DE4130896A1 - Schichtverbund mit beugungsstrukturen - Google Patents

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.