verfahren zur Applikation eines Zwischenprodukts auf ein Kunststoffformteil, Formteil oder Substrat
21a - 21c zeigen ein weiteres Verfahren zur Applikation eines Zwischenprodukts auf ein Kunststoffformteil, Formteil oder Substrat

Die 1a und 1b zeigen die Verfahrensschritte zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers 1. Bei dem Verfahren wird zunächst der Schritt
a) Bereitstellen einer Trägerschicht 11 mit einer Frontseite 31 und einer Rückseite 32;
wie in 1a gezeigt, durchgeführt. Bei der Trägerschicht 11 handelt es sich beispielsweise um einen Shrink-Sleeve-Träger oder ein Sheetmaterial oder einen Folienträger. Handelt es sich hierbei vorzugsweise um einen Shrink-Sleeve-Träger, so wird dieser im bereits gestressten, nicht relaxierten bzw. gedehnten Zustand bereitgestellt. Dieser Zustand kann nach einer Relaxation beispielsweise durch Wärmeeinwirkung rückgängig gemacht werden, sodass der Shrink-Sleeve-Träger schrumpft.
Anschließend wird, wie in 1b gezeigt, der Schritt
b) Aufbringen zumindest einer Metallschicht 12 mittels Direktbedampfung, durchgeführt. Die Metallschicht 12 umfasst dabei zumindest eine eutektische Legierung. Die Direktbedampfung wird dabei als Flash-Bedampfung ausgeführt. Dabei wird vorzugsweise ein Draht aus einem eutektischen Material bzw. einer eutektischen Legierung in ein sogenanntes Schiffchen gefahren, dessen Temperatur weit über dem Schmelzpunkt des Eutektikums liegt. Somit kommt es zu einer spontanen Verdampfung des gesamten eutektischen Materials bzw. des Eutektikums und kann direkt auf die Trägerschicht 11 aufgedampft werden. Vorzugsweise werden dabei Auftragsgewichte im Bereich 0,1 m² bis 2,5 g/m² realisiert.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die eutektische Legierung aus zumindest einer Legierung gebildet ist, ausgewählt aus: In66,3/Bi33,7 und/oder In51/Bi32,5/Sn16,5 und/oder In52/Sn48 und/oder Bi57/Sn42/Ag1 und/oder Bi67/In33. Es sind jedoch auch beliebige andere Stoffzusammensetzungen möglich. Wichtig dabei ist nur, dass der Schmelzpunkt der eutektischen Legierung in dem Temperaturbereich liegt, in dem auch der Verformungsprozess, insbesondere Shrink-Sleeving-Prozess stattfindet. Vorzugsweise liegt der Schmelzpunkt der eutektischen Legierung unterhalb des Temperaturbereichs des Verformungsprozesses, insbesondere des Shrink-Sleeving-Prozess. Mit anderen Worten bedeutet dies vorzugsweise, dass der eutektische Punkt der eutektischen Legierung unterhalb der Verarbeitungstemperatur der Trägerschicht 11, insbesondere welche für die Verformung, bevorzugt plastische Verformung, der Trägerschicht 11 nötig ist, liegt.
1b zeigt zudem eine erste mögliche Ausführung eines Mehrschichtkörpers 1 in der Seitenansicht, umfassend eine Trägerschicht 11 und eine Metallschicht 12, wobei die Metallschicht 12 auf der Frontseite 31 der Trägerschicht 11 aufgebracht ist.
In 1c ist der aus der 1b bekannte Mehrschichtkörper 1 in der Draufsicht in einer Teilschnittdarstellung gezeigt. Dabei betrachtet man den Mehrschichtkörper 1 von seiner Frontseite 31. Die Metallschicht 12 ist vollflächig auf der Frontseite 31 der Trägerschicht 11 aufgebracht. Bei Blick auf die Frontseite 31 des Mehrschichtkörpers 1 ist demnach für einen Betrachter nur die Metallschicht 12 optisch wahrnehmbar. Die dahinterliegende Trägerschicht 11 ist für den Betrachter nicht sichtbar, wie dies in der Teilschnittdarstellung angedeutet ist.
In den 2a bis 2c ist eine weitere Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers 1 gezeigt. So wird, wie in 1a gezeigt, in 2a eine Trägerschicht 11 bereitgestellt. Anschließend wird, wie in 2b dargestellt, eine erste Metallschicht 21, umfassend eine erste eutektische Legierung auf die Trägerschicht 11 aufgedampft. Im Unterschied zu dem in 1a bis 1b beschriebenen Verfahren, wird bei der Ausführung gemäß den 2a bis 2c, in 2c zudem noch eine zweite Metallschicht 22, umfassend eine zweite eutektische Legierung, auf die erste Metallschicht aufgedampft. Bevorzugt weisen die beiden Metallschichten 21, 22 dabei unterschiedliche eutektische Legierungen auf. Durch das Aufbringen einer weiteren Metallschicht 22 kann beispielsweise der generierte metallische optische Effekt verstärkt werden.
In 2d ist der Mehrschichtkörper 1 aus 2c in Draufsicht in einer Teilschnittdarstellung gezeigt. Sowohl die erste als auch die zweite Metallschicht 21, 22 sind vollflächig auf der Frontseite 31 der Trägerschicht 11 angeordnet. Zur besseren Anschaulichkeit wurde hierfür jedoch eine Teilschnittdarstellung gewählt. Die zweite Metallschicht 22 ist dabei auf der ersten Metallschicht 21 angeordnet. Vorzugsweise können die Metallschichten 21, 22 transparent oder semitransparent sein. Die Transparenz der zumindest einen Metallschicht 12 wird vorzugsweise über die Schichtdicke der zumindest einen Metallschicht 12 gesteuert.
In den 3a bis 3f ist eine weitere Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers 1 dargestellt. Auch hier wird zunächst, wie in 3a gezeigt, eine Trägerschicht 11 mit einer Frontseite 31 und einer Rückseite 32 bereitgestellt.
In 3b wird eine mechanische Maske 40 auf die Rückseite 32 der Trägerschicht 11 aufgelegt. Bei der mechanischen Maske 40 kann es sich beispielsweise um eine Blechmaske handeln. Vorzugsweise weist die Maske 40 in einem ersten Bereich eine Öffnung auf, durch die ein Aufdampfen der Metallschicht 12 auf die Trägerschicht 11 bzw. den Mehrschichtkörper 1 erfolgt. Dieser Schritt ist in 3c schematisch dargestellt. Dabei wird das eutektische Material vollflächig über die Trägerschicht 11 und die mechanische Maske 40 aufgedampft. Somit wird gemäß 3c im ersten Bereich die Metallschicht 12 auf die Trägerschicht 11 aufgedampft und in den zweiten Bereichen, die von der Maske 40 belegt sind, nicht aufgedampft. Durch eine derartige Maske 40 kann die Metallschicht 12 jedoch auch als ein oder mehrere Motive ausgebildet werden. Ein Motiv kann beispielsweise ein graphisch dargestellter Umriss, eine figürliche Darstellung, ein Bild, ein visuell erkennbares Designelement, ein Symbol, ein Logo, ein Portrait, ein Muster, ein Endlosmuster, ein alphanumerisches Zeichen, eine Codierung, ein Code-Muster, ein kryptographisches Muster, ein Text, eine farbliche Ausgestaltung und dergleichen sein. Das Motiv kann dabei auch individualisiert ausgebildet sein.
Anschließend wird, wie in 3d gezeigt, die Maske 40 wieder entfernt. Die Metallschicht 12 ist nun nur im ersten Bereich auf der Trägerschicht 11 angeordnet. Um besonders vielfältige Designs zu realisieren, werden nachfolgend noch je eine Lackschicht 13 auf die Frontseite 31 und die Rückseite 32 der Trägerschicht 11 aufgebracht. Dies ist in den 3e und 3f gezeigt. Bevorzugt erfolgt das Aufbringen der Lackschichten 13 mittels Inkjet-Druck, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder Digitaldruck. Wie in 3f zu sehen sind die beiden Lackschichten 13 nur bereichsweise aufgebracht. Es ist jedoch auch möglich, dass die Lackschichten 13 vollflächig oder im Register zu einer anderen Schicht, beispielsweise der Metallschicht 12, aufgebracht werden.
Die Lackschicht 13 auf der Rückseite 32 der Trägerschicht 11 ist dabei beabstandet zu der Metallschicht 12 angeordnet. Wohingegen sich die Lackschicht 13 auf der Frontseite 31 mit der Metallschicht 12 auf der Rückseite 32 überlappt. Zur Veranschaulichung ist der Mehrschichtkörper 1 aus 3f in 3g in der Draufsicht in einer Teilschnittdarstellung gezeigt. Die Draufsicht zeigt dabei den Blick auf die Rückseite 32 der Trägerschicht 11. Die Lackschicht 13 auf der Rückseite 32, ist dabei rechteckförmig ausgestaltet und rechts von der Metallschicht 12 angeordnet. Die Metallschicht 12 ist elliptisch ausgestaltet. Die Lackschicht 13 auf der Frontseite 31 der Trägerschicht 11 ist als Schnitt dargestellt und erstreckt sich über die gesamte Breite der Trägerschicht 11, wie dies durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Dabei überlappt sich die Lackschicht 13 auf der Frontseite 31 zumindest bereichsweise mit der Metallschicht 12 auf der Rückseite 32 der Trägerschicht 11.
Vorzugsweise weist die Lackschicht 13 eine Schichtdicke im Bereich von 0,1 µm bis 2 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 1,5 µm, auf.
In den 4a bis 4g ist eine weitere Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers 1 dargestellt. Dabei wird, wie auch in den vorher gezeigten Ausführungen, zunächst eine Trägerschicht 11 mit einer Frontseite 31 und einer Rückseite 32 bereitgestellt. Wie in 4b gezeigt, wird anschließend eine mechanische Maske 40 auf die Rückseite 32 der Trägerschicht 11 aufgelegt und nachfolgend die Rückseite 32 der Trägerschicht 11 mit einer ersten Metallschicht 21 bedampft. In 4d ist zu sehen, dass die Trägerschicht 11 nur in einem ersten Bereich mit der ersten Metallschicht 21 bedampft ist bzw. wird. Der erste Bereich entspricht dabei der von den Öffnungen der mechanischen Maske 40 definierten Bereich. Gemäß 4e wird daraufhin eine weitere mechanische Maske 40 auf die Frontseite 31 der Trägerschicht 11 aufgelegt. Bevorzugt ist hier vorgesehen, dass diese mechanische Maske 40 einen anderen Öffnungsbereich definiert, als die zur Strukturierung der ersten Metallschicht 21 verwendeten Maske 40. Hierdurch lassen sich vielfältige optische Effekte und Muster realisieren. In 4f ist gezeigt, wie eine zweite Metallschicht 22 auf die Frontseite 31 der Trägerschicht 11 aufgedampft wird. Die zweite Metallschicht 22 wird dabei vollflächig über die Trägerschicht 11 und die Maske 40 aufgedampft.
Abschließend wird die weitere Maske 40 entfernt und ein Mehrschichtkörper 1, wie in 4g gezeigt, wird erhalten. Der Mehrschichtkörper 1 weist nun sowohl auf der Frontseite 31 als auch auf der Rückseite 32 je eine bereichsweise angeordnete Metallschicht 12 auf, wobei die erste und die zweite Metallschicht 21, 22 jeweils aus einer eutektischen Legierung bzw. einem eutektischen Material gebildet sind. Bei der in 4g gezeigten Ausgestaltung überlappen sich die erste Metallschicht 21 und die zweite Metallschicht 22 zumindest bereichsweise. In vorteilhaften Ausgestaltungen kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die erste und die zweite Metallschicht 21, 22 nebeneinander oder beabstandet angeordnet sind oder sich sogar vollflächig überlappen.
In 4h ist der in 4g gezeigte Mehrschichtkörper 1 in Draufsicht in einer Teilschnittansicht dargestellt. Dort ist die bereichsweise Überlappung der ersten und zweiten Metallschicht 22 nochmals besser ersichtlich. Die erste Metallschicht 21 ist dabei elliptisch und die zweite Metallschicht 22 rechteckig über die gesamte Breite der Trägerschicht 11 ausgestaltet.
In den 5a bis 5d ist eine weitere Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers 1 schematisch dargestellt. Auch hier wird zunächst, wie in 5a gezeigt, eine Trägerschicht 11 mit einer Front- und einer Rückseite 32 bereitgestellt. Anders als wie in den zuvor genannten Ausführungen, wird hier zur Strukturierung der Metallschicht 12 ein Waschlack 41 verwendet. Dieser wird, wie in 5b gezeigt, auf die Rückseite 32 der Trägerschicht 11 aufgebracht. In alternativen Ausgestaltungen ist es jedoch möglich, dass der Waschlack 41 auch auf die Frontseite 31 oder auf beide Seiten der Trägerschicht 11 aufgebracht wird. Vorzugsweise wird der Waschlack 41 mittels Inkjet-Druck oder Tiefdruck oder Flexodruck oder Siebdruck oder Digitaldruck oder Rakel aufgebracht.
Der Waschlack 41 aus 5b ist dabei nur in einem ersten Bereich auf der Rückseite 32 der Trägerschicht 11 aufgebracht. Vorzugsweise ist der Waschlack 41 löslich in einer Waschflüssigkeit, insbesondere einer Säure oder einer Lauge.
Nachfolgend wird, wie in 5c gezeigt, vollflächig eine Metallschicht 12 auf den Waschlack 41 und die Trägerschicht 11 mittels Direktbedampfung aufgebracht. Die Metallschicht 12 überdeckt somit vollflächig in den ersten Bereichen den Waschlack 41. Im zweiten Bereich, in dem der Waschlack 41 nicht aufgetragen ist, bedeckt die Metallschicht 12 vollflächig die Trägerschicht 11.
Abschließend wird der Waschlack 41 mittels einer Waschflüssigkeit, insbesondere einer Säure oder Lauge, abgewaschen, sodass ein Mehrschichtkörper 1 mit einer Trägerschicht 11 und einer darauf angeordneten strukturierten Metallschicht 12 bereitgestellt wird, wie dies in 5d zu sehen ist. Die Metallschicht 12 in den ersten Bereichen wird durch das Abwaschen zusammen mit dem Waschlack 41 aus dem Schichtaufbau entfernt. Lediglich im zweiten Bereich verbleibt die Metallschicht 12 im Schichtaufbau.
Der mittels des in den 5a bis 5d gezeigten Verfahrens erhaltene Mehrschichtkörper 1 ist in 5e in Draufsicht dargestellt. Dort ist die Anordnung der Metallschicht 12 auf der Trägerschicht 11 nur in dem zweiten Bereich besser dargestellt. Die Metallschicht 12 erstreckt sich dabei über die gesamte Breite der Trägerschicht 11.
In den 6a und 6b ist eine mögliche Ausgestaltung eines Mehrschichtkörpers 1 in Seitenansicht und in Draufsicht gezeigt. In 6a ist dabei der Querschnitt des Mehrschichtkörpers 1 in der Seitenansicht dargestellt. Der Mehrschichtkörper 1 umfasst eine Trägerschicht 11 mit einer Frontseite 31 und einer Rückseite 32, auf dessen Frontseite 31 vollflächig eine Metallschicht 12 aus einer eutektischen Legierung aufgedampft ist. Oberhalb der Metallschicht 12 ist zudem eine Lackschicht 13 bzw. ein Lackschichtsystem vollflächig angeordnet. Die zumindest eine Lackschicht 13 ist vorzugsweise transparent ausgestaltet und kann eingefärbt sein. Damit der Mehrschichtkörper 1 auch nach Verformung ein qualitativ hochwertiges optisches Erscheinungsbild aufweist, ist bevorzugt vorgesehen, dass die zumindest eine Lackschicht 13 verformbar bzw. shrinkbar ist.
Vorzugsweise ist es möglich, dass die zumindest eine Lackschicht 13 zumindest einen Farbstoff umfasst, wobei der zumindest eine Farbstoff in der zumindest einen Lackschicht 13 einen Massenanteil im Bereich von 0,1 % bis 60 %, insbesondere von 2 % bis 40 %, aufweist.
Vorteilhafterweise ist die zumindest eine Lackschicht 13 aus einem Thermoplast gebildet oder umfasst ein Material und/oder Kombinationen von Materialien, ausgewählt aus: Polyacrylate, Polyurethane, Kohlenwasserstoff-Harze.
Es ist insbesondere auch möglich, dass der E-Modul der zumindest einen Lackschicht 13 kleiner ist als der E-Modul der Trägerschicht 11, insbesondere des Shrink-Sleeve-Trägers, oder im Wesentlichen im Bereich des E-Moduls der Trägerschicht 11, insbesondere des Shrink-Sleeve-Trägers, liegt. Dies garantiert, dass bei der Verformung des Mehrschichtkörpers 1 keine oder nur wenige Fehlstellen in Form von Risse oder Faltenbildung in der Lackschicht 13 hervorgerufen werden. Aufgrund weniger oder keiner Fehlstellen in der Lackschicht 13, sind somit auch wenige Streuzentren vorhanden, die einfallendes Licht streuen könnten. Eine Eintrübung des optischen Erscheinungsbilds wird dadurch ebenfalls gezielt verhindert bzw. reduziert.
In 6b ist der Mehrschichtkörper 1 aus 6a in Teilschnittdarstellung in Draufsicht dargestellt, wobei die Frontseite 31 des Mehrschichtkörpers 1 betrachtet wird. Somit bildet die Trägerschicht 11 die unterste Schicht, die Metallschicht 12 die mittlere Schicht und die Lackschicht 13 bzw. das Lackschichtsystem die oberste Schicht aus. Dadurch, dass die zumindest eine Lackschicht 13 bevorzugt transparent und eingefärbt ist, kann somit als Gesamterscheinungsbild in Kombination mit der Metallschicht 12 ein farbiger Metallglanz erzeugt werden. Die Metallschicht 12 in Alleinstellung ist insbesondere achromatisch. Durch Überlagerung der Metallschicht 12 mit einer eingefärbten Lackschicht 13 wird somit der optische Eindruck einer farbigen Metallschicht 12 erweckt.
In den 7a und 7b ist eine weitere Ausgestaltung eines Mehrschichtkörpers 1 dargestellt. Wie auch in den 6a und 6b gezeigt, sind auch bei der Ausgestaltung gemäß 7a und 7b die Metallschicht 12 und die Lackschicht 13 bzw. das Lackschichtsystem vollflächig aufgebracht. Allerdings sind diese diesmal auf der Rückseite 32 der Trägerschicht 11 angeordnet, und zwar so, dass die Lackschicht 13 auf die Trägerschicht 11 aufgebracht ist und die Metallschicht 12 auf der Lackschicht 13 bzw. dem Lackschichtsystem aufgebracht ist.
Dadurch, dass die Lackschicht 13 und die Metallschicht 12 auf der Rückseite 32 der Trägerschicht 11 angeordnet sind, sind diese bei späterer Applikation des Mehrschichtkörpers 1 durch die Trägerschicht 11 vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt. Insbesondere bei einem Shrink-Sleeve-Prozess wird der Mehrschichtkörper 1 zunächst über ein Kunststoffformteil gestülpt und anschließend mittels thermischer Einwirkung geschrumpft, sodass sich der Mehrschichtkörper 1 an die Formgebung des Kunststoffformteils anpasst und eine formschlüssige Verbindung mit dem Kunststoffformteil eingeht. In der Regel ist es dabei so, dass beim Überziehen des Kunststoffkörpers mit dem Mehrschichtkörper 1 die Rückseite 32 des Mehrschichtkörpers 1 bzw. der Trägerschicht 11 diejenige Seite ist, die zum Kunststoffkörper gerichtet ist. Bei der Ausgestaltung nach den 7a und 7b ist diese jedoch genau umgekehrt. Dort bildet die Trägerschicht 11 die äußerste Schicht und fungiert somit als eine Art Schutzschicht für die Metallschicht 12 und die Lackschicht 13. Vorzugsweise ist die Trägerschicht 11 transparent ausgestaltet, sodass der durch die Metallschicht 12 und die Lackschicht 13 generierte optische Eindruck für einen Betrachter, vorzugsweise uneingeschränkt, sichtbar ist.
In 7b ist die Draufsicht auf die Rückseite 32 der Trägerschicht 11 bzw. des Mehrschichtkörpers 1 in einer Teilschnittdarstellung weiter veranschaulicht. Die Betrachtungsrichtung ist dabei auf die Rückseite 32 des Mehrschichtkörpers 1 gerichtet. Die Lackschicht 13 bzw. das Lackschichtsystem bildet dabei die oberste Schicht, die Metallschicht 12 die mittlere Schicht und die Trägerschicht 11 die unterste Schicht.
In den 8a und 8b ist eine weitere Ausgestaltung eines Mehrschichtkörpers 1 gezeigt. Dieser unterscheidet sich im Vergleich zu den Ausgestaltungen nach den 6a, 6b und 7a, 7b dadurch, dass die Lackschicht 13 bzw. das Lackschichtsystem partiell bzw. bereichsweise und nicht vollflächig vorliegt. Die Metallschicht 12 bzw. die eutektische Legierung ist jedoch ebenfalls vollflächig ausgestaltet.
In 8a ist ein Mehrschichtkörper 1 im Querschnitt einer Seitenansicht gezeigt. Dieser umfasst eine Trägerschicht 11 mit einer Frontseite 31 und einer Rückseite 32. Auf der Frontseite 31 der Trägerschicht 11 ist vollflächig eine Metallschicht 12 aufgebracht, wobei die Metallschicht 12 eine eutektische Legierung umfasst. Auf die Metallschicht 12 ist ein Lackschichtsystem mit drei partiell angeordneten Lackschichten 13 aufgebracht. Vorzugsweise handelt es sich dabei um transparente Lackschichten 13, die eingefärbt sind. Dabei können die Lackschichten 13 auch unterschiedlich eingefärbt sein, um beispielsweise in Gesamtbetrachtung ein Motiv zu bilden.
In 8b ist der aus 8a gezeigte Mehrschichtkörper 1 in der Draufsicht dargestellt, wobei in der linken Hälfte des Mehrschichtkörpers 1 die Trägerschicht 11 mittels eines Teilschnitts dargestellt ist. Die Trägerschicht 11 bildet demnach die unterste Schicht aus und wäre bei Betrachtung auf die Frontseite des Mehrschichtkörpers 1 nicht sichtbar. Auf der Trägerschicht 11 ist die Metallschicht 12 vollflächig aufgebracht. Das Lackschichtsystem ist dabei in Form von drei parallel verlaufenden Streifen ausgestaltet, die sich über die gesamte Breite des Mehrschichtkörpers 1 erstrecken und beabstandet zu einander angeordnet sind. Durch die beabstandete Anordnung der Lackschichten 13 ist die Metallschicht 12 in den Freiräumen in ihrem charakteristischen achromatischen metallischen Aussehen für einen Betrachter sichtbar. In den Bereichen, in denen die Lackschichten 13 aufgebracht sind, wirkt das Erscheinungsbild je nach Einfärbung der Lackschicht 13 farbig metallisch.
In den 9a und 9b ist eine weitere Ausgestaltung eines Mehrschichtkörpers 1 gezeigt. In 9a ist dabei wieder der Querschnitt des Mehrschichtkörpers 1 in der Seitenansicht dargestellt. Wohingegen in 9b die Draufsicht des Mehrschichtkörpers 1 mit Blick auf die Rückseite 32 in einer Teilschnittdarstellung zu sehen ist. Der Mehrschichtkörper 1 unterscheidet sich im Vergleich zu der Ausgestaltung nach den 8a und 8b dadurch, dass die Metallschicht 12 und die Lackschichten 13 auf der Rückseite 32 der Trägerschicht 11 angeordnet sind. Die Lackschichten 13 sind dabei direkt auf die Rückseite 32 der Trägerschicht 11 aufgebracht und die Metallschicht 12 überdeckt die partiell aufgebrachten Lackschichten 13 vollflächig. Auch hier können die Lackschichten 13 transparent und eingefärbt sein. Bei Betrachtung auf die Frontseite des Mehrschichtkörpers 1 bzw. die Frontseite 31 der Trägerschicht 11 ist für einen Betrachter somit im Bereich der Lackschichten 13 ein metallischer, eingefärbter optischer Eindruck erkennbar. Wohingegen in den Bereichen, in denen die Lackschichten nicht vorhanden sind, ein reiner metallischer Effekt in der Farbe der Metallschicht 12 erkennbar ist. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein achromatisches Erscheinungsbild.
In den 10a und 10b ist eine weitere Ausgestaltung eines Mehrschichtkörpers 1 gezeigt. Wie in 10a zu sehen, weist der Mehrschichtkörper 1 eine Trägerschicht 11 mit einer Frontseite 31 und einer Rückseite 32 und eine partiell aufgebrachte Metallschicht 12 auf der Frontseite 31 der Trägerschicht 11 auf. Über die partiell aufgebrachte Metallschicht 12 ist vollflächig eine Lackschicht aufgebracht, die sowohl die Trägerschicht 11 als auch die Metallschicht 12 vollflächig überdeckt.
In 10b ist der Mehrschichtkörper 1 in einer Draufsicht mit Blick auf die Frontseite des Mehrschichtkörpers 1 bzw. der Trägerschicht 11 in einer Teilschnittdarstellung gezeigt. Die Lackschicht stellt somit die oberste Schicht, die partiell aufgebrachte Metallschicht 12 die mittlere Schicht und die Trägerschicht 11 die unterste Schicht des Mehrschichtkörpers 1 dar. Die Farbschicht kann bevorzugt transparent und/oder eingefärbt sein. Je nach Einfärbung der Lackschicht wird auch der optische Effekt der Metallschicht 12 beeinflusst. Die Einfärbung der Lackschicht wirkt dabei bevorzugt tönend, sodass ein farbiger Metalleffekt in den Bereichen, in denen die Metallschicht 12 aufgebracht ist, für einen Betrachter sichtbar ist.
In den 11a und 11b ist eine weitere Ausgestaltung eines Mehrschichtkörpers 1 gezeigt, die im Wesentlichen der Ausgestaltung gemäß den 10a und 10b entspricht, jedoch mit dem Unterschied, dass bei der Ausgestaltung der 11 a und 11b die vollflächige Lackschicht und die partielle Metallschicht 12 auf die Rückseite 32 der Trägerschicht 11 angeordnet sind.
11a zeigt dabei den Querschnitt des Mehrschichtkörpers 1 in einer Seitenansicht. Auf die Rückseite 32 der Trägerschicht 11 ist vollflächig eine Lackschicht bzw. ein Lackschichtsystem aufgebracht. Auf die Lackschicht bzw. das Lackschichtsystem wiederum, ist die Metallschicht 12 partiell aufgebracht. Auch hier fungiert vorzugsweise die Trägerschicht 11 nach der Applikation des Mehrschichtkörpers 1 auf ein Kunststoffformteil als Schutzschicht. Die Metallschicht 12 und die Lackschicht stehen dabei in Kontakt mit dem Kunststoffkörper, wobei dies bei der Lackschicht nur in den Bereichen der Fall ist, in denen keine Metallschicht 12 vorhanden ist.
In 11b ist wiederum der Mehrschichtkörper 1 in einer Draufsicht dargestellt, wobei die Betrachtungsrichtung auf die Rückseite 32 des Mehrschichtkörpers 1 bzw. der Trägerschicht 11 gerichtet ist. Im Mehrschichtkörper 1 ist im Teilschnitt in der linken Hälfte zu sehen, dass die Trägerschicht 11 die unterste Schicht ausbildet und auf diese vollflächig die Lackschicht bzw. das Lackschichtsystem aufgebracht ist. Die Metallschicht 12 ist partiell auf die Lackschicht bzw. das Lackschichtsystem aufgebracht.
In den 12a und 12b ist eine weitere Ausgestaltung eines Mehrschichtkörpers 1 schematisch in einer Seitenansicht und einer Draufsicht dargestellt. Bei dieser Ausgestaltung sind sowohl die Metallschicht 12 als auch die Lackschicht bzw. das Lackschichtsystem partiell ausgestaltet. Die 12a zeigt den Mehrschichtkörper 1 im Querschnitt in einer Seitenansicht. Auf die Frontseite 31 der Trägerschicht 11 sind dabei partiell bzw. bereichsweise die Metallschicht 12 und die Lackschicht angeordnet, wobei die Metallschicht 12 und die Lackschicht beabstandet zueinander angeordnet sein können oder aber auch sich zumindest bereichsweise überlappen können. Denkbar sind hier vielfältige Kombinationen von Anordnungen der Lackschicht und/oder der Metallschicht 12. Es ist auch möglich, dass mehrere unterschiedliche Metallschichten 12, vorzugweise umfassend unterschiedliche eutektische Legierungen, und unterschiedlich eingefärbte Lackschichten verwendet werden, um beispielsweise ein Motiv bereitzustellen.
In 12b ist der Mehrschichtkörper 1 in einer Teilschnittdarstellung in einer Draufsicht dargestellt. Diese Darstellung zeigt den Mehrschichtkörper 1 bei Betrachtung des Mehrschichtkörpers 1 auf die Frontseite des Mehrschichtkörpers 1 bzw. der Trägerschicht 11. Die Trägerschicht 11 ist dabei diejenige Schicht, die die unterste Schicht im Schichtaufbau darstellt. In der linken Hälfte des Mehrschichtkörpers 1 sind eine erste Lackschicht 13 und eine erste Metallschicht 21 beabstandet zueinander streifenförmig nebeneinander angeordnet. Dabei erstecken sich die erste Metallschicht 21 und die erste Lackschicht 13 über die gesamte Breite der Trägerschicht 11. In der rechten Hälfte des Mehrschichtkörpers 1 sind eine zweite Metallschicht 22 und eine zweite Lackschicht 13 angeordnet, wobei die zweite Lackschicht 13 die zweite Metallschicht 22 zumindest bereichsweise überdeckt. Mit anderen Worten heißt dies, dass sich die zweite Lackschicht 13 und die zweite Metallschicht 22 zumindest bereichsweise überlappen.
In den 13a und 13b ist eine weitere Ausgestaltung eines Mehrschichtkörpers 1 in einer Seitenansicht und einer Draufsicht gezeigt. Der Mehrschichtkörper 1 weist dabei ähnlich wie bei der Ausgestaltung gemäß den 12a und 12 eine partielle Metallschicht 12 und eine partielle Lackschicht 13 bzw. ein partielles Lackschichtsystem auf, jedoch mit dem Unterschied, dass die genannten Schichten auf der Rückseite 32 der Trägerschicht 11 angeordnet sind. Dies ist exemplarisch in 13a in einer Seitenansicht dargestellt. Der Mehrschichtkörper 1 weist demnach eine Trägerschicht 11 mit einer Frontseite 31 und einer Rückseite 32 auf, wobei auf die Rückseite 32 der Trägerschicht 11 jeweils eine erste und eine zweite partielle Metallschicht und Lackschicht 13 angeordnet sind. In der linken Hälfte des Mehrschichtkörpers 1 sind die erste Metallschicht 12 und die erste Lackschicht 13 beabstandet nebeneinander angeordnet. In der rechten Hälfte des Mehrschichtkörpers 1 sind die zweite Metallschicht 12 und die zweite Lackschicht 13 überlappend angeordnet, wobei die zweite Metallschicht 12 die zweite Lackschicht 13 zumindest bereichsweise überdeckt.
In 13b ist der Mehrschichtkörper 1 in Draufsicht in einer Teilschnittdarstellung gezeigt. Dabei ist am linken Rand des Mehrschichtkörpers 1 die erste Metallschicht 12 streifenförmig über die gesamte Breite der Trägerschicht 11 angeordnet. Beabstandet rechts daneben ist die erste Lackschicht 13 streifenförmig über die gesamte Breite der Trägerschicht 11 angeordnet. Weiter rechts daneben sind die zweite Lackschicht 13 und die zweite Metallschicht 12 streifenförmig über die gesamte Breite der Trägerschicht 11 angeordnet, wobei die zweite Metallschicht 12 die zweite Lackschicht 13 zumindest bereichsweise überdeckt bzw. überlappt.
In 14 ist eine schematische Darstellung eines Mehrschichtkörpers 1 als Transferfolie, insbesondere Kaltprägefolie gezeigt. Der Mehrschichtkörper 1 umfasst dabei in folgender Reihenfolge: eine Trägerschicht 11, eine Ablöseschicht 14, einen Topcoat 15 und eine Metallschicht 12. Die Ablöseschicht 14, der Topcoat 15 und die Metallschicht 12 bilden zusammen eine von der Trägerschicht 11 ablösbare Transferlage. Eine solche Kaltprägefolie kann optional noch eine zweite Metallschicht, umfassend eine zweite eutektische Legierung, aufgedampft auf die erste Metallschicht, aufweisen. Bevorzugt weisen die beiden Metallschichten dabei unterschiedliche eutektische Legierungen auf. Durch das Aufbringen einer weiteren Metallschicht kann beispielsweise der generierte metallische optische Effekt verstärkt werden.
Bei der Trägerschicht handelt es sich vorzugsweise um einen PET-Träger mit einer Schichtdicke von 12 µm. Als Metallschicht 12 kommt vorzugsweise In52/Sn48 als eutektische Legierung zum Einsatz. Bei dem Topcoat 15 handelt es sich vorzugsweise um eine spezielle Schutzschicht, die eine hohe chemische, physikalische und mechanische Beständigkeit aufweist und die Metallschicht 12 nach der Applikation vor äußeren Umwelteinflüssen schützen soll. Dadurch wird gewährleistet, dass das metallische Erscheinungsbild stets erhalten bleibt.
Nachfolgend ist in den 15a bis 15e ein mögliches Verfahren zur Applikation der Transferlage des in 14 gezeigten Mehrschichtkörpers 1 bzw. der Kaltprägefolie auf ein Zielsubstrat gezeigt. Bei dem Zielsubstrat 50 handelt es sich bevorzugt um einen Shrink-Sleeve-Träger 50.
Zunächst wird, wie in 15a zusehen ist, ein Shrink-Sleeve-Träger 50 als Zielsubstrat bereitgestellt. Beispielsweise weist der Shrink-Sleeve-Träger 50 eine Schichtdicke von 45 µm auf. Vorzugsweise befindet sich der Shrink-Sleeve-Träger 50 bereits im „gestressten“ und nicht relaxierten Zustand, d.h. der Shrink-Sleeve-Träger wurde bereits, vorzugsweise unter Wärmeeinwirkung, reversibel gedehnt. Shrink-Sleeve-Träger 50 zeichnen sich dadurch aus, dass die zuvor eingebrachte Dehnung durch einen weiteren Wärmeeintrag relaxiert werden können, sodass der Shrink-Sleeve-Träger 50, vorzugsweise auf seine ursprünglichen Dimensionen, schrumpft.
Als nächstes wird, wie in 15b gezeigt, ein Kaltkleber 51, insbesondere mittels Inkjet-Druck, Gießen, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder mittels Rakel auf eine Oberfläche des Zielsubstrats 50 bzw. dem Shrink-Sleeve-Träger 50 aufgebracht. Bei der Ausgestaltung gemäß 15b ist dabei der Kaltkleber 51 vollflächig auf dem Shrink-Sleeve-Träger 50 aufgebracht. In vorteilhaften Ausgestaltungen kann jedoch vorgesehen sein, dass der Kaltkleber 51 partiell auf den Shrink-Sleeve-Träger 50 aufgebracht wird. Es ist dabei auch möglich, dass der Kaltkleber 51 in Form eines Motivs aufgebracht ist. Ein Motiv kann beispielsweise ein graphisch dargestellter Umriss, eine figürliche Darstellung, ein Bild, ein visuell erkennbares Designelement, ein Symbol, ein Logo, ein Portrait, ein Muster, ein Endlosmuster, ein alphanumerisches Zeichen, eine Codierung, ein Code-Muster, ein kryptographisches Muster, ein Text, eine farbliche Ausgestaltung und dergleichen sein. Das Motiv kann dabei auch individualisiert ausgebildet sein. Bei einem nachfolgenden Applizieren einer Transferlage einer Kaltprägefolie kann diese Transferlage dann in der Formgebung des aufgebrachten Kaltklebers 51 appliziert werden.
Eine derartige Applikation eines Mehrschichtkörpers 1 als Kaltprägefolie ist in 15c schematisch dargestellt. Der Mehrschichtkörper 1 entspricht dabei dem Aufbau aus der 14 und umfasst eine Trägerschicht 11, eine Ablöseschicht 14, einen Topcoat 15 und eine Metallschicht 12. Der Mehrschichtkörper 1 wird dabei derart auf den mit Kaltkleber 51 bedruckten Shrink-Sleeve-Träger 50 aufgebracht, sodass die Metallschicht 12 mit dem Kaltkleber 51 in Kontakt steht.
Anschließend wird, wie in 15d gezeigt, mittels einer Aushärtevorrichtung 60 der Kaltkleber 51 ausgehärtet. Vorzugsweise umfasst die Aushärtevorrichtung 60 ein oder mehrere UV-Bestrahlungseinheiten (UV = elektromagnetische Strahlung im ultravioletten Spektralbereich), wobei die UV-Bestrahlungseinheit eine UV-Strahlung emittierende Lichtquelle umfasst, die Licht vorzugsweise im Wellenlängenbereich von 385 nm bis 405 nm emittiert. Beim Aushärten wird die Haftung des Kaltklebers 51 zu der Transferlage des Mehrschichtkörpers 1 erheblich erhöht, sodass die Transferlage ohne Zerstörung nicht mehr vom Kaltkleber 51 ablösbar ist.
In der gezeigten Ausführung gemäß 15d wird die Aushärtevorrichtung 60 zum vollständigen Aushärten des Kaltklebers 51 verwendet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Aushärtevorrichtung 60 unmittelbar nach dem Aufbringen des Kaltklebers 51 auf den Shrink-Sleeve-Träger 50 zum Vorhärten, dem sogenannten Pinning, des Kaltklebers 51 verwendet wird. Hierdurch wird beispielsweise sichergestellt, dass der Kaltkleber 51 nach dem Aufbringen nicht verläuft und seine Formgebung beibehält. Insbesondere ist vorgesehen, dass bei der UV-Vorhärtung, insbesondere Pinning, mit vergleichsweise geringer Leistung der UV-Bestrahlungseinheit gearbeitet wird, wobei beispielsweise die Leistungsaufnahme einer entsprechenden UV-LED zwischen 1 Watt und 5 Watt liegt. Die UV-Bestrahlungseinheit der Aushärtevorrichtung 60 zum vollständigen Aushärten arbeitet mit vergleichsweise hoher Leistung der UV-Bestrahlungseinheit, wobei beispielsweise die Leistungsaufnahme einer entsprechenden UV-LED zwischen 10 Watt bis 50 Watt liegt.
Dabei ist vorzugsweise die Bestrahlungszeit und/oder die Bestrahlungsleistung derart zu wählen, dass der Kaltkleber 51 nach dem Vorhärten dennoch klebrig bleibt, sodass die Haftung einer Transferlage einer Transferfolie nach der Applikation weiterhin gegeben ist.
Wie in 15e gezeigt, wird nach dem Aushärten des Kaltklebers 51 die Trägerschicht 11 abgelöst. Das erhaltene Zwischenprodukt umfasst somit einen Shrink-Sleeve-Träger 50, einen Kaltkleber 51, eine Metallschicht 12, einen Topcoat 15 und eine Ablöseschicht 14. In alternativen Ausgestaltungen kann die Ablöseschicht 14 auch zusammen mit der Trägerschicht 11 abgelöst werden.
In den 16a bis 16c ist ein Verfahren zur Applikation eines Zwischenprodukts auf ein Kunststoffformteil, Formteil 70 oder Substrat gezeigt. Bei dem Zwischenprodukt handelt es sich dabei um das aus 15e erhaltene Zwischenprodukt umfassend Shrink-Sleeve-Träger 50, einen Kaltkleber 51, eine Metallschicht 12, einen Topcoat 15 und eine Ablöseschicht 14.
Zunächst wird, wie in 16a gezeigt, das Zwischenprodukt zylindrisch gewölbt, sodass sich seine beiden Endseiten überlappen und mittels einer Verbindungsnaht 17 befestigt werden. Bei der Verbindungsnaht 17 kann es sich bevorzugt um eine Klebe-Naht, eine Kunststoffschweiß-Naht oder eine andere insbesondere mittels thermischer Verfahren hergestellte Verbindungsnaht 17 handeln. Das Zwischenprodukt bildet, wie in 16a gezeigt, einen Hohlzylinder aus, wobei die Innenfläche durch den Shrink-Sleeve-Träger 50 gebildet ist. Die Außenfläche bildet in diesem Fall die Ablöseschicht 14.
In 16b ist gezeigt, wie ein Formteil 70, in diesem Fall eine Kunststoffflasche, in den Hohlraum aus dem Zwischenprodukt geformten Hohlzylinder eingebracht wird. Dabei weist das Formteil 70 einen geringeren Durchmesser auf als der aus dem Zwischenprodukt geformte Hohlzylinder.
Anschließend wird mittels Temperatureinwirkung das Zwischenprodukt umfassend den Shrink-Sleeve-Träger 50, einen Kaltkleber 51, eine Metallschicht 12, einen Topcoat 15 und eine Ablöseschicht 14 auf das Formteil 70 bzw. die Kunststoffflasche geschrumpft bzw. geshrinkt. Dieser Schritt ist in 16c gezeigt. Dabei bildet die Ablöseschicht 14 die äußerste Schicht des dekorierten Formteils 70 aus. Vorzugsweise erfolgt das Schrumpfen unter Verwendung einer Wärmebeaufschlagungsvorrichtung. Wie weiter oben erläutert, befindet sich der Shrink-Sleeve-Träger 50 vor dem Schrumpfen bzw. Shrinken im gestressten, nicht relaxierten bzw. gedehnten Zustand. Durch Temperatureinwirkung bzw. Wärmeeinwirkung, kann die Gefügestruktur des Shrink-Sleeve-Trägers 50 relaxiert werden, sodass sich dieser wieder zusammenzieht und sich der Formgebung eines Formteils 70 anpasst. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Schrumpfen um zumindest eine flächenreduzierende Verformung, wobei der Mehrschichtkörper 1 bzw. das Zwischenprodukt nach einer Schrumpfung eine Flächenreduzierung von bis zu 40% aufweist.
In den 17a bis 17c ist ein weiteres Verfahren zur Applikation eines Zwischenprodukts auf ein Kunststoffformteil, Formteil 70 oder Substrat gezeigt. Bei dem Zwischenprodukt handelt es sich dabei um das aus 15e erhaltene Zwischenprodukt umfassend Shrink-Sleeve-Träger 50, einen Kaltkleber 51, eine Metallschicht 12, einen Topcoat 15 und eine Ablöseschicht 14.
Im Unterschied zu dem in 16a beschriebenen Verfahrensschritt, wird - wie in 17a gezeigt - das Zwischenprodukt nun derart zu einem zylindrischen Hohlkörper gewölbt, sodass der Shrink-Sleeve-Träger 50 die Außenfläche des zylindrischen Hohlkörpers und die Ablöseschicht 14 die Innenfläche des zylindrischen Hohlkörpers ausbildet. Wie auch bereits in 16a beschrieben, überlappen sich die beiden Enden und werden mittels einer Verbindungsnaht 17 zusammengehalten.
In 17b ist gezeigt, wie ein Formteil 70, in diesem Fall eine Kunststoffflasche, in den Hohlraum aus dem Zwischenprodukt geformten Hohlzylinder eingebracht wird. Dabei weist das Formteil 70 einen geringeren Durchmesser auf als der aus dem Zwischenprodukt geformte Hohlzylinder.
Anschließend wird, wie auch in der Ausführung gemäß 16c, mittels Temperatureinwirkung das Zwischenprodukt umfassend den Shrink-Sleeve-Träger 50, einen Kaltkleber 51, eine Metallschicht 12, einen Topcoat 15 und eine Ablöseschicht 14 auf das Formteil 70 bzw. die Kunststoffflasche geschrumpft bzw. geshrinkt. Dieser Schritt ist in 17c gezeigt. In der Ausgestaltung gemäß 17c bildet dabei der Shrink-Sleeve-Träger 50 die äußerste Schicht des dekorierten Formteils 70 aus.
Somit dient der Shrink-Sleeve-Träger 50 selbst als Schutzschicht der Metallschicht 12 vor äußeren Umwelteinflüssen.
In 18 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Mehrschichtkörpers 1 als Transferfolie, insbesondere Kaltprägefolie gezeigt. Anders als der in 14 gezeigte Mehrschichtkörper 1, umfasst der Mehrschichtkörper 1 gemäß 18 in folgender Reihenfolge: eine Trägerschicht 11, einen X-Lack 16 und eine Metallschicht 12. Bei diesem Mehrschichtkörper 1 bildet lediglich die Metallschicht 12 eine von der Trägerschicht 11 ablösbare Transferlage aus.
Bei dem X-Lack 16 handelt es sich bevorzugt um einen spezielle Lackschicht oder ein Lackschichtsystem, welches ein besonders gutes Ablöseverhalten gegenüber der Metallschicht 12 bzw. der eutektischen Legierung der Metallschicht 12 aufweist. Der X-Lack 16 kann dabei bei Herstellung der Kaltprägefolie mittels Inkjet-Druck, Digitaldruck, Rakel, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder ähnliches auf die Trägerschicht 11 aufgebracht werden. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass die Trägerschicht 11 selbst bereits mit einem X-Lack 16 beschichtet ist.
Nachfolgend ist in den 19a bis 19e ein mögliches Verfahren zur Applikation der Transferlage des in 18 gezeigten Mehrschichtkörpers 1 bzw. der Kaltprägefolie auf ein Zielsubstrat gezeigt. Bei dem Zielsubstrat 50 handelt es sich bevorzugt um einen Shrink-Sleeve-Träger 50.
Zunächst wird gemäß 19a ein Shrink-Sleeve-Träger 50 als Zielsubstrat bereitgestellt. Beispielsweise weist der Shrink-Sleeve-Träger 50 eine Schichtdicke von 45 µm auf. Vorzugsweise befindet sich der Shrink-Sleeve-Träger 50 bereits im „gestressten“ Zustand, d.h. der Shrink-Sleeve-Träger 50 wurde bereits, vorzugsweise unter Wärmeeinwirkung, gedehnt. Shrink-Sleeve-Träger 50 zeichnen sich dadurch aus, dass die zuvor eingebrachte Dehnung durch einen weiteren Wärmeeintrag relaxiert werden können, sodass der Shrink-Sleeve-Träger 50, vorzugsweise auf seine ursprünglichen Dimensionen, schrumpft.
Anschließend wird, wie in 19b gezeigt, auf eine Oberfläche des Shrink-Sleeve-Trägers 50 vollflächig ein Kaltkleber 51 mittels Inkjet-Druck, Gießen, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder mittels Rakel aufgebracht. Alternativ ist es auch möglich, dass der Kaltkleber 51 nur partiell aufgebracht wird, beispielsweise in Form eines Motivs. Unter Motiv fallen dabei sämtliche Ausführungen, die bereits zu der 15b erläutert wurden. Bei einem nachfolgenden Applizieren einer Transferlage einer Kaltprägefolie kann diese Transferlage dann in der Formgebung des aufgebrachten Kaltklebers 51 appliziert werden.
Das Applizieren der Kaltprägefolie 1 auf den Kaltkleber 51 ist in 19c schematisch dargestellt. Der Mehrschichtkörper 1 entspricht dabei dem Aufbau gemäß 18 und umfasst eine Trägerschicht 11, einen X-Lack 16 und eine Metallschicht 12. Der Mehrschichtkörper 1 wird dabei derart auf den mit Kaltkleber 51 bedruckten Shrink-Sleeve-Träger 50 aufgebracht, sodass die Metallschicht 12 mit dem Kaltkleber 51 in Kontakt steht.
Anschließend wird, wie in 19d gezeigt, mittels einer Aushärtevorrichtung 60 der Kaltkleber 51 ausgehärtet. Für die Aushärtevorrichtung 60 gelten dabei dieselben Ausführungen wie für die in 15d beschriebene Aushärtevorrichtung 60.
Wie in 19e gezeigt, wird nach dem Aushärten des Kaltklebers 51 die Trägerschicht 11 abgelöst. Das erhaltene Zwischenprodukt umfasst somit einen Shrink-Sleeve-Träger 50, einen Kaltkleber 51 und eine Metallschicht 12. Somit kann mittels der Kaltprägefolie gemäß 18 ein Zielsubstrat 50 lediglich mit einer Metallschicht 12 umfassend eine eutektische Legierung dekoriert werden. Für das nachfolgende Schrumpfen bzw. Shrinken hat dies den Vorteil, dass das optische Erscheinungsbild nicht durch andere Schichten, wie beispielsweise Ablöseschicht 14, Lackschicht, etc. gestört wird. Denn diese Schichten bilden in der Regel beim Schrumpfen störende Streuzentren aus, an denen einfallendes Licht streut und somit den metallischen Glanz der Metallschicht eintrübt.
In den 20a bis 20c ist ein Verfahren zur Applikation eines Zwischenprodukts auf ein Kunststoffformteil, Formteil 70 oder Substrat gezeigt. Bei dem Zwischenprodukt handelt es sich dabei um das aus 19e erhaltene Zwischenprodukt umfassend Shrink-Sleeve-Träger 50, einen Kaltkleber 51 und eine Metallschicht 12.
In einem ersten Schritt wird, wie in 20a gezeigt, zunächst das Zwischenprodukt zu einem zylindrischen Hohlkörper gewölbt, sodass sich dessen beiden Enden überlappen und dort mittels einer Verbindungsnaht 17 verbunden werden. Die Außenseite des zylindrischen Hohlkörpers bildet gemäß 20a die Metallschicht 12 bzw. die eutektische Legierung. Die Innenfläche des zylindrischen Hohlkörpers ist von dem Shrink-Sleeve-Träger 50 gebildet. Bei der Verbindungsnaht 17 handelt es sich bevorzugt, wie bereits zu 16a erwähnt, um eine Klebe-Naht, eine Kunststoffschweiß-Naht oder eine andere insbesondere mittels thermischer Verfahren hergestellte Verbindungsnaht 17.
Anschließend wird, wie in 20b gezeigt, ein Formteil 70, in diesem Fall eine Kunststoffflasche, in den von dem zylindrischen Hohlkörper geformten Hohlraum eingeführt. Dabei ist der Außendurchmesser des Formteils 70 geringer als der Innendurchmesser des zylindrischen Hohlkörpers.
Mittels einer von einer Wärmebeaufschlagungsvorrichtung emittierten Wärmestrahlung wird, wie in 20c gezeigt, nun das zu einem zylindrischen Hohlkörper geformte Zwischenprodukt an die Formgebung des Formteils 70 geschrumpft. Vorzugsweise kann hierdurch eine Flächenreduzierung von bis zu 40% des Zwischenprodukts bzw. des Shrink-Sleeve-Trägers 50 erzielt werden. Dies hängt im Wesentlichen davon ab, in wie weit der Shrink-Sleeve-Träger 50 zuvor gestresst bzw. gedehnt wurde. Da das Zwischenprodukt zur Dekoration des Formteils 70 lediglich den Shrink-Sleeve-Träger 50, einen Kaltkleber 51 und eine Metallschicht 12, umfassend eine eutektische Legierung, aufweist, kann ein hochwertiges Erscheinungsbild der Dekoration erzielt werden. Vorzugsweise wird durch die Wärmebeaufschlagungsvorrichtung eine Temperatur im Bereich von 80°C bis 160°C, vorzugsweise von 120°C bis 140°C, erreicht. Bei derartigen Temperaturen nimmt der E-Modul der Metallschicht 12 bzw. der eutektischen Legierung stark ab oder geht gegen 0 GPa. Dadurch kann sich die Metallschicht 12 ohne Bildung von Rissen oder Falten an die Formänderung des Shrink-Sleeve-Trägers 50 anpassen.
Da bei der in 20c gezeigten Ausführung, die Metallschicht 12 die äußerste Schicht darstellt, wird das metallische Erscheinungsbild nicht durch andere Schichten beeinträchtigt, wodurch ein besonders hochwertige Optik entsteht.
In den 21a bis 21c ist ein weiteres Verfahren zur Applikation eines Zwischenprodukts auf ein Kunststoffformteil, Formteil 70 oder Substrat gezeigt. Bei dem Zwischenprodukt handelt es sich dabei um das aus 19e erhaltene Zwischenprodukt umfassend Shrink-Sleeve-Träger 50, einen Kaltkleber 51 und eine Metallschicht 12.
Im Unterschied zu dem in den 20a bis 20c gezeigten Verfahren wird, wie in 21a gezeigt, das Zwischenprodukt derart zu einem zylindrischen Hohlkörper geformt, sodass der Shrink-Sleeve-Träger 50 die Außenfläche und die Metallschicht 12 die Innenfläche bildet. Auch bei der in 21a gezeigten Ausführung sind die beiden Enden des Zwischenprodukts überlappend angeordnet und mittels einer Verbindungsnaht 17 verbunden.
Anschließend wird, wie in 21b gezeigt, ein Formteil 70, in diesem Fall eine Kunststoffflasche oder Glasflasche, in den von dem zylindrischen Hohlkörper geformten Hohlraum eingeführt. Dabei ist der Außendurchmesser des Formteils 70 geringer als der Innendurchmesser des zylindrischen Hohlkörpers.
Im Anschluss wird, analog zu der in 20c gezeigten Variante, auch bei der Ausführung gemäß 21c das Zwischenprodukt mittels Wärmeeinwirkung auf das Formteil 70 geschrumpft, sodass sich das Zwischenprodukt der Formgebung des Formteils 70 anpasst. Auch hierfür ist vorzugsweise eine Wärmebeaufschlagungsvorrichtung vorgesehen. Bei der in 21c gezeigten Ausführung bietet sich der Vorteil, dass die Metallschicht 12 innenliegend ist, d.h. an dem Formteil 70 anliegt. Somit ist die Metallschicht vor äußeren Umwelteinflüssen durch den Shrink-Sleeve-Träger 50 geschützt.
Bezugszeichenliste

1: Mehrschichtkörper
11: Trägerschicht
12: Metallschicht bzw. eutektische Legierung
13: Lackschicht
14: Ablöseschicht
15: Topcoat
16: X-Lack
17: Verbindungsnaht
21: erste Metallschicht bzw. erste eutektische Legierung
22: zweite Metallschicht bzw. zweite eutektische Legierung
31: Frontseite
32: Rückseite
40: mechanische Maske
41: Waschlack
50: Zielsubstrat bzw. Shrink-Sleeve-Träger
51: Kaltkleber
60: Aushärtevorrichtung
70: Formteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0355962 A2 [0004]

Claims

Mehrschichtkörper (1), insbesondere Verpackungsmaterial, Transferfolie, vorzugsweise Kaltprägefolie, oder IMD-Folie, zur Dekoration eines Kunststoffformteils, Formteils (70) oder Substrats, wobei der Mehrschichtkörper (1) eine Trägerschicht (11) mit einer Frontseite (31) und einer Rückseite (32) aufweist, und wobei auf der Frontseite (31) und/oder der Rückseite (32) der Trägerschicht (11) zumindest eine Metallschicht (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Metallschicht (12) eine eutektische Legierung umfasst.
Mehrschichtkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (11) als Shrink-Sleeve-Träger oder als Sheetmaterial oder als Folienträger ausgestaltet ist.
Mehrschichtkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrschichtkörper (1) für plastische Verformung, insbesondere unter Wärmeeinwirkung, vorgesehen ist, und wobei sich der Mehrschichtkörper (1) von einem Originalzustand zu einem Verformungszustand verformt.
Mehrschichtkörper (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die plastische Verformung zumindest eine Schrumpfung oder zumindest eine andere flächenreduzierende Verformung umfasst, wobei der Mehrschichtkörper (1) nach einer Schrumpfung von bis zu 40% bzw. einer Flächenreduzierung von 40% einen Haze-Wert von weniger als 80%, insbesondere von weniger als 50%, aufweist.
Mehrschichtkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eutektische Legierung aus zumindest einer Legierung gebildet ist, ausgewählt aus: In66,3/Bi33,7 und/oder In51/Bi32,5/Sn16,5 und/oder In52/Sn48 und/oder Bi57/Sn42/Ag1 und/oder Bi67/In33.
Mehrschichtkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eutektische Punkt der eutektischen Legierung unterhalb der Verarbeitungstemperatur der Trägerschicht (11), insbesondere welche für die Verformung, bevorzugt plastische Verformung, der Trägerschicht (11) nötig ist, liegt.
Mehrschichtkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine metallische Schicht bzw. die eutektische Legierung einen achromatischen Farbeffekt aufweist.
Mehrschichtkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine metallische Schicht vollflächig oder zumindest bereichsweise auf der Frontseite (31) und/oder Rückseite (32) der Trägerschicht (11) angeordnet ist.
Mehrschichtkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Metallschicht (12) bei Raumtemperatur, insbesondere bei 20°C, einen E-Modul in einem Bereich von 0 GPa bis 65 GPa, bevorzugt von 0 GPa bis 30 GPa, aufweist.
Mehrschichtkörper (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der E-Modul der zumindest einen Metallschicht (12) bei Temperaturerhöhung abnimmt, insbesondere ab Erreichen einer Temperatur von 50°C, insbesondere 100°C, besonders bevorzugt 140°C, weniger als 10 GPa aufweist oder gegen 0 GPa geht.
Mehrschichtkörper (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der E-Modul der zumindest Metallschicht (12) im Bereich der Verformungstemperatur der Trägerschicht (11) weniger als 10 GPa, insbesondere 0 GPa, beträgt.
Mehrschichtkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Metallschicht (12) keine oder wenige Streuzentren in Form von Rissen und/oder Falten, insbesondere auf mikroskopischer und/oder makroskopischer Ebene, bevorzugt sowohl im Originalzustand als auch im Verformungszustand des Mehrschichtkörpers (1), aufweist.
Mehrschichtkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Trägerschicht (11) und der zumindest einen Metallschicht (12) eine Ablöseschicht (14) angeordnet ist.
Mehrschichtkörper (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrschichtkörper einen Topcoat (15) aufweist, insbesondere welcher zwischen der Ablöseschicht (14) und der zumindest einen Metallschicht (12) angeordnet ist.
Mehrschichtkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrschichtkörper eine X-Lack (16) aufweist, insbesondere welcher zwischen der Trägerschicht (11) und der zumindest einen Metallschicht (12) angeordnet ist.
Mehrschichtkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer von der Trägerschicht (11) abgewandten Seite der zumindest einen Metallschicht (12) eine Kleberschicht aufgebracht ist.
Mehrschichtkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrschichtkörper (1) zumindest eine Lackschicht (13) mit einer Schichtdicke im Bereich von 0,1 µm bis 2 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 1,5 µm, aufweist.
Mehrschichtkörper (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lackschicht (13) zumindest einen Farbstoff umfasst, wobei der zumindest eine Farbstoff in der zumindest einen Lackschicht (13) einen Massenanteil im Bereich von 0,1 % bis 60 %, insbesondere von 2 % bis 40 %, aufweist.
Mehrschichtkörper (1) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lackschicht (13) aus einem Thermoplast gebildet ist oder ein Material und/oder Kombinationen von Materialien aufweist, ausgewählt aus: Polyacrylate, Polyurethane, Kohlenwasserstoff-Harze.
Mehrschichtkörper (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der E-Modul der zumindest einen Lackschicht (13) kleiner ist als der E-Modul der Trägerschicht (11), insbesondere des Shrink-Sleeve-Trägers, oder im Wesentlichen im Bereich des E-Moduls der Trägerschicht (11), insbesondere des Shrink-Sleeve-Trägers, liegt.
Mehrschichtkörper (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lackschicht (13) zumindest bereichsweise oder vollflächig oder im Register zu der zumindest einen Metallschicht (12) auf der Frontseite (31) und/oder Rückseite (32) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers (1), insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 21, wobei bei dem Verfahren, insbesondere in der folgenden Reihenfolge, folgende Schritte durchgeführt werden: a) Bereitstellen einer Trägerschicht (11) mit einer Frontseite (31) und einer Rückseite (32); b) Aufbringen zumindest einer Metallschicht (12) mittels Direktbedampfung, wobei die zumindest eine Metallschicht (12) zumindest eine eutektische Legierung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) ein Shrink-Sleeve-Träger oder Sheetmaterial oder Folienträger als Trägerschicht (11) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) die zumindest eine metallische Schicht vollflächig oder zumindest bereichsweise auf der Frontseite (31) und/oder Rückseite (32) der Trägerschicht (11) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) das zumindest bereichsweise Aufbringen der zumindest einen Metallschicht (12) mittels einer mechanischen Maske (40), insbesondere Blechmaske, erfolgt, wobei die Maske (40) auf den Mehrschichtkörper (1) aufgelegt wird und anschließend vollflächig die zumindest eine Metallschicht (12) aufgedampft wird, und dass die zumindest eine Metallschicht (12) durch Öffnungen in der Maske (40) auf die Trägerschicht (11) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der zumindest einen Metallschicht (12) im Schritt b) in einem Temperaturbereich erfolgt, in dem die eutektische Legierung im Eutektikum vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der zumindest einen Metallschicht (12) im Schritt b) bei einer Temperatur im Bereich von 50°C bis 140°C, insbesondere von 80°C bis 120°C, erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der zumindest einen Metallschicht (12) mit einem Auftragsgewicht im Bereich von 0,1 g/m² bis 2,5 g/m², bevorzugt im Bereich von 0,7 g/m² bis 1,0 g/m², erfolgt
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt a) und vor dem Schritt b) weiter folgender Schritt ausgeführt wird: c) Aufbringen einer Ablöseschicht (14) auf die Frontseite (31) oder Rückseite (32) der Trägerschicht (11), insbesondere sodass die Ablöseschicht (14) zwischen der Trägerschicht (11) und der zumindest einen Metallschicht (12) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt b) weiter folgender Schritt ausgeführt wird: d) Aufbringen einer Kleberschicht, insbesondere mit einem thermisch aktivierbaren Kleber, auf die zumindest eine Metallschicht (12).
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder nach dem Schritt b) weiter folgender Schritt ausgeführt wird: e) Aufbringen zumindest einer Lackschicht (13) auf die Frontseite (31) und/oder Rückseite (32) der Trägerschicht (11) und/oder auf die zumindest eine Metallschicht (12) mittels Inkjet-Druck, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder Digitaldruck.
Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt e) die zumindest eine Lackschicht (13) zumindest bereichsweise oder vollflächig oder im Register zu der zumindest einen Metallschicht (12) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt e) das Aufbringen der zumindest einen Lackschicht (13) mit einem Auftragsgewicht von 0,1 g/m² bis 2 g/m², bevorzugt von 0,5 g/m² bis 1,5 g/m², erfolgt und/oder dass die zumindest eine Lackschicht (13) mit einer Schichtdicke im Bereich von 0,1 µm bis 2 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 1,5 µm, aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt b) und/oder nach dem Schritt a) weiter folgender Schritt ausgeführt wird: f1) Aufbringen zumindest eines Waschlacks (41) auf die Front- und/oder Rückseite (32) der Trägerschicht (11) in einem ersten Bereich zur Strukturierung der zumindest einen Metallschicht (12), wobei der zumindest eine Waschlack (41) löslich gegenüber einer Waschflüssigkeit, insbesondere einer Säure oder einer Lauge, ist.
Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt f1), insbesondere nach dem Schritt b), weiter folgender Schritt durchgeführt wird: f2) Abwaschen des Waschlacks (41) mittels einer Waschflüssigkeit, insbesondere einer Säure oder eine Lauge, wobei die zumindest eine auf dem Waschlack (41) befindliche Metallschicht (12) zusammen mit dem Waschlack (41) im ersten Bereich weggewaschen wird und somit die zumindest eine Metallschicht (12) in einem zweiten Bereich, in dem kein Waschlack (41) aufgebracht ist, im Mehrschichtkörper (1) verbleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt b) und/oder nach dem Schritt a) weiter folgender Schritt ausgeführt wird: g1) Aufbringen zumindest eines Ätzresists auf die Front- und/oder Rückseite (32) der Trägerschicht (11) in einem ersten Bereich zur Strukturierung der zumindest einen Metallschicht (12), wobei der zumindest eine Ätzresist resistent gegenüber der Einwirkung eines Ätzmittels, insbesondere einer Säure oder einer Lauge, ist.
Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt g1), insbesondere nach dem Schritt b) weiter folgender Schritt ausgeführt wird: g2) Entfernen der zumindest einen Metallschicht (12) mittels eines Ätzmittels, insbesondere einer Säure oder einer Lauge, in einem zweiten Bereich, in dem der Ätzresist nicht aufgebracht ist, insbesondere wobei der Ätzresist im ersten Bereich im Mehrschichtkörper (1) verbleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt c) und vor dem Schritt b) weiter folgender Schritt ausgeführt wird: h) Aufbringen eines Topcoats (15) auf die Frontseite (31) oder Rückseite (32) der Trägerschicht (11), insbesondere sodass der Topcoat (15) zwischen der Ablöseschicht (14) und der zumindest einen Metallschicht (12) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt a) und/oder vor dem Schritt b) weiter folgender Schritt ausgeführt wird: i) Aufbringen eines X-Lacks (16) auf die Frontseite (31) oder Rückseite (32) der Trägerschicht (11), insbesondere sodass der X-Lack (16) Trägerschicht (11) und der zumindest einen Metallschicht (12) angeordnet wird.
Verwendung eines Mehrschichtkörpers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Dekoration eines Kunststoffformteils, Formteils (70) oder Substrats, dadurch gekennzeichnet, dass i) der Mehrschichtkörper (1) mittels plastischer Verformung, insbesondere unter Wärmeeinwirkung, auf das Kunststoffformteil, Formteil (70) oder Substrat aufgebracht ist, oder ii) der Mehrschichtkörper (1) mittels zumindest einer Kleberschicht auf das Kunststoffformteil, Formteil (70) oder Substrat aufgebracht ist und zusammen mit dem Kunststoffformteil, Formteil (70) oder Substrat für eine plastische Verformung vorgesehen ist, oder iii) der Mehrschichtkörper (1) mit dem Kunststoffformteil, Formteil (70) oder Substrat bei der Herstellung des Kunststoffformteils, Formteils (70) oder Substrats, insbesondere mittels Spritzgießen, sich mittels plastischer Verformung an die Formgebung des Kunststoffformteils, Formteils (70) oder Substrats anpasst.
Verwendung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die plastische Verformung zumindest eine Schrumpfung oder zumindest eine andere flächenreduzierende Verformung umfasst, wobei der Mehrschichtkörper (1) nach einer Schrumpfung von bis zu 40% bzw. einer Flächenreduzierung von 40% einen Haze-Wert von weniger als 80%, insbesondere von weniger als 50%, aufweist.
Verwendung einer Wärmebeaufschlagungsvorrichtung zur Dekoration eines Mehrschichtkörpers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 auf ein Kunststoffformteil, Formteil (70) oder Substrat.
Verwendung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebeaufschlagungsvorrichtung weiter zur Veränderung des optischen Erscheinungsbilds des Mehrschichtkörpers (1) verwendet wird, in dem mittels Wärmeeinwirkung die Gefügestruktur und/oder die Streuzentren in der zumindest einen Metallschicht (12) geglättet werden, sodass der Mehrschichtkörper (1) einen Haze-Wert von weniger als 80%, insbesondere von weniger als 50%, aufweist.