EP4469283A1 - Verfahren zur herstellung eines artikels, ein modul und eine vorrichtung - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines artikels, ein modul und eine vorrichtung

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Publication number
EP4469283A1
EP4469283A1 EP23702243.9A EP23702243A EP4469283A1 EP 4469283 A1 EP4469283 A1 EP 4469283A1 EP 23702243 A EP23702243 A EP 23702243A EP 4469283 A1 EP4469283 A1 EP 4469283A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
laser
layer
transfer
transfer layer
area
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.)
Pending
Application number
EP23702243.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christiane KRAUSS
Martin Hahn
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 EP4469283A1 publication Critical patent/EP4469283A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/16—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects for applying transfer pictures or the like
    • B44C1/165—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects for applying transfer pictures or the like for decalcomanias; sheet material therefor
    • B44C1/17—Dry transfer
    • B44C1/1712—Decalcomanias applied under heat and pressure, e.g. provided with a heat activable adhesive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F16/00—Transfer printing apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F19/00—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/22—Removing surface-material, e.g. by engraving, by etching
    • B44C1/228—Removing surface-material, e.g. by engraving, by etching by laser radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
    • B29C37/0025—Applying surface layers, e.g. coatings, decorative layers, printed layers, to articles during shaping, e.g. in-mould printing
    • B29C37/0028—In-mould coating, e.g. by introducing the coating material into the mould after forming the article
    • B29C2037/0042—In-mould coating, e.g. by introducing the coating material into the mould after forming the article the coating being applied in solid sheet form, e.g. as meltable sheet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
    • B29C37/0025—Applying surface layers, e.g. coatings, decorative layers, printed layers, to articles during shaping, e.g. in-mould printing
    • B29C37/0028—In-mould coating, e.g. by introducing the coating material into the mould after forming the article
    • B29C2037/0046—In-mould printing, in-mould transfer printing

Definitions

  • the invention relates to a method for manufacturing an article, a module and a device for carrying out the method.
  • the article is first created by an injection molding process and/or by a flooding process.
  • the full-surface decoration of the article is carried out either by means of an in-mold labeling (IML) process, i.e. during the injection molding process and/or during the flooding process, or by a decoration process downstream of the injection molding process or the flooding process, whereby the surface of the item is usually finished over the entire surface .
  • IML in-mold labeling
  • Lettering, motifs and/or symbols are only incorporated into the article in an additional step after the aforementioned processes, for example by means of a laser or hot embossing.
  • a disadvantage of this variant is the large number of process steps required and processes that significantly increase the time it takes to produce an item.
  • a single image decor is placed in the cavity of an injection molding device in an IMD process.
  • This single image decor already shows the complete layout of the article including the lettering, motifs and/or symbols.
  • This second variant is more time-saving, at least in comparison to the first-mentioned variant, since fewer process steps are required.
  • it is also very expensive. Since the individual image decorations already include all lettering, motifs and/or symbols, their separate production process is complex and involves a large number of processes. As a result, the cost of single image decors is very high. It is also not possible to subsequently adjust the final layout of the article, in particular the lettering, the motifs and/or the symbols.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved method for producing an article and a module and a device for carrying out the method.
  • the object is achieved by a method for producing an article, in particular according to one of Claims 1 to 34, the method comprising the following steps: a) providing a transfer film comprising a carrier layer and a transfer layer which can be detached from the carrier layer; b) Forming at least one first area and at least one second area by means of at least one laser, wherein in the in at least one first area the layer thickness of the transfer layer is less than the layer thickness of the transfer layer in the at least one second area; c) arranging the transfer layer on the substrate; d) receiving the article comprising the transfer sheet and the substrate; and wherein the steps of the method are performed in-line.
  • the object is further achieved by a module, in particular according to one of Claims 35 to 40, for carrying out step b) of the method according to Claims 1 to 34, comprising at least one laser for forming the at least one first and second region.
  • a module in particular according to one of claims 35 to 40, for forming the at least one first and second regions by means of a laser;
  • a device for arranging the transfer layer on the substrate in particular an injection molding device or hot stamping device.
  • a defined area is defined as an area
  • the at least one transfer layer has at least one first area and at least one second area, with each of the two or more areas occupying a defined area when viewed perpendicularly to a plane formed by the transfer layer, in particular in all layers and arranged in the transfer layer in all layers arranged above and/or below the transfer layer.
  • inline is understood to mean, in particular, a continuous process.
  • the articles are manufactured essentially without interruption, especially in a continuous process.
  • the transfer layer is applied and/or the at least one first and/or second area is formed as an integral part of the method of manufacturing the article. If a method step for the production of the article has taken place, then the following method step essentially follows without interruption, in particular after the film or panel has been advanced to the device that is used to carry out the next step.
  • the individual steps of the method merge into one another almost seamlessly, so that, for example, the transfer layer is arranged on the substrate immediately after the areas have been formed.
  • the film or the blank is shifted or moved within the device between the individual steps or partial steps and/or devices of the device are shifted and/or moved between the individual steps or partial steps.
  • an inline method there is no intermediate storage and/or intermediate rolling up or stacking of the film and/or the transfer layer and/or the article.
  • the method is thus preferably carried out continuously and without interruptions.
  • Forming at least one area is understood here to mean in particular the manipulation of the transfer layer, in particular the layers of the transfer layer, with the layer thickness of the original transfer layer subsequently differing from that of the manipulated area.
  • the areas are formed in particular in the transfer layer, with the layer thickness of the transfer layer in particular being smaller in the manipulated area. It is possible for the at least two formed areas to differ optically.
  • the regions are preferably formed by means of laser cutting and/or laser ablation. It is possible that individual layers of the transfer layer in the at least one area, in particular a first area, are removed and/or ablated and/or burned and/or evaporated without leaving any residue. For example, at least one layer of the transfer layer is completely removed in at least one area, in particular a first area, of the transfer layer, in particular by means of laser cutting and/or laser ablation, so that the at least one layer of the transfer layer in one area, in particular the first area, leaves no residue is and/or is removed.
  • the present method makes it possible to provide transfer films with, for example, lettering, motifs and/or symbols by means of a laser immediately before they are arranged on the substrate. This offers several advantages.
  • the use of a laser makes it possible to create individual layouts, so that only small quantities or even individual pieces can be created without additional costs.
  • the material from which the substrate of the article is to be made can be chosen independently of the marking process. Because the lasing is performed prior to placing the transfer sheet on the substrate, the substrate will not interact with the laser radiation. Otherwise, properties of the substrate such as reflection, melting point, and temperature resistance could negatively affect or even prevent the manufacturing process. This means that a wider range of materials is available for the manufacturing process. Another advantage of using a laser compared to punching and/or cutting is that much more filigree areas can be formed.
  • Step a) is preferably the first step of the process and is carried out in particular before steps b), c) and d).
  • step a) it is advantageous for the method that the transfer film is provided as rolled goods. It is also advantageous that a hot stamping foil or an IMD foil is provided as the transfer foil.
  • the device has at least one device for receiving film rolls.
  • the device preferably has an unrolling device with which the provided transfer film is subjected to the method can be supplied.
  • the device has at least one control device, in particular for controlling the feed of the film and the implementation of the method steps.
  • a transfer film provided for the method can have a transfer layer which has a multi-layer structure. It has thus turned out to be advantageous for the transfer layer of the transfer film provided in step a) to have at least one decorative layer, in particular a first decorative layer, and at least one adhesive layer.
  • the decorative layer can be formed, for example, as a colored lacquer layer or as a metal layer, in particular as a metallization.
  • the at least one adhesive layer is preferably arranged on the side of the transfer layer facing the carrier layer and/or on the side of the transfer layer facing away from the carrier layer.
  • the adhesive layer is made transparent, in particular having a transmission of at least 45%, preferably at least 70%, for the wavelength range perceptible to the human eye, preferably for the range from 400 nm to 700 nm.
  • the adhesive layer preferably has a layer thickness selected from a range from 0.1 ⁇ m to 50 ⁇ m, preferably from 0.5 ⁇ m to 7 ⁇ m, more preferably between 2.5 ⁇ m and 5 ⁇ m.
  • the adhesive layer can be single-layered or multi-layered, it being possible for the individual sub-layers of the adhesive layer to be made differently from one another.
  • the transfer layer can have at least one or more of the following layers, each selected individually or in combination from: at least one further decorative layer, at least one colored lacquer layer, at least one metal layer, at least one oxide layer, at least one adhesion promoter layer, at least one barrier layer, at least one acceptance layer, at least one first layer of protective lacquer, at least one second layer of protective lacquer, at least one release layer, at least one Replication layer, at least one laser protective lacquer layer.
  • the layers can each be arranged over the entire area or each partially in the transfer layer.
  • the aforementioned at least one first and/or second protective lacquer layer protects the finished article against external influences such as UV radiation, mechanical influences such as scratches, or chemical influences such as creams or solvents, preferably with the at least one first and/or second protective lacquer layer is arranged between the at least one decorative layer and the carrier layer.
  • the at least one first and/or second protective lacquer layer and/or the at least one laser protective lacquer layer has in particular a transmission of at least 70%, preferably at least 85%, for the wavelength range that can be perceived by the human eye, preferably for the range from 400 nm to 700 nm , on. As a result, an underlying decor is clearly recognizable.
  • the at least one laser protective lacquer layer in particular prevents a further layer arranged below the at least one laser protective lacquer layer from being removed by means of a laser.
  • the at least one laser protective lacquer layer can be arranged between two decorative layers, for example the first and the second decorative layer.
  • the transfer layer preferably has a layer thickness selected from a range from 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, preferably from 0.5 ⁇ m to 75 ⁇ m, more preferably from 1 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • at least one of the layers of the transfer layer in particular the at least one and/or second decorative layer and/or adhesive layer and/or the at least one and/or second protective lacquer layer, has a layer thickness selected from a range of 0.5 ⁇ m to 20 ⁇ m, preferably from 1 ⁇ m to 10 ⁇ m , on.
  • the transfer film is preferably provided with a carrier layer made of polyethylene terephthalate (PET) and/or with a release layer.
  • the detachment layer is preferably arranged on that side of the carrier layer which faces the transfer layer.
  • the carrier layer preferably the carrier layer, preferably has a layer thickness selected from the range from 10 ⁇ m to 150 ⁇ m, preferably from 12 ⁇ m to 75 ⁇ m.
  • Step b) is preferably carried out after step a) and in particular before step c). Step b) can also be carried out several times, in particular twice.
  • the at least one first region is formed in such a way that the transfer layer is removed, preferably partially removed, in the at least one first region.
  • the at least one first area of the transfer layer prefferably be formed in such a way that fewer layers are arranged in the at least one first area than are arranged in the at least one second area of the transfer layer. Furthermore, it is also possible that after step b) a different layer of the transfer film can be perceived by an observer in the at least one first area than in the at least one second area.
  • step b) in the at least one first region of a transfer layer for example the at least one adhesive layer and optionally the at least one first decorative layer is removed, in particular completely removed.
  • the at least one adhesive layer and the optionally at least one first decorative layer are thus no longer perceptible to an observer in the one first area.
  • At least one second decorative layer is advantageously arranged in the transfer layer, which can now be perceived in the at least one first area. This makes it possible to create areas that differ from one another in terms of their optical properties and stand out from one another. More preferably, the transfer layer is completely removed in the at least one first area. In particular, it is possible for the carrier layer of the transfer film to be perceptible in the at least one first area.
  • Complete removal of the transfer layer offers the advantage that the material of the substrate is visible in the manufactured article in the at least one first area.
  • the optical properties of the transfer layer and the substrate differ here. This enables interesting designs of the article, in particular in that the at least one first area differs and stands out from the at least one second area.
  • the design or shape of the at least one first area is selected individually or in combination from: motif, letter, number, symbol, geometric figure, visually recognizable design element, pattern, logo, codes and conductor track.
  • Step b) is preferably carried out within a time selected from the range from 1 s to 90 s, preferably from 1 s to 50 s.
  • the time required to carry out step b) is preferably so short that the time required for step b) does not exceed the time required for the step of the method which requires the longest time to be carried out.
  • step c) may require a longer period of time to carry out than step b) and/or is the step of the method with the longest period of time.
  • the device according to the invention has in particular a module comprising the at least one laser.
  • the module is preferably designed in such a way that it has at least one feed device in order to transport the transfer film and/or to align it under the laser.
  • the module advantageously has at least one clamping device or a vacuum suction device for fixing the transfer film and in particular at least one tensioning device for tensioning the transfer film before and/or during step b).
  • the transfer film can be handled optimally and, in particular, can be kept taut and flat.
  • the module prefferably has a suction device in order to suck off parts of the transfer layer that have been removed by the laser.
  • the module preferably has at least one control device, which can preferably be connected to the at least one device, which is used to carry out a further step, in particular step c).
  • step b) carried out by means of the module to be synchronized with the process clock of the device with which the further step, in particular step c), is carried out.
  • the module preferably has a quick-action clamping device in order to integrate and align the module in the device for carrying out the method reversibly and in a number of possible positions without great assembly effort and/or expenditure of time.
  • the module comprising the at least one laser is preferably arranged in the device, in particular in the film feed direction before and/or after the device for arranging the transfer layer on the substrate.
  • step b) at least one third region is formed by means of the at least one laser.
  • the at least one third area is designed in such a way that the layer thickness of the transfer layer in the at least one third area is less than the layer thickness of the at least one second area.
  • the transfer layer is preferably removed in the at least one third area, preferably completely removed.
  • the transfer layer can be preferably in step c), are arranged in register.
  • the at least one third area is formed as an auxiliary structure, for example as a register mark.
  • the at least one third region is preferably recorded in a further step or partial step, in particular in step c), using optical sensor units, preferably using cameras.
  • the position and type of the third area is only introduced in the step in which the at least one first and second area is also formed, it can be individually adapted to the desired layout. Furthermore, it is possible that register marks that were already present were removed during production of the transfer film or can no longer be used as an auxiliary structure in any other way, so that new register marks have to be produced.
  • Precisely in register is to be understood as meaning a positional accuracy of two or more layers, elements, areas and/or layers relative to one another.
  • the register accuracy should move within a specified tolerance and be as low as possible.
  • the register accuracy of several layers, elements, areas and/or layers to one another is an important feature in order to increase process reliability and/or product quality, but also counterfeit security.
  • the positionally accurate positioning can take place in particular by means of register marks which can be detected by sensors, preferably optically. These register marks can either represent special separate layers, elements, areas and/or layers or they can themselves be part of the layers, elements, areas and/or layers to be positioned.
  • the at least one third area is not arranged in contact with the at least one first area.
  • the at least one third area is preferably in the edge area of the Transfer film, in particular the transfer layer arranged. More preferably, the at least one third area is arranged on the transfer film, in particular transfer layer, in such a way that the at least one third area is not covered by the article obtained.
  • At least one laser is used in particular to form the areas, in particular the at least one first, second and/or third area, with the at least one laser being selected from: solid-state lasers, preferably fiber lasers, YAG lasers, UV lasers, ruby lasers and/or or sapphire laser, diode laser, gas laser and/or dye laser.
  • the device in particular the module, has at least one laser selected from one of the above lasers.
  • the use of a laser offers the advantage, in particular compared to punching tools, that the removed layers of the transfer layer turn into smoke gases in the manipulated areas. This leads to simplified and cheaper disposal. Furthermore, it is also possible to remove layers in a targeted manner without completely breaking through and/or removing the transfer layer.
  • the layout to be designed is also decisive for the setting of the laser. The complexity of the layout, for example, has an influence, i.e. whether it has large and/or filigree areas.
  • the inventors have worked out that the most important parameters in step b) are selected in particular for a clean and fast implementation, alone or in combination, from the power of the laser, pulse frequency, deflection speed and control of the processing of the first areas by software.
  • the at least one laser is advantageously designed in such a way that the at least one laser is operated continuously and/or in a pulsed manner.
  • the at least one laser in particular, it is advantageous for the at least one laser to be operated with a pulse frequency selected from the range from 1 Hz to 2000 kHz, preferably from 1 kHz to 250 kHz.
  • a pulse frequency selected at a selected deflection speed is sufficiently high that the areas in which the laser carries out ablations overlap in such a way that a largely closed line or area is preferably formed and as few gaps as possible are formed. If the pulse frequency cannot be increased any further, the deflection speed of the laser must be adjusted accordingly in order to achieve such largely closed lines or areas.
  • the at least one laser is operated at up to 3000 characters/s, preferably in the range from 800 characters/s to 1500 characters/s.
  • step b) the at least one laser, in particular the focal point of the at least one laser, is moved unidirectionally or bidirectionally.
  • the device in particular the module, including the at least one laser, also has a computing unit that calculates the direction of movement using software and provides the control signals for moving the laser.
  • the distance between two consecutive laser lines is selected from a range of 0.001 mm to 1 mm, preferably 0.005 mm and 0.5 mm.
  • At least one first area and/or one area including all first areas of up to 500 mm ⁇ 500 mm, preferably of up to 300 mm ⁇ 300 mm, can also be formed with the at least one laser.
  • step b) if the at least one laser is operated at a deflection speed selected from a range from 100 mm/s to 10,000 mm/s, preferably from 500 m/s to 3000 mm/s.
  • the device, in particular the module, comprising the laser preferably has a high-speed laser head. It has been shown that a higher deflection speed than the aforementioned has a negative effect on the result of the laser treatment, in particular on the completeness of the layer removal in depth.
  • the deflection speed thus corresponds to the speed at which the laser is guided over the surface to be lasered. Assuming that the laser is switched on permanently, the deflection speed of the laser then also corresponds to the writing speed of the laser or the ablation speed of the laser.
  • the laser can be switched on and off via appropriate control signals in order to define, during guidance over the surface to be lasered, in which areas the laser carries out ablation and where no ablation takes place.
  • the motif and/or lettering and/or symbol to be removed then results from the path of the deflected laser beam and the switching on and off processes of the laser.
  • the at least one laser advantageously has a focal length that is selected from 160 mm, 254 mm and/or 420 mm, or is set to one of the above focal lengths.
  • the processing area of the laser also increases, since the distance between the lens of the laser and the focal point also increases.
  • the beam diameter of the laser also increases, which means that the minimal laserable line thickness and/or the minimum laserable point diameter is increased. This means that filigree details in the at least one first and/or second area whose dimensions are below the minimum possible line thickness and/or below the minimum possible point diameter can no longer be lasered.
  • a larger beam diameter is more suitable for planar ablation, since the laser time for such planar ablation is thus also reduced.
  • the at least one laser has a power selected from the range from 0.05 W to 100 W, preferably from 1 W to 50 W.
  • the aforesaid laser power range reduces the time required to carry out step b).
  • the at least one laser can emit coherent light from the infrared range, in particular from the near infrared range, more preferably from the wavelength range from 200 nm to 1400 nm, preferably from 780 nm to 1200 nm, more preferably light with a wavelength of 1064 nm , and/or coherent light from the UV range, more preferably having a wavelength of 100 nm to 400 nm, more preferably light having a wavelength of 355 nm.
  • the at least one laser with a beam diameter in the focal point of 20 ⁇ m to 150 ⁇ m, preferably from 20 ⁇ m to 100 ⁇ m, is used.
  • the beam diameter determines the minimum line width that can be lasered and/or the minimum laserable point diameter.
  • filigree details in the second area whose dimensions are above the minimum possible line width and/or below the minimum possible point diameter can be easily lasered.
  • a larger beam diameter is more suitable for planar ablation, since the laser time for such planar ablation is thus also reduced.
  • the at least one laser to include a lens system for setting the focal point.
  • the laser beam of the at least one laser is expanded by means of a lens system in such a way that the beam diameter at the focus point is at most 2 mm, preferably at most 1 mm, particularly preferably at most 0.5 mm.
  • the at least one laser in step b) can include mirrors that can be deflected in order to steer the laser beam, in particular a laser scan module.
  • the laser beam of the at least one laser is directed over the one or more first and/or third regions of the carrier layer, preferably by means of deflectable mirrors, more preferably by means of a laser scan module.
  • the device, in particular the module, comprising the at least one laser also has a cleaning device.
  • a cleaning device can be used to remove the contaminants that have formed before they have a negative impact on further processing and thus ultimately on the quality of the article produced.
  • At least one suction device and/or at least one blower device can be provided for this purpose, for example.
  • at least one cleaning device is arranged in the immediate vicinity next to the at least one laser.
  • a cleaning device configured as at least one brush device for removing solid and/or dust-like impurities is provided in the device, in particular in the module, comprising the at least one laser.
  • step b) and/or step c) comprise the further following sub-step: e) cleaning of the transfer film, preferably the transfer layer, in particular by at least one brush Blower and/or a suction device.
  • Step e) is advantageously carried out before the transfer layer is arranged on the substrate.
  • At least one cleaning unit and one cleaning step is that the transfer layer can be cleaned inline, in particular before the transfer layer is arranged on the substrate. In this way, a sufficient quality in the production of the article can be guaranteed without loss of time.
  • the method is carried out in process cycles, in particular with a step b) being carried out in the same process cycle as a step c) is carried out, preferably with this step b) and this step c) belonging to step sequences that are used to produce different articles be performed.
  • a process cycle is understood to mean a time unit of a method in which at least one method step is carried out, in particular where the method can have a number of process cycles and where the sequence of the process cycles is alternating.
  • a process cycle preferably has the same duration. Different process cycles can have a different duration. It is possible that during a process cycle, in particular in a continuous method, preferably in different devices of a device, different method steps, including different sub-steps, occur simultaneously be performed.
  • a first process cycle can be the advancement of the transfer film, in particular to a further processing device or a module
  • a second process cycle can be a method step for producing the article, in particular step b) and/or step c).
  • step b) it is possible for step b) to start for an nth article after or at the same time as step c) for an (n+x)th article and for step b) to end for an nth article is completed before step c) is completed for an (n+x)th item or concurrently therewith.
  • n and x are selected from the positive integers.
  • a step b) and a step c) it is also possible for a step b) and a step c) to be started at the same time, with a subsequent step only being carried out when the two steps b) and c) started at the same time have been completely completed.
  • Step c) is preferably carried out after step b) and/or before step d). In particular, step c) can be carried out at least twice.
  • step c) the transfer layer is arranged on the substrate.
  • the transfer layer is preferably selected using a method alone or in combination from hot embossing methods, flooding methods, IMD methods, laminating methods, in-mold labeling (IML) methods, insert molding methods, print mold design (PMD) Method and Varioform IMD method arranged on the substrate.
  • the transfer layer is connected to the substrate over the whole area or partially, in particular in the at least one second area.
  • Connected is understood here to mean that the connected areas, layers, elements and/or planes can no longer be separated from one another without being destroyed. For example, this will achieved by an adhesive layer, in particular comprising a hot-melt adhesive.
  • the method according to the invention offers the advantage that the substrate only has to be selected with regard to the materials of the transfer layer, in particular at least one adhesive layer of the transfer layer, and/or with regard to the suitability of the method selected in step c). For example, if an IMD process is selected in step c), the substrate must be suitable for an injection molding process. For this it is at least necessary that the substrate can be melted.
  • the substrate prefferably has a transmission of at least 45%, preferably at least 70%, for the wavelength range perceivable by the human eye, preferably for the range from 400 nm to 700 nm.
  • the transfer layer is arranged on the substrate in such a way that at least one decorative layer is arranged below the substrate in the viewing direction perpendicular to the plane spanned by the transfer layer. In other words, the substrate faces an observer and the transfer layer is arranged on the side of the substrate facing away from an observer.
  • a step can have one or more sub-steps.
  • step c) comprises at least a number of partial steps that are necessary in order to carry out the method that is selected for arranging the transfer layer.
  • step c) is, for example, a flooding process
  • an injection molding process for example an IMD process, IML process, insert molding process, PMD process and/or Varioform IMD process
  • step c) can include at least one or more of the following
  • step c) can have at least one or more of the following sub-steps:
  • Step c), in particular comprising one or more partial steps, is preferably carried out within a time selected from a range from 1 s to 240 s, preferably from 1 s to 150 s. It is also possible that step c) comprises a waiting time, in particular selected from a range from 1 s to 60 s, preferably from 1 s to 30 s. Waiting time is understood as meaning a time in which no film feed takes place and/or no sub-steps of step c) are carried out. This is particularly advantageous when larger first areas are formed in step b). This makes it possible to continue a step b), which requires a longer period of time, in the same Carry out process cycle to a step c). In particular, the period in which step c) is carried out is at least as long, preferably longer, as the period in which step b) is carried out.
  • the device in particular the device for arranging the transfer layer, has at least one sensor unit, in particular an optical sensor unit. This is used to detect the position of at least one marking on the transfer film, in particular the at least one third area.
  • the sensor unit advantageously comprises at least one transmitted light sensor and/or one incident light sensor. This ensures that the transfer film is arranged in register on the substrate.
  • the carrier layer is preferably rolled up after removal from the transfer layer.
  • the carrier layer it is also possible for the carrier layer to remain on the article. This is possible in particular if the transfer layer is transferred from the carrier layer to the substrate using IML processes or lamination.
  • any release layer present can remain on the carrier layer or remain on the transfer layer.
  • the release layer it is also possible for the release layer to separate itself, so that after the carrier layer has been removed, residues of the release layer are arranged on the carrier layer and on the transfer layer.
  • the device preferably has further processing devices which are designed in such a way that they are suitable for carrying out the further steps or the further sub-steps.
  • the at least one further processing device is preferably arranged in the device, in particular in the film feed direction, before and/or after the module comprising the at least one laser.
  • the further processing device is preferably arranged in the device before and/or after the device for arranging the transfer layer on the substrate.
  • the method can also be advantageous for the method to have the further following step. f) Printing of the transfer film, preferably the transfer layer, in particular in at least a first and/or second area, preferably selected alone or in combination from inkjet printing, gravure printing, screen printing, planographic printing, relief printing and flexographic printing.
  • the method can be designed in such a way that step f) is a further partial step of step c) or is carried out in the process cycle of step c).
  • the method is preferably designed in such a way that step f) is carried out before and/or after the transfer layer is arranged on the substrate.
  • the device for carrying out the method preferably has a further device, in particular a printing device, for carrying out step f).
  • the printing device preferably has at least one printing unit, selected alone or in combination from an inkjet printing unit, gravure printing unit, screen printing unit, flat printing unit, letterpress printing unit and flexographic printing.
  • Printing of at least a first and / or second area can this at least one area should be highlighted. This further increases the flexibility in the design of the article.
  • step c) comprises the further following partial step: g) Pretreatment of the transfer film, preferably the transfer layer, in particular by means of a method selected alone or in combination from corona treatment, flame treatment and plasma treatment .
  • the device according to the invention has a pretreatment device for pretreating the transfer layer by means of one of the aforementioned methods.
  • Step g) is advantageously carried out before the transfer layer is arranged on the substrate or before the transfer layer is printed on.
  • the quality of a manufactured item can be further improved by pretreating the transfer film, since this enables better adhesion to the substrate or a printing ink.
  • the method may have the further following step: h) Cutting out at least one further area from the transfer film, preferably from the transfer layer, by means of punching or water jet cutting.
  • the at least one further area can completely or partially overlap with the at least one first and/or second area.
  • Such an additional method step is preferable when a series of articles is being produced which, for example, have larger see-through areas which are arranged in the same way in each article.
  • the transfer layer is completely removed, in particular in the at least one further area.
  • the device has at least a punching device, in particular for punching out the at least one further area.
  • Step h) is advantageously carried out before and/or after step b) and/or step c) or is a partial step of step b) and/or step c).
  • the method to have the further following step: i) dividing the transfer film, in particular the transfer layer, into individual copies.
  • the device for carrying out the method has at least one fabrication device for dividing the transfer film, in particular the transfer layer.
  • Such a preceding step further increases the flexibility of the method according to the invention and in particular enables the rapid production of individual copies such as labels, emblems and/or cards.
  • Step i) is carried out in particular before step c) or after step b).
  • step i) can be carried out in the same process cycle as step c), or can be a partial step of step c).
  • step d) the article manufactured by the method is obtained, which comprises the transfer sheet and the substrate.
  • step d) is in particular the last step of the method according to the invention and is carried out after step c) or one of the further optional steps.
  • the device comprises at least one winding device and/or at least one stacking device for winding and/or stacking the article and/or the backing layer.
  • An article manufactured according to the method according to the invention can be used in a large number of areas.
  • the manufactured article can, for example, have a display and/or a touch panel and/or be used on a panel. However, it can also be used as a screen and/or as a functional element.
  • one of the following areas has been found to be particularly suitable for the use of the manufactured article: white goods, automobiles, aviation, ships, household appliances, telecommunications equipment, consumer goods, documents, security elements, labels and/or electronic articles.
  • method steps and partial steps can be carried out once or several times.
  • method steps and sub-steps can be repeated.
  • the preferred sequence of the method steps has at least the order of step a)-step b)-step c)-step d), it being possible in particular for further steps or partial steps to be inserted between these steps.
  • Fig. 1 shows a schematic device for performing the
  • Figures 4a and 4b show schematic transfer sheets with formed areas.
  • Fig. 5 shows a section of a schematic
  • Fig. 6 shows another detail from a schematic
  • FIG. 7 shows a schematic representation of an article.
  • 8a and 8b show schematic representations of at least a first and at least a second area in plan view.
  • the device 4 comprises at least one transport device or at least one feed device 43 for transporting the transfer film 2.
  • a module 42 for forming the at least one first and second regions 10, 20 is also provided in the device 4.
  • This module 42 which is shown schematically in FIG. 1 by a cuboid with dashed lines for the sake of clarity, has at least one laser 41.
  • FIG. 1 Also shown in FIG. 1 is a device for arranging 44 the transfer layer 21 on the substrate 3 as a cuboid with dashed lines.
  • a method for manufacturing an article 1 can be carried out, the method preferably comprising at least the following steps: a) providing a transfer film 2 comprising a carrier layer 22 and a transfer layer 21 which can be detached from the carrier layer 22; b) formation of at least one first area 10 and at least one second area 20 by means of at least one laser 41, wherein the layer thickness of the transfer layer 21 in the at least one first area 10 is less than the layer thickness of the transfer layer 21 in the at least one second area 20; c) arranging the transfer layer 21 on the substrate 3; d) receipt of the article 1 comprising the transfer sheet 21 and the substrate 3;
  • the device 4 or the method is characterized in that the steps of the method are carried out inline.
  • the representation of the device 4 shown in FIG. 1 is selected as an example such that the method steps are carried out from left to right.
  • the arrow drawn in the following figures corresponds to the film feed direction of the transfer film 2.
  • the module 42 comprising the at least one laser 41 is therefore provided in the device 4, in particular in the film feed direction, before the device for arranging the transfer layer 21 on the substrate 3.
  • the device 4 according to FIG. 1 has at least one device for receiving film rolls and the transfer film 2 is provided for the method in particular as rolled goods.
  • the device 4 also has an unwinding device 46 with which the provided transfer film 2 can be fed to the method.
  • the device 4 has at least one control device, in particular for controlling the feed of the film and the implementation of the method steps, which is not shown here for the sake of clarity.
  • a transfer film 2, which can be provided for the method in step a), has at least one transfer layer 21 and one carrier layer 22, the transfer layer 21 being detachable from the carrier layer 22. 2 shows an example of a suitable transfer film 2.
  • This transfer film 2 has, in particular, a transfer layer 21 which is constructed in multiple layers.
  • the transfer layer 21 preferably has at least one decorative layer, in particular a first decorative layer 212, and an adhesive layer 211.
  • the adhesive layer 211 is arranged on the side of the transfer layer 21 facing away from the carrier layer 22 .
  • the decorative layer can be formed, for example, as a colored lacquer layer or as a metal layer, in particular as a metallization.
  • the adhesive layer 211 is designed to be transparent, in particular having a transmission of at least 70%, preferably 85%, for the wavelength range perceivable by the human eye, preferably for the range from 400 nm to 700 nm.
  • it is advantageous if the layer that is intended to face an observer 53 in the finished article 1 is arranged in such a way that it is in contact with the release layer 222 .
  • the adhesive layer 211 can also be arranged on the side of the transfer layer 21 facing the carrier layer 22, this embodiment not being shown here.
  • the transfer layer 21 preferably has a layer thickness selected from a range from 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, preferably from 0.5 ⁇ m to 75 ⁇ m, more preferably from 1 ⁇ m to 50 ⁇ m. At least one of the layers of the transfer layer 21 preferably has a layer thickness selected from a range from 0.5 ⁇ m to 20 ⁇ m, preferably from 1 ⁇ m to 10 ⁇ m. It is also advantageous that a hot stamping foil or IMD foil is provided as the transfer foil 2 .
  • the transfer film 2 shown in FIG. 2 also has a carrier layer 221 made of PET and a release layer 222. The release layer 222 is preferably arranged on the side of the carrier layer 221 facing the transfer layer 21.
  • the carrier layer 21, preferably the carrier layer 221, preferably has a layer thickness selected from the range from 10 ⁇ m to 150 ⁇ m, preferably from 12 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the transfer layer 21 can have at least one or more further layers.
  • a transfer film 2 is shown in FIG. 3 a which has a carrier layer 22 and a transfer layer 21 which can be detached from the carrier layer 22 .
  • the backing layer 22 is designed like the backing layer 22 in FIG.
  • the transfer layer 21 of the transfer film 2 shown in FIG. 3 a has a first protective lacquer layer 214 on the side of the transfer film 2 facing the carrier layer 22 .
  • the first protective lacquer layer 214 is in particular in contact with a second protective lacquer layer 215.
  • a first decorative layer 212 is arranged, with a second decorative layer 213 in turn being arranged above this .
  • an adhesive layer 211 is arranged on the side of the transfer layer 21 facing away from the carrier layer 22 .
  • Protective lacquer layer 214, 215 between the decorative layers 212, 213 is arranged. Furthermore, it is also possible for a laser protective lacquer layer to be arranged between the decorative layers 212, 213. Otherwise, the layer structure according to FIG. 3b has the further features of the layer structure according to FIG. 3a.
  • the transfer film 2 for example according to FIG. 2, 3a or 3b, can also additionally or instead have at least one of the following layers, each individually or in combination selected from: at least one further decorative layer, at least one colored lacquer layer, at least one metal layer, at least one oxide layer, at least one adhesion promoter layer, at least one barrier layer, at least one acceptance layer, at least one further protective lacquer layer, at least one release layer, at least one replication layer and at least one laser protective lacquer layer.
  • the layers can each be arranged over the entire area or each partially in the transfer layer 21 .
  • the protective lacquer layer in particular the at least one first protective lacquer layer 214, preferably has a transmission of more than 85% for the wavelength range that can be seen by the human eye, preferably for the range from 400 nm to 700 nm.
  • the layer thickness of the protective lacquer layer is preferably selected from the range from 1.0 ⁇ m to 1.5 ⁇ m.
  • the protective lacquer layer can comprise polyacrylates and preferably have additives, for example slip additives.
  • At least one decorative layer in particular the at least one first decorative layer 212 and/or second decorative layer 213, which is configured in particular as a colored lacquer layer, preferably has a layer thickness in a range from 2.2 ⁇ m to 2.8 ⁇ m and a transmission of less than 20 % for the wavelength range perceivable by the human eye, preferably for the range from 400 nm to 700 nm.
  • the at least one decorative layer comprises polyacrylates, polyvinyl chloride and/or nitrocellulose.
  • the at least one decorative layer can also preferably have pigments, in particular with a pigment volume concentration selected from a range from 0.3% by volume to 0.45% by volume, in particular based on a dried layer.
  • An adhesive layer 211 preferably has a layer thickness selected from a range of 0.1 ⁇ m to 50 ⁇ m, preferably between 0.5 ⁇ m to 7 ⁇ m, more preferably between 2.5 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the Adhesive layer 211 has a transmission of more than 45% for the wavelength range visible to the human eye, preferably for the range from 400 nm to 700 nm.
  • the adhesive layer 211 can comprise pigments, in particular with a pigment volume concentration selected from a range of 0.2% by volume to 0.5% by volume, in particular based on a dried layer.
  • the adhesive layer 211 can be configured in one layer or in multiple layers.
  • the protective lacquer layer can comprise polyacrylate, polyvinyl chloride and/or polyester.
  • step b) ie the formation of at least one first region 10 , is carried out with the module 42 comprising the at least one laser 41 .
  • step b) can also be carried out at least twice. Areas are preferably formed by means of laser cutting and/or laser ablation. It is possible for individual layers of the transfer layer 21 to be removed and/or ablated and/or burned and/or evaporated without leaving any residue in at least one area, in particular at least in a first area 10 . Step b) is preferably carried out before step c) and/or after step a).
  • Step b) is preferably carried out within a time selected from the range from 1 s to 90 s, preferably from 1 s to 50 s.
  • the time required to carry out step b) is preferably so short that the time required for step b) does not exceed the time required for the step of the method with the longest time required, in particular with step c) being the step with the longest time required in the method.
  • the design or shape of the at least one first area 10 is selected individually or in combination from a motif, letter, Numeral, symbol, geometric figure, visually recognizable design element, pattern, logo, codes and trace.
  • the module 42 is preferably designed in such a way that it has at least one feed device 43 in order to transport the transfer film 2 and/or align it under the laser 41.
  • at least one clamping device or vacuum suction for fixing the transfer film 2 is provided in the module 42 and in particular at least one tensioning device for tensioning the transfer film 2 before and/or during step b).
  • the module 42 preferably has at least one control device which can preferably be connected to the at least one device which is provided for carrying out a further step, in particular step c). This enables step b) carried out by means of the module 42 to be synchronized with the process clock of the device with which the further step, in particular step c), is carried out. Furthermore, the module 42 preferably has a quick-action clamping device in order to reversibly integrate and align the module 42 in the device 4 for carrying out the method.
  • step b) it is possible for the transfer layer 21 to be completely removed in the at least one first region 10 .
  • FIG. 4a A transfer film 2 according to FIG. 2 is shown there, which has a carrier layer 22 and a transfer layer 21 which can be detached from the carrier layer 22 .
  • the carrier layer 22 comprises a carrier layer 221 and a detachment layer 222 which is arranged on the side of the carrier layer 221 facing the transfer layer 21 .
  • the transfer layer 21 is formed by at least one first decorative layer 212 and one adhesive layer 211 , the at least one first decorative layer 212 being in contact with the carrier layer 22 .
  • step b) at least one first area 10 and at least one second area 20 are formed by the laser.
  • the detachment layer 222 of the carrier layer 22 is also removed by the laser. This makes it possible, in particular, for the carrier layer 22 of the transfer film 2 to be perceptible in the at least one first region 10, as shown in FIG. 4a.
  • the at least one first region 10 can be formed in step b) by preferably only partially removing the transfer layer 21 in the at least one first region 10 .
  • the transfer film 2 shown in FIG. 4 b is designed like the transfer film 2 according to FIG. 1 and additionally has at least one second decorative layer 213 .
  • the at least one second decorative layer 213 is arranged between the at least one first decorative layer 212 and the adhesive layer.
  • step b) in this exemplary embodiment, the adhesive layer 211 is removed from at least one second decorative layer 213 in the at least one first region 10 .
  • a viewer 53 can thus perceive a different layer, in particular a different decorative layer, of the transfer film 2 in the at least one first area 10 than in the at least one second area 20.
  • a viewer 53 can see in the at least one first area 10 the at least one first decorative layer 212 and in the at least one second region 20 the at least one second decorative layer 213 are visible.
  • the transfer film 2 shown in FIG. 4 b additionally has at least one third area 30 which is formed in step b) by means of the at least one laser 41 .
  • the at least one third region 30 is designed in such a way that the layer thickness of the transfer layer 21 in the at least one third area 30 is less than the layer thickness of the at least one second area 20.
  • the transfer layer 21 is preferably removed in the at least one third area 30, preferably completely removed.
  • the formation of the at least one third region 30 allows the transfer film 2, in particular the transfer layer 21, to be arranged in register in a subsequent step or partial step, preferably in step c).
  • the at least one third region 30 is formed as an auxiliary structure, such as a register mark.
  • the at least one third region 30 is preferably recorded in a further step or partial step, in particular in step c), by means of optical sensor units, preferably cameras.
  • the at least one third region 30 is not arranged in contact with the at least one first region 10 .
  • the at least one third area 30 is preferably arranged in the edge area of the transfer film 2, in particular the transfer layer 21. More preferably, the at least one third area 30 is arranged on the transfer film 2, in particular transfer layer 21, in such a way that the at least one third area 30 is not covered by the article 1 received, for example in which the third area 30 attached to the edge will be in a later step is cut off.
  • At least one laser 41 is used in particular to form the regions, in particular the at least one first, second and/or third regions 10, 20, 30, with the at least one laser being selected from: solid-state lasers, preferably fiber lasers, YAG lasers, UV - Laser, ruby laser and/or sapphire laser, diode laser, gas laser and/or dye laser.
  • the device 4, in particular the module 42 has at least one laser 41 selected from one of the lasers 41 above.
  • the at least one laser 41 is advantageously configured such that the at least one laser 41 is operated continuously and/or in a pulsed manner.
  • the at least one laser 41 is advantageous for the at least one laser 41 to be operated with a pulse frequency selected from the range from 1 Hz to 2000 kHz, preferably between 1 kHz and 250 kHz.
  • a pulse frequency selected at a selected deflection speed is sufficiently high that the areas in which the laser 41 carries out ablations overlap in such a way that a largely closed line or area is preferably formed and as few gaps as possible develop. If the pulse frequency cannot be increased any further, the deflection speed of the laser 41 must be adjusted accordingly in order to achieve such largely closed lines or areas.
  • the at least one laser 41 is operated at up to 3000 characters/s, preferably in the range from 800 characters/s to 1500 characters/s.
  • step b) the at least one laser 41, in particular the focal point of the at least one laser 41, is moved unidirectionally or bidirectionally, in particular in travel directions that are offset by 90° relative to one another.
  • the device 4, in particular the module 42, including the at least one laser 41 also has a computing unit which calculates the direction of movement using software and provides the control signals for moving the laser.
  • the distance between two consecutive laser lines is selected from a range of 0.001 mm to 1 mm, preferably 0.005 mm and 0.5 mm.
  • the at least one laser 41 can also be used to form at least one first area 10 and/or an area comprising all first areas of up to 500 mm ⁇ 500 mm, preferably up to 300 mm ⁇ 300 mm.
  • the at least one laser 41 is operated at a deflection speed selected from the range from 100 mm/s to 10,000 mm/s, preferably from 500 m/s to 3000 mm/s.
  • the device 4, in particular the module 42, comprising the laser 41 preferably has a high-speed laser head.
  • the deflection speed thus corresponds to the speed at which the laser 41 is guided over the surface to be lasered. Assuming that the laser 41 is switched on permanently, the deflection speed of the laser 41 then also corresponds to the writing speed of the laser 41 or the ablation speed of the laser 41 .
  • the laser 41 can be switched on and off via appropriate control signals in order to define, during guidance over the surface to be lasered, in which areas the laser 41 carries out ablation and where no ablation takes place.
  • the motif and/or lettering and/or symbol to be removed then results from the path of the deflected laser beam and the switching on and off processes of the laser 41 .
  • the at least one laser 41 advantageously has a focal length selected from 160 mm, 254 mm and/or 420 mm, or is set to one of the above focal lengths.
  • the at least one laser 41 has a power selected from the range from 0.05 W to 100 W, preferably from 1 W to 50 W. It is also possible for the at least one laser 41 to emit coherent light from the infrared range, in particular from the near infrared range, more preferably from the wavelength range from 200 nm to 1400 nm, preferably from 780 nm to 1200 nm, more preferably light with a wavelength of 1064 nm emits, and/or emits coherent light from the UV range, more preferably with a wavelength of 100 nm to 400 nm, more preferably light with a wavelength of 355 nm.
  • step b) the at least one laser 41 with a beam diameter in the focal point of 20 ⁇ m to 150 ⁇ m, preferably of 20 ⁇ m to 100 ⁇ m, is used.
  • the at least one laser 41 may include a lens system for setting the focal point.
  • the laser beam of the at least one laser 41 is expanded by means of a lens system in such a way that the beam diameter at the focal point is a maximum of 2 mm, preferably a maximum of 1 mm, particularly preferably a maximum of 0.5 mm.
  • the at least one laser 41 in step b) can include mirrors that can be deflected in order to steer the laser beam, in particular a laser scan module.
  • the laser beam of the at least one laser 41 in step b) is directed over the one or more first and/or third regions 10, 30 of the carrier layer 22, preferably by means of deflectable mirrors, more preferably by means of a laser scan module.
  • the use of a laser 41 offers the advantage, in particular compared to punching tools, that the removed layers of the transfer layer 21 turn into smoke gases in the manipulated areas. This leads to simplified and cheaper disposal. Furthermore, it is also possible to remove layers in a targeted manner without completely breaking through or removing the transfer layer 21 .
  • Decisive for the setting of the laser 41 is next the layer structure of the transfer film 2 and the type of application and the layout to be designed.
  • the complexity of the layout for example, has an influence, i.e. whether it has large and/or filigree areas.
  • the size and complexity of the shape of the at least one first area 10 influence the process speed or the time required to carry out step b).
  • the most important parameters in step b) are selected for a clean and quick implementation, alone or in combination, from the power of the laser 41, pulse frequency, deflection speed and control of the processing of the first areas 10 by software.
  • a double ablation can be specified by the laser software, in particular in bidirectional traversing directions that are offset by 90° with respect to one another, preferably with a line spacing of 0.06 mm.
  • the device 4, in particular the module 42, comprising the at least one laser 41 can also have a cleaning device.
  • At least one suction device and/or at least one blower device can be provided for this purpose, for example.
  • at least one cleaning device is arranged in the immediate vicinity next to the at least one laser 41.
  • the device 4, in particular the module 42, comprising the at least one laser 41 as a cleaning device also has at least one brush device for removing solid and/or dust-like impurities.
  • step b) and/or step c) comprise the further following partial step: e) cleaning of the transfer film 2, preferably the transfer layer 21, in particular by at least one brush , a blower and/or a suction device.
  • step e) is carried out before the transfer layer 21 is arranged on the substrate 3 .
  • the method is carried out in process cycles, in particular with a step b) being carried out in the same process cycle as a step c) is carried out, preferably with this step b) and this step c) belonging to step sequences that are used to produce different articles 1 be performed.
  • step b) is started for an nth article 1 after or at the same time as step c) is started for an (n+x)th article 1 and that step b) is started for an nth Item 1 is completed before step c) is completed for an (n+x)-th item (1) or at the same time.
  • n and x are selected from the positive integers.
  • step b) and a step c) it is also possible for a step b) and a step c) to be started at the same time, with a subsequent step only being carried out when the two steps b) and c) started at the same time have been completely completed.
  • step c) is carried out with the device for arranging 44 the transfer film 2 , in particular the transfer layer 21 , on the substrate 3 .
  • Step c) is preferably carried out before step d) and/or after step b). In particular, step c) can be carried out at least twice.
  • the transfer film 2, in particular the transfer layer 21, is arranged on the substrate 3.
  • the transfer film 2, in particular the transfer layer 21, is preferably selected using a method, alone or in combination, from hot embossing methods, flooding methods, IMD methods, laminating methods, IML methods, insert molding methods, PMD methods and Varioform IMD -method arranged on the substrate 3.
  • the transfer layer 21 is connected to the substrate 3 over the entire area or partially, in particular in the at least one second region 20, after the end of step c).
  • the method according to the invention offers the advantage that the substrate 3 only has to be selected with regard to the materials of the transfer layer 22, in particular at least one adhesive layer 211 of the transfer layer 22, and/or with regard to the suitability of the method selected in step c). If, for example, an IMD method is selected in step c), the substrate 3 must be suitable for an injection molding method, ie, for example, meltable. It is also possible for the substrate 3 to have a transmission of at least 45%, preferably at least 70%, for the wavelength range perceivable by the human eye, preferably for the range from 400 nm to 700 nm.
  • a step can have one or more sub-steps.
  • step c) comprises at least a number of partial steps that are necessary in order to carry out the method that is selected for arranging the transfer film 2, in particular the transfer layer 21.
  • Fig. 5 is a schematic representation of a device for arranging 44 the transfer film 2, in particular the transfer layer 21, shown on the substrate 3, as can be used in a device 4 according to FIG Injection molding process, for example an IMD process, IML process, insert molding process, PMD process and/or Varioform IMD process is used.
  • Fig. 5 shows an injection molding device 48, comprising an injection molding tool 49 with at least one cavity 52.
  • the transfer film 2 which was previously processed in step b) by means of a module 42 comprising at least one laser 41, has in the transfer layer 22 at least a first and a second area 10, 20 on.
  • the transfer film 2 is guided through the injection molding device 48, in particular the injection molding tool 49, by means of feed devices 43.
  • the transfer film 2 is aligned in such a way that the carrier layer 22 faces away from the substrate 3 when the substrate 3 is injected into the injection molding tool 49 .
  • step c) is a flooding process and/or an injection molding process, for example an IMD process, IML process, insert molding process, PMD process and/or Varioform -IMD method
  • step c) can, for example, have at least one or more of the following sub-steps:
  • step c) can also involve a hot embossing process.
  • a corresponding device for arranging 44 the transfer film 2, in particular the transfer layer 21, on the substrate 3 is shown schematically in FIG. 6, as can be used in a device 1 according to FIG.
  • the transfer film 2 manipulated in step b) by the module 42 comprising at least one laser 41 is guided through a hot embossing device 50 by means of feed devices 43 .
  • the hot embossing device 50 has at least one movable and heatable embossing die 51 .
  • the adhesive layer 211 melts, in particular when the embossing die 51 comes into contact with the transfer film 2, in particular the carrier layer 22, and the transfer layer 21 is bonded to the substrate 3.
  • the orientation of the device 1 is not to be understood as limiting here, but merely for the purpose of illustration.
  • the hot embossing device 50 is arranged in such a way that the embossing die 51 can be moved in the direction of gravity.
  • a hot stamping process carried out in step c) can thus have at least one or more of the following sub-steps: - process of the transfer film 2;
  • Step c), in particular comprising one or more partial steps, is preferably carried out within a time selected from the range from 1 s to 240 s, preferably from 1 s to 150 s. It is also possible that step c) comprises a waiting time, in particular selected from a range from 1 s to 60 s, preferably from 1 s to 30 s. This is particularly advantageous when larger first areas 10 are formed in step b). This makes it possible to continue to carry out step b), which requires a longer period of time, in the same process cycle as step c).
  • the device 4 according to FIG. 1 has at least one sensor unit, in particular an optical sensor unit.
  • the sensor unit is preferably encompassed by the device for arranging the transfer film 44, for example according to FIG. 2 or FIG. 3, the at least one sensor unit not being shown in the schematic representations for the sake of clarity.
  • the sensor unit is used to detect the position of at least one marking on the transfer film 2, in particular the at least one third area 30.
  • the sensor unit advantageously comprises at least one transmitted-light and/or incident-light sensor.
  • the carrier layer 22 may be removed from the transfer layer 21 in an optional step.
  • the carrier layer 22 is removed only after step c) and / or that the Carrier layer 22 is removed before step d).
  • the carrier layer 22 is rolled up after removal from the transfer layer 21, for example by means of a winding device 46.
  • the carrier layer 22 is rolled up after removal from the transfer layer 21, for example by means of a winding device 46.
  • Backing layer 22 remains on the article 1. This is possible, for example, when the transfer layer 21 is arranged on the substrate 3 using the IML method. In particular, the carrier layer 22 can only be removed when the article 1 is used.
  • step d) is the last step of the method.
  • step d) the article 1 produced by the method, which comprises the transfer layer 21 and the substrate 3, is obtained.
  • the schematic device 4 has a winding device 46 for this purpose.
  • the device 4 may comprise at least one winding device 46 for winding up the carrier layer 22 .
  • the winding device 46 is expediently arranged in the device 4 after all other devices in the film feed direction.
  • An article 1 produced by the method according to the invention can be used in a large number of areas.
  • the article 1 produced can be used, for example, with a display and/or with a touch panel and/or with a panel. However, it can also be used as a screen or as a functional element.
  • the following areas have proven to be particularly suitable for the use of the manufactured article: white goods, automobiles, aviation, ships, household appliances, telecommunications equipment, consumer goods, documents, security elements, labels and/or electronic articles.
  • FIG. 7 shows a schematic article 1 as can be produced using the method according to the invention and, for example, using a device 4 according to FIG.
  • the article 1 thus has a transfer layer 21 which is arranged on a substrate 3 .
  • the transfer layer 21 is exemplarily designed like the transfer layer 21 according to FIG. 2 and thus has at least a first decorative layer 212 and an adhesive layer 211.
  • the transfer layer 21 can also be designed, for example, like the transfer layers 21 in FIG. 3 or 4b.
  • the adhesive layer 211 of the transfer layer 21 is in contact with the substrate 3, in particular in the at least one second area 20.
  • the at least one first area 10 and the at least one second area 20 can be perceived by an observer 53.
  • the layers of the transfer layer 21 are visible in the one second area 20, these being completely removed in the at least one first area 10, so that the substrate 3 is visible there.
  • an article 1 produced by the method according to the invention it is also possible for an article 1 produced by the method according to the invention to have the layers arranged in such a way that the substrate 3 faces a viewer 53, the substrate 3 having a transmission of at least 45%, preferably at least 70% for the wavelength range perceivable by the human eye, preferably for the range from 400 nm to 700 nm.
  • the substrate 3 is connected to the transfer layer 21 by the adhesive layer 211, the adhesive layer 211 being in contact with at least one decorative layer.
  • First and second areas 10, 20 are formed at least in the decorative layer. As a result, the first and second areas 10, 20 are visible through the substrate 3 and are protected against external influences.
  • at least one first protective lacquer layer 214 can preferably be arranged on the side of the transfer layer 21 facing away from the substrate.
  • FIG. 8a and 8b show first and second regions 10, 20 as can be formed in step b) of a method and with a device 4 according to FIG. 8a shows a layout of a combination of first areas 10 in the form of motifs, letters, symbols, particularly suitable for a user interface of an IMD item.
  • the transfer layer 21 has been completely removed.
  • the size of the first areas 10 is between 8 mm ⁇ 8 mm and 22 mm ⁇ 6 mm.
  • the size of the overall layout, ie the area over which the at least one laser 41 is moved, is 50 mm ⁇ 70 mm.
  • the layout was formed with a power of 6 W, a speed of 1500 mm/s and a frequency of 20 kHz in a time of 15.44 s.
  • This time is less than the time required for a step c), in particular for all sub-steps of step c). In other words, this time is less than the time that a process cycle of a step c) includes.
  • a process cycle of a step c) includes.
  • an injection molding process is selected as step c), the duration of which for this article 1 is approximately 25 s, in particular 25 s.
  • a step b) can be integrated into the process cycle of a step c) without additional expenditure of time.
  • Fig. 8b shows first areas 10, which are designed in particular as curved letters, which result in lettering.
  • the lettering is 22.8 mm x 7.68 mm.
  • the first areas 10 are in particular 1 mm to 1.5 mm wide.
  • the lettering is formed in a transfer foil 2, in particular a hot stamping foil, with a power of 4 W, a speed of 1500 mm/s and a frequency of 20 kHz in a time of 1.5 s.
  • an embossing process is preferably carried out, for which a time of approx. 3 s, in particular 3 s, is required.
  • Step b) can thus be integrated into the process cycle of step c) without any problems.
  • FIG. 4 A further exemplary embodiment of a device 4 for carrying out the method according to the invention is shown schematically in FIG.
  • the device 4 is based on the device 4 according to FIG. 1 and has the facilities and features thereof.
  • at least one further processing device 45 is provided in the device 4 .
  • further method steps can be integrated into the method, in particular at least in addition to steps a) to d).
  • the at least one further processing device 45 is provided in the device, in particular before and/or after the module 42 in the film feed direction, comprising the at least one laser 41 and/or the device for arranging the transfer layer 44 on the substrate 3.
  • the method can also be advantageous for the method to have the further following step. f) Printing of the transfer film 2, preferably the transfer layer 21, in particular in at least a first and/or second area 10, 20, preferably selected alone or in combination from inkjet printing, gravure printing, screen printing, planographic printing, relief printing and flexographic printing.
  • the method can be designed in such a way that step f) is a further partial step of step c) or is carried out in the process cycle of step c).
  • the method is preferably designed in such a way that step f) is carried out before and/or after the transfer layer 21 is arranged on the substrate 3 .
  • the device 4 for carrying out the method has at least one further processing device 45, which is designed in particular as a printing device for carrying out step f).
  • the printing device preferably has at least one printing unit, alone or in combination, selected from an inkjet printing unit, gravure printing unit, screen printing unit, flat printing unit, letterpress printing unit and flexographic printing unit.
  • step c) comprises the further following sub-step: g) Pretreatment of the transfer film 2, preferably the transfer layer 21, in particular by means of a method alone or in Combination selected from corona treatment, flame treatment and plasma treatment.
  • the device 4 has a further processing device 45 in the form of a pretreatment device for pretreating the transfer layer 21 .
  • Step g) is advantageously carried out before the transfer layer 21 is arranged on the substrate 3 or before the transfer layer 21 is printed.
  • the method may have the further following step: h) Cutting out at least one further area from the transfer film 2, preferably from the transfer layer 21, by means of punching or water jet cutting.
  • the at least one further area can completely or partially overlap with the at least one first and/or second area 10, 20.
  • the at least one other area can completely or partially overlap with the at least one first and/or second area 10, 20.
  • Step h) is advantageously carried out before and/or after step b) and/or step c) or is a partial step of step b) and/or step c).
  • FIG. 10 A further exemplary embodiment of a device 4 for carrying out the method is shown schematically in FIG.
  • the device 4 according to FIG. 10 has in particular the devices and features of the device according to FIG. It also includes the at least one further processing device 45, as is described in the exemplary embodiment according to FIG.
  • this exemplary embodiment also has another one Processing device 45, which is designed as a finishing device 47 for dividing the transfer film 2, in particular the transfer layer 21.
  • This packaging device 47 is provided in the device 2 in particular in the foil feed direction after the module 42 and comprises the at least one laser 41 .
  • the finishing device 47 is arranged in the device 4 in front of the further processing devices 45 and/or the device for arranging 44 the transfer film 2 on the substrate 3, in particular in the film feed direction.
  • This packaging device 47 makes it possible for the method, in particular at least in addition to steps a) to d), to have the further following step: i) dividing the transfer film 2, in particular the transfer layer 21, into individual blanks.
  • Step i) is carried out in particular before step c) or after step b).
  • step i) can be carried out in the same process cycle as step c), or can be a partial step of step c).
  • the at least one third area 30 can be removed by step i).
  • the device according to FIG. 10 has a stacking device for stacking the article 1 . This stacking device is preferably arranged after all other devices in the film feed direction in the device.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer Transferfolie (2) umfassend eine Trägerlage (22) und eine von der Trägerlage (22) ablösbare Transferlage (21); b) Ausbilden zumindest eines ersten Bereichs (10) und zumindest eines zweiten Bereichs (20) mittels zumindest eines Lasers (41), wobei in dem ersten Bereich (10) die Schichtstärke der Transferlage (21) größer ist als die Schichtstärke der Transferlage (21) in dem zumindest einen zweiten Bereich (20); c) Anordnen der Transferlage (21) auf dem Substrat (3); und d) Erhalt des Artikels (1) umfassend die Transferlage (21) und das Substrat; und wobei die Schritte des Verfahrens inline durchgeführt werden. Weiter umfasst die Erfindung ein Modul (42) zur Durchführung des Schritts b) des Verfahrens, umfassend zumindest einen Laser (41) zum Ausbilden der zumindest einen ersten und zweiten Bereiche (10, 20). Des Weiteren umfasst die Erfindung eine Vorrichtung (4) zur Durchführung des Verfahrens umfassend ein Modul (42) zum Ausbilden der zumindest einen ersten und zweiten Bereiche (10, 20) mittels Laser, eine Transporteinrichtung oder Vorschubeinrichtung (43) zum Transport der Transferfolie (2) und eine Einrichtung zum Anordnen (44) der Transferlage (21) auf dem Substrat (3).

Description

Verfahren zur Herstellung eines Artikels, ein Modul und eine Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels, ein Modul und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Für Artikel, welche Schriftzüge, Motive und/oder Symbole aufweisen, existiert ein großes wirtschaftliches Interesse. Insbesondere wenn diese im eingebauten Zustand hinterleuchtet werden können, so dass die Schriftzüge, Motive und/oder Symbole optisch erkennbar sind. Hierdurch findet diese Art von Bauteilen in vielen Bereichen Anwendung wie beispielsweise im Automobilbereich oder Haushaltgerätebereich.
Zur Herstellung dieser Artikel haben sich insbesondere zwei Herstellungsvananten etabliert. Bei einer geläufigen Variante wird beispielsweise zunächst der Artikel durch ein Spritzgussverfahren und/oder durch ein Überflutungsverfahren erstellt. Die vollflächige Dekoration des Artikels erfolgt entweder mittels eines In-Mold-Labeling (IML)-Prozesses, also während des Spritzgussverfahrens und/oder während des Überflutungsverfahrens, oder durch einen dem Spritzgussverfahren bzw. des Überflutungsverfahrens nachgeschalteten Dekorationsprozess, wobei die Artikeloberfläche zumeist vollflächig veredelt wird. Schriftzüge, Motive und/oder Symbole werden erst im Nachgang an die vorgenannten Prozesse in einem zusätzlichen Schritt in den Artikel, beispielsweise mittels Laser oder Heißprägen, eingebracht. Nachteilig an dieser Variante ist jedoch die Vielzahl an erforderlichen Verfahrensschritten und Prozessen, welche die Dauer der Herstellung eines Artikels wesentlich erhöhen.
Bei einer zweiten Variante zur Herstellung eines Artikels, wird in einem IMD- Prozess ein Einzelbild-Dekor in die Kavität einer Spritzgusseinrichtung gelegt. Dieses Einzelbild-Dekor weist bereits das vollständige Layout des Artikels inklusive der Schriftzüge, Motive und/oder Symbole auf. Diese zweite Variante ist zumindest im Vergleich zur erstgenannten Variante zeitsparender, da weniger Verfahrensschritte benötigt werden. Jedoch ist auch sie sehr kostenintensiv. Da die Einzelbild-Dekore bereits alle Schriftzüge, Motive und/oder Symbole umfassen, ist deren separater Herstellungsprozess aufwendig und weist eine Vielzahl an Prozessen auf. Dies führt dazu, dass die Kosten für Einzelbild-Dekore sehr hoch sind. Auch eine Anpassung des endgültigen Layouts des Artikels, insbesondere der Schriftzüge, der Motive und/oder der Symbole, ist im Nachgang nicht möglich.
Somit entstehen bei den beiden oben genannten Varianten Mehrkosten, welche insbesondere auf die Vielzahl an Prozessschritten und auf das zu verwendende Dekorprodukt zurück zu führen sind.
Der Erfindung liegt daher nun die Aufgabenstellung zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Artikels sowie ein Modul und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 34, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer Transferfolie umfassend eine Trägerlage und eine von der Trägerlage ablösbare Transferlage; b) Ausbilden zumindest eines ersten Bereichs und zumindest eines zweiten Bereichs mittels zumindest eines Lasers, wobei in dem zumindest einen ersten Bereich die Schichtstärke der Transferlage geringer ist als die Schichtstärke der Transferlage in dem zumindest einen zweiten Bereich; c) Anordnen der Transferlage auf dem Substrat; d) Erhalt des Artikels umfassend die Transferlage und das Substrat; und wobei die Schritte des Verfahrens inline durchgeführt werden.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Modul, insbesondere nach einem der Ansprüche 35 bis 40, zur Durchführung des Schritts b) des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 34, umfassend zumindest einen Laser zum Ausbilden der zumindest einen ersten und zweiten Bereiche.
Weiter wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 34, insbesondere nach einem der Ansprüche 41 bis 43, umfassend:
- ein Modul, insbesondere nach einem der Ansprüche 35 bis 40, zum Ausbilden der zumindest einen ersten und zweiten Bereiche mittels Laser;
- eine Transporteinrichtung oder Vorschubeinrichtung zum Transport der Transferfolie;
- eine Einrichtung zum Anordnen der Transferlage auf dem Substrat, insbesondere eine Spritzgusseinrichtung oder Heißprägeeinrichtung.
Es ist weiter möglich, einen Artikel bereitzustellen, der nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, bevorzugt nach einem der Ansprüche 1 bis 34, hergestellt ist, wobei der Artikel die auf dem Substrat angeordnete Transferlage umfasst, wobei in der Transferlage die zumindest einen ersten und zweiten Bereiche ausgebildet sind.
Unter Bereich wird hierbei insbesondere jeweils eine definierte Fläche einer
Schicht, Folie oder Lage verstanden, die bei Betrachtung senkrecht zu einer von der Transferfolie, insbesondere von der Transferlage, und/oder des Substrats, ausgebildeten Ebene eingenommen wird. So weist beispielsweise die zumindest eine Transferlage zumindest einen ersten Bereich und einen zumindest zweiten Bereich auf, wobei jeder der zwei oder mehreren Bereiche jeweils eine definierte Fläche bei Betrachtung senkrecht zu einer von der Transferlage ausgebildeten Ebene einnimmt, insbesondere in allen in der Transferlage angeordneten Schichten und in allen oberhalb und/oder unterhalb der Transferlage angeordneten Schichten.
Unter inline wird vorliegend insbesondere ein kontinuierliches Verfahren verstanden. Das bedeutet, dass die Artikel im Wesentlichen ohne Unterbrechung, insbesondere in einem stetigen Prozess, hergestellt werden. Beispielsweise erfolgt das Aufbringen der Transferlage und/oder das Ausbilden der zumindest einen ersten und/oder zweiten Bereiche als integraler Bestandteil des Verfahrens der Herstellung des Artikels. Ist ein Verfahrensschritt zur Herstellung des Artikels erfolgt, dann schließt sich im Wesentlichen der nachfolgende Verfahrensschritt ohne Unterbrechung an, insbesondere nach einem Vorschub der Folie oder des Nutzens zur Einrichtung, die zur Durchführung des nächsten Schrittes verwendet wird. Die einzelnen Schritte des Verfahrens gehen quasi nahtlos ineinander über, so dass beispielsweise unmittelbar nach dem Ausbilden der Bereiche die Transferlage auf dem Substrat angeordnet wird. Insbesondere wird zwischen den einzelnen Schritten oder Teilschritten die Folie oder der Nutzen innerhalb der Vorrichtung verschoben oder verfahren und/oder es werden zwischen den einzelnen Schritten oder Teilschritten Einrichtungen der Vorrichtung verschoben und/oder verfahren. Insbesondere erfolgt bei einem Inline-Verfahren keine zwischenzeitliche Lagerung und/oder ein zwischenzeitliches Aufrollen bzw. Stapeln der Folie und/oder der Transferlage und/oder des Artikels. Das Verfahren wird somit bevorzugt fortlaufend und ohne Unterbrechungen durchgeführt. Unter Ausbilden zumindest eines Bereichs wird vorliegend insbesondere das Manipulieren der Transferlage, insbesondere der Schichten der Transferlage, verstanden, wobei sich die Schichtstärke der ursprünglichen Transferlage anschließend von der des manipulierten Bereichs unterscheidet. Die Bereiche werden insbesondere in der Transferlage ausgebildet, wobei insbesondere die Schichtstärke der Transferlage in dem manipulierten Bereich geringer ist. Es ist möglich, dass sich die zumindest zwei ausgebildeten Bereiche optisch unterscheiden. Dieser Unterschied ist insbesondere für das menschliche Auge wahrnehmbar und/oder für einen Sensor messbar. Das Ausbilden der Bereiche erfolgt bevorzugt mittels Laserschneiden und/oder Laserablation. Es ist möglich, dass einzelne Schichten der Transferlage in dem zumindest einen Bereich, insbesondere einen ersten Bereich, rückstandslos abgetragen und/oder ablatiert und/oder verbrannt und/oder verdampft werden. So wird beispielsweise zumindest eine Schicht der Transferlage in zumindest einem Bereich, insbesondere einem ersten Bereich, der Transferlage, insbesondere mittels Laserschneiden und/oder Laserablation, vollständig entfernt, so dass die zumindest eine Schicht der Transferlage in dem einen Bereich, insbesondere ersten Bereich, rückstandslos abgetragen wird und/oder ist.
Durch das vorliegende Verfahren wird es ermöglicht, Transferfolien unmittelbar vor dem Anordnen auf dem Substrat mit beispielsweisen Schriftzügen, Motiven und/oder Symbolen mittels Laser zu versehen. Dies bietet mehrere Vorteile. So wird es aufgrund der Verwendung eines Lasers ermöglicht, individuelle Layouts zu erstellen, so dass auch nur geringe Stückzahlen oder gar Einzelstücke ohne Mehrkosten erstellt werden können.
Des Weiteren können auch kurzfristige Änderungen im Layout vorgenommen werden, wie Beispiel Angaben von Datum oder Uhrzeit. Das Dekor kann damit „on-demand“ individualisiert werden. Somit müssen keine Dekorfolien ungenutzt entsorgt werden, wenn deren Layout kurzfristig nicht mehr aktuell ist. Zusätzlich müssen auch keine baulichen Maßnahmen an Anlagen und Maschinen vorgenommen werden um Layout-spezifische Werkzeuge wie beispielsweise Stanzformen auszutauschen. Auch da das Verfahren in einer Vorrichtung und innerhalb eines fortlaufenden Prozesses realisiert wird, wird gleichzeitig der Lager- und Transportbedarf der Dekore reduziert. Die vorgenannten Vorteile führen wiederum zu einer Kostenersparnis und aber auch zu einem nachhaltigeren und Ressourcen-schonenderen Herstellungsprozess.
Des Weiteren kann das Material, aus dem das Substrat des Artikels bestehen soll, unabhängig vom Beschriftungsprozess gewählt werden. Da der Laservorgang vor dem Anordnen der Transferlage auf dem Substrat durchgeführt wird, wird das Substrat nicht mit der Laserstrahlung wechselwirken. Anderenfalls könnten Eigenschaften des Substrats wie Reflexion, Schmelzpunkt, Temperaturbeständigkeit den Herstellungsvorgang negativ beeinflussen oder gar verhindern. Damit steht dem Herstellungsverfahren eine breitere Palette an Materialien zur Verfügung. Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Lasers gegenüber einem Stanzen und/oder Schneiden ist, dass wesentlich filigranere Bereiche ausgebildet werden können.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
Schritt a) ist vorzugsweise der erste Schritt des Verfahrens und wird insbesondere vor den Schritten b), c) und d) durchgeführt. In Schritt a) ist es vorteilhaft für das Verfahren, dass die Transferfolie als Rollenware bereitgestellt wird. Weiter ist es vorteilhaft, dass eine Heißprägefolie oder eine IMD-Folie als Transferfolie bereitgestellt wird.
Es ist auch vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zumindest eine Einrichtung zur Aufnahme von Folienrollen aufweist. Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Abrolleinrichtung auf, mit der die bereitgestellte Transferfolie dem Verfahren zugeführt werden kann. Insbesondere weist die Vorrichtung zumindest eine Steuereinrichtung, insbesondere zur Steuerung des Vorschubs der Folie und der Durchführung der Verfahrensschritte, auf.
Eine für das Verfahren bereitgestellte Transferfolie kann eine Transferlage aufweisen, die mehrschichtig aufgebaut ist. So hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Transferlage der in Schritt a) bereitgestellten Transferfolie zumindest eine Dekorschicht, insbesondere eine erste Dekorschicht, und zumindest eine Kleberschicht aufweist.
Die Dekorschicht kann beispielsweise als Farblackschicht oder als Metallschicht, insbesondere als Metallisierung, ausgebildet sein. Die zumindest eine Kleberschicht ist vorzugsweise an der der Trägerlage zugewandten und/oder an der der Trägerlage abgewandten Seite der Transferlage angeordnet. Insbesondere ist die Kleberschicht transparent ausgestaltet, insbesondere wobei sie eine Transmission von mindestens 45 %, vorzugsweise von mindestens 70 %, für den vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich, vorzugsweise für den Bereich von 400 nm bis 700 nm, aufweist. Vorzugsweise weist die Kleberschicht eine Schichtstärke ausgewählt aus einem Bereich von 0,1 μm bis 50 μm , bevorzugt von 0,5 μm bis 7 μm , weiter bevorzugt zwischen 2,5 μm bis 5 μm , auf. Die Kleberschicht kann einschichtig oder mehrschichtig sein, wobei die einzelnen Teilschichten der Kleberschicht jeweils verschieden voneinander beschaffen sein können.
Weiter kann die Transferlage zumindest eine oder mehrere der folgenden Schichten aufweisen, jeweils einzeln oder in Kombination ausgewählt aus: zumindest eine weitere Dekorschicht, zumindest eine Farblackschicht, zumindest eine Metallschicht, zumindest eine Oxidschicht, zumindest eine Haftvermittlerschicht, zumindest eine Barriereschicht, zumindest eine Annahmeschicht, zumindest eine erste Schutzlackschicht, zumindest eine zweite Schutzlackschicht, zumindest eine Ablöseschicht, zumindest eine Replikationsschicht, zumindest eine Laserschutzlackschicht. Die Schichten können jeweils vollflächig oder jeweils partiell in der Transferlage angeordnet sein.
Die vorgenannte zumindest eine erste und/oder zweite Schutzlackschicht schützt den fertigen Artikel gegen äußere Einflüsse wie UV-Strahlung, mechanische Einflüsse, wie beispielsweise Kratzer, oder chemische Einflüsse, wie beispielsweise Cremes oder Lösemittel, vorzugsweise wobei die zumindest eine erste und/oder zweite Schutzlackschicht zwischen der zumindest einen Dekorschicht und der Trägerlage angeordnet ist. Weiter weist die zumindest eine erste und/oder zweite Schutzlackschicht und/oder die zumindest eine Laserschutzlackschicht insbesondere eine Transmission von mindestens 70 %, vorzugsweise von mindestens 85 %, für den vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich, vorzugsweise für den Bereich von 400 nm bis 700 nm, auf. Hierdurch ist ein darunter liegendes Dekor klar erkennbar. Die zumindest eine Laserschutzlackschicht insbesondere verhindert, dass eine unterhalb der zumindest einen Laserschutzlackschicht angeordnete weitere Schicht mittels Laser abgetragen wird. Beispielsweise kann die zumindest einen Laserschutzlackschicht zwischen zwei Dekorschichten, beispielsweise der ersten und der zweiten Dekorschicht, angeordnet sein.
Bevorzugt weist die Transferlage eine Schichtstärke ausgewählt aus einem Bereich von 0,1 μm bis 100 μm , bevorzugt von 0,5 μm bis 75 μm , weiter bevorzugt von 1 μm bis 50 μm , auf. Vorzugsweise weist zumindest eine der Schichten der Transferlage, insbesondere die zumindest eine und/oder zweite Dekorschicht und/oder Kleberschicht und/oder die zumindest eine und/oder zweite Schutzlackschicht, eine Schichtstärke ausgewählt aus einem Bereich von 0,5 μm bis 20 μm , bevorzugt von 1 μm bis 10 μm , auf.
Vorzugsweise wird die Transferfolie mit einer Trägerschicht aus Polyethylenterephthalat (PET) und/oder mit einer Ablöseschicht bereitgestellt. Die Ablöseschicht ist vorzugweise auf der der Transferlage zugewandten Seite der Trägerschicht angeordnet. Bevorzugt weist die Trägerlage, vorzugsweise die Trägerschicht, eine Schichtstärke ausgewählt aus dem Bereich von 10 μm bis 150 μm , bevorzugt von 12 μm bis 75 μm , auf.
Bevorzugt wird Schritt b) nach Schritt a) und insbesondere vor Schritt c) durchgeführt. Schritt b) kann auch mehrmals, insbesondere zweimal, durchgeführt werden. Insbesondere wird in Schritt b) der zumindest eine erste Bereich derart ausgebildet, dass die Transferlage in dem zumindest einen ersten Bereich entfernt wird, vorzugsweise teilweise entfernt wird.
Es ist möglich, dass der zumindest eine erste Bereich der Transferlage derart ausgebildet wird, dass im zumindest einen ersten Bereich weniger Schichten angeordnet sind als in dem zumindest einen zweiten Bereich der Transferlage angeordnet sind. Weiter ist es auch möglich, dass nach Schritt b) in dem zumindest einen ersten Bereich für einen Betrachter eine andere Schicht der Transferfolie wahrnehmbar ist als in dem zumindest einen zweiten Bereich.
So ist es möglich, dass in Schritt b) in dem zumindest einen ersten Bereich einer Transferlage beispielsweise die zumindest eine Kleberschicht und optional die zumindest eine erste Dekorschicht entfernt wird, insbesondere vollständig entfernt wird. Damit sind die zumindest eine Kleberschicht und die optional zumindest eine erste Dekorschicht in dem einen ersten Bereich für einen Betrachter nicht mehr wahrnehmbar. Vorteilhafterweise ist in der Transferlage zumindest eine zweite Dekorschicht angeordnet, welche nun in dem zumindest einen ersten Bereich wahrgenommen werden kann. Hierdurch wird es ermöglicht, Bereiche zu schaffen, die sich in ihren optischen Eigenschaften voneinander unterscheiden und voneinander abheben. Weiter bevorzugt wird die Transferlage in dem zumindest einen ersten Bereich vollständig entfernt. Insbesondere ist es möglich, dass in dem zumindest einen ersten Bereich die Trägerlage der Transferfolie wahrnehmbar ist.
Ein vollständiges Entfernen der Transferlage bietet den Vorteil, dass im hergestellten Artikel in dem zumindest einen ersten Bereich das Material des Substrats sichtbar ist. Vorteilhafterweise unterscheiden sich hierbei die optischen Eigenschaften der Transferlage und des Substrats. Hierdurch werden interessante Gestaltungen des Artikels insbesondere dadurch ermöglicht, dass sich der zumindest eine erste Bereich von dem zumindest einem zweiten Bereich unterscheidet und abhebt.
Insbesondere ist die Gestaltung oder Form des zumindest einen ersten Bereich einzeln oder in Kombination ausgewählt aus: Motiv, Buchstabe, Ziffer, Symbol, geometrischer Figur, visuell erkennbares Designelement, Muster, Logo, Codes und Leiterbahn.
Vorzugsweise wird Schritt b) innerhalb einer Zeit ausgewählt aus dem Bereich von 1 s bis 90 s, vorzugsweise von 1 s bis 50 s durchgeführt. Bevorzugt ist die Zeitdauer zur Durchführung von Schritt b) so kurz, dass die für Schritt b) benötigte Zeit die Zeitdauer des Schrittes des Verfahrens, welcher zur Durchführung die längste Zeitdauer benötigt, nicht überschreitet. Beispielsweise kann Schritt c) eine längere Zeitdauer zur Durchführung benötigen als Schritt b) und/oder ist der Schritt des Verfahrens mit der längsten Zeitdauer.
Zur Durchführung von Schritt b) weist die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere ein Modul umfassend den zumindest einen Laser auf.
Vorzugsweise ist das Modul derart gestaltet, dass es zumindest eine Vorschubeinrichtung aufweist, um die Transferfolie zu transportieren und/oder unter dem Laser auszurichten. Vorteilhafterweise weist das Modul hierzu zumindest eine Klemmvorrichtung oder eine Vakuumansaugung zum Fixieren der Transferfolie auf und insbesondere zumindest eine Spannvorrichtung zum Spannen der Transferfolie vor und/oder während Schritt b). Hierdurch kann die Transferfolie optimal gehandhabt werden und insbesondere straff und plan gehalten werden.
Es ist auch möglich, dass das Modul eine Absaugeinrichtung aufweist, um von dem Laser entfernte Teile der Transferlage abzusaugen.
Weiter weist das Modul vorzugsweise zumindest eine Steuereinrichtung auf, die vorzugsweise mit der zumindest einen Einrichtung verbunden werden kann, welche zur Durchführung eines weiteren Schritts, insbesondere von Schritt c), verwendet wird. Hierdurch ist eine Synchronisierung des mittels des Moduls durchgeführten Schritts b) mit dem Prozesstakt der Einrichtung möglich, mit dem der weitere Schritt, insbesondere Schritt c), durchgeführt wird.
Weiter weist das Modul vorzugsweise eine Schnellspannvorrichtung auf, um das Modul in die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens reversibel und an mehreren möglichen Positionen ohne großen Montageaufwand und/oder Zeitaufwand zu integrieren und auszurichten. Vorzugsweise ist das Modul umfassend den zumindest einen Laser in der Vorrichtung insbesondere in Folienvorschubrichtung vor und/oder nach der Einrichtung zum Anordnen der Transferlage auf dem Substrat angeordnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass in Schritt b) zumindest ein dritter Bereich mittels des zumindest einen Lasers ausgebildet wird.
Insbesondere ist der zumindest eine dritte Bereich derart ausgebildet, dass die Schichtstärke der Transferlage in dem zumindest einen dritten Bereich geringer ist als die Schichtdicke des zumindest einen zweiten Bereichs. Bevorzugt wird die Transferlage in dem zumindest einen dritten Bereich entfernt, vorzugsweise vollständig entfernt. Durch die Ausbildung des zumindest einen dritten Bereichs kann die Transferlage in einem nachfolgenden Schritt oder Teilschritt, vorzugsweise in Schritt c), registergenau angeordnet werden. Mit anderen Worten wird der zumindest eine dritte Bereich als Hilfsstruktur, beispielsweise als eine Registermarke, ausgebildet. Vorzugsweise wird der zumindest eine dritte Bereich in einem weiteren Schritt oder Teilschritt, insbesondere in Schritt c), mittels optischen Sensoreinheiten, bevorzugt mittels Kameras, erfasst.
Da die Lage und Art des dritten Bereichs erst in dem Schritt eingebracht wird, in dem auch die zumindest einen ersten und zweiten Bereiche ausgebildet werden, kann dieser individuell auf das gewünschte Layout angepasst werden. Des Weiteren ist es möglich, dass bei der Herstellung der Transferfolie bereits vorhandene Registermarken entfernt wurden oder danach anderweitig nicht mehr als Hilfsstruktur verwendbar sind, so dass neue Registermarken erzeugt werden müssen.
Unter registergenau ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehrerer Lagen, Elementen, Bereiche und/oder Schichten relativ zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst gering sein. Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Lagen, Elementen, Bereichen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Prozesssicherheit und/oder die Produktqualität, aber auch die Fälschungssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorisch, vorzugsweise optisch detektierbarer Registermarken erfolgen. Diese Registermarken können dabei entweder spezielle separate Lagen, Elementen, Bereichen und/oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Lagen, Elemente, Bereiche und/oder Schichten sein.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass der zumindest eine dritte Bereich nicht mit dem zumindest einen ersten Bereich in Kontakt stehend angeordnet wird. Bevorzugt wird der zumindest eine dritte Bereich im Randbereich der Transferfolie, insbesondere der Transferlage, angeordnet. Weiter bevorzugt wird der zumindest eine dritte Bereich derart auf der Transferfolie, insbesondere Transferlage, angeordnet, dass der zumindest eine dritte Bereich nicht vom erhaltenen Artikel umfasst wird.
Zum Ausbilden der Bereiche, insbesondere der zumindest einen ersten, zweiten und/oder dritten Bereiche, wird insbesondere zumindest ein Laser verwendet, wobei der zumindest eine Laser ausgewählt ist aus: Festkörperlaser, bevorzugt Faserlaser, YAG-Laser, UV-Laser, Rubinlaser und/oder Saphirlaser, Diodenlaser, Gaslaser und/oder Farbstofflaser. In anderen Worten weist die Vorrichtung, insbesondere das Modul, zumindest einen Laser ausgewählt aus einen der vorstehenden Laser auf.
Die Verwendung eines Lasers bietet den Vorteil, insbesondere gegenüber Stanzwerkzeugen, dass in den manipulierten Bereichen die abgetragenen Schichten der Transferlage in Rauchgase übergehen. Dies führt zu einer vereinfachten und günstigeren Entsorgung. Weiter ist es auch möglich, gezielt Schichten abzutragen, ohne die Transferlage vollständig zu durchbrechen und/oder zu entfernen. Entscheidend für die Einstellung des Lasers ist neben dem Schichtaufbau der Transferfolie und der Art der Anwendung auch das zu gestaltende Layout. Einen Einfluss hat beispielsweise die Komplexität des Layouts, also ob es großflächige und/oder filigrane Bereiche aufweist.
So hat insbesondere die Größe und Komplexität der Form des zumindest einen ersten Bereichs, aber auch die Gesamtgröße aller ersten Bereiche, Einfluss auf die Prozessgeschwindigkeit oder benötigte Zeit zur Durchführung des Schritts b). Die Erfinder haben herausgearbeitet, dass die wichtigsten Parameter in Schritt b) für eine saubere und schnelle Durchführung insbesondere ausgewählt sind, alleine oder in Kombination, aus Leistung des Lasers, Pulsfrequenz, Ablenkgeschwindigkeit und Steuerung der Abarbeitung der ersten Bereiche durch eine Software. Vorteilhafterweise ist der zumindest eine Laser so ausgestaltet, dass der zumindest eine Laser kontinuierlich und/oder gepulst betrieben wird.
Insbesondere bei einem gepulsten Laser, ist es vorteilhaft, dass der zumindest eine Laser mit einer Pulsfrequenz ausgewählt aus dem Bereich von 1 Hz bis 2000 kHz, bevorzugt von 1 kHz bis 250 kHz, betrieben wird. Bei einem gepulsten Laser ist es vorteilhaft, wenn die Pulsfrequenz bei einer gewählten Ablenkgeschwindigkeit ausreichend hoch gewählt ist, dass sich die Bereiche, in denen der Laser Abtragungen durchführt, so überlappen, dass bevorzugt eine weitgehend geschlossene Linie oder Fläche entsteht und möglichst wenige Lücken entstehen. Kann die Pulsfrequenz nicht weiter erhöht werden, dann muss zur Erzielung derartiger weitgehend geschlossener Linien oder Flächen entsprechend die Ablenkgeschwindigkeit des Lasers angepasst werden.
Auch ist es vorteilhaft, dass der zumindest eine Laser mit bis zu 3000 Zeichen/s, bevorzugt im Bereich von 800 Zeichen/s bis 1500 Zeichen/s, betrieben wird.
Weiter ist es möglich, dass in Schritt b) der zumindest eine Laser, insbesondere der Brennpunkt des zumindest einen Lasers, unidirektional oder bidirektional verfahren wird. Hierzu weist die Vorrichtung, insbesondere das Modul, umfassend den zumindest einen Laser weiter eine Recheneinheit auf, die mit einer Software die Bewegungsrichtung errechnet und die Steuersignale zur Bewegung des Lasers bereitstellt.
Vorteilhafterweise wird in Schritt b) der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Laserlinien ausgewählt aus einem Bereich von 0,001 mm bis 1 mm, bevorzugt von 0,005 mm und 0,5 mm. Auch kann mit dem zumindest einen Laser zumindest ein erster Bereich und/oder ein Bereich umfassend alle ersten Bereiche von bis zu 500 mm x 500 mm, bevorzugt von bis zu 300 mm x 300 mm, ausgebildet werden.
Von Vorteil ist in Schritt b), wenn der zumindest eine Laser mit einer Ablenkgeschwindigkeit ausgewählt aus einem Bereich von 100 mm/s bis 10.000 mm/s, bevorzugt von 500 m/s bis 3000 mm/s, betrieben wird. Vorzugsweise weist die Vorrichtung, insbesondere das Modul, umfassend den Laser einen High-Speed-Laserkopf auf. Es hat sich gezeigt, dass eine höhere Ablenkgeschwindigkeit als die vorgenannte sich negativ auf das Ergebnis der Laserung, insbesondere auf die Vollständigkeit des Schichtabtrags in der Tiefe auswirkt. Die Ablenkgeschwindigkeit entspricht damit also der Geschwindigkeit, mit der der Laser über die zu lasernde Fläche geführt wird. Nimmt man an, dass der Laser dauerhaft eingeschaltet ist, entspricht die Ablenkgeschwindigkeit des Lasers dann auch der Schreibgeschwindigkeit des Lasers bzw. der Abtragungsgeschwindigkeit des Lasers.
Während der Ablenkung des Lasers kann der Laser über entsprechende Steuersignale ein- und ausgeschaltet werden, um während der Führung über die zu lasernde Fläche zu definieren, in welchen Bereichen der Laser Abtragungen durchführt und wo keine Abtragungen erfolgen. Aus der Bahn des abgelenkten Laserstrahls und den Ein- und Ausschaltvorgängen des Lasers ergibt sich dann das abzutragende Motiv und/oder Schriftzug und/oder Symbol.
Der zumindest eine Laser weist in Schritt b) vorteilhafterweise eine Brennweite, die ausgewählt ist aus 160 mm, 254 mm und/oder 420 mm, auf, oder ist auf eine der vorstehenden Brennweiten eingestellt. Mit einer größeren Brennweite steigt auch der Bearbeitungsbereich des Lasers, da auch der Abstand zwischen Objektiv des Lasers und Fokuspunkt zunimmt. Mit zunehmender Brennweite steigt ebenfalls der Strahlendurchmesser des Lasers, wodurch die minimal laserbare Linienstärke und/oder der minimal laserbare Punktdurchmesser erhöht wird. Das heißt, dass filigrane Details in dem zumindest einen ersten und/oder zweiten Bereich, die in ihren Abmessungen unterhalb der minimal möglichen Linienstärke und/oder unterhalb des minimal möglichen Punktdurchmessers liegen, nicht mehr laserbar sind. Ein größerer Strahldurchmesser ist jedoch besser geeignet für flächige Abtragungen, da somit auch die Laserzeit für derartige flächige Abtragungen reduziert wird.
Insbesondere ist es möglich, dass in Schritt b) der zumindest eine Laser eine Leistung ausgewählt aus dem Bereich von 0,05 W bis 100 W, bevorzugt von 1 W bis 50 W, aufweist. Durch den vorgenannten Bereich der Laserleistung wird eine Reduzierung der Zeit, die für die Durchführung von Schritt b) nötig ist, reduziert.
Weiter ist es möglich, dass der zumindest eine Laser kohärentes Licht aus dem Infrarotbereich, insbesondere aus dem nahen Infrarotbereich, weiter bevorzugt aus dem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 1400 nm, bevorzugt von 780 nm bis 1200 nm, weiter bevorzugt Licht der Wellenlänge 1064 nm emittiert, und/oder kohärentes Licht aus dem UV-Bereich, weiter bevorzugt mit einer Wellenlänge von 100 nm bis 400 nm, weiter bevorzugt Licht der Wellenlänge 355 nm, emittiert.
Insbesondere wird in Schritt b) der zumindest eine Laser mit einem Strahldurchmesser im Fokuspunkt von 20μm bis 150μm , bevorzugt von 20μm bis 100μm , verwendet. Der Strahldurchmesser bestimmt die minimal laserbare Linienstärke und/oder der minimal laserbare Punktdurchmesser. Mit kleinem Strahldurchmesser sind filigrane Details in dem zweiten Bereich, die in ihren Abmessungen oberhalb der minimal möglichen Linienstärke und/oder unterhalb des minimal möglichen Punktdurchmessers liegen, gut laserbar. Ein größerer Strahldurchmesser ist jedoch besser geeignet für flächige Abtragungen, da somit auch die Laserzeit für derartige flächige Abtragungen reduziert wird. Weiter ist es möglich, dass der zumindest eine Laser ein Linsensystem zur Einstellung des Fokuspunktes umfasst. Vorteilhafterweise wird in Schritt b) der Laserstrahl des zumindest einen Lasers mittels eines Linsensystems derart aufgeweitet, dass der Strahldurchmesser im Fokuspunkt maximal 2 mm, bevorzugt maximal 1 mm, besonders bevorzugt maximal 0,5 mm, beträgt.
Es ist auch möglich, dass der zumindest eine Laser in Schritt b) zum Lenken des Laserstrahls auslenkbare Spiegel, insbesondere ein Laser-Scan-Modul, umfasst. Insbesondere in Schritt b) wird der Laserstrahl des zumindest einen Lasers vorzugsweise mittels auslenkbarer Spiegel, weiter bevorzugt mittels eines Laser-Scan-Moduls, über die ein oder mehreren ersten und/oder dritten Bereiche der Trägerlage gelenkt.
Es ist möglich, dass die Vorrichtung, insbesondere das Modul, umfassend den zumindest einen Laser weiter auch eine Reinigungseinrichtung aufweist. Dies, da bei der Ausbildung der Bereiche durch den zumindest einen Laser gasförmige und/oder staubförmige Rauchgase und Schmauch entstehen. Mittels einer solchen Reinigungseinrichtung können die entstandenen Verunreinigungen entfernt werden, bevor diese einen negativen Einfluss auf weitere Verarbeitung und damit letztendlich die Qualität des hergestellten Artikels nehmen. Hierzu können beispielsweise zumindest eine Absaugeinrichtung und/oder zumindest eine Gebläseeinrichtung vorgesehen sein. Insbesondere ist zumindest eine Reinigungseinrichtung in unmittelbarer Nähe neben dem zumindest einen Laser angeordnet. Weiter kann es auch vorteilhaft sein, dass in der Vorrichtung, insbesondere in dem Modul, umfassend den zumindest einen Laser eine Reinigungseinrichtung ausgestaltet als zumindest eine Bürsteneinrichtung zum Entfernen von festen und/oder staubförmigen Verunreinigungen vorgesehen ist. Mit anderen Worten kann es vorteilhaft sein, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass Schritt b) und/oder Schritt c) den weiteren folgenden Teilschritt umfassen: e) Reinigung der Transferfolie, vorzugsweise der Transferlage, insbesondere durch zumindest eine Bürste, ein Gebläse und/oder eine Absaugeinrichtung.
Vorteilhafterweise wird Schritt e) vor dem Anordnen der Transferlage auf dem Substrat durchgeführt.
Vorteilhaft an zumindest einer Reinigungseinheit und einem Reinigungsschritt ist, dass die Transferlage inline insbesondere vor dem Anordnen der Transferlage auf dem Substrat gereinigt werden kann. Hierdurch kann ohne Zeitverlust eine ausreichende Qualität in der Herstellung des Artikels gewährleistet werden.
Insbesondere wird das Verfahren in Prozesstakten durchgeführt, insbesondere wobei wird ein Schritt b) in dem gleichen Prozesstakt durchgeführt wird, wie ein Schritt c) durchgeführt wird, vorzugsweise wobei dieser Schritt b) und dieser Schritt c) zu Schrittreihenfolgen gehören, die zur Herstellung unterschiedlicher Artikel durchgeführt werden.
Unter Prozesstakt wird eine Zeiteinheit eines Verfahrens verstanden in der zumindest ein Verfahrensschritt durchgeführt wird, insbesondere wobei das Verfahren mehrere Prozesstakte aufweisen kann und wobei die Reihenfolge der Prozesstakte alternierend ist. Vorzugsweise weist ein Prozesstakt die gleiche Zeitdauer auf. Unterschiedliche Prozesstakte können eine unterschiedliche Zeitdauer aufweisen. Es ist möglich, dass während eines Prozesstaktes, insbesondere in einem fortlaufenden Verfahren, vorzugsweise in unterschiedlichen Einrichtungen einer Vorrichtung, unterschiedliche Verfahrensschritte, umfassend unterschiedliche Teilschritte, gleichzeitig durchgeführt werden. So kann ein erster Prozesstakt beispielsweise der Vorschub der Transferfolie insbesondere zu einer weiteren Bearbeitungseinrichtung oder eines Moduls sein, und ein zweiter Prozesstakt ein Verfahrensschritt zur Herstellung des Artikels, insbesondere Schritt b) und/oder Schritt c).
Mit anderen Worten ist es möglich, dass für einen n-ten Artikel mit Schritt b) gestartet wird nachdem oder zeitgleich für einen (n+x)-ten Artikel Schritt c) gestartet wird und dass Schritt b) für einen n-ten Artikel beendet wird, bevor Schritt c) für einen (n+x)-ten Artikel beendet wird oder zeitgleich dazu. Vorzugsweise sind n und x ausgewählt aus den positiven ganzen Zahlen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass ein Schritt b) und ein Schritt c) zeitgleich gestartet werden, wobei ein nachfolgender Schritt erst durchgeführt wird, wenn die beiden zeitgleich gestarteten Schritte b) und c) vollständig abgeschlossen sind.
Schritt c) wird vorzugsweise nach Schritt b) und/oder vor Schritt d) durchgeführt. Insbesondere kann Schritt c) zumindest zweimal durchgeführt werden. In Schritt c) wird die Transferlage auf dem Substrat angeordnet.
Vorzugsweise hierbei wird die Transferlage mit einem Verfahren allein oder in Kombination ausgewählt aus Heißprägeverfahren, Überflutungsverfahren, IMD- Verfahren, Laminierverfahren, In-Mold-Labeling (IML)-Verfahren, Insert- Molding-Verfahren, Print-Mold-Design (PMD)-Verfahren und Varioform-IMD- Verfahren, auf dem Substrat angeordnet.
Insbesondere ist die Transferlage nach Beendigung von Schritt c) vollflächig oder partiell, insbesondere in dem zumindest einen zweiten Bereich, mit dem Substrat verbunden. Unter verbunden wird hier verstanden, dass die verbundenen Bereiche, Schichten, Elemente und/oder Ebenen nicht mehr zerstörungsfrei voneinander getrennt werden können. Beispielsweise wird dies durch eine Kleberschicht, insbesondere umfassend einen Schmelzkleber, erreicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass das Substrat lediglich in Hinsicht auf die Materialien der Transferlage, insbesondere zumindest einer Kleberschicht der Transferlage, und/oder in Hinsicht der Eignung des in Schritt c) gewählten Verfahrens ausgewählt werden muss. Wird beispielsweise in Schritt c) ein IMD-Verfahren gewählt, so muss das Substrat für ein Spritzgussverfahren geeignet sein. Hierzu ist zumindest notwendig, dass das Substrat aufschmelzbar ist.
Weiter ist es möglich, dass das Substrat eine Transmission von mindestens 45 %, vorzugsweise von mindestens 70 %, für den vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich, vorzugsweise für den Bereich von 400 nm bis 700 nm, aufweist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Transferlage derart auf dem Substrat angeordnet wird, dass zumindest eine Dekorschicht in Betrachtungsrichtung senkrecht auf die von der Transferlage aufgespannten Ebene unterhalb des Substrats angeordnet ist. Mit anderen Worten, dass das Substrat einem Betrachter zugewandt ist und die Transferlage auf der von einem Betrachter abgewandten Seite des Substrats angeordnet ist.
Erfindungsgemäß wird verstanden, dass ein Schritt einen oder mehrere Teilschritte aufweisen kann. So umfasst insbesondere Schritt c) zumindest mehrere Teilschritte, die nötig sind um das Verfahren welches zum Anordnen der Transferlage gewählt wird, durchzuführen.
Handelt es sich in Schritt c) beispielsweise um ein Überflutungsverfahren, um ein Spritzgussverfahren, beispielsweise um ein IMD-Verfahren, IML-Verfahren, Insert-Molding-Verfahren, PMD-Verfahren und/oder Varioform-IMD-Verfahren, so kann Schritt c) beispielsweise zumindest einen oder mehrere der folgenden
Teilschritte aufweisen:
- Verfahren der Transferlage;
- Anordnen und Ausrichten der Transferlage im Spritzgusswerkzeug;
- Schließen des Spritzgusswerkzeugs;
- Einspritzen eines aufgeschmolzenen Substrats in das Spritzgusswerkzeug;
- Wartezeit zum Auskühlen und Verfestigen des aufgeschmolzenen Substrats;
- Öffnen eines Spritzgusswerkzeugs;
- Entformen des Artikels.
Handelt es sich jedoch beispielsweise um ein Heißprägeverfahren, so kann Schritt c) zumindest einen oder mehrere der folgenden Teilschritte aufweisen:
- Verfahren der Transferfolie, insbesondere der Transferlage
- Bereitstellen des Substrats;
- Anordnen und Ausrichten der Transferfolie, insbesondere der Transferlage, auf dem Substrat;
- Aufheizen des Prägestempels
- Inkontaktbringen des Prägestempels, insbesondere mit der Trägerlage;
- Verfahren des Prägestempels.
Vorzugsweise wird Schritt c), insbesondere umfassend ein oder mehrere Teilschritte, innerhalb einer Zeit ausgewählt aus einem Bereich von 1 s bis 240 s, vorzugsweise von 1 s bis 150 s durchgeführt. Weiter ist es möglich, dass Schritt c) eine Wartezeit, insbesondere ausgewählt aus einem Bereich von 1 s bis 60 s, vorzugsweise von 1 s bis 30 s, umfasst. Unter Wartezeit wird eine Zeit verstanden, in der kein Folienvorschub stattfindet und/oder keine Teilschritte von Schritt c) durchgeführt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn größere erste Bereiche in Schritt b) ausgebildet werden. Hierdurch ist möglich, einen Schritt b), der einen längeren Zeitraum benötigt, weiterhin im gleichen Prozesstakt zu einem Schritt c) durchzuführen. Insbesondere ist die Zeitdauer in der Schritt c) durchgeführt wird mindestens so lang, vorzugsweise länger, wie die Zeitdauer in der Schritt b) durchgeführt wird.
Insbesondere weist die Vorrichtung, insbesondere die Einrichtung zum Anordnen der Transferlage, zumindest eine Sensoreinheit, insbesondere eine optische Sensoreinheit auf. Diese dient zur Erfassung der Position mindestens einer Markierung der Transferfolie, insbesondere des zumindest einen dritten Bereichs. Vorteilhafterweise umfasst die Sensoreinheit zumindest einen Durchlicht- und/oder einen Auflichtsensor. Hierdurch wird eine registergenaue Anordnung der Transferfolie auf dem Substrat gewährleistet.
In Abhängigkeit des gewählten Verfahrens und dem Schichtaufbau der Transferlage ist es möglich, die Trägerlage von der Transferlage in einem optionalen Schritt zu entfernen. Je länger die Trägerlage auf der Transferlage verbleibt, desto länger bleibt das Layout vor physikalischen und/oder chemischen Einflüssen geschützt bis es auf dem Substrat angeordnet wird. Hierdurch wird der Schutz der dekorierten Oberfläche durchgehend vor negativen Einwirkungen der Bearbeitungsverfahren geschützt. Vorzugsweise wird die Trägerlage nach dem Entfernen von der Transferlage aufgerollt. Alternativ ist auch möglich, dass die Trägerlage auf dem Artikel verbleibt. Dies ist insbesondere möglich, wenn die Transferlage von der Trägerlage auf das Substrat mittels IML-Verfahren oder Laminieren übertragen wird. Beim Entfernen der Trägerlage kann eine gegebenenfalls vorhandene Ablöseschicht auf der Trägerlage verbleiben oder auf der Transferlage verbleiben. Weiter ist es auch möglich, dass sich die Ablöseschicht in sich trennt, so dass nach dem Entfernen der Trägerlage Reste der Ablöseschicht auf der Trägerlage und auf der Transferlage angeordnet sind.
Es kann vorteilhaft sein, wenn das Verfahren noch weitere Schritte oder Teilschritte aufweist. Dies bietet den Vorteil, Artikel mit einem komplexeren Aufbau in ausreichender Qualität und in kurzer Zeit herzustellen. Hierzu weist die Vorrichtung vorzugsweise weitere Bearbeitungseinrichtungen auf, die derart gestaltet sind, dass sie zur Durchführung der weiteren Schritte oder der weiteren Teilschritte geeignet sind. Vorzugsweise ist die zumindest eine weitere Bearbeitungsreinrichtung in der Vorrichtung, insbesondere in Folienvorschubrichtung, vor und/oder nach dem Modul umfassend den zumindest einen Laser angeordnet. Weiter ist es auch möglich, dass die weitere Bearbeitungseinrichtung in der Vorrichtung vorzugsweise vor und/oder nach Einrichtung zum Anordnen der Transferlage auf dem Substrat angeordnet ist.
So kann es auch vorteilhaft sein, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist. f) Bedrucken der Transferfolie, vorzugsweise der Transferlage, insbesondere in zumindest einem ersten und/oder zweiten Bereich vorzugsweise allein oder in Kombination ausgewählt aus Inkjetdruck, Tiefdruck, Siebdruck, Flachdruck, Hochdruck und Flexodruck.
Insbesondere kann das Verfahren so gestaltet sein, dass Schritt f) ein weiterer Teilschritt von Schritt c) ist, oder in dem Prozesstakt eines Schritts c) durchgeführt wird. Bevorzugt ist das Verfahren derart gestaltet, dass Schritt f) vor und/oder nach dem Anordnen der Transferlage auf dem Substrat durchgeführt wird. Vorzugsweise weist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens eine weitere Einrichtung, insbesondere Druckeinrichtung, zur Durchführung von Schritt f) auf. Weiter weist die Druckeinrichtung bevorzugt zumindest ein Druckwerk auf, allein oder in Kombination ausgewählt aus Inkjetdruckwerk, Tiefdruckwerk, Siebdruckwerk, Flachdruckwerk, Hochdruckwerk und Flexodruck.
Durch ein Bedrucken, insbesondere einem partiellen oder vollflächigen
Bedrucken, von zumindest einem ersten und/oder zweiten Bereich kann dieser zumindest eine Bereich besonders hervorgehoben werden. Hierdurch erhöht sich weiter die Flexibilität in der Gestaltung des Artikels.
Weiter ist es auch möglich, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass Schritt c) den weiteren folgenden Teilschritt umfasst: g) Vorbehandlung der Transferfolie, vorzugsweise der Transferlage, insbesondere mittels eines Verfahrens allein oder in Kombination ausgewählt aus Coronabehandlung, Flammbehandlung und Plasmabehandlung.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Vorbehandlungseinrichtung zur Vorbehandlung der Transferlage mittels einer der vorgenannten Verfahren aufweist. Vorteilhafterweise wird Schritt g) vor dem Anordnen der Transferlage auf dem Substrat oder einem Bedrucken der Transferlage durchgeführt. Durch eine Vorbehandlung der Transferfolie kann die Qualität eines hergestellten Artikels weiter verbessert werden, da hierdurch eine bessere Haftung zum Substrat oder einer Druckfarbe ermöglicht wird.
Des Weiteren ist es auch möglich, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist: h) Ausschneiden zumindest eines weiteren Bereichs mittels Stanzen oder Wasserstrahlschneiden aus der Transferfolie, vorzugsweise aus der Transferlage.
Der zumindest eine weitere Bereich kann sich mit dem zumindest einen ersten und/oder zweiten Bereich vollständig oder teilweise überlappen. Solch ein zusätzlicher Verfahrensschritt bietet sich vorzugsweise an, wenn eine Serie von Artikeln hergestellt wird, die beispielsweise größere Durchsichtbereiche aufweisen, welche insbesondere in jedem Artikel gleich angeordnet sind.
Hierbei ist insbesondere in dem zumindest einen weiteren Bereich die Transferlage vollständig entfernt. Insbesondere weist die Vorrichtung zumindest eine Stanzeinrichtung, insbesondere zum Ausstanzen des zumindest eines weiteren Bereichs, auf. Vorteilhafterweise wird Schritt h) vor und/oder nach Schritt b) und/oder Schritt c) durchgeführt oder ist ein Teilschritt von Schritt b) und/oder Schritt c).
Weiter ist es auch möglich, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist: i) Zerteilen der Transferfolie, insbesondere der Transferlage, in einzelne Nutzen.
Insbesondere weist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens hierzu zumindest eine Konfektionierungseinrichtung zum Zerteilen der Transferfolie, insbesondere der Transferlage, auf. Solch ein vorstehender Schritt erhöht die Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens noch weiter und ermöglicht insbesondere die schnelle Herstellung von einzelnen Nutzen, wie Etiketten, Emblemen und/oder Karten. Schritt i) wird insbesondere vor Schritt c) oder nach Schritt b) durchgeführt. Alternativ kann Schritt i) in dem gleichen Prozesstakt wie Schritt c) durchgeführt werden, oder ein Teilschritt von Schritt c) sein.
In Schritt d) wird der durch das Verfahren hergestellte Artikel erhalten, welcher die Transferlage und das Substrat umfasst. Somit ist Schritt d) insbesondere der letzte Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens und wird nach Schritt c) oder einem der weiteren optionalen Schritte durchgeführt. Hierzu ist vorteilhaft, dass die Vorrichtung zumindest eine Aufwickeleinrichtung und/oder zumindest eine Stapeleinrichtung zum Aufwickeln und/oder Stapeln des Artikels und/oder der Trägerlage umfasst.
Ein Artikel hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann in einer Vielzahl von Bereichen zur Anwendung kommen. Der hergestellte Artikel kann beispielsweise mit einem Display und/oder mit einem Touchfeld und/oder mit einem Panel verwendet werden. Weiter kann er aber auch als Blende und/oder als Funktionselement genutzt werden. Insbesondere hat einer der folgenden Bereiche sich als besonders geeignet für die Verwendung des hergestellten Artikels erwiesen: Weiße Ware, Kraftfahrzeuge, Luftfahrt, Schiffe, Haushaltsgeräte, Telekommunikationsgeräte, Konsumgüter, Dokumente, Sicherheitselemente, Etiketten und/oder Elektronikartikel.
Es ist weiter möglich, dass die Verfahrensschritte und Teilschritte einmal oder mehrmals durchgeführt werden. Insbesondere können sich Verfahrensschritte und Teilschritte wiederholen. Die bevorzugte Abfolge der Verfahrensschritte weist zumindest die Reihenfolge von Schritt a) - Schritt b) - Schritt c) - Schritt d) auf, wobei insbesondere zwischen diesen Schritten weitere Schritte oder Teilschritte eingefügt sein können.
Selbstverständlich können auch obig angeführte Sachmerkmale äquivalent in einem Verfahren oder angeführte Verfahrensmerkmale im Produkt angewendet werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind daher nicht einschränkend zu verstehen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
Fig. 2, 3a und 3b zeigen schematische Transferfolien zur Durchführung des Verfahrens.
Fig. 4a und 4b zeigen schematische Transferfolien mit ausgebildeten Bereichen. Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einer schematischen
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Fig. 6 zeigt einen weiteren Ausschnitt aus einer schematischen
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Artikels.
Fig. 8a und 8b zeigen schematische Darstellungen zumindest eines ersten und zumindest eines zweiten Bereichs in Draufsicht.
Fig. 9 und 10 zeigen weitere schematische Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
In Fig. 1 ist eine schematische Vorrichtung 4 zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Artikels 1 dargestellt. Die Vorrichtung 4 umfasst zumindest eine Transporteinrichtung oder zumindest eine Vorschubeinrichtung 43 zum Transport der Transferfolie 2.
Weiter ist in der Vorrichtung 4 ein Modul 42 zum Ausbilden der zumindest einen ersten und zweiten Bereiche 10, 20 vorgesehen. Dieses Modul 42, welches in Fig. 1 der übersichtlichkeitshalber schematisch durch einen Quader mit gestrichelten Linien dargestellt ist, weist zumindest einen Laser 41 auf.
Ebenso ist in Fig. 1 eine Einrichtung zum Anordnen 44 der Transferlage 21 auf dem Substrat 3 als Quader mit gestrichelten Linien dargestellt.
Mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 4, kann ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels 1 durchgeführt werden, wobei das Verfahren vorzugsweise zumindest die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer Transferfolie 2 umfassend eine Trägerlage 22 und eine von der Trägerlage 22 ablösbare Transferlage 21 ; b) Ausbilden zumindest eines ersten Bereichs 10 und zumindest eines zweiten Bereichs 20 mittels zumindest eines Lasers 41 , wobei in dem zumindest einen ersten Bereich 10 die Schichtstärke der Transferlage 21 geringer ist als die Schichtstärke der Transferlage 21 in dem zumindest einen zweiten Bereich 20; c) Anordnen der Transferlage 21 auf dem Substrat 3; d) Erhalt des Artikels 1 umfassend die Transferlage 21 und das Substrat 3;
Insbesondere zeichnet sich die Vorrichtung 4 bzw. das Verfahren dadurch aus, dass die Schritte des Verfahrens inline durchgeführt werden. Die Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung 4 ist exemplarisch derart gewählt, dass die Verfahrensschritte von links nach rechts durchgeführt werden. Mit anderen Worten entspricht in den folgenden Figuren der eingezeichnete Pfeil jeweils der Folienvorschubrichtung der Transferfolie 2. Das Modul 42 umfassend den zumindest einen Laser 41 ist somit in der Vorrichtung 4 insbesondere in Folienvorschubrichtung vor der Einrichtung zum Anordnen der Transferlage 21 auf dem Substrat 3 vorgesehen.
Die Vorrichtung 4 nach Fig. 1 weist zumindest eine Einrichtung zur Aufnahme von Folienrollen auf und die Transferfolie 2 wird für das Verfahren insbesondere als Rollenware bereitgestellt. Für Schritt a) weist die Vorrichtung 4 weiter eine Abrolleinrichtung 46 auf, mit der die bereitgestellte Transferfolie 2 dem Verfahren zugeführt werden kann. Auch ist es vorteilhaft, dass die Vorrichtung 4 zumindest eine Steuereinrichtung, insbesondere zur Steuerung des Vorschubs der Folie und der Durchführung der Verfahrensschritte, aufweist, welche hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist. Eine Transferfolie 2, welche für das Verfahren in Schritt a) bereitgestellt werden kann, weist zumindest eine Transferlage 21 und eine Trägerlage 22 auf, wobei die Transferlage 21 von der Trägerlage 22 ablösbar ist. Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine geeignete Transferfolie 2. Diese Transferfolie 2 weist insbesondere eine Transferlage 21 auf, die mehrschichtig aufgebaut ist. Vorzugsweise weist die Transferlage 21 zumindest eine Dekorschicht, insbesondere eine erste Dekorschicht 212, und eine Kleberschicht 211 auf. Die Kleberschicht 211 ist auf der der Trägerlage 22 abgewandten Seite der Transferlage 21 angeordnet.
Die Dekorschicht kann beispielsweise als Farblackschicht oder als Metallschicht, insbesondere als Metallisierung, ausgebildet sein. Insbesondere ist die Kleberschicht 211 transparent ausgestaltet, insbesondere wobei sie eine Transmission von mindestens 70 %, vorzugsweise von 85 %, für den vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich, vorzugsweise für den Bereich von 400 nm bis 700 nm, aufweist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Schicht, die im fertigen Artikel 1 einem Beobachter 53 zugewandt sein soll, derart angeordnet ist, dass sie mit der Ablöseschicht 222 in Kontakt steht.
Alternativ kann die Kleberschicht 211 zu der in Fig. 2 gezeigten Anordnung auch auf der der Trägerlage 22 zugewandten Seite der Transferlage 21 angeordnet sein, wobei diese Ausführung hier nicht dargestellt ist.
Bevorzugt weist die Transferlage 21 eine Schichtdicke ausgewählt aus einem Bereich von 0,1 μm bis 100μm , bevorzugt von 0,5μm bis 75μm , weiter bevorzugt von 1μm bis 50μm , auf. Vorzugsweise weist zumindest eine der Schichten der Transferlage 21 eine Schichtstärke ausgewählt aus einem Bereich von 0,5μm bis 20μm , bevorzugt von 1 μm bis 10 μm, auf. Weiter ist es vorteilhaft, dass eine Heißprägefolie oder IMD-Folie als Transferfolie 2 bereitgestellt wird. Die in Fig. 2 dargestellte Transferfolie 2 weist weiter eine Trägerschicht 221 aus PET auf, sowie eine Ablöseschicht 222. Die Ablöseschicht 222 ist vorzugweise auf der der Transferlage 21 zugewandten Seite der Trägerschicht 221 angeordnet. Bevorzugt weist die Trägerlage 21 , vorzugsweise die Trägerschicht 221 , eine Schichtstärke ausgewählt aus dem Bereich von 10μm bis 150μm , bevorzugt von 12μm bis 100μm , auf.
Weiter kann die Transferlage 21 zumindest eine oder mehrere weitere Schichten aufweisen. Als Beispiel ist in Fig. 3a eine Transferfolie 2 gezeigt, die eine Trägerlage 22 und eine von der Trägerlage 22 ablösebare Transferlage 21 aufweist. Die Trägerlage 22 ist wie die Trägerlage 22 in Fig. 2 gestaltet. Die Transferlage 21 der in Fig. 3a gezeigten Transferfolie 2 weist auf der der Trägerlage 22 zugwandten Seite der Transferfolie 2 eine erste Schutzlackschicht 214 auf. Die erste Schutzlackschicht 214 steht insbesondere in Kontakt mit einer zweiten Schutzlackschicht 215. Auf der der Trägerlage 22 abgewandten Seite der zweiten Schutzlackschicht 215, also oberhalb der zweiten Schutzlackschicht 215, ist eine erste Dekorschicht 212 angeordnet, wobei oberhalb dieser wiederum eine zweite Dekorschicht 213 angeordnet ist. Auf der der Trägerlage 22 abgewandten Seite der Transferlage 21 ist insbesondere eine Kleberschicht 211 angeordnet. Alternativ ist es auch möglich, dass wie beispielhaft mit in Fig. 3b gezeigt, zumindest eine Schutzlackschicht, beispielsweise die erste oder die zweite
Schutzlackschicht 214, 215, zwischen den Dekorschichten 212, 213 angeordnet ist. Weiter ist es auch möglich, dass eine Laserschutzlackschicht zwischen den Dekorschichten 212, 213 angeordnet ist. Ansonsten weist der Schichtaufbau nach Fig. 3b die weiteren Merkmale des Schichtaufbaus nach Fig. 3a auf.
Die Transferfolie 2, beispielsweise nach Fig. 2, 3a oder 3b, kann auch zusätzlich oder stattdessen zumindest eine der folgenden Schichten aufweisen, jeweils einzeln oder in Kombination ausgewählt aus: zumindest eine weitere Dekorschicht, zumindest eine Farblackschicht, zumindest eine Metallschicht, zumindest eine Oxidschicht, zumindest eine Haftvermittlerschicht, zumindest eine Barriereschicht, zumindest eine Annahmeschicht, zumindest eine weitere Schutzlackschicht, zumindest eine Ablöseschicht, zumindest eine Replikationsschicht und zumindest eine Laserschutzlackschicht. Die Schichten können jeweils vollflächig oder jeweils partiell in der Transferlage 21 angeordnet sein.
Als konkretes Ausführungsbeispiel weist vorzugsweise die Schutzlackschicht, insbesondere die zumindest eine erste Schutzlackschicht 214, eine Transmission von mehr als 85 % für den vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich, vorzugsweise für den Bereich von 400 nm bis 700 nm, auf. Die Schichtstärke der Schutzlackschicht ist vorzugsweise ausgewählt aus dem Bereich von 1 ,0μm bis 1 ,5 μm. Die Schutzlackschicht kann Polyacrylate umfassen und vorzugsweise Additive, beispielsweise Gleitfähigkeitsadditive, aufweisen. Weiter weist besonders bevorzugt zumindest eine Dekorschicht, insbesondere die zumindest eine erste Dekorschicht 212 und/oder zweite Dekorschicht 213, welche insbesondere als Farblackschicht ausgestaltet ist, vorzugsweise eine Schichtstärke aus einem Bereich von 2,2μm bis 2,8μm und eine Transmission von weniger als 20 % für den vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich, vorzugsweise für den Bereich von 400 nm bis 700 nm, auf.
Die zumindest eine Dekorschicht umfasst Polyacrylate, Polyvinylchlorid und/oder Nitrocellulose. Auch kann die zumindest eine Dekorschicht vorzugsweise Pigmente aufweisen, insbesondere mit einer Pigment-Volumen- Konzentration ausgewählt aus einem Bereich von 0,3 Vol.-% bis 0,45 Vol.-%, insbesondere bezogen auf eine getrocknete Schicht.
Vorzugsweise weist eine Kleberschicht 211 eine Schichtstärke ausgewählt aus einem Bereich von 0,1μm bis 50 μm, bevorzugt zwischen 0,5μm bis 7μm , weiter bevorzugt zwischen 2,5μm bis 5 μm, auf. Insbesondere weist die Kleberschicht 211 eine Transmission von mehr als 45 % für den vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich, vorzugsweise für den Bereich von 400 nm bis 700 nm, auf. Die Kleberschicht 211 kann Pigmente umfassen, insbesondere mit einer Pigment-Volumen-Konzentration ausgewählt aus einem Bereich von 0,2 Vol.-% bis 0,5 Vol.-%, insbesondere bezogen auf eine getrocknete Schicht. Weiter kann die Kleberschicht 211 einschichtig oder mehrschichtig ausgestaltet sein.
Die Schutzlackschicht kann Polyacrylat, Polyvinylchlorid und/oder Polyester umfassen.
Bei Durchführung des Verfahrens mit der Vorrichtung 1 nach Fig. 1 wird Schritt b), also das Ausbilden von zumindest einem ersten Bereich 10, mit dem Modul 42 umfassend den zumindest einen Laser 41 durchgeführt.
Insbesondere kann Schritt b) auch zumindest zweimal durchgeführt werden. Das Ausbilden von Bereichen erfolgt bevorzugt mittels Laserschneiden und/oder Laserablation. Es ist möglich, dass einzelne Schichten der Transferlage 21 in zumindest einem Bereich, insbesondere zumindest in einem ersten Bereich 10, rückstandslos abgetragen und/oder ablatiert und/oder verbrannt und/oder verdampft werden. Schritt b) wird vorzugsweise vor Schritt c) und/oder nach Schritt a) durchgeführt.
Vorzugsweise wird Schritt b) innerhalb einer Zeit ausgewählt aus dem Bereich von 1 s bis 90 s, vorzugsweise von 1 s bis 50 s, durchgeführt. Bevorzugt ist die Zeitdauer zur Durchführung von Schritt b) so kurz, dass die für Schritt b) benötigte Zeit die Zeitdauer des Schrittes des Verfahrens mit der längsten benötigten Zeitdauer nicht überschreitet, insbesondere wobei Schritt c) der Schritt mit der längsten Zeitdauer des Verfahrens ist.
Insbesondere ist die Gestaltung oder Form des zumindest einen ersten Bereich 10 einzeln oder in Kombination ausgewählt aus Motiv, Buchstabe, Ziffer, Symbol, geometrischer Figur, visuell erkennbares Designelement, Muster, Logo, Codes und Leiterbahn.
Vorzugsweise ist das Modul 42 derart gestaltet, dass es zumindest eine Vorschubeinrichtung 43 aufweist, um die Transferfolie 2 zu transportieren und/oder unter dem Laser 41 auszurichten. Vorteilhafterweise ist in dem Modul 42 hierzu zumindest eine Klemmvorrichtung oder eine Vakuumansaugung zum Fixieren der Transferfolie 2 vorgesehen und insbesondere zumindest eine Spannvorrichtung zum Spannen der Transferfolie 2 vor und/oder während Schritt b).
Weiter weist das Modul 42 vorzugsweise zumindest eine Steuereinrichtung auf, die vorzugsweise mit der zumindest einen Einrichtung verbunden werden kann, welche zur Durchführung eines weiteren Schritts, insbesondere von Schritt c), vorgesehen ist. Hierdurch ist eine Synchronisierung des mittels des Moduls 42 durchgeführten Schritts b) mit dem Prozesstakt der Einrichtung möglich, mit dem der weitere Schritt, insbesondere Schritt c), durchgeführt wird. Weiter weist das Modul 42 vorzugsweise eine Schnellspannvorrichtung auf, um das Modul 42 in die Vorrichtung 4 zur Durchführung des Verfahrens reversibel zu integrieren und auszurichten.
In Schritt b) ist es möglich, dass die Transferlage 21 in dem zumindest einen ersten Bereich 10 vollständig entfernt wird. Eine derartige Ausgestaltung der Transferfolie 2 ist exemplarisch in Fig. 4a gezeigt. Dort ist eine Transferfolie 2 nach Fig. 2 gezeigt, die eine Trägerlage 22 und eine von der Trägerlage 22 ablösbare Transferlage 21 aufweist. Die Trägerlage 22 umfasst eine Trägerschicht 221 und eine Ablöseschicht 222, welche auf der der Transferlage 21 zugewandten Seite der Trägerschicht 221 angeordnet ist. Die Transferlage 21 wird in der in Fig. 4a gezeigten Ausführung von zumindest einer ersten Dekorschicht 212 und einer Kleberschicht 211 gebildet, wobei die zumindest eine erste Dekorschicht 212 mit der Trägerlage 22 in Kontakt steht. In Schritt b) werden durch den Laser zumindest ein erster Bereich 10 und zumindest ein zweiter Bereich 20 ausgebildet. Zusätzlich ist es möglich, dass in der Transferlage 21 neben der Dekorschicht 212 und der Klebeschicht 211 durch den Laser weiter auch die Ablöseschicht 222 der Trägerlage 22 entfernt wird. Hierdurch ist es insbesondere möglich, dass, wie in Fig. 4a gezeigt, in dem zumindest einen ersten Bereich 10 die Trägerlage 22 der Transferfolie 2 wahrnehmbar ist.
Alternativ zu obiger Ausführung, kann, wie in Fig. 4b gezeigt, in Schritt b) der zumindest eine erste Bereich 10 ausgebildet werden, in dem die Transferlage 21 in dem zumindest einen ersten Bereich 10 vorzugsweise lediglich teilweise entfernt wird. Die in Fig. 4b gezeigte Transferfolie 2 ist wie die Transferfolie 2 nach Fig. 1 ausgestaltet und weist zusätzlich noch zumindest eine zweite Dekorschicht 213 auf. Die zumindest eine zweite Dekorschicht 213 ist zwischen der zumindest einen ersten Dekorschicht 212 und der Kleberschicht angeordnet.
In Schritt b) wird bei diesem Ausführungsbeispiel im zumindest einen ersten Bereich 10 die Kleberschicht 211 zumindest eine zweite Dekorschicht 213 entfernt. Für einen Betrachter 53 ist somit in dem zumindest einen ersten Bereich 10 eine andere Schicht, insbesondere eine andere Dekorschicht, der Transferfolie 2 wahrnehmbar als in dem zumindest einen zweiten Bereich 20. In diesem Ausführungsbeispiel ist für einen Betrachter 53 in dem zumindest einen ersten Bereich 10 die zumindest eine erste Dekorschicht 212 und in dem zumindest einen zweiten Bereich 20 die zumindest eine zweite Dekorschicht 213 sichtbar.
Weiter weist die in Fig. 4b gezeigte Transferfolie 2 zusätzlich zumindest einen dritten Bereich 30 auf, welcher in Schritt b) mittels des zumindest einen Lasers 41 ausgebildet wird. Insbesondere ist der zumindest eine dritte Bereich 30 derart ausgebildet, dass die Schichtstärke der Transferlage 21 in dem zumindest einen dritten Bereich 30 geringer ist als die Schichtstärke des zumindest einen zweiten Bereichs 20. Bevorzugt wird die Transferlage 21 in dem zumindest einen dritten Bereich 30 entfernt, vorzugsweise vollständig entfernt. Durch die Ausbildung des zumindest einen dritten Bereichs 30 kann die Transferfolie 2, insbesondere die Transferlage 21 , in einem nachfolgenden Schritt oder Teilschritt, vorzugsweise in Schritt c), registergenau angeordnet werden. Mit anderen Worten wird der zumindest eine dritte Bereich 30 als Hilfsstruktur, wie beispielsweise eine Registermarke, ausgebildet.
Vorzugsweise wird der zumindest eine dritte Bereich 30 in einem weiteren Schritt oder Teilschritt, insbesondere in Schritt c), mittels optischen Sensoreinheiten, bevorzugt Kameras, erfasst.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass der zumindest eine dritte Bereich 30 nicht in Kontakt mit dem zumindest einen ersten Bereich 10 in Kontakt stehend angeordnet wird. Bevorzugt wird der zumindest eine dritte Bereich 30 im Randbereich der Transferfolie 2, insbesondere der Transferlage 21 , angeordnet. Weiter bevorzugt wird der zumindest eine dritte Bereich 30 derart auf der Transferfolie 2, insbesondere Transferlage 21 , angeordnet, dass der zumindest eine dritte Bereich 30 nicht vom erhaltenen Artikel 1 umfasst ist, beispielsweise in dem der am Rand angebrachte dritte Bereich 30 in einem späteren Schritt abgeschnitten wird.
Zum Ausbilden der Bereiche, insbesondere der zumindest einen ersten, zweiten und/oder dritten Bereiche 10, 20, 30, wird insbesondere zumindest ein Laser 41 verwendet, wobei der zumindest eine Laser ausgewählt ist aus: Festkörperlaser, bevorzugt Faserlaser, YAG-Laser, UV-Laser, Rubinlaser und/oder Saphirlaser, Diodenlaser, Gaslaser und/oder Farbstofflaser. In anderen Worten weist die Vorrichtung 4, insbesondere das Modul 42, zumindest einen Laser 41 ausgewählt aus einen der vorstehenden Laser 41 auf. Vorteilhafterweise ist der zumindest eine Laser 41 so ausgestaltet, dass der zumindest eine Laser 41 kontinuierlich und/oder gepulst betrieben wird.
Insbesondere bei einem gepulsten Laser, ist es vorteilhaft, dass der zumindest eine Laser 41 mit einer Pulsfrequenz ausgewählt aus dem Bereich von 1 Hz bis 2000 kHz, bevorzugt zwischen 1 kHz bis 250 kHz, betrieben wird. Bei einem gepulsten Laser 41 ist es vorteilhaft, wenn die Pulsfrequenz bei einer gewählten Ablenkgeschwindigkeit ausreichend hoch gewählt ist, dass sich die Bereiche, in denen der Laser 41 Abtragungen durchführt, so überlappen, dass bevorzugt eine weitgehend geschlossene Linie oder Fläche entsteht und möglichst wenige Lücken entstehen. Kann die Pulsfrequenz nicht weiter erhöht werden, dann muss zur Erzielung derartiger weitgehend geschlossener Linien oder Flächen entsprechend die Ablenkgeschwindigkeit des Lasers 41 angepasst werden.
Auch ist es vorteilhaft, dass der zumindest eine Laser 41 mit bis zu 3000 Zeichen/s, bevorzugt im Bereich von 800 Zeichen/s bis 1500 Zeichen/s, betrieben wird.
Weiter ist es möglich, dass in Schritt b) der zumindest eine Laser 41 , insbesondere der Brennpunkt des zumindest einen Lasers 41 , unidirektional verfahren wird oder bidirektional, insbesondere in zueinander um 90° verschobenen Verfahrrichtungen, verfahren wird. Hierzu weist die Vorrichtung 4, insbesondere das Modul 42, umfassend den zumindest einen Laser 41 weiter eine Recheneinheit auf, die mit einer Software die Bewegungsrichtung errechnet und die Steuersignale zur Bewegung des Lasers bereitstellt.
Vorteilhafterweise wird in Schritt b) der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Laserlinien ausgewählt aus einem Bereich von 0,001 mm bis 1 mm, bevorzugt von 0,005 mm und 0,5 mm. Auch kann mit dem zumindest eine Laser 41 zumindest ein erster Bereich 10 und/oder ein Bereich umfassend alle erste Bereiche von bis zu 500 mm x 500 mm, bevorzugt von bis zu 300 mm x 300 mm, ausgebildet werden.
Von Vorteil ist in Schritt b), dass der zumindest eine Laser 41 mit einer Ablenkgeschwindigkeit ausgewählt aus dem Bereich von 100 mm/s bis 10.000 mm/s, bevorzugt von 500 m/s bis 3000 mm/s, betrieben wird. Vorzugsweise weist die Vorrichtung 4, insbesondere das Modul 42, umfassend den Laser 41 einen High-Speed-Laserkopf auf. Die Ablenkgeschwindigkeit entspricht damit also der Geschwindigkeit, mit der der Laser 41 über die zu lasernde Fläche geführt wird. Nimmt man an, dass der Laser 41 dauerhaft eingeschaltet ist, entspricht die Ablenkgeschwindigkeit des Lasers 41 dann auch der Schreibgeschwindigkeit des Lasers 41 bzw. der Abtragungsgeschwindigkeit des Lasers 41 .
Während der Ablenkung des Lasers 41 kann der Laser 41 über entsprechende Steuersignale ein- und ausgeschaltet werden, um während der Führung über die zu lasernde Fläche zu definieren, in welchen Bereichen der Laser 41 Abtragungen durchführt und wo keine Abtragungen erfolgen. Aus der Bahn des abgelenkten Laserstrahls und den Ein- und Ausschaltvorgängen des Lasers 41 ergibt sich dann das abzutragende Motiv und/oder Schriftzug und/oder Symbol.
Der zumindest eine Laser 41 weist in Schritt b) vorteilhafterweise eine Brennweite die ausgewählt ist aus 160 mm, 254 mm und/oder 420 mm auf, oder ist auf eine der vorstehenden Brennweiten eingestellt.
Insbesondere ist es möglich, dass in Schritt b) der zumindest eine Laser 41 eine Leistung ausgewählt aus dem Bereich von 0,05 W bis 100 W, bevorzugt von 1 W bis 50 W, aufweist. Weiter ist es möglich, dass der zumindest eine Laser 41 kohärentes Licht aus dem Infrarotbereich, insbesondere aus dem nahen Infrarotbereich, weiter bevorzugt aus dem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 1400 nm, bevorzugt von 780 nm bis 1200 nm, weiter bevorzugt Licht der Wellenlänge 1064 nm emittiert, und/oder kohärentes Licht aus dem UV-Bereich, weiter bevorzugt mit einer Wellenlänge von 100 nm bis 400 nm, weiter bevorzugt Licht der Wellenlänge 355 nm, emittiert.
Insbesondere wird in Schritt b) der zumindest eine Laser 41 mit einem Strahldurchmesser im Fokuspunkt von 20μm bis 150μm , bevorzugt von 20μm bis 100μm , verwendet.
Weiter ist es möglich, dass der zumindest eine Laser 41 ein Linsensystem zur Einstellung des Fokuspunkts umfasst. Vorteilhafterweise wird in Schritt b) der Laserstrahl des zumindest einen Lasers 41 mittels eines Linsensystems derart aufgeweitet, dass der Strahldurchmesser im Fokuspunkt maximal 2 mm, bevorzugt maximal 1 mm, besonders bevorzugt maximal 0,5 mm, beträgt.
Es ist auch möglich, dass der zumindest eine Laser 41 in Schritt b) zum Lenken des Laserstrahls auslenkbare Spiegel, insbesondere ein Laser-Scan-Modul, umfasst. Insbesondere wird der Laserstrahl des zumindest einen Lasers 41 in Schritt b) vorzugsweise mittels auslenkbarer Spiegel, weiter bevorzugt mittels eines Laser-Scan-Moduls, über die ein oder mehreren ersten und/oder dritten Bereiche 10, 30 der Trägerlage 22 gelenkt.
Die Verwendung eines Lasers 41 bietet den Vorteil, insbesondere gegenüber Stanzwerkzeugen, dass in den manipulierten Bereichen die abgetragenen Schichten der Transferlage 21 in Rauchgase übergehen. Dies führt zu einer vereinfachten und günstigeren Entsorgung. Weiter ist es auch möglich, gezielt Schichten abzutragen, ohne die Transferlage 21 vollständig zu durchbrechen oder zu entfernen. Entscheidend für die Einstellung des Lasers 41 ist neben dem Schichtaufbau der Transferfolie 2 und der Art der Anwendung auch das zu gestaltende Layout. Einen Einfluss hat beispielsweise die Komplexität des Layouts, also ob es großflächige und/oder filigrane Bereiche aufweist. So hat insbesondere die Größe und Komplexität der Form des zumindest einen ersten Bereichs 10, aber auch die Gesamtgröße aller ersten Bereiche 10, Einfluss auf die Prozessgeschwindigkeit oder benötigte Zeit zur Durchführung des Schritts b). Insbesondere sind die wichtigsten Parameter in Schritt b) für eine saubere und schnelle Durchführung insbesondere ausgewählt sind, alleine oder in Kombination, aus Leistung des Lasers 41 , Pulsfrequenz, Ablenkgeschwindigkeit und Steuerung der Abarbeitung der ersten Bereiche 10 durch eine Software.
So hat sich beispielsweise für Schritt b) die Kombination einer Laserleistung von 8 Watt, eine Pulsfrequenz von 50 kHz, und eine Ablenkgeschwindigkeit von 2000 m/s als besonders bevorzugt erwiesen. Weiter kann von der Lasersoftware ein zweifacher Abtrag, insbesondere in zueinander um 90° verschobenen bidirektionalen Verfahrrichtungen, vorzugsweise mit einem Linienabstand von 0,06 mm, vorgegeben werden.
Es ist möglich, dass die Vorrichtung 4, insbesondere das Modul 42, umfassend den zumindest einen Laser 41 weiter auch eine Reinigungseinrichtung aufweist. Hierzu können beispielsweise zumindest eine Absaugeinrichtung und/oder zumindest eine Gebläseeinrichtung vorgesehen sein. Insbesondere ist zumindest eine Reinigungseinrichtung in unmittelbarer Nähe neben dem zumindest einen Laser 41 angeordnet. Weiter kann es auch vorteilhaft sein, dass die Vorrichtung 4, insbesondere das Modul 42, umfassend den zumindest einen Laser 41 als Reinigungseinrichtung weiter zumindest eine Bürsteneinrichtung zum Entfernen von festen und/oder staubförmigen Verunreinigungen aufweist. Mit anderen Worten kann es vorteilhaft sein, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass Schritt b) und/oder Schritt c) den weiteren folgenden Teilschritt umfassen: e) Reinigung der Transferfolie 2, vorzugsweise der Transferlage 21 , insbesondere durch zumindest eine Bürste, ein Gebläse und/oder eine Absaugeinrichtung.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass Schritt e) vor dem Anordnen der Transferlage 21 auf dem Substrat 3 durchgeführt wird.
Insbesondere wird das Verfahren in Prozesstakten durchgeführt, insbesondere wobei ein Schritt b) in dem gleichen Prozesstakt durchgeführt wird, wie ein Schritt c) durchgeführt wird, vorzugsweise wobei dieser Schritt b) und dieser Schritt c) zu Schrittreihenfolgen gehören, die zur Herstellung unterschiedlicher Artikel 1 durchgeführt werden.
Somit ist es möglich, dass während eines Prozesstaktes, insbesondere in einem fortlaufenden Verfahren, vorzugsweise in unterschiedlichen Einrichtungen einer Vorrichtung 4, unterschiedliche Verfahrensschritte, umfassend unterschiedliche Teilschritte, gleichzeitig durchgeführt werden. Mit anderen Worten ist es möglich, dass für einen n-ten Artikel 1 mit Schritt b) gestartet wird nachdem oder zeitgleich für einen (n+x)-ten Artikel 1 Schritt c) gestartet wird und dass Schritt b) für einen n-ten Artikel 1 beendet wird, bevor Schritt c) für einen (n+x)-ten Artikel (1 ) beendet wird oder zeitgleich dazu. Vorzugsweise sind n und x ausgewählt aus den positiven ganzen Zahlen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass ein Schritt b) und ein Schritt c) zeitgleich gestartet werden, wobei ein nachfolgender Schritt erst durchgeführt wird, wenn die beiden zeitgleich gestarteten Schritte b) und c) vollständig abgeschlossen sind. Bei Durchführung des Verfahrens mit der Vorrichtung 4 nach Fig. 1 wird Schritt c) mit der Einrichtung zum Anordnen 44 der Transferfolie 2, insbesondere der Transferlage 21 , auf dem Substrat 3 durchgeführt. Schritt c) wird vorzugsweise vor Schritt d) und/oder nach Schritt b) durchgeführt. Insbesondere kann Schritt c) zumindest zweimal durchgeführt werden.
In Schritt c) wird die Transferfolie 2, insbesondere die Transferlage 21 , auf dem Substrat 3 angeordnet. Vorzugsweise wird hierbei die Transferfolie 2, insbesondere die Transferlage 21 , mit einem Verfahren ausgewählt, allein oder in Kombination, aus Heißprägeverfahren, Überflutungsverfahren, IMD- Verfahren, Laminierverfahren, IML-Verfahren, Insert-Molding-Verfahren, PMD- Verfahren und Varioform-IMD-Verfahren auf dem Substrat 3 angeordnet.
Insbesondere ist die Transferlage 21 nach Beendigung von Schritt c) vollflächig oder partiell, insbesondere in dem zumindest einen zweiten Bereich 20, mit dem Substrat 3 verbunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass das Substrat 3 lediglich in Hinsicht auf die Materialien der Transferlage 22, insbesondere zumindest einer Kleberschicht 211 der Transferlage 22, und/oder in Hinsicht der Eignung des in Schritt c) gewählten Verfahrens ausgewählt werden muss. Wird beispielsweise in Schritt c) ein IMD-Verfahren gewählt, so muss das Substrat 3 für ein Spritzgussverfahren geeignet sein, also beispielsweise aufschmelzbar. Weiter ist es möglich, dass das Substrat 3 eine Transmission von mindestens 45 %, vorzugsweise von mindestens 70 %, für den vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich, vorzugsweise für den Bereich von 400 nm bis 700 nm, aufweist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Transferlage derart auf dem Substrat 3 angeordnet wird, dass zumindest eine Dekorschicht in Betrachtungsrichtung senkrecht auf die von der Transferlage 22 aufgespannten Ebene unterhalb des Substrats 3 angeordnet ist. Mit anderen Worten, dass das Substrat einem Betrachter 53 zugewandt ist. Erfindungsgemäß wird verstanden, dass ein Schritt einen oder mehrere Teilschritte aufweisen kann. So umfasst insbesondere Schritt c) zumindest mehrere Teilschritte, die nötig sind um das Verfahren welches zum Anordnen der Transferfolie 2, insbesondere der Transferlage 21 , gewählt wird, durchzuführen.
In Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Anordnen 44 der Transferfolie 2, insbesondere der Transferlage 21 , auf dem Substrat 3 gezeigt, wie sie in einer Vorrichtung 4 nach Fig. 1 verwendet werde kann, wobei hierbei ein Überflutungsverfahren und/oder ein Spritzgussverfahren, beispielsweise ein IMD-Verfahren, IM L-Verfahren, Insert-Molding-Verfahren, PMD-Verfahren und/oder Varioform-IMD-Verfahren, verwendet wird.
Fig. 5 zeigt eine Spritzgusseinrichtung 48, umfassend ein Spritzgusswerkzeug 49 mit zumindest einer Kavität 52. Die Transferfolie 2, welche vorher in Schritt b) mittels eines Moduls 42 umfassend zumindest einen Laser 41 bearbeitet wurde, weist in der Transferlage 22 zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich 10, 20 auf. Mittels Vorschubeinrichtungen 43 wird die Transferfolie 2 durch die Spritzgusseinrichtung 48, insbesondere das Spritzgusswerkzeug 49 geleitet. Die Transferfolie 2 ist hierbei so ausgerichtet, dass die Trägerlage 22 beim Einspritzen des Substrats 3 in das Spritzgusswerkzeug 49 dem Substrat 3 abgewandt ist.
Handelt es sich in Schritt c), wie in Fig. 5 exemplarisch dargestellt, um ein Überflutungsverfahren und/oder um ein Spritzgussverfahren, beispielsweise um ein IMD-Verfahren, IML-Verfahren, Insert-Molding-Verfahren, PMD-Verfahren und/oder Varioform-IMD-Verfahren, so kann Schritt c) beispielsweise zumindest einen oder mehrere der folgenden Teilschritte aufweisen:
- Verfahren der Transferfolie 2, insbesondere der Transferlage 21 ; - Anordnen und Ausrichten der Transferfolie 2, insbesondere der Transferlage 21 , im Spritzgusswerkzeug 49, insbesondere in der zumindest einen Kavität 52, derart, dass die Trägerlage 22 der Kavität 52 zugewandt ist;
- Schließen des Spritzgusswerkzeugs 49;
- Einspritzen eines aufgeschmolzenen Substrats 3 in das Spritzgusswerkzeug 49;
- Wartezeit zum Auskühlen und Verfestigen des aufgeschmolzenen Substrats 3;
- Öffnen eines Spritzgusswerkzeugs 49;
- Entformen des Artikels 1 .
Alternativ kann es sich in Schritt c) auch um ein Heißprägeverfahren handeln. Zur Veranschaulichung ist hierzu in Fig. 6 schematisch eine entsprechende Einrichtung zum Anordnen 44 der Transferfolie 2, insbesondere der Transferlage 21 , auf dem Substrat 3 gezeigt, wie sie in einer Vorrichtung 1 nach Fig. 1 verwendet werden kann. Die in Schritt b) durch das Modul 42 umfassend zumindest einen Laser 41 manipulierte Transferfolie 2 wird hierbei mittels Vorschubreinrichtungen 43 durch eine Heißprägeeinrichtung 50 geleitet. Die Heißprägeeinrichtung 50 weist hierbei zumindest einen verfahrbaren und beheizbaren Prägestempel 51 auf. Insbesondere in denen der Prägestempel 51 in Kontakt mit der Transferfolie 2, insbesondere der Trägerlage 22, kommt, schmilzt die Kleberschicht 211 auf, wobei sich die Transferlage 21 mit dem Substrat 3 verbindet. Die Ausrichtung der Vorrichtung 1 ist hierbei als nicht einschränkend zu verstehen, sondern lediglich hinsichtlich der Veranschaulichung. Vorteilhafterweise ist die Heißprägeeinrichtung 50 derart angeordnet, dass der Prägestempel 51 in Richtung der Schwerkraft verfahren werden kann.
Ein in Schritt c) durchgeführtes Heißprägeverfahren, kann so zumindest einen oder mehrere der folgenden Teilschritte aufweisen: - Verfahren der Transferfolie 2;
- Bereitstellen des Substrats 3;
- Anordnen und Ausrichten der Transferfolie 2 auf dem Substrat 3;
- Aufheizen des Prägestempels 51 ;
- Inkontaktbringen des Prägestempels 51 , insbesondere mit der Trägerlage 22;
- Verfahren des Prägestempels 51 .
Vorzugsweise wird Schritt c), insbesondere umfassend ein oder mehrere Teilschritte, innerhalb einer Zeit ausgewählt aus dem Bereich von 1 s bis 240 s, vorzugsweise von 1 s bis 150 s, durchgeführt. Weiter ist es möglich, dass Schritt c) eine Wartezeit, insbesondere ausgewählt aus einem Bereich von 1 s bis 60 s, vorzugsweise von 1 s bis 30 s, umfasst. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn größere erste Bereiche 10 in Schritt b) ausgebildet werden. Hierdurch ist es möglich, einen Schritt b), der einen längeren Zeitraum benötigt, weiterhin im gleichen Prozesstakt zu einem Schritt c) durchzuführen.
Die Vorrichtung 4 nach Fig. 1 weist zumindest eine Sensoreinheit, insbesondere eine optische Sensoreinheit auf. Vorzugsweise wird die Sensoreinheit von der Einrichtung zum Anordnen der Transferfolie 44, beispielsweise nach Fig. 2 oder Fig. 3, umfasst, wobei in den schematischen Darstellungen der Übersichtlichkeit halber die zumindest eine Sensoreinheit nicht dargestellt ist. Die Sensoreinheit dient zur Erfassung der Position mindestens einer Markierung der Transferfolie 2, insbesondere des zumindest einen dritten Bereichs 30. Hierzu umfasst die die Sensoreinheit vorteilhafterweise zumindest einen Durchlicht- und/oder einen Auflichtsensor.
In Abhängigkeit des gewählten Verfahrens und dem Schichtaufbau der Transferlage 21 ist es möglich, dass die Trägerlage 22 von der Transferlage 21 in einem optionalen Schritt entfernt wird. Weiter ist es aber auch möglich, dass die Trägerlage 22 erst nach Schritt c) abgezogen wird und/oder dass die Trägerlage 22 vor Schritt d) entfernt wird. Vorzugsweise wird die Trägerlage 22 nach dem Entfernen von der Transferlage 21 aufgerollt, beispielsweise mittels einer Aufwickeleinrichtung 46. Alternativ ist auch möglich, dass die
Trägerlage 22 auf dem Artikel 1 verbleibt. Dies ist beispielsweise dann möglich, wenn die Transferlage 21 auf dem Substrat 3 mittels IML-Verfahren angeordnet wird. Insbesondere kann die Trägerlage 22 erst bei der Verwendung des Artikels 1 entfernt werden.
Vorzugweise ist Schritt d) der letzte Schritt des Verfahrens. In Schritt d) wird der durch das Verfahren hergestellte Artikel 1 erhalten, welcher die Transferlage 21 und das Substrat 3 umfasst. In Fig. 1 weist die schematische Vorrichtung 4 hierzu eine Aufwickeleinrichtung 46 auf. Alternativ oder zusätzlich ist auch möglich, dass die Vorrichtung 4 zumindest eine Aufwickeleinrichtung 46 zum Aufwickeln der Trägerlage 22 umfasst. Zweckmäßigerweise ist die Aufwickeleinrichtung 46 in der Vorrichtung 4 in Folienvorschubrichtung nach allen anderen Einrichtungen angeordnet.
Ein Artikel 1 , hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, kann in einer Vielzahl von Bereichen zur Anwendung kommen. Der hergestellte Artikel 1 kann beispielsweise mit einem Display und/oder mit einem Touchfeld und/oder mit einem Panel verwendet werden. Weiter kann er aber auch als Blende oder als Funktionselement genutzt werden. Insbesondere haben sich die folgenden Bereiche als besonders geeignet für die Verwendung des hergestellten Artikels erwiesen: Weiße Ware, Kraftfahrzeuge, Luftfahrt, Schiffe, Haushaltsgeräte, Telekommunikationsgeräte, Konsumgüter, Dokumente, Sicherheitselemente, Etiketten und/oder Elektronikartikel.
In Fig. 7 ist ein schematischer Artikel 1 dargestellt, wie er mit dem erfindungsmäßen Verfahren und beispielsweise mit einer Vorrichtung 4 nach Fig. 1 hergestellt werden kann. Der Artikel 1 weist somit eine Transferlage 21 auf, die auf einem Substrat 3 angeordnet ist. Die Transferlage 21 ist exemplarisch wie die Transferlage 21 nach Fig. 2 gestaltet und weist so zumindest eine erste Dekorschicht 212 und eine Kleberschicht 211 auf. Dies ist jedoch nicht als einschränkend zu verstehen, da die Transferlage 21 beispielsweise auch wie die Transferlagen 21 in Fig. 3 oder Fig. 4b gestaltet sein kann. Im Artikel 1 ist die Kleberschicht 211 der Transferlage 21 in Kontakt mit dem Substrat 3, insbesondere in dem zumindest einen zweiten Bereich 20. Für einen Betrachter 53 ist der zumindest eine erste Bereich 10 und der zumindest eine zweite Bereich 20 wahrnehmbar. So sind beispielsweise in dem einen zweiten Bereich 20 die Schichten der Transferlage 21 sichtbar, wobei diese in dem zumindest einen ersten Bereich 10 vollständig entfernt sind, so dass dort das Substrat 3 sichtbar ist.
Alternativ und hier nicht dargestellt ist es auch möglich, dass bei einem Artikel 1 hergestellt durch das erfindungsgemäße Verfahren die Schichten derart angeordnet sind, dass einem Betrachter 53 das Substrat 3 zugewandt ist, wobei das Substrat 3 eine Transmission von mindestens 45 %, vorzugsweise von mindestens 70 %, für den vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich, vorzugsweise für den Bereich von 400 nm bis 700 nm, aufweist. Das Substrat 3 ist hierbei durch die Kleberschicht 211 mit der Transferlage 21 verbunden, wobei die Kleberschicht 211 mit zumindest einer Dekorschicht in Kontakt steht. Zumindest in der Dekorschicht sind erste und zweite Bereiche 10, 20 ausgebildet. Hierdurch sind die ersten und zweiten Bereiche 10, 20 durch das Substrat 3 sichtbar und gegen äußere Einflüsse geschützt. Vorzugsweise kann bei vorstehender Anordnung der Transferlage 21 auf dem Substrat 3 zumindest eine erste Schutzlackschicht 214 auf der dem Substrat abgewandten Seite der Transferlage 21 angeordnet sein.
In Fig. 8a und Fig. 8b sind erste und zweite Bereiche 10,20 dargestellt, wie sie in Schritt b) eines Verfahrens und mit einer Vorrichtung 4 nach Fig. 2 ausgebildet werden können. Fig. 8a zeigt ein Layout aus einer Kombination von ersten Bereichen 10 in Form von Motiven, Buchstaben, Symbolen, insbesondere geeignet für eine Bedienoberfläche eines IMD-Artikels. In den ersten Bereichen 10 ist die Transferlage 21 vollständig entfernt. Die Größe der ersten Bereiche 10 beträgt hierbei zwischen 8 mm x 8 mm und 22 mm x 6 mm. Die Größe des Gesamtlayouts, also der Bereich über den der zumindest eine Laser 41 verfahren wird, beträgt 50 mm x 70 mm. Das Layout wurde mit einer Leistung von 6 W, einer Geschwindigkeit von 1500 mm/s und einer Frequenz von 20 kHz in einer Zeit von 15,44 s ausgebildet. Diese Zeit ist geringer, als die Zeit, die für einen Schritt c), insbesondere für alle Teilschritte von Schritt c), benötigt wird. Mit anderen Worten ist diese Zeit geringer, als die Zeit die ein Prozesstakt eines Schritts c) umfasst. Als Schritt c) ist hierbei beispielsweise ein Spritzgussverfahren gewählt, dessen Dauer bei diesem Artikel 1 ca. 25 s, insbesondere 25 s, beträgt. Somit kann ein Schritt b) ohne zusätzlichen Zeitaufwand in den Prozesstakt eines Schritts c) integriert werden.
Fig. 8b zeigt erste Bereiche 10, die insbesondere als geschwungene Buchstaben gestaltet sind, welche einen Schriftzug ergeben. Der Schriftzug ist 22,8 mm x 7,68 mm groß. Die ersten Bereiche 10 sind insbesondere 1 mm bis 1 ,5 mm breit. Der Schriftzug wird mit einer Leistung von 4 W, einer Geschwindigkeit von 1500 mm/s und einer Frequenz von 20 kHz in einer Zeit von 1 ,5 s in einer Transferfolie 2, insbesondere einer Heißprägefolie, ausgebildet. In Schritt c) wird vorzugsweise ein Prägeprozess durchgeführt, wobei für diesen eine Zeit von ca. 3 s, insbesondere 3 s, benötigt wird. Somit ist Schritt b) problemlos in den Prozesstakt von Schritt c) integrierbar.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 4 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist schematisch in Fig. 9 dargestellt. Die Vorrichtung 4 basiert auf der Vorrichtung 4 nach Fig. 1 und weist deren Einrichtungen und Merkmale auf. Zusätzlich ist in der Vorrichtung 4 zumindest eine weitere Bearbeitungseinrichtung 45 vorgesehen. Mit dieser zumindest einen weiteren Bearbeitungseinrichtung 45 können, insbesondere zumindest zusätzlich zu den Schritten a) bis d), weitere Verfahrensschritte in das Verfahren integriert werden. Die zumindest eine weitere Bearbeitungsreinrichtung 45 ist insbesondere in Folienvorschubrichtung vor und/oder nach dem Modul 42 umfassend den zumindest einen Laser 41 und/oder der Einrichtung zum Anordnen der Transferlage 44 auf dem Substrat 3 in der Vorrichtung vorgesehen.
So kann es auch vorteilhaft sein, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist. f) Bedrucken der Transferfolie 2, vorzugsweise der Transferlage 21 , insbesondere in zumindest einem ersten und/oder zweiten Bereich 10, 20 vorzugsweise allein oder in Kombination ausgewählt aus Inkjetdruck, Tiefdruck, Siebdruck, Flachdruck, Hochdruck und Flexodruck.
Insbesondere kann das Verfahren so gestaltet sein, dass Schritt f) ein weiterer Teilschritt von Schritt c) ist, oder in dem Prozesstakt eines Schritts c) durchgeführt wird. Bevorzugt ist das Verfahren derart gestaltet, dass Schritt f) vor und/oder nach dem Anordnen der Transferlage 21 auf dem Substrat 3 durchgeführt wird. Somit weist die Vorrichtung 4 zur Durchführung des Verfahrens zumindest eine weitere Bearbeitungseinrichtung 45 auf, die als insbesondere als Druckeinrichtung zur Durchführung von Schritt f) ausgestaltet ist. Weiter weist die Druckeinrichtung bevorzugt zumindest ein Druckwerk, allein oder in Kombination, auf, ausgewählt aus Inkjetdruckwerk, Tiefdruckwerk, Siebdruckwerk, Flachdruckwerk, Hochdruckwerk und Flexodruckwerk.
Weiter ist es auch möglich, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass Schritt c) den weiteren folgenden Teilschritt umfasst: g) Vorbehandlung der Transferfolie 2, vorzugsweise der Transferlage 21 , insbesondere mittels eines Verfahrens allein oder in Kombination ausgewählt aus Coronabehandlung, Flammbehandlung und Plasmabehandlung.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die Vorrichtung 4 eine weitere Bearbeitungseinrichtung 45 in Form einer Vorbehandlungseinrichtung zum Vorbehandeln der Transferlage 21 aufweist. Vorteilhafterweise wird Schritt g) vor dem Anordnen der Transferlage 21 auf dem Substrat 3 oder einem Bedrucken der Transferlage 21 durchgeführt.
Des Weiteren ist es auch möglich, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist: h) Ausschneiden zumindest eines weiteren Bereichs mittels Stanzen oder Wasserstrahlschneiden aus der Transferfolie 2, vorzugsweise aus der Transferlage 21 .
Der zumindest eine weitere Bereich kann sich mit dem zumindest einen ersten und/oder zweiten Bereich 10, 20 vollständig oder teilweise überlappen. Insbesondere wird in dem zumindest einen weiteren Bereich die
Transferlage 21 vollständig entfernt. Insbesondere ist hierbei die zumindest eine weitere Bearbeitungseinrichtung vorzugsweise als Stanzeinrichtung vorgesehen. Vorteilhafterweise wird Schritt h) vor und/oder nach Schritt b) und/oder Schritt c) durchgeführt oder ist ein Teilschritt von Schritt b) und/oder Schritt c).
In Fig. 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 4 zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt. Die Vorrichtung 4 nach Fig. 10 weist insbesondere die Einrichtungen und Merkmale der Vorrichtung nach Fig. 1 auf. Auch umfasst sie die zumindest eine weitere Bearbeitungseinrichtung 45, wie sie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 beschrieben ist. Zusätzlich zu den bereits in Fig. 1 oder Fig. 9 beschriebenen Vorrichtungen weist dieses Ausführungsbeispiel weiter noch eine weitere Bearbeitungseinrichtung 45 auf, die als Konfektionierungseinrichtung 47 zum Zerteilen der Transferfolie 2, insbesondere der Transferlage 21 , ausgestaltet ist auf. Diese Konfektionierungseinrichtung 47 ist in der Vorrichtung 2 insbesondere in Folienvorschubrichtung nach dem Modul 42 umfassend den zumindest einen Laser 41 vorgesehen. Weiter ist die Konfektionierungseinrichtung 47 in der Vorrichtung 4 insbesondere in Folienvorschubrichtung vor der weiteren Bearbeitungseinrichtungen 45 und/oder der Einrichtung zum Anordnen 44 der Transferfolie 2 auf dem Substrat 3 angeordnet.
Durch diese Konfektionierungseinrichtung 47 ist es möglich, dass das Verfahren, insbesondere zumindest neben den Schritten a) bis d), den weiteren folgenden Schritt aufweist: i) Zerteilen der Transferfolie 2, insbesondere der Transferlage 21 , in einzelne Nutzen.
Schritt i) wird insbesondere vor Schritt c) oder nach Schritt b) durchgeführt. Alternativ kann Schritt i) in dem gleichen Prozesstakt wie Schritt c) durchgeführt werden, oder ein Teilschritt von Schritt c) sein. Beispielsweise kann durch Schritt i) der zumindest eine dritte Bereich 30 entfernt werden. Insbesondere weist die Vorrichtung nach Fig. 10 eine Stapeleinrichtung zum Stapeln des Artikels 1 auf. Diese Stapeleinrichtung ist in der Vorrichtung vorzugweise in Folienvorschubrichtung nach allen anderen Einrichtungen angeordnet.
Selbstverständlich können die vorstehend aufgeführten Ausführungsvarianten der Vorrichtungen, Einrichtungen, Verfahren oder Verfahrensschritte, beliebig miteinander kombiniert werden und stellen keine Limitierung, insbesondere in ihrer Formgebung und Kombination, dar. Bezuqszeichenliste
1 Artikel
2 Transferfolie
3 Substrat
4 Vorrichtung
21 Transferlage
22 Trägerlage
10 erster Bereich
20 zweiter Bereich
30 dritter Bereich
211 Kleberschicht
212 erste Dekorschicht
213 zweite Dekorschicht
214 erste Schutzlackschicht
215 zweite Schutzlackschicht
221 Trägerschicht
222 Ablöseschicht
41 Laser
42 Modul
43 Vorschubeinrichtung
44 Einrichtung zum Anordnen
45 weitere Bearbeitungseinrichtung
46 Abroll-ZAufwickeleinrichtung
47 Konfektionierungseinrichtung
48 Spritzgusseinrichtung
49 Spritzgusswerkzeug
50 Heißprägeeinrichtung 51 Prägestempel
52 Kavität
53 Betrachter

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Artikels (1 ), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer Transferfolie (2) umfassend eine Trägerlage (22) und eine von der Trägerlage (22) ablösbare Transferlage (21 ); b) Ausbilden zumindest eines ersten Bereichs (10) und zumindest eines zweiten Bereichs (20) mittels zumindest eines Lasers (41 ), wobei in dem zumindest einen ersten Bereich (10) die Schichtstärke der Transferlage (21 ) geringer ist als die Schichtstärke der Transferlage (21 ) in dem zumindest einen zweiten Bereich (20); c) Anordnen der Transferlage (21 ) auf dem Substrat (3); d) Erhalt des Artikels (1 ) umfassend die Transferlage (21 ) und das Substrat; und wobei die Schritte des Verfahrens inline durchgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren fortlaufend und ohne Unterbrechungen durchgeführt wird und/oder dass das Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in Prozesstakten durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schritt b) in dem gleichen Prozesstakt durchgeführt wird, in dem ein Schritt c) durchgeführt wird, vorzugsweise wobei dieser Schritt b) und dieser Schritt c) zu Schrittreihenfolgen gehören, die zur Herstellung unterschiedlicher Artikel (1 ) durchgeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorschub der Transferfolie (2) in einem ersten Prozesstakt durchgeführt wird und ein Schritt, vorzugsweise Schritt b) und/oder Schritt c), in einem zweiten Prozesstakt durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen n-ten Artikel (1 ) mit Schritt b) gestartet wird nachdem oder zeitgleich für einen (n+x)-ten Artikel (1 ) Schritt c) gestartet wird und dass Schritt b) für einen n-ten Artikel (1 ) beendet wird, bevor Schritt c) für einen (n+x)-ten Artikel beendet wird oder zeitgleich dazu.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) zumindest ein dritter Bereich (30) mittels des zumindest einen Lasers (41 ) ausgebildet wird, derart dass die Schichtstärke der Transferlage (21 ) in zumindest einem dritten Bereich (30) geringer ist als die Schichtstärke des zumindest einen zweiten Bereichs (20), insbesondere dass die Transferlage (21 ) in dem zumindest einen dritten Bereich (30) entfernt, vorzugsweise vollständig entfernt, wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferlage (21 ) in Schritt c) mittels des zumindest einen dritten Bereichs (30) registergenau angeordnet wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine dritte Bereich (30) im Randbereich der Transferfolie (2) angeordnet wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine dritte Bereich (30) nicht mit dem zumindest einen ersten Bereich (10) in Kontakt stehend angeordnet wird.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine dritte Bereich (30) in einem weiteren Schritt oder Teilschritt, insbesondere in Schritt c), mittels optischen Sensoreinheiten, bevorzugt Kameras, erfasst wird.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der zumindest eine erste Bereich (10) derart ausgebildet wird, dass die Transferlage (21 ) in dem zumindest einen ersten
Bereich (10) entfernt wird, insbesondere vollständig oder teilweise entfernt wird.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erste Bereich (10) der Transferlage (21 ) derart ausgebildet wird, dass im zumindest einen ersten Bereich (10) der Transferlage (21 ) weniger Schichten angeordnet sind als in dem zumindest einen zweiten Bereich (20) der Transferlage (21 ) angeordnet sind.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Transferfolie (2) eine Heißprägefolie oder eine IMD-Folie bereitgestellt wird.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferfolie (2) als Rollenware bereitgestellt wird.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestaltung oder Form des zumindest einen ersten Bereichs (10) einzeln oder in Kombination ausgewählt ist aus Motiv, Buchstabe, Ziffer, Symbol, geometrischer Figur, visuell erkennbares Designelement, Muster, Logo, Code und Leiterbahn.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der zumindest einen Laser (41 ) ausgewählt ist aus: Festkörperlaser, bevorzugt Faserlaser, YAG-Laser, UV-Laser, Rubinlaser und/oder Saphirlaser, Diodenlaser, Gaslaser und/oder Farbstofflaser.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Laser (41 ) kontinuierlich und/oder gepulst betrieben wird.
19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der zumindest eine Laser (41 ), insbesondere der Brennpunkt des zumindest einen Lasers (41 ), unidirektional und/oder bidirektional verfahren wird.
20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Laserlinien ausgewählt wird aus einem Bereich von 0,001 mm bis 1 mm, bevorzugt von 0,005 mm und 0,5 mm, und/oder dass von dem zumindest einen Laser (41 ) zumindest ein erster Bereich (10) von bis zu
500 mm x 500 mm, bevorzugt von bis zu 300 mm x 300 mm, ausgebildet wird.
21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der zumindest eine Laser (41 ) mit einer Ablenkgeschwindigkeit ausgewählt aus dem Bereich von 100 mm/s bis 10.000 mm/s, bevorzugt von 500 m/s bis 3000 mm/s, betrieben wird und/oder dass der zumindest eine Laser (41 ) mit einer Pulsfrequenz ausgewählt aus dem Bereich von 1 Hz bis 2000 kHz, bevorzugt 1 kHz bis 250 kHz, betrieben wird, und/oder dass der zumindest eine Laser mit bis zu 3000 Zeichen/s, bevorzugt im Bereich von 800 Zeichen/s bis 1500 Zeichen/s, betrieben wird.
22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) die Brennweite des zumindest einen Lasers (41 ) ausgewählt wird aus 160 mm, 254 mm und/oder 420 mm.
23. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der zumindest eine Laser (41 ) eine Leistung ausgewählt aus dem Bereich von 0,05 W bis 100 W, bevorzugt von 1 W bis 50 W, aufweist.
24. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Laser (41 ) kohärentes Licht aus dem Infrarotbereich, insbesondere aus dem nahen Infrarotbereich, weiter bevorzugt aus dem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 1400 nm, bevorzugt von 780 nm bis 1200 nm, weiter bevorzugt Licht der Wellenlänge 1064 nm emittiert, und/oder kohärentes Licht aus dem UV- Bereich, weiter bevorzugt mit einer Wellenlänge von 100 nm bis 400 nm, weiter bevorzugt Licht der Wellenlänge 355 nm, emittiert.
25. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der zumindest eine Laser (41 ) mit einem Strahldurchmesser im Fokuspunkt von 20 pm bis 150 pm, bevorzugt von 20 μm bis 100 μm, verwendet wird.
26. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der Laserstrahl des zumindest einen Lasers (41 ) mittels eines Linsensystems derart aufgeweitet wird, dass der Strahldurchmesser im Fokuspunkt maximal 2 mm, bevorzugt maximal 1 mm, besonders bevorzugt maximal 0,5 mm beträgt.
27. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der Laserstrahl des zumindest einen Lasers (41 ) mittels auslenkbarer Spiegel, insbesondere mittels eines Laser-Scan-Moduls, über die ein oder mehreren ersten und/oder dritten Bereiche (10, 30) der Trägerlage (21 ) gelenkt wird.
28. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) die Transferlage (21 ) mit einem Verfahren ausgewählt allein oder in Kombination aus Heißprägeverfahren, Überflutungsverfahren, IMD-Verfahren, Laminierverfahren, IML-Verfahren, Insert-Molding-Verfahren, PMD-Verfahren und Varioform-IMD-Verfahren auf dem Substrat (3) angeordnet wird.
29. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass
Schritt b) und/oder Schritt c) den weiteren folgenden Teilschritt umfasst: e) Reinigung der Transferfolie (2), vorzugsweise der Transferlage (21 ), insbesondere durch zumindest eine Bürste, ein Gebläse und/oder eine Absaugeinrichtung.
30. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass Schritt c) den weiteren folgenden Teilschritt umfasst: f) Bedrucken der Transferfolie (2), vorzugsweise der Transferlage (21 ), insbesondere in zumindest einem ersten und/oder zweiten Bereich (10, 20), vorzugsweise allein oder in Kombination ausgewählt aus Inkjetdruck, Tiefdruck, Siebdruck, Flachdruck, Hochdruck und Flexodruck.
31. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass
Schritt c) den weiteren folgenden Teilschritt umfasst: g) Vorbehandlung der Transferfolie (2), vorzugsweise der Transferlage (21 ), insbesondere mittels eines Verfahrens allein oder in Kombination ausgewählt aus Coronabehandlung, Flammbehandlung und Plasmabehandlung.
32. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass Schritt c) den weiteren folgenden Teilschritt umfasst: h) Ausschneiden zumindest eines weiteren Bereichs mittels Stanzen oder Wasserstrahlschneiden aus der Transferfolie (2), vorzugsweise aus der Transferlage (21 ).
33. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass
Schritt c) den weiteren folgenden Teilschritt umfasst: i) Zerteilen der Transferfolie (2), insbesondere der Transferlage (21 ), in einzelne Nutzen.
34. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schritt e) erhaltene Artikel (1 ) ausgewählt ist aus der Gruppe Display, Touchfeld, Panel, Blende, Funktionselement, insbesondere aus den folgenden Bereichen: Weiße Ware, Kraftfahrzeuge, Luftfahrt, Schiffe, Haushaltsgeräte, Telekommunikationsgeräte, Konsumgüter, Dokumente, Sicherheitselemente, Etiketten und/oder Elektronikartikel.
35. Modul (42) zur Durchführung des Schritts b) des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 34, umfassend zumindest einen Laser (41 ) zum Ausbilden der zumindest einen ersten und zweiten Bereiche (10, 20).
36. Modul (42) nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (42) zumindest eine Steuereinrichtung aufweist, zum Synchronisieren mit weiteren Einrichtungen, insbesondere zur Durchführung weiterer Verfahrensschritte, vorzugsweise zur Durchführung von Schritt c), und/oder mit dem Prozesstakt der weiteren Verfahrensschritte, vorzugsweise von Schritt c).
37. Modul (42) nach einem der vorstehenden Ansprüche 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (42) eine Schnellspannvorrichtung aufweist, zum reversiblen Integrieren und Ausrichten in eine Vorrichtung (1 ) zur Durchführung des Verfahrens.
38. Modul (42) nach einem der vorstehenden Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (42) zumindest eine Klemmvorrichtung oder eine Vakuumansaugung zum Fixieren der Transferfolie (2) aufweist.
39. Modul (42) nach einem der vorstehenden Ansprüche 35 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (42) zumindest eine Vorschubeinrichtung (43) aufweist, um die Transferfolie (2) zu transportieren und/oder unter dem Laser (41 ) auszurichten.
40. Modul (42) nach einem der vorstehenden Ansprüche 35 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (42) zumindest eine Spannvorrichtung zum Spannen der Transferfolie (2) vor und/oder während Schritt b) aufweist.
41. Vorrichtung (4) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 34, umfassend: ein Modul (42), insbesondere nach einem der Ansprüche 35 bis 40, zum Ausbilden der zumindest einen ersten und zweiten Bereiche
(10, 20) mittels Laser (41 );
- eine Transporteinrichtung oder Vorschubeinrichtung (43) zum Transport der Transferfolie (2);
- eine Einrichtung zum Anordnen (44) der Transferlage (21 ) auf dem Substrat (3), insbesondere eine Spritzgusseinrichtung (48) oder Heißprägeeinrichtung (50).
42. Vorrichtung (4) nach Anspruch 41 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung für ein kontinuierliches Verfahren geeignet ist.
43. Vorrichtung (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche 41 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (4) weiter eines oder mehrere der folgenden Einrichtungen aufweist:
- zumindest eine Vorbehandlungseinrichtung zum Vorbehandeln der Transferlage (21 ), insbesondere mittels allein oder in Kombination ausgewählt aus Coronabehandlung, Flammbehandlung und Plasmabehandlung;
- zumindest eine Absaugeinrichtung zum Absaugen von gasförmigen und/oder staubförmigen Rauchgasen;
- zumindest eine Gebläseeinrichtung zum Wegblasen von gasförmigen und/oder staubförmigen Rauchgasen; - zumindest eine Bürsteneinrichtung zum Entfernen von festen Verunreinigungen;
- zumindest eine Konfektionierungseinrichtung (47) zum Zerteilen der Transferfolie (2), insbesondere der Transferlage (21 );
- zumindest eine Stanzeinrichtung, insbesondere zum Ausstanzen des zumindest eines weiteren Bereichs.
44. Vorrichtung (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (4) weiter eines oder mehrere der folgenden Einheiten oder Einrichtungen aufweist:
- zumindest eine Sensoreinheit, insbesondere eine optische Sensoreinheit, zur Erfassung der Position mindestens einer Markierung der Transferfolie (2), insbesondere des zumindest einen dritten Bereichs (30), umfassend zumindest einen Durchlicht- und/oder Auflichtsensor;
- zumindest eine Einrichtung zur Aufnahme von Folienrollen;
- zumindest eine Steuereinrichtung, insbesondere zur Steuerung des Transports oder Vorschubs der Transferfolie (2) und der Durchführung der Verfahrensschritte;
- zumindest eine Aufwickeleinrichtung und/oder zumindest eine Stapeleinrichtung zum Aufwickeln und/oder Stapeln des Artikels (1 ) und/oder der Trägerlage (22).
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