DE1054355B

DE1054355B - Peel-off film with transferable layers produced by vacuum evaporation

Info

Publication number: DE1054355B
Application number: DEH15839A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Winkenbach; Dr Walter Reichelt
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1953-03-24
Filing date: 1953-03-24
Publication date: 1959-04-02

Description

Abziehfolie mit durch Aufdampfen im Vacuum hergestellten übertragbaren Schichten Bekanntlich lassen sich sowohl vermittels dünner metallischer Schichten in der Größenordnung von etwa 100A als auch an sich farbloser, insbesondere in größerer Anzahl übereinanderliegender dielektrischer Schichten bei bestimmter Bemessung der Schichtdicken auf Interferenz und auf Absorption beruhende reichhaltige Farbeffekte erzielen. Derartige Erscheinungen sind uns in der Natur vertraut als Farben dünner Plättchen, als auffallende Schillerfarben bei Schmetterlingsflügeln, Federn, beispielsweise von Pfauen. Sie erklären sich durch die an den Grenzflächen zwischen den einzelnen dünnen Schichten bz-w. zwischen den Schichten und der Unterlage bei verschiedener Brechzahl erfolgende Aufspaltung des auffallenden Lichtes in einen reflektierten und in einen durchgehenden Anteil, wobei noch Phasenverschiebungen und teilweise Polarisation eintreten. Die von den verschiedenen Grenzflächen ausgehenden Teilwellenzüge des Lichtes können sich dann im reflektierten oder im durchgelassenen Anteil für bestimmte Wellenlängen auslöschen oder verstärken, so daß beide Anteile komplementär gefärbt werden. Bei Vorhandensein dünner Metallschichten spielt außerdem noch die Absorption eine maßgebende Rolle. Dünne Goldschichten erscheinen beispielsweise im durchgelassenen Licht grün bis blau, im reflektierten Licht rot.Peel-off film with transferable produced by vacuum evaporation Layers It is well known that thin metallic layers can be used in the order of about 100A as well as more colorless per se, especially in larger ones Number of superimposed dielectric layers with a certain dimensioning of the Layer thicknesses based on interference and rich color effects based on absorption achieve. Such phenomena are familiar to us in nature than colors are thinner Platelets, as striking shimmering colors on butterfly wings, feathers, for example of peacocks. They are explained by the at the interfaces between the individual thin layers or between the layers and the substrate at different Refractive index splitting of the incident light into a reflected one and in a continuous part, with still phase shifts and partially Polarization occur. The partial wave trains emanating from the various interfaces of the light can then be in the reflected or in the transmitted portion for Extinguish or amplify certain wavelengths so that both components are complementary to be colored. If there are thin metal layers, the will also play Absorption plays a decisive role. For example, thin layers of gold appear Green to blue in transmitted light, red in reflected light.

Man ist heute in der Lage, durch Kombination von dünnen Metallschichten oder dünner, geeignet bemessener dielektrischer Schichten auf den Oberflächen fester Gegenstände metallische und farbige Effekte von überraschender Pracht, Farbtiefe und Leuchtkraft zu erzielen, welche viel wirkungsvoller sind als die üblichen, im Vergleich hierzu nur matt und stumpf erscheinenden Pigment- oder Metallfarben. Diese Schichten werden durch Vakuumverfahren, wie Vakuumaufdampfung oder Kathodenzerstäubung von Metallen und dielektrischen Stoffe, erzeugt, wodurch porenarme, harte und homogene, im allgemeinen auch sehr haftfeste Überzüge meiner genau bemessenen Dicke erhalten werden können.Today one is able to do this by combining thin metal layers or thin, suitably sized dielectric layers on the surfaces more firmly Objects metallic and colored effects of surprising magnificence, depth of color and to achieve luminosity, which are much more effective than the usual, im Compare this with pigment or metal colors that only appear matt and dull. These Layers are created using vacuum processes such as vacuum vapor deposition or cathode sputtering of metals and dielectric materials, resulting in low-pore, hard and homogeneous, In general, I received very adhesive coatings of my precisely measured thickness can be.

Die Veredelung durch Färbung und Bemusterung ist nun auf dem Textilsektor und bei verwandten Gebieten, so beispielsweise bei Leder, sehr wichtig. Der Versuch, metallisch oder farbig schillernde Schichten auch zum Bemustern von Textilien aus natürlichen und künstlichen, insbesondere vollsynthetischen Fasern, ferner von Leder und Kunststoffgegenständen zu verwenden, stieß jedoch in vielen Fällen auf Hindernisse.The finishing by dyeing and sampling is now in the textile sector and very important in related fields such as leather. The attempt, metallic or colored iridescent layers can also be used for patterning textiles natural and artificial, especially fully synthetic fibers, as well as leather and using plastic objects, however, encountered obstacles in many cases.

Einerseits genügte die Lebensdauer der durch die beschriebenen Vakuumverfahren hergestellten dünnen Schichten auf derartigen sehr flexiblen Grundmaterialien meist nicht den Ansprüchen. Beispielsweise sind Textilien beim Gebrauch nicht nur der Fremdreibung gegenüber der Haut oder .anderen Kleidungsstücken, sondern auch der Eigenreibung zwischen den Fasern des Stoffes ausgesetzt, so daß daraus eine hohe mechanische Beanspruchung der Oberfläche entsteht. Andererseits ist es auch schwierig, derartige dünne Schichten aufzubringen, die nachträglich ihre Dicke und ihren Interferenzfarbton nicht mehr ändern. Auch ist die hafterhöhende Vorpräparierung der flexiblen Unterlagen durch besondere organische, weiche Binderstoffe, wie sie beim Bedrucken von Leder oder Textilstoffen wegen ihres Feuchtigkeitsgehaltes gebräuchlich sind, meist nicht genügend vakuumbeständig, um die Vakuumverfahren unmittelbar anwenden zu können.On the one hand, the service life of the vacuum processes described was sufficient produced thin layers on such very flexible base materials mostly not the claims. For example, textiles are not just that when in use External friction against the skin or other items of clothing, but also the Self-friction between the fibers of the fabric exposed, so that a high mechanical stress on the surface occurs. On the other hand, it is also difficult to apply such thin layers, the subsequent their thickness and their interference color no longer change. There is also the pre-preparation of the flexible substrates to increase adhesion thanks to special organic, soft binders, such as those used when printing leather or textiles are used because of their moisture content, mostly not sufficiently vacuum-resistant to be able to use the vacuum process immediately.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, diese Hindernisse zu beseitigen und die Farbeffekte sehr dünner, durch Vakuumverfahren aufgebrachter Interferenzschichten zum Bemustern von Textilien, Leder u. dgl. flexiblen Unterlagen nutzbar zu machen. Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, auf eine Abziehfolie dielektrische Schichten aufzudampfen. Diese dielektrischen Schichten ergeben zusammen mit den schon bekannten aufgedampften Metallschichten leuchtende Farbeffekte, z. B. leuchtendgoldene Schichten, die sich leicht auf Textilien, Leder usw. übertragen lassen und dabei ihren leuchtenden Farbton beibehalten. Zwar hat man zur Bemusterung von Textilien durch Pigmentfarbstoffe schön Abziehbilder benutzt. Diese bestehen aus einer Unterlage für die zu übertragenden Schichten, im allgemeinen aus ungeleimtem, cv ässerdurchlässigem Papier (Metapapier) oder neuerdings auch- aus einer Kunststoffolie. Auf einer Seite sind sie mit einer Klebeschicht, z. B. mit einer wasserlöslichen Schicht wie Gelatine oder Weizenstärke grundiert. Bisher wurden jedoch keine Vakuumverfahren zum Aufbringen pigmentfarbener Muster auf Abziehschichtträger angewandt, weil man an der Vakuumbeständigkeit der Grundierung und an der Übertragbarkeit derartiger außerordentlich dünner Schichten und der Erhaltung solcher Muster überhaupt zweifelte. Überraschend für den Fachmann war es daher, daß sich auch aufgedampfte dünne Schichten aus dielektrischen oder dielektrischen und metallischen Stoffen an Stelle oder auch in Ergänzung der bisher gebräuchlichen Pigmentfarbstoffe nach Art eines Abziehbildes übertragen lassen. Solche Schichten wurden bisher beispielsweise zur Herstellung von Interferenzfilterbelägen oder Effektbrillenbelägen mit schillernder Farbwirkung benutzt. Erfindungsgemäß werden die Schichten auf eine grundierte Papier- oder Kunststoffunterlage durch Verdampfung der zu verwendenden dielektrischen Stoffe im Vakuum, beispielsweise von nicht oder nur wenig absorbierenden unlöslichen Oxyden, Fluoriden, Boriden, Nitriden und anderen anorganischen Verbindungen oder durch Kathodenzerstäubung von dielektrischen bzw. von dielektrischen und metallischen Stoffen aufgebracht.The invention was therefore based on the object of these obstacles to eliminate and the color effects very thin, applied by vacuum process Interference layers for patterning textiles, leather and similar flexible documents to make usable. To solve the problem, it is proposed to use a release liner to evaporate dielectric layers. These dielectric layers together result with the already known vapor-deposited metal layers luminous color effects, z. B. bright gold layers that are easily transferred to textiles, leather, etc. while maintaining their luminous hue. Although it has beautiful decals are used for the patterning of textiles with pigment dyes. These consist of a base for the layers to be transferred, in general made of unsized, water-permeable paper (metapaper) or recently also- from a plastic film. On one side they are covered with an adhesive layer, e.g. B. primed with a water-soluble layer such as gelatin or wheat starch. Until now however, vacuum processes for applying pigmented patterns to release liner have not been disclosed applied because of the vacuum resistance of the primer and the transferability such extremely thin layers and the preservation of such patterns in general doubted. It was therefore surprising for the person skilled in the art that vapor-deposited thin layers of dielectric or dielectric and metallic materials in place of or in addition to the previously used pigment dyes Have kind of a decal transferred. Such layers were previously for example for the production of interference filter coverings or effect glasses coverings with iridescent Color effect used. According to the invention, the layers are applied to a primed paper or plastic underlay by evaporation of the dielectric materials to be used in a vacuum, for example of insoluble oxides that are not or only slightly absorbing, Fluorides, borides, nitrides and other inorganic compounds or by cathode sputtering applied by dielectric or dielectric and metallic substances.

Es ergibt sich der Vorteil, daß man beliebig lange und breite Bänder von Abziehschichtträgern kontinuierlich im Vakuum bemustern kann. Trockene Grundierungsschichten zeigen sich dabei genügend vakuumbeständig. Die Frage der Haftfestigkeit und Abriebfestigkeit der aufzubringenden Schichten auf dem Hilfsträger ist hier von untergeordneter Bedeutung, da diese Effektschichten nachträglich auf flexible Unterlagen unter Lösung der Grundierungsschieht durch Befeuchten und Abziehen des Papiers bzw. der als Unterlage benutzten Kunststoffolie übertragen werden sollen. Ferner ist es günstig, daß die Abziehfolien gegenüber Gewebe und Leder vergleichsweise dünn sind. so daß nicht nur große Bahnen bemustert werden können, sondern auch den Aufdampfprozeß wesentlich erleichtern. Das Einschleusen des Abziehschichtträgers in das zur Herstellung der Schichten erforderliche Hochvakuum geht ohne Schwierigkeiten und ohne großen Pumpenaufwand vonstatten, so daß keine großen Lufteinbrüche eintreten. Flexible Unterlagen wie Leder und Textilgewebe sind kaum zum Durchschleusen geeignet, weil dabei die Schleusen nicht ausreichend abgedichtet werden- können und die Stoffe selbst groß.eLuftmengen enthalten. Es ist einweiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes, d@aß die Bemusterung bereits fertiger sperriger und größerer Gegenstände mit metallischen und schillernden Farbtönungen mittels ausschneidbarer Abziehfolien leichter und wirtschaftlicher als bei unmittelbarer Anwendung der bekannten Beschichtungsmethoden ist. Die Abziehfolien lassen sich dann in den gewünschten Konturen ausschneiden und die Farbschichten auf die Gegenstände in an sich bekannter Weise übertragen und zu gewünschten Mustern zusammensetzen.There is the advantage that one can have any length and width of ribbons of release liner continuously in vacuum. Dry primer coats show themselves to be sufficiently vacuum-resistant. The question of adhesive strength and abrasion resistance the layers to be applied on the subcarrier is of secondary importance here, because these effect layers are subsequently applied to flexible substrates with a solution of the primer by moistening and peeling off the paper or the plastic film used as a base should be transferred. It is also advantageous that the release liner opposite Fabric and leather are comparatively thin. so that not only large strips are patterned but also make the vapor deposition process much easier. The smuggling of the release liner in the high vacuum required to produce the layers goes without difficulty and without great pumping effort, so that none large air ingresses occur. Flexible underlays such as leather and textile fabrics are hardly suitable for sluicing through because the sluices are not adequately sealed and the substances themselves contain large amounts of air. It's another Advantage of the subject matter of the invention, that the sampling already finished bulky and larger objects with metallic and iridescent shades by means of Cuttable peel-off foils are easier and more economical than direct ones Application of the known coating methods is. The peel-off films can be then cut out in the desired contours and apply the layers of paint to the objects Transferred in a manner known per se and put together to form the desired patterns.

Im- allgemeinen wird es erforderlich sein, die zu bemusternden flexiblen Unterlagen, wie Textilgewebe aus natürlichen, künstlichen und vollsynthetischen Fasern, wie auch die Kunststoffoberflächen oder die Oberfläche von Leder, Fellen, Pelzen u. dgl. so zu präparieren, daß eine gegenüber Eigen- und Fremdreibung widerstandsfähige Verankerung und Haftung der von den Abziehfolien zu übertragenden Schichten erzielt wird. Man kann hierzu die zu verzierenden Stoffe, Gewebe u. dgl. mit an sich bekannten Bindern oder Grundierungsemulsionen versehen, beispielsweise mit organischen Stoffen wie Albuminen mit teilweise polymerisierten Methacrylsäure- und Acrylsäureestern, vorzugsweise mit Grundierungsemulsionen, die eine gewisse Verwandtschaft mit dem zu bedruckenden Material besitzen, beispielsweise mit den nicht erhärteten Ausgangsstoffen des Kunststoffes, aus dem die Gewebe bestehen.In general, it will be necessary to have the flexible ones to be patterned Underlays such as textile fabrics made from natural, artificial and fully synthetic Fibers, as well as the plastic surfaces or the surface of leather, fur, To prepare furs and the like in such a way that they are resistant to internal and external friction Anchoring and adhesion of the layers to be transferred from the release films achieved will. For this purpose, the fabrics, fabrics and the like to be decorated can also be known per se Provided binders or primer emulsions, for example with organic substances such as albumins with partially polymerized methacrylic and acrylic acid esters, preferably with primer emulsions that have a certain kinship with the Have material to be printed, for example with the non-hardened starting materials of the plastic from which the fabrics are made.

Der Binder läßt sich auch unmittelbar als oberste Schicht auf die Abziehfolie aufbringen, was gegenüber dem Bestreichen der zu bemusternden Gegenstände oft vorteilhaft ist.The binder can also be used directly as the top layer on the Apply peel-off film, as opposed to painting the objects to be patterned is often beneficial.

Bei der Übertragung der metallfarbenen oder durch Interferenz gefärbten Muster auf die flexiblen Unterlagen läßt es sich je nach Wahl der Binder und durch Variation des dabei ausgeübten Druckes und der Temperatur erreichen, daß die zu übertragenden Schichten hochglänzend oder durch eine gewisse mikroskopische Rauhigkeit matter werden und einen wärmeren Farbton erhalten. Beispielsweise lassen sich samtartig anfühlende, aber metallfarbene Schichten übertragen. Bisher wurden zur Bemusterung von großen Flächen bei Lederwaren nur verhältnismäßig kleine Stücke von Blattgold bzw. Goldschlägerhäutchen verwendet, indem sie von Hand auf diese Gegenstände aufgepreßt wurden. Die durch Aufdampfen auf Abziehpapier hergestellten großflächigen Schichten können jedoch trotz geringer Dicke auf große Flächen übertragen werden. So lassen sich sehr effektvolle Goldtöne in vielfältiger Abstufung mit Schichtenkombinationen erzielen, die gar keine Metalle enthalten. Diesen mannigfachen Vorteilen stehen beim Erfindungsgegenstand keinerlei Nachteile gegenüber. Er bringt eine praktisch wertvolle Ergänzung der Veredelungstechnik von flexiblen Stoffen, wie Leder, Fellen, Textilgeweben.When transmitting the metallic colored or colored by interference Patterns on the flexible documents can be made depending on the choice of binder and through Variation of the pressure exerted and the temperature achieve that the too The transferring layers are glossy or have a certain microscopic roughness become duller and get a warmer shade. For example, they can be velvety Sensitive, but metal-colored layers are transferred. So far have been used for sampling only relatively small pieces of gold leaf of large surfaces in leather goods or gold bat skin used by pressing them by hand on these objects became. The large-area layers produced by vapor deposition on release paper can, however, be transferred to large areas despite their small thickness. Let it be very effective gold tones in various gradations with layer combinations that do not contain any metals. These manifold advantages are available no disadvantages compared to the subject matter of the invention. He brings one handy valuable addition to the finishing technology of flexible fabrics such as leather, fur, Textile fabrics.

Als Abziehpapier eignen sich die bekannten Sorten, wie einfaches Kollodiumhautpapier, Duplexpapier, welches noch eine zusätzliche dickere Papierunterlage für den eigentlichen feinen lacktragenden, transparenten Papierfilm besitzt und ferner Kunststoffolien. Die Grundierung für die Abziehpapiere bestehen aus Eiweiß- oder Stärkelösungen oder aus gewissen wasserlöslichen Lacken. Wenn diese Grundierungen nicht vakuumbeständig sind, können sie noch mit einer zusätzlichen dünnen, als Glashaut bezeichneten Decke aus erhärtenden und vakuumbeständigen Lacken wie Zaponlack überzogen werden, ehe sie durch ein Vakuumverfahren mit dielektri.schen Schichten belegt werden. Dies kann oft auch zur Erzielung eines besonders starken Glanzes bei den zu übertragenden Schichten günstig sein. Da diese Glashaut beim Druck ebenfalls mit übertragen wird, wirkt sie dann als Schutz für die Zierschichten.The well-known types are suitable as peel-off paper, such as simple collodion skin paper, Duplex paper, which is an additional thick paper backing for the actual has fine lacquer-bearing, transparent paper film and also plastic films. The primer for the release papers consist of protein or starch solutions or from certain water-soluble paints. If these primers are not vacuum resistant they can be covered with an additional thin cover known as glass skin be coated with hardening and vacuum-resistant lacquers such as zapon lacquer before they are covered with dielectric layers by a vacuum process. this can often also be used to achieve a particularly strong gloss on the parts to be transferred Layers are cheap. Since this glass skin is also transferred during printing, it then acts as protection for the decorative layers.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Abbildung schematisch eine Abziehfolie mit den zu übertragenden dielektri.schen Schichten im Durchschnitt bei starker Vergrößerung dargestellt. Auf der Papierunterlage 1, beispielsweise einem ungeleimten Metahautpapier, liegt eine wasserlösliche Albuminschicht 2 mit einer glättenden Glashautschicht 3. Hierauf ist durch ein Vakuumverfahren eine Schichtenfolge 4 bis 7 aufgedampft.To explain the invention, a is shown schematically in the figure Release film with the dielectric layers to be transferred on average shown at high magnification. On the paper base 1, for example a unsized meta skin paper, lies a water-soluble albumin layer 2 with a smoothing glass skin layer 3. This is followed by a sequence of layers by means of a vacuum process 4 to 7 evaporated.

Sie besteht bei rein dielektrischen Schichten aus abwechselnd hoch- und niederbrechenden Substanzen, beispielsweise MgF. (Schichten 4 und 6) und ZnS (Schichten 5 und 7). Eine solche Schichtenfolge ergibt stark glänzende Oberflächen, die bei größerer Schichtenzahl einen metallischen Eindruck machen.In the case of purely dielectric layers, it consists of alternating high- and breakdown substances such as MgF. (Layers 4 and 6) and ZnS (Layers 5 and 7). Such a sequence of layers results in very shiny surfaces, which at make a metallic impression with a larger number of layers.

Wenn aber dielektrische gemischt mit metallischen Schichten aufgebracht werden, wird beispielsweise zunächst eine Siliciummonoxvdschicht 4 etwa in der Dicke von 500 A, eine Goldschicht 5 von etwa 50 A Dicke und noch eine Aluminiumschicht 6 etwa in der Dicke von 200 A aufgedampft. Schließlich kann nach Aufdampfen der zu übertragenden Zierschichten noch eine dünne Haftschicht 7 aufgebracht werden.But when applied dielectric mixed with metallic layers are, for example, first a silicon monoxide layer 4 approximately in thickness of 500 A, a gold layer 5 of about 50 A thickness and another aluminum layer 6 evaporated to a thickness of about 200 Å. Finally, after evaporation of the A thin adhesive layer 7 can also be applied to the decorative layers to be transferred.

Wenn auch die Abziehfolie der Erfindung den meisten Fortschritt vor allem beim Bemustern flexibler Unterlagen bringt, so steht doch nichts im Wege, sie auch zur Belegung von festen Unterlagen, wie Glas, Kunststoffen, Holz, Metall, Keramik und von aus diesen Stoffen gefertigten mannigfachen Gegenständen zu verwenden. Beispielweise kann man damit auf Glasscheiben oder flach gewölbten Gläsern, wie Brillengläsern, Interferenzschichten, Absorptionsschichten oder andere Schichtkombinationen aufbringen, wobei die Belegung der Unterlagen in sehr wirtschaftlicher Weise außerhalb des Vakuums vorgenommen wird.Even though the release liner of the invention makes the most progress especially when sampling flexible documents, nothing stands in the way, they can also be used to cover solid surfaces such as glass, plastics, wood, metal, To use ceramics and various objects made from these materials. For example, you can use it on panes of glass or flat curved glasses, such as Spectacle lenses, interference layers, absorption layers or other layer combinations raise, with the occupancy of the documents in a very economical way outside the vacuum is made.

An Stelle einer wasserlöslichen Grundierung für das Abziehpapier läßt sich auch eine etwa in der Wärme erweichende oder eine durch organische Mittel auflösbare Grundierung verwenden.In place of a water-soluble primer for the release paper leaves also one that is softened in the warmth or one that can be dissolved by organic means Use primer.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Peel-off film with produced by vacuum evaporation transferable layers, characterized by vapor-deposited dielectric layers.

2. Peel-off film according to claim 1, characterized by alternately vapor-deposited metallic and dielectric layers.

3. Peel-off film according to claim 1 or 2, characterized by a vacuum-resistant lacquer layer over the water-soluble one, which is known per se Primer coat.

4. peel-off film according to claim 1 or 2, characterized by a vacuum-resistant plastic film over the known water-soluble Primer coat. Publications considered: German Patent Specifications No. 755 294, 720 870; Swiss Patent No. 222 322; British patent specification No. 428,800; E. K l i m ch, "Aid Book for Reproduction Technicians", 1933, p. 22.