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Folie, insbesondere Tastenmembran zur
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Betätigung von elektrischen Kontakten, und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft eine Folie, insbesondere eine Tastenmembran zur Betätigung
von elektrischen Kontaktee mit Durchsichtsfenstern, die teilweise von der RUckseite
zu durchleuchten sind, und mit Sichtfeldern, die im Auflicht sichtbar sind, sowie
ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
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Derartige Folien werden verwendet, um an elektronischen Rechnern,
Steuer- und Bedienungsgeräten aller Art die Frontseite abzudecken. Dabei enthalten
diese Frontseiten meist Anzeigeeinrichtungen, beispielsweise Zahlen oder Buchstabenanzeigen
in Form von Leuchtdioden oder Flüssigkristallen (LED oder LCD-Anzeigen), und Tastenfelder,
über die elektrische Kontakte zur Eingabe von Daten oder Auslösung von Bedienungsfunktionen
betätigt werden können.
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Ferner können meist farbig erscheinende Durchsichtsfenster zur Anzeige
bestimmter Zustände, die Kontroll-Lämpchen
entsprechen, in der Folienfläche,
gegebenenfalls auch in die Tasten integriert, vorgesehen sein. Weiterhin kann die
Folie mit Beschriftungen jeder Art versehen sein. Die Betätigung der elektrischen
Kontakte erfolgt also unter leichter Verformung der Folie im Bereich des Tastenfeldes.
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Die verwendete Folie muß ausreichend flexibel sein, um auch die häufige
Betätigung der Tasten ohne Bruch oder Beschädigung zu überstehen. Dies gilt insbesondere
für die Beschriftungen oder Einfärbungen, die keinesfalls abblättern dürfen. Außerdem
muß die Folie, da sie, beispielsweise bei Werkzeugmaschinen, oft Schmutz und mechanisch
wie chemisch agressiven Medien ausgesetzt ist, einschließlich ihrer Beschriftung
sehr kratzfest und chemikalienbeständig sein. Weiter wird meist gefordert, daß die
Folien sich auf die Frontseite des entsprechenden Gerätes kleben la-ssen, um so
auch bei größeren Frontflächen eine Verschiebung der Folie gegenüber dem Gerät auszuschließen.
Außerdem muß natürlich sichergestellt sein, daß die Tastenfelder und Beschriftungen
im Auflicht, d.h.
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durch normale Raumbeleuchtung, ohne weiteres lesbar sind, während
die Durchsichtsfenster von hinten her beleuchtet sind. Dabei dürfen die übrigen
Bereiche nicht durchscheinend sein, weil dies nicht nur häßlich, insbesondere fleckig
aussehen würde, sondern auch die Funktion beeinträchtigen könnte.
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Diese Forderungen sind so vielfältig, daß sie in idealer Weise noch
nicht gelöst werden konnten. Es ist zwar bekannt, Folien zu bedrucken, und zwar
im Siebdruck- und Offsetverfahren. Es ist bereits vorgeschlagen worden, im Siebdruckverfahren
Tastenmembranen herzustellen. Sie konnten bisher nicht befriedigen. Zudem ist das
Siebdruckverfahren,
insbesondere bei hohen Auflagen, kostspielig.
Im Offsetverfabren ist zwar die Bedruckung auch von transparenten Folien bekannt,
die bisher angewendeten Druckverfahren und der Druckaufbau führte jedoch zu Ergebnissen,
die kaum eine der obengenannten Forderungen hätte erfüllen können.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Folie, insbesondere eine
Tastenmembran zur Betätigung von elektrischen Kontakten'zu schaffen, die sowohl
im Bereich von Durchsichtsfenstern als auch im übrigen Bereich ein klares, optisch
ansprechendes Bild bietet und bezüglich Flexibilität, chemischer und mechanischer
Beständigkeit verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Folie mit Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zur Herstellung
dieser Folie die Schichten im Offsetverfahren auf die Folienrückseite aufzubringen.
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Es hat sich gezeigt, daß diese Folie die an sie gestellten Anforderungen
erfüllt. Durch die die transparenten bzw.
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lasierenden und/oder deckenden Farbschichten hinterlegende Deckweißschicht
kann mit sehr reinen Farben gearbeitet werden, die nich-t nur optisch gut wirken,
sondern auch eine geringe Schichtdicke haben und gut haften. Durch die Deckweißschicht,
die die anderen Farbschichten überdeckt, die im folgenden transparente Farbschichten
genannt werden, wird einerseits der Hintergrund geschaffen, auf dem die transparenten
Farbschichten leuchtend hervortreten, und andererseits eine erste Abdeckung gegen
das Durchleuchten der undurchsichtigen Bereiche von der Rückseite her geschaffen.
Schließlich sorgt die Metalldeckfarbschicht, vorzugsweise eine Silberfarbe, für
den endgültigen lichtdichten Abschluß der Rückseite und sorgt ferner dafür, daß
die Bereiche der Folienrückseite,
die der Rückseitenbeleuchtung
ausgesetzt sind, sich nicht zu stark erwärmen, weil die Silberfarbe das Licht reflektiert.
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Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Rückseite
der Folie anschließend an die Metalldeckfarbs-chicht mit einer Folienkaschierung
versehen ist.
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Dabei wird also auf die Rückseite eine dünne Kunststoff-Folie, beispielsweise
eine Polypropylen-Folie, aufgeklebt bzw. aufgesiegelt und schließt die gesamte Bedruckung
der Folie rückseitig ab. Dadurch bekommt die Folie eine besonders große Kratz- und
Chemikalienbeständigkeit auch von der Rückseite her, so daß sie ohne weiteres aufgeklebt
werden kann.
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Vorteilhaft kann zwischen der Folie und den transparenten Farbschichten
eine vorzugsweise zwei- oder mehrfach aufgebrachte Grundfarbschicht vorgesehen sein,
die die Durchsichtsfenster und die Sichtfelder freiläßt. Diese Grundfarbschicht
kann ebenfalls vom lasierenden Typ sein, aber eventuell auch als nichttransparente
Farbschicht vorgesehen sein. Es wird sich dabei meist um eine dunkle, insbesondere
schwarze Farbe handeln, die vorzugsweise, wenn sie doppelt aufgebracht ist, eine
klare Trennung zwischen der von ihr überdeckten Grundfläche und den Tasten- oder
Beschriftungsfeldern schafft.
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Auch die transparenten Farbschichten sollten vorzugsweise in der Reihenfolge
ihrer Dunkelheit, mit der dunkelsten Farbe zur Folie weisend, aufgedruckt sein.
Dadurch wird vermieden, daß die Grundfarbschicht durch die Hinterdruckung mit einer
hellen Farbe ihrerseits aufgehellt wird, was meist unerwünscht ist. Die transparenten
Farbschichten können mit Ausnahme der Durchsichtsfenster und der nicht
die
entsprechende Farbe enthaltenden Sichtfelder über die gahze Folie gedruckt sein.
Sie überdecken also auch die Bereiche, die mit der Grundfarbschicht versehen sind,
und bilden noch eine zusätzliche Barriere gegen Durchlicht.
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Auch die Deckweißschicht kann aus dem gleichen Grund über die gesamte
Fcilienrückseite mit Ausnahme der Durchsichtsfenster gedruckt sein.
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Von den Durchsichtsfenstern können vorteilhaft wenigstens einige mit
einer farbigen Kunststoff-Folie hinterklebt sein. Hierbei handelt es sich meist
um Durchsichtsfenster, die bei entsprechender Rückseitenbeleuchtung farbig aufleuchten
und bestimmte Zustände signalisieren. Die Hititerklebung mit einer farbigen Kunststoff-Folie
hat im Gegensatz zur Bedruckung des Durchsichtsfensters mit einer transparenten
Farbschicht den Vorteil, daß die Farbschicht in der Kunststoff-Folie meist gleichmäßiger
ist als die durch Bedruckung hergestellte, daß die Brillanz und der Unterschied
zwischen beleuchtetem und unbeleuchtetem Aussehen noch größer ist.
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Als Basisfolie eignet sich insbesondere eine Polyesterfolie, die die
Grundforderung der mechanischen Festigkeit auch bei langzeitiger Wechselbeanspruchung
erfüllt. Es hat sich gezeigt, daß erstmalig eine Folie geschaffen werden konnte,
die alle praktischen Anforderungen erfüllt und darüberhinaus ein besonders brillantes
und klares Aussehen der Vorderseite hat. Die Erfindung läßt sich außer auf Tastenmembranen
auch für andere Folien benutzen, die ähnliche Voriussetzungen bezüglich der mechanischen
und chemischer Beständigkeit haben müssen, beispielsweise die Abdeckung von gekrümmten
Frontflächen von Geräten mit Durchsich;sfenstern etc..
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Die Herstellung im Offsetverfahren ermöglicht. bei großen Auflagen
eine wesentlich kostengünstigere Herstellung als im Siebdruckverfahren. Es entsteht
ferner der Vorteil, daß durch die beim Offsetverfahren sehr dünnen Farbschichten
die mechanische Beständigkeit, insbesondere die Knickfestigkeit, sehr groß ist.
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Die Merkmale der Ansprüche können jeweils für sich allein oder zu
mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung
verwirklicht sein. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht
auf eine Tastenmembran-Folie, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II in Fig.
1, bei dem zur Verdeutlichung der Darstellung die Dickendimensionen um ein Vielfaches
vergrößert dargestellt sind, wobei die Folienkaschierung jedoch in der Praxis überall
an der Rückseite der Bedruckung bzw.
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Folie anliegt.
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Die in der Zeichnung dargestellte Tastenmembran 11 weist an der Vorderseite
12 folgende Elemente auf: Eine Grundfläche 13 von dunkler, im vorliegenden ¼Beispiel
schwarzer Farbe, ein farblos transpartentes Durchsichtsfenster 14 für eine dahinter
anzubringende Anzeige, Sichtfelder 15, 16, die als Tastenfelder dienen und hinter
denen elektrische Membrantasten oder Membrankontakte angebracht werden können, und
eine im vorliegenden Falle weiße Beschriftung 17 beispielsweise die Hersteller-
oder Typenangabe für ein Gerät. Die Folie ist dazu bestimmt, die Bedienungsseite
eines
Gerätes, beispielsweise eines Rechners, eines Steuergerätes für eine Maschine oder
dgl. abzudecken.
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Die Sichtfelder 15, 16 sind verschiedenfarbig angelegt.
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Im vorliegenden Beispiel soll das Sichtfeld 15 eine blaue und das
Sichtfeld 16 eine gelbe Grundfarbe haben. Zusätzlich sind in der Farbe der Grundfläche
13 Zeichen 18, wie beispielsweise die Bedienungssymbole "+" und ":", darauf vorgesehen.
Je in einer Ecke der Sichtfelder 15, 16 sind Durchsichtsfenster 19, 20 angeordnet,
die transparent, jedoch farbia hinterlegt sein sollen, um bei Rückseitenbeleuchtung
farbig aufzuleuchten. Dies sind nur Beispiele für die Möglichkeiten, die es für
die Gestaltung der gezeigten Tastenmembran gibt.
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Die Basisfolie 21 ist eine Polyesterfolie in einer Dicke zwischen
0,1 und 0,4 mm , vorzugsweise 0,13 mm.
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Sie ist auf der Vorderseite 12 mit einer Mattierung oder mattierenden
Beschichtung 22 versehen. Die gesamte Bedruckung wird auf der Rückseite vorgenommen.
Dabei werden im Offsetverfahren folgende Schichten aufgebracht: Zwei deckungsgleich
übereinanderliegende Grundfarbschichten 23 mit im vorliegenden Beispiel schwarzer
Farbe, die nur den Bereich der Grundfläche 13 und der Zeichen 18 einnehmen.
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Darüber wird eine erste transparente Farbschicht 24 aufgedruckt, die
im vorliegenden Beispiel blau sein soll und die Grundfarbe des Sichtfeldes 15 ist.
Die blaue Farbschicht 24 reicht über den gesamten Bereich der Grundfläche 13 und
des Sichtfeldes 15 einschließlich des Zeichens 18, jedoch ausschließlich des Durchsichtsfensters
19. Auch die Rückseite der übrigen Zeichen 18 (beispielsweise im Sichtfeld 16) wird
von der Farbschicht 24 überdeckt.
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Danach wird eine weitere Farbschicht 25 (im vorliegenden Beispiel
gelb) aufgebracht, die die Grundfarbe des Sichtfeldes 16 darstellen soll. Auch diese
Farbe reicht über sämtliche Bereiche, die auch von der Grundfarbschicht 23 überdeckt
werden (einschließlich der Zeichen 18) und zusätzlich über die Sichtfläche 16 mit
Ausnahme des Durchsichtsfensters 20.
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Auf diese Weise können beliebig viele Farbschichten aufgebracht werden.
Die gewählten Farben sind vorzugsweise transparent bzw. lasierend mit besonders
reinen Farbkörpern. Im Interesse der Brillanz sollte von Farbmischungen, d.h. der
Oberdruckung der einen transparenten Farbschicht mit einer anderen, abgesehen werden,
weil dabei durch minimale Unterschiede in der Dicke der Farbschichten Farbverschiebungen
auftreten könnten.
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Diese Farben werden mit einer Deckweißschicht 26 hinterdruckt, die
die gesamte Fläche der Folie mit Ausnahme der Durchsichtsfenster 14, 19, 20 überdeckt.
Darüber wird eine Metalldeckfarbschicht 27 gedruckt, vorzugsweise eine Silberfarbe,
die eine besonders gute Lichtdichtheit garantiert, d.h. im durchscheinenden Licht
schwarz erscheint.
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Auch die Metalldeckfarbschicht 27 läßt nur die Durchsichtsfenster
14, 19, 20 frei. Während die Deckweißschicht 26 die einzige sichtbare Farbschicht
für die Beschriftung 17 darstellt, ist die Metalldeckfarbschicht 27 von der Vorderseite
her normalerweise nicht zu sehen.
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Mit ihr ist der im Offsetverfahren aufgedruckte Schichtaufbau beendet.
Die gesamte Bedruckung wird mit einer Kaschierfolie 30 überdeckt, die auf die Rückseite
aufgeklebt oder aufgesiegelt ist. Sie ist normalerweise wesentlich
dünner
und meist auch flexibler als die Basisfolie 21. Sie schließt die Farbschichten völlig
nach außen ab. Wie schon erwähnt, ist in Fig. 2 aus Gründen der Darstellbarkeit
die Kaschierfolie 30 gerade durchgehend gezeichnet. Sie liegt'jedoch in der Praxis
vollständig an der Rückseite der Bedruckung und in den unbedruckten Bereichen der
Basisfolie an, weil in der Praxis die Dickenunterschiede natürlich nicht so stark
sind, wie in der übertriebenen Zeichnungsdarstellung.
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Dennoch ist auf der Rückseite durch den vielfachen Schichtenaufbau
auch nach der Kaschierung normalerweise noch eine sicht- und teilweise sogar fühlbare
Profilierung, z.B. im Bereich der Durchtrittsfenster oder der Sichtfelder, zu bemerken.
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Im Bereich der farbigen Durchsichtsfenster 19, 20 wird auf die Rückseite
eine dünne farbig Kunststoff-Folie 31, 32 in der jeweils gewünschten Farbe des Durchsichtsfensters
aufgeklebt.
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Die beschriebene Tastenmembran-Folie zeichnet sich durch ein im Auflicht
brillantes klares Druckbild aus. Wegen der Rückseitenbedruckung und -kaschierung
ist sowohl die mechanisch besonders gefährdete Vorderseite als auch die Rückseite
kratzfest, und selbst eine Verletzung der Oberflächen führt nicht zu einer Verletzung
der Farbschichten.
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Somit kann die Folie auch gereinigt werden, sogar unter Verwendung
von Chemikalien, sofern sie nicht die Folie selbst anlösen.
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Die beschriebene Folie wird nach folgendem Verfahren hergestellt:
Die unbedruckte, jedoch an ihrer Vorderseite 12, gegebenenfalls mit der Beschichtung
22 versehene Polyesterfolie 21 wird im Offsetverfahren rückseitig an den aus
Fig.
2 hervorgehendenStellen und in der angegebenen Reihenfolge bedruckt, wobei besonders
darauf geachtet wird, daß der Farbaufbau zwischen der Folienrückseite 33 und der
Deckweißschicht so erfolgt, daß die dunkelste Farbe an die Rückseite angrenzt und
die folgenden Farbschichten jeweils eine hellere Farbe haben. Als Farben werden
übliche Qffsetfarben (-firnisse) benutzt, und zwar vorzugsweise besonders kratzfest
austrocknende Farben mit reinen, -lesì-erend wirkenden Farbkörpern.
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Den Farben und dem in der Offsetmaschine verwendeten Wischwasser werden
übliche Trockner bzw. Trockenstoffe zugesetzt, die zum Teil zur oxydativen Trocknung
dienen. Dies ist deswegen wichtig, weil die Farben bei der Folie nicht durch Eindringen
trocknen können. Auch bei Deckweiß und der Metalldeckfarbe handelt es sich um übliche
Offsetfarben. Zwischen der Bedruckung mit den einzelnen Schichten ist eine ausreichende
Trockenzeit einzuhalten, die meist bei mehreren Stunden bis zu einem halben Tage
betragen kann Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich. Obwohl
die Kaschierung wegen der Lösungsmittelbeständigkeit von derartigen Kaschierfolien
und der Tatsache, daß beide Folien die Bedruckung nach Art eines Sandwich zwischen
sich einschließt und damit auch mechanisch, insbesondere gegen Abplatzen durch Biegung,
schützen, besonders vorteilhaft ist, wäre es möglich, eine mechanische Rückseitendeckschicht
auch auf andere Art aufzubringeZn, beispielsweise durch Beschichtung mit flüssigen
Medien nach Art einer Lackierung. Der Schichtaufbau bestimmt sich jeweils nach den
gewünschten Farben. So würde beispielsweise bei einer hellen Grundfarbe sich der
Farbschichtenaufbau entweder umkehren (hellste Farbe zur Folie) oder die Grundfarbschicht
würde direkt, ohne Hinterlegung mit den anderen
Farbschichten,
mit der Deckweißschicht hinterdruckt werden.
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Eine bevorzugte Folie hat eine Basisdicke von 0,13 mm, die Grundfarb-,
Farb- und Deckschichten haben zusammen eine Dicke von etwa 2-bis 3/100 mm, und eine
Dicke in der gleichen Größenordnung hat die Kaschierung.