Methods for fabricating multilayer decorative strip material and multilayer decorative strip

本発明は、多層の帯材、特に装飾帯材であって、金属から成る上側層が設けられており、該上側層の上面にレリーフ状の構造部が圧刻されている形式のものならびにこのような形式の装飾帯材のための製作法に関する。

このような装飾帯材は、たとえば自動車の構造に使用される。 そこでは、装飾帯材を、たとえば上側のカバーとしてドアシルに取り付けることができる。 装飾面のための材料として、装飾帯材に好印象の外観を付与するために、しばしばアルミニウムが使用される。 アルミニウム表面には、レリーフ状の構造部、たとえば製造元の名前または商標が形成されている。 自動車構造を越えて、このような形式の装飾帯材は、あらゆる種類の技術的な機器、考えられるものとして、たとえば家庭用機器（冷蔵庫、冷凍庫、食器洗い器等）、衛生設備（シャワーグリップもしくはシャワー室等）の銘板もしくはラベルとしても使用される。

このような装飾帯材が完全にアルミニウムから製作される場合には、圧刻された構造部が永続的に好印象に維持され続ける十分に安定した装飾帯材を得るために、使用されるアルミニウム薄板の約１．５ｍｍのある程度の最小厚さが必要となる。 すなわち、レリーフ状の構造部の圧刻深さは一般的に０．２ｍｍよりも多くないので、「可視」の表面領域に比べて、比較的大きな量のアルミニウムが必要となる。 原理的に過剰のこの比較的大きなアルミニウム割合は、第１に、このような装飾帯材のための著しいコスト因子を成していて、さらに、装飾帯材の比較的高い重量を生ぜしめる。 大量生産品として使用されるこのような装飾帯材が、当然ながら、可能な限り高貴な外観にもかかわらず、ほとんどさほどの製作コストを生ぜしめたくないことが考えられる場合には、材料節約という価値が難なく明らかとなる。 可視でないアルミニウムの一部が、より軽量かつ／または安価である別の材料（たとえばプラスチック）によって置き換えられる場合には、シャープに描かれるレリーフ状の構造部の簡単な圧刻がもはや成功しないという問題がある。 これに対する原因は、このような複合ワークの個々の構成要素の結合能が異なっていることである。 この理由から、圧刻法で視覚的に好印象の結果を得ることが成功しない。

ワーク、たとえば装飾帯材の表面加工の別の可能性は、所望の構造部を金属表面にエッチングすることにある。 しかし、この手段では、エッチングに製作技術的に比較的手間がかかるという欠点がる。 なぜならば、マスキング層による表面の被覆のための少なくとも１回の別の作業ステップが必要となるからである。 さらに、エッチング過程後、アルミニウム表面が完全に露出し、腐食に対して防護されない恐れがあることが欠点である。 したがって、エッチング過程後、防食層が陽極酸化またはラッカ塗布によって被着されることが強制的に必要になる。 このことは、やはり著しい多額コストを生ぜしめる。 さらに、ラッカ塗布の事例では、レリーフエッチングによって予め加工された艶消し部が消失する恐れがある。 この結果、外観が優美でなくなる恐れがある。

したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式の装飾帯材ならびにこのような形式の装飾帯材のための製作法を改良して、使用される金属の量が減少させられると同時に、さらに、好印象を与えるレリーフ状の表面構造部を形成することができるようにすることである。

この課題を解決するために、本発明によれば、金属、有利にはアルミニウムから成る上側層を有する多層の帯材、特に装飾帯材が提案される。 上側層の上面には、レリーフ状の構造部が圧刻されており、上側層の下面は、プラスチックから成る補強層に固く結合されている。 この場合、補強層が、すでにレリーフ状の構造部を備えて形成された上側層に取り付けられていると特に有利である。 この事例では、金属製の上側層がまだプラスチック製の補強層に結合されていない限りにおいて、レリーフ状の構造部が上側層に圧刻されるので、圧刻法による正確なかつシャープな輪郭の形成が極めて簡単に可能となる。 このことは、本発明による帯材において、金属製の上側層が比較的肉薄であることによって一層助成される。 圧刻過程では、圧刻ダイが、たとえばアルミニウムから成る、上側層を形成する肉薄の帯材を、相補的に成形された対向片に向かって押圧し、これによって、より複雑なレリーフ状の構造部を正確に再現することもできるのに対して、プラスチック製の補強層は圧刻時にレリーフ形成を、特にシャープな縁部の領域で損なう恐れがある。 また、圧刻後、補強層と上側層との間の結合が少なくとも部分的に損なわれる恐れもある。

こうしてすでに加工された金属製の上側層へのプラスチック製の補強層の取付けは、レリーフ状の構造部を有する上面がもはや変化させられないように行うことができる。 こうして、軽量のかつ安価な金属帯材を製作することが可能となる。 なぜならば、この金属帯材の製作のために使用したい金属の量が慣用の金属帯材に比べて数分の一に減少させられているからである。 アルミニウムの使用の事例では、上面（可視側）の、腐食を防護するラッカ塗布層が帯材の製作時に維持されたままであることを保証することができる。

補強層を上側層に取り付けるためには、補強層が押出し機内に可塑化されて付与され、上側層にプラスチックの押出しにより被着される押出し法が提供される。 特に大量生産品を製作するためには、押出し法は特に適している。 なぜならば、この製作形式によって、製作される生産品の高いスループットが達成可能となるからである。

シャープに圧刻されたレリーフ構造部を備えた、より綺麗な表面を形成するためには、上側層の僅かな厚さしか必要とならないので、上側層の厚さが、１ｍｍ未満、有利には０．４ｍｍ未満であると有利である。 この場合、レリーフ状の構造部の深さは、０．５ｍｍよりも大きくない、有利には０．２ｍｍよりも大きくないことが望ましい。

補強層の厚さは、十分に形状安定性であると共に十分抵抗性である帯材を得るのに十分大きいことが望ましい。 しかし、帯材がある程度の柔軟性を維持していると有利であり、これによって、補強層の厚さが、１ｍｍ以下、さらに有利には０．６ｍｍ以下であると有利である。

帯材の安定性は、補強層が、繊維、有利には鉱物繊維を含有していることによって一層改善することができる。 このような繊維によって、金属製の上側層とプラスチック製の補強層との熱的な長さ伸長を互いに補償調整することができる。

補強層が、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリアミド（ＰＡ）またはポリプロピレン（ＰＰ）を含有していると有利である。 各プラスチックは比較的簡単に押出し法で処理可能であり、理にかなった厚さ（１ｍｍ以下の範囲）で十分な強度を有している。 このことは、特にその都度使用されるプラスチック材料に付加的に繊維状の物質が混加されている場合に認められる。

上側層の上面に設けられたレリーフ構造部の防護体として、上側層の上面に透明な別のプラスチック層が配置されていることが提案されていてよい。 この別のプラスチック層も、有利にはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリアミド（ＰＡ）またはポリプロピレン（ＰＰ）から形成されている。 別のプラスチック層が、０．５ｍｍ以下、有利には０．２ｍｍ以下の厚さを有していると有利である。 別のプラスチック層も上側層の上面にプラスチックの押出しにより被着することができる。 この場合、補強層を上側層の下面にかつ別のプラスチック層を上側層の上面にただ１つの押出し機内で同時にプラスチックの押出しにより被着することが有利であり、これによって、別の製作ステップが不要となる。

金属製の上側層とプラスチック製の補強層との結合を改善するためには、上側層の下面に固着ラッカが塗布されていることが提案されていてよい。 さらに、上側層の上面に防護ラッカが塗布されていることが提案されていてよい。 この防護ラッカは、たとえば外的な影響（特にＵＶ放射線および道路散乱物）に対する上側層の可視の表面の防護を生ぜしめる。 さらに、防護ラッカは鉱物または顔料の添加によってデザインエレメントとして使用することもできる。

最終的な支持体への多層の帯材の固定は、最終的な支持体との接着（たとえば二重の接着帯材）だけでなく、クリップ留めまたは溶接によっても実現することができる。

別の使用事例、たとえば建造物では、帯材を補強して、支持エレメントを形成することも可能である。

本発明による多層の装飾帯材を製作するためには、以下のステップ：すなわち、
ａ）レリーフ状の構造部を上側層の上面に圧刻し、
ｂ）引き続き、プラスチックから成る補強層を上側層に取り付けるを有する方法が提案される。

まさに、金属製の上側層がまだプラスチック製の補強層に結合されていない限りにおいて、レリーフ状の構造部が上側層に圧刻されることによって、圧刻法による正確なかつシャープな輪郭の形成が極めて簡単に可能となることがすでに実施された。 このことは、ますます多い。 なぜならば、金属製の上側層が可能な限り肉薄であることが望ましいからである。 加工された上側層へのプラスチック製の補強層の、可能な限り良好に固着する取付けのためには、上側層の上面に設けられたレリーフ状の構造部がもはや変化させられない方法が適している。 このためには、特に押出し法が適している。 この場合、プラスチック製の補強層がステップｂ）でプラスチックの押出しにより被着される。

押出し法は、原理的には、設定された各時間単位で、供給したい規定された量の装入材料から、設定された量の最終製品が形成される連続的な製作法であるので、この押出し法を、少なくとも圧刻像に高い品質要求が課せられる場合に、不連続に作業する製作法である圧刻法に組み合わせることは難なく不可能である。 したがって、本事例では、金属上側層へのレリーフ状の構造部の圧刻時に、金属上側層の前進が、圧刻ダイの押当ての間の停止と引き続きの搬送とから成る絶え間ない交番にさらされているのに対して、金属上側層は押出し機を通ってコンスタントな搬送速度で運動させられなければならない問題がある。 したがって、上側層のこの異なる運動モードを調和させるためには、製作経過において、補強層が上側層にレリーフ状の構造部の圧刻の直後に取り付けられることが提案されていてよい。 この場合、上側層は、圧刻後にかつ補強層の取付け前に少なくとも１つの緩衝装置を通過する。 この緩衝装置の内部では、上側層を一時的に集めることができる。 たとえば、このことは、上側層が圧刻ユニットと押出し機との間にループ状の配置形式を形成している（たとえば簡単にある程度弛んでいる）ことによって実現することができる。 この配置形式は周期的な交番で増減する。

さらに、上側層の上面に別のプラスチック層が防護層として配置されている場合には、この別のプラスチック層を同じくステップｂ）で上側層にプラスチックの押出しにより被着することが有利である。 このためには、互いに反対の側に位置して配置された２つの押出しヘッドを備えた二重押出し器が設けられていてよい。 両押出しヘッドの間を通って上側層は搬送される。 こうして、補強層だけでなく防護層の取付けもただ１回の作業工程で行うことができる。

圧刻されたレリーフ状の構造部の上側層を外的な影響、たとえばＵＶ放射線および腐食に対して防護するためには、上側層の上面に塗布された防護ラッカが役立ち得る。 本発明により方法では、この防護ラッカをすでにレリーフ状の構造部の圧刻前に上側層に設ける可能性が提供される。 なぜならば、圧刻過程によって、防護ラッカ層が損傷されないからである。 すでに防護ラッカを備えた、たとえばアルミニウムから成る帯材を使用することができる。 この帯材は帯材製造元から安価な値段で商業的に入手可能である。

相応して、所望の事例では、同じくすでに圧刻前に上側層の下面に固着ラッカを設けることができる。 この固着ラッカは、上側層への補強層の特に固い固着を生ぜしめるようになっている。 このような帯材もしくは防護ラッカを一方の面に有しているだけでなく、固着ラッカを他方の面にも有している帯材も商業的に過度に有利な状態で入手することができる。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１には、縦断面図で本発明による多層の帯材１０の一部が示してある。 本発明によるこの帯材１０は３つの層、つまり、中間に配置された、アルミニウムから成る金属層１２と、この金属層１２の下側に配置された、プラスチックから成る補強層１４と、図１で見て上側に配置された別の防護層１６とから形成されている。 ３つの層は全て、互いに固着するように互いに結合されている。 この場合、アルミニウム層１２と補強層１４との間の結合は、両層１２，１４が実際に互いに分離され得ないように固く行われている。 これと異なり、上側の防護層１６は弱くしかアルミニウム層１２に結合されておらず、これにより、防護層１６は手によって容易にアルミニウム層１２から引き剥がすことができる。 有利には同じくプラスチックから成る防護層１６の機能は、第１に、製作プロセス時の機械的な損傷からのアルミニウム層１２の防護である。 第２に、防護層１６は、準備された製品への帯材１０の最終的な取付けに至るまでの防護体である。

さらに、アルミニウム層１２の表面２０はレリーフ状の構造部１８を備えて形成されている。 この構造部１８は、肉薄のアルミニウム薄板１２が両プラスチック層１４，１６に結合される前に、アルミニウム薄板１２への特定の文面または図式記号の圧刻によって形成されている。 両プラスチック層１４，１６はレリーフ状の構造部１８の圧刻後、たとえば押出しによって、アルミニウム層１２の上面もしくは下面全体にわたってアルミニウム層１２に接触するようにアルミニウム層１２に結合されている。 この場合、希望に応じて、防護層の上面２２および／または補強層１４の下面２４は滑らかであってもよいし、同じくレリーフ状の構造部の輪郭を、場合によって弱められた形で有していてもよい。

図１に示した多層の帯材１０の厚さａは全体的に１．２ｍｍである。 この場合、プラスチックから成る上側の防護層１６は０．２ｍｍの厚さを有しており、アルミニウム層１２は０．４ｍｍの厚さを有しており、プラスチックから成る下側の補強層１４は０．６ｍｍの厚さを有している。 上側のプラスチック層１６はポリ塩化ビニルから製作されていて、透明である。 上側のプラスチック層１６は比較的僅かな剛性を有していて、これによって、アルミニウム層１２のための防護シートを形成している。 下側の補強層１４はポリプロピレンから製作されていて、鉱物繊維を含有している。 この鉱物繊維は、特に帯材１０の長手方向での下側の補強層１４の伸長もしくは変形を防止する。 下側の補強層１４の剛性は上側の防護層１６の剛性よりも著しく高いので、下側の補強層１４は帯材１０全体にならびにアルミニウム層１２の、圧刻されたレリーフ状の構造部に安定性を付与している。 にもかかわらず、帯材１０は、その表面が、湾曲させられた下側層に適合することができるように可撓性のままである。

図２には、著しく簡単な形の横断面図で、本発明による帯材１０を製作することができる装置が示してある。 この製作装置は、主として、圧刻ユニット３０と、押出しユニット４０とを有している。 圧刻ユニット３０には、アルミニウム層１２を形成する肉薄のアルミニウム帯材１２′が、レリーフ状の構造部１８を圧刻するために供給される。 押出しユニット４０では、圧刻されたレリーフ構造部１８を備えたアルミニウム帯材１２′に、それぞれ下方からもしくは上方から補強層１４もしくは防護層１６がプラスチックの押出しにより被着される。 さらに、図２に示した製作装置は、圧刻ユニット３０と押出しユニット４０との間に緩衝装置５０を有している。 この緩衝装置５０の領域では、アルミニウム帯材１２′が、下方に弛んだループ５２を形成している。

圧刻ユニット３０では、上側ダイ３２を、この上側ダイ３２に対応配置された相補的に成形された下側ダイ３４に圧着することによって、アルミニウム帯材１２′にレリーフ構造部１８が圧刻される。 このためには、第１の作業工程で、まだ圧刻されていないアルミニウム帯材１２′が圧刻ユニット３０内に導入され、その後、停止され、上側ダイ３２が下側ダイ３４に向かって押し下げられ、再び解放され、その後、アルミニウム帯材１２′が図２で見て左方に引き続き運動する。 この場合、同時に、このように平らに圧刻されたレリーフがダイの領域から搬出され、アルミニウム帯材１２′の、圧刻したい次の領域が上側ダイ３２と下側ダイ３４との間の型押しダイ内に押し進められる。 アルミニウム帯材１２′は比較的僅かな厚さを有しているので、シャープに規定された縁部を備えた圧刻構造部を形成することは、従来公知の方法によって難なく可能である。

押出しユニット４０では、いまや設けられたレリーフ構造部１８を有するアルミニウム帯材１２′の、それぞれ下面２４もしくは上面２２にプラスチック層がプラスチックの押出しにより被着される。 このためには、押出しユニット４０が第１の押出しヘッド４２と第２の押出しヘッド４４とを有してる。 両押出しヘッド４２，４４は互いに反対の側に位置して配置されており、両押出しヘッド４２，４４の間を通ってアルミニウム帯材１２′は、その下面２４が下側の押出しヘッド４４に面しており、かつ上面２２が上側の押出しヘッド４２に面しているように搬送される。 下側の押出しヘッド４４は、補強層１４を形成するために鉱物繊維が混加された可塑化されたポリプロピレンを有している。 上側の押出しヘッド４２は、防護層１６をアルミニウム帯材１２′の上面２２に形成するための可塑化されたポリ塩化ビニルを有している。 この場合、両層１４，１６の被着は、公知の方法により行われる。

押出しユニット４０では、アルミニウム帯材１２′が連続的に処理されて、最終的な多層の帯材１０が形成される。 すなわち、アルミニウム帯材１２′はコンスタントな速度で押出しユニット４０を通って図２で見て左方に運動させられる。 したがって、緩衝装置５０の役割は、アルミニウム帯材１２′を緩衝装置５０の領域で、多かれ少なかれ著しく弛んだループ５２として成形することができるようにして、圧刻ユニット３０（不連続な運動）でのかつ押出しユニット４０（コンスタントな速度での運動）でのアルミニウム帯材１２′の、互いに異なる両運転モードを互いに調和させることである。

補強層１４をアルミニウム帯材１２′の下面に解離不能に結合するためには、このアルミニウム帯材１２′の下面に固着ラッカが塗布されている。 圧刻されたレリーフ状の構造部１８を備えたアルミニウム帯材１２′の上面を外的な影響（特にＵＶ放射線および腐食）による損傷に対して防護するためには、アルミニウム帯材１２′の上面に防護ラッカが塗布される。 上述した両ラッカは圧刻過程前に金属帯材に塗布される。 このようにラッカ塗布された金属帯材は金属帯材製造元から入手することができる。

前述した形式で製作された多層の（少なくとも２層の）帯材は、僅かな材料・製作コストおよび高い形状安定性ならびに、帯材が複雑な圧刻レリーフを備えることができるので、特に良好な外観によって特徴付けられている。

本発明による多層の帯材の縦断面図である。

本発明による帯材を製作するための装置の著しく簡単な概略的な横断面図である。

符号の説明

１０ 帯材、 １２ アルミニウム層、 １２′ アルミニウム帯材、 １４ 補強層、 １６ 防護層、 １８ 構造部、 ２０ 表面、 ２２ 上面、 ２４ 下面、 ３０ 圧刻ユニット、 ３２ 上側ダイ、 ３４ 下側ダイ、 ４０ 押出しユニット、 ４２ 押出しヘッド、 ４４ 押出しヘッド、 ５０ 緩衝装置、 ５２ ループ、 ａ 厚さ