EP2091730A1 - Laminierfolie zum beschichten eines kaltumformbaren metallsubstrats - Google Patents

Laminierfolie zum beschichten eines kaltumformbaren metallsubstrats

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Publication number
EP2091730A1
EP2091730A1 EP07856210A EP07856210A EP2091730A1 EP 2091730 A1 EP2091730 A1 EP 2091730A1 EP 07856210 A EP07856210 A EP 07856210A EP 07856210 A EP07856210 A EP 07856210A EP 2091730 A1 EP2091730 A1 EP 2091730A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
laminating film
film
layer
range
metal substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07856210A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Schmidt
Jürgen SCHEUER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Original Assignee
Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leonhard Kurz Stiftung and Co KG filed Critical Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Publication of EP2091730A1 publication Critical patent/EP2091730A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1002—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina
    • Y10T156/1043—Subsequent to assembly
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree

Definitions

  • the invention relates to a laminating film which comprises a plurality of layers for at least partially coating a cold-formable metal substrate, and to a method for producing a three-dimensional metal article.
  • films and methods of this type are known from DE 196 10 028 A1.
  • films are used with a three-layer film structure for the permanent coating of substrates such as sheets or plates, wherein the composite formed in a bending, stamping, edge grinding, crimping or deep drawing process is post-processed.
  • the film has an outer layer of linear polyester, such as polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate, or of polymethylmethacrylate, and a contact layer adjacent to the substrate formed of or containing polypropylene. Between the outer layer and the contact layer is an adhesive layer.
  • the film is applied to a cleaned surface of the substrate by means of a primer and / or an adhesion promoter.
  • optically variable security and / or decoration elements are now attached, which can be made visually appealing and offer a much higher protection against imitation.
  • Optically variable securing and / or decorative elements give the viewer an optically variable effect or a different visual appearance.
  • optically variable effect is generally referred to a changing optical appearance depending on the angle, wherein different information contents, images and / or color changes can be Visible.
  • Decoration elements to be equipped. After the application of a conventional laminating film containing optically variable securing and / or decorative elements, a pronounced crack sensitivity of the laminating film was observed during the cold forming of the metal substrate, which interferes with the optically variable effect and thus adversely affects the visual appearance of the decorated metal article.
  • the laminating film which comprises a plurality of layers and which is provided for at least partially coating a cold-formable metal substrate, in that the laminating film comprises in this order a transparent carrier film, a transparent resist layer containing a diffractive relief structure, and a reflection layer the transparent carrier film is formed from a thermoplastic material, wherein the carrier film has a film thickness in the range of 19 to 75 .mu.m, wherein the carrier film at least in one direction has a modulus of elasticity in the range of 3500 to 5000 N / mm 2 , and wherein the transparent lacquer layer has a modulus of elasticity which differs from the modulus of elasticity of the carrier film by a maximum of 10%, in particular by less than 5%.
  • the laminating film according to the invention accordingly has a special carrier film and a new type of film adapted to its expansion behavior
  • Lacquer layer containing diffractive relief structures Investigations have surprisingly shown that in the cold working of such a metal substrate laminating film composite, no cracking occurs in the reflective layer of the laminating film which adversely affects the visual appearance of the reformed laminating film.
  • the modulus of elasticity of the carrier foil is determined according to ISO 527-1-2.
  • the test speed is 1% / min at 23 ° C and 50% relative humidity.
  • the carrier film has an anisotropic elastic modulus.
  • a cold forming is understood to mean a deformation of the metal substrate below the recrystallization temperature of the metal from which the metal substrate is formed.
  • thermoplastic polyester in particular PET, polyolefin and polyamide have proven.
  • the carrier film has a film thickness in the range of 23 to 36 ⁇ m.
  • the carrier film preferably has an elongation at break in a longitudinal direction in the range of 170 to 230%, in particular of about 200%, and perpendicular to the longitudinal direction an elongation at break relative to its initial width in the range of 80 to 150%, in particular of about 115 %, on.
  • the elongation at break of the carrier film is determined according to ISO 527-1-2.
  • the test speed is 1% / min at 23 ° C and 50% relative humidity.
  • the diffractive relief structure forming a hologram in particular a 3D / 2D hologram or a dot-matrix hologram or a Kinegram ®.
  • a diffractive Re running structure is embossed into the transparent lacquer layer preferably by means of a correspondingly structured embossing roll or a stamping die.
  • thermoplastic or UV-curing lacquer layers are preferably used.
  • a diffractive relief structure can be found in the transparent lacquer layer but also be formed via a photolithographic process.
  • the laminating film according to the invention is preferably produced in a continuous process, in which the carrier film is transported from roll to roll.
  • the transparent resist layer is applied to the carrier film and provided with diffractive relief structures, the reflective layer applied, usually by vapor deposition or sputtering, and finally optionally applied an adhesive layer.
  • the adhesive layer is formed with an adhesive application amount in the range of 5 to 20 g / m 2 , in particular in the range of 7 to 9 g / m 2 .
  • an adhesive layer in particular with a layer thickness in the range of 8 to 10 microns, a punctual, sudden increase in shear forces during the forming process is avoided in combination with the special carrier film described above and the special paint layer.
  • the adhesive layer is a hot-melt adhesive layer, but cold-adhesive layers can also be used.
  • the adhesive layer is preferably applied to the metal substrate and the laminating film is thus fixed on the metal substrate.
  • the transparent carrier film and / or the lacquer layer can be used dyed.
  • the lamination layer may also comprise further layers which serve decorative and / or functional purposes.
  • a colored, transparent or opaque printed image may be formed by means of a respective colored lacquer layer.
  • colored lacquer layers have a similar tensile and elongation behavior as the transparent lacquer layer and / or in individual, non-contiguous pattern surfaces are formed so that cracks in a colored lacquer layer either does not occur or at least not visually appear.
  • As functional layers it is furthermore possible to provide transparent adhesion promoter layers, filling layers, filter layers and the like.
  • the at least one transparent lacquer layer which has the diffractive relief structure has a layer thickness in the range from 0.5 to 5 ⁇ m, in particular in the range from 1 to 2 ⁇ m.
  • the carrier film is treated by means of a corona discharge at least on one side, in particular on the side on which the lacquer layer is arranged.
  • the reflection layer has a layer thickness in the range of 5 to 15 nm, in particular in the range of 7 to 9 nm.
  • the reflection layer is formed from metal or a metal alloy.
  • Metallic reflection layers are particularly ductile and thus easily stretchable, so that no optical
  • Deterioration of the appearance of the laminating film occurs after forming the metal substrate.
  • Metallic reflection layers give the diffractive relief structure a particularly high luminosity and reproduce the optically variable effects particularly well.
  • the reflection layer is formed from a high-index dielectric material (HRI material), such as T ⁇ O2, ZnS, or ZrÜ2. These materials are usually transparent so that the underlying adhesive layer or, if transparent, the metal substrate comes to light. In the case of a dielectric reflection layer, colored adhesive layers have also proven useful.
  • HRI material high-index dielectric material
  • the reflection layer can generally be formed over the entire surface or only partially on the transparent lacquer layer.
  • an embodiment of the reflection layer in the form of a motif, an image, alphanumeric characters, symbols and / or a grid, in particular in the form of a dot or line grid or a grayscale raster image has proven itself.
  • a line-shaped formation of a dielectric reflection layer, wherein the lines are aligned substantially perpendicular to the direction of stretching of the laminating film during forming may be advantageous.
  • a total thickness of the laminating film without an adhesive layer is preferably in the range of 20 to 30 ⁇ m.
  • the object is further achieved by a method for producing a three-dimensional metal article with the following steps: - Providing a composite of a laminating film according to the invention and a metal substrate;
  • the method enables the formation of three-dimensional metal articles having a decorated surface that is decorated by the laminating film. It shows in areas where the observer's view of the diffractive relief structure is possible, an optically variable effect.
  • a use of aluminum sheet, tinplate or sheet steel as a metal substrate has been proven. Particularly preferred are planar metal substrates in a layer thickness in the range of 0.2 to 5 mm.
  • the metal substrate can be covered on all sides with the laminating film on at least one side. However, the metal substrate can also be covered on at least one side only in regions, in particular pattern-shaped, with the laminating film. In particular, areas of the metal substrate that during forming a particularly strong deformation experience, or areas of the metal substrate, which after forming a strong curvature, in particular in the range of> 90 °, recessed.
  • a use of a laminate of a planar metal substrate with a laminating film according to the invention for producing a three-dimensional metal article decorated with the laminating film is ideal.
  • FIGS. 1a to 2b are intended to illustrate a laminating film according to the invention and a method according to the invention by way of example. So shows
  • FIG. 1 a shows a cross section through a composite of a metal substrate and a laminating film
  • FIG. 1b shows a cross section through a metal article formed by deformation of the composite according to FIG. 1a;
  • Figure 2a shows a cross section through another composite of a metal substrate and a laminating film
  • FIG. 2b shows a cross section through a metal article formed by deformation of the composite according to FIG. 2a.
  • FIG. 1a shows a cross section through a composite of a planar metal substrate 1 and a laminating film 2 according to the invention
  • Laminierfolie 2 here comprises an adhesive layer 4, a reflective layer 5, a transparent resist layer 7 containing a diffractive relief structure 6, and a transparent carrier film 8. Between the resist layer 7 and the Carrier sheet 8 may be provided a primer layer, not shown here.
  • the adhesive layer 4 is a hot-melt adhesive layer which is firmly bonded to a surface of the metal substrate 1. At this time, the laminating film 2 completely covers one side of the metal substrate 1.
  • the reflection layer 5 is formed of aluminum and evaporated in a layer thickness of 8 nm on the transparent resist layer 7.
  • the transparent lacquer layer 7 is applied to the carrier layer in a layer thickness of 1.5 ⁇ m, and the diffractive relief structure 6 is embossed into the transparent lacquer layer 7.
  • the transparent lacquer layer 7 has the following composition here:
  • the carrier film 8 is formed from a stretched polyester film and has a layer thickness of 23 microns.
  • the metal substrate 1 is made of aluminum.
  • FIG. 1 b shows a cross section through a metal article 3 formed from the composite according to FIG. 1 a after cold forming.
  • the metal substrate 1 including the laminating film 2 was three-dimensionally deformed to form a cap-shaped metal article 3.
  • the laminating film 2 was stretched together with the metal substrate 1 and now completely covers the outer surface of the metal article 3 or the cap, the diffractive structure 6, not shown here, being visible through the carrier film 8 and the transparent lacquer layer 7 and having an optically variable effect shows.
  • the optically variable effect can already appear in the undeformed laminating film 2 or only after the forming of the finished metal article 3.
  • FIG. 2 a shows a cross section through a further composite of a metal substrate 1 and a laminating film 2, the structure of the composite corresponding to that described in FIG. 1 a.
  • the laminating film 2 only partially covers one side of the metal substrate 1.
  • the composite according to FIG. 2a is now cold-formed into a metal article, here by deep-drawing.
  • FIG. 2b shows a cross section through a metal article 3 formed from the composite according to FIG. 2a after cold forming.
  • the metal substrate 1 including the laminating film 2 was three-dimensionally deformed to form a cap-shaped metal article 3.
  • the laminating film 2 has been stretched together with the metal substrate 1 and now partially covers the outer surface of the metal article 3 or the cap, wherein the diffractive structure 6, not shown here, is visible through the carrier film 8 and the transparent lacquer layer 7 and has an optically variable effect shows. Of the Optically variable effect can already occur in the undeformed laminating film 2 or only after the forming of the finished metal article 3.
  • the reflection layer may be formed only partially on the transparent lacquer layer, there may be further transparent lacquer layers containing diffractive structures, further reflection layers, further optionally colored lacquer layers, adhesion promoter layers or adhesive layers.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Laminierfolie, welche mehrere Schichten umfasst, zum zumindest teilweisen Beschichten eines kaltumformbaren Metallsubstrats, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Metallsubstrats. Die Laminierfolie weist eine transparente Trägerfolie, mindestens eine transparente Lackschicht enthaltend eine diffraktive Reliefstruktur, eine Reflektionsschicht und eine Kleberschicht auf, wobei die transparente Trägerfolie aus PET gebildet ist, wobei die Trägerfolie eine Foliendicke im Bereich von 19 bis 75 µm aufweist, wobei die Trägerfolie zumindest in einer Richtung einen Elastizitätsmodul im Bereich von 3500 bis 5000 N/mm<SUP>2</SUP> aufweist, und wobei die mindestens eine transparente Lackschicht einen Elastizitätsmodul aufweist, der sich von dem Elastizitätsmodul der Trägerfolie um maximal 10 %, insbesondere um weniger als 5 %, unterscheidet.

Description

Laminierfolie zum Beschichten eines kaltumformbaren Metallsubstrats
Die Erfindung betrifft eine Laminierfolie, welche mehrere Schichten umfasst, zum zumindest teilweisen Beschichten eines kaltumformbaren Metallsubstrats, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Metallartikels.
Folien und Verfahren dieser Art sind aus DE 196 10 028 A1 bekannt. Dabei werden Folien mit einem dreischichtigen Folienaufbau zur permanenten Beschichtung von Substraten, wie Blechen oder Platten, verwendet, wobei der gebildete Verbund in einem Biege-, Stanz-, Randbeschleif-, Bördel- oder Tiefzieh-Verfahren nachbearbeitet wird. Die Folie weist eine Außenlage aus linearem Polyester, wie Polyethylenterephtalat oder Polybutylenterephtalat, oder aus Polymethylmethacrylat, sowie eine an das Substrat angrenzende Kontaktlage auf, die aus Polypropylen gebildet ist oder dieses enthält. Zwischen der Außenlage und der Kontaktlage befindet sich eine Klebstoffschicht. Die Folie wird mittels eines Primers und/oder eines Haftvermittlers auf eine gereinigte Oberfläche des Substrats aufgebracht.
Im Hinblick auf das optische Erscheinungsbild von Verpackungen sowie deren Sicherung vor unbefugter Nachahmung werden in den letzten Jahren aufgrund zunehmender Produktpiraterie immer höhere Anforderungen gestellt. So lässt sich mittels einer lediglich graphisch und/oder farbig einprägsam gestalteten Produktverpackung oft nicht mehr der Eindruck vermitteln, dass es sich um ein besonders hochwertiges Produkt handelt. Eine Nachahmung derartiger Produktverpackungen ist zudem in einfacher Weise möglich.
Auf Verpackungsmaterialien aus Papier und/oder Kunststoff werden daher inzwischen optisch variable Sicherungs- und/oder Dekorationselemente angebracht, die optisch besonders ansprechend gestaltet werden können und einen wesentlich höheren Schutz vor Nachahmung bieten. Optisch variable Sicherungs- und/oder Dekorationselemente vermitteln dem Betrachter einen optisch variablen Effekt bzw. ein unterschiedliches optisches Erscheinungsbild. Als optisch variabler Effekt wird generell ein je nach Blickwinkel wechselndes optisches Erscheinungsbild bezeichnet, wobei unterschiedliche Informationsgehalte, Bilder und/oder Farbwechsel Sichtbar werden können.
Jedoch konnten Metallsubstrate, welche zu dreidimensionalen Metallartikeln kaltumgeformt werden, bisher nicht mit derartigen Sicherungs- und
Dekorationselementen ausgestattet werden. Nach dem Aufbringen einer herkömmlichen Laminierfolie enthaltend optisch variable Sicherungs- und/oder Dekorationselemente wurde bei der Kaltumformung des Metallsubstrats eine ausgeprägte Rissempfindlichkeit der Laminierfolie beobachtet, welche den optisch variablen Effekt stört und damit auch das optische Erscheinungsbild des dekorierten Metallartikels negativ beeinflusst.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Laminierfolie zur Beschichtung von kaltumformbaren Metallsubstraten bereitzustellen, welche nach einem Umformen des Metallsubstrats einen optisch variablen Effekt bereitstellt. Weiterhin soll ein geeignetes Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler Metallartikel angegeben werden, welche mit einer derartigen Laminierfolie dekoriert sind. Die Aufgabe wird für die Laminierfolie, welche mehrere Schichten umfasst und welche zum zumindest teilweisen Beschichten eines kaltumform baren Metallsubstrats vorgesehen ist, gelöst, indem die Laminierfolie in dieser Reihenfolge eine transparente Trägerfolie, eine transparente Lackschicht enthaltend eine diffraktive Reliefstruktur, und eine Reflektionsschicht umfasst, wobei die transparente Trägerfolie aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildet ist, wobei die Trägerfolie eine Foliendicke im Bereich von 19 bis 75 μm aufweist, wobei die Trägerfolie zumindest in einer Richtung einen Elastizitätsmodul im Bereich von 3500 bis 5000 N/mm2 aufweist, und wobei die transparente Lackschicht einen Elastizitätsmodul aufweist, der sich von dem Elastizitätsmodul der Trägerfolie um maximal 10 %, insbesondere um weniger als 5 %, unterscheidet.
Die erfindungsgemäße Laminierfolie weist demnach eine spezielle Trägerfolie und eine neuartige in ihrem Ausdehnungsverhalten daran angepasste
Lackschicht enthaltend diffraktive Reliefstrukturen auf. Untersuchungen haben überraschend gezeigt, dass bei der Kaltumformung eines derartigen Metallsubstrat-Laminierfolien-Verbunds keine Rissbildungen in der Reflektionsschicht der Laminierfolie mehr auftreten, die das optische Erscheinungsbild der umgeformten Laminierfolie beeinträchtigen.
Der E-Modul der Trägerfolie wird gemäß ISO 527-1-2 bestimmt. Die Prüfgeschwindigkeit beträgt hierbei 1 %/min bei 23°C und 50 % relativer Feuchte. Insbesondere weist die Trägerfolie einen anisotropen Elastizitätsmodul auf. Unter einer Kaltumformung wird eine Umformung des Metallsubstrats unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Metalls, aus dem das Metallsubstrat gebildet ist, verstanden.
Als Materialien zur Bildung der Trägerschicht aus thermoplastischem Kunststoff haben sich Polyester, insbesondere PET, Polyolefin und Polyamid bewährt.
Es hat sich bewährt, wenn die Trägerfolie eine Foliendicke im Bereich von 23 bis 36 μm aufweist.
Dabei weist die Trägerfolie vorzugsweise in einer Längsrichtung eine Reißdehnung bezogen auf ihre Ausgangslänge im Bereich von 170 bis 230 %, insbesondere von etwa 200 %, und senkrecht zur Längsrichtung eine Reißdehnung bezogen auf ihre Ausgangsbreite im Bereich von 80 bis 150 %, insbesondere von etwa 115 %, auf.
Die Reißdehnung der Trägerfolie wird gemäß ISO 527-1-2 bestimmt. Die Prüfgeschwindigkeit beträgt hierbei 1 %/min bei 23°C und 50 % relativer Feuchte.
Es hat sich bewährt, wenn die diffraktive Reliefstruktur ein Hologramm, insbesondere ein 3D/2D-Hologramm oder ein Dot-Matrix-Hologramm, oder ein Kinegram® ausbildet.
Eine diffraktive Re lief struktur wird in die transparente Lackschicht vorzugsweise mittels einer entsprechend strukturierten Prägewalze oder eines Prägestempels eingeprägt. Dabei werden bevorzugt thermoplastische oder UV-härtende Lackschichten verwendet. Eine diffraktive Reliefstruktur kann in der transparenten Lackschicht aber auch über ein photolithographisches Verfahren ausgebildet werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Laminierfolie erfolgt dabei vorzugsweise in einem kontinuierlichen Verfahren, bei dem die Trägerfolie von Rolle zu Rolle transportiert wird. Dabei wird auf die Trägerfolie die transparente Lackschicht aufgebracht und mit diffraktiven Reliefstrukturen versehen, die Reflektionsschicht aufgebracht, üblicherweise durch Aufdampfen oder Sputtern, und schließlich optional eine Kleberschicht aufgebracht.
Es ist bevorzugt, wenn die Kleberschicht mit einer Kleberauftragsmenge im Bereich von 5 bis 20 g/m2, insbesondere im Bereich von 7 bis 9 g/m2 ausgebildet ist. Durch eine solche Kleberschicht, insbesondere mit einer Schichtdicke im Bereich von 8 bis 10 μm, wird in Kombination mit der speziellen, oben beschriebenen Trägerfolie und der speziellen Lackschicht ein punktueller, plötzlicher Anstieg der Scherkräfte während des Umformprozesses vermieden. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Kleberschicht eine Heißkleberschicht ist, jedoch können auch Kaltkleberschichten verwendet werden. Die Kleberschicht wird vorzugsweise auf das Metallsubstrat aufgebracht und die Laminierfolie damit auf dem Metallsubstrat befestigt.
Die transparente Trägerfolie und/oder die Lackschicht können eingefärbt verwendet werden.
Die Laminierschicht kann zudem weitere Schichten umfassen, welche dekorativen und/oder funktionellen Zwecken dienen. So kann zwischen der Trägerfolie und der transparenten Lackschicht und/oder zwischen der transparenten Lackschicht und der Reflektionsschicht ein farbiges, transparentes oder opakes Druckbild mittels je einer farbigen Lackschicht ausgebildet sein. Dabei ist es bevorzugt, wenn verwendete farbige Lackschichten ein ähnliches Reiß- und Dehnungsverhalten aufweisen wie die transparente Lackschicht und/oder in einzelnen, nicht zusammenhängenden Musterflächen ausgebildet sind, so dass Risse in einer farbigen Lackschicht entweder nicht auftreten oder zumindest optisch nicht in Erscheinung treten. Als funktionelle Schichten können weiterhin transparente Haftvermittlerschichten, Füllschichten, Filterschichten und ähnliches vorgesehen sein.
Es hat sich bewährt, wenn die mindestens eine transparente Lackschicht, welche die diffraktive Reliefstruktur aufweist, eine Schichtdicke im Bereich von 0,5 bis 5 μm, insbesondere im Bereich von 1 bis 2 μm aufweist.
Um die Haftung von an die Trägerfolie angrenzenden Schichten zu erhöhen, hat es sich bewährt, wenn die Trägerfolie zumindest auf einer Seite, insbesondere auf der Seite, auf welcher die Lackschicht angeordnet ist, mittels einer Koronaentladung behandelt ist.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Reflektionsschicht eine Schichtdicke im Bereich von 5 bis 15 nm, insbesondere im Bereich von 7 bis 9 nm aufweist.
Insbesondere hat es sich bewährt, wenn die Reflektionsschicht aus Metall oder einer Metalllegierung gebildet ist. Metallische Reflektionsschichten sind besonders duktil und somit gut dehnbar, so dass keine optische
Beeinträchtigung des Erscheinungsbilds der Laminierfolie nach einem Umformen des Metallsubstrats eintritt. Besonders geeignet sind Reflektionsschichten aus Aluminium, Chrom, Silber, Kupfer, Gold usw.. Metallische Reflektionsschichten verleihen der diffraktiven Reliefstruktur eine besonders hohe Leuchtkraft und geben die optisch variablen Effekte besonders gut wieder.
Weiterhin hat es sich bewährt, wenn die Reflektionsschicht aus einem hochbrechenden dielektrischen Material (HRI-Material), wie beispielsweise TΪO2, ZnS, oder ZrÜ2 gebildet ist. Diese Materialien sind üblicherweise transparent, so dass die darunter angeordnete Kleberschicht oder, falls diese transparent ist, das Metallsubstrat zum Vorschein kommt. Im Fall einer dielektrischen Reflektionsschicht haben sich auch eingefärbte Kleberschichten bewährt.
Dabei kann die Reflektionsschicht generell vollflächig oder lediglich partiell auf der transparenten Lackschicht ausgebildet sein. Insbesondere eine Ausgestaltung der Reflektionsschicht in Form eines Motivs, eines Bildes, alphanumerischer Zeichen, Symbole und/oder eines Rasters, insbesondere in Form eines Punkt- oder Linienrasters oder eines Graustufen-Rasterbildes, hat sich bewährt. Beispielsweise kann eine linienförmige Ausbildung einer dielektrischen Reflektionsschicht, wobei die Linien im wesentlichen senkrecht zur Dehnungsrichtung der Laminierfolie beim Umformen ausgerichtet sind, vorteilhaft sein.
Eine Gesamtdicke der Laminierfolie ohne eine Kleberschicht liegt vorzugsweise im Bereich von 20 bis 30 μm.
Die Aufgabe wird weiter durch ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Metallartikels mit folgenden Schritten gelöst: - Bereitstellen eines Verbunds aus einer erfindungsgemäßen Laminierfolie und einem Metallsubstrat;
- Befestigen der Laminierfolie mittels einer Kleberschicht auf dem Metallsubstrat; und
- Kaltumformen des Verbunds aus Laminierfolie und Metallsubstrat zu dem dreidimensionalen Metallartikel, derart dass die Laminierfolie auf einer äußeren Oberfläche des Metallartikels eine Dekoration für den Metallartikel bildet.
Das Verfahren ermöglicht die Bildung von dreidimensionalen Metallartikeln, welche eine dekorierte Oberfläche aufweisen, die durch die Laminierfolie dekoriert wird. Es zeigt sich in Bereichen, in denen der Blick des Betrachters auf die diffraktive Reliefstruktur möglich ist, ein optisch variabler Effekt.
Es hat sich bewährt, wenn der Verbund aus Metallsubstrat und Laminierfolie tiefgezogen, gestanzt oder gepresst wird.
Eine Verwendung von Aluminiumblech, Weißblech oder Stahlblech als Metallsubstrat hat sich bewährt. Besonders bevorzugt sind ebene Metallsubstrate in einer Schichtdicke im Bereich von 0,2 bis 5 mm.
Das Metallsubstrat kann auf mindestens einer Seite vollflächig mit der Laminierfolie bedeckt werden. Das Metallsubstrat kann aber ebenso auf mindestens einer Seite lediglich bereichsweise, insbesondere musterförmig, mit der Laminierfolie bedeckt werden. Dabei werden insbesondere Bereiche des Metallsubstrats, die beim Umformen eine besonders starke Verformung erfahren, oder Bereiche des Metallsubstrats, die nach dem Umformen eine starke Krümmung, insbesondere im Bereich von > 90° aufweisen, ausgespart.
Eine Verwendung eines Verbunds aus einem ebenen Metallsubstrat mit einer erfindungsgemäßen Laminierfolie zur Herstellung eines mit der Laminierfolie dekorierten dreidimensionalen Metallartikels ist ideal.
Die Figuren 1a bis 2b sollen eine erfindungsgemäße Laminierfolie sowie ein erfindungsgemäßes Verfahren beispielhaft erläutern. So zeigt
Figur 1a einen Querschnitt durch einen Verbund aus einem Metallsubstrat und einer Laminierfolie;
Figur 1 b einen Querschnitt durch einen Metallartikel gebildet durch Umformung des Verbunds gemäß Figur 1a;
Figur 2a einen Querschnitt durch einen weiteren Verbund aus einem Metallsubstrat und einer Laminierfolie; und
Figur 2b einen Querschnitt durch einen Metallartikel gebildet durch Umformung des Verbunds gemäß Figur 2a.
Figur 1a zeigt einen Querschnitt durch einen Verbund aus einem ebenen Metallsubstrat 1 und einer erfindungsgemäßen Laminierfolie 2. Die
Laminierfolie 2 umfasst hier eine Kleberschicht 4, eine Reflektionsschicht 5, eine transparente Lackschicht 7 enthaltend eine diffraktive Reliefstruktur 6, sowie eine transparente Trägerfolie 8. Zwischen der Lackschicht 7 und der Trägerfolie 8 kann eine hier nicht dargestellte Haftvermittlerschicht vorgesehen sein. Die Kleberschicht 4 ist eine Heißkleberschicht, welche fest mit einer Oberfläche des Metallsubstrats 1 verbunden bzw. verklebt ist. Dabei bedeckt die Laminierfolie 2 eine Seite des Metallsubstrats 1 vollständig. Die Reflektionsschicht 5 ist aus Aluminium gebildet und in einer Schichtdicke von 8 nm auf die transparente Lackschicht 7 aufgedampft. Die transparente Lackschicht 7 ist in einer Schichtdicke von 1 ,5 μm auf die Trägerschicht aufgebracht und die diffraktive Reliefstruktur 6 in die transparente Lackschicht 7 eingeprägt.
Die transparente Lackschicht 7 weist hier folgende Zusammensetzung auf:
Komponente Gewichtsteile
Hochmolekulares PMMA-Harz 500 Nichtionisches Netzmittel 50
Niedrigviskose Nitrozellulose 2000
Methylethylketon 6600
Toluol 2000
Cyclohexanon 4000
Die Trägerfolie 8 ist aus einem gereckten Polyesterfilm gebildet und weist eine Schichtdicke von 23 μm auf. Das Metallsubstrat 1 besteht aus Aluminium .
Der Verbund gemäß Figur 1a wird nun zu einem Metallartikel kaltumgeformt, hier durch Tiefziehen. Figur 1 b zeigt einen Querschnitt durch einen aus dem Verbund gemäß Figur 1a gebildeten Metallartikel 3 nach der Kaltumformung. Das Metallsubstrat 1 wurde inklusive der Laminierfolie 2 dreidimensional verformt, wobei ein kappenförmiger Metallartikel 3 gebildet wurde. Die Laminierfolie 2 wurde zusammen mit dem Metallsubstrat 1 gedehnt und bedeckt nun komplett die äußere Oberfläche des Metallartikels 3 bzw. der Kappe, wobei die hier nicht dargestellte diffraktive Struktur 6 durch die Trägerfolie 8 und die transparente Lackschicht 7 hindurch sichtbar ist und einen optisch variablen Effekt zeigt. Der optisch variable Effekt kann dabei bereits in der unverformten Laminierfolie 2 oder erst nach der Umformung am fertigen Metallartikel 3 zutage treten.
Figur 2a zeigt einen Querschnitt durch einen weiteren Verbund aus einem Metallsubstrat 1 und einer Laminierfolie 2, wobei der Aufbau des Verbunds dem in Figur 1a beschriebenen entspricht. Jedoch bedeckt die Laminierfolie 2 eine Seite des Metallsubstrats 1 nur teilweise.
Der Verbund gemäß Figur 2a wird nun zu einem Metallartikel kaltumgeformt, hier durch Tiefziehen.
Figur 2b zeigt einen Querschnitt durch einen aus dem Verbund gemäß Figur 2a gebildeten Metallartikel 3 nach der Kaltumformung. Das Metallsubstrat 1 wurde inklusive der Laminierfolie 2 dreidimensional verformt, wobei ein kappenförmiger Metallartikel 3 gebildet wurde. Die Laminierfolie 2 wurde zusammen mit dem Metallsubstrat 1 gedehnt und bedeckt nun die äußere Oberfläche des Metallartikels 3 bzw. der Kappe teilweise, wobei die hier nicht dargestellte diffraktive Struktur 6 durch die Trägerfolie 8 und die transparente Lackschicht 7 hindurch sichtbar ist und einen optisch variablen Effekt zeigt. Der optisch variable Effekt kann dabei bereits in der unverformten Laminierfolie 2 oder erst nach der Umformung am fertigen Metallartikel 3 zutage treten.
Selbstverständlich sind Laminierfolien mit anderem Schichtaufbau ebenso verwendbar. So kann die Reflektionsschicht lediglich bereichsweise auf der transparenten Lackschicht ausgebildet sein, es können weitere transparente Lackschichten enthaltend diffraktive Strukturen, weitere Reflektionsschichten, weitere gegebenenfalls eingefärbte Lackschichten, Haftvermittlerschichten oder Kleberschichten vorhanden sein.

Claims

Patentansprüche
1. Laminierfolie (2), welche mehrere Schichten umfasst, zum zumindest teilweisen Beschichten eines kaltumformbaren Metallsubstrats (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Laminierfolie (2) in dieser Reihenfolge eine transparente
Trägerfolie (8), mindestens eine transparente Lackschicht (7) enthaltend eine diffraktive Reliefstruktur (6) und eine Reflektionsschicht (5) aufweist, wobei die transparente Trägerfolie (8) aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildet ist, wobei die Trägerfolie (8) eine Foliendicke im Bereich von 19 bis 75 μm aufweist, wobei die Trägerfolie (8) zumindest in einer
Richtung einen Elastizitätsmodul im Bereich von 3500 bis 5000 N/mm2 aufweist, und wobei die mindestens eine transparente Lackschicht (7) einen Elastizitätsmodul aufweist, der sich von dem Elastizitätsmodul der Trägerfolie (8) um maximal 10 %, insbesondere um weniger als 5 %, unterscheidet.
2. Laminierfolie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (8) in einer Längsrichtung eine Reißdehnung im Bereich von 170 bis 230 % und senkrecht zur Längsrichtung eine Reißdehnung im
Bereich von 80 bis 150 % aufweist.
3. Laminierfolie nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (8) aus Polyester, Polyolefin oder Polyamid gebildet ist.
4. Laminierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die diffraktive Reliefstruktur (6) ein Hologramm, insbesondere ein 3D/2D Hologramm oder ein Dot-Matrix Hologramm ausbildet.
5. Laminierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (8) eine Foliendicke im Bereich von 23 bis 36 μm aufweist.
6. Laminierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Lackschicht (7) eine Schichtdicke im Bereich von 0,5 bis 5 μm, insbesondere im Bereich von 1 bis 2 μm aufweist.
7. Laminierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (8) zumindest auf einer Seite, insbesondere auf der Seite, aufweicher die transparente Lackschicht (7) angeordnet ist, mittels einer Koronaentladung behandelt ist.
8. Laminierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionsschicht (5) eine Schichtdicke im Bereich von 5 bis 15 nm, insbesondere im Bereich von 7 bis 9 nm aufweist.
9. Laminierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionsschicht (5) aus Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere aus Aluminium, Chrom, Silber, Kupfer oder Gold, gebildet ist.
10. Laminierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionsschicht (5) aus einem hochbrechenden dielektrischen
Material, insbesondere aus "IΪO2, ZnS oder Zrθ2, gebildet ist.
11. Laminierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Laminierfolie (2) eine unterhalb der Reflektionsschicht (5) angeordnete Kleberschicht (4) aufweist und dass die Kleberschicht (4) mit einer Kleberauftragsmenge im Bereich von 5 bis 20 g/m2, insbesondere im Bereich von 7 bis 9 g/m2 ausgebildet ist.
12. Laminierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kleberschicht (4) eine Heißkleberschicht ist.
13. Laminierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Laminierfolie ohne Kleberschicht eine Dicke im Bereich von 20 bis 30 μm aufweist.
14. Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Metallartikels (3) mit folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Verbunds aus einer Laminierfolie (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und einem Metallsubstrat 1; - Befestigen der Laminierfolie (2) mittels einer Kleberschicht (4) auf dem
Metallsubstrat (1); und
- Kaltumformen des Verbunds aus Laminierfolie (2) und Metallsubstrat (1) zu dem dreidimensionalen Metallartikel (3), derart dass die Laminierfolie (2) auf einer äußeren Oberfläche des Metallartikels (3) eine Dekoration für den Metallartikel (3) bildet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbund tiefgezogen, gestanzt oder gepresst wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus Aluminiumblech, Weißblech oder Stahlblech gebildetes, ebenes Metallsubstrat (1) mit der Laminierfolie (2) verbunden wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsubstrat (1), welches eine Schichtdicke im Bereich von 0,2 bis 5 mm aufweist, mit der Laminierfolie (2) verbunden wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsubstrat (1) auf mindestens einer Seite vollflächig mit der Laminierfolie (2) bedeckt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsubstrat (1) auf mindestens einer Seite lediglich bereichsweise, insbesondere musterförmig, mit der Laminierfolie (2) bedeckt wird.
20. Dreidimensionaler Metallartikel, umfassend ein dreidimensionales, umgeformtes Metallsubstrat, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Oberfläche des Metallsubstrats eine Laminierfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mittels einer Kleberschicht befestigt ist.
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