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CN101563224A - 用于涂覆可冷成形的金属基材的层压薄膜 - Google Patents

用于涂覆可冷成形的金属基材的层压薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种层压薄膜，其具有多层，用来至少部分地涂覆可冷成形的金属基体，以及涉及一种用来制造这样的金属基体的方法。层压薄膜具有透明的载体薄膜、至少一层含有衍射的凸纹结构的透明的漆层、一层反射层和一层粘合层，其中透明的载体层由PET构成，所述载体薄膜具有在19－75μm范围内的薄膜厚度，该载体薄膜至少在一个方向具有3500－5000N/mm2的弹性模量，并且所述至少一层透明的漆层具有一与载体薄膜的弹性模量差别为最大10％、特别差别为小于5％的弹性模量。

Description

用于涂覆可冷成形的金属基材的层压薄膜
技术领域
本发明涉及一种层压薄膜，其含有多层，用于至少部分地涂覆可冷成形的金属基材，以及用来制造三维的金属物件的方法。
背景技术
由DE 19610028A1已知这种类型的薄膜和方法。在此具有三层薄膜构造的薄膜应用于基材如薄板或板的永久性涂层，其中所构成的复合层以弯曲法、冲压法、边缘磨削法(Randbeschleif-)、卷边法、或深冲法进行后加工处理。薄膜具有由线性的聚酯，如聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯，或由聚甲基异丁烯酸酯构成的外层，以及与基材的邻接接触层，其由聚丙烯构成或含有聚丙烯。在外层和接触层之间有粘结剂层。薄膜采用底漆和/或粘合剂涂覆在基材的合适表面上。
在包装的光学外观图像以及其防止未经允许的模仿的方面，在近几年来由于增加着的产品仿造提出了越来越高的要求。这样采用仅仅是图案的和/或颜色的压印所构成的产品包装常常不再能获得印象，其特别是涉及高档的产品。此外这种产品包装的模仿以简单的方式是可能的。
因此由纸和/或塑料构成的包装材料上在光学可变化的保护元件和/或装饰元件之间进行，其可光学特别令人感兴趣地构成并且提供明显更好地防止模仿。光学可变化的保护元件和/或装饰元件给予观察者一光学可变化的效应或不同的光学外观图像。通常根据视角交替变换的光学外观图像称作为光学可变化的效应，其中不同的信息内容、图像和/或颜色变换都是可看得见的。
然而成形成三维的金属物件的金属基体迄今为止不能用这种保护元件和装饰元件构成。在加入含有光学可变化的保护元件和装饰元件的传统的层压薄膜后在金属基体冷成形时已经观察到层压薄膜的突出的裂纹敏感性，其干扰光学可变化的效应和从而也对装饰性的金属物件的光学外观图像有不利的影响。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种用来涂覆可冷成形的金属基体的层压薄膜，其在金属基体变形后提供光学可变化的效应。此外还应给出一种用来制造三维金属物件的合适的方法，该金属物件使用这种层压薄膜进行装饰。
该目的对于含有多层的且设置用于至少部分地涂覆可冷成形的金属基体的层压薄膜通过以下措施实现，即：该层压薄膜以这种顺序包括一透明的载体薄膜、一含有衍射的凸纹结构的透明的漆层和一反射层，其中透明的载体薄膜由热塑性塑料构成，其中载体薄膜具有在19-75μm范围内的薄膜厚度，该载体薄膜至少在一个方向上具有在3500-5000N/mm2范围内的弹性模量，并且透明的漆层具有一个与载体薄膜的弹性模量差别为最大10％，特别差别为小于5％的弹性模量。
因此根据本发明的层压薄膜具有一特殊的载体薄膜和一新型的在它的延伸性能方面相匹配的含有衍射的凸纹结构的漆层。试验已经令人惊奇地显示出，在这种金属基体-层压薄膜-复合体的冷成形时在层压薄膜的反射层不再出现裂纹形成，其影响变形后的层压薄膜的光学外观图像。
载体薄膜的E-模数根据ISO 527-1-2确定。在此检测速度在23℃和50％的相对湿度时为1％/min。特别地载体薄膜具有各向异性的弹性模量。
对于冷成形应理解为在金属的重结晶温度下金属基体的变形，该金属基体由金属构成。
聚酯，特别是PET、聚烯烃和聚酰胺作为用来形成由热塑性塑料构成载体层的材料已经证实是有效的。
已经证实有效的是，载体薄膜具有在23-36μm范围内的薄膜厚度。
其中载体薄膜优选在纵向上具有相对于起始长度的170-230％范围内，特别为约200％的断裂延长率，和垂直于纵向具有相对于它的起始宽度的80-150％范围内，特别为约115％的断裂延长率。
载体薄膜的断裂延长率根据ISO 527-1-2确定。在此检测速度在23℃和50％的相对湿度时为1％/min。
已经证实有效的是，衍射的凸纹结构构成全息图，特别是3D/2D-全息图或点-矩阵-全息图，或
Figure A20078004346500071
衍射的凸纹结构优选地借助于相应的结构化的压辊或压模压印到透明的漆层中。在此优选应用热塑性的或UV-硬化的漆层。然而衍射的凸纹结构在透明的漆层中也可通过照相平版印刷法而构成。
在此根据本发明的层压薄膜的制造优选用连续方法进行，在该方法中载体薄膜从辊输送到辊。在此透明的漆层涂覆到载体薄膜上和设有衍射的凸纹结构，涂覆反射层，通常通过蒸镀和溅射，并且最后有选择地涂覆粘合层。
优选的是，粘合层以在5-20g/m2范围内，特别是在7-9g/m2范围内的粘结剂涂覆量构成。通过一层这样的粘合层，特别是具有在8-10μm范围内的层厚，与特殊的、上述的载体薄膜和特殊的漆层组合在变形过程期间避免剪切力点状的、突然的增大。特别优选的是，粘合层是热粘合层，然而也可应用冷粘合层。粘合层优选涂覆到金属基体上并且从而将层压薄膜固定到金属基体上。
透明的载体薄膜和/或漆层可以染色地应用。
此外层压层可以具有其他的层，其用于装饰性的和/或功能性的目的。这样在载体薄膜和透明的漆层之间和/或在透明的漆层和反射层之间可以借助于各一彩色的漆层而构成彩色的透明的或不透明的压力图像。在此优选的是，所应用的彩色的漆层具有与透明的漆层类似的断裂-和延伸性能，和/或以各个的、不相关的图案表面构成，以致于在彩色的漆层中的断裂或者不出现或者至少在光学上不在外观上出现。作为功能性层可以设有其他的透明的粘合剂层、填料层、过滤层等。
已经证实有效的是，所述至少一层透明的漆层具有在0.5-5μm范围内、特别是在1-2μm范围内的层厚，透明的漆层具有衍射的凸纹结构。
为了提高在与载体薄膜邻接的层上的粘合，已经证实有效的是，在载体薄膜至少在一侧上、特别是在设置有漆层的一侧上采用电晕放电处理。
已经证实有利的是，反射层具有在5-15nm范围内、特别是在7-9nm范围内的层厚。
特别地已经证实有效的是，反射层由金属或金属合金构成。金属的反射层是特别可延展的和从而能良好地延伸，以致于在金属基体变形后不出现层压薄膜的外观图像的光学的不利的影响。由铝、铬、银、铜、金等构成的反射层是特别合适的。金属反射层给予衍射的凸纹结构特别高的发光强度和又特别良好地给出光学可变化的效应。
此外已经证实有效的是，反射层由高折射的介电材料(HRI-材料)如TiO2、ZnS、或ZrO2构成。这些材料通常是透明的，以致于在其下设置的粘合层(假如这层是透明的)显露出金属基体。在介电反射层的情况下也已经证实染色的粘合层是有效的。
在此反射层通常可以整面地或只是部分在透明的漆层上构成的。特别地以影片、图像、数字符号、字母符号和/或光栅的形式，特别是以点光栅或线光栅或灰度梯度-光栅图像的形式的反射层的构造已经证实是有效的。例如介电反射层的线性构成是优越的，在此线性基本上在变形时垂直于层压薄膜的延伸方向。
没有粘合层的层压薄膜的总厚度优选为20-30μm范围内。
所示目的又通过具有以下步骤的用来制造三维金属物件的方法而实现：
-提供由根据本发明的层压薄膜和金属基体构成的复合体；
-采用粘合剂将层压薄膜固定在金属基体上；和
-将由层压薄膜和金属基体构成的复合体冷成形成三维的金属物件，使得层压薄膜在金属物件的外表面构成用于金属物件的装饰。
该方法使得具有装饰表面的三维金属物件的构成成为可能，其通过层压薄膜进行装饰。在观察者能够看到衍射的凸纹结构的区域中显示出光学可变效应。
已经证实是有效的，当由金属基体和层压薄膜构成的复合体进行深冲、冲压或压制时。
铝板、镀锡板或钢板应用作为金属基体已经证实是有效的。特别优选的是在0.2-5mm范围内的层厚的平的金属基体。
金属基体可在至少一侧整面地用层压薄膜覆盖。然而金属基体也可以在至少一侧上只是局部区域地、特别是图案形地用层压薄膜覆盖。在此特别是略过在变形时经历特别强烈的变形的金属基体的区域，或在变形后具有强烈的、特别在＞90°的范围的弯曲的金属基体的区域。
由平的金属基体与根据本发明的层压薄膜构成的复合体用来制造用层压薄膜装饰的三维金属物件是理想的。
附图说明
图1a-2b示例性地解释根据本发明的层压薄膜以及根据本发明的方法。附图示出：
图1a  由金属基体和层压薄膜构成的复合体的横截面；
图1b  通过根据图1a的复合体的变形所构成的金属物件的横截面；
图2a  由金属基体和层压薄膜构成的另一的复合体的横截面；
图2b  通过根据图2a的复合体的变形所构成的金属物件的横截面。
具体实施方式
图1a示出了一个由平的金属基体1和根据本发明的层压薄膜2构成的复合体的横截面。在此层压薄膜2包括一粘合层4、一反射层5、含有衍射的凸纹结构6的透明的漆层7，以及透明的载体薄膜8。在漆层7和载体薄膜8之间可设有在此未示出的粘结剂层。粘合层4是热粘合层，其牢固地与金属基体1的表面连接或粘合。在此层压薄膜2完全地覆盖金属基体1的一侧。反射层5是由铝构成的并且以8nm的层厚蒸镀到透明的漆层7中。透明的漆层7以1.5μm的层厚涂覆到载体层上并且将衍射的凸纹结构6压入到透明的漆层7中。
在此透明的漆层7具有下列的组成成分：
组分                      重量份额
高分子的PMMA-树脂         500
非离子的交联剂            50
低粘度的硝化纤维素        2000
甲基乙基酮                6600
甲苯                      2000
环己酮                    4000
载体薄膜8由拉伸的聚酯薄膜构成并且具有23μm层厚。金属基体1由铝构成。
根据图1a的复合体冷成形成金属物件，在此是通过深冲加工的。
图1b示出根据图1a所构成的金属物件3在冷成形后的复合体的横截面。金属基体1包括层压薄膜2三维地变形，在此构成一帽形的金属物件3。层压薄膜2与金属基体1一起共同拉伸并且完全地覆盖金属物件3或帽的外表面，在此未示出的衍射的结构6通过载体薄膜8和透明的漆层7是可视的，并且示出了光学可变化的效应。光学可变化的效应在此已经可在未经变形的层压薄膜2中或只有在变形后在成品金属物件3处显露出来。
图2a示出由金属基体1和层压薄膜2构成的其他的复合体的横截面，在此复合体的构造相应于在图1a中所描述的。然而层压薄膜2只部分地覆盖金属基体1的一侧。
根据图2a的复合体冷成形成金属物件，在此通过深冲加工。
图2b示出根据图2a所构成的金属物件3在冷成形后的复合体的横截面。金属基体1包括层压薄膜2三维地变形，在此构成一帽形的金属物件3。层压薄膜2与金属基体1一起共同拉伸和部分地覆盖金属物件3或帽的外表面，在此未示出的衍射的结构6通过载体薄膜8和透明的漆层7是可视的并且示出了光学可变化的效应。光学可变化的效应在此已经可以在未经变形的层压薄膜2中或在变形后在成品金属物件3处显露出来。
当然，也可以应用具有其他的层构造的层压薄膜。所以反射层只是局部区域地在透明的漆层上构成，其可以具有其他的含有衍射的结构的透明的漆层、其他的反射层、其他的必要时经染色的漆层、粘合剂层或粘合层。

Claims (20)

1.一种层压薄膜(2)，其具有多层，用来至少部分地涂覆可冷成形的金属基体(1)，其特征在于，层压薄膜(2)依次具有一透明的载体薄膜(8)、至少一层透明的漆层(7)和一反射层(5)，所述透明的漆层含有衍射的凸纹结构(6)，其中透明的载体薄膜(8)由热塑性的塑料构成，所述载体薄膜(8)具有在19-75μmr范围内的薄膜厚度，所述载体薄膜(8)至少在一个方向具有在3500-5000N/mm2范围内的弹性模量，并且所述至少一层透明的漆层(7)具有一与载体薄膜(8)的弹性模量差别为最大10％、特别地差别为小于5％的弹性模量。
2.根据权利要求1的层压薄膜，其特征在于，载体薄膜(8)在纵向方向上具有一在170-230％范围内的断裂延长率和垂直于纵向方向具有在80-150％范围内的断裂延长率。
3.根据权利要求1或2的层压薄膜，其特征在于，载体薄膜(8)由聚酯、聚烯烃或聚酰胺构成。
4.根据权利要求1-3之一的层压薄膜，其特征在于，衍射的凸纹结构(6)构成全息图，特别是3D/2D全息图或点-矩阵-全息图。
5.根据权利要求1-4之一的层压薄膜，其特征在于，载体薄膜(8)具有一在23-36μm范围内的薄膜厚度。
6.根据权利要求1-5之一的层压薄膜，其特征在于，所述透明的漆层(7)具有一在0.5-5μm范围内的、特别是在1-2μm范围内的层厚。
7.根据权利要求1-6之一的层压薄膜，其特征在于，载体薄膜(8)至少在一侧上，特别是在设置有透明的漆层(7)的一侧上采用电晕放电处理。
8.根据权利要求1-7之一的层压薄膜，其特征在于，反射层(5)具有在5-15nm范围内的、特别是在7-9nm范围内的层厚。
9.根据权利要求1-8之一的层压薄膜，其特征在于，反射层(5)由金属或金属合金构成，特别地由铝、铬、银、铜或金构成。
10.根据权利要求1-9之一的层压薄膜，其特征在于，反射层(5)由高折射的介电材料、特别是TiO2、ZnS或ZrO2构成。
11.根据权利要求1-10之一的层压薄膜，其特征在于，层压薄膜(2)具有设置一在反射层(5)下方的粘合层(4)，并且该粘合层(4)以在5-20g/m2范围内的粘结剂涂覆量、特别是在7-9g/m2范围内的粘结剂涂覆量构成。
12.根据权利要求1-11之一的层压薄膜，其特征在于，粘合层(4)是热粘合层。
13.根据权利要求1-12之一的层压薄膜，其特征在于，不带粘合层的层压薄膜具有一在20-30μm范围内的厚度。
14.一种用来制造三维的金属物件(3)的方法，该方法具有下列步骤：
提供由根据权利要求1-13之一的层压薄膜(2)和金属基体(1)构成的复合体；
采用粘合层(4)将层压薄膜(2)固定在金属基体(1)上；和
将由层压薄膜(2)和金属基体(1)构成的复合体冷成形成三维的金属物件(3)，使得层压薄膜(2)在金属物件(3)的外表面构成用于金属物件(3)的装饰。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于，深冲、冲压或压制复合体。
16.根据权利要求14或15的方法，其特征在于，将由铝板、镀锡板或钢板所构成的、平的金属基体(1)与层压薄膜(2)连接。
17.根据权利要求14-16之一的方法，其特征在于，将具有在0.2-5mm范围内的层厚的金属基体(1)与层压薄膜(2)连接。
18.根据权利要求14-17之一的方法，其特征在于，金属基体(1)在至少一侧上整面地用层压薄膜(2)覆盖。
19.根据权利要求14-18之一的方法，其特征在于，金属基体(1)在至少一侧只是局部区域地，特别是图案形地用层压薄膜(2)覆盖。
20.一种三维的金属物件，其包括三维的、已成形的金属基体，其特征在于，采用粘合层将根据权利要求1-13之一的层压薄膜固定在金属基体的表面上。
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