DE19834734C2 - Component with an effect surface and method for its production - Google Patents
Component with an effect surface and method for its productionInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil mit einer Effektoberfläche sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The present invention relates to a component an effect surface and a method for the same Production.
Zur Beschichtung von Bauteiloberflächen mit Refle xions-, Glanz- oder Farbschichten ist es üblich, meh rere Arbeitsschritte zu durchlaufen.For coating component surfaces with Refle xions-, gloss or color layers, it is common, meh to go through other work steps.
Reflektierende Bauteile aus Kunststoff oder Metall, wie sie beispielsweise bei Lampen oder Spiegeln vor kommen, werden üblicherweise erst mit einer Lack schicht überzogen, um die herstellungsbedingte Ober flächenrauheit auszugleichen und die für einen hohen Glanz ausreichend gute Oberflächenbeschaffenheit zu gewährleisten. Auf diese glatte Schicht wird an schließend zum Beispiel in einem Vakuumbeschichtungs verfahren eine Schicht aus Aluminium oder Silber abgeschieden. Zum Schutze dieser sehr empfindlichen re flektierenden Metallschicht vor mechanischer oder chemischer Beanspruchung wird abschließend eine transparente Lackschicht aufgebracht.Reflective components made of plastic or metal, such as those used for lamps or mirrors usually come with a varnish layer coated to the manufacturing-related upper compensate for surface roughness and that for a high Sufficiently good surface texture guarantee. This is a smooth layer closing for example in a vacuum coating process a layer of aluminum or silver deposited. To protect this very sensitive right reflective metal layer before mechanical or chemical stress becomes a transparent lacquer layer applied.
Aus der DE 40 17 220 C2 ist ein Verfahren zur Herstel lung eines mehrfarbigen Schichtsystems auf Kunststof folien bekannt. Dieses Verfahren beruht auf dem Prin zip von Fabry-Perot Indifferenz-Filtern und ist so für die Herstellung monochromatischer Filterplatten bekannt.DE 40 17 220 C2 describes a method for manufacturing development of a multi-colored layer system on plastic known foils. This process is based on the Prin zip from Fabry-Perot indifference filters and so for the production of monochromatic filter plates known.
Die DE 22 56 441 A lehrt eine wärmereflektierende Scheibe aus einem transparenten Schichtträger, auf der verschiedene Metallschichten und eine Lackschicht als Schutzschicht aufgebracht sind.DE 22 56 441 A teaches a heat reflective Disc made of a transparent layer support of different layers of metal and a layer of paint are applied as a protective layer.
Die US 4,990,408 lehrt einen transparenten Artikel aus dem Solarzellenbereich, auf dem definierte Re flexschichten aufgebracht sind.US 4,990,408 teaches a transparent article from the solar cell area, on the defined Re flex layers are applied.
Nach der herkömmlichen Verfahrensweise werden für die Beschichtung eines solchen Reflektors mit einer re flektierenden Schicht drei Prozeßschritte benötigt, welche in völlig unterschiedlichen Anlagen durchge führt werden müssen. Dies liegt daran, daß die Lack schicht zur Oberflächenglättung sowie die abschlie ßende Klarlackschicht in Lackierkabinen durchgeführt werden müssen, während der dazwischenliegende Schritt zur Aufbringung einer dünnen Metallschicht in einer Vakuumkammer durchgeführt werden muß. Hierdurch erge ben sich zunächst logistische Probleme sowie ein hoher Kostenaufwand, außerdem kann es zwischen den Pro zeßschritten zu Verunreinigungen auf den neu geschaf fenen Oberflächen kommen. Nachteilig am Lackierver fahren ist außerdem, daß die Trocknung der Lack schichten lange Zeit beansprucht, die den Produk tionsprozeß stark verzögern. Ein gemeinsamer Nachteil von Lackierverfahren sowie dem Vakuumbeschichtungs verfahren liegt darin, daß die Stärke der Beschich tungen bei gekrümmten oder rauhen Bauteiloberflächen stark schwankt. Dies führt zu starken Beeinträchti gungen bei dem späteren Erscheinungsbild des reflek tierenden Bauteiles. Um mit ausreichender Sicherheit an sämtlichen Stellen der Bauteiloberfläche eine aus reichend hohe Schichtstärke zu erzielen, muß außerdem ein hoher Überschuß an Lack bzw. anderem Beschich tungsmaterial vorgesehen werden. Dies bedeutet neben einem hohen Kostenaufwand auch eine starke Umweltbe einträchtigung. According to the conventional procedure for Coating such a reflector with a right reflective layer requires three process steps, which are carried out in completely different plants must be led. This is because the paint layer for surface smoothing and the final eats clear coat in paint booths need to be during the intermediate step to apply a thin layer of metal in a Vacuum chamber must be carried out. As a result logistical problems as well as a high level Expense, moreover, it can be between the Pro steps to contaminate the new sheep open surfaces. A disadvantage of the painting machine driving is also that the drying of the paint layers that take a long time, the product strongly delay the tion process. A common disadvantage painting processes and vacuum coating The procedure is that the strength of the coating in the case of curved or rough component surfaces fluctuates greatly. This leads to severe impairments the later appearance of the reflek component. To with sufficient certainty one off at all locations on the component surface To achieve a sufficiently high layer thickness must also a high excess of paint or other coating tion material are provided. This means besides a high environmental impact einträchtigung.
Die oben beschriebenen Nachteile werden bei dem Ver sehen von Bauteiloberflächen mit Interferenzschicht systemen nach dem Stand der Technik sogar noch deut licher. Interferenzfarben entstehen durch die Über lagerung von Lichtstrahlen gleicher Wellenlänge mit einer Phasenverschiebung. Je nach Verhältnis der Pha senverschiebung zur Wellenlänge kann durch die Über lagerung eine Verstärkung oder Abschwächung der Lichtintensität resultieren. Für die technische Rea lisierung wird die Reflexion einfallenden Lichts mit einem breiten Wellenlängenspektrum an den Grenzflä chen optisch verschieden dichter Materialien ausge nutzt. Bei der Reflexion werden aus diesem Spektrum einzelne Bereiche verstärkt oder abgeschwächt, wo durch der visuelle Farbeindruck entsteht. Der Abstand der Grenzflächen, also die Dicke der entsprechenden Schichten, liegt im Bereich der Wellenlänge sichtba ren Lichtes bei wenigen 100 nm. Diese Schichten wer den, nachdem die Bauteiloberfläche durch eine Lack schicht geglättet wurde, zum Beispiel mittels einem Vakuumbeschichtungsverfahren nacheinander auf die Bauteiloberfläche bedampft. Bei gekrümmten Bauteil oberflächen ist es jedoch nicht möglich, mit vertret barem technischen Aufwand eine Schicht mit homogener Dicke mittels eines Vakuumbeschichtungsverfahren ab zuscheiden. Durch diesen Mangel bedingt kann es zu starken Beeinträchtigungen im optischen Erscheinungs bild eines solchen Interferenzschichtsystemes kommen. Außerdem wird, auch wenn chemisch und mechanisch sehr resistente Metalloxide zur Beschichtung verwendet werden, aufgrund der in der Regel nicht geschlossenen Schicht kein ausreichender Schutz des darunterliegen den Bauteils gewährleistet.The disadvantages described above are in the Ver see component surfaces with interference layer systems according to the state of the art even more Licher. Interference colors arise from the over Storage of light rays of the same wavelength with a phase shift. Depending on the ratio of the Pha The shift to the wavelength can be caused by the over storage a strengthening or weakening of the Light intensity result. For the technical rea the reflection of incident light a broad spectrum of wavelengths at the interfaces chen optically different dense materials uses. In the reflection, this spectrum individual areas reinforced or weakened where created by the visual color impression. The distance of the interfaces, i.e. the thickness of the corresponding ones Layers, is visible in the wavelength range light at a few 100 nm the after the component surface by a paint layer has been smoothed, for example using a Vacuum coating process one after the other on the Steamed component surface. With curved component surfaces, however, it is not possible to represent with a technical layer with a homogeneous layer Thickness using a vacuum coating process zuscheiden. Due to this deficiency, it can be too severe impairments in visual appearance image of such an interference layer system. In addition, even if chemically and mechanically very resistant metal oxides used for coating due to the fact that they are usually not closed Layer does not provide adequate protection of the underlying guaranteed the component.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, welche auf kostengün stige und umweltfreundliche Weise die qualitativ ein wandfreie und wenig zeitintensive Bedeckung von Bau teiloberflächen mit einer Reflexions-, Glanzschicht oder einer anderen optisch wirksamen Schicht erlaubt. Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil mit einer Effektoberfläche nach Patentanspruch 1 gelöst.It is therefore the object of the present invention an opportunity to create, which at a reasonable price quality and environmentally friendly way Wall-free and less time-consuming covering of construction partial surfaces with a reflective, glossy layer or another optically effective layer allowed. This task is performed by a component with a Effect surface solved according to claim 1.
Dadurch, daß der Folienverbund aus einer transparen ten Trägerfolie, auf der eine Effektschicht und nach folgend eine metallische Schmelzschicht aufgebracht ist, wobei die Schmelzschicht die Verbindungsschicht zur Bauteiloberfläche ist, besteht, können metalli sche oder metallbeschichtete Oberflächen mit einer leicht herstellbaren Effektschicht gleichmäßiger Stärke versehen werden. Hierbei wird der mit der me tallischen Schmelzschicht auf das Bauteil aufschmelz bare Folienverbund sowohl zur Erzielung visueller Ef fekte als auch zum Oberflächenschutz genutzt.Because the film composite from a transparent carrier film on which an effect layer and after subsequently applied a metallic melt layer , the melt layer being the tie layer to the component surface, there may be metalli or metal-coated surfaces with a easily producible effect layer more evenly Strength. Here the one with the me melt the metallic enamel layer onto the component bare film composite both to achieve visual ef fect as well as used for surface protection.
Ein großer Vorteil gegenüber den Beschichtungen nach dem Stand der Technik liegt darin, daß die Effekt schicht (hierbei kann es sich um eine Reflexions-, Glanz-, Farb- oder Interferenzschicht handeln) be reits vorgefertigt ist. Hiermit entfallen mögliche Trocknungszeiten, welche den Produktionsprozeß bei Beschichtungen nach dem Stand der Technik stark ver zögern. Außerdem ist es sehr einfach möglich, die Ef fektschicht in einer gleichförmigen Stärke herzu stellen, da der Auftrag auf einer glatt ausgelegten Trägerfolie erfolgen kann und keine Anpassung an eine gekrümmte Bauteiloberfläche während des Aufbringens der Effektschicht erfolgen muß. Des weiteren ist durch die Trägerfolie, welche im aufgebrachten Zu stand des Folienverbundes von der Bauteiloberfläche weg weist, ein sehr wirksamer Schutz gegenüber mecha nischen und chemischen Beanspruchungen gegeben. Es wird somit eine geschlossene Außenhaut zur Verfügung gestellt, die auch aufgrund ihrer Elastizitätseigen schaften große Vorteile gegenüber aufgebrachten Klar lackschichten aufweist.A big advantage over the coatings after the prior art is that the effect layer (this can be a reflection, Act gloss, color or interference layer) be is already prefabricated. This eliminates possible Drying times which contribute to the production process Coatings according to the state of the art hesitate. It is also very easy to do the Ef layer of uniform thickness ask since the order on a smoothly laid out Carrier film can be made and no adjustment to one curved component surface during application the effect layer must be done. Furthermore is through the carrier film, which in the applied Zu status of the film composite from the component surface points out a very effective protection against mecha African and chemical stresses. It a closed outer skin is thus available posed, also because of their elasticity have great advantages over angry Klar has layers of paint.
Vorteilhaft ist außerdem, daß mit dem vorgefertigten Folienverbund der apparative Aufwand zum Bedecken von Bauteiloberflächen deutlich vermindert wird. Statt einer Lackieranlage und einer Anlage zur Vakuumbe dampfung ist mit dem erfindungsgemäßen Folienverbund die Aufbringung einer optisch wirksamen Schicht sowie einer Schutzschicht durch einfache Wärmezufuhr mög lich.It is also advantageous that with the prefabricated Foil composite the expenditure on equipment for covering Component surfaces is significantly reduced. Instead of a painting plant and a plant for vacuum painting damping is with the film composite according to the invention the application of an optically effective layer and a protective layer by simple heat supply possible Lich.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfin dung werden in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous further developments of the present invention tion are specified in the dependent claims.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß die Schmelzschicht aus einem Metall oder einer Metalle gierung mit einem Schmelzpunkt im weichelastischen, warmumformbaren Bereich der Trägerfolie besteht. Die ser Bereich liegt bei teilkristallinen Thermoplasten in der Nähe des Kristallitschmelzpunkts und bei amor phen Thermoplasten oberhalb der Glastemperatur in der Nähe der Fließtemperatur. Es ist besonders vorteil haft, als Metall Zinn oder eine Zinlegierung oder Blei zu verwenden, wobei die Schichtstärke vorteil hafterweise 50 bis 500 nm beträgt.An advantageous further development provides that the Melting layer of a metal or metals alloy with a melting point in the flexible, hot-formable area of the carrier film. the This range is for semi-crystalline thermoplastics near the crystallite melting point and at amor phen thermoplastics above the glass temperature in the Near the flow temperature. It is particularly beneficial stick, as metal tin or a zinc alloy or To use lead, the layer thickness is advantageous is 50 to 500 nm.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Effektschicht zur Erzielung von Interferenz effekten für den Betrachter aus einer Abfolge von dielektrischen transparenten Schichten und teiltrans parenten metallischen Schichten besteht. Im einfachsten Falle ist die Effektschicht aus zwei transparen ten Schichten mit einer dazwischenliegenden teil transparenten metallischen Schicht ausgeführt, wobei die transparente Schicht vorzugsweise aus einem Me talloxid wie Aluminiumoxid, Chromoxid, Zinnoxid oder Eisenoxid besteht und eine Stärke zwischen 10 und 1000 nm aufweist. Die teiltransparente metallische Zwischenschicht weist mit 5 bis 10 nm im Normalfall eine deutlich geringere Stärke als die transparente Schicht auf und besteht vorteilhafterweise aus dem Metall, dessen Oxid in der benachbarten transparenten Schicht vorhanden ist.Another advantageous embodiment provides that the effect layer to achieve interference effects for the viewer from a sequence of dielectric transparent layers and partially trans parent metallic layers. In the simplest Trap is the effect layer of two transparencies layers with an intermediate part transparent metallic layer, where the transparent layer is preferably made of a me talloxide such as aluminum oxide, chromium oxide, tin oxide or There is iron oxide and a strength between 10 and 1000 nm. The partially transparent metallic Interlayer usually has 5 to 10 nm a much lower thickness than the transparent one Layer on and advantageously consists of the Metal, its oxide in the adjacent transparent Layer is present.
Unabhängig von der Effektschicht ist es nötig, eine Schmelzschicht vorzusehen, welche durch thermisches Fügen mit einer Bauteiloberfläche für die Haftung des Folienverbundes sorgt. Ist lediglich ein einfacher Glanzeffekt auf der Bauteiloberfläche erwünscht, reicht es aus, die Trägerfolie lediglich mit einem niedrigschmelzenden Metall zu belegen (Effektschicht und Schmelzschicht werden zusammengelegt), um einer seits eine optische Wirkung und andererseits den Halt auf dem Bauteil zu ermöglichen.Regardless of the effect layer, it is necessary to have one Melt layer to be provided, which by thermal Join with a component surface for the adhesion of the Foil composite ensures. It's just a simple one Desired gloss effect on the component surface, it is sufficient to use only one carrier film to cover low melting metal (effect layer and enamel layer are combined) to form one on the one hand an optical effect and on the other hand the hold to allow on the component.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß der Folienverbund dadurch entsteht, daß auf die transparente Trägerfolie in einem Vakuumbeschich tungsverfahren zunächst die Effektschicht (gegebenen falls in mehreren Schritten, falls es sich um eine mehrlagige Effektschicht, wie etwa eine Interferenz schicht, handelt) und dann die Schmelzschicht in ei nem Vakuumbeschichtungsverfahren aufgebracht wird. A particularly advantageous embodiment provides before that the film composite arises from the fact that on the transparent carrier film in a vacuum coating First, the effect layer (given if in several steps, if it is a multilayer effect layer, such as interference layer, acts) and then the enamel layer in egg is applied using a vacuum coating process.
Auf diese Weise sind die einzelnen Schichten in be liebig geringer Stärke und ohne die langen Trock nungszeiten vergleichbarer Lackschichten herstellbar.In this way, the individual layers are in arbitrarily low strength and without the long drying comparable paint layers can be produced.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß der Folienverbund insbesondere für zu verspie gelnde, zu lackierende oder mit Interferenzeffekten zu versehende metallische oder nichtmetallische Ober flächen eines Spiegels, einer Lampe oder eines Kraft fahrzeuges zu verwenden ist. Der Einsatzbereich er streckt sich jedoch auch auf beliebige andere Gebie te, in denen auf eine kosteneffiziente Weise eine geschützte Effektschicht in kurzer Zeit aufgebracht werden soll.Another advantageous embodiment provides that the film composite especially for playing terrain, to be painted or with interference effects metallic or non-metallic surfaces to be provided surfaces of a mirror, a lamp or a force vehicle is to be used. The area of application however, it also extends to any other area te in which a protected effect layer applied in a short time shall be.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß der Folienverbund, mit der Schmelzschicht der Oberfläche eines metallischen oder metallbeschichte ten Bauteils zugewandt, unter Hitzewirkung und Druck belastung auf diese aufgebracht wird. Hiermit ist das Aufbringen des Folienverbundes auf eine metallische Bauteiloberfläche sehr einfach möglich. Für nichtme tallische Bauteile, zum Beispiel Kunststoffbauteile ist es vorteilhaft, daß diese vor dem Auftrag des Folienverbundes in einer Vakuumkammer mit einem Me tall, zum Beispiel einem niedrigschmelzenden Metall wie Zinn oder Blei, beschichtet wird. Es ist beson ders vorteilhaft, diesen Beschichtungsvorgang syn chron zum Aufbringen der Schmelzschicht in derselben Vakuumkammer durchzuführen. Das gleichzeitige Erstel len der Schmelzschicht des Folienverbundes sowie der Metallschicht auf der Bauteiloberfläche wirkt kosten- und zeitsparend, außerdem wird auf diese Weise eine geringstmögliche Verschmutzung der zu fügenden Ober flächen ermöglicht, wenn der Fügevorgang sich unmittelbar an das Aufbringen der Metallschichten an schließt.A particularly advantageous further training provides that the film composite, with the melt layer of the Surface of a metallic or metal coating facing the component, under heat and pressure load is applied to this. This is it Applying the film composite to a metallic Component surface very easily possible. For not me metallic components, for example plastic components it is advantageous that this before the order of the Foil composite in a vacuum chamber with a me tall, for example a low melting metal such as tin or lead. It is special it is advantageous to syn this coating process chron to apply the enamel layer in the same Vacuum chamber. The simultaneous creation len the melt layer of the film composite and the Metal layer on the component surface has a cost- and time-saving, it also becomes a least possible contamination of the upper to be joined surfaces if the joining process is immediate to the application of the metal layers closes.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß der ge samte Herstellungsprozeß (alle Beschichtungen der Trägerfolie) sowie das spätere Aufbringen des herge stellten Folienverbundes auf die Bauteiloberfläche in derselben Vakuumkammer erfolgen. Die für den Fügevor gang notwendige Wärmeenergie kann hierbei durch eine in der Vakuumkammer angeordnete Strahlungsheizung bzw. durch Glimmentlandung erfolgen. Es ist besonders vorteilhaft, hierbei auch eine Feinreinigung der zu fügenden Oberflächen durch eine Glimmentladung mit Edelgas durchzuführen.Another embodiment provides that the ge Entire manufacturing process (all coatings of the Carrier film) and the later application of the herge put film composite on the component surface in same vacuum chamber. The one for joining necessary thermal energy can be achieved by a Radiant heating arranged in the vacuum chamber or by glow landing. It is special advantageous, here also a fine cleaning of the joining surfaces with a glow discharge Perform noble gas.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung werden in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous developments of the present Invention are set out in the remaining dependent claims specified.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand mehrerer Figuren erläutert. Es zeigen:In the following the present invention is based on explained several figures. Show it:
Fig. 1a bis 1c mehrere Ausführungsformen eines erfin dungsgemäßen Folienverbundes, Fig. 1a-1c several embodiments of a film composite OF INVENTION to the invention,
Fig. 2a und 2b zwei Möglichkeiten zur Anbringung ei nes Folienverbundes auf einer Bauteil oberfläche. FIGS. 2a and 2b show two possibilities for mounting surface-ei nes film composite on a component.
Fig. 1a zeigt einen erfindungsgemäßen Folienverbund 1 mit einer Trägerfolie 2, einer Effektschicht 3 und einer Schmelzschicht 4. Die einzelnen Schichten sind so angeordnet, daß die Effektschicht 3 zwischen der Trägerfolie 2 und der Schmelzschicht 4 liegt. Die Trägerfolie 2 besteht aus einem transparenten thermo plastischen Kunststoff zum Beispiel aus der Gruppe der Polycarbonate, Polyimide, Polyterephthalate oder Polyvinylfluoride. Die Dicke der Trägerfolie 2 be trägt zwischen 30 und 300 µm. Fig. 1a shows a composite sheet 1 according to the invention with a carrier film 2, an effect layer 3 and a melt layer 4. The individual layers are arranged so that the effect layer 3 lies between the carrier film 2 and the melt layer 4 . The carrier film 2 consists of a transparent thermoplastic, for example from the group of polycarbonates, polyimides, polyterephthalates or polyvinyl fluorides. The thickness of the carrier film 2 be between 30 and 300 microns.
Die Schmelzschicht 4 besteht aus einem Metall oder einer Metallegierung mit einem Schmelzpunkt im wei chelastischen, warmumformbaren Bereich der Trägerfo lie, vorzugsweise unter 250°C. Die Schichtstärke der Schmelzschicht 4 beträgt vorzugsweise zwischen 50 und 500 nm. Die Schmelzschicht 4 ist aus Zinn oder einer Zinnlegierung.The melt layer 4 consists of a metal or a metal alloy with a melting point in the white chelastic, hot-formable region of the carrier foil, preferably below 250 ° C. The layer thickness of the melt layer 4 is preferably between 50 and 500 nm. The melt layer 4 is made of tin or a tin alloy.
Die Effektschicht 3 ist als Reflexionsschicht ausge führt. Diese reflektiert aus Richtung 7 einfallende Lichtstrahlen. Die aus der Richtung 7 einfallenden Lichtstrahlen passieren die transparente Trägerfolie 2 und werden im Bereich des Randes zwischen der Trä gerfolie 2 und der Reflexionsschicht 3 reflektiert. Die Effektschicht 3 ist als aus einem einzigen Mate rial gebildete Schicht ausgeführt und besteht aus Aluminium oder Silber, Chrom oder Zinn. Ihre Dicke beträgt 50 bis 500 nm.The effect layer 3 is out as a reflection layer leads. This reflects incident light rays from direction 7 . The light rays incident from the direction 7 pass through the transparent carrier film 2 and are reflected in the region of the edge between the carrier film 2 and the reflection layer 3 . The effect layer 3 is designed as a layer formed from a single material and consists of aluminum or silver, chrome or tin. Its thickness is 50 to 500 nm.
Die Fig. 1b bis 2b verwenden für gleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1a. Figs. 1b-2b use the same for the same components reference numerals as in Fig. 1a.
Fig. 1b zeigt eine Trägerfolie 2, auf welche eine gemeinsame Effekt- und Schmelzschicht 3, 4 aufge bracht ist. Für einen aus Blickrichtung 7 schauenden Betrachter weist die in Fig. 1b gezeigte Folie einen metallischen Glanz auf. Die gemeinsame Effekt- und Schmelzschicht 3, 4 besteht aus einem niedrigschmelzenden Metall wie etwa Zinn oder Blei. Die Schicht stärke der Effekt- und Schmelzschicht 3, 4 beträgt zwischen 50 und 500 nm. Fig. 1b shows a carrier film 2 , on which a common effect and melt layer 3 , 4 is brought up. For a viewer looking from viewing direction 7 , the film shown in FIG. 1b has a metallic sheen. The common effect and melting layer 3 , 4 consists of a low-melting metal such as tin or lead. The layer thickness of the effect and enamel layers 3 , 4 is between 50 and 500 nm.
Fig. 1c zeigt eine transparente Kunststoffträgerfolie 2 mit einer Schmelzschicht 4 und einer dazwischenlie genden, mehrschichtige Effektschicht 3. Die Effekt schicht 3 ist als aus einer Abfolge von dielektri schen transparenten Schichten 3a und teiltransparen ten metallischen Schichten 3b aufgebaute Interferenz schicht ausgeführt. In Fig. 1c schließt sich an die Trägerfolie 2 zunächst eine transparente Schicht 3a, dann eine teiltransparente Schicht 3b, dann eine transparente Schicht 3a, dann eine weitere teiltrans parente Schicht 3b und schließlich eine transparente Schicht 3a an. An diese schließt sich die Schmelz schicht 4 an. Der vorliegende Schichtaufbau ent spricht dem eines metall-dielektrischen Fabry-Perot- Filters. Fig. 1c shows a transparent plastic substrate film 2 having a melt layer 4 and a constricting dazwischenlie multilayer effect layer 3. The effect layer 3 is designed as an interference layer constructed from a sequence of dielectric layers 3 a and partially transparent metallic layers 3 b. In Fig. 1c, the carrier film 2 is first followed by a transparent layer 3 a, then a partially transparent layer 3 b, then a transparent layer 3 a, then another partially transparent layer 3 b and finally a transparent layer 3 a. This is followed by the melting layer 4 . The present layer structure corresponds to that of a metal-dielectric Fabry-Perot filter.
Die transparente Schicht 3a besteht aus einem Metall oxid wie etwa Aluminiumoxid, Chromoxid, Zinnoxid oder Eisenoxid. Die Schichtstärke der transparenten Schicht kann zwischen 10 und 1000 nm, vorzugsweise zwischen 50 und 500 nm betragen. Die teiltransparente metallische Schicht 3b kann eine Stärke zwischen 5 und 20 nm aufweisen, vorzugsweise zwischen 5 und 10 nm. Die teiltransparente metallische Zwischen schicht 3b besteht aus Aluminium, Chrom, Zinn oder Eisen.The transparent layer 3 a consists of a metal oxide such as aluminum oxide, chromium oxide, tin oxide or iron oxide. The layer thickness of the transparent layer can be between 10 and 1000 nm, preferably between 50 and 500 nm. The partially transparent metallic layer 3 b can have a thickness between 5 and 20 nm, preferably between 5 and 10 nm. The partially transparent metallic intermediate layer 3 b consists of aluminum, chromium, tin or iron.
Der einfachste mögliche Aufbau einer erfindungsgemä ßen Interferenzschicht 3 besteht aus zwei transparen ten Schichten 3a mit einer einzigen dazwischenliegen den teiltransparenten metallischen Schicht 3b. Zur Erzielung einer gewünschten, kräftigen Interferenzfarbe ist es jedoch für alle Ausführungsformen von Interferenzschichten 3 vorteilhaft, eine ausreichend dicke Schmelzschicht 4 anzugrenzen (die Schmelz schicht sollte in jedem Falle zwischen 50 und 200 nm betragen). Die Totalreflexion von aus Richtung 7 fal lendem Licht findet stets an der Grenzfläche zwischen Effektschicht 3 und Schmelzschicht 4 statt.The simplest possible construction of an inventive SEN interference layer 3 consists of two transparen th layers 3 a with a single intervene the partially transparent metal layer 3 b. In order to achieve a desired final interference color but it is advantageous for all embodiments of interference layers 3 to abut a sufficiently thick enamel layer 4 (the melt layer should in any event between 50 and 200 nm amounted). The total reflection of light falling from the direction 7 always takes place at the interface between the effect layer 3 and the melt layer 4 .
Die in Fig. 1a bis 1c gezeigten Folienverbunde wer den jeweils durch Vakuumbeschichtung einer transpa renten Trägerfolie 2 hergestellt. Hierzu wird in ei ner Vakuumkammer, vorzugsweise bei einem Druck zwi schen 10-4 mbar 10-1 und einer Temperatur von 20 bis 200°C zunächst eine Effektschicht 3 (gegebenenfalls mehrlagig, wie in Fig. 1c gezeigt) und dann die Schmelzschicht 4 aufgebracht. Dabei wird die Träger folie 2 so ausgelegt (zum Beispiel in einer Ebene), so daß das Aufbringen von Schichten mit über die Flä che der Trägerfolie 2 konstanten Schichtstärken mög lich ist.The film composites shown in FIGS . 1a to 1c are each produced by vacuum coating a transparent carrier film 2 . For this purpose, in a vacuum chamber, preferably at a pressure between 10 -4 mbar 10 -1 and a temperature of 20 to 200 ° C, first an effect layer 3 (possibly multi-layer, as shown in Fig. 1c) and then the melt layer 4 is applied , The carrier film 2 is designed (for example in one plane) so that the application of layers with constant layer thicknesses over the surface of the carrier film 2 is possible.
Der Folienverbund kann zur Bedeckung von fast belie bigen Bauteiloberflächen genutzt werden. Es wird je doch besonders häufig vorkommen, daß die Bauteilober flächen zu verspiegelnde, zu lackierende oder mit Interferenzeffekten zu versehende metallische oder nichtmetallische Oberflächen eines Spiegels, einer Lampe oder eines Kraftfahrzeuges sind.The film composite can cover almost any other component surfaces can be used. It will but it happens particularly often that the component upper surfaces to be mirrored, painted or with Metallic or interference effects non-metallic surfaces of a mirror, one Lamp or a motor vehicle.
Mit den Folien aus Fig. 1a bis 1c können metallische oder nichtmetallische Bauteiloberflächen bedeckt wer den. Nichtmetallische Bauteiloberflächen, zum Bei spiel Kunststoffoberflächen, werden zunächst mit ei nem Vakuumbeschichtungsverfahren in einer Vakuumkammer mit Metall beschichtet. Diese Metallbeschichtung erfolgt gleichzeitig mit dem Aufbringen der Schmelz schicht 4 mit demselben Metall und in derselben Vaku umkammer. Es ist selbstverständlich auch möglich, diese Verfahrensschritte getrennt durchzuführen, das heißt die Schmelzschicht sowie die Metallbeschichtung einer nichtmetallischen Bauteiloberfläche getrennt durchzuführen. Die synchrone Beschichtung hat jedoch den Vorteil einer Zeitersparnis, außerdem wird die Gefahr von zusätzlichem Schadstoffeintrag auf die zu fügenden Flächen deutlich verringert. Es ist selbst verständlich auch möglich, metallische Bauteilober flächen mit einer zusätzlichen metallischen Schicht zu versehen.With the films of Figs. 1a to 1c metallic or non-metallic component surfaces can also covered who. Non-metallic component surfaces, for example plastic surfaces, are first coated with metal using a vacuum coating process in a vacuum chamber. This metal coating takes place simultaneously with the application of the enamel layer 4 with the same metal and in the same vacuum umkammer. It is of course also possible to carry out these process steps separately, that is to say to carry out the melt layer and the metal coating of a non-metallic component surface separately. However, the synchronous coating has the advantage of saving time, and the risk of additional pollutants on the surfaces to be joined is significantly reduced. It is of course also possible to provide metallic component surfaces with an additional metallic layer.
Fig. 2a zeigt ein Bauteil mit einer teils konvexen, teils konkaven Oberfläche 5 sowie einen Folienverbund 1 mit einer Trägerfolie 2 sowie einer Effektschicht 3 und einer Schmelzschicht 4. Aus Gründen der Über sichtlichkeit sind die Schmelzschicht 4 und die Ef fektschicht 3 zusammengefaßt dargestellt. Die folgen den Ausführungen betreffen jedoch sämtliche Ausfüh rungsformen der hier gezeigten Folienverbunde, das heißt solche wie in Fig. 1a bis 1c gezeigt. Fig. 2a shows a component with a partly convex and partly concave surface 5 and a film composite 1 with a carrier film 2 and an effect layer 3 and a melt layer 4. For reasons of clarity, the melt layer 4 and the effect layer 3 are shown summarized. The following statements, however, relate to all embodiments of the film composites shown here, that is to say those as shown in FIGS. 1a to 1c.
Die Bauteiloberfläche 5 sowie der Folienverbund 1 befinden sich in einer Vakuumkammer. Die Bauteilober fläche 5 ist metallisch. Eine Strahlungsheizung, die hier nicht dargestellt ist, erhitzt den in der Vaku umkammer befindlichen Folienverbund 1 (bzw. die Schmelzschicht 4) sowie die ebenfalls in der Vakuum kammer befindliche metallische Bauteiloberfläche 5. Es ist jedoch auch möglich, diese Erhitzung durch eine Glimmentladung durchzuführen. Außerdem kann vor dem Fügen der Schmelzschicht 4 und der metallischen Bauteiloberfläche 5 zur Feinreinigung bzw. Aktivie rung der zu fügenden Flächen eine Glimmentladung mit Edelgas durchgeführt werden. Die erhitzte Schmelz schicht 4 wird mit ihrer von der Trägerfolie fortwei senden Oberfläche auf die erhitzte Bauteiloberfläche 5 aufgebracht, indem der Folienverbund 1 und die Bau teiloberfläche 5 aufeinander zu bewegt werden (siehe Zustand 1 in Fig. 2a). Hierbei paßt sich der Folien verbund 1 der Kontur der Bauteiloberfläche 5 an (sie he Zustand 2 in Fig. 2a). Die geschmolzene Schmelz schicht 4 sowie die metallische Bauteiloberfläche 5 verschmelzen, so daß sich zwischen Verbundfolie 1 und Bauteil eine gemeinsame metallische Schicht bildet. Dies führt dazu, daß bei Erkalten der gemeinsamen metallischen Schicht der Folienverbund 1 mit dem Bau teil stoffschlüssig verbunden ist.The component surface 5 and the film composite 1 are located in a vacuum chamber. The component surface 5 is metallic. Radiant heating, which is not shown here, heats the film composite 1 (or the melting layer 4 ) located in the vacuum chamber and the metallic component surface 5 also located in the vacuum chamber. However, it is also possible to carry out this heating by means of a glow discharge. In addition, a glow discharge with noble gas can be carried out before joining the melt layer 4 and the metallic component surface 5 for fine cleaning or activating the surfaces to be joined. The heated enamel layer 4 is applied with its surface facing away from the carrier film to the heated component surface 5 by moving the film composite 1 and the component surface 5 towards one another (see state 1 in FIG. 2a). Here, the film composite 1 adapts to the contour of the component surface 5 (see state 2 in FIG. 2a). The melted melt layer 4 and the metallic component surface 5 fuse, so that a common metallic layer is formed between the composite film 1 and the component. This leads to the fact that when the common metallic layer cools, the film composite 1 is integrally connected to the construction part.
Das Bewegen der zu fügenden Oberflächen aufeinander zu kann zum Beispiel dadurch erfolgen, daß der Fo lienverbund 1 raumfest gespannt wird und das Bauteil mit der zu bedeckenden Bauteiloberfläche auf die von der Trägerfolie 2 fort weisende Seite der Schmelz schicht 4 hin bewegt wird. Die Temperatur der Schmelzschicht 4 bzw. der Bauteiloberfläche 5 sollte bei dem Fügevorgang über dem Schmelzpunkt des Metal les der Schmelzschicht 4 liegen. Um eine ausreichend haftfeste Verbindung zwischen Schmelzschicht 4 und Bauteiloberfläche 5 zu gewährleisten, sollte die Flä chenpressung zwischen den zu fügenden Oberflächen zwischen 0,1 und 10 N/mm2 betragen. Der Druck in der Vakuumkammer sollte während des Fügevorgangs zwischen 10-4 und 1 mbar betragen.Moving the surfaces to be joined to each other can be done, for example, that the Fo lienverbund 1 is fixed spatially and the component with the component surface to be covered on the facing away from the carrier film 2 side of the melting layer 4 is moved out. The temperature of the melt layer 4 or the component surface 5 should be above the melting point of the metal les of the melt layer 4 during the joining process. In order to ensure a sufficiently adhesive bond between the melt layer 4 and the component surface 5 , the surface pressure between the surfaces to be joined should be between 0.1 and 10 N / mm 2 . The pressure in the vacuum chamber should be between 10 -4 and 1 mbar during the joining process.
Die Herstellung des in Fig. 2a gezeigten Folienver bundes durch Beschichtung einer Trägerfolie 2 mit einer Effektschicht 3 sowie einer Schmelzschicht 4 im Vakuumbeschichtungsverfahren erfolgte in derselben Vakuumkammer wie der in Fig. 2a gezeigte Fügevorgang. Die Vakuumbedampfung mit einer Schmelzschicht 4 er folgte gemeinsam mit der Metallbeschichtung der Ober fläche des zu bedeckenden Bauteils. Zwischen dem Zeitpunkt der Fertigstellung des Folienverbundes 1 und dem in Fig. 2a gezeigten Fügevorgang fand keine Abkühlung des Folienverbundes statt. Dies ist vor teilhaft, da die bei dem Herstellvorgang des Folien verbundes 1 durch das Vakuumbeschichtungsverfahren erzeugte Temperaturerhöhung für den nachfolgenden Verbindungsvorgang mit der Bauteiloberfläche 5 ge nutzt werden kann. Abhängig von der Foliendicke, der Schichtdicke und der Aufwachsrate erhöht sich die Temperatur der Folie während der Beschichtung um we nige 10°C bis zu mehr als 100°C. Durch eine Glim mentladung läßt sich die Temperatur weiter steigern, genaue Werte zur maximal erreichbaren bzw. tolerier baren Temperatur sind nicht gekannt. Die minimal not wendige Temperatur zur Fügung einer Zinnschicht liegt 232°C, es existieren aber auch Zinnlegierungen mit geringeren Schmelzpunkten (eutektische Zinn-Blei-Le gierung Tm = 183°C, weitere Zinnlegierungen mit Blei, Cadmium und Wismut bis 69°C - damit wäre eine Ausweitung auf Kunststoffsorten mit geringer Tempera turstabilität möglich, allerdings wird die vakuum technische Abscheidung der Legierungen schwieriger).The film assembly shown in FIG. 2a was produced by coating a carrier film 2 with an effect layer 3 and a melt layer 4 in the vacuum coating process in the same vacuum chamber as the joining process shown in FIG. 2a. The vacuum evaporation with a melt layer 4 he followed together with the metal coating of the upper surface of the component to be covered. No cooling of the film composite took place between the time of completion of the film composite 1 and the joining process shown in FIG. 2a. This is before geous, since the temperature increase generated by the vacuum coating process in the manufacturing process of the film composite 1 can be used for the subsequent connection process with the component surface 5 . Depending on the film thickness, the layer thickness and the growth rate, the temperature of the film increases during the coating by a few 10 ° C to more than 100 ° C. The temperature can be increased further by a glow charge, exact values for the maximum achievable or tolerable temperature are not known. The minimum temperature required to join a tin layer is 232 ° C, but there are also tin alloys with lower melting points (eutectic tin-lead alloy T m = 183 ° C, other tin alloys with lead, cadmium and bismuth up to 69 ° C - this would allow expansion to plastic grades with low temperature stability, however, the vacuum-technical separation of the alloys becomes more difficult).
Fig. 2b zeigt analog zu Fig. 2a den Fügevorgang eines Folienverbundes 1 auf einer metallischen Bauteilober fläche 5. Sämtliche identische Bezugszeichen in Fig. 2a und 2b bezeichnen identische Bauteile. FIG. 2b shows similar to FIG. 2a, the joining process of a composite film 1 on a metal component upper surface 5. All identical reference symbols in FIGS. 2a and 2b designate identical components.
In Fig. 2b ist zusätzlich ein Stempel 6 gezeigt, der komplementär zur Topographie der Bauteiloberfläche 5 gestaltet ist. Der Folienverbund 1 wird zwischen den formschlüssig ineinandergeschobenen Bauteilen (Stem pel 6 sowie dem zu bedeckenden Bauteil) auf Druck belastet (siehe Zustand 2 in Fig. 2b). Die Anwendung des Stempels 6 ist besonders bei konkav geformten Oberflächenabschnitten, wie etwa der Senke 5', sinn voll, um die Haftfestigkeit des Folienverbundes 1 auf der Bauteiloberfläche 5 zu erhöhen.A stamp 6 is additionally shown in FIG. 2 b, which is designed to be complementary to the topography of the component surface 5 . The film composite 1 is loaded between the form-fitting components (stamp 6 and the component to be covered) under pressure (see state 2 in Fig. 2b). The use of the stamp 6 is particularly useful in the case of concavely shaped surface sections, such as the depression 5 ′, in order to increase the adhesive strength of the film composite 1 on the component surface 5 .
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