DE3337961A1

DE3337961A1 - Surface-structured female mould for producing embossed engravings on pressed plastic plates, plastic laminates and the like, and method of producing it

Info

Publication number: DE3337961A1
Application number: DE19833337961
Authority: DE
Inventors: Wilfried K. 5880 Lüdenscheid Süss; Robert 5030 Hürth Walter
Original assignee: Eduard Hueck GmbH and Co KG
Current assignee: Eduard Hueck GmbH and Co KG
Priority date: 1983-10-19
Filing date: 1983-10-19
Publication date: 1985-05-09
Also published as: FR2553709A1; IT8423229A1; FR2553709B1; IT1196301B; IT1178592B; IT8423188A1; IT8423188A0; IT8423229A0

Abstract

To obtain extremely precise reproductions of any specified surface structures and to extend the field of application of the same female-mould production method to all conceivable surface structures, it is proposed to produce the female mould from a metal layer which is deposited from a metal or metal-alloy electrolyte and is optionally surface-refined subsequently. <??>The method of producing such a female mould is distinguished by the fact that any desired male mould is pretreated in consecutive steps of the method, provided with a conducting solution, coated with a release agent and suspended in a metal electrolyte bath. In the bath, a metal layer, which is stripped from the male mould as a female mould foil for subsequent use as a female mould, is deposited on the release agent layer.

Description

Firma o 18. Oktober i&ife3 79Company o October 18 i & ife3 79

Eduard Hueck - 3 ~ Eduard Hueck - 3 ~

Loher Str. 9Loher Str. 9

D-5880 LüdenscheidD-5880 Lüdenscheid

Oberflächenstrukturierte Matrize zur Erzeugung von Prägegravuren auf Preßplatten aus Kunststoff, Kunststofflaminaten u.dgl. und Verfahren zu deren HerstellungSurface-structured matrix for producing embossed engravings on press plates made of plastic, plastic laminates and the like, and processes for their production

Die Erfindung bezieht sich auf eine oberflächenstrukturierte Matrize zur Erzeugung von Prägegravuren auf Preßplatten aus Kunststoff, Kunststofflaminaten u.dgl. und auf eine Verfahren zur Bildung von Oberflächenstrukturen auf einer Matrize.The invention relates to a surface-structured die for the production of embossed engravings on press plates made of plastic, plastic laminates and the like Surface structures on a die.

Matrizen der eingangs bezeichneten Art werden beispielsweise in der Möbelindustrie zur Oberfiächenstrukturierung von Kunststoffplatten aus PVC, Polyester, Kork, mit Melaminfilmen beschichteten Spanplatten, Duroplast-Preßlaminaten u.dgl. verwendet, die als Strukturbilder häufig Holzporennachbildungen, Fein- oder Grobmaserungen, bild- _; Matrices of the type initially referred to, for example, in the furniture industry for Oberfiächenstrukturierung of plastic sheets made of PVC, polyester, cork, coated with melamine films, particle board, thermoset pressed laminates, etc. used, the image as a structural images often wood pores replicas, fine or coarse _grains.;

liehe Darstellungen oder beliebig andere Oberflächenstrukturen haben. \ borrowed representations or any other surface structures. \

Die Strukturierung erfolgt üblicherweise in hydraulischen Etagen- } The structuring is usually done in hydraulic floor }

Heizpressen mittels großformatiger Matrizen-Preßplatten, die in Heiz- ·Heating presses by means of large-format die press plates, which are

pressen eingespannt und je nach der gewünschten Prägegra\mr un- \ press clamped and depending on the desired embossing degree un- \

tereinander austauschbar sind. jare interchangeable. j

Zur Erzeugung der Prägegravuren auf den Matrizen bedient man !To create the embossing engravings on the matrices, you use!

sich verschiedener bekannter Methoden. Ein sehr zeitaufwendiges und schwierig reproduzierbares Verfahren ist das Gravieren von Hand mittels Stichel oder Nadel oder mit einer Graviermaschine. Nach einer anderen Herstellungsart, die in der Praxis überwiegend angewendet wird und unter dem Namen Ätzgravur bekannt ist, wird auf die Oberfläche einer metallischen Preßplatte je nach gewünschtem Strukturbild eine sogenannte Ätzreserve aufgetragen. Durch eine anschließende Ätzbehandlung werden die Flächenbereiche zwischen der Ätzreserve unter Bildung entsprechender Materialvertiefungen angeätzt.different known methods. A very time-consuming and difficult to reproduce process is the engraving of Hand with a graver or needle or with an engraving machine. According to a different type of production, which in practice predominantly is applied and known by the name of etching engraving, is applied to the surface of a metallic press plate depending on the desired A so-called etch reserve is applied to the structure. The surface areas between the Etched reserve with the formation of corresponding material depressions.

O O O / α Ό IO O O / α Ό I

Das Auftragen der Ätzreserve geschieht vornehmlich durch ein Reproduktions fotografier-Verfahren oder durch eine Sieb druck-Behandlung. The etching reserve is applied primarily through a reproduction photographic process or by a screen printing treatment.

Bei der Reproduktionsfotografie wird die Preßplatte mit einer Folie aus einer lichtempfindlichen Kunststoffmasse bedeckt oder beschichtet. Darüber wird eine Kopiervorlage in Form eines Foto-Negativs gelegt. Nach dem Belichten und Fixieren wird die nichtfixierte Masse abgewaschen und anschließend die Ätzbehandlung vorgenommen. Abgesehen von den aufwendigen Vorbereitungsarbeiten bei der Filmherstellung erfordert diese bekannte Methode teure Foto- und Belichtungseinrichtungen. Darüber hinaus ist bei dem Reproduktionsfotografier-Verfahren eine sehr genaue Steuerung des Ätzprozesses notwendig, um aus qualitativer und ökonomischer Sicht die Anzahl der aufeinanderfolgenden Ätzvorgänge der Matrize auf ein Minimum zu beschränken. Da die Qualität jedes einzelnen Ätzvorganges auch von der Werkstoffzusammensetzungder Matrize beeinflußt wird, führen bereits geringste Werkstoffabweichungen zu unterschiedlichen Ätzergebnissen und damit zwangsläufig zu veränderten Abbildungen auf den Endprodukten. Bei größeren Aufträgen, die mehrere aufeinanderfolgende Produktionschargen notwendig machen ,können deshalb die Strukturen der Endprodukte bei jeder Charge unterschiedlich ausfallen, so daß hohe Ausfallquoten entstehen.In reproduction photography, the press plate is covered with a film covered or coated from a photosensitive plastic compound. A copy template in the form of a photo negative is placed on top of this. After exposure and fixing, the non-fixed mass is washed off and then the etching treatment is carried out. Apart from that This known method requires expensive photo and exposure equipment from the time-consuming preparatory work involved in film production. In addition, in the reproduction photography method, very precise control of the etching process is necessary in order to to limit the number of successive etching processes of the die to a minimum from a qualitative and economic point of view. Since the quality of each individual etching process also depends on the material composition of the Die is influenced, even the slightest material deviations lead to different etching results and thus inevitably to changed images on the end products. In the case of larger orders that require several successive production batches, the structures of the end products turn out different for each batch, so that high failure rates develop.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird die Ätzreserve mittels einer Sieb druckwalze auf eine Metallplatte aufgetragen. Die Siebdruckwalze ist mit einem der Prägemusterung entsprechenden Schablonenmantel ausgestattet, der z.B. aus einem strukturperforierten Blech oder einem Drahtgewebe besteht. Im Innern der Walze ist eine Rakel zum Durchstreichen der Ätzreserve auf die Metallplatte angeordnet. Auch bei diesem Verfahren wird das Muster mittels einer fotosensiblen , auf einem textlien Gazeschlauch aufgebrachten Schicht gebildet, durch deren unbedeckte Bereiche die Ätzreserve durchgestrichen wird. Dieses Verfahren macht, wie das Repro-Verfahren, relativ teure maschinelle Ausrüstungen notwendig. Der Verwendbarkeit einer Ätzreserve sind auch bei dem Siebdruck-Verfahren enge Grenzen gesetzt, weil sich die Ätzreserve durch das feine Gaze-Gewebe nicht immer gleichmäßig hindurch streichen läßt, so daß exakte Nachbildungen von Oberflächenstrukturen, insbesondere sehr dichte Feinstrukturen, nicht erreicht werden können.In another known method, the etching reserve is applied to a metal plate by means of a screen printing roller. The screen printing roller is equipped with a stencil jacket corresponding to the embossing pattern, e.g. made of a structurally perforated sheet metal or a wire mesh. A squeegee is arranged inside the roller to strike through the etching reserve on the metal plate. In this process, too, the pattern is created using a photosensitive, formed by a layer applied to a textile gauze tube whose uncovered areas the etch reserve is crossed out. This process, like the repro process, makes relatively expensive machine tools Equipment necessary. The usability of an etching reserve is also subject to tight limits in the screen printing process, because the etch reserve cannot always be wiped evenly through the fine gauze fabric, so that exact replicas of Surface structures, especially very dense fine structures, cannot be achieved.

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Die Erzeugung von Steinabbildungen, z.B. Marmorstrukturen o.dgl., sind mit den beschriebenen bekannten Verfahren nicht erreichbar. Ebenso wenig ist die Nachbildung feinster filigraner Formen möglich. Die Praxis hat gezeigt, daß von den z.Zt. auf dem Markt erhältlichen Strukturnachbildungen etwa die Hälfte von der Anwendung der bekannten Ätzgravur-Verfahren ausgeschlossen ist.The creation of stone images, e.g. marble structures or the like, cannot be achieved with the known methods described. The reproduction of the finest filigree shapes is also not possible. Practice has shown that of the currently Structure simulations available on the market about half of the application of the known Etching process is excluded.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Preßmatrize und ein wirtschaftliches Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, mit welcher extrem genaue Reproduktionen von vorgegebenen Oberflächenstrukturen erreichbar sind und deren Einsatzbereich alle denkbaren und z.Zt. marktgängigen Oberflächenstrukturen abdeckt.The object of the invention is to provide a simple press die and an economical one Process for their production indicate with which extremely precise reproductions of given surface structures can be reached and their area of application is all conceivable and currently standard surface structures.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Matrize aus einer aus einem Metall- oder Metall-Legierungselektrolyt abgeschiedenen Metallschicht besteht, die ggfs. nachträglich oberflächenveredelt ist. Durch den Vorschlag nach der Erfindung kann auf die Anwendung der bekannten Ätzgravur-Verfahren mit ihren Nachteilen gänzlich verzichtet werden. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Nachbildungsgenauigkeit der mit der erfindungsgemäßen Matrize erreichten Strukturen selbst von Fachleuten von der Originalvorlage nicht zu unterscheiden ist. Der Anwendungsbereich mit ein und derselben Matrize darstellbarer Oberflächenstrukturen konnte wesentlich erweitert werden. Versuche haben erwiesen, daß viele bisher nur mit aufwendigen Spezialverfahren erreichten Oberflächenstrukturen nach dem Vorschlag der Erfindung nunmehr nach einem einzigen Verfahren hergestellt werden können. Die von dem Metall- oder Legierungselektrolyt abgeschiedene Folienschicht hat die Zug-, Druck- und Biegeeigenschaften eines Metallbleches entsprechender Sibhichtstärke. Aufgrund dieser Eigenschaften ist es möglich, die Matrize in eine Druckpresse einzuspannen und einen Andruck bzw. eine Abpressung vorzunehmen ^ wodurch eine wesentlich genauere Wiedergabe des erzeugten Strukturbildes ermöglicht wird. Als besonderer Vorteil hat sich zudem ergeben, daß selbst die mit der erfindungsgemäßen Matrize erzeugten Abbildungen jetzt auch als Patrize, d.h., als Ausgangsprodukt für das Strukturbild, verwendet werden können, was in erster Linie auf den erreichten hohen Nachstellungsgrad der Nachbildung zurückzuführen ist. Dieser Vorteil fällt besonders ins Gewicht, weil Patrizen-Ausgangsmuster sich bei mehrfacher Verwendung und nach längerem Liegen zwangsläufig ständig verändern und dadurch die Qua-This object is achieved according to the invention in that the die from one deposited from a metal or metal alloy electrolyte There is a metal layer, the surface of which may be subsequently refined. The proposal according to the invention can be applied to the known etch engraving method and its disadvantages are completely dispensed with will. Investigations have shown that the replication accuracy of the structures achieved with the die according to the invention is indistinguishable from the original artwork even by experts. The area of application with one and the same die surface structures that can be represented could be expanded significantly. Experiments have shown that many so far only with complex special processes Achieved surface structures according to the proposal of the invention can now be produced by a single process can. The foil layer deposited by the metal or alloy electrolyte has the tensile, compressive and bending properties of a metal sheet corresponding thickness. Because of these properties it is possible to clamp the die in a printing press and to make a pressure or a pressing ^ whereby a substantial more accurate reproduction of the generated structural image is made possible. A particular advantage has also been found that even with the inventive Die generated images can now also be used as a male mold, i.e. as a starting product for the structural image, which is primarily due to the high degree of readjustment achieved by the replica. This advantage is particularly important because the initial patrix pattern inevitably changes with repeated use and after long periods of lying, and thus the quality

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lität späterer Reproduktionen beeinträchtigt wird. Schließlich braucht die erfindungsgemäße Matrize nicht immer ebenflächig zu sein, sondern ermöglicht beliebig andere Formgebungen.quality of subsequent reproductions is impaired. Finally needs the die according to the invention not always to be flat, but rather allows any other shape.

Um die Matrize zu stabilisieren, wird die Metallschicht mit ihrer Rückseite zweckmäßig an einem Trägerkörper befestigt. Zur Erhöhung des Ausnutzungsgrades einer Matrize in einer Etagenpresse ist vorteilhaft je eine Metallschicht auf der Vorder- und Rückseite eines Trägerkörpers befestigt. Alternativ dazu ist es auch möglich, je eine Metallschicht rückseitig unmittelbar aneinander zu befestigen. Die Metallschichtdicke beträgt zweckmäßig zwischen 0,1 und mehreren Zentimetern.In order to stabilize the die, the metal layer is used with its back expediently attached to a carrier body. It is advantageous to increase the degree of utilization of a die in a multi-stage press One metal layer each is attached to the front and back of a carrier body. Alternatively, it is also possible to have a metal layer on the back to be attached directly to each other. The metal layer thickness is expediently between 0.1 and several centimeters.

Das Verfahren zur Herstellung solcher Matrizen besteht nach der Erfindung darin, daß eine die Oberflächenstruktur der Matrize aufweisende Patrize in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten vorbehandelt, mit einer Leitlackschicht und einem Trennmittel versehen wird, anschließend die Patrize als Kathode in ein Metallelektrolyt- oder ein Metall-Legierungselektrolytbad eingehängt und solange in dem Bad belassen wird, bis sich auf der Trennmittelschicht eine ausreichend dicke Schicht des Metalles abgeschieden hat, woraufhin die Matrize dem Bad entnommen und die Metallschicht zur Weiterverwendung als Matrize von der Patrize gelöst wird. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich sehr einfach und wirtschaftlich ausführen und bildet die Voraussetzung für die Herstellung von Matrizen höchster Oberflächengüte mit den im Zusammenhang mit dem Produkt beschriebenen Vorteilen.The method for producing such matrices is according to the invention in that a male part having the surface structure of the female part is pretreated in successive process steps a conductive lacquer layer and a release agent is provided, then the male mold as a cathode in a metal electrolyte or metal alloy electrolyte bath hung and left in the bath until there is a sufficiently thick layer of the metal on the separating agent layer has deposited, whereupon the die is removed from the bath and the metal layer is detached from the male die for further use as a die. The method according to the invention can be carried out very simply and economically and forms the prerequisite for the production of matrices highest surface quality with the advantages described in connection with the product.

Nach einem wesentlichen Merkmal des Verfahrens wird die abgelöste Metallschicht oberflächenveredelt, z.B. gehärtet, poliert, geglänzt, verchromt, vernickelt, lackiert o.dgl.. Zweckmäßig wird die Metallschicht zu deren Stabilisierung mit einem Trägerkörper verbunden. Mit Vorteil kann als Patrize ein strukturiertes Endlosband verwendet und die Metallschicht als Endlosband von der Patrize gelöst werden. Die Metallschicht kann gemäß der Erfindung einseitig strukturiert sein, oder nach einem anderen Merkmal des Verfahrens eine Strukturierung auch auf ihrer Vorder- und Rückseite aufweisen.According to an essential feature of the process, the detached metal layer is surface refined, e.g. hardened, polished, shined, Chrome-plated, nickel-plated, painted or the like. The metal layer is useful connected to a support body to stabilize them. A structured endless belt and the metal layer can advantageously be used as the male mold can be detached from the patrix as an endless band. The metal layer can be structured on one side according to the invention, or according to one Another feature of the method have a structure on their front and back.

Die erfindungsgemäße Matrize und das Verfahren zu deren Herstellung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert:The die according to the invention and the method for its production is explained in more detail below using an exemplary embodiment:

Als Ausgangsprodukt, d.h., als Patrize, wurde eine Duroplast-Preßlaminatplatte mit einer Breite von 600 mm und einer Länge von 1000 mm verwendet, die als Strukturbild eine Holzmaserung enthielt. Die Stärke der Platte betrug etwa 3 mm. Die Platte wurde entfettet und danach mit einer Leitlacklösung aus reinem Silber mit Lösemittelanteilen besprüht. Als Leitlack kann stattdessen auch Graphit, Kupfer o.dgl. verwendet werden. Die Leitlackschicht wurde anschließend mit einem handelsüblichen Trennmittel beschichtet. Die so präparierte Patrize wurde als Kathode in ein Elektrolytbad eingehängt., das aus einem Nickel-Reinmetall bestand und auf dem Markt erhältlich ist. Statt eines Elektrolyts aus reinem Metall läßt sich auch ein Metall-Legierungselektrolyt anwenden. Als Elektrolyte können z.B. auch Nickel, Kupfer, Chrom, Legierungen aus Nickel-Chrom, Kupfer-Zink. Eisen-Mangan u.dgl. eingesetzt werden. Die Patrize wurde für 24 Stunden in dem Bad belassen. Nach der Entnahme aus dem Bad wurde festgestellt, daß sich eine 0,5 cm dicke Nickelschicht auf der Trennmittellage abgesetzt hatte. Die Metallschicht wurde als flexible Folie von der Trennmittelschicht der Patrize abgelöst.A thermoset press laminate board was used as the starting product, i.e., as a male mold with a width of 600 mm and a length of 1000 mm, which contained a wood grain as a structure image. The strenght the plate was about 3 mm. The plate was degreased and then sprayed with a conductive lacquer solution made of pure silver with solvent components. Instead, graphite, copper or the like can also be used as the conductive varnish. used will. The conductive lacquer layer was then coated with a commercially available release agent. The patrix prepared in this way was used as the cathode suspended in an electrolyte bath., which consisted of a pure nickel metal and is available on the market. Instead of an electrolyte made of pure metal a metal alloy electrolyte can also be used. Nickel, copper, chromium, alloys of nickel-chromium, Copper-zinc. Iron-manganese and the like can be used. The patrix was left in the bath for 24 hours. After removal from the bath, it was found that there was a 0.5 cm thick layer of nickel on the release agent layer had discontinued. The metal layer was peeled off as a flexible film from the separating agent layer of the male mold.

Auf die Folie hatte sich in höchster Nachbildungsgenauigkeit das Strukturbild der Patrizenvorlage übertragen. Die Folie wurde rundum formatgerecht zugeschnitten und zur Stabilisierung mit ihrer Rückseite voll- j flächig auf eine Trägerplatte aus Metall aufgeklebt. Diese kann auch aus ) Kunststoff, Keramik oder jedem anderen geeigneten Material bestehen. \ Die Befestigung der Folie auf der Trägerplatte kann natürlich auch durch ') Löten, Schweißen oder durch eine rein mechanische Verbindung erreicht , werden. In einem anschließenden Arbeitsgang wurde der so erhaltende ) Matrizenverbund gehärtet, poliert und verchromt, um eine gewünschte j Oberflächengüte zu erhalten und danach als fertige Matrize in eine bekannte i Etagenpresse eingesetzt. in der Prägegravuren entsprechend dem Strukturbild der Matrize auf Kunststoff-Preßplatten übertragen wurden. Wegen des zwischengeschalteten Matrizen-Poliervorganges wurde auf der Preßplatte ein glänzendes Strukturbüd erzielt. Je nach Zwischenbehandlung der Matrize ist natürlich auch ein Matt- oder Halbmattgrad erreichbar.The structure of the patrix template was transferred to the film with the highest level of reproducibility. The film was cut to size all around and glued with its back over the full area to a carrier plate made of metal for stabilization. This may also consist of) plastic, ceramic or any other suitable material. \ The mounting of the film on the support plate can of course also through ') soldering, welding or by a purely mechanical connection has been reached,. In a subsequent step the thus obtained) Matrizenverbund was cured, polished and chrome-plated, in order to obtain a desired surface finish j and then used as a template in a known ready i platen press. in which the embossing engravings were transferred to plastic press plates according to the structure of the die. Because of the intervening die polishing process, a shiny structure was achieved on the press plate. Depending on the intermediate treatment of the die, a matt or semi-matt degree can of course also be achieved.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Querschnitt der erfindungsgemäßen Matrize sind die auf die Vorder- und Rückseite eines Trägerbleches 1 aufgeklebten Matrizenfolien (Metallschichten) mit 2 und 3 bezeichnet. Die Klebeschichten tragen die Bezugsziffern 4 und 5. Dabei sind die struktu-In the cross-section of the invention shown in the drawing Die are the die foils (metal layers) glued to the front and back of a carrier plate 1, denoted by 2 and 3. the Adhesive layers have the reference numbers 4 and 5. The structural

rierten Flächen jeweils nach außen, d.h., von dem Trägerblech •weggerichtet . Das Trägerblech 1 kann auch nur einseitig mit einer Metallschicht 2 oder 3 versehen sein. Ebenso ist es möglich, die beiden Metallschichten 2 und 3 jeweils mit ihren Rückseiten unmittelbar aneinander zu kleben. Dies wird vornehmlich dann angewandt, wenn die Metallschichten so stark sind, daß ein Trägerblech zur zusätzlichen Stabilisierung entfallen kann.ured surfaces in each case outwards, i.e. facing away from the carrier plate . The carrier plate 1 can also be provided with a metal layer 2 or 3 only on one side. It is also possible to use the two metal layers 2 and 3 to be glued directly to one another with their backsides. This is mainly used when the metal layers are so strong that a carrier plate for additional stabilization can be omitted.

Claims

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Claims

( 1. j Surface-structured matrix for producing embossed engravings on press plates made of plastic, plastic laminates or the like, characterized in that it consists of a metal layer deposited from a metal or metal alloy electrolyte, which is optionally surface-refined afterwards.

2. Die according to claim 1, characterized in that the metal layer is attached with its back to a carrier body.

3. Die according to claim 1, characterized in that each has a metal layer is attached to the front and back of a carrier body.

4. Die according to claim 1, characterized in that each has a metal layer are attached directly to one another at the rear.

5. Die according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the metal layer thickness is between 0.1 cm and several centimeters.

6. Process for the formation of surface structures on a die, in particular for the production of embossed engravings on press plates, made of plastic or plastic laminates or the like, characterized in, that a male mold having the surface structure of the female mold is pretreated in successive process steps, is provided with a conductive solution and a release agent, then the male part as a cathode in a metal electrolyte or metal alloy electrolyte bath is suspended and left in the bath until a sufficiently thick layer of the Metal has deposited, whereupon the die is removed from the bath and the metal layer is detached from the male mold for further use as a female mold.

7. The method according to claim 6, characterized in that the detached metal layer is surface-refined, e.g. hardened, polished, shiny, chrome-plated, nickel-plated, painted or the like. will.

8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the metal layer to stabilize it with a carrier body is connected.

9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that that a structured endless belt is used as the male mold and the metal layer is detached from the male mold as an endless belt.

10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that that the metal layer is structured on one side.

11. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that that the metal layer is structured on the front and back.