DE19802585A1

DE19802585A1 - Method and device for producing a surface structure, in particular a holographic surface structure, on a substrate

Info

Publication number: DE19802585A1
Application number: DE19802585A
Authority: DE
Inventors: Rudi De Jongh; Bernhard Podratzki
Original assignee: HSM GmbH and Co KG
Current assignee: HSM GmbH and Co KG
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1999-03-25
Also published as: ZA986937B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur, insbe sondere einer holographischen Oberflächenstruktur, auf einem Substrat und eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method for producing a surface structure, in particular in particular a holographic surface structure, on a substrate and a Device for performing such a method.

Die zu erzeugende Oberflächenstruktur ist im allgemeinen eine Reliefstruktur. Auf das Substrat muß eine vorgegebene bzw. definierte Oberflächenstruktur bzw. Re liefstruktur aufgebracht werden. Das Substrat kann dann insbesondere als Matrize (Relief-Master) für die Prägeholographie verwendet werden.The surface structure to be created is generally a relief structure. On the substrate must have a predetermined or defined surface structure or Re Delivery structure can be applied. The substrate can then be used in particular as a matrix (Relief Master) can be used for embossing holography.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs an gegebenen Art vorzuschlagen, mit denen auf einfache Weise eine individualisierte Erzeugung einer Oberflächenstruktur, insbesondere einer holographischen Oberflä chenstruktur ermöglicht wird.The object of the invention is to provide a method and an apparatus at the outset propose given type with which to easily create an individualized Generation of a surface structure, in particular a holographic surface Chen structure is made possible.

Nach einem ersten Vorschlag wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß das Substrat mit einer strahlenhärtbaren Sub stanz, insbesondere einem strahlenhärtbaren Monomer beschichtet wird, daß in die Beschichtung ein Prägemuster eingebracht wird und daß das Prägemuster mit ei nem modulierten Belichtungsstrahl ausgehärtet wird. Bei der strahlenhärtbaren Sub stanz handelt es sich vorzugsweise um eine flüssige Substanz. Diese Substanz ist vorzugsweise durch elektromagnetische Strahlen, beispielsweise UV-Licht härtbar. Es kann ein regelmäßiges Prägemuster aufgebracht werden. Durch den modulierten Belichtungsstrahl wird die strahlenhärtbare Substanz in denjenigen Bereichen, die von mindestens einem modulierten Belichtungsstrahl erfaßt werden, gehärtet. Es versteht sich, daß der bzw. die Belichtungsstrahlen geeignet sein müssen, die strahlenhärtbare Substanz zu härten.According to a first proposal, this task is initiated in a procedure specified type solved in that the substrate with a radiation-curable sub punch, in particular a radiation-curable monomer that is coated in the Coating an embossing pattern is introduced and that the embossing pattern with egg is cured in a modulated exposure beam. With the radiation-curable sub Punching is preferably a liquid substance. This substance is preferably curable by electromagnetic radiation, for example UV light. A regular embossing pattern can be applied. By the modulated Exposure beam becomes the radiation curable substance in those areas be detected by at least one modulated exposure beam, hardened. It it is understood that the exposure beam or beams must be suitable for the to harden radiation-curable substance.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous further developments are described in the subclaims.

Das Prägemuster wird vorzugsweise durch einen Zylinder aufgebracht. Es kann al lerdings auch durch ein ebenes, intermittierend bewegtes Element aufgebracht wer den. Der Zylinder kann auf seiner Oberfläche eine regelmäßige Reliefstruktur auf weisen.The embossing pattern is preferably applied by a cylinder. It can al but also applied by a flat, intermittently moving element the. The cylinder can have a regular relief structure on its surface point.

Die modulierte Belichtung kann durch einen Scanner, insbesondere durch einen Zeilenscanner, erfolgen. Auch dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Prägemuster durch einen Zylinder aufgebracht wird. Die Zeile des Zeilenscanners verläuft dann vorzugsweise parallel zu einer Mantellinie des Prägezylinders bzw. im rechten Winkel zur Vorschubrichtung des Substrats.The modulated exposure can by a scanner, in particular by a Line scanner. This is also particularly advantageous if that Embossing pattern is applied by a cylinder. The line of the line scanner then preferably runs parallel to a surface line of the embossing cylinder or in right angle to the feed direction of the substrate.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Belich tung durch ein LCD erfolgt. Das LCD kann von einem PC oder sonstigem Computer angesteuert werden, wodurch auf sehr schnelle und einfache Weise die individuell auszuhärtenden Bereiche der Oberflächenstruktur vorgegeben werden können.Another advantageous development is characterized in that the Belich by means of an LCD. The LCD can be accessed from a PC or other computer can be controlled, which means that the individual areas of the surface structure to be hardened can be specified.

Das Verfahren kann einmal oder mehrmals wiederholt werden. Hierdurch ist es mög lich, auf einem Substrat nacheinander mehrere, gegebenenfalls voneinander abwei chende Oberflächenstrukturen zu erzeugen, die nebeneinander angeordnet sein können, die sich aber auch überlappen können.The procedure can be repeated one or more times. This makes it possible Lich, one after the other several, possibly differing from each other To produce surface structures that are arranged side by side can, but they can also overlap.

Beispielsweise wird die nicht ausgehärtete Substanz bzw. das nicht ausgehärtete Monomer nach der Belichtung bzw. Aushärtung ausgewaschen. For example, the uncured substance or the uncured Monomer washed out after exposure or curing.

Eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur, insbesondere einer holo graphischen Oberflächenstruktur, auf einem Substrat, besteht erfindungsgemäß aus einem Zylinder, über den ein mit einer strahlenhärtbaren Substanz, insbesondere einem strahlenhärtbaren Monomer beschichtetes Substrat führbar ist, und einer Be lichtungseinrichtung zum Belichten des beschichteten Substrats mit einem modu lierten Belichtungsstrahl.A device for producing a surface structure, in particular a holo According to the invention, the graphic surface structure on a substrate consists of a cylinder, via which a radiation-curable substance, in particular a radiation-curable monomer coated substrate is feasible, and a Be illuminating device for exposing the coated substrate with a modu gated exposure beam.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.Advantageous further developments are described in the further subclaims.

Dem Zylinder ist vorzugsweise eine Beschichtungseinrichtung zum Beschichten des Substrats mit einer strahlenhärtbaren Substanz, insbesondere einem strahlenhärtba ren Monomer vorgeschaltet.The cylinder is preferably a coating device for coating the Substrate with a radiation-curable substance, in particular a radiation-curable ren upstream monomer.

Vorzugsweise ist die Belichtungseinrichtung außerhalb des Zylinders angeordnet. In diesem Fall ist das Substrat für die Strahlen der Belichtungseinrichtung durchsichtig. Die Belichtungseinrichtung kann allerdings auch innerhalb des Zylinders angeordnet sein. In diesem Fall ist die Oberfläche des Zylinders für die Belichtungsstrahlen durchlässig.The exposure device is preferably arranged outside the cylinder. In in this case the substrate is transparent to the rays of the exposure device. However, the exposure device can also be arranged within the cylinder be. In this case, the surface of the cylinder is for the exposure rays permeable.

Vorzugsweise umfaßt die Belichtungseinrichtung einen Lichtmodulator, beispielswei se einen Scanner, insbesondere einen Zeilenscanner, und/oder ein LCD.The exposure device preferably comprises a light modulator, for example se a scanner, in particular a line scanner, and / or an LCD.

Vorzugsweise sind mehrere Vorrichtungen hintereinander geschaltet. Diese Vor richtungen werden von dem Substrat nacheinander durchlaufen. Hierdurch können auf dem Substrat nacheinander mehrere gegebenenfalls verschiedene Oberflächen strukturen erzeugt werden, die sich dann nebeneinander und/oder überlappend auf dem Substrat befinden.A plurality of devices are preferably connected in series. This before directions are traversed one after the other by the substrate. This can on the substrate successively several possibly different surfaces structures are generated, which then coexist and / or overlap the substrate.

Beispielsweise ist dem Zylinder eine Wascheinheit zum Auswaschen der nicht aus gehärteten Substanz bzw. des nicht ausgehärteten Monomers nachgeschaltet. For example, the cylinder does not have a washing unit for washing out cured substance or the uncured monomer downstream.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art nach einem zweiten Vorschlag, für den selbständig Schutz begehrt wird, dadurch gelöst, daß eine strahlenhärtbare Substanz, insbesondere ein strah lenhärtbares Monomer entsprechend der zu erzeugenden Oberflächenstruktur auf das Substrat aufgebracht wird und die Substanz mit einem Belichtungsstrahl belich tet wird. In diesem Fall wird also die strahlenhärtbare Substanz nicht auf den ge samten Oberflächenbereich des Substrats aufgebracht, sondern nur auf demjenigen Bereich, auf dem sich später die Oberflächenstruktur befinden soll. Dort wird die Substanz dann belichtet und damit gehärtet. Ein Vorteil dieser Verfahrensweise be steht darin, daß ein Auswaschen einer flüssigen Substanz an denjenigen Stellen, an denen sich keine Oberflächenstruktur befinden soll, nicht erforderlich ist.The problem underlying the invention is in a method of the beginning Specified species according to a second proposal for which protection is sought independently is solved in that a radiation-curable substance, in particular a beam Len curable monomer according to the surface structure to be produced the substrate is applied and the substance is exposed to an exposure beam is tested. In this case, the radiation-curable substance is not on the ge Applied entire surface area of the substrate, but only on that Area on which the surface structure should later be located. There is the The substance is then exposed and hardened. An advantage of this procedure be is that a washing out of a liquid substance at those points which should not have a surface structure is not necessary.

Die beiden erfindungsgemäßen Verfahren unterscheiden sich durch folgendes: Nach dem erstgenannten Verfahren wird die strahlenhärtbare Substanz zunächst auf dem gesamten Substrat aufgebracht oder aber doch zumindest auf Bereichen des Sub strates, die größer sind als der Bereich, auf dem sich später die Oberflächenstruktur befinden soll. Die Oberflächenstruktur wird dann dadurch hergestellt, daß nur dieje nigen Bereiche, auf denen später die Oberflächenstruktur erscheinen soll, mit einem Belichtungsstrahl belichtet werden. Demgegenüber wird beim zweiten Verfahren die strahlenhärtbare Substanz von Anfang an nur dort auf das Substrat aufgebracht, wo sich später die Oberflächenstruktur befinden soll. Dabei muß der Aushärtestrahl nicht modulierbar sein (sofern kein zusätzliches Hologramm belichtet wird).The two methods according to the invention differ in the following: the first-mentioned method, the radiation-curable substance is first on the applied entire substrate or at least on areas of the sub strates that are larger than the area on which the surface structure will later appear should be located. The surface structure is then produced by only that some areas on which the surface structure should appear later with a Exposure beam to be exposed. In contrast, the second method radiation-curable substance applied to the substrate from the beginning only where the surface structure should be later. The curing beam must be used cannot be modulated (unless an additional hologram is exposed).

Die strahlenhärtbare Substanz bzw. das strahlenhärtbare Monomer kann durch ge zieltes Aufbringen, beispielsweise Aufsprühen oder Aufdrucken oder ein anderes Verfahren auf das Substrat aufgebracht werden. Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann die strahlenhärtbare Substanz bzw. das strahlenhärtbare Mono mer auf einen Zylinder mit Oberflächenrelief und nach Aushärtung durch Bestrahlung von dort auf das Substrat aufgebracht werden. In diesem Fall wird die strahlenhärt bare Substanz bzw. das strahlenhärtbare Monomer beispielsweise durch Ink jet-Düsen auf den Prägezylinder individuell aufgebracht. Für die Aushärtung ist lediglich gleichförmige unmodulierte Strahlung notwendig.The radiation-curable substance or the radiation-curable monomer can by ge targeted application, for example spraying or printing or another Process applied to the substrate. After another advantageous one The radiation-curable substance or the radiation-curable mono can be developed further always on a cylinder with surface relief and after curing by radiation from there to be applied to the substrate. In this case, the radiation is hardened bare substance or the radiation-curable monomer, for example by ink jet nozzles individually applied to the embossing cylinder. For curing is only uniform unmodulated radiation necessary.

Das Verfahren kann einmal oder mehrmals wiederholt werden, um gegebenenfalls verschiedene Oberflächenstrukturen auf das Substrat aufzubringen, und zwar auf Bereichen des Substrats, die nebeneinander liegen oder sich überlappen.The procedure can be repeated one or more times, if necessary to apply different surface structures to the substrate Areas of the substrate that lie side by side or overlap.

Eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur, insbesondere einer holo graphischen Oberflächenstruktur, auf einem Substrat, besteht nach dem zweiten Vorschlag der Erfindung aus einer Aufbringeinrichtung zum Aufbringen einer strah lenhärtbaren Substanz, insbesondere eines strahlenhärtbaren Monomers entspre chend der zu erzeugenden Oberflächenstruktur auf das Substrat und einer Belich tungseinrichtung zum Belichten der Substanz.A device for producing a surface structure, in particular a holo graphic surface structure, on a substrate, exists after the second Proposal of the invention from an application device for applying a beam len curable substance, in particular a radiation curable monomer According to the surface structure to be generated on the substrate and an exposure device for exposing the substance.

Die Vorrichtung umfaßt vorzugsweise einen Zylinder. Die Aufbringeinrichtung umfaßt beispielsweise Inkjet-Düsen zum Aufbringen der strahlenhärtbaren Substanz bzw. des strahlenhärtbaren Monomers auf das Substrat und/oder auf den Zylinder. Vor teilhaft ist es, wenn mehrere Vorrichtungen hintereinander geschaltet sind, um gege benenfalls verschiedene Oberflächenstrukturen auf dem Substrat zu erzeugen, und zwar auf Bereichen des Substrats, die nebeneinander liegen und/oder sich überlap pen.The device preferably comprises a cylinder. The applicator comprises for example inkjet nozzles for applying the radiation-curable substance or of the radiation-curable monomer on the substrate and / or on the cylinder. Before it is advantageous if several devices are connected in series to counter to also produce different surface structures on the substrate, and to be sure on areas of the substrate which lie next to one another and / or overlap pen.

Durch die Erfindung können insbesondere holographische Oberflächenstrukturen erzeugt werden. Es ist allerdings auch möglich, andere Oberflächenstrukturen, bei spielsweise optische Gitter, zu erzeugen. Die Oberflächenstrukturen werden in Form des Abformens (Casting) oder Gießens hergestellt. The invention in particular allows holographic surface structures be generated. However, it is also possible to use other surface structures for example to generate optical gratings. The surface structures are in shape of casting (casting) or casting.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigtEmbodiments of the invention are described below with reference to the accompanying Drawing explained in detail. In the drawing shows

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur auf einem Substrat mit einem Zylinder in einer Seitenansicht, Fig. 1 shows a device for producing a surface structure on a substrate with a cylinder in a side view;

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung mit zusätzlich einer Beschich tungseinrichtung und einem Zeilenscanner in einer perspektivischen Ansicht, Fig. 2 shows the device shown in FIG. 1 processing device with addition of a Beschich and a line scanner in a perspective view;

Fig. 3 eine Abwandlung der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung mit einem LCD Fig. 3 shows a modification of the device shown in Fig. 2 with an LCD

Fig. 4 eine Wascheinheit in einer Seitenansicht Fig. 4 shows a washing unit in a side view

Fig. 5 zwei hintereinander geschaltete Vorrichtungen gemäß Fig. 2, Fig. 5, two series-connected apparatuses according to Fig. 2,

Fig. 6 eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur auf einem Substrat mit Inkjet-Düsen in einer perspektivischen Darstellung und Fig. 6 shows a device for generating a surface structure on a substrate with inkjet nozzles in a perspective view

Fig. 7 eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur auf einem Substrat mit Inkjet-Düsen zum Aufbringen der Oberflächenstruktur auf einen Zylinder in einer perspektivischen Darstellung. Fig. 7 shows a device for producing a surface structure on a substrate using inkjet nozzles for applying the surface structure of a cylinder in a perspective view.

Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Vorrichtung wird eine Folie 4, die mit ei nem flüssigen, strahlenhärtbaren Monomer 5 beschichtet ist, einem rotierenden Zy linder 10 zugeführt. Der Zylinder 10 umfaßt eine zylindrische Oberfläche (Zylinder wand) 3, auf deren Außenseite eine Oberflächenstruktur 2 angebracht ist. Beispiels weise handelt es sich um eine Hologrammoberflächenstruktur. Die Folie 4 wird zu nächst um eine erste Umlenkwalze 7 geführt. Sie kommt dann mit der Oberflächen struktur 2 in Kontakt, und zwar derart, daß das flüssige, strahlenhärtbare Monomer 5 auf der der Oberflächenstruktur 2 zugewandten Seite der Folie 4 liegt. Die Vor schubgeschwindigkeit 11 der Folie 4 ist genauso groß wie die Umfangsgeschwindig keit der Zylinderwand 3. Danach wird die Folie durch eine weitere Umlenkwalze 7' umgelenkt und abtransportiert.In the device shown schematically in Fig. 1, a film 4 , which is coated with egg nem liquid, radiation-curable monomer 5 , a rotating cylinder 10 is supplied. The cylinder 10 comprises a cylindrical surface (cylinder wall) 3 , on the outside of which a surface structure 2 is attached. For example, it is a hologram surface structure. The film 4 is first guided around a first deflection roller 7 . Then comes to the surface structure 2 is in contact, in such a way that the liquid, radiation-curable monomer 5 is located on the surface of the structure 2 facing side of the film. 4 Before the feed rate 11 of the film 4 is the same size as the peripheral speed of the cylinder wall 3rd The film is then deflected by a further deflecting roller 7 'and transported away.

Während sich die Folie 4 in Kontakt mit der Oberflächenstruktur 2 befindet, wird auf der Monomer-Beschichtung 5 der Folie 4 das Prägemuster aufgebracht, nämlich das (negative) Prägemuster der Oberflächenstruktur 2. Dieses Prägemuster wird mit ei nem modulierten Belichtungsstrahl 1a und/oder 1b belichtet. Die Belichtung kann durch einen modulierten Belichtungsstrahl 1a von innen erfolgen, also vom Inneren des Zylinders. In diesem Fall muß die Zylinderwand 3 transparent sein. Die Belich tung kann allerdings auch durch einen modulierten Belichtungsstrahl 1b von außen oder von innen erfolgen. Bei der Belichtung von außen soll die Folie 4 transparent sein, bei der Belichtung von innen muß der Prägezylinder transparent sein, um eine Belichtung und Aushärtung des Monomers 5 zu ermöglichen.While the film 4 is in contact with the surface structure 2 , the embossing pattern, namely the (negative) embossing pattern of the surface structure 2 , is applied to the monomer coating 5 of the film 4 . This embossed pattern is exposed with a modulated exposure beam 1 a and / or 1 b. The exposure can take place from the inside by a modulated exposure beam 1 a, that is from inside the cylinder. In this case, the cylinder wall 3 must be transparent. The exposure device can, however, also be done by a modulated exposure beam 1 b from the outside or from the inside. When exposed from the outside, the film 4 should be transparent, when exposed from the inside, the embossing cylinder must be transparent in order to allow exposure and curing of the monomer 5 .

Der Belichtungsstrahl 1a und/oder 1b ist derart moduliert, daß nur bestimmte, vorge gebene Bereiche des Prägemusters mit Licht bestrahlt werden. Diese Bereiche sind in Fig. 1 schwarz dargestellt. In diesen Bereichen härtet das Monomer 5 aus. Da durch bildet sich auf der Folie die vorgegebene Oberflächenstruktur mit durch Be lichtung ausgehärtetem Monomer 6. Zwischen den ausgehärteten Bereichen befin det sich noch flüssiges Monomer 5.The exposure beam 1 a and / or 1 b is modulated such that only certain predetermined areas of the embossed pattern are irradiated with light. These areas are shown in black in Fig. 1. The monomer 5 cures in these areas. Since the predetermined surface structure with monomer 6 cured by exposure forms on the film. Liquid monomer 5 is still located between the hardened areas.

In Fig. 2 ist die dem Zylinder vorgeordnete Beschichtungseinrichtung gezeigt, die aus einem mit flüssigen Monomer gefüllten Behälter 8, einer unteren Auftragswalze 9 und einer oberen Auftragswalze 9' besteht. Die untere Auftragswalze 9 taucht in das flüssige Monomer in dem Behälter 8 ein. Sie rotiert gegen den Uhrzeigersinn und steht mit der oberen Auftragswalze 9' in Kontakt, die im Uhrzeigersinn rotiert und deren Umfangsgeschwindigkeit so groß ist wie die Transportgeschwindigkeit 11 des Films 4.In FIG. 2, the upstream cylinder coating device is shown, consisting of a container filled with liquid monomer tank 8, a lower applicator roller 9 and an upper applicator roller 9 '. The lower applicator roller 9 is immersed in the liquid monomer in the container 8 . It rotates counterclockwise and is in contact with the upper applicator roller 9 ', which rotates clockwise and whose peripheral speed is as high as the transport speed 11 of the film 4 .

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 erfolgt die Belichtung mit dem modulierten Be lichtungsstrahl 1 durch einen Zeilenscanner 2, der aus einem rotierenden Polygon spiegel besteht und der von der modulierbaren Strahlquelle 3 angestrahlt wird. Die Zeile des Zeilenscanners 2 verläuft parallel zu einer Mantellinie des Zylinders 10. Hierdurch werden Bereiche 14 mit ausgehärtetem Monomer auf die Folie 4 aufge bracht.In the embodiment according to FIG. 2, the exposure with the modulated loading beam 1 is carried out by a line scanner 2 , which consists of a rotating polygon mirror and which is illuminated by the modulatable beam source 3 . The line of the line scanner 2 runs parallel to a surface line of the cylinder 10 . As a result, areas 14 with cured monomer are brought up on the film 4 .

Die in Fig. 3 dargestellte Variante unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 da durch, daß der Zeilenscanner durch eine Belichtungseinrichtung mit einer LCD 23 ersetzt ist, die von einem aufgeweiteten Belichtungsstrahl 1 durch ein Linsensystem 22 bestrahlt wird. Die vorgegebene Oberflächenstruktur wird auf der LCD 23 erzeugt. Der aufgeweitete Belichtungsstrahl 1 wird durch das Linsensystem 22 auf das LCD 23 geleitet und dort moduliert. Das LCD befindet sich über dem Zylinder 10 parallel zu und im Abstand von einer seiner Mantellinien.The variant shown in FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 by the fact that the line scanner is replaced by an exposure device with an LCD 23, which is irradiated by an expanded exposure beam 1 through a lens system 22 . The predetermined surface structure is generated on the LCD 23 . The expanded exposure beam 1 is passed through the lens system 22 to the LCD 23 and modulated there. The LCD is located above the cylinder 10 parallel to and at a distance from one of its surface lines.

In Fig. 4 ist eine Wascheinheit für das nicht belichtete Monomer gezeigt. Sie besteht aus einer Waschtrommel 34, die in einem Behälter mit Waschlösung 33 rotiert. Die Folie 31, auf der sich Bereiche mit ausgehärtetem Monomer und mit flüssigem Mo nomer befinden, wird über einen ersten Gummiabstreifer 32 einer Umlenkwalze 35 zugeführt. Von dort gelangt die Folie 31 auf den Außenumfang der Waschtrommel 34, und zwar derart, daß sich die Monomer-Bereiche am Außenumfang befinden. In der Waschlösung 33 wird daraufhin das flüssige Monomer von der Folie 1 entfernt. Die derart gewaschene Folie 31 wird dann nach einer Umschlingung der Wasch trommel 34 durch eine Gummiwalze 36 umgelenkt. Durch die Gummiwalze 36, die sich im Kontakt mit der Waschtrommel 34 befindet, wird gleichzeitig an der Folie 31 noch anhaftendes Lösungsmittel abgequetscht. In FIG. 4, a washing unit for the unexposed monomer is shown. It consists of a washing drum 34 which rotates in a container with washing solution 33 . The film 31 , on which there are areas with hardened monomer and with liquid monomer, is fed via a first rubber wiper 32 to a deflection roller 35 . From there, the film 31 reaches the outer circumference of the washing drum 34 in such a way that the monomer regions are located on the outer circumference. The liquid monomer is then removed from the film 1 in the washing solution 33 . The thus washed film 31 is then deflected by a rubber roller 36 after wrapping the washing drum 34 . Solvent still adhering to the film 31 is squeezed off by the rubber roller 36 , which is in contact with the washing drum 34 .

Die Folie 37 mit ausgehärtetem Monomer wird anschließend weiteren Gummiab streifern 32 auf beiden Seiten der Folie 37 zugeführt, die eventuelle Reste von Mo nomer und/oder Lösungsmittel abstreifen. Hieran schließen sich Heißluftdüsen 38 auf beiden Seiten der Folie 31 an, die noch verbleibende Reste von Monomer und/oder Lösungsmittel wegblasen.The film 37 with cured monomer is then further rubber scrapers 32 supplied on both sides of the film 37 , which strip off any residues of monomer and / or solvent. This is followed by hot air nozzles 38 on both sides of the film 31 , which blow away any remaining monomer and / or solvent.

Fig. 5 zeigt zwei hintereinandergeschaltete Vorrichtungen der in Fig. 2 gezeigten Art. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß sie nicht erneut beschrieben werden müssen. Durch den ersten Schreibstrahl 1 wird eine erste Oberflächenstruktur 14 auf die Folie 4 aufgebracht. Der zweite Schreibstrahl 1' bringt eine zweite Oberflächenstruktur 14' auf den Film 4 auf. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 liegen die Bereiche 14 und 14' nebeneinander. Sie können sich aller dings auch ganz oder teilweise überlappen. FIG. 5 shows two devices connected in series of the type shown in FIG. 2. The same parts are provided with the same reference numerals, so that they do not have to be described again. A first surface structure 14 is applied to the film 4 by the first write beam 1 . The second write beam 1 'applies a second surface structure 14 ' to the film 4 . In the embodiment according to FIG. 5, the areas 14 and 14 'lie side by side. However, you can also overlap in whole or in part.

In den Fig. 6 und 7 sind Ausführungsformen nach der zweiten erfindungsgemäßen Lösung gezeigt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 wird ein strahlenhärtbares Mo nomer durch Inkjet-Düsen 41 entsprechend der zu erzeugenden Oberflächenstruktur 44 auf die Folie 4 aufgebracht. Es befindet sich dann auf der Folie 4 als aufgespritz tes Monomer 42 in der vorgegebenen Oberflächenstruktur. Durch eine entsprechen de Ansteuerung der Inkjet-Düsen 41 wird diese vorgegebene Oberflächenstruktur erzeugt. Während des Durchlaufens des Zylinders 10 wird die Folie 4 mit dem auf geweiteten Belichtungsstrahl 43 bestrahlt. Hierdurch härtet das an den vorgegebe nen Stellen befindliche Monomer aus. Auf den Bereichen 44 ist dann ausgehärtetes Monomer auf der Folie 4 vorhanden.In Figs. 6 and 7 embodiments are shown according to the second inventive solution. In the embodiment according to FIG. 6, a radiation-curable monomer is applied to the film 4 through inkjet nozzles 41 corresponding to the surface structure 44 to be produced. It is then on the film 4 as sprayed monomer 42 in the specified surface structure. This predetermined surface structure is generated by a corresponding control of the inkjet nozzles 41 . During the passage of the cylinder 10 , the film 4 is irradiated with the exposure beam 43 expanded. As a result, the monomer located at the predetermined locations cures. Cured monomer is then present on the film 4 on the areas 44 .

Die Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die Inkjet-Düsen 41 das Monomer nicht unmittelbar auf die Folie 4 aufbringen, sondern zunächst auf den mit einer regelmäßigen Oberflächenstruktur bzw. Reliefstruktur versehenen Zylinder 10. Die Inkjet-Düsen 41 sind unter dem Zylinder angeordnet. Nach einer Drehung des Zylinders 10 wird dessen Oberfläche von einem aufgeweiteten Belichtungsstrahl 52 belichtet. Die Inkjet-Düsen 41 haben das Monomer lediglich an den vorbestimmten Stellen, an denen die Oberflächenstruktur 57 erzeugt werden soll, auf den Zylinder 10 aufgebracht. Dort wird das Monomer dann durch den aufgeweiteten Belichtungs strahl 52 gehärtet. Anschließend wird es auf die Folie 4 übertragen. FIG. 7 shows a modified embodiment in which the inkjet nozzles 41 do not apply the monomer directly to the film 4 , but first to the cylinder 10 provided with a regular surface structure or relief structure. The inkjet nozzles 41 are arranged under the cylinder. After rotation of the cylinder 10 , its surface is exposed by an expanded exposure beam 52 . The inkjet nozzles 41 have applied the monomer to the cylinder 10 only at the predetermined locations at which the surface structure 57 is to be produced. There, the monomer is then cured by the expanded exposure beam 52 . Then it is transferred to the film 4 .

Die Folie 4 wird zunächst durch eine Umlenkwalze 55, die sich über dem Zylinder 10 befindet, nach unten umgelenkt. Sie wird durch eine Andruckwalze 56 mit der Ober fläche des Zylinders 10 in Kontakt gebracht. Durch eine weitere Umlenkwalze 55 wird die Folie 4 dann abgeleitet.The film 4 is first deflected downwards by a deflection roller 55 , which is located above the cylinder 10 . It is brought into contact with the upper surface of the cylinder 10 by a pressure roller 56 . The film 4 is then discharged through a further deflection roller 55 .

Da bei den Ausführungsformen nach Fig. 6 und 7 das Monomer nur an den vorge gebenen Stellen, an denen die Oberflächenstruktur erzeugt werden soll, aufgebracht wird, ist eine Wascheinheit nicht erforderlich.Since in the embodiments according to FIGS. 6 and 7 the monomer is only applied at the pre-given points at which the surface structure is to be produced, a washing unit is not required.

Durch die Erfindung werden die Kopierbarkeit und die Nachahmung von Sicherheits hologrammen erheblich erschwert. Es ist möglich, auf einfache Weise fälschungser schwerende Mikrostrukturen zu erzeugen. Diese Mikrostrukturen können durch eine Individualisierung wie beispielsweise eine Numerierung, ein Barcode, personelle Ab bildungen (bei Ausweisen etc.) und ähnliches erzeugt werden.Through the invention, the copyability and the imitation of security holograms considerably more difficult. It is possible to easily counterfeit to create heavy microstructures. These microstructures can be created by a Individualization such as a numbering, a barcode, personal ab education (for ID cards etc.) and the like.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur individualisierten Übertragung von Oberflächenstrukturen auf transparente und nicht-transparente Substrate ermöglicht. Es ist kein teures holographisches Equipment nötig. Insbeson dere kann unter anderem die Belichtung mit einer nicht kohärenten Lichtquelle erfol gen. Die Individualisierung der zu übertragenden Information kann mit geringstmögli chem Aufwand durchgeführt werden, und zwar durch Einsatz bestehender Techno logien wie beispielsweise LCD-Displays (Projektoren), modulierte Laser (Laserdruc ker), Inkjet-Monomerauftrag (Tintenstrahldrucker), Elektronenstrahl-Scanner (Schweißen, Bohren), elektromechanisch verstellbare Masken, Thermotransfer- Technik (Drucker, Faxgeräte) und/oder elektrostatische Entladung mit La ser-Scanner (Laserdrucker).The invention provides a method and an apparatus for individualized Transfer of surface structures to transparent and non-transparent Allows substrates. No expensive holographic equipment is necessary. In particular Among other things, exposure can be carried out with a non-coherent light source The individualization of the information to be transmitted can be done with as little chem effort can be carried out, using existing techno such as LCD displays (projectors), modulated lasers (laser print ker), inkjet monomer application (inkjet printer), electron beam scanner (Welding, drilling), electromechanically adjustable masks, thermal transfer Technology (printers, fax machines) and / or electrostatic discharge with La water scanner (laser printer).

Durch eine Kombination bzw. Überlagerung unterschiedlicher Strukturen sind kom plizierte Strukturen in einem Arbeitsgang einfach herstellbar. Auch großflächige Strukturen können mit minimalem apparativen Aufwand hergestellt werden. Die Er findung ermöglicht eine einfache und direkte Erstellung von Relief-Mastern für die Prägeholographie ohne und mit Einsatz von kohärenten Lasern und holographi schem Equipment. Durch Beimischen von unterschiedlichen Farbstoffen, Fluores zenz-Farbstoffen, reversiblen Thermofarbstoffen und/oder ferromagnetischen Sub stanzen in mikroverkapselter Form (oder auch unmittelbar) zum Monomer werden die Nachahmung oder Fälschung erschwert. Durch eine Mehrfach-Auftragung auf überlappende Bereiche können Erhöhungen bzw. Reliefstrukturen auf dem Substrat erzeugt werden.By combining or superimposing different structures, com complicated structures can be easily manufactured in one operation. Even large areas Structures can be produced with minimal equipment. The he finding enables simple and direct creation of relief masters for the Embossed holography without and with the use of coherent lasers and holographi equipment. By adding different dyes, fluorescence zenz dyes, reversible thermal dyes and / or ferromagnetic sub punch in microencapsulated form (or immediately) to become a monomer counterfeiting or forgery is difficult. Through a multiple application on overlapping areas can have elevations or relief structures on the substrate be generated.

Nach der ersten erfindungsgemäßen Lösung wird das Substrat mit einer strahlen härtbaren Substanz, insbesondere einem strahlenhärtbaren Monomer, beschichtet. Dieser Verfahrensschritt kann allerdings weggelassen werden, wenn für das Verfah ren ein bereits vorbeschichtetes Substrat verwendet wird. In diesem Fall wird das Prägemuster auf die Beschichtung des vorbeschichteten Substrats aufgebracht und dieses Prägemuster dann mit dem modulierten oder unmodulierten Belichtungsstrahl belichtet.After the first solution according to the invention, the substrate is emitted with a curable substance, in particular a radiation-curable monomer coated. However, this step can be omitted if for the procedure a pre-coated substrate is used. In this case Embossed pattern applied to the coating of the precoated substrate and this embossing pattern then with the modulated or unmodulated exposure beam exposed.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Mehrfachauftragung von Monomer können Erhöhungen der ausgehärteten Monomerschicht erzeugt werden, wenn sich die Bereiche, die jeweils beschichtet werden überlappen. Diese Erhöhungen können fühlbar oder meßbar sein, wodurch ein zusätzliches Echtheitsmerkmal erzeugt werden kann. Fer ner ist es möglich, den ersten Zylinder 10 mit einer ersten Struktur und den zweiten Zylinder 10' mit einer zweiten oder mehreren Strukturen auszustatten. Die Strukturen können einer ersten und einer zweiten Farbe entsprechen.In the case of the multiple application of monomer shown in FIG. 5, increases in the cured monomer layer can be produced if the regions which are coated in each case overlap. These increases can be felt or measured, whereby an additional authenticity feature can be generated. It is also possible to provide the first cylinder 10 with a first structure and the second cylinder 10 'with a second or more structures. The structures can correspond to a first and a second color.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur, insbesondere einer holo graphischen Oberflächenstruktur, auf einem Substrat, bei dem das Substrat mit einer strahlenhärtbaren Substanz, insbesondere ei nem strahlenhärtbaren Monomer (5) beschichtet wird, in die Beschichtung ein Prägemuster eingebracht wird und das Prägemuster mit einem modulierten Be lichtungsstrahl (1a, 1b) ausgehärtet wird.1. A method for producing a surface structure, in particular a holographic surface structure, on a substrate in which the substrate is coated with a radiation-curable substance, in particular a radiation-curable monomer ( 5 ), an embossing pattern is introduced into the coating and the embossing pattern with modulated Be light beam ( 1 a, 1 b) is cured.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägemuster durch einen Zylinder (10) aufgebracht wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the embossing pattern is applied by a cylinder ( 10 ).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belich tung von der der Beschichtung abgewandten Seite des Substrats erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Belich tion from the side of the substrate facing away from the coating.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Belichtung durch einen Scanner, insbesondere durch einen Zei lenscanner (12) erfolgt.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the exposure is carried out by a scanner, in particular by a Zei lens scanner ( 12 ).

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Belichtung durch ein LCD (23) erfolgt.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the exposure is carried out by an LCD ( 23 ).

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß das Verfahren einmal oder mehrmals wiederholt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in net that the process is repeated one or more times.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die nicht ausgehärtete Substanz bzw. das nicht ausgehärtete Mono mer ausgewaschen wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in net that the uncured substance or the uncured mono is always washed out.

8. Vorrichtung zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur, insbesondere einer holo graphischen Oberflächenstruktur, auf einem Substrat, bestehend aus einem Zylinder (10), über den ein mit einer strahlenhärtbaren Substanz (5), ins besondere einem strahlenhärtbaren Monomer, beschichtetes Substrat (4) führ bar ist, und einer Belichtungseinrichtung (1a, 1b) zum Belichten des beschich teten Substrats mit einem modulierten Belichtungsstrahl.8. Device for producing a surface structure, in particular a holographic surface structure, on a substrate consisting of a cylinder ( 10 ), via which a substrate ( 4 ) coated with a radiation-curable substance ( 5 ), in particular a radiation-curable monomer, can be carried out is, and an exposure device ( 1 a, 1 b) for exposing the coated substrate with a modulated exposure beam.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zylinder (10) eine Beschichtungseinrichtung (8, 9, 9') zum Beschichten des Substrats mit ei ner strahlenhärtbaren Substanz, insbesondere einem strahlenhärtbaren Mono mer, vorgeschaltet ist.9. The device according to claim 8, characterized in that the cylinder ( 10 ) has a coating device ( 8 , 9 , 9 ') for coating the substrate with egg ner radiation-curable substance, in particular a radiation-curable Mono mer, upstream.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Belich tungseinrichtung außerhalb des Zylinders (10) angeordnet ist.10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the exposure device is arranged outside the cylinder ( 10 ).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungseinrichtung innerhalb des Zylinders angeordnet ist.11. The device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the exposure device is arranged within the cylinder.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungseinrichtung einen Scanner, insbesondere einen Zeilenscanner (12) umfaßt.12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the exposure device comprises a scanner, in particular a line scanner ( 12 ).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungseinrichtung ein LCD (23) umfaßt. 13. Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the exposure device comprises an LCD ( 23 ).

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorrichtungen hintereinander geschaltet sind.14. Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that several devices are connected in series.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zylinder (10) eine Wascheinheit (33, 34) zum Auswaschen der nicht aus gehärteten Substanz bzw. des nicht ausgehärteten Monomers nachgeschaltet ist.15. Device according to one of claims 8 to 14, characterized in that the cylinder ( 10 ) is followed by a washing unit ( 33 , 34 ) for washing out the non-hardened substance or the non-hardened monomer.

16. Verfahren zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur, insbesondere einer holo graphischen Oberflächenstruktur, auf einem Substrat,
bei dem eine strahlenhärtbare Substanz, insbesondere ein strahlenhärtbares Monomer, entsprechend der zu erzeugenden Oberflächenstruktur (44, 57) auf das Substrat (4) aufgebracht wird
und die Substanz mit einem Belichtungsstrahl (43, 52) belichtet wird.16. Method for producing a surface structure, in particular a holographic surface structure, on a substrate,
in which a radiation-curable substance, in particular a radiation-curable monomer, is applied to the substrate ( 4 ) in accordance with the surface structure ( 44 , 57 ) to be produced
and the substance is exposed with an exposure beam ( 43 , 52 ).

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlenhärtba re Substanz bzw. das strahlenhärtbare Monomer durch gezieltes Aufbringen, beispielsweise Aufsprühen, Aufdrucken usw. auf das Substrat (4) aufgebracht wird.17. The method according to claim 16, characterized in that the radiation-hardenable substance or the radiation-curable monomer is applied by targeted application, for example spraying, printing, etc. onto the substrate ( 4 ).

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlenhärtba re Substanz bzw. das strahlenhärtbare Monomer auf einen Zylinder (10) mit Oberflächenrelief und nach Aushärtung durch Bestrahlung (52) von dort auf das Substrat (4) aufgebracht wird.18. The method according to claim 16, characterized in that the radiation-hardenable substance or the radiation-curable monomer on a cylinder ( 10 ) with surface relief and after curing by radiation ( 52 ) is applied from there to the substrate ( 4 ).

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren einmal oder mehrmals wiederholt wird. 19. The method according to any one of claims 16 to 18, characterized in that the procedure is repeated one or more times.

20. Vorrichtung zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur, insbesondere einer holo graphischen Oberflächenstruktur, auf einem Substrat, bestehend aus einer Aufbringeinrichtung zum Aufbringen einer strahlenhärtba ren Substanz, insbesondere eines strahlenhärtbaren Monomers, entsprechend der zu erzeugenden Oberflächenstruktur (44, 57) auf das Substrat (4) und einer Belichtungseinrichtung (43, 52) zum Belichten der Substanz.20. Device for producing a surface structure, in particular a holographic surface structure, on a substrate, consisting of an application device for applying a radiation-curable substance, in particular a radiation-curable monomer, corresponding to the surface structure ( 44 , 57 ) to be produced on the substrate ( 4 ) and exposure means ( 43 , 52 ) for exposing the substance.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen Zylinder (10).21. The apparatus according to claim 20, characterized by a cylinder ( 10 ).

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf bringeinrichtung beispielsweise Inkjet-Düsen (41) zum Aufbringen der strahlen härtbaren Substanz bzw. des strahlenhärtbaren Monomers auf das Substrat (4) und/oder auf den Zylinder (10) umfaßt.22. The apparatus according to claim 20 or 21, characterized in that the application device comprises, for example, inkjet nozzles ( 41 ) for applying the radiation-curable substance or the radiation-curable monomer to the substrate ( 4 ) and / or to the cylinder ( 10 ) .

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorrichtungen hintereinander geschaltet sind.23. The device according to one of claims 20 to 22, characterized in that that several devices are connected in series.