NL1002214C2 - Werkwijze voor het aanbrengen van een metaallaag op een substraat alsmede een tijdelijke drager voor toepassing in voornoemde werkwijze. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het aanbrengen van een metaallaag op een substraat alsmede een tijdelijke drager voor toepassing in voomoemde werkwijze.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van een metaallaag op een substraat, waarbij op een tijdelijke drager achtereenvolgens een 5 lossingslaag en de metaallaag worden aangebracht, waarbij de metaallaag wordt bedekt met een hechtingslaag en waarbij de aldus bedekte tijdelijke drager met de hechtingslaag in contact wordt gebracht met het substraat om de metaallaag van de tijdelijke drager over te brengen op het substraat.

Een dergelijke werkwijze leent zich in het bijzonder voor de grafische- en emballage-10 industrie waarbij in voorkomende gevallen in grote lengten een op een rol gewikkeld substraat van papier van een glanzende toplaag van metaal dient te worden voorzien. Bij een bekende werkwijze van de in de aanhef genoemde soort wordt aldus een substraat, in de vorm van een op een rol gewikkelde baan papier, van een metalen toplaag voorzien. Daarbij wordt voor de tijdelijke drager een op een rol gewikkelde kunststof 15 film toegepast, vaak van polyester, die aan zijn oppervlak is overtrokken met een lossingslaag op basis van een acrylaat waaraan eventueel een geschikte weekmaker werd toegevoegd. Op de lossingslaag wordt vervolgens de gewenste metaallaag bijvoorbeeld opgedampt en vervolgens overtrokken met een hechtende lijmlaag, omvattende één of meer componenten. Met de lijmlaag naar het uiteindelijke substraat gericht worden de 20 aldus bedekte tijdelijke drager en het substraat met elkaar in contact gebracht, waardoor de lijmlaag aan het substraat zal hechten, de metaallaag met zich meetrekkend. De lossingslaag zorgt daarbij voor een breukvrije separatie van de metaallaag van de tijdelijke drager.

Een bezwaar van deze bekende werkwijze is evenwel dat in verband met 25 noodzakelijkerwijs in acht te nemen uitrichttoleranties de lossingslaag niet over het volledige oppervlak van de tijdelijke drager kan worden aangebracht. In plaats daarvan bewaart de lossingslaag onvermijdelijk een zekere onbedekte strook tot de rand van de tijdelijke drager. Als gevolg daarvan zal de metaallaag aan de rand van de tijdelijke drager blijven hechten en daarvan niet volledig worden gesepareerd. Om de tijdelijke 10 02 2 1 4.

-2- drager in een volgende drukgang te kunnen hergebruiken, zal daarom eerst voomoemde rand dienen te worden afgesneden, waardoor de tijdelijke drager smaller wordt en de gebruikte apparatuur opnieuw op de verkleinde breedte dient te worden ingesteld. Dit is bijzonder omslachtig, tijdrovend en mitsdien kostbaar. Bovendien zal de tijdelijke 5 drager door begin en eindverliezen na iedere drukgang een stuk zijn ingekort. Bij een typische dragerlengte van circa 15 km kunnen deze verliezen bij iedere drukgang zo’n 500 tot 1000 m belopen. Om de tijdelijke drager steeds op zijn oorspronkelijke lengte terug te brengen, wordt daaraan steeds de ontbrekende lengte gelast. De introductie van dergelijke lassen beperkt evenwel het aantal malen dat de drager kan worden toegepast 10 tot circa zes maal. Dit betekent dat na de zesde drukgang de relatief kostbare, tijdelijke drager uiteindelijk verloren gaat.

Met de uitvinding wordt onder meer beoogd in een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te voorzien waarin voomoemde bezwaren worden ondervangen.

Om het beoogde doel te bereiken heeft een werkwijze van de in de aanhef genoemde 15 soort volgens de onderhavige uitvinding als kenmerk dat daarbij een tijdelijke drager met althans een toplaag van aluminium wordt toegepast, en dat althans de toplaag wordt blootgesteld aan een oxyderend milieu om daarop een lossingslaag van al of niet stoïchiometrisch aluminiumoxyde te groeien. Bij deze werkwijze wordt een tijdelijke drager met, in vergelijking met polyester, relatief goedkoop aluminium als toplaag 20 toegepast. Door het aluminium aan een oxyderend milieu bloot te stellen, in welk verband louter de buitenlucht volstaat, ontstaat daarop een oxydelaag van al of niet stoïchiometrisch aluminiumoxyde. Dit materiaal heeft inherent bijzonder slechte hechteigenschappen ten opzichte van een daarop aangebrachte laag en is daarom bijzonder geschikt voor de lossingslaag binnen het kader van de hier beschreven 25 werkwijze. Bovendien groeit de lossingslaag van aluminiumoxyde automatisch over het volledige oppervlak van de tijdelijke drager, zodat voomoemde lossingsproblemen aan de rand van de tijdelijke drager worden vermeden. Na gebruik kan de tijdelijke drager conform de uitvinding op zijn oorspronkelijke breedte worden hergebruikt, niet alleen in dezelfde werkwijze maar ook voor andere doeleinden. Voor een tijdelijk- 10 0:: ï:: * „ -3- dragermateriaal zoals dat in de werkwijze volgens de uitvinding wordt toegepast, bestaat binnen de emballage-industrie voldoende vraag om, al of niet na het maximaal aantal malen hergebruik, de gebruikte tijdelijke drager tegen een gunstige prijs af te zetten, waardoor de netto-kostprijs van de werkwijze volgens de uitvinding in vergelijking met 5 de bekende werkwijze bijzonder laag ligt.

Om lossingsproblemen als gevolg van een lokaal defect in de aluminiumoxydebedekking van de tijdelijke drager tegen te gaan, heeft een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding als kenmerk dat, alvorens de metaallaag aan te brengen, op de lossingslaag een aluminiumlaag wordt opgedampt die 10 aan een oxyderend milieu wordt blootgesteld. Aldus wordt de waarschijnlijkheid dat de metaallaag lokaal zonder tussenkomst van aluminiumoxyde, hetzij van de toplaag hetzij van de te voren opgedampte aluminiumlaag, op de tijdelijke drager ligt en daardoor onvoldoende zou loslaten, tot een minimum beperkt.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een tijdelijke drager bestemd voor toepassing 15 in voormelde werkwijze conform de uitvinding, omvattende ten minste een toplaag van aluminium, een daarop liggende lossingslaag van al of niet stoïchiometrisch aluminiumoxyde, een daarop aangebrachte metaallaag en een de metaallaag bedekkende hechtingslaag.

Navolgend zal de uitvinding thans nader worden toegelicht aan de hand van een aantal 20 uitvoeringsvoorbeelden en een tekening. In de tekening toont: fig. 1 een stadium van een eerste uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding; fig. 2 een stadium van een tweede uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding; en 25 fig. 3 een stadium van een derde uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding.

10 v .? i;i -4-

De figuren zijn zuiver schematisch en niet op schaal getekend. Met name zijn ter wille van de duidelijkheid sommige dimensies sterk overdreven weergegeven. Overeenkomstige delen zijn in de figuren zoveel mogelijk met eenzelfde verwijzingscijfer aangeduid.

5 In een eerste uitvoeringsvoorbeeld, zie figuur 1, wordt uitgegaan van een tijdelijke drager 1 van een op een rol gewikkeld aluminiumfolie met typisch een lengte van 10-15 km. Een dergelijke drager is aanmerkelijke minder kostbaar dan een conventionele drager van polyester en behoeft vanuit bedrijfseconomisch oogpunt op zichzelf slechts eenmalig te worden gebruikt omdat daarvoor goede afzetmogelijkheden buiten het 10 onderhavige procédé beschikbaar zijn. Het aluminiumfolie 1 is aan de lucht blootgesteld geweest zodat daarop een natuurlijke, al of niet stoïchiometrische oxydehuid 2 is gegroeid, welke later als lossingslaag zal fungeren. Door middel van een conventionele opdamptechniek is over de al of niet stoïchiometrische oxydelaag 2 een metaallaag 3 aangebracht van het gewenste metaal, bijvoorbeeld eveneens aluminium of een 15 betrekkelijk willekeurig ander metaal. De metaallaag is uiteindelijk bedekt met een hechtlaag 4 van een één- of twee-componenten lijm zoals die in een transfer-metallisatieproces gebruikelijk is op waterbasis danwel voorzien van een geschikt organisch oplosmiddel.

De tijdelijke drager 1 wordt met de hechtlaag 4 in contact gebracht met een te bedekken 20 substraat 10, dat in dit geval een op een rol van circa 10-15 km gewikkeld papier omvat. Waar de tijdelijke drager 1 -4 en het substraat 10 met elkaar in contact komen wordt onderling een zekere druk uitgeoefend, waardoor de hechtlaag 4 aan het substraat 10 zal hechten, de metaallaag 3 met zich mee voerend. Dankzij de lossende eigenschappen van de volledig bedekkende aluminiumoxydelaag 2, komt de metaallaag 3 daarbij over de 25 volledige breedte breukvrij los van de tijdelijke drager. Het substraat waarop aldus de metaallaag 3 is overgebracht en de tijdelijke drager waarop nu slechts de lossingslaag 2 resteert, worden door middel van een geleidingsrol of -wals 20 uiteen geleid en vervolgens wederom op een rol gewikkeld. Aldus kan een volvlak transfer-metallisatie ί V . <'. ’· ..

-5- worden uitgevoerd waarbij de tijdelijke drager naderhand, al of niet in hetzelfde proces, vrijwel ongeschonden voor hergebruik beschikbaar is.

Op zichzelf biedt de natuurlijke aluminiumoxydehuid 2 als lossingslaag reeds een adequaat scheidingsvermogen. Om evenwel lossingsproblemen als gevolg van 5 mogelijke defecten in de bedekking van de natuurlijke oxydehuid 2 te vermijden en dus de betrouwbaarheid van het proces verder te vergroten, wordt in een tweede uitvoeringsvoorbeeld van de werkwijze volgens de uitvinding, zie figuur 2, nadat de tijdelijke drager 1 aan een oxyderend milieu, i.c. de buitenlucht, is blootgesteld om daarop een natuurlijke oxydehuid 2 te groeien, bedekt met een relatief dunne 10 aluminiumlaag 5 die eveneens in een oxyderend milieu wordt geoxydeerd. De waarschijnlijkheid dat op één en dezelfde locatie de oxydehuid 2 is onderbroken en ook de tweede laag 5 niet werd gevormd of geoxydeerd is dusdanig gering dat zij kan worden verwaarloosd. Aldus is praktisch verzekerd dat de vervolgens aan te brengen metaallaag overal door ten minste één lossende aluminiumoxydelaag van het substraat 15 wordt gescheiden.

Het vervolg van het procédé vindt analoog plaats aan dat van het eerste voorbeeld, zij het dat in dit geval de metaallaag 3 wordt bedekt met een druktechnische grondlaag 6, ook wel primer genoemd. Deze laag 6 kan naderhand, dat wil zeggen nadat de transfermetallisatie is voltooid, worden aangebracht, doch wordt bijvoorkeur zoals in dit 20 voorbeeld reeds op de tijdelijke drager 1 aangebracht. Indien, zoals in dit voorbeeld, de metaallaag 3 wordt opgedampt, wordt de primerlaag 6 bij voorkeur in de opdampklok aangebracht alvorens het metaal 3 op te dampen. Hieraan ligt het inzicht ten grondslag dat beide handelingen in de opdampklok kunnen worden uitgevoerd en het dus niet noodzakelijk is om beide bewerkingen op afzonderlijke proceslokaties uit te voeren, 25 zodat de daaraan gekoppelde additionele bewerkingstijd en materiaalverliezen worden bespaard. De primerlaag 6 blijkt in de praktijk uitstekend los te laten van de lossingslaag 2 van aluminiumoxyde.

1 o I — · -6-

In een derde uitvoeringsvorm, zie figuur 3, wordt uitgegaan van een aluminium-laminaat als tijdelijke drager. De drager omvat in dit geval een basis 11 van papier of eventueel een kunststof zoals polyester en een toplaag 12 van aluminium. De toplaag wordt aan een oxyderend milieu blootgesteld, waarbij ook hier de buitenlucht volstaat, 5 om daarop een lossingslaag 2 van aluminiumoxyde te groeien. Op de lossingslaag 2 wordt de gewenste metaallaag 3 aangebracht, door opdampen, lamineren of desgewenst een andere depositietechniek, waarna de metaallaag met een zogenoemde heat seal laag 7 wordt bedekt die de gewenste hechtende eigenschappen bezit. Met de heat seal laag 7 naar het substraat 10 toe gericht, worden de aldus bedekte tijdelijke drager 11,12,2 en 10 het substraat 10 met elkaar in contact gebracht, waardoor de heat seal laag 7 en de metaallaag 3 door het substraat 10 van de tijdelijke drager 11,12,2 worden overgenomen. Voor het substraat 10 wordt ook in dit geval een op een rol gewikkelde strook papier toegepast, maar het zal duidelijk zijn dat het materiaal van het substraat 10, gelijk in de voorgaande voorbeelden, weinig relevant zolang daarop een adequate 15 hechting van een, eventueel daarop specifiek afgestemde, hechtlaag mogelijke is. Aldus wordt in dit voorbeeld op buitengewoon economische wijze een zogenoemde hot stamping folie gerealiseerd, die vervolgens voor verdere bewerking beschikbaar is.

Hoewel de uitvinding hiervoor aan de hand van louter een drietal uitvoeringsvoorbeelden nader is toegelicht, zal het duidelijk zijn dat de uitvinding 20 geenszins tot de gegeven voorbeelden is beperkt. Integendeel zijn binnen het kader van de uitvinding voor een vakman nog vele variaties en verschijningsvormen mogelijk. Zo is in de voorbeelden er steeds van uitgegaan dat de tijdelijke drager ter plaatse wordt samengesteld. Het is evenwel ook mogelijk om uit te gaan van een reeds vooraf, eventueel elders, geprepareerde tijdelijke drager. Door aldus een half-fabrikaat toe te 25 passen, behoeft nog slechts de eigenlijke transfermetallisatie te worden uitgevoerd om het gewenste eindprodukt te verkrijgen.

1 if ' r. ; ,

Claims (8)

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een metaallaag op een substraat, waarbij op een tijdelijke drager achtereenvolgens een lossingslaag en de metaallaag worden aangebracht, waarbij de metaallaag wordt bedekt met een hechtingslaag en waarbij de 5 aldus bedekte tijdelijke drager met de hechtingslaag in contact wordt gebracht met het substraat om de metaallaag van de tijdelijke drager over te brengen op het substraat, met het kenmerk, dat daarbij een tijdelijke drager met althans een toplaag van aluminium wordt toegepast, en dat althans de toplaag wordt blootgesteld aan een oxyderend milieu om daarop een lossingslaag van al of niet stoïchiometrisch aluminiumoxyde te groeien. 10

2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat als tijdelijke drager een aluminiumfolie wordt toegepast.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat, alvorens de metaallaag aan te brengen, op de lossingslaag een aluminiumlaag wordt opgedampt die aan een oxyderend milieu wordt blootgesteld.

4. Werkwijze volgens een of meer der voorafgaande conclusies met het kenmerk dat het substraat een op een rol gewikkeld papier omvat en dat de tijdelijke drager eveneens op een rol is gewikkeld.

5. Werkwijze volgens een of meer der voorafgaande conclusies met het kenmerk dat voor de metaallaag een laag aluminium wordt toegepast.

6. Werkwijze volgens een of meer der voorafgaande conclusies met het kenmerk dat, alvorens de metaallaag aan te brengen, een druktechnische grondlaag wordt aangebracht.

7. Werkwijze volgens conclusie 6 met het kenmerk dat de metaallaag door opdampen wordt aangebracht en dat de grondlaag in de opdampklok wordt aangebracht 25 alvorens het metaal op te dampen.

8. Tijdelijke drager voor toepassing in de werkwijze volgens een of meer der voorafgaande conclusies omvattende ten minste een toplaag van aluminium, een daarop liggende lossingslaag van al of niet stoïchiometrisch aluminiumoxyde, een daarop aangebrachte metaallaag en een de metaallaag bedekkende hechtingslaag. ] 0 (i V :