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Die Erfindung betrifft einen Folienaufbau mit Schutz vor Manipulation, der durch Einwirkung eines Laserstrahls beschriftbar ist.
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In vielen Anwendungsbereichen ist es erforderlich, Gegenstände mit einer manipulationssicheren Kennzeichnung zu versehen. Im Automobilbereich werden Fahrzeuge beispielsweise mit einer Typenbezeichnung, beispielsweise einer Motor- oder Fahrgestellkennzeichnung, versehen, die individuell einem bestimmten Fahrzeug zugeordnet ist. Des Weiteren sind Fahrzeuge in zunehmendem Maße mit Umweltplaketten gekennzeichnet, die das Fahrzeug einer bestimmten Schadstoffemissionsgruppe zuordnen.
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Derartige Kennzeichnungen weisen einen urkundlichen Charakter auf und sollen daher manipulationssicher ausgeführt sein. Zur Kennzeichnung von Gegenständen werden oftmals Folienaufbauten in Form von Etiketten verwendet, da diese flexibel und einfach auf einen Untergrund aufgeklebt werden können. Um zu vermeiden, dass die urkundliche Kennzeichnung manipuliert wird, muss sichergestellt sein, dass es für einen Fälscher unmöglich ist, den Folienaufbau mit dem urkundlichen Charakter von einem Untergrund, auf dem der Folienaufbau aufgebracht ist, zu lösen und auf einen anderen Gegenstand zu transferieren, ohne dass die Fälschung erkannt wird. Dazu ist es erforderlich, dass die Zerstörung des Folienaufbaus bei einem Manipulationsversuch sichergestellt ist.
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Ein Anliegen der vorliegenden Erfindung ist es, einen beschrifteten Folienaufbau mit Schutz vor Manipulation anzugeben, der sich einerseits leicht auf einen zu kennzeichnenden Gegenstand aufbringen lässt und bei dem sichergestellt ist, dass der Folienaufbau bei einem Manipulationsversuch zerstört wird.
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Eine Ausgestaltung eines Folienaufbaus mit Schutz vor Manipulation ist im Patentanspruch 1 angegeben. Der Folienaufbau umfasst eine Oberfolie und eine laserbeschriftbare Schicht, die auf der Unterseite der Oberfolie angeordnet ist. Weiter umfasst der Folienaufbau eine Unterfolie und eine Verbindungsschicht zum Verbinden der Unterfolie mit der Oberfolie und der laserbeschriftbaren Schicht. Die Verbindungsschicht ist zwischen der laserbeschriftbaren Schicht und der Unterfolie angeordnet. Der Folienaufbau weist einen beschrifteten Bereich und einen unbeschrifteten Bereich auf. In dem beschrifteten Bereich des Folienaufbaus ist die Oberfolie mit der Unterfolie verschmolzen.
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Gemäß dem oben angegebenen Folienaufbau ist die laserbeschriftbare Schicht auf einer Unterseite der Oberfolie angeordnet. Die laserbeschriftbare Schicht ist eine Schicht, die bei Einwirkung der Energie eines Laserstrahls ablatiert wird. Die laserbeschriftbare Schicht kann beispielsweise eine Metallisierungsschicht sein, die bei der Herstellung des Folienaufbaus unmittelbar auf die Unterseite der Oberfolie aufgebracht wird. Die laserbeschriftbare Schicht kann beispielsweise auf die Unterseite der Oberfolie aufgedampft oder aufgesputtert sein. Gemäß einer möglichen Ausführungsform kann die laserbeschriftbare Schicht als eine Aluminiumschicht, insbesondere eine Aluminiumschicht mit einer schwarzen Färbung, ausgebildet sein.
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Indem die laseraktive beziehungsweise laserbeschriftbare Schicht auf die Unterseite der Oberfolie metallisiert wird und nicht bei der Herstellung des Folienaufbaus auf die Oberseite der Unterfolie aufgebracht wird, treten insbesondere während der Laserbeschriftung Wechselwirkungen zwischen den Verbundschichten auf. Da die laserbeschriftbare Schicht unmittelbar auf der Unterseite der Oberfolie aufgebracht ist, wirkt die durch den Laserstrahl erzeugte thermische Energie direkt auf die laserbeschriftbare Schicht ein und wird nicht durch Absorption von weiteren Schichten, beispielsweise von der Verbindungsschicht, reduziert.
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Durch die Laserbeschriftung wird einerseits die Metallisierung der laserbeschriftbaren Schicht partiell entfernt beziehungsweise in einen farblosen Stoff umgewandelt und damit eine Beschriftung erzeugt. Andererseits kommt es während der Lasereinwirkung durch Anschmelz- und/oder Verschweißprozesse im Verbund zwischen der Oberfolie, der laserbeschriftbaren Schicht, der Verbindungsschicht und der Unterfolie zu einer Wechselwirkung, die zu einem festen Verbund zwischen den einzelnen Schichten führt. Insbesondere an den Kanten/Rändern der Beschriftung tritt eine Verschmelzung der einzelnen Schichten untereinander auf, die sich in den gesamten beschrifteten Bereich erstreckt. Aufgrund der Verschmelzung der Ober- und Unterfolie im beschrifteten Bereich des Folienaufbaus ist es nicht mehr möglich, die Oberfolie von der Unterfolie zu trennen, ohne dass der Folienaufbau in den Beschriftungsbereichen zerreißt.
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Durch die Erhöhung der Wechselwirkung zwischen Ober- und Unterfolie an dem Rand zwischen dem beschrifteten und dem unbeschrifteten Bereich infolge der Lasermarkierung wird im Vergleich zu einem Folienaufbau, bei dem die laserbeschriftbare Schicht auf der Unterfolie aufgebracht wird, beispielsweise auf die Oberseite der Unterfolie aufgedampft wird, eine Verbesserung der Urkundlichkeit des beschrifteten Folienaufbaus erreicht. Ein Transfer der Oberfolie mit der an ihr unterseitig angeordneten beschrifteten Schicht ist selbst bei aufwändigen Manipulationsversuchen chemischer beziehungsweise physikalischer Art nahezu völlig ausgeschlossen, da der Folienaufbau beim Versuch, die Oberfolie von der Unterfolie zu trennen, infolge der Verschmelzung der Schichten zerreißen wird.
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Um ein Zerreißen des Folienaufbaus zu erleichtern, kann die Unterfolie mit Schwächungslinien, beispielsweise Stanzlinien, versehen sein. Neben der Sicherstellung einer Zerstörung des Folienaufbaus bei einem Ablöseversuch wird bei dem Folienaufbau weder die Beschriftungsqualität noch der visuelle Eindruck infolge der Sicherheitsstanzungen in der Unterfolie negativ beeinflusst.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Ausführungsform eines Folienaufbaus mit Schutz vor Manipulation,
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2 eine Einwirkung eines Laserstrahls zum Einbringen einer Beschriftung in den Folienaufbau,
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3 den Folienaufbau mit Schutz vor Manipulation nach dem Laserbeschriftungsschritt mit einem Anschmelzbereich zwischen den Folienlagen,
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4 den Folienaufbau mit Schutz vor Manipulation nach einer Laserbeschriftung mit einer partiellen Entfernung der laserbeschriftbaren Schicht,
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5 eine Zerstörung des Folienaufbaus durch Fragmentierung der einzelnen Schichten bei einem Manipulationsversuch.
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1 zeigt eine Ausführungsform eines Folienaufbaus 100 mit Schutz vor Manipulation. Der Folienaufbau ist als eine sogenannte Color-Laserfolie ausgestaltet. Er umfasst eine Oberfolie 10 und eine laserbeschriftbare Schicht 20, die auf der Unterseite U10 der Oberfolie 10 angeordnet ist. Des Weiteren umfasst der Folienaufbau eine Unterfolie 40. Die Oberfolie 10 sowie die Unterfolie 40 können jeweils als eine Schicht aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyvinylchlorid (PVC) ausgebildet sein.
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Zum Verbinden der Oberfolie 10 und der auf ihr unterseitig angeordneten laserbeschriftbaren Schicht 20 mit der Unterfolie 40 ist eine Verbindungsschicht 30 vorgesehen. Die Verbindungsschicht 30 ist zwischen der laserbeschriftbaren Schicht 20 und der Unterfolie 40 angeordnet. Die Verbindungsschicht 30 kann beispielsweise ein Verbindungskleber sein.
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Die Unterfolie 40 kann auf ihrer der Verbindungsschicht 30 abgewandten Seite U40, das heißt an ihrer Unterseite, eine Klebstoffschicht 50 aufweisen. Die auf der Unterseite U40 der Unterfolie 40 angeordnete Klebstoffschicht 50 dient zum Aufkleben des Folienaufbaus 100 auf einen Untergrund. Zum Schutz der Klebstoffschicht 50 kann diese von einer Trägerfolie 60 abgedeckt sein.
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Die laserbeschriftbare Schicht 20 ist auf der Unterseite U10 der Oberfolie 10 aufgebracht und somit mit der Oberfolie 10 fest verbunden. Die laserbeschriftbare Schicht 20 kann beispielsweise auf die Unterseite U10 der Oberfolie 10 aufgedampft oder aufgesputtert sein. Dies bedeutet, dass bei der Herstellung des Folienaufbaus die laserbeschriftbare Schicht 20 nicht auf die Unterfolie 40, sondern durch einen physikalischen/chemischen Prozess auf die Unterseite U10 der Oberfolie 10 aufgebracht wird. Die laserbeschriftbare Schicht 20 kann mit einer Dicke von kleiner als 3 µm, vorzugsweise mit einer Dicke zwischen 0,1 µm bis 0,4 µm, auf die Unterseite U10 der Oberfolie 10 aufgebracht werden.
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Die laserbeschriftbare Schicht 20 ist insbesondere als eine metallische Schicht ausgebildet, die bei der Einwirkung eines Laserstrahls ablatierbar ist. Unter "ablatierbar" ist zu verstehen, dass die Schicht durch die Einwirkung eines Laserstrahls, insbesondere durch die thermische Energie des Lasers, abgetragen oder zerstört wird, sodass sie ihre Opazität verliert. Die laserbeschriftbare Schicht 20 kann insbesondere als eine Aluminium-Metallisierung ausgebildet sein, die an der Unterseite U10 der Oberfolie 10 angeordnet ist. Die Aluminium-Metallisierung haftet, beispielsweise durch das Aufdampfen oder Aufsputtern, fest an der Unterseite U10 der Oberfolie 10.
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Die laserbeschriftbare Schicht kann insbesondere als eine Aluminiumschicht mit einer schwarzen Färbung ausgebildet sein. Zum Aufbringen der Aluminiumschicht 20 auf die Unterseite U10 der Oberfolie 10 kann das Aluminium in einer Vakuumatmosphäre verdampft und auf die Unterseite U10 der Oberfolie 10 abgeschieden werden. Dadurch erhält man eine silberfarbene Beschichtung an der Unterseite U10 der Oberfolie 10. Die Opazität der Beschichtung ist von der Dicke der Beschichtung abhängig. Die Beschichtung ist je nach Dicke der Schicht transparent bis opak. Zur Erzeugung der vorzugsweise schwarzen Metallisierungsschicht 20 wird in das Vakuum Sauerstoff eingespeist. Dadurch entsteht nichtstöchiometrisches Aluminiumoxid, das eine schwarze Färbung aufweist.
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Die Oberfolie 10 ist in dem Folienaufbau vorzugsweise als eine transparente Schicht ausgebildet. Die Unterfolie 40 kann als eine weiße Schicht ausgestaltet sein. Um das Zerreißen des Folienaufbaus bei einem Manipulationsversuch, beispielsweise beim Versuch, den Folienaufbau von einem Untergrund abzuziehen, zu erleichtern, kann die die Unterfolie 40 mindestens eine Schwächungslinie 41 aufweisen. 1 zeigt die Unterfolie 40 mit einer Vielzahl von Schwächungslinien 41, die beispielsweise als eine Sicherheitsstanzung in die Unterfolie 40 eingebracht sind. Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsform kann die Unterfolie anstelle oder zusätzlich zu den Schwächungslinien leicht reißende Materialien wie Acrylat-, Polyurethan- und ähnliche Sicherheitsfolien aufweisen.
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2 zeigt den Folienaufbau 100 mit Schutz vor Manipulation während einer Beschriftung mittels eines Lasers 1. Der Laser erzeugt durch Einwirkung seines Laserstrahls 2 auf die laserbeschriftbare Schicht 20 eine Beschriftung innerhalb des Folienaufbaus 100. Unter einer Beschriftung sind grafische Symbole und Zeichen jeglicher Art zu verstehen. Wie anhand von 2 zu erkennen ist, weist der Folienaufbau 100 infolge der Laserbeschriftung einen beschrifteten Bereich 101 und einen unbeschrifteten Bereich 102 auf. Durch die Einwirkung des Laserstrahls wird die laserbeschriftbare Schicht 20 ablatiert. Das heißt, sie wird in dem beschrifteten Bereich 101 des Folienaufbaus 100 partiell entfernt beziehungsweise in einen farblosen Stoff umgewandelt, während sie in dem unbeschrifteten Bereich 102 unversehrt bleibt. Die Schichtdicke der laserbeschriftbaren Schicht 20 ist daher in dem beschrifteten Bereich 101 des Folienaufbaus im Vergleich zu dem unbeschrifteten Bereich 102 reduziert. Im beschrifteten Bereich 101 des Folienaufbaus sind beispielsweise nur noch einzelne Partikel der laserbeschriftbaren Schicht 20 vorhanden.
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Da der Bereich, in dem die Beschriftung stattfindet, zwischen der Oberfolie 10 und der Unterfolie 40 versiegelt ist, treten beim Beschriften des Folienaufbaus 100 mit dem Laserstrahl 2 keine gesundheitsgefährdenden und umweltschädigenden Emissionen nach außen. Der Folienaufbau 100 bietet somit einen großen immanenten Schutz des eingeschriebenen Schriftbildes gegenüber chemischen und mechanischen Beanspruchungen.
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3 zeigt den Folienaufbau 100 nach Einwirkung des Laserstrahls 2 zur Beschriftung des Folienaufbaus. Infolge des Energieeintrags durch den Laserstrahl 2 werden die Oberfolie 10 und die Unterfolie 40 an dem in 3 dargestellten Anschmelzbereich 104 innerhalb des beschrifteten Bereichs 101 miteinander verschmolzen. Da die laseraktive/laserbeschriftbare Schicht 20 unmittelbar auf die Oberfolie, das heißt auf die Unterseite U10 der Oberfolie 10, aufgebracht ist, entsteht in diesem Bereich lokal mehr Wärme als wenn die laseraktive/laserbeschriftbare Schicht 20 bei der Herstellung des Folienaufbaus auf der Oberseite O40 der Unterfolie 40 aufgebracht worden wäre.
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Die in diesem Bereich bei der Lasermarkierung entstehende Erwärmung aufgrund des Energieeintrags durch den Laserstrahl führt zu einem Aufschmelzen der jeweiligen Materialien der Oberfolie 10, der laserbeschriftbaren Schicht 20, der Verbindungsschicht 30 und der Unterfolie 40. Dadurch entsteht im Anschmelzbereich 104 des Folienaufbaus 100 ein Konglomerat aus der miteinander verschmolzenen Oberfolie 10, der laserbeschriftbaren/laseraktiven Schicht 20, der Verbindungsschicht 30 und der Unterfolie 40.
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Die Unterfolie 40 absorbiert die Laserenergie des Lasers 1 während der Laserbeschriftung gut, wodurch ein Anschmelzen der Unterfolie 40 mit den übrigen Schichten, insbesondere der Oberfolie 10, ermöglicht wird. Zusätzlich wird die Verbindungsschicht 30 durch den Wärmeeintrag infolge der Lasereinwirkung beweglicher und erhöht somit ebenfalls die Wechselwirkungen zwischen der Oberfolie 10, der laserbeschriftbaren Schicht 20 und der Unterfolie 40 durch eine Vergrößerung der lokalen Kontaktfläche und eine Vermischung mit der entstehenden Schmelze.
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Durch die Verschmelzung der Unterfolie 40 mit der Oberfolie 10 und der an ihrer Unterseite U10 aufgebrachten laserbeschriftbaren Schicht 20 im Anschmelzbereich 104 resultiert in dem Bereich, der nach der Lasereinwirkung die Beschriftung aufweist, eine lokale Erhöhung der Haftkraft im Folienverbund 100. Des Weiteren tritt durch das Anschmelzen der Materialien eine Schwächung der Struktur der Oberfolie 10 auf, welche ein Weiterreißen der Folie bei einem Versuch, die einzelnen Folienschichten voneinander zu trennen, erleichtert.
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Die Wechselwirkungen zwischen der Oberfolie 10, der laserbeschriftbaren Schicht 20, der Verbindungsschicht 30 und der Unterfolie 40 treten in dem Bereich auf, in dem der Laserstrahl auf den Folienaufbau einwirkt, das heißt in dem nach der Lasereinwirkung beschrifteten Bereich. An einem Rand 103 zwischen dem beschrifteten Bereich 101 und dem unbeschrifteten Bereich 102, das heißt an der Kante der Beschriftung, tritt eine Änderung der Wechselwirkung, insbesondere der Anhaftung, zwischen der Oberfolie 10, der laserbeschriftbaren Schicht 20, der Verbindungsschicht 30 und der Unterfolie 40 auf. Die Änderung der Wechselwirkung hat zur Folge, dass die Oberfolie 10 und die Unterfolie 40 im beschrifteten Bereich 101 miteinander verschmolzen und im unbeschrifteten Bereich 102 des Folienaufbaus nicht miteinander verschmolzen sondern durch die unversehrte laserbeschriftbare Schicht 20 und die Verbindungsschicht 30 voneinander getrennt sind. Die laserbeschriftbare Schicht 20 ist in dem unbeschrifteten Bereich 102 des Folienaufbaus weiterhin durch die Verbindungsschicht 30 von der Unterfolie 40 getrennt.
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4 zeigt den Folienaufbau 100 nach der Beschriftung infolge der Lasereinwirkung. Die laserbeschriftbare Schicht 20 ist in den beschrifteten Bereichen 101 des Folienaufbaus partiell entfernt beziehungsweise in einen farblosen Stoff umgewandelt worden. Hingegen haftet die laserbeschriftbare Schicht 20 in den unbeschrifteten Bereichen 102 des Folienaufbaus weiterhin an der Unterseite U10 der Oberfolie 10.
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5 zeigt, wie der Folienaufbau 100 beim Versuch einer Manipulation insbesondere einer Trennung zwischen Ober- und Unterfolie zerreißt. Fragmente 20a der laserbeschriftbaren Schicht 20 bleiben infolge der Verschmelzung mit der Unterfolie 40 an der Unterfolie haften, während andere Teile 20b der laserbeschriftbaren Schicht 20 an der Oberfolie 10 haften. Der Folienaufbau ermöglicht somit, dass die Oberfolie und die Unterfolie nach der Beschriftung der laserbeschriftbaren Schicht 20 infolge des Aufschmelzens und Verschmelzens der einzelnen Schichten nicht mehr zerstörungsfrei voneinander trennbar sind, wodurch sich eine verbesserte Urkundlichkeit des Folienaufbaus ergibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laser
- 2
- Laserstrahl
- 10
- Oberfolie
- 20
- laserbeschriftbare Schicht
- 30
- Verbindungsschicht
- 40
- Unterfolie
- 50
- Klebstoffschicht
- 60
- Trägerfolie
- 100
- Folienaufbau
