DE4130896A1 - Schichtverbund mit beugungsstrukturen - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schichtverbund der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Ein solcher Schichtverbund wird vorteilhaft zur Erhöhung der
Fälschungssicherheit von Dokumenten aller Art verwendet, wobei
der Schichtverbund mit seinen auffälligen optisch variablen
Mustern auf das zu schützende Dokument geklebt wird.
Ein Schichtverbund mit Beugungsstrukturen ist aus der
EP-A-04 01 466 bekannt. Er enthält eine Kleberschicht, mit der
der Schichtverbund mit seinen optisch variablen Mustern auf das
zu schützende Dokument geklebt wird. Diese Kleberschicht ist
eine Heißkleberschicht. Um einen Schichtverbund auf ein Dokument
zu kleben, ist thermische Energie nötig. Beim Aufkleben muß
eine bestimmte Temperatur erreicht werden, bei der der Kleber
erweicht und somit klebrig wird. Der Prozeß des Aufklebens
erfordert dadurch eine gewisse Zeit, denn die Kleberschicht muß
durch die übrigen Schichten hindurch erwärmt werden. Bei einer
Serienfertigung ist somit eine größere Taktzeit erforderlich,
die die Geschwindigkeit der Fertigung begrenzt.
Verschiedene Prägeverfahren zum kostengünstigen Vervielfältigen
von optischen Beugungsstrukturen in thermoplastische Oberflächen
sind beispielsweise in den CH-PS 6 61 683, CH-PS 5 95 664 und
CH-PS 5 94 936 beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schichtverbund
der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine deutliche
Verkürzung der Taktzeit beim Aufkleben auf das zu schützende
Dokument ermöglicht, so daß die Herstellungskosten gesenkt
werden.
Die genannte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den
abhängigen Ansprüchen. Die Verwendung des Schichtverbunds ist
in Anspruch 6 gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß bei der
Applikation des Schichtverbunds auf das zu schützende Dokument
auf große und kostspielige Applikationsmaschinen verzichtet
werden kann. Dadurch ist es nicht mehr zwingend, die Applikation
von Sicherheitsmerkmalen zentral auszuführen, sondern es wird
ermöglicht, dies zu dezentralisieren. Auf diese Weise ist es
beispielsweise möglich, Ausweisdokumente, die von verschiedenen
Stellen ausgestellt werden, am Ort ihrer Ausstellung mit
Sicherheitsmerkmalen auszustatten. Die erfindungsgemäßen
Schichtverbund-Elemente erlauben sowohl eine automatische wie
auch eine manuelle Applikation. Dadurch, daß beim Aufkleben auf
das Aufbringen von Wärme verzichtet wird, wird die Taktzeit
beim Aufkleben deutlich verringert.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Schichtverbund,
Fig. 2 zwei ausgestanzte Schichtverbund-Elemente auf
einer Trägerfolie,
Fig. 3 einen ausgestanzten Schichtverbund als Marke
auf einem Dokument und
Fig. 4 einen mittels einer Marke gesicherten Ausweis.
In der Fig. 1 bedeutet 1 eine transparente Stabilisations
schicht, auf der in der angegebenen Reihenfolge eine Zwischen
schicht 2, eine erste Lackschicht 3, eine Reflexionsschicht 4,
eine zweite Lackschicht 5 und eine Kleberschicht 6 aufgebracht
sind. Die Schichten 1 bis 6 bilden einen Schichtverbund 7.
Zwischen den Lackschichten 3 und 5 sind optische Beugungs
strukturen 8 eingebettet.
Die Kleberschicht 6 besteht aus einem selbstklebenden Kalt
kleber. Vor der Verarbeitung, dem Kleben auf ein zu schützendes
Dokument, ist die Kleberschicht vorteilhaft durch eine
Trägerfolie 9 abgedeckt. Diese Trägerfolie 9 kann vorteilhaft
aus paraffiniertem oder silikonisiertem Papier oder aus
einer paraffinierten oder silikonisierten Kunststoffolie,
beispielsweise Polyester, bestehen.
Die Beugungstrukturen 8 werden durch die Stabilisations
schicht 1, die Zwischenschicht 2 und die Lackschicht 3 hindurch
beleuchtet. Das gebeugte und reflektierte Licht wird durch die
Schichten 1 bis 3 hindurch zum Betrachter zurückgeworfen.
Die Stabilisationsschicht 1 besteht mit Vorteil aus einer
warmfesten, klaren Folie von hoher optischer Qualität. Sie
kann farblos oder eingefärbt sein. Beispielsweise können
fluoreszierende oder phosphoreszierende Farbstoffe enthalten
sein, um bessere Möglichkeiten zur maschinellen Verarbeitung der
mit einem Sicherheitsmerkmal versehenen Dokumente, auf die ein
solcher Schichtverbund 7 später aufgebracht wird, zu schaffen.
Als Schichtmaterial ist beispielsweise Polyester sehr geeignet,
der sich neben der hohen optischen Qualität durch eine hohe
Zugfestigkeit und eine hohe Temperaturbeständigkeit auszeichnet.
Vorteilhaft weist die Stabilisationsschicht 1 eine Dicke von 9
bis 50 Mikrometer auf, damit sie einerseits genügend fest ist
und andererseits auf dem Dokument, auf das sie appliziert wird,
nicht zu stark aufträgt. Derart dünne Schichten widerstehen sehr
gut betrügerischen Ablöseversuchen, da sie an den Kanten nur
eine geringe Angriffsfläche bieten.
Als Zwischenschicht 2 ist ein Haftvermittler (Primer) ganz
flächig auf der Stabilisationsschicht 1 aufgebracht. Der
Haftvermittler bewirkt ein hohes Haftvermögen zwischen der
Stabilisationsschicht 1 und der nachfolgenden Lackschicht 3.
Als Haftvermittler dient vorteilhaft ein Lack auf der Basis von
Polyurethan, damit die Zwischenschicht 2 gegen Licht, vor allem
gegen ultraviolettes Licht, und gegen Lösungsmittel beständig
ist. Die Zwischenschicht 2 weist eine Auftragsdicke im Mikro
meterbereich auf, vorzugsweise 0,8 bis 2 Mikrometer. Vorteilhaft
sind für die Stabilisationsschicht 1 auch Folien verwendbar,
die bereits beim Lieferant mit der Zwischenschicht 2 überzogen
wurden.
Die Lackschicht 3 kann auch direkt auf die Stabilisations
schicht 1 aufgetragen sein, falls das Haftvermögen der
Lackschicht 3 auf der Stabilisationsschicht 1 genügt.
Vorteilhaft kann das Haftvermögen mittels einer Vorbehandlung
der Stabilisationsschicht 1, z. B. in einer Korona- oder
Plasmaentladung, erhöht werden. Eine Grenzschicht zwischen
der Lackschicht 3 und der Stabilisationsschicht 1 bzw. eine
durch die Vorbehandlung veränderte Oberflächenschicht der
Stabilisationsschicht 1 übernimmt in diesen Beispielen die
Funktion der Zwischenschicht 2.
Die erste Lackschicht 3 ist vorteilhaft in mindestens einem
Arbeitsgang aufgetragen und weist eine Schichtdicke zwischen 0,5
und 1,5 Mikrometer, vorzugsweise 1 Mikrometer, auf.
Anschließend wird die Reflexionsschicht 4 auf die Lackschicht 3
aufgebracht, wobei die Lackschicht 3 mit Vorteil mittels
einer Koronaentladung vorbehandelt ist, um eine gute Haftung
der Reflexionsschicht 4 auf der Lackschicht 3 zu bewirken.
Vorzugsweise ist als Reflexionsschicht 4 ein Metall aufgedampft,
beispielsweise Aluminium, das kostengünstig ist und sichtbares
sowie infrarotes Licht schon in dünnen Schichten gut
reflektiert. Für eine metallische Reflexionsschicht 4 reicht
eine Dicke von weniger als 30 Nanometern aus; bei Aluminium
beträgt sie etwa 15 Nanometer.
Die Reflexionsschicht 4 kann aber auch ein Dielektrikum sein,
dessen Brechzahl möglichst stark von derjenigen der benachbarten
Schichten 3 und 5 abweicht. Die Beugungsstrukturen 8 sind
teilweise transparent und verdecken darunter liegende
Materialien, z. B. ein Bild, nicht vollständig.
Die Verwendung von Dielektrika ist bekannt. Die Reflexions
schicht 4 kann beispielsweise eine homogene Schicht aus
einem Dielektrikum mit hohem Brechungsindex sein, nämlich
z. B. Nb2O5, TiO2 oder ZrO2, welche einen Brechungsindex
von n = 2,5 aufweisen. Vorteilhaft hat diese Schicht eine Dicke
von 55 bis 65 nm.
Zur Erzielung bestimmter optischer Effekte kann die Reflexions
schicht 4 vorteilhaft aus mehreren Lagen bestehen, nämlich
beispielsweise 3 oder 5 Lagen. Die 1., 3. und gegebenenfalls 5.
Lage besteht dabei vorteilhaft aus einem der vorgenannten
Materialien mit hohem Brechungsindex, während die 2. und
gegebenenfalls die 4. Lage aus einem Material mit niedrigem
Brechungsindex besteht, beispielsweise SiO2, das einen
Brechungsindex von etwa 1,5 aufweist. Die Lagen aus dem Material
mit hohem Brechungsindex sind vorteilhaft 55 bis 65 nm dick, die
Lagen aus dem Material mit niedrigem Brechungsindex 70 bis 80 nm
dick.
Mit einem der einleitend erwähnten bekannten Prägeverfahren ist
das Reliefprofil wenigstens einer optischen Beugungsstruktur 8
mit einer geheizten Matrize durch die Reflexionsschicht 4
hindurch in die Lackschicht 3 eingeprägt.
Es ist auch möglich, die Beugungsstrukturen 8 direkt in die
Lackschicht 3 einzuprägen, bevor die Reflexionsschicht 4
aufgebracht ist. Das Prägen durch die aus einem Dielektrikum
bestehende Reflexionsschicht 4 hindurch hat jedoch den Vorteil,
daß die zum Prägen verwendete geheizte Matrize weniger
verschmutzt, weil die als Dielektrikum verwendeten, oben
genannten Materialien weniger zum Verkleben mit der Matrize
neigen als der für die Lackschicht 3 verwendete Lack oder das
für die Reflexionsschicht 4 verwendete Metall.
Das Relief der Beugungsstrukturen 8 weist eine typische Profil
höhe von etwa 0,5 Mikrometer auf. Ein Auftrag der zweiten
Lackschicht 5 von etwa 0,15 bis 1,5 Mikrometer Dicke (z. B.
1 Mikrometer) ebnet das Relief völlig ein. Das Mikrostruktur
profil ist somit für Fälschungen nicht zugänglich. Mit Vorteil
wird für beide Lackschichten 3 und 5 das gleiche thermo
plastische Material verwendet, beispielsweise ein Acryl
polymerlack.
Der Acrylpolymerlack der Lackschicht 3 kann so eingefärbt
werden, daß sie wenigstens in einem vorbestimmten Teil des
Lichtspektrums transparent ist. Die Beugungsstrukturen 8 bleiben
in einer vorbestimmten Farbe maschinell oder visuell auslesbar.
Ist beispielsweise der Farbstoff nur für infrarotes Licht
durchlässig, sind die Beugungsstrukturen 8 dem unbewaffneten
Auge verborgen und nur mittels eines hier nicht gezeigten
Lesegerätes erkennbar, das die Anwesenheit der Beugungs
strukturen 8 festzustellen vermag.
Die abschließend aufgebrachte Kleberschicht 6 von vorzugsweise
10 bis 30 Mikrometer Dicke ermöglicht zunächst das Aufkleben
des Schichtverbundes 7 auf eine Trägerfolie 9 nach der Fig. 2.
Eine Teilfläche, die z. B. eine in sich abgeschlossene
vorbestimmte Komposition aus den Beugungsstrukturen 8 enthält,
wird vorteilhaft aus dem Schichtverbund 7 als eine Marke 10
ausgestanzt oder ausgeschnitten. Eine Marke 10 weist
beispielsweise eine Kreisform von 2 cm Durchmesser auf, jedoch
können die Marken 10 auch in anderen Größen ausgeschnitten
werden und ovale, rechteckige oder andere Formen der Berandung
aufweisen. Ihre Form und ihre Abmessungen sind z. B. durch die
graphische Komposition der Beugungsstrukturen 8 (Fig. 1)
vorbestimmt.
Bis zur Applikation auf das zu schützende Dokument sind mehrere
solcher Marken 10 auf der Trägerfolie 9 angeordnet. Sie sind mit
Vorteil äquidistant positioniert, damit sie später nicht nur
manuell, sondern auch automatisch verarbeitet werden können.
Mittels einer hier nicht gezeigten Einrichtung werden die
Marken 10 aus dem Schichtverbund 7 freigestanzt, ohne die
Trägerfolie 9 zu verletzen. Der nicht benötigte Teil des
Schichtverbunds 7, der keine Marken 10 mehr enthält, wird z. B.
von der Trägerfolie 9 abgezogen. Bis zur Weiterverarbeitung
kann mit Vorteil die mit den Marken 10 beklebte Trägerfolie 9
als Rolle gelagert werden. Die Marken 10 sind dabei auf der
Trägerfolie 9 in einer vorbestimmten Position und Orientierung
angeordnet.
Für die Kleberschicht 6 eignen sich bekannte selbstklebende
Kaltkleber, wie sie für selbstklebende Bänder und Etiketten
verwendet werden. Vorteilhaft werden solche Kaltkleber
verwendet, die in der angegebenenen Dicke praktisch farblos
sind und das Betrachten der Beugungsstrukturen 8 bzw. eines
darunter liegenden Bildes nicht stören.
Die Verwendung eines selbstklebendes Kaltklebers hat den
Vorteil, daß der Schichtverbund 7 beim Kleben nicht mit Wärme
belastet wird. Der Wärmebelastung sind durch die Empfindlichkeit
der in die Lackschicht 3 eingeprägten Beugungsstrukturen 8 enge
Grenzen gesetzt. Wird ein Wärmeeintrag beim Kleben vermieden,
so steht für einen späteren Laminierprozeß noch die volle Wärme
belastbarkeit des Schichtverbunds 7 zur Verfügung.
Nach der Applikation ist die Marke 10 gemäß Fig. 3 auf dem
Dokument 11 angeordnet.
Die Schichtdicke der Kleberschicht 6 ist vorteilhaft der
Oberflächenbeschaffenheit des Dokuments 11 angepaßt, auf das
sie geklebt werden sollen. Bei glatten Dokumenten 11, wie z. B.
bei Photopapieren, reichen 20 Mikrometer Dicke der Kleber
schicht 6 aus, während die Kleberschicht 6 bei einem rauhen
Dokument 11 mit Vorteil eine Dicke von 30 Mikrometer oder mehr
aufweist. Bei einem Papier mit einer normalen Oberflächen
struktur beispielsweise beträgt die Dicke der Kleberschicht 6
etwa 25 Mikrometer.
Die Dokumente 11 sind beispielsweise Papiere oder Kunststoffe
mit unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit, wie sie bei
Photopapieren, Ausweisen, Wertpapieren, Banknoten usw. auftritt.
Nach dem Aufkleben der Marke 10 auf das zu schützende
Dokument 11 kann vorteilhaft (gemäß Fig. 4) das ganze
Dokument 11 mit einer Laminierfolie 12 überzogen werden,
z. B. bei Reisepässen und anderen Personaldokumenten.
Die Laminierfolie 12 kann eingefärbt sein und als Farbfilter
wirken oder vorteilhaft auch farblos sein, um das auffällige
Spiel der Beugungsfarben nicht zu beeinträchtigen. Wegen seiner
hohen Zugfestigkeit und seiner Temperaturbeständigkeit eignet
sich vorteilhaft Polyester als Material für die Laminier
folie 12, deren Dicke etwa 80 bis 300 Mikrometer beträgt.
Die Laminierfolie 12 weist eine nicht dargestellte Kleberschicht
auf. Üblich sind sowohl heiß als auch kalt zu verarbeitende
Laminierfolien 12.
Insbesondere eignet sich die Marke 10 mit Vorteil zum Sichern
einer in einem Dokument 11 eingeklebten Photographie 13 z. B.
des Inhabers. Anstelle eines leicht fälschbaren Aufdrucks eines
Amtsstempels oder einer Prägung eines Amtssiegels ist die
Marke 10 über benachbarten Teilflächen des Dokuments 11 und der
Photographie 13 angeordnet. Die eine Teilfläche der Kleber
schicht 6 (Fig. 1) ist mit der Photographie 13 und die andere
Teilfläche mit dem Dokument 11 fest verbunden. Die Marke 10
kann aber auch ganzflächig auf der Photographie 13 oder auf dem
Dokument 11 angeordnet sein.
Wenn bei einem Ablöseversuch der Schichtverbund 7 der Marke 10
auf Zug beansprucht wird, trennt sich die Stabilisations
schicht 1 vom restlichen Teil des Schichtverbunds 7, so daß die
Beugungsstruktur 8 auf dem zu schützenden Dokument verbleibt.
Wird weiter versucht, den restlichen Teil des Schichtverbunds 7
abzulösen, so wird unweigerlich die Beugungsstruktur 8 zerstört.
Auf diese Weise ist es beispielsweise unmöglich, bei einem
Ausweis die Photographie 13 auszutauschen.
Claims (7)
1. Schichtverbund mit auf einer Stabilisationsschicht (1)
zwischen zwei Lackschichten (3; 5) eingebetteten, durch Prägung
erzeugten Beugungsstrukturen (8), die optisch variable Muster
bilden, und einer Kleberschicht (6) zum Verbinden mit der
Oberfläche eines zu schützenden Dokuments (11), dadurch
gekennzeichnet, daß die Kleberschicht (6) von einem selbst
klebenden Kaltkleber gebildet ist.
2. Schichtverbund nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die dem zu schützenden Dokument zugewandte Seite der Kleber
schicht (6) bis zum Aufkleben durch eine Trägerfolie (9)
abgedeckt ist.
3. Schichtverbund nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Trägerfolie (9) aus paraffiniertem oder silikonisiertem
Polyester besteht.
4. Schichtverbund nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Trägerfolie (9) aus paraffiniertem oder silikonisiertem
Papier besteht.
5. Schichtverbund nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß Marken (10) mit Beugungsstrukturen (8)
mittels der Kleberschicht (6) wieder lösbar mit der Träger
folie (9) verbunden sind, wobei die Marken (10) auf der Träger
folie (9) in einer vorbestimmten Position und Orientierung
angeordnet sind.
6. Dokument mit einer Marke aus einem Schichtverbund nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des
Dokuments (11) mitsamt der Marke (10) mittels einer Laminier
folie (12) laminiert ist.
7. Dokument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Dokument (11) mit einer Photographie (13) beklebt ist und daß
eine Teilfläche der Kleberschicht (6) der Marke (10) mit der
Photographie (13) und eine andere Teilfläche der Kleber
schicht (6) der Marke (10) mit dem Substrat des Dokuments (11)
verbunden ist.
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