JP2010510102A

JP2010510102A - 冷間成形可能な金属材料をコーティングするためのラミネートフィルム

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Publication number: JP2010510102A
Application number: JP2009537542A
Authority: JP
Inventors: ユルゲンシュミット; ユルゲンショイアー
Original assignee: レオンハードクルツシュティフトゥングウントコー．カーゲー
Priority date: 2006-11-25
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2010-04-02
Anticipated expiration: 2027-11-22
Also published as: EP2091730A1; DE102006055740A1; WO2008061743A1; KR20090084956A; JP5276596B2; CN101563224B; ZA200903240B; RU2009124141A; RU2443563C2; US20100055359A1; DE102006055740B4; KR101414863B1; CN101563224A

Abstract

【課題】冷間成形可能な金属材料を少なくとも部分的にコーティングするための複数の層を有するラミネートフィルム、および、そのような金属材料の製造方法を提供する。
【解決手段】ラミネートフィルムは、透明キャリアーフィルム、回折性を示す凹凸構造体を有する少なくとの１つの透明ラッカー層、反射層および接着層を有しており、透明キャリアーフィルムがPETによって形成され、キャリアーフィルムが１９から７５μmのフィルム厚であり、キャリアーフィルムが少なくとも１つの方向において３５００から５０００N/mm^２の弾性係数を有し、少なくとの１つの透明ラッカー層がキャリアーフィルムの弾性係数とは最大で１０％、特に５％より小さい弾性係数を有している。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は、冷間成形可能な金属材料を少なくとも部分的にコーティングするための複数の層を有するラミネートフィルム、および３次元的な金属構造体の製造方法に関する。

そのようなフィルムおよび方法は特許文献１により知られている。
この場合、金属シートまたは金属板のような材料に剥がれないコーティングを施すために３層のフィルム構造を有するフィルムが使用されており、その形成された複合材料には、後に続く処理、すなわち、延伸処理、箔押し処理、面取処理、フランジ処理または深絞り処理が施される。

フィルムは、ポリプロピレンにより形成されているか、或いは、ポリプロピレンを含み、かつ材料と密着している密着層と、ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートのような直鎖状のポリエステルからなる外側層とを有している。

外側層と密着層との間には接着層が配されている。
フィルムは材料の洗浄された表面に下塗剤や結合剤によって貼り付けられる。

DE１９６１００２８A1

製品の著作権侵害が増加しているので、梱包材および非認定の模造品に対する偽造防止用の梱包材の外観に関しては、近年、ますます厳しい要求がなされている。

例えば、図や色だけによる容易に思いつくデザインの製品の梱包では、もはや、これが特に高価な製品であるという印象をあまり与えることができず、しかも、このような製品の梱包材の模造は容易にできてしまう。

そこで、当面は視覚的に変化する偽造防止模様や装飾模様を、紙や樹脂材料からなる梱包材に貼り付けることにする。

それらの模様は、特に視覚的に人を引きつける性質を有しており、模造品に対する十分に優れた防止策を提供することができる。
視覚的に変化する偽造防止模様や装飾模様によって、それらを見ている人に視覚的に変化する効果、或いは、変化する外観が与えられる。

一般に、視認角度毎に依存して変わる外観は、異なる情報内容、すなわち、図や色の変化が見えるようになるという意味で、視覚的に変化する効果（optically variable effect）と呼ばれる。

しかしながら、従来は、冷間加工される金属材料について、そのような偽造防止模様および装飾模様を貼り付けた３次元的な金属構造体を提供するのは不可能であった。

視覚的に変化する偽造防止模様や装飾模様を有する従来のラミネートフィルムを貼り付けた後で、その金属材料に冷間加工処理を施した場合、ラミネートフィルムが引張りに対して著しく弱いと分かる。
そして、そのことにより視覚的に変化する効果が妨げられ、それゆえ、装飾された金属構造体の外観にも不利な影響を与える。

そこで、本発明の１つの目的は、冷間成形可能な金属材料をコーティングし、金属材料の成形後に視覚的に変化する効果を奏するラミネートフィルムを提供することにある。

さらに、本発明では、そのようなラミネートフィルムによって装飾された３次元的な金属構造体の最適な製造方法を提供する。

前記の目的は、複数の層を有し、冷間成形可能な金属材料を少なくとも部分的にコーティングするために付与されたラミネートフィルムであって、ラミネートフィルムが、透明キャリアーフィルム、回折性を示す凹凸構造体を有する透明ラッカー層、および反射層を、この順で有し、透明キャリアーフィルムが熱可塑性プラスチック材料により形成され、キャリアーフィルムが１９から７５μmのフィルム厚であり、キャリアーフィルムが少なくとも一方向について３５００から５０００N/mm^２の弾性係数を有し、透明ラッカー層がキャリアーフィルムの弾性係数とは最大で１０％、特に５％より小さい弾性係数を有しているラミネートフィルムによって達成される。

これによって、本発明に係るラミネートフィルムは、専用のキャリアーフィルムと、伸張作用に関して専用のキャリアーフィルムに適合し、かつ回折性を示す凹凸構造体を有する奇抜なラッカー層とを有する。

このような金属材料−ラミネートフィルム複合体の冷間成形では、形成されたラミネートフィルムの外観に不利な影響を及ぼす可能性のあるラミネートフィルムの反射層には、もはや亀裂が生じないという驚くべき結果が試験によって示された。

キャリアーフィルムの弾性係数は、ISO５２７−１−２で定義されている。
この場合には、その試験速度は、２３℃、相対湿度５０％で１％/mmである。
特に、キャリアーフィルムは、異方性の弾性係数を有している。

金属材料の、それを形成している金属の再結晶温度以下での成形を記述するのに、前記の用語、すなわち、冷間成形が使用されている。

ポリエステル、特にPET、ポリオレフィンおよびポリアミドは、熱可塑性プラスチック材料のキャリアー層を形成するための物質として適当であると知られている。

キャリアーフィルムが２３から３６μmのフィルム厚が好適である。

その場合、キャリアーフィルムは、長手方向には、それの最初の長さに対して１７０から２３０％の、特に約２００％の引張破壊伸びを有し、長手方向に垂直には、それの最初の長さに対して８０から１５０％の、特に約１１５％の引張破壊伸びを有するようにする。

キャリアーフィルムの引張破壊伸びは、ISO５２７−１−２で定義されている。
この場合には、その試験速度は、２３℃、相対湿度５０％で１％/mmである。

回折性を示す凹凸構造体によって、ホログラム、特に３D/２Dのホログラム、ドットマトリックスホログラムまたはキネグラム（Kinegram（登録商標））が形成されるのが好適である。

回折性を示す凹凸構造体を、それ専用のエンボスローラまたはエンボスパンチによって、透明ラッカー層中でエンボス加工することにより形成するようにする。
その場合、熱可塑性樹脂または紫外線硬化ラッカー層を使用するようにする。

また一方で、回折性を示す凹凸構造体を、フォトリソグラフィック処理によって、透明ラッカー層中に形成することもできる。

その場合、キャリアーフィルムがローラーからローラーに送られる間の連続的な処理中に、本発明に係るラミネートフィルムの製造が達成されるようにする。

その手順の中で、キャリアーフィルムに透明ラッカー層が付与され、それから、回折性を示す凹凸構造体が形成され、通常の蒸着またはスパッタリングによって反射層が付与され、そして、必要な場合には最後に接着層が付与される。

接着層は、５から２０g/m^２、特に７から９g/m^２の接着剤の付与量で形成されるのが好ましい。
特に、８から１０μmの層厚を有するような接着層では、専用の、すなわち、上述のキャリアーフィルムおよび専用のラッカー層を併用することにより、成形処理中のせん断力による点状の急な切り立ちが無くなる。

接着層が熱溶融性の接着層の場合だけでなく冷間接着層にも使用できるのが、特に好ましい。
接着層を金属材料に付与し、ラミネートフィルムを、その金属材料上の、その場所に固定するようにする。

透明キャリアーフィルムやラッカー層は着色して使用できる。
また、ラミネート層は、装飾的な目的や機能的な目的を達成する別の層を有していてもよい。
したがって、有色、透明、または不透明な印刷画像を、キャリアーフィルムと透明ラッカー層との間や透明ラッカー層と反射層との間の、それぞれ有色のラッカー層によって形成することができる。

その場合、亀裂が有色のラッカー層内に生じないか、あるいは、少なくとも視覚的には現われないようにするために、透明ラッカー層と同様の引張り特性および伸び特性を有しているか、あるいは、使用される有色のラッカー層が連続的には共に結合されていない個々の模様の表面に形成されるか、のうち少なくとも一方であるのが好ましい。

さらに、透明な結合剤層、充填層、フィルター層などを、機能層として付与することができる。

回折性を示す凹凸構造体を有する少なくとの１つの透明ラッカー層が、０．５から５μｍの、特に１から２μmの層厚が好適である。

キャリアーフィルムに密着している層の接着剤を増すために、キャリアーフィルムが少なくとも一方の側面、特にラッカー層が配された側面で、コロナ放電によって処理されるのが好適である。

反射層が５から１５nmの、特に７から９nmの層厚が好適である。
特に、反射層が金属または合金によって形成されるのが好適である。

金属の反射層は、特に柔軟であり、そのため、ラミネートフィルムの外観が金属材料の成形処理後に視覚的に損なわれないように、容易に引き伸ばすことができる。

アルミニウム、クロム、銀、銅、金などからなる反射層は、特に適している。
金属の反射層は、回折性を示す凹凸構造体に特に高度な輝きを与え、そして、視覚的に変化する効果を特によく再現する。

さらに、反射層が、例えば、ＴｉＣ_２，ＺｎＳまたはＺｒＯ_２のような高屈折率誘電物質(HRI物質)により形成されているのが好適である。

高屈折率誘電物質は通常透明なので、接着層が高屈折率誘電物質の下に配されているか、或いは、接着層が透明である場合には、金属材料は見えるようになる。
したがって、誘電性の反射層の場合には、有色の接着層も有効なことが分かる。

その場合、透明ラッカー層の表面に、一般には付与された表面領域全体か、或いは、一部だけに反射層を形成することができる。

特に、反射層が、モチーフとして、画像、アルファベットと数字とを組み合わせた文字、シンボルやラスター模様、特に点状または線状のラスター模様またはグレースケールのラスター画像としてデザインされるのが好適である。

一例として、誘電性の反射層の線状の形状は、その線が成形処理におけるラミネートフィルムの伸張方向に垂直に向いているところで実質的に有効となる。

接着層を除いたラミネートフィルムの全体の厚さが２０から３０μmまでとなるようにする。

さらに、本発明の目的は、以下の処理、すなわち、
・本発明に係るラミネートフィルムおよび金属材料からなる複合体を形成する処理と、
・金属材料の表面にラミネートフィルムを接着層により固定する処理と、
・ラミネートフィルムが金属構造体の外側表面に金属構造体のための装飾体を形成するように、３次元的な金属構造体を形成するためのラミネートフィルムおよび金属材料からなる複合体を冷間成形する処理と、
を含む３次元的な金属構造体の製造工程によって達成される。

前記の処理によって、装飾された表面を有し、かつラミネートフィルムによって装飾された３次元的な金属構造体の形成が可能となる。

視覚的に変化する効果は、前記の構造体を見ている人が回折性を示す凹凸構造体の表面を見ることができる領域内で示される。

金属材料とラミネートフィルムとからなる複合体が、深絞り、箔押し、または、プレスされる場合が好適である。

金属材料として、アルミニウムシート、ブリキ、または、鋼鉄シートを使用するのが好適である。
特に、平坦な金属材料が０.２から５mmの層厚が好適である。

金属材料の含まれる全表面領域上の少なくとの１つの側面を、ラミネートフィルムによって覆うことができる。

また一方で、金属材料の少なくとの１つの側面を、部分的な領域だけで、特に模様の形で、ラミネートフィルムによって覆うこともできる。
特に、その場合には、成形処理で特にひどい歪みを経験した金属材料の領域、または、成形処理後に特に９０°より大きいひどい曲がりを有する金属材料の領域が取り除かれる。

ラミネートフィルムによって装飾された３次元的な金属材料を製造するために、本発明に係るラミネートフィルムを有する平坦な金属材料からなる複合体を使用するのが理想的である。

図１a〜図２ｂは、一例としての、本発明に係るラミネートフィルムおよび本発明に係る処理の記載を目的としている。

金属材料とラミネートフィルムとからなる複合体の断面を示している。図１ａに示される複合体の成形によって形成された金属構造体の断面を示している。金属材料およびラミネートフィルムからなる別の複合体の断面を示している。図２ａに示される複合体の成形によって形成された金属構造体の断面を示している。

図１ａは、平坦な金属材料１および本発明に係るラミネートフィルム２からなる複合体の断面を示している。
ここで、ラミネートフィルム２は、接着層４、反射層５、回折性を示す凹凸構造体６を有する透明ラッカー層７、および、透明キャリアーフィルム８からなる。

（ここに示されない）結合剤層をラッカー層７と前記のキャリアーフィルムとの間に付与することができる。
接着層４は熱溶融性の接着層であり、金属材料１の表面に強固に接合または接着される。

この状態でラミネートフィルム２は完全に金属材料１の一方の側面を覆っている。
反射層５はアルミニウムにより形成されており、透明ラッカー層７の表面に８nmの層厚で蒸着されている。
透明ラッカー層７は１５μｍの層厚でキャリアー層に付与されており、回折性を示す凹凸構造体６は透明ラッカー層７の中でエンボス加工により形成されている。

透明ラッカー層７は以下の成分からなる。

キャリアーフィルム８は引き伸ばされたポリエステルフィルムにより形成されており、２３μmの層厚となっている。
金属材料１はアルミニウムからなる。

図１aに示される複合体は、この場合には深絞りによって金属構造体を形成するので、すぐに冷間成形される。
図１ｂは、冷間成形処理後の、図１ａの複合体により形成された金属構造体３の断面を示している。

キャップ形状の金属構造体３が形成されたので、ラミネートフィルム２を有する金属材料１は３次元的に形成された。

ラミネートフィルム２が金属材料１と共に引き伸ばされたので、ラミネートフィルム２は金属構造体３または前記のキャップの外側表面を完全に覆うが、（ここに示されない）回折性を示す構造体６はキャリアーフィルム８および透明ラッカー層７を通して見え、回折性を示す構造体６が視覚的に変化する効果を示す。

この場合、すでに、成形されていないラミネートフィルム２、または、成形処理後の完成した金属構造体３の表面に視覚的に変化する効果が現われている。

図２aは、金属材料１と、ラミネートフィルム２と、図１aに関連して記載されたものに対応する複合体の構造とからなる別の複合体の断面を示している。
また、ラミネートフィルム２は金属材料１の一方の側面の一部分だけを覆っている。

図２aの複合体は、深絞りによって金属構造体を形成するので、すぐに冷間成形される。
図２ｂは、冷間成形処理後の、図２aの複合体により形成された金属構造体３の断面を示している。

同様に、異なる層構造を有するラミネートフィルムを使用することが可能となることが分かる。

したがって、反射層は透明ラッカー層の表面に部分的な領域だけに付与でき、回折性を示す構造体を有する別の透明ラッカー層、別の反射層、任意に着色された別のラッカー層、結合剤層または接着層を設けることができる。

Claims

冷間成形可能な金属材料(１)を少なくとも部分的にコーティングするための複数の層を有するラミネートフィルム(２)であって、
前記ラミネートフィルム(２)が、透明キャリアーフィルム(８)、回折性を示す凹凸構造体(６)を有する少なくとの１つの透明ラッカー層(７)、および反射層(５)を有し、
前記透明キャリアーフィルムが熱可塑性プラスチック材料によって形成され、
前記キャリアーフィルム(８)が１９から７５μｍのフィルム厚であり、
前記キャリアーフィルム(８)が少なくとも一つの方向について３５００から５０００N/mm^２の弾性係数を有し、
前記少なくとの１つの透明ラッカー層(７)が、前記キャリアーフィルム(８)の弾性係数とは最大で１０％、特に５％より小さい弾性係数を有していることを特徴とするラミネートフィルム(２)。
前記キャリアーフィルム(８)が、その長手方向に１７０から２３０％の引張破壊伸びを有し、長手方向に垂直に８０から１５０％の引張破壊伸びを有することを特徴とする請求項１に記載のラミネートフィルム。
前記キャリアーフィルム(８)がポリエステル、ポリオレフィンまたはポリアミドにより形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のラミネートフィルム。
前記回折性を示す構造体(６)が、ホログラム、特に３D/２Dのホログラムまたはドットマトリクスホログラムを形成していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうち何れか１項に記載のラミネートフィルム。
前記キャリアーフィルム(８)が、２３から３６μmのフィルム厚であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうち何れか１項に記載のラミネートフィルム。
前記透明ラッカー層(７)が、０．５から５μm、特に１から２μmの層厚であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のうち何れか１項に記載のラミネートフィルム。
前記キャリアーフィルム(８)が、少なくとも一方の側面、特に前記透明ラッカー層(７)が配されている側面で、コロナ放電によって処理されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうち何れか１項に記載のラミネートフィルム。
前記反射層(５)が、５から１５nm、特に７から９nmの層厚であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうち何れか１項に記載のラミネートフィルム。
前記反射層(５)が、金属または合金、特にアルミニウム、クロム、銀、銅または金によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のうち何れか１項に記載のラミネートフィルム。
前記反射層(５)が、高屈折率の誘電物質、特に、ＴｉＯ_２，ＺｎＳまたはＺｒＯ_２によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のうち何れか１項に記載のラミネートフィルム。
前記ラミネートフィルム(２)が、前記反射層(５)の下に配された接着層(４)を有し、かつ前記接着層(４) が、５から２０g/m^２、特に７から９g/m^２の接着剤の付与量で形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のうち何れか１項に記載のラミネートフィルム。
前記接着層(４)が、熱溶融性の接着層であることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のうち何れか１項に記載のラミネートフィルム。
接着層を有していない前記ラミネートフィルムが、２０から３０μmの厚さであることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のうち何れか１項に記載のラミネートフィルム。
請求項１ないし請求項１３のうち何れか１項に記載のラミネートフィルム(２)と金属材料(１)とからなる複合体を形成する処理と、
前記金属材料(１)の表面に前記ラミネートフィルム(２)を接着層(４)により固定する処理と、
前記ラミネートフィルム(２)が前記金属構造体(３)の外側表面上に前記金属構造体(３)のための装飾体を形成するように前記３次元的な金属構造体(３)を形成するための前記ラミネートフィルム(２)および前記金属材料(１)からなる前記複合体を冷間成形する処理と、
を含むことを特徴とする３次元的な金属構造体(３)の製造方法。
前記複合体が、深絞り、箔押し、または、プレスされることを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
アルミニウムシート、ブリキまたは鋼鉄シートによって形成された平坦な金属材料(１)が、前記ラミネートフィルム(２)に接合されることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の製造方法。
０．２から５mmの層厚の前記金属材料(１)が、前記ラミネートフィルム(２)に接合されることを特徴とする請求項１４ないし請求項１６のうち何れか１項に記載の製造方法。
前記金属材料(１)の全表面領域上の少なくとの１つの側面を、前記ラミネートフィルム(２)によって覆うことを特徴とする請求項１４ないし請求項１７のうち何れか１項に記載の製造方法。
前記金属材料(１)の少なくとの１つの側面を、部分的な領域だけで、特に模様の形で、前記ラミネートフィルム(２)によって覆うことを特徴とする請求項１４ないし請求項１８のうち何れか１項に記載の製造方法。
請求項１ないし請求項１３のうち何れか１項に記載のラミネートフィルムが前記金属材料の表面に接着層によって固定されていることを特徴とする３次元的に成形された金属材料を有する３次元的な金属構造体。