ES2576788T3

ES2576788T3 - Método para la producción de un cuerpo multicapa así como cuerpo multicapa

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Publication number: ES2576788T3
Application number: ES10732309.9T
Authority: ES
Inventors: Ludwig Brehm; René Staub
Original assignee: Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Current assignee: Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2016-07-11
Anticipated expiration: 2030-07-13
Also published as: JP2012533760A; RU2012105537A; WO2011006634A3; CN102574411A; US20140227488A1; US8691493B2; EP2454100B1; CN102574411B; RU2540056C2; JP5811484B2; AU2010272811B2; AU2010272811A1; US20120156446A1; DE102009033762A1; US9694618B2; WO2011006634A2; EP2454100A2; MX2012000781A; PL2454100T3

Abstract

método para la producción de un cuerpo multicapa (100), en el que a) sobre y/o en un estrato portador (1) con un primer lado (11) y un segundo lado (12), se forma un estrato decorativo mono- o multicapa (3) con una primera sección (8) y una segunda sección (9), en el que el estrato decorativo (3) visto perpendicularmente al plano del estrato portador (1) presenta en la primera sección (8) un primer coeficiente de transmisión y en la segunda sección (9) un segundo coeficiente de transmisión que es mayor en comparación con el primer coeficiente de transmisión, en el que dichos coeficientes de transmisión se refieren a una radiación electromagnética (7) con una longitud de onda adecuada para fotoactivación, caracterizado porque b) al menos una capa a estructurar (5) está dispuesta sobre el primer lado (11) del estrato portador (1), c) una capa de materia protectora (6) fotoactivable por medio de dicha radiación electromagnética (7) está dispuesta sobre el primer lado (11) del estrato portador (1), de modo que la capa de materia protectora (6) esté dispuesta sobre el lado orientado lejos del estrato portador (1) de la al menos una capa a estructurar (5) y el estrato decorativo (3) sobre el otro lado de la al menos una capa a estructurar (5), d) la capa de materia protectora (6) es expuesta desde el segundo lado (12) del estrato portador (1) por medio de dicha radiación electromagnética (7), en el que el estrato decorativo (3) mediante la formación de la primera sección (8) y de la segunda sección (9) sirve como máscara de exposición, y e) la al menos una capa a estructurar (5) y la capa de materia protectora (6), se estructuran en registro entre sí por medio de procesos que proporcionan estructuras sincronizados entre sí.

Description

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La figura 2a una sección esquemática de una realización alternativa de una segunda fase de fabricación;

La figura 3 una sección esquemática de una tercera fase de fabricación del cuerpo multicapa representado en la figura 8;

La figura 4 una sección esquemática de una cuarta fase de fabricación del cuerpo multicapa representado en la figura 8;

La figura 5 una sección esquemática de una quinta fase de fabricación del cuerpo multicapa representado en la figura 8;

La figura 6 una sección esquemática de una sexta fase de fabricación del cuerpo multicapa representado en la figura 8;

La figura 7 una sección esquemática de una séptima fase de fabricación del cuerpo multicapa representado en la figura 8;

La figura 7a una sección esquemática de una octava fase de fabricación del cuerpo multicapa representado en la figura 8;

La figura 8a una sección esquemática de una primera realización ejemplar de un cuerpo multicapa de acuerdo con la invención, construido con el uso de una materia protectora positiva;

La figura 8b una sección esquemática de una realización ejemplar alternativa de un cuerpo multicapa de acuerdo con la invención;

La figura 9 una sección esquemática de una realización ejemplar adicional de un cuerpo multicapa de acuerdo con la invención, construido con el uso de una materia protectora negativa;

La figura 10 una sección esquemática de una realización ejemplar adicional de un cuerpo multicapa de acuerdo con la invención;

Las figuras 11a-g representaciones esquemáticas de posibles diseños del estrato decorativo;

La figura 12 una sección esquemática de una realización ejemplar adicional de un cuerpo multicapa de acuerdo con la invención;

La figura 13 una sección esquemática de una fase de fabricación de un cuerpo multicapa;

La figura 14 una sección esquemática de una fase de fabricación adicional de un cuerpo multicapa; y

La figura 15 espectros de transmisión de diferentes absorbentes de UV.

Las figuras 1a a 14 están dibujadas, cada una, esquemáticamente y no a escala, para garantizar una clara representación de las características clave.

La figura 8a muestra un cuerpo multicapa 100, que comprende un estrato portador 1 con un primer lado 11 y un segundo lado 12, una capa funcional 2 dispuesta sobre el primer lado 11 del estrato portador 1, un estrato decorativo 3 dispuesto sobre la capa funcional 2 con una primera capa de laca 31 formada en una primera sección 8, una capa de replicación 4 adyacente al estrato decorativo 3, una capa estructurada 5 dispuesta sobre la capa de replicación 4 en registro con la primera capa de laca 3 y una capa de compensación 10 dispuesta sobre la capa de replicación 4 y la capa estructurada 5.

El estrato portador 1 comprende una película de plástico preferentemente transparente con un grosor entre 8 m y 125 m, preferentemente en el intervalo de 12 a 50 m, más preferentemente en el intervalo de 16 a 23 m. La película portadora 1 puede formarse como una película mecánica y térmicamente estable de un material transparente, por ejemplo de ABS (= acrilonitrilo-butadieno-estireno), BOPP (= polipropileno orientado biaxialmente), PEN, PC, pero preferentemente de PET. La película portadora 1 puede ser en este caso de orientación monoaxial o biaxial. Además, también es posible que la película portadora 1 esté compuesta no solamente por una capa, sino también por más capas. Por lo tanto, es posible, por ejemplo, que la película portadora 1 presente además de una portadora de plástico, por ejemplo una película de plástico descrita anteriormente, una capa de separación, que permite el desprendimiento de la estructura de capa compuesta por las capas 2 a 6 y 10 de la película de plástico, por ejemplo durante el uso del cuerpo multicapa 100 como película de estampación en caliente.

La capa funcional 2 puede comprender una capa de separación, por ejemplo de material fundido en caliente, que facilita un desprendimiento de la película portadora 1 de las capas del cuerpo multicapa 100, que están dispuestas sobre un lado de la capa de separación 2 alejado de la película portadora 1. Esto es particularmente ventajoso, cuando el cuerpo multicapa 100 está diseñado como un estrato de transferencia, como se emplea por ejemplo en un proceso de estampación en caliente o un proceso IMD. Se ha mostrado apropiado además, particularmente si el

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acuerdo con la invención. En contraste con la realización ejemplar representada en la figura 1a, en la realización ejemplar representada en la figura 1b, el estrato decorativo 3 no está formado sobre la película portadora 1, sino en la película portadora 1. La película portadora 1 está compuesta por tres capas 1a, 1b y 1c. Las dos capas externas 1a y 1c están compuestas por PC. La capa media entre ellas 1b está compuesta por un material plástico, por ejemplo uno con PC aditivado, que durante la acción de radiación láser de una energía particular, muestra un cambio de color de un primer estado transparente, incoloro, a un segundo estado transparente, coloreado, es decir el llamado ennegrecimiento por láser. El material plástico permanece en el segundo estado, una vez que lo ha conseguido, incluso después de que se ha retirado la radiación láser. Esto significa que la película portadora 1 es tanto estrato decorativo como portador.

La figura 1c muestra una configuración alternativa adicional de una primera fase de fabricación de un cuerpo multicapa de acuerdo con la invención. Como en el caso de la realización ejemplar representada en la figura 1b, también en realización ejemplar representada en la figura 1c el estrato decorativo 3 no se forma sobre la película portadora 1, sino en la película portadora 1. La película portadora 1 está compuesta por un material plástico, en el que el colorante/los pigmentos de color pueden difundirse. Para la formación del estrato decorativo 3, la segunda superficie 12 de la película portadora 1 se puso en contacto en la primera sección 8 durante un periodo de tiempo particular con una sustancia, a partir de la cual pigmentos de color pueden difundirse en la película portadora 1. Durante este periodo de tiempo, una parte de estos pigmentos de color se difunde en la película portadora 1, de modo que las secciones coloreadas 34 se forman con un grosor de capa específico. Esto significa que la película portadora 1 es tanto estrato decorativo como portador.

La figura 2 muestra una segunda fase de fabricación 100b del cuerpo multicapa 100, que se forma a partir de la primera fase de fabricación 100a en la figura 1a, mediante aplicación sobre la capa funcional 2 y la capa de laca 31 dispuesta por secciones, es decir sobre la primera sección 8, de una capa de replicación 4. Dicha capa puede ser una capa orgánica, que se aplica mediante procesos de revestimiento convencionales, como impresión, vertido o pulverización, en forma líquida. La aplicación de la capa de replicación 4 está previsto en este caso por toda el área. El grosor de capa de la capa de replicación 4 varía, dado que compensa/uniformiza los diferentes niveles del estrato decorativo 3, que comprende, la primera sección 8 y la segunda sección no impresa 9; en la primera sección 8 el grosor de capa de la capa de replicación 4 es más fino que en la segunda sección 9, de modo que el lado de la capa de replicación 4 alejado del estrato portador 1 antes de la formación de la estructura en relieve en la segunda zona 42 presenta una superficie plana, sustancialmente sin estructura. También es posible, sin embargo, que la capa de replicación 4 se aplique solamente en una subsección del cuerpo multicapa 100. La superficie de la capa de replicación 4 se estructura, mediante procesos conocidos, en una segunda zona 42 mientras que está sin estructurar en una primera zona 41. Para este fin, por ejemplo, como capa de replicación 4 se aplica una laca de replicación termoplástica mediante impresión, pulverización o lacado y una estructura en relieve se imprime en la segunda zona 42 en la laca de replicación 4, particularmente endurecible/secable térmicamente por medio de un troquel calentado

o un cilindro de replicación calentado. La capa de replicación 4 también puede ser una laca de replicación endurecible por UV, que se estructura, por ejemplo, mediante un cilindro de replicación y posteriormente se endurece por medio de radiación UV. La estructuración puede producirse como alternativa mediante una radiación UV a través de una máscara de exposición. De esta manera, la segunda zona 42 puede moldearse en la capa de replicación 4.

La figura 2a muestra una segunda fase de fabricación alternativa de un cuerpo multicapa, formado a partir de la fase de fabricación mostrada en la figura 1b, en la que en el primer lado 11 de la película portadora 1 se gofra una estructura en relieve 42. Esto significa que la película portadora 1 es tanto estrato decorativo, como portador como capa de replicación. Por supuesto, también son posibles alternativas, en las que en el estrato portador 1 solamente se gofra una estructura en relieve, sin embargo el propio estrato portador 1 no sirve como estrato decorativo.

La figura 3 una tercera fase de fabricación 100c del cuerpo multicapa 100, formada a partir de la segunda fase de fabricación 100b en la figura 2, en la que la capa a estructurar 5 se aplicó sobre la capa de replicación 4. Esta capa a estructurar 5 puede estar formada, por ejemplo, como una capa de metal depositada por vapor, por ejemplo de plata

o aluminio. La aplicación de la capa a estructurar es en este caso sobre toda el área. También es posible, sin embargo, que la aplicación esté prevista solamente en una subsección del cuerpo multicapa 100, por ejemplo en ayuda, por ejemplo, de una máscara de deposición por vapor que recubre por secciones.

La figura 4 muestra una cuarta fase de fabricación 100d del cuerpo multicapa 100, que se forma a partir de la tercera fase de fabricación 100c en la figura 3, en la que una capa de materia protectora fotoactivable 6 se aplicó sobre la capa a estructurar 5. La capa de materia protectora 6, en la presente realización ejemplar, está formada como una materia protectora positiva, es decir como una materia protectora, en la que las secciones expuestas más intensamente (= activadas) se disuelven tras la exposición. La capa de materia protectora 6 puede ser una capa orgánica, que se aplica mediante procesos de revestimiento clásicos, como impresión, vertido o pulverización, en forma líquido. También puede preverse que la capa de materia protectora 6 se aplique por deposición por vapor o que se lamine como una película seca.

La capa fotoactivable 6 puede ser, por ejemplo, una resina fotosensible positiva BAZ 1512 o AZ P 4620 de Clariant o S1822 de Shipley, que se aplica en una densidad por área de 0,1 g/m2 a 10 g/m2, preferentemente de 0,1 g/m2 a 1

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g/m2 sobre la capa a estructurar 5. El grosor de capa es guiado por la resolución deseada y el proceso. La aplicación está prevista, en este caso sobre toda el área. También es posible, sin embargo, prever la aplicación solamente en una subsección del cuerpo multicapa 100.

La figura 5 muestra una quinta fase de fabricación 100d del cuerpo multicapa 100, en la que cuerpo multicapa 100 presente, después de la cuarta fase de fabricación 100d, es irradiado. Radiación electromagnética 7 con una longitud de onda, adecuada para la activación de la capa de materia protectora fotoactivable 6, se radia desde el segundo lado 12 de la película portadora 1, es decir el lado de la película portadora 1, que es opuesto al lado de la película portadora 1 revestido con la capa de materia protectora 6, a través del cuerpo multicapa 100d. La irradiación sirve para activar la capa de materia protectora fotoactivable 6 en la segunda sección 9, en la que el estrato decorativo 3 presenta un coeficiente de transmisión más alto que en la primera sección 8. La intensidad y la duración de la exposición con la radiación electromagnética 7 es personalizada para el cuerpo multicapa 100e, de modo que la radiación 7 en la segunda sección 9 causa una activación de la capa de materia protectora fotoactivable 6, mientras que en la primera sección 8 impresa con la capa de laca 31 no causa una activación de la capa de materia protectora fotoactivable 6. Se ha mostrado apropiado, que el contraste provocado por la capa de laca 31 entre la primera sección 8 y la segunda sección 9 sea mayor que dos. Se ha mostrado apropiado, además, que la capa de laca 31 esté diseñada de modo que la radiación 7 después de atravesar todo el cuerpo multicapa 100e, presente una relación de los coeficientes de transmisión, es decir una relación de contraste de aproximadamente 1:2 entre la primera sección 8 y la segunda sección 9.

La figura 6 muestra una sexta fase de fabricación 100e “desarrollada” del cuerpo multicapa 100, formada aproximadamente la quinta fase de fabricación 100d en la figura 5, en la que una solución de desarrollo, por ejemplo disolvente o álcalis, particularmente una solución de carbonato sódico o una solución de hidróxido sódico que ha tenido lugar sobre la superficie de la capa de materia protectora fotoactivable expuesta 6 alejada de la película portadora 1. Como resultado de esto, la capa de materia protectora expuesta 6 se ha retirado en la segunda sección

9. En la primera sección 8 la capa de materia protectora 6 está intacta, dado que en esta sección, la cantidad de radiación absorbida no ha causado una activación suficiente. Tal como ya se ha mencionado, la capa de materia protectora 6 está formada por una resina fotosensible positiva en la realización ejemplar mostrada en la figura 6. Con una resina fotosensible de este tipo, las secciones expuestas con mayor intensidad 9 son solubles en la solución de desarrollo, por ejemplo en el disolvente. En contraste con esto, en el caso de una resina fotosensible negativa, las secciones no expuestas o menos expuestas 8 son solubles en la solución de desarrollo, tal como se representa a continuación en la realización ejemplar mostrada en la figura 9.

La figura 7 muestra una séptima fase de fabricación 100f del cuerpo multicapa 100, que se forma a partir de la sexta fase de fabricación 100e en la figura 6, en la que la capa a estructurar 5 en la segunda sección 9 se retiró mediante un agente de ataque químico. Esto es posible por el hecho de que, en la segunda sección 9, la capa a estructurar 5 no está protegida del ataque del agente de ataque químico por la capa de materia protectora 6 que sirve como máscara de ataque químico. El agente de ataque químico puede ser, por ejemplo, un ácido o álcali. De esta manera, se forman las secciones de la capa estructurada 5 que se muestran en la figura 7.

La figura 7a muestra una octava fase de fabricación 100g del cuerpo multicapa 100, que se forma a partir de la séptima fase de fabricación 100f en la figura 7, en la que las secciones que permanecen intactas de la capa de materia protectora 6 son retiradas adicionalmente del mismo modo (= "stripping"). La materia protectora de la capa de materia protectora 6, en términos generales, tiene una baja estabilidad química, dado que debe ser susceptible al ataque por la solución de desarrollo en el presente método. Si las secciones intactas de la capa de materia protectora 6 se dejaron sobre el cuerpo multicapa, por lo tanto, sería posible, que las regiones intactas de la capa de materia protectora 6 debiliten la estabilidad y la robustez del elemento de seguridad, por ejemplo en el caso, por ejemplo, de un ataque de falsificación sobre el cuerpo multicapa con el uso de disolventes o ácidos o álcalis. Mediante la retirada completa de la capa de materia protectora 6, por lo tanto, se evita esta desventaja. El hecho de que ciertas materia protectoras tengan solamente una baja estabilidad química, es decir sean sensibles a disolventes, puede aprovecharse, sin embargo, para sacar ventaja en algunos casos. Después de una aplicación del cuerpo multicapa 100 sobre un sustrato, particularmente la superficie un documento de seguridad, la materia protectora se lava junto con un colorante que colorea la materia protectora en caso de que se intenten manipulaciones. El intento de manipulación será visible, dado que la coloración de la materia protectora resulta cambiada.

De esta manera, por lo tanto, la capa a estructurar 5 puede estructurarse, sin tecnologías adicionales, en registro con las primera y segunda secciones 8 y 9 definidas por la capa de laca 31. En métodos convencionales para generar una máscara de ataque químico por medio de exposición con máscara, con lo que la máscara está presente como unidad independiente, por ejemplo como una película independiente o como placa de vidrio/cilindro de vidrio independiente, o como una capa aplicada por impresión posteriormente, surge el problema de que distorsiones lineales y/o no lineales en el cuerpo multicapa 100, causadas por etapas del método anteriores, más particularmente, las que implican tensión térmica y/o mecánica, como por ejemplo cuando se genera una estructura de replicación 42, no pueden compensarse completamente en toda el área del cuerpo multicapa 100, a pesar de que la orientación de las máscaras tiene lugar respecto a marcas de registro o correspondencia que están presentes en disposición preferentemente en los bordes horizontal y/o vertical del cuerpo multicapa. La tolerancia fluctúa en este

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caso dentro de un intervalo comparativamente grande por toda el área del cuerpo multicapa 100.

Con el método de acuerdo con la invención, primera y segunda secciones 8 y 9 definidas por la capa de laca 31 se utilizan como máscara, con lo que la capa de laca 31 se aplica en una etapa temprana del proceso en la producción del cuerpo multicapa 100, tal como se ha descrito anteriormente. Como resultado de esto, no puede haber tolerancias adicionales y tampoco fluctuaciones de tolerancia adicionales sobre el área del cuerpo multicapa 100, dado que la posterior generación de una máscara y el resultante requisito de posterior posicionamiento extremadamente en registro de esta máscara independiente del perfil de proceso hasta el momento, se evitan. Las tolerancias y las precisiones en registro en el caso del método de acuerdo con la invención se basan solamente en el perfil no absolutamente preciso del borde de color de las primera y segunda secciones 8 y 9 definidas por la capa de laca 31, cuya calidad está determinada por la técnica de impresión empleada en cada caso, y están situados, aproximadamente en el intervalo del micrómetro y, por lo tanto, muy por debajo de la capacidad de resolución del ojo; es decir el ojo humano desnudo ya no puede percibir las tolerancias presentes.

El cuerpo multicapa 100 representado en la figura 8a se forma a partir de la fase de fabricación 100g del cuerpo multicapa 100 representada en la figura 7a, en la que una capa de compensación 10 se aplica a la capa estructura expuesta dispuesta en la primera sección 8, y también a la capa de replicación 4 dispuesta en la segunda sección 9, y expuesta mediante la retirada de la capa a estructurar 5 y de la capa de resina fotosensible 6. En este caso, la capa de compensación 10 se aplica sobre toda el área.

Es posible que la capa de compensación 10 en la primera sección 8 y la segunda sección 9 se aplique, en cada una, en un grosor de capa diferente, por ejemplo mediante revestimiento con cuchilla, impresión o pulverización, de modo que la capa de compensación 10 presente una superficie plana, sustancial sin estructura en su lado alejado del estrato portador 1. El grosor de capa de la capa de compensación 10 varía, dado que compensa/uniformiza los diferentes niveles de la capa estructurada 5 dispuesta en la primera sección 8 y la capa de replicación 4 desnuda en la segunda sección 9. En la segunda sección 9, el grosor de capa de la capa de compensación 10 se selecciona mayor que el grosor de capa de la capa estructurada 5 en la primera sección 8, de modo que el lado de la capa de compensación 10 alejado del estrato portador 1 presente una superficie plana. También es posible, sin embargo, prever una aplicación de la capa de compensación 10 solamente en una subsección del cuerpo multicapa 100. Es posible que, sobre la capa de compensación 10 plana, se dispongan una o más capas adicionales, por ejemplo una capa de adhesión o capa adhesiva. De una manera ventajosa, también es posible, que la capa de adhesión o capa adhesiva asuma el efecto de compensación de nivel de la capa de compensación 10, de modo que no se necesite ninguna capa de compensación 10 independiente.

La figura 8b muestra una configuración alternativa del cuerpo multicapa 100 representado en la figura 8, que se forma a partir de la fase de fabricación 100f representada en la figura 7a del cuerpo multicapa 100, en la que una capa de compensación 10 se aplica a las secciones de la capa de materia protectora 6 que estaban retenidas en la primera sección así como a la capa de replicación 4 dispuesta en la segunda sección y expuesta mediante la retirada de la capa a estructurar 5 y la capa de resina fotosensible 6. En contraste con el cuerpo multicapa 100 representado en la figura 8a, el cuerpo multicapa mostrado en la figura 8b también comprende las regiones retenidas de la capa de materia protectora 6.

La figura 9 muestra un cuerpo multicapa 100' de acuerdo con la invención formado de manera alternativa, en el que, en contraste con el cuerpo multicapa 100 representado en la figura 8, se ha usado en lugar de una capa de materia protectora positiva 6 una capa de materia protectora negativa 6. Como resultado, la capa estructurada 5 y la capa de materia protectora 6 no están dispuestas como la capa de laca 31 en la primera sección 8, sino en la segunda sección 9. La capa estructurada 5 y la capa de materia protectora 6 del cuerpo multicapa alternativo 100' están dispuestas, de hecho, en registro con los límites de sección de las secciones 8, 9 de la capa de laca 31, como el cuerpo multicapa 100 representado en la figura 8, pero no están dispuestas de forma coincidente con la capa de laca 31, sino en los intersticios no impresos 9 de la capa de laca 31.

La figura 10 muestra un cuerpo multicapa 100", en el que el estrato decorativo 3 consiste en una capa de laca 31 formada por secciones, que se dispone sobre el segundo lado 12 de la película portadora 1, con lo que el segundo lado 12 opuesto al primer lado 11 de la película portadora 1, sobre el que se dispone la capa estructurada 5.

Las figuras 11a a 11g muestran en una representación esquemática diferentes configuraciones de acuerdo con la invención del estrato decorativo 3. En cada caso se representa una película portadora 1 con un lado inferior y un lado superior, sobre el que se dispone un estrato decorativo 3 que comprende una primera sección 8 y/o una segunda sección 9 en diferentes disposiciones. En todas las configuraciones mostradas, el lado superior puede ser el primer o el segundo lado del cuerpo multicapa de acuerdo con la invención.

Cuando en lo sucesivo se hace referencia a una “primera capa de laca” y una “segunda capa de laca”, esto significa que hay dos capas de laca formada de forma diferente, por ejemplo con diferentes propiedades ópticas como color y/o diferentes propiedades mecánicas como Módulo de elasticidad, con diferentes coeficientes de transmisión. Dos primeras capas de laca, de las que se describe forma explícita que presentan un grosor de capa diferente entre ellas, tienen, del mismo modo, un coeficiente de transmisión diferente. Si no se describe explícitamente que dos elementos de capa de una primera capa de laca presentan un grosor de capa diferente, debe suponerse entonces,

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