DE102012202769A1

DE102012202769A1 - Verfahren zum Herstellen eines zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Laminatbogens und Sicherheits- und/oder Wertdokument

Info

Publication number: DE102012202769A1
Application number: DE201210202769
Authority: DE
Inventors: Olga Kulikovska; Olaf Dressel; Oliver Muth
Original assignee: Bundesdruckerei GmbH
Current assignee: Bundesdruckerei GmbH
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2013-08-29
Anticipated expiration: 2032-02-24
Also published as: DE102012202769B4

Abstract

Zur Verbesserung der Handhabbarkeit und Haltbarkeit von Sicherheits- und/oder Wertdokumenten, die ausschließlich aus relativ spröden Kunststoffmaterialien gebildete Dokumentenseiten aufweisen, wird ein Verfahren zum Herstellen eines zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Laminatbogens 500 angegeben, der zum Einbinden in ein derartiges Sicherheits-und/oder Wertdokument vorgesehen ist und der einen Gelenkbereich 30 für das Dokument aufweist. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: a) Bereitstellen einer zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Kernlage 100; b) Erzeugen von Mikroperforationen 10, 10‘, 10“, 10“‘ in der Kernlage 100 in einem Perforationsbereich 20, der dem zu bildenden Gelenkbereich 30 entspricht; c) Zusammentragen der die Mikroperforationen 10, 10‘, 10“, 10“‘ aufweisenden Kernlage 100 zumindest an einer Seite der Kernlage mit wenigstens einer zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Außenlage 200, 200‘ zu einem Stapel, wobei die wenigstens eine Außenlage zumindest den Perforationsbereich 20 der Kernlage 10 abdeckt und d) Laminieren des Stapels zu einem Verbund, sodass sich die Kernlage 100 und die wenigstens eine Außenlage 200, 200‘ unter Bildung des Laminatbogens 500 miteinander verbinden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Laminatbogens mit einem Gelenkbereich, wobei der Laminatbogen zum Einbinden in ein Sicherheits- und/oder Wertdokument vorgesehen ist, sowie ein Sicherheits- und/oder Wertdokument mit wenigstens einem derartigen Laminatbogen. Derartige Laminatbögen werden vorzugsweise in Sicherheitsdokumenten, insbesondere Reisepässen und Ausweisen, beispielsweise Personalausweisen, verwendet und zwar bevorzugt, um Personalisierungsdaten auf einer durch diesen Laminatbogen gebildeten Seite wiederzugeben.
Derartige buchartige Idenfikationsdokumente bestehen typischerweise aus einem Leineneinband und mehreren aus Papier bestehenden Datenseiten zur Aufnahme von Daten und Visa sowie aus mindestens einer der Personalisierung dienenden Dokumentenseite, der Personalisierungsseite, auf der personenspezifische Daten, wie der Name des Inhabers, dessen Geburtstag und -ort, Lichtbild, Unterschrift und Wohnort, angegeben sind. Früher sind hierfür ausschließlich Spezialpapiere verwendet worden. Auch die Personalisierungsseiten bestanden aus derartigem Papier. Zur Erhöhung der Sicherheitsstandards zur Verhinderung der Fälschung oder Verfälschung dieser Dokumente wurden für die Personalisierungsseiten Papierseiten später beidseitig mit Kunststofffolien laminiert. Heutzutage werden die Personalisierungsseiten deutscher Reisepässe ausschließlich aus Kunststoff hergestellt. Der Leineneinband bildet zusammen mit den Datenseiten und der/den Personalisierungsseite(n) ein buchartiges Dokument, das an einer Falzstelle auf- und zugeklappt werden kann. Die Einbanddecke, die Datenseiten und die Personalisierungsseiten werden typischerweise mittels Nähen im Scharnier-/Falzbereich miteinander verbunden.
Beim Gebrauch eines Sicherheits- und/oder Wertdokuments besteht insbesondere bei Verwendung der nunmehr eingesetzten Personalisierungsseiten aus Kunststoff das Problem, dass diese im Falzbereich leicht brechen können oder in diesem Bereich zumindest so steif sind, dass das Dokument ohne Krafteinwirkung weder im vollständig geöffneten noch vollständig geschlossenen Zustand liegen bleibt. Dies geschieht besonders dann, wenn die Personalisierungsseite aus Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat/Polyethylen hergestellt ist, weil diese Materialien relativ steif sind und zum Sprödbruch neigen. Derartige Materialien sind aber andererseits besonders vorteilhaft, weil sie sich für eine Schwärzung mittels Lasereinwirkung eignen, sodass eine aus diesen Materialien hergestellte Personalisierungsseite auch nach deren Herstellung sehr leicht personalisiert werden kann ( DE 10 2004 055 495 A1 ).
Aus DE 10 2004 048 361 A1 geht ein buchartiges Wertdokument mit einem Umschlag hervor, das mehrere Datenseiten aufweist. Der Umschlag besteht aus einer personalisierbaren Kunststoffschicht oder aus Laminatschichten mit zumindest einer Personalisierdatenseite. Der Umschlag kann daher durch eine untere und eine obere Laminatschichtumhüllung gebildet sein, die sich auch über den Scharnier- oder Falzbereich des Dokuments erstreckt. Alternativ kann der Scharnier- oder Falzbereich auch durch ein thermoplastisches Elastomer gebildet sein. Die Personalisierdatenseite ist zwischen der Laminatschichtumhüllung aufgenommen, erstreckt sich aber nicht in den Falzbereich.
Um ein Personaldokument mit langer Lebensdauer bereitzustellen, wird in DE 10 2004 055 495 A1 ein Personaldokument in Heftform vorgeschlagen, das einen Einband, Innenseiten und eine Personalisierungsseite aufweist, wobei die Innenseiten und die Personalisierungsseite mittels einer Naht im Einband befestigt sind und wobei die Personalisierungsseite eine aus einer textilen Schicht bestehende Kernlage aufweist, die beidseitig mit einer thermoplastischen Kunststoffschicht verbunden ist. Die Kunststoffschichten decken die Kernlage bis auf einen Überstand ab. Die Personalisierungsseite ist im Bereich des Überstandes mittels der Naht vernäht.
Um den Nachteil der Steifigkeit derartiger Dokumente zu überwinden, geht aus DE 10 2005 057 241 A1 ein Verfahren zur Herstellung einer gefalteten Trägeranordnung hervor. Die Trägeranordnung wird als Prelaminat in einem Bogenformat bereitgestellt. Zur Bildung der gefalteten Trägeranordnung wird in einen Falzbereich des Prelaminats eine Profilierung eingebracht. Dadurch wird die ursprüngliche Steifigkeit der Prelaminatbögen dafür ausgenutzt, dass diese Steifigkeit die Trägeranordnung im gefalzten Zustand hält. Die Profilierung kann mittels eines Prägestempels oder eines Rillenwerkzeuges eingebracht werden.
Ferner ist in DE 10 2004 008 662 A1 ein Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von Identifikationsseiten für gebundene Dokumente beschrieben. Mit diesem Verfahren können scharnierartige Einrichtungen in Form von Streifen bereits bei der serienmäßigen Herstellung derartiger Identifikationsseiten für Booklets erzeugt werden. Hierzu wird zunächst eine bedruckte Bahn in einem ersten Schritt aus bedrucktem Material mit reihenartig angeordneten Bedruckungseinheiten bereitgestellt. Danach werden zwischen den Bedruckungseinheiten senkrecht zur Längsrichtung der Bahn schlitzartige Durchgangsöffnungen in der bedruckten Bahn gebildet. Anschließend werden eine erste untere folienartige Bahn, die bedruckte und geschlitzte Bahn und eine zweite obere folienartige Bahn schichtartig angeordnet. Danach werden die schichtartig angeordneten Bahnen zu einem Verbund laminiert, und der Verbund wird schließlich zwischen den reihenartig angeordneten Bedruckungseinheiten in einzelne Verbundeinheiten derart getrennt, dass jede Verbundeinheit entlang mindestens einer seiner Seiten einen Streifen ohne Anteile der bedruckten Bahn aufweist.
Die bekannten Einrichtungen und Verfahren weisen den Nachteil auf, dass das Kunststoffmaterial der Personalisierungsseite sehr steif ist und beim häufigen Öffnen und Schließen des Dokuments leicht bricht (Sprödbruch), da sich innerhalb des Materials zuerst kleine und dann größere Risse bilden, die beim weiteren Anwachsen schließlich zum Brechen des Materials führen. Es hat sich herausgestellt, dass sich dieses Problem an Personalisierungsseiten derartiger Dokumente dann zeigt, wenn diese mit einem der vorstehend genannten Verfahren gebildet sind. Somit besteht das Problem, dass die Sicherheits- und/oder Wertdokumente, die mit bekannten Verfahren hergestellt sind, hinsichtlich ihrer Handhabbarkeit und Haltbarkeit nicht den gestellten Anforderungen entsprechen.
Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem Laminatbögen für das Einbinden in ein Sicherheits- und/oder Wertdokument hergestellt werden können, die auch bei häufigem Öffnen und Schließen des Dokuments keinen Sprödbruch zeigen, sodass sie ausreichend lange haltbar sind, und die außerdem eine einfache Handhabbarkeit beim Aufschlagen und Schließen des Dokuments aufweisen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und das Sicherheits- und/oder Wertdokument, beispielsweise einen Reisepass oder Ausweis, etwa Personalausweis, gemäß Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Soweit nachfolgend in der Beschreibung und in den Ansprüchen die Begriffe Kernlage und Außenlage in der Singularform verwendet werden, sind zusätzlich auch deren Pluralbegriffe gemeint, unabhängig von dem Zusammenhang, in dem die Begriffe verwendet werden, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird. In umgekehrter Art und Weise kann, sofern solche Begriffe in der Pluralform verwendet werden, an deren Stelle auch die jeweilige Singularform treten, unabhängig von dem Zusammenhang, in dem diese Begriffe verwendet werden.
Die Kernidee der Erfindung besteht darin, den Laminatbogen bei der Herstellung unter Bildung von Mikroperforationen in einer Kernlage des Bogens vor dem Laminieren so zu modifizieren, dass sich in dem laminierten Bogen auch bei häufigem Verbiegen in dem Bereich, in dem die Mikroperforationen gebildet sind, keine Risse bilden und dass in dem Biegebereich (Gelenkbereich des Bogens) erst recht kein Sprödbruch auftritt und dass dieses Ziel dadurch erreicht wird, dass in die Kernlage in dem dem Gelenkbereich des Dokuments entsprechenden Bereich Mikroperforationen eingebracht werden, bevor die Kernlage mit der Außenlage oder den Außenlagen zu einem Verbund laminiert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Laminatbogens, der zum Einbinden in ein Sicherheits- und/oder Wertdokument vorgesehen ist und der einen Gelenkbereich für das Dokument aufweist, umfasst folgende Verfahrensschritte:

a. Bereitstellen einer zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Kernlage;
b. Erzeugen von Mikroperforationen in der Kernlage in einem Perforationsbereich, der dem zu bildenden Gelenkbereich entspricht;
c. Zusammentragen der die Mikroperforationen aufweisenden Kernlage zumindest an einer Seite der Kernlage mit wenigstens einer zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Außenlage zu einem Stapel, wobei die wenigstens eine Außenlage zumindest den Perforationsbereich der Kernlage abdeckt und
d. Laminieren des Stapels zu einem Verbund, sodass sich die Kernlage und die wenigstens eine Außenlage unter Bildung des Laminatbogens miteinander verbinden.

Erfindungsgemäß ist der derart hergestellte Laminatbogen Bestandteil eines Sicherheits- und/oder Wertdokuments. Zur Herstellung des Dokuments wird der Laminatbogen mit anderen Bestandteilen des Dokuments, beispielsweise einer Einbanddecke und Datenbögen, die im Dokument Datenseiten bilden, verbunden, beispielsweise durch Vernähen.
Die Mikroperforationen in der Kernlage bewirken, dass der Laminatbogen auch bei häufigem Öffnen und Schließen des Dokuments, in das der Bogen eingebunden, beispielsweise eingenäht ist, nicht bricht, sondern dass der Gelenkbereich des Bogens viele Biegeoperationen ohne Beschädigung übersteht. Außerdem wird die Handhabbarkeit des Dokuments, das den Laminatbogen enthält, dadurch vereinfacht, dass der Bogen im Bereich der Mikroperforationen sehr viel leichter gebogen werden kann als herkömmliche Laminatbögen, die keine Mikroperforationen in diesem Bereich aufweisen, denn der Bogen ist in dem Gelenkbereich weniger steif als herkömmliche Bögen.
Die Biegeoperationen, die der Laminatbogen ohne Beschädigungen ohne Weiteres übersteht, betreffen die Erzeugung von Krümmungen entlang eines lang gestreckten Bereiches über die gesamte Breite des Bogens, damit beispielsweise eine Hälfte des Bogens über dessen andere Hälfte deckend gefaltet werden kann. Die Krümmung soll in diesem Falle eine Faltung auf ca. 0° zwischen den beiden übereinander gefalteten Bogenbereichen ermöglichen, etwa entsprechend dem Schließen eines Buches, während ein Aufschlagen die Öffnung des Bogens auf ca. 180° zwischen den beiden Bogenbereichen bedeutet. Der Krümmungsradius im Bereich des Gelenks bei geschlossenem Dokument hängt von der Steifigkeit des Bogens ab, die wiederum von der Gesamtdicke des Bogens abhängt. Der Krümmungsradius kann beispielsweise im Bereich von ca. 0,1 mm bis ca. 1 mm liegen.
Beim Laminieren der übereinander gestapelten Kernlage und der wenigstens einen Außenlage werden die Materialien der Kernlage und der Außenlage(n) zumindest erweicht und dringen daher zumindest teilweise in die Mikroperforationen ein. Dabei entweicht darin enthaltene Luft. Bei einer Erwärmung auf eine höhere Temperatur und/oder bei längerer Erwärmung beim Laminieren kann das Material der Außenlage(n) auch in die Mikroperforationen eindringen und diese vollständig ausfüllen, wobei auch das Material der Kernlage durch die Erhitzung und Ausübung des Pressdruckes während der Lamination weich und plastisch werden kann. Dadurch können die Mikroperforationen teilweise oder vollständig mit dem Material der Außenlage(n) und gegebenenfalls auch der Kernlage gefüllt werden. In den Mikroperforationen anfangs noch vorhandene Luft wird gegebenenfalls teilweise oder vollständig ausgetrieben. Dies geschieht insbesondere dann, wenn der Laminiervorgang unter Vakuumbedingungen durchgeführt wird.
Durch das Eindringen des Kunststoffmaterials in die Mikroperforationen fällt der Laminatbogen im Bereich der Perforationen ein, sodass dessen Dicke in diesem Bereich geringer wird als in den übrigen Bereichen des Bogens. Dies allein erhöht bereits die Flexibilität des Bogens im Gelenkbereich. Dadurch wird auch die Sprödbruchgrenze zu höheren Werten verschoben, sodass der Laminatbogen haltbarer wird. Darüber hinaus tragen die Mikroperforationen zusätzlich zur Stabilität des Bogens in diesem Bereich bei. Denn es wurde beobachtet, dass allein eine Abdünnung des Bogens im Gelenkbereich, wie beispielsweise bei der Identifikationsseite von DE 10 2004 008 662 A1 , einen Sprödbruch noch nicht verhindert. Auch die Verbundteile dieses Dokuments weisen dadurch, dass im Bereich eines seitlichen Streifens kein Teil des bedruckten Kartenbogens zwischen der unterseitigen Folie und der oberseitigen Folie angeordnet ist, in diesem Bereich ebenfalls eine geringere Dicke des Verbundteils auf, ohne dass aber das Problem des Sprödbruches damit behoben wird. Allein die Mikroperforationen selbst scheinen demnach zumindest dazu beizutragen, wenn nicht gerade ursächlich dafür zu sein, dass das Material dazu neigt, die Bildung von Rissen zu verhindern. Dies kann möglicherweise daran liegen, dass Inhomogenitäten in Form der – gegebenenfalls teilweise mit Kunststoffmaterial gefüllten – Mikroperforationen in dem Bogenmaterial die Ausbreitung von Rissen verhindert, da letztere an diesen Inhomogenitäten gestoppt werden. Es wird vermutet, dass sich daher einmal entstandene Mikrorisse im Material an den Mikroperforationen nicht mehr fortsetzen. Derartige Risse haben sich als Vorläufer eines Sprödbruches erwiesen. Durch die Mikroperforationen hervorgerufene Inhomogenitäten im Material der Kernlage liegen auch im laminierten Verbund noch vor, da eine Vermischung der Materialien beim Laminiervorgang nicht stattfindet.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden die Mikroperforationen in dem Perforationsbereich in einem regelmäßigen Muster und vorzugsweise in geringem Abstand voneinander erzeugt. Der Abstand zwischen benachbarten Mikroperforationen kann beispielsweise in einem Bereich von 100 µm bis 1000 µm liegen. Beispielsweise können sich eine oder mehrere Reihen von Mikroperforationen in der Kernlage befinden, die sich entlang des Gelenks im Bogen und in Bereichen parallel dazu erstrecken. Die Mikroperforationen können in der Kernlage auch in einer matrixförmigen Anordnung, etwa in einem Muster von an den Ecken von flächig aneinander angrenzenden Quadraten, Rechtecken oder Dreiecken liegenden Mikroperforationen gebildet sein. Somit kann beispielsweise eine hexagonale Anordnung von Mikroperforationen gebildet werden.
Die Mikroperforationen können beliebig geformt sein. Sie können einen kreisförmigen, ovalen, quadratischen, rechteckigen, dreieckigen, schlitzförmigen, sternförmigen, halbmond- oder viertelmondförmigen Querschnitt (jeweils senkrecht zur Achse einer Perforation) oder einen noch anderen Querschnitt, etwa in Form von Buchstaben, anderen Schriftzeichen, Zahlen, anderen Zeichensymbolen oder dergleichen, aufweisen. Die Mikroperforationen können insbesondere prismatisch sein, d.h. ein Vieleck als Grundfläche und Seitenflächen und gegebenenfalls Seitenkanten aufweisen, die parallel zueinander verlaufen.
Die Querschnittsfläche der Mikroperforationen (d.h. die Querschnittsfläche parallel zur Kernlagenebene) beträgt typischerweise 1800 µm² bis 8 mm², vorzugsweise 0,05 mm² bis 0,5 mm². Im Falle kreisförmiger Mikroperforationen beträgt deren Durchmesser 50 µm bis 3000 µm, vorzugsweise 250 µm bis 800 µm.
In einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden im Perforationsbereich zwei Gruppen von Mikroperforationen erzeugt, die sich hinsichtlich des jeweiligen Querschnittes voneinander unterscheiden, wobei Mikroperforationen mit großem Querschnitt in einem Zentralbereich des Perforationsbereiches und Mikroperforationen mit geringem Querschnitt in wenigstens einem an den Zentralbereich angrenzenden Randbereich des Perforationsbereiches erzeugt werden. Beide Bereiche, der Zentralbereich und die daran angrenzenden Bereiche, sind vorzugsweise lang gestreckt und erstrecken sich jeweils parallel zueinander. Dadurch kann ein Übergang zwischen einem stärker perforierten Bereich und schwächer perforierten Bereichen geschaffen werden. Außerdem können auch drei oder noch mehr Gruppen von Mikroperforationen mit jeweils unterschiedlichem Querschnitt vorgesehen sein. Die Dicke des Laminatbogens kann aus diesem Grunde im Gelenkbereich kontinuierlich bis zu einem Minimum abnehmen und dann wieder anwachsen. Dies ermöglicht eine besonders flexible Gelenkfunktion. Die Mikroperforationen mit großem Querschnitt haben vorzugweise einen Querschnitt, der um mindestens 30 %, vorzugsweise um mindestens 100 %, weiter vorzugsweise mindestens um 250 % und am meisten bevorzugt mindestens um 400 % größer ist als der der Mikroperforationen mit kleinem Querschnitt.
Die Mikroperforationen können mit verschiedenen Verfahren erzeugt werden:
In einer ersten Erfindungsvariante können die Mikroperforationen mit einem nicht abtragenden Verfahren gebildet werden. Beispielsweise können die Mikroperforationen in dieser Erfindungsvariante durch Aufschmelzen des Materials der Kernlage gebildet werden. Hierzu kann insbesondere ein Laserverfahren eingesetzt werden. Ein hierfür geeigneter Laser ist ein CO₂-Laser, wenn der Laserstrahl mit einer so geringen Leistungsdichte betrieben wird, dass das Material der Kernlage lediglich aufgeschmolzen wird, um die Mikroperforationen zu bilden. Bei Anwendung des nicht abtragenden Perforierungsverfahrens bilden sich naturgemäß Wülste im Bereich der Perforationen, sodass das Material der Kernlage dadurch weiter verstärkt wird. In diesem Falle findet beim Laminieren der Kernlage mit der oder den Außenlagen praktisch keine Abdünnung des entstehenden Laminats statt, da die ursprüngliche Materialmenge der Kernlage erhalten bleibt. Trotzdem ist ein derartig gebildetes Laminat im Gelenkbereich auch bei häufigem Öffnen und Schließen des Dokuments weitgehend resistent gegen Sprödbruch.
In einer zweiten Erfindungsvariante können die Mikroperforationen mit einem abtragenden Verfahren gebildet werden. Beispielsweise können die Mikroperforationen in dieser Erfindungsvariante ebenfalls mit einem Laserverfahren erzeugt werden, etwa mit einem Excimerlaser (Laser mit Emission im UV-Bereich) oder ebenfalls mit einem CO₂-Laser, wobei der Excimerlaser das Kunststoffmaterial der Kernlage zersetzt, sodass praktisch ausschließlich gasförmige Reaktionsprodukte entstehen, die abgeführt werden, und wobei der CO₂-Laser mit einer so großen Energiedichte betrieben wird, dass das Kunststoffmaterial der Kernlage verdampft und damit ebenfalls abgeführt werden kann. Alternativ können die Mikroperforationen auch mittels mechanischer Verfahren erzeugt werden, etwa durch Stanzen oder Bohren. Bei Anwendung der abtragenden Verfahren wird die Dicke des Laminatbogens im Gelenkbereich deutlich abgesenkt. Dadurch kann eine zusätzliche Flexibilität des Laminatbogens in diesem Bereich erreicht werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung können die Kernlage und die wenigstens eine Außenlage aus Polycarbonat (PC) und insbesondere Bisphenol A-Polycarbonat, gebildet sein. Diese Materialien werden bevorzugt für die Herstellung von Sicherheits- und/oder Wertdokumenten eingesetzt. Sie können insbesondere verstärkt sein, beispielsweise mit Glasfasern.
Alternativ können aber auch beliebige andere Kunststoffmaterialien verwendet werden. Vor allem kann die Kernlage aus einem anderen Polyester als Polycarbonat, beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET), bestehen. Insbesondere können die Kernlage und die Außenlagen aus Kunststoffmaterialien hergestellt sein oder diese enthalten, welche beispielsweise auf Basis eines Polymerwerkstoffs aus der Gruppe, umfassend Polyethylenterephthalat (PET), Polymethylmethacrylat (PMMA), thermoplastische Polyurethanelastomere (TPU), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyimid (PI), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS), Polyvinylchlorid (PVC) und Copolymere dieser Polymere, hergestellt sind. Die Kernlage und die Außenlagen können auch jeweils aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Ferner können die Kunststoffe auch gefüllt sein, etwa mit Verstärkungsmaterialien, wie Fasern, Gewebe, grobteiligen und kleinteiligen Pulvern und Flakes (Plättchen), ferner mit Farbstoffen, auch Fluoreszenzfarbstoffen, Pigmenten und mit anderen Zuschlagsstoffen und Additiven. Die Verstärkungsmaterialien können sich insbesondere in der Kernlage befinden. Die Fasern können beispielsweise Glasfasern sein. Derartige Glasfasern können als lange, beispielsweise 0,5 cm bis 2 mm lange, oder kurze, beispielsweise 50 mm bis 300 mm lange, Fasern vorliegen. Beispielsweise können sowohl kurze als auch lange Glasfasern in der Kernlage enthalten sein. Durch die Menge und die relativen Anteile der kurzen und langen Glasfasern im Material können die Materialeigenschaften der Kernlage und des aus dieser hergestellten Bogens stark beeinflusst und insbesondere verbessert werden. Auch das Gewebe kann aus Glasfasern bestehen. Alternativ kann das Gewebe auch ein textiles Gewebe sein.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Kernlage dicker als die wenigstens eine Außenlage. Die Dicke der Kernlage beträgt vorzugsweise 150 µm bis 300 µm und die Dicke jeder Außenlage vorzugsweise 30 µm bis 70 µm. Dadurch verstärkt sich der Einfluss der Mikroperforationen auf die Biegewechselfestigkeit des Laminatbogens, da die Kernlage in diesem Falle einen größeren Materialanteil an dem Laminatbogen hat als dann, wenn die Kernlage dünner ist als die Außenlagen oder wenn die Kernlage und die Außenlagen gleich dick sind.
Die Kernlage kann des Weiteren in einer ersten Ausführungsvariante lediglich einseitig mit einer oder mehreren Außenlagen aneinander anliegend gestapelt und zu einem Verbund laminiert werden oder in einer zweiten Ausführungsvariante auch beidseitig. Gemäß der ersten Ausführungsvariante wird nur eine der beiden Seiten der Kernlage mit einer Außenlage laminiert, während die andere freiliegend bleibt, sodass sich durch die Mikroperforationen in der Kernlage eine taktile Struktur an dieser Seite ergibt, die als zusätzliches Sicherheitsmerkmal verwendet werden kann. Außerdem neigt ein derartig hergestellter Laminatbogen dazu, sich nach dem Laminieren in Richtung der Seite zu verkrümmen, an der sich keine Außenlage befindet, zumindest dann, wenn für die Kernlage und die Außenlagen verschiedene Materialien verwendet werden, deren thermische Ausdehnungskoeffizienten verschieden sind. Gemäß der zweiten Ausführungsvariante wird an jeder der beiden Seiten der Kernlage wenigstens eine Außenlage angeordnet. Damit ist die Kernlage von außen vollständig abgeschlossen.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eine erste Außenlage an einer ersten Seite der Kernlage dicker ausgebildet, beispielsweise 50 µm bis 70 µm, als wenigstens eine zweite Außenlage an einer zweiten Seite der Kernlage, die beispielsweise 25 µm bis 50 µm dick sein kann. Die Wahl unterschiedlicher Dicken für die Außenlagen an den beiden Seiten der Kernlage führt dazu, dass sich der Laminatbogen im Gelenkbereich von selbst krümmt, sodass das Dokument, in das der Laminatbogen eingebunden wird, trotz der insgesamt bestehenden Materialsteifigkeit des Bogens leichter gebogen werden kann. Auf diese Weise kann ein diesen Bogen enthaltendes Dokument leichter geschlossen werden.
Die Mikroperforationen in der Kernlage führen somit zu einer verbesserten Handhabbarkeit und Haltbarkeit des Sicherheits- und/oder Wertdokuments. Darüber hinaus können die Mikroperforationen auch als weiteres Sicherheitselement verwendet werden: Beispielsweise können die Kernlage opak und die Außenlagen transparent oder transluzent sein. In diesem Falle wird erreicht, dass das Dokument im Bereich der Mikroperforationen durchscheinend ist. Dies gilt nicht nur dann, wenn das Kunststoffmaterial der Außenlagen beim Laminieren nicht oder nur teilweise in die Mikroperforationen eindringt, sondern auch dann, wenn das transparente Material der Außenlagen in die Mikroperforationen eindringt. Dies stellt ein weiteres Sicherheitsmerkmal dar. Alternativ muss die Kernlage nicht notwendigerweise opak sein, um ein derartiges Sicherheitsmerkmal zu bilden. Ein Sicherheitsmerkmal ergibt sich auch dann, wenn sowohl das Material der Kernlage als auch das der Außenlage(n) beispielsweise transparent sind, sofern sich die Brechungsindices der Materialien unterscheiden. Auch in diesem Falle würde man die Mikroperforationen im Inneren des Dokuments erkennen. Die Mikroperforationen können, wie bereits erwähnt, weiterhin in einer speziellen Form und/oder in einer speziellen Anordnung in die Kernlage eingebracht sein. Unter einer speziellen Form werden Mikroperforationen verstanden, die keinen kreisrunden Querschnitt, sondern einen ovalen, quadratischen, rechteckigen, dreieckigen, sternförmigen oder anders geformten Querschnitt aufweisen. Unter einer speziellen Anordnung ist eine Anordnung zu verstehen, die beispielsweise eine Information wiedergibt, beispielsweise eine länderspezifische Information oder eine individualisierende Information, beispielsweise die Nummer des Dokuments. Für diese Fälle ist es zusätzlich vorteilhaft, die Mikroperforationen in einem Bereich anzuordnen, der von einem Betrachter noch wahrgenommen werden kann. Dies ist dann der Fall, wenn sich die Mikroperforationen nicht ausschließlich an der Befestigungsstelle des Laminatbogens im Dokument befinden, sondern auch in einem angrenzenden Bereich.
Der Gelenkbereich des Laminatbogens, also der Bereich, in dem die Mikroperforationen in der Kernlage angebracht werden, kann sich in einem mittleren Bereich des Bogens befinden, sodass der Bogen beim Einbinden in das Dokument zwei Dokumentenseiten bildet. Alternativ kann sich der Gelenkbereich in einem Randbereich des Laminatbogens befinden, sodass eine Lasche gebildet wird, über die der Bogen in das Dokument eingebunden wird. In diesem Falle bildet dieser lediglich eine Dokumentenseite. In jedem Falle sollte sich der Bereich, in dem sich die Mikroperforationen befinden, im Wesentlichen über die gesamte Breite des Laminatbogens erstrecken, damit der Bogen entlang eines lang gestreckten Bereiches, über den sich diese Breite erstreckt, gebogen werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Einbanddecke aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere PC, PVC, ABS, PET, C-PET (kristallines PET), PP, PA oder Teslin^® (PPG Industries Inc., US) hergestellt sein. Dadurch lässt sich eine Vielzahl von Sicherheitsmerkmalen, wie beispielsweise kinegraphische und holographische Sicherheitsmerkmale, einbringen, die auch zur Personalisierung dienen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen die nachfolgend beschriebenen Figuren. Diese stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und schränken den Bereich der unter Schutz gestellten Erfindung nicht ein. Es zeigen im Einzelnen:
1: eine mit Mikroperforationen versehene Kernlage in einer schematischen Draufsicht; a) mit Mikroperforationen mit einheitlicher Größe; b) mit drei Typen von Mikroperforationen, die jeweils eine andere Größe haben;
2: eine mit Mikroperforationen versehene Kernlage und jeweils eine an einer Seite der Kernlage angeordnete Außenlage in einer schematischen Querschnittsansicht;
3: einen laminierten Verbund aus einer mikroperforierten Kernlage und zwei Außenlagen in einer schematischen Querschnittsansicht;
4: einen laminierten Verbund aus einer mikroperforierten Kernlage und zwei unterschiedlich dicken Außenlagen in einer schematischen Querschnittsansicht;
5: eine Personalisierungsseite aus einem laminierten Verbund mit einem Gelenkbereich und einer Naht zum Verbinden mit anderen Seiten und/oder einem Umschlag eines Sicherheits- und/oder Wertdokuments in einer perspektivischen Ansicht.
In der nachfolgenden Figurenbeschreibung geben gleiche Bezugsziffern Elemente mit derselben Funktion an.
Die in 1 gezeigten Ansichten von Kernlagen 100, beispielsweise aus opakem Bisphenol A-Polycarbonat, weisen Mikroperforationen 10, 10‘, 10“, 10“‘ in einem Perforationsbereich 20 auf. Die Ansichten zeigen die Kernlagen 100 lediglich ausschnittsweise. Beispielsweise können sich die Kernlagen an den Seiten fortsetzen, die durch geschweifte Seitenränder 101, 102, 103 kenntlich gemacht sind. Der jeweilige rechte Seitenrand 104, der gerade verlaufend gezeigt ist, stellt den rechten Seitenrand der Kernlage 100 dar. Die Perforationen 10, 10‘, 10“, 10“‘ setzen sich in den Perforationsbereichen 20 nach unten und nach oben fort und bilden so jeweils lang gestreckte Perforationsbereiche, die sich über die gesamte Breite der Kernlagen 100 erstrecken.
In 2 ist die Kernlage 100 mit den Perforationen 10 in einer Querschnittsansicht wiedergegeben. Wie in 1 befindet sich der Perforationsbereich 20 auch in der Kernlage von 2 in der Nähe des rechten Randes 104.
Die in 1 und 2 dargestellten Mikroperforationen 10, 10‘, 10“, 10“‘ sind mit einem abtragenden Verfahren hergestellt. Das Material, der sich ursprünglich in den Mikroperforationen 10, 10‘, 10“, 10“‘ befunden hat, ist entfernt worden. Eine Verlagerung des Materials aus diesen Bereichen heraus, etwa unter Bildung von Materialwulsten am oberen Rand der Mikroperforationen 10, 10‘, 10“, 10“‘ hat nicht stattgefunden.
In 2 ist ferner gezeigt, dass die mit den Mikroperforationen 10 versehene Kernlage 100 mit jeweils einer Außenlage 200, 200‘, beispielsweise ebenfalls aus Bisphenol A-Polycarbonat, allerdings aus transparentem Material, an den beiden Seiten der Kernlage zu einem Stapel zusammengetragen worden ist. Die Außenlagen 200, 200‘ sind jeweils gleich dick, aber dünner als die Kernlage 100. Dieser Stapel wird anschließend unter Anwendung von erhöhtem Druck, je nach zu laminierendem Material beispielsweise von 40 N/cm² bis 350 N/cm², und erhöhter Temperatur, je nach zu laminierendem Material beispielsweise von 150°C bis 230°C, zu einem Verbund laminiert.
Durch Laminieren werden die Kernlage 100 und die Außenlagen 200, 200‘ miteinander verbunden. Dabei werden zuerst das Material der Außenlagen 200, 200‘ und, je nach den angewendeten Bedingungen, gegebenenfalls auch das Material der Kernlage 100 plastisch. Somit kann das Material der Außenlagen 200, 200‘ in die Mikroperforationen 10, 10‘, 10“, 10“‘ eindringen und diese gegebenenfalls teilweise oder vollständig ausfüllen. Beim Abkühlen bildet sich unter Ausbildung eines Laminatbogens 500 ein Verbund aus der Kernlage 100 und den Außenlagen 200, 200‘ (3, wobei in dieser Figur die Grenzlinien zwischen den Außenlagen 200, 200‘ und der Kernlage 100 lediglich zur Veranschaulichung der ursprünglichen Anordnung der Lagen dienen). Im Perforationsbereich wird ein Gelenkbereich 30 gebildet, in dem die Dicke des Verbundes reduziert ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Material der Außenlagen 200, 200‘ in die Mikroperforationen 10 der Kernlage 100 eingedrungen ist und diese ausgefüllt hat.
Im Gelenkbereich 30 kann der derart gebildete Verbund leichter gebogen werden, ohne dass sich Risse bilden und schließlich Sprödbruch auftritt. Da sich der Gelenkbereich 30 ebenso wie der ursprüngliche Perforationsbereich 20 über die gesamte Breite der Kernlage 100 erstreckt und zwar in der Nähe des seitlichen Randes 104 und vorzugsweise parallel zu diesem, kann der gebildete Laminat-/Dokumentenbogen 500 entlang des Gelenkbereiches 30 mit anderen Dokumentenbögen zu einem Dokument verbunden, beispielsweise zusammengenäht, werden. Der diesen Gelenkbereich 30 aufweisende Dokumentenbogen 500 bildet eine einzelne Dokumentenseite, die seitlich einen Streifen aufweist, in dem sich der Gelenkbereich 30 befindet. Alternativ könnte sich der Gelenkbereich 30 auch in der Mitte des Laminatbogens 500 über die gesamte Breite erstrecken, sodass zwei Dokumentenseiten mit dazwischen liegendem Gelenkbereich 30 entstehen würden.
Der in 5 gezeigte Laminatbogen 500 weist mittig einen Gelenkbereich 30 auf (angedeutet durch strichlierte Linien; der Laminatbogen 500 ist an der rechten Seite nicht vollständig dargestellt). Dieser Bogen 500 kann beispielsweise eine Personalisierungsseite und eine weitere Dokumentenseite bilden. Er wird mit einem Umschlag und gegebenenfalls weiteren Datenseiten (nicht dargestellt) vernäht. Die Naht ist mit 60 angedeutet.
In 4 ist eine weitere Ausführungsform eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Laminatbogens 500 gezeigt. Dieser besteht aus einer ursprünglich in einem Perforationsbereich mit Mikroperforationen versehenen Kernlage 100 und zwei Außenlagen 200, 200‘, wobei diese Außenlagen verschieden dick und jeweils dünner sind als die Kernlage. Durch den ursprünglich gebildeten Perforationsbereich ist beim Laminieren ein Gelenkbereich 30 entstanden. Da die eine Außenlage 200 dicker ist als die andere Außenlage 200‘, biegt sich der Laminatbogen 500 im Gelenkbereich 30 derart, dass die dickere Außenlage 200 an der Außenkrümmung und die dünnere Außenlage 200‘ an der Innenkrümmung liegen. Dies liegt daran, dass sich das Material der Kernlage 100 und der Außenlagen 200, 200‘ beim Abkühlen nach dem Laminieren aufgrund von deren unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten verbiegt. Mit diesem Aufbau kann ein gezielter Verzug aufgrund thermischer Spannungen im Material in den Laminatbogen 500 eingebracht werden. Damit kann vorgesehen werden, dass ein mit diesem Bogen 500 ausgerüstetes Sicherheits- und/oder Wertdokument, beispielsweise ein Reisepass, nach der Fertigstellung nicht ‚sperrt‘, d.h. sich nicht richtig schließen lässt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004055495 A1 [0003, 0005]
DE 102004048361 A1 [0004]
DE 102005057241 A1 [0006]
DE 102004008662 A1 [0007, 0018]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Laminatbogens (500), der zum Einbinden in ein Sicherheits- und/oder Wertdokument vorgesehen ist und der einen Gelenkbereich (30) für das Dokument aufweist, umfassend: a. Bereitstellen einer zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Kernlage (100); b. Erzeugen von Mikroperforationen (10, 10‘, 10“, 10“‘) in der Kernlage (100) in einem Perforationsbereich (20), der dem zu bildenden Gelenkbereich (30) entspricht; c. Zusammentragen der die Mikroperforationen (10, 10‘, 10“, 10“‘) aufweisenden Kernlage (100) mit wenigstens einer zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Außenlage (200, 200‘) zu einem Stapel, wobei die wenigstens eine Außenlage (200, 200‘) zumindest den Perforationsbereich (20) der Kernlage (100) abdeckt und d. Laminieren des Stapels zu einem Verbund, sodass sich die Kernlage (100) und die wenigstens eine Außenlage (200, 200‘) unter Bildung des Laminatbogens (500) miteinander verbinden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroperforationen (10, 10‘, 10“, 10“‘) in dem Perforationsbereich (20) in einem regelmäßigen Muster erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Perforationsbereich (20) zwei oder mehr Gruppen von Mikroperforationen (10‘, 10“, 10“‘) erzeugt werden, die sich hinsichtlich des jeweiligen Querschnittes voneinander unterscheiden, und dass Mikroperforationen mit großen Querschnitt (10‘, 10“) in einem Zentralbereich des Perforationsbereiches (20) und Mikroperforationen mit geringem Querschnitt (10“‘) in wenigstens einem an den Zentralbereich angrenzenden Randbereich des Perforationsbereiches (20) erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroperforationen (10, 10‘, 10“, 10“‘) mit einem nicht abtragenden Verfahren gebildet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroperforationen (10, 10‘, 10“, 10“‘) durch Aufschmelzen des Materials der Kernlage (100) gebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroperforationen (10, 10‘, 10“, 10“‘) mit einem abtragenden Verfahren gebildet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernlage (100) und die wenigstens eine Außenlage (200, 200‘) aus Polycarbonat gebildet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dass die Kernlage (100) dicker ist als die wenigstens eine Außenlage (200, 200‘).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Seiten der Kernlage (100) jeweils wenigstens eine Außenlage (200, 200‘) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Außenlage (200) an einer ersten Seite der Kernlage (100) dicker ist als wenigstens eine zweite Außenlage (200‘) an einer zweiten Seite der Kernlage (100).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dokument ein Reisepass oder Ausweis ist.
Sicherheits- und/oder Wertdokument mit wenigstens einem darin befestigten Laminatbogen (500), der einen Gelenkbereich (30) aufweist, wobei der Laminatbogen (500) mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.