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Stand der Technik
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Bekannte Etiketten bestehen aus einer einseitig selbstklebend ausgebildeten Folie, die auf ihrer der Klebeseite abgewandten Seite bedruckt ist. Eine derartige Klebefolie ist beispielsweise aus der
DE 69 15 364 U bekannt geworden. Dabei werden je nach Anwendungsgebiet unterschiedlichste Trägerfolien, insbesondere mit unterschiedlicher Dicke, aus unterschiedlichem Material, mit Sollbruchstellen, um die Etiketten beispielsweise nicht vollständig ablösen zu können etc. eingesetzt. Im Falle von Sicherheitskennzeichnungen werden auf die einseitig selbstklebend ausgebildete Trägerfolie beispielsweise Piktogramme oder Schichten mit Lumineszenzpigmenten aufgedruckt oder auf andere Weise aufgebracht.
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Aus der
DE 101 39 653 A1 geht ein Etikett mit erhöhter Fälschungssicherheit hervor, welches zumindest eine Trägerschicht aufweist, wobei auf der unteren Seite der Trägerschicht eine Klebeschicht vorhanden ist. Die Klebeschicht wird aus einem Haftkleber und/oder aus einem Heißkleber und einem durch Hitze aktivierbaren Reaktivkleber zusammengesetzt. Die Trägerschicht besteht aus einem Lack, insbesondere aus einem gehärteten Lack, vorzugsweise aus einem elektronenstrahlengehärteten Poyurethanacrylatlack. Auf der Lackschicht wird eine zweite Lackschicht aufgetragen, die anschließend ausgehärtet wird. Beide Lackschichten weisen gegeneinander einen maximalen Farbkontrast auf.
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Die
DE 101 42 638 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer laserbeschriftbaren Folie. Bei diesem Verfahren wird eine Gravierschicht, die einen UV-härtbaren Lack aufweist, auf eine Stützträgerfolie aufgedruckt. Über der Gravierschicht wird eine Basisschicht, die einen elektronenstrahlhärtbaren Lack aufweist, aufgebracht. Mittels Elektronenbestrahlung erfolgt eine Härtung.
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Bekannt sind auch laminierte oder oberflächenkaschierte Etiketten für den Einsatz auf Maschinen, Geräten oder Behältern und dergleichen.
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Bei dieser Art der Etiketten wird durch das Laminat oder die Kaschierung der darunterliegende Druck zusätzlich geschützt vor chemischen Einflüssen durch Säuren, Laugen, Lösungsmitteln und Reinigungsmitteln.
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Derartige Etiketten oder Schilder sind jedoch dann nicht mehr dokumentenecht, sie werden beim Ablösen nicht mehr beschädigt, sondern können als Ganzes abgelöst werden. Um dies zu verhindern, müssen Sollbruchstellen in die Etiketten gestanzt werden. Diese Sollbruchstellen reduzieren aber wiederum die angestrebte Gesamtqualität. Säuren, Laugen und dergleichen können so in die Etiketten Eindringen und diese teilweise unterwandern und zerstören.
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Derartige Laminate oder Kaschierungen bestehen in der Regel aus dünnen Polyester-, Polyethylen- oder Polypropylen-Filmen, die mit Heißsiegelkleber oder Haftkleber ausgestattet sind.
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Bekannt sind auch nachleuchtende Elemente, bei denen herkömmliche Filmbildner für die Folienherstellung, zum Beispiel PVC, mit nachleuchtenden Pigmenten gefüllt sind. Aus entsprechenden Mischungen werden dann im Filmherstellungsprozess nachleuchtende Folien gewonnen. Bei der Herstellung von nachleuchtenden Filmen durch Beschichtung einer Basisfolie mit einer Mischung aus Nachleuchtpigmenten und Bindemitteln müssen hochbeständige Folien eingesetzt werden. Aus diesem Grunde kommen sehr häufig PVC-Folien zum Einsatz. PVC hat jedoch den Nachteil, dass im Brandfall Chlorwasserstoff und Dioxine freigesetzt werden.
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Die Herstellung von selbstklebenden Folienprodukten wie Aufklebern und dergleichen durch Beschichten von einseitig selbstklebenden Trägerfolien hat darüber hinaus den Nachteil, dass eine große Zahl von unterschiedlichen Trägerfolien für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle vorgehalten werden müssen. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von kleineren oder mittleren Stückzahlen von Aufklebern, Sicherheitskennzeichnungen, langnachleuchtenden Folien und dergleichen im logistischen Sinne problematisch.
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Bekannt ist zur Herstellung von Folienmaterial mit Nachleuchteffekt auch die Einbettung von Nachleuchtpigmenten in eine Kunststoffmatrix.
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Bei der Herstellung von gegossenen Nachleuchtfolien müsste wiederum auf PVC als Polymerkomponente zurückgegriffen werden, was wegen der damit verbundenen Schadstofffreisetzung im Brandfalle wie oben erwähnt nachteilig ist.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ermöglicht demgegenüber die Herstellung unterschiedlichster selbstklebender Folienprodukte wie Aufkleber, Sicherheitskennzeichnungen oder Folien auf rein drucktechnische Weise. Dabei können insbesondere auch unterschiedlich dicke Folien hergestellt werden, wobei diese Folien nach der Verklebung und Aushärtung der Haftklebestoffe Dokumentencharakter aufweisen, das heißt, nicht zerstörungsfrei abgelöst werden können. Ein Vorhalten von Folien unterschiedlicher Dicke oder anderer Eigenschaften, die beschichtet oder bedruckt werden, ist auf diese Weise völlig entbehrlich. Es müssen vielmehr nur die drucktechnisch zu verarbeitenden Ausgangs-Materialien zur Herstellung und zum Aufbau der Folienprodukte bereitgestellt werden. Der Aufbau der Folienprodukte erfolgt durch Aufbringen von wenigstens zwei Schichten auf einen Arbeitsträger mittels eines Druckverfahrens und durch Aufbringen wenigstens einer Klebeschicht auf diese Druckschicht. Das Verfahren sieht dabei folgende Schritte vor:
- a) auf den Arbeitsträger, beispielsweise eine PET-Folie, eine PP-Folie, eine PE-Folie oder auch ein beschichtetes Papier, wird zur Ausbildung einer transparenten Folie ein durchsichtiges Acrylat aufgedruckt.
- b) Auf der so ausgebildeten transparenten Folie wird eine farbige Folie durch Aufdrucken wenigstens einer Schicht eines farbige Pigmente aufweisenden Acrylats aufgebaut;
- c) Auf diese farbige Folie wird sodann eine Klebstoffschicht aufgebracht, insbesondere auch aufgedruckt.
- d) Diese Klebstoffschicht wird mit einem silikonisierten Papier oder einer anderen Schutzschicht überdeckt, die später zum Aufbringen der so ausgebildeten selbstklebenden Folie auf eine Oberfläche wieder entfernt wird.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.
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So wird vorteilhafterweise auf dem Träger eine Mehrzahl von nacheinander und bei Bedarf auch nebeneinander mittels eines Druckverfahrens aufgebrachten Schichten angeordnet. Hierdurch lassen sich dann beispielsweise Folien unterschiedlichster Dicke mit oder ohne Motivdruck realisieren.
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Sofern ein Motivdruck gewünscht wird, erfolgt bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens nach dem Aufbringen der transparenten Folie zunächst dieser Motivdruck und dann der Folienaufbau.
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Für den Fall, dass langnachleuchtende oder fluoreszierende Folien oder Aufkleber hergestellt werden, wird vorteilhafterweise vor dem Aufbringen der Kleberschicht auf die farbige Folie, die dann phosphoreszierende oder lumineszierende Pigmente enthält, zunächst ein Weißreflektor durch Aufdrucken einer weiße Pigmente enthaltenen Acrylatschicht aufgebracht.
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Sämtliche drucktechnisch aufgebrachten Schichten zum Aufbau der selbstklebenden Folienprodukte bestehen aus Acrylatmassen, wobei die hier verwendeten Acrylatmassen, auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird, die drucktechnische Aufbringung wesentlich dickerer Filmschichten ermöglichen als an sich bekannte Druckfarben. Nach jedem Druckschritt werden die Druckschichten durch Bestrahlen mit UV-Strahlen ausgehärtet. Hierdurch wird durch hohe polymere Vernetzung eine filmbildende Polymerisation erzielt, welche der drucktechnisch hergestellten Folie eine hohe Flexibilität und Elastizität verleiht.
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Für das Aufbringen der Kleberschicht sind rein prinzipiell die unterschiedlichsten Verfahren denkbar. So kann die Kleberschicht beispielsweise durch Aufwalzen hergestellt werden. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass auch die Kleberschicht drucktechnisch hergestellt wird. Auf diese Weise kann eine Vielzahl unterschiedlicher Klebeeigenschaften der Klebstoffschicht realisiert werden, wobei auch hier nur flüssige Ausgangsmaterialien bereitgestellt werden müssen. Die drucktechnische Herstellung der Klebeschicht kann sowohl mit UV-Strahlen, reaktiven Klebstoffen als auch mit Lösungsmitteln- oder Dispersions-Klebstoffen erfolgen. Es können auch vorgefertigte Klebefilme, so genannte Doppelkleber, eingesetzt werden. Auch Hotmelt-Kleber, das heißt heißschmelzende Klebstoffe oder andere Haftklebstoffe können zum Einsatz kommen.
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Durch Verwendung der Acrylate wird auch eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine extrem hohe Beständigkeit gegen unterschiedlichste chemische Einflüsse von außen erzielt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 schematisch den Aufbau einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten nachleuchtenden Folie und
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2 schematisch den Aufbau eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Aufklebers.
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Im Folgenden wird zunächst die Herstellung einer langnachleuchtenden Folie, die beispielsweise zur Sicherheitskennzeichnung eingesetzt werden kann, beschrieben.
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Auf beispielsweise einem PET-Arbeitsträger 100 der Stärke 0,02 bis 0,2 mm wird eine transparente Folie 110 durch drucktechnisches Aufbringen, insbesondere mittels Siebdruck eines UV-reaktiven transparenten Films mit einer Dicke von 0,01 bis 0,25 mm hergestellt.
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Auf diese so hergestellte transparente Folie 110 wird sodann eine Folie durch Aufdrucken einer oder mehrerer Schichten einer UV-härtenden Nachleuchtfarbe 130 mit einer Dicke von 0,02 bis 0,8 mm aufgebaut. Auf dieser wird eine weiße UV-härtende Reflexionsschicht 140 mit einer Dicke von etwa 0,01 bis 0,25 mm drucktechnisch aufgebracht und darauf eine UV-Kleberschicht 150 mit einer Dicke von 0,02 bis 0,30 mm appliziert. Die Kleberschicht 150 wird durch ein silikonisiertes Trennpapier 160 überdeckt. Diese Folie wird vorzugsweise als Endlosband hergestellt. Hierzu wird der PET-Arbeitsträger von einer Rolle zum Bedrucken auf die vorbeschriebene Weise abgewickelt (nicht dargestellt). Nach dem Fertigstellen der Folie wird die PET-Trägerfolie von der so hergestellten Nachleuchtfolie getrennt und die PET-Trägerfolie und die Nachleuchtfolie werden jeweils für sich als Rollen aufgewickelt. Die einzelnen Druckschichten werden aus flüssigen Acrylat-Massen hergestellt, wobei die hierfür verwendeten und unten beschriebenen Acrylate wesentlich dickere Filmschichten ermöglichen als an sich bekannte Druckfarben. Die UV-härtenden Komponenten werden dabei jeweils einzeln und unmittelbar nach jedem Druckschritt durch Bestrahlung mit einer UV-Strahlung gehärtet. Hierbei kommen bevorzugt UV-Strahlung abgebende Quecksilber-Mitteldruckstrahler zum Einsatz. Durch die UV-Strahlung wird eine Strahlenvernetzung erzielt, die aufgrund der hohen Vernetzung der Moleküle eine hohe Flexibilität und Elastizität, aber gleichzeitig auch eine sehr hohe Beständigkeit der erzeugten Filmschichten ermöglicht.
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Zur Herstellung einer solchen Folie müssen lediglich Ausgangsmaterialien in flüssiger Form bereitgestellt werden. Die Zusammensetzung der Druckfarben, die zur Folienherstellung verwendet werden, kann beliebig gewählt werden. So kann beispielsweise durch die Zusammensetzung der Druckfarbe vorgegeben werden, ob die transparente Folie eher flexibel oder weniger flexibel, also steif ausgebildet ist. Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist, dass aus einer begrenzten Anzahl von flüssigen Ausgangsstoffen durch Kombination dieser Ausgangsstoffe Folien beliebiger Eigenschaften hergestellt werden können.
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Die einzelnen Filmschichten weisen beispielsweise folgende Zusammensetzung auf:
| 1. | UV-Film (110) hoch flexibel | |
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| | Urethanacrylat flexibel | 300–600 Teile |
| | Urethanacrylat hoch flexibel | 100–300 Teile |
| | Verdünnungsmonomer TPGDA | 50–200 Teile |
| | monofunktionelles Acrylat | 60–240 Teile |
| | Fotoinitiator | 30–120 Teile |
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| 2. | UV-Lack (110) flexibel | |
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| | Urethanacrylat flexibel | 400–800 Teile |
| | Verdünnungsmonomer TPGDA | 150–300 Teile |
| | monofunktionelles Acrylat | 50–150 Teile |
| | Fotoinitiator | 25–100 Teile |
| | Verlaufmittel | 2–10 Teile |
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| 3. | UV-Lack (110) steif | |
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| | Urethanacrylat flexibel | 450–700 Teile |
| | Verdünnungsmonomer TPGDA | 25–100 Teile |
| | Verdünnungsmonomer HDDA | 50–200 Teile |
| | Fotoinitiator | 30–100 Teile |
| | Verlaufmittel | 3–8 Teile |
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| 4. | UV-härtende Nachleuchtfarbe (120) flexibel | |
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| | UV-Lack (110) hoch flexibel oder flexibel | 300–500 Teile |
| | Nachleuchtpigment | 400–600 Teile |
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| 5. | UV-härtende Nachleuchtfarbe (120) steif | |
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| | UV-Lack (110) steif | 300–500 Teile |
| | Nachleuchtpigment | 400–600 Teile |
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| | Die Herstellung von Bindemitteln und Nachleuchtfarbe erfolgt durch Mischen unter einer Polypropylen-Rührscheibe. |
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| 6. | UV-härtende weiße Reflexionsschicht | |
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| | UV-Lack (110) hoch flexibel oder flexibel | 500–800 Teile |
| | Titandioxid | 100–300 Teile |
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Ein Beispiel für ein flexibles Urethanacrylat ist das Produkt Laromer UA 9030 V, ein Beispiel für ein hoch flexibles Urethanacrylat ist das Produkt Laromer UA 9033 V der BASF
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Ein Beispiel für ein monofunktionelles Acrylat ist Genomer 1122 der Firma Rahn.
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Beispiele für Fotoinitiatoren sind Irgacure 184 der Firma CIBA und Lucitin TPO der BASF.
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Beispiele für Verdünnungsmonomere sind:
- HDDA
- = Hexandioldiacrylat
- TPGDA
- = Tripropylenglycoldiacrylat.
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Als UV-härtender Kleber eignet sich das Produkt Kiwo Print UV-H 3338 oder das Produkt Henkel Technocure PS 4901 UV reaktiv.
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Die Dicken der Filmschichten liegen für die transparente Folie 110 zwischen 0,01 mm und 0,25 mm. Die Schichtdicken der farbigen Folie 130 betragen 0,01 mm bis 0,8 mm, die Schichtdicke der weißen Reflexionsschicht 140 liegt zwischen 0,01 mm und 0,3 mm und die Schichtdicke des Klebers 150 liegt zwischen 0,02 mm und 0,30 mm.
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Die Applikation der UV reaktiven Komponenten erfolgt im Siebdruck auf Bogen- oder Rollendruckanlagen unterschiedlicher Hersteller mit UV-Härtestrahlungseinrichtungen, wobei im Bogendruck Halb- oder Vollautomaten und im Rollendruck translative oder rotative Druckverfahren zum Einsatz kommen können. Es versteht sich, dass bei Endlos-Produkten nur rotative Rollendruckverfahren mit Endlos-Schablonentechnik eingesetzt werden können. Eine Kombination von Sieb- und Flexodruck im rotativen Rollendruck ist ebenfalls denkbar.
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Die Druckgeschwindigkeit im Rollendruck rotativ beträgt 6 bis 80 M/min. Die Druckrate im translativen Verfahren beträgt 500 bis 4000 Takte pro Stunde. Im Bogendruck werden 100 bis 2000 Bogen pro Stunde verarbeitet. Es kommen Siebe mit folgenden Meshwerten zum Einsatz: rotativ 48 bis 315 mesh, insbesondere 8 mesh, translativ 30 bis 360 mesh, insbesondere 100 mesh und im Bogendruck 20 bis 300 mesh, insbesondere 60 bis 100 mesh.
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Wenn statt einer Folie Aufkleber hergestellt werden sollen, wie sie in 2 schematisch dargestellt sind, erfolgt nach dem Aufbringen der Schicht 110, welche die transparente Folie bildet, zunächst ein Motivdruck 120, der auch mehrfarbig ausgebildet sein kann. Die einzelnen Farbschichten können nacheinander oder auch simultan wiederum bevorzugt mittels Siebdruckverfahren auf die transparente Folie 110 aufgebracht werden. Die anderen Schichten entsprechen denjenigen der in 1 dargestellten Folie.
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Sofern die farbige Folie 130 keine phosphoreszierenden oder lumineszierenden Pigmente aufweist, ist die Aufbringung eines weißen Reflektors 140 entbehrlich, sodass der oder die Druckschritte zur Aufbringung des weißen Reflektors 140 in diesem Falle entfallen können.
