DE4017220A1 - Verfahren zur herstellung eines mehrfarbigen schichtensystems auf kunststoff- folien - Google Patents

Description

Das hier beschriebene Verfahren beruht auf der Tatsache, daß ein ein­ fallender Lichtstrahl zu einem Teil an einer teilweise lichtdurchlässigen Metallschicht reflektiert wird, während ein weiterer Teil an einer weit­ gehend vollreflektierenden zweiten Fläche gespiegelt wird. Dieses Prinzip ist seit langem bekannt und wird zur Herstellung von monochromatischen Filterplatten verwendet (so genannte Fabry-Perot Interferenz Filter).

Bekannt ist ferner ein Verfahren, bei welchem auf transparenten Kunststoff- Folien abwechselnd transparente Materialien mit hohen und niedrigen Brechungsindex aufgedampft werden, z. B. abwechselnde Zinksulfid- Magnesiumfluorid-Schichten bzw. Schichten aus Titanoxid und Siliziumoxid.

Ferner ist bekannt ein Verfahren, bei welchem auf eine Kunststoff-Folie ein Muster mit Linienabständen im Bereich von etwa 1 µm aufgeprägt wird. Diese Folie wird anschließend auf der geprägten Seite metallisiert.

Der Gegenstand der Erfindung ist es, unter Benutzung des physikalischen Prinzips des Fabry-Perot Filters Folien mit einer mehrfarbigen Beschichtung in einem kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Verfahren von Rolle zu Rolle herzustellen. Im Gegensatz zu dem obenerwähnten Fabry-Perot Interferenz Filter, bei welchem die transparente Zwischenschicht durch Aufdampfung eines transparenten Materials hergestellt wird, wird bei diesem Verfahren die transparente Zwischenschicht durch Aufbringen einer Lackschicht nach allgemein bekannten Methoden, wie z. B. die des Tiefdrucks oder Offset-Drucks nach der erfolgten Metallisierung kontinuierlich aufgebracht. Der Vorteil hierbei ist, daß hierzu keine Sonderanlagen für die Aufbringung der transparenten Zwischenschicht notwendig sind. Ferner ist es erfindungsgemäß wünschenswert, die transparente Zwischenschicht in ihrer Dicke örtlich stufenlos stark zu variieren. Dies ist mit einem Rolle-zu-Rolle-Bedampfungsverfahren bei bandförmigem Material nur sehr begrenzt möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einer einzigen Zwischenschicht eines transparenten Lackes und nur in Abhängigkeit von dessen Dicke beliebig viele Farbmuster mit Zwischenfarben herzustellen. Die Dicken der aufgebrachten Lackschicht liegen zwischen 120 bis 2000 Nanometer. Zwischen dem an der transparenten Lackschicht (3) und der Metallschicht (4), zwischen welchen die transparente Lackschicht (3) eingebettet ist, ergibt sich eine Phasenverschiebung zwischen beiden Lichtstrahlen von Lambda-Viertel, bis etwa ⁵/₄ Lambda je nach Wahl der örtlichen Schichtdicke der transparenten Lackschicht. Dies hat zur Folge, daß gewisse Lichtwellenlängen bei optischen Dicken von Lambda-Viertel, ³/₄ Lambda, ⁵/₄ Lambda ausgelöscht werden. Die zum weißen Licht komplementäre Farbe tritt als reflektierte Farbe auf. Beträgt die Schichtdicke der transparenten Zwischenschicht ¹/₂ Lambda oder Mehrfache davon, wird die entsprechende Wellenlänge im Licht verstärkt. Es ist somit möglich, durch die Wahl entsprechender Gravurwalzen, welche örtlich verschiedene Dicken eines transparenten Lackes auftragen (oder aufdrucken) können, ein Vielfarbenbild in einem Auftragsgang aufzubringen. Dieses Vielfarbenbild erscheint nicht sofort, sondern erst nach der zweiten erfolgten Metallisierung.

Die Anwendungen der Erfindung sind:

• 1. Herstellung von vielfarbigen Mustern auf transparenten Kunststoff
  • a) Durch Wahl von speziellen Linienmustern mit sich sehr stark örtlich ändernden Auftragsdicken der transparenten Lackschicht (3) entsteht eine mehrfarbig reflektierende Kunststoffolie, welche sich als manipuliersichere Außenverpackung für Medikamente, Nahrungsmittel und andere vor Nachahmung zu schützende Produkte eignet. Die Wiederanbringung eines einmal aufgebrochenen Siegels führt zu deutlich sichtbaren Störungen im Verlauf der Farbübergänge. Dies ist eine vorteilhafte, zusätzliche Eigenschaft.
  • b) Die zweifache Metallisierung mit der dazwischen liegenden dünnen Lackschicht führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Gasdurchlässigkeitswerte vor Verpackungsfolien.
  • c) Die nach dem Patentanspruch hergestellte Folie erlaubt bei geeigneter Wahl des Auftragsmusters der transparenten Lackschicht (3) eine Vielzahl möglicher Farbkombinationen, welche mit einem einzigen Lackauftrag, ohne Verwendung von Farbstoffen oder Pigmenten hergestellt werden können. Die Mehrfachbedruckung von Folien kann in vielen Fällen umgangen werden.

Eine besondere Eigenschaft der nach diesem Verfahren hergestellten Schichten, ist, daß sich die reflektierten Farben unter Änderung des Lichteinfallwinkels verschieben. Bei Änderung der Blickrichtung abweichend aus der Senkrechten verschieben sich die örtlich sichtbaren Farben zu kürzeren Wellenlängen, da die sichtbare Farbe immer die Komplementärfarbe einer ausgelöschten Wellenlänge ist.

Verfahrensbeispiele

Fig. I: Eine Kunststoffolie (1) einer typischen Dicke von 8 bis 100 mm, welche eine Polyesterfolie, eine Polypropylenfolie oder eine Polycarbonatfolie sein kann, wird im Vakuum Rolle zu Rolle mit einer Metallschicht (2) von 25 bis 75 Prozent Lichtdurchlässigkeit bedampft. Danach wird diese Folie (1) auf der metallisierten Seite mit einer transparenten Lackschicht (3) auf einer Beschichtungsmaschine bedruckt. Durch Wahl entsprechender Gravurwalzen läßt sich die Lackdicke örtlich variieren. Es können somit beliebige Strukturen aufgetragen werden. Die Lackdicke wird so gewählt, daß die trockene Schicht im Bereich von 120 bis 2000 Nanometer liegt. Danach erfolgt eine Bedampfung der lackierten Seite im Vakuum mit einer weiteren Metallschicht (4) mit einer Lichtdurchlässigkeit von weniger als 10 Prozent.

Als Metallschicht (2) eignet sich Aluminium oder Chrom, während für die Metallschicht (4) Aluminium geeignet ist. Falls gewünscht, kann die Metallschicht (4) noch mit einem glasklaren Schutzlack überzogen werden.

Fig. II: Das unter I beschriebene System wird derart geändert, daß zuerst die Metallschicht (4) auf die Kunststoffolie (1) aufgedampft wird. Danach wird die transparente Lackschicht (3) aufgetragen, gefolgt von einer aufgedampften Metallschicht (2). Falls gewünscht, kann die Metallschicht (2) noch mit einem glasklaren Schutzlack überzogen werden.

Fig. III: Um das mehrfarbige, reflektierende Schichtensystem auf einer Kunststoffolie beidseitig zu erzeugen, wird wie folgt verfahren:
Das Schichtensystem nach II wird auf der Kunststoffolie beidseitig aufgetragen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen, reflektierenden Schichtensystems auf einer transparenten Kunststoffolie (1), welche mit einer Metallschicht (2) von 25 bis 75 Prozent Lichtdurchlässigkeit bedampft ist, gefolgt von einer in einem weiteren Arbeitsgang aufgetragenen transparenten Lackschicht (3) von 120 bis 2000 Nanometer Dicke, gefolgt von einer weiteren aufgedampften Metallschicht (4) mit einer Lichtdurchlässigkeit von weniger als 10 Prozent, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht als ein in ihrer Dicke örtlich verändertes Muster aufgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff- Folie (1) in umgekehrter Reihenfolge beschichtet wird, beginnend mit einer aufgedampften Metallschicht (4) von weniger als 10 Prozent Licht­ durchlässigkeit, gefolgt von einer Lackschicht (3) von 120 bis 2000 Nanometer Dicke, gefolgt von einer weiteren aufgedampften Metallschicht (2) von 25 bis 75 Prozent Lichtdurchlässigkeit.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtensystem beidseitig auf die Kunststoffolie aufgebracht wird in der Reihenfolge Kunststoffolie (1), Metallschicht (4), Lackschicht (3), Metallschicht (2).

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die für beide Metallschichten (2) und (4) Aluminium aufgedampft wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Metallschicht (2) Chrom aufgedampft wird.