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Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zur Bereitstellung einer Schichtenanordnung zur stabilen Einbringung einer Datenseite in ein Wertdokument sowie auf die Schichtenanordnung an sich und auf eine Vorrichtung zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens bzw. zum Bereitstellen der Schichtenanordnung. Ferner ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf eine Datenseite, aufweisend die Schichtenanordnung, sowie auf ein Wertdokument, in welches die Datenseite eingebracht wird. Ferner wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen mit Steuerbefehlen, welche das vorgeschlagene Verfahren durchführen bzw. die vorgeschlagene Vorrichtung betreiben. Erfindungsgemäß wird eine Möglichkeit vorgeschlagen, eine Schicht bereitzustellen, welche es erlaubt, eine Datenseite flexibel und stabil in ein Wertdokument einzubringen.
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Bekannt ist es, eine Datenseite zur beweglichen Befestigung in einem Datenträger, insbesondere zur Einbindung in einem Wertdokument, bereitzustellen. Hierzu ist ein Datenblatt vorgesehen, welches die eigentliche Information wie z. B. den Passinhaber aufweist und eine flexible Schicht zur Befestigung der Datenseite in dem Datenträger. Bei dem Datenträger handelt es sich typischerweise um ein Wertdokument, das als Passbuch vorliegen kann, aber nicht muss. Hierbei erkennt der Fachmann weitere Wertdokumente, welche buchartig ausgestaltet sind und ein entsprechendes Datenblatt aufweisen.
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Ferner ist es bekannt, Schichtenanordnungen bereitzustellen, welche entweder koextrudiert oder laminiert werden. Hierbei werden diverse Schichten aufeinandergestapelt und entweder heiß verpresst, also laminiert, oder mittels eines Ausgangsmaterials bereitgestellt, welches aufgeschmolzen und unter Druck ausgeformt wird, also koextrudiert wird. Somit entsteht eine dauerhaft verbundene Schichtenanordnung, welche sich beispielsweise als Datenseite in einem Wertdokument eignet. Hierbei weist diese Schichtenanordnung einen flexiblen Bereich auf, der als Scharnier ausgestaltet wird, auch Hinge genannt, sowie steifere Schichten, welche die eigentliche Datenseite ausmachen. Hierbei sind beispielsweise textile Hinge-Bereiche bekannt, die es ermöglichen, dass aufgrund des flexiblen Textilbereichs die Datenseite derart in das Wertdokument eingebracht werden kann, dass diese in dem Buch blätterbar ist.
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Typischerweise werden solche Datenseiten aus Polycarbonat (PC) hergestellt, welches sich jedoch in der Praxis oft als nachteilig erweist. So ist Polycarbonat oftmals sehr starr ausgeformt und somit anfällig für Krafteinwirkungen.
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Derzeit werden alle ID-Karten und Datenseiten für Wertdokumente fast ausschließlich aus PC hergestellt. Als Scharniermaterial (Hinge) verwendet man üblicherweise Gewebe; entweder unbeschichtet, beschichtet oder mit Folien zusammenlaminiert.
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PC ist ein sehr hartes, steifes Material, das chemisch nicht sehr beständig ist und unter Spannung zu Mikrorissen führt. Das heißt, eine Langzeitstabilität ist nur durch entsprechende Hilfsmaßnahmen, wie z. B. Crack Prevention im Modulbereich und/oder Beschichtungen der Folien gegeben.
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Die Gewebe für das Scharnier bedeuten für das Laminat immer einen Fremdkörper und stören das Designbild. Zudem ist die Einbringung eines Gewebestreifens immer mit hohen Prozesskosten verbunden. Der Gewebestreifen ist zudem sehr teuer gegenüber dem Folienmaterial und die Weiterreißfestigkeit ist gering. PC-Folien können daher nicht als Scharnier verwendet werden.
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Somit ist es ein Nachteil des Stands der Technik, dass der flexible Bereich der Datenseiten, der als Scharnier dient, oftmals entweder nicht flexibel oder aber zumindest nicht flexibel genug ausgestaltet ist. Ist dieser Scharnierbereich zu starr ausgestaltet, so kann es zu Brüchen kommen, und der Benutzerkomfort eines solchen Wertdokuments ist eingeschränkt. Ferner ist es gemäß dem Stand der Technik problematisch, dass zwar diverse Materialien bekannt sind, mit denen man einen solchen Hinge-Bereich zufriedenstellend ausgestalten könnte, diese Materialien jedoch in der Praxis schwer verbindbar sind, derart, dass weitere Hilfsmittel, wie z. B. Klebeschichten bzw. Haftvermittlerschichten, notwendig sind. Hierbei sind jedoch entsprechende Haftvermittlerschichten besonders nachteilig, da diese einen weiteren Koextruder benötigen und zudem mehr Rohmaterialien verwendet werden müssen.
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Polyamid (PA) ist ein Polymer, dass es in vielfachen Facetten gibt. Fast allen PA-Typen ist jedoch gemein, dass sie sehr flexibel sind und hohe Wechselbiegefestigkeit haben (z. B. wird das Material als Scharnier in der Möbelindustrie verwendet). Jedoch verbindet es sich schlecht mit Polycarbonat, d. h. beim Laminieren erhält man keinen geeigneten Verbund.
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Nur durch Zuhilfenahme von Klebern lässt sich ein mittelmäßiger Verbund erzeugen, der aber für eine Langlebenskarte nicht ausreichend ist. Abhilfe kann hier eine Koextrusion von PA mit PC (also eine Verbindung in der Schmelze) schaffen. Aber selbst diese Verbindung der beiden Materialien im Schmelzezustand reicht nicht aus, um eine sichere Langzeitstabilität zu gewährleisten.
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Abhilfe kann hier auch eine Zwischenschicht schaffen, die als Haftvermittlerschicht zwischen PC und PA wirkt. Als Haftvermittlerschicht können nur Polymere verwendet werden, die auch die hohen Extrusionstemperaturen von PC und PA überstehen und ähnliche Schmelzviskositäten haben.
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Dafür kommen u. a. folgende Polymere in Frage: Anhydrid- oder säurefunktionierte Homo- oder Copolymere aus Ethylen und/oder Acrylaten sowie Styrol-Maleinsäureanhydrid Copolymere und ähnliche. Allerdings gibt es dazu auch Nachteile bei der Herstellung der Folien.
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Einfacher ist es, eine Polyetherblockamidrezeptur zu verwenden, die keine Haftvermittlerschichten benötigt. Dies hat den Vorteil, dass man das Produkt einfacher und kostengünstiger produzieren kann. Man braucht nur einen Koextruder mit zwei statt drei Extrudern. Man braucht nur zwei Rohmaterialien und deren Steuerung in der Produktion anstatt drei.
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Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bereitstellung einer Schichtenanordnung vorzuschlagen, welches es ermöglicht, dass keine Haftvermittlerschicht verwendet werden muss und ferner geeignet ist, einen flexiblen Bereich auszuformen, der als ein sogenannter Scharnierbereich eines buchartig ausgestalteten Wertdokuments fungiert.
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Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, welche das vorgeschlagene Verfahren ausführt, sowie eine Datenseite und ein Wertdokument mit dem Merkmal der vorgeschlagenen Schichtenanordnung. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Computerprogrammprodukt bereitzustellen, mit Steuerbefehlen, welche das Verfahren ausführen bzw. die Vorrichtung betreiben.
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Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Demgemäß wird ein Verfahren zur Bereitstellung einer Schichtenanordnung zur stabilen Einbringung einer Datenseite in ein Wertdokument vorgeschlagen, aufweisend ein Ausformen von mindestens einer Außenschicht aufweisend Polycarbonat, ein Ausformen mindestens einer Innenschicht, welche eine Zusammensetzung umfasst, die mindestens ein Polyetherblockamid enthält, wobei ein Koextrudieren der mindestens einen Außenschicht und der mindestens einen Innenschicht vorgesehen ist, wobei mittels eines Einstellens von Koextrusionsparametern die ausgeformten Schichten dauerhaft verbunden werden. Hierbei erkennt der Fachmann, dass die einzelnen Verfahrensschritte teilweise weitere Unterschritte aufweisen und gleichzeitig ausgeführt werden können. So kann beispielsweise das erste Ausformen und das zweite Ausformen durch Koextrudieren und entsprechendes Einstellen der Koextrusionsparameter erfolgen.
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Somit wird also vorliegend eine Schichtenanordnung bzw. eine mehrschichtige Folie vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist die folgende mehrschichtige Folie vorgesehen:
- Durch Koextrusion hergestellte, mehrschichtige Folie, aufgebaut aus
- a) mindestens einer Außenschicht A, bestehend aus einem Polycarbonat oder einer Mischung aus PC und thermoplastischen Elastomeren TPE plus den üblichen Verarbeitungshilfsmitteln, Stabilisatoren und Additiven
- b) mindestens einer Innenschicht C, enthaltend eine Zusammensetzung umfassend mindestens ein Polyetherblockamid,
- c) optimal einer Zwischenschicht B, enthaltend eine Zusammensetzung umfassend mindestens ein Polyetherblockamid.
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Polyetherblockamid hat den Vorteil, dass die Innenschicht besonders vorteilhaft ausgestaltet wird, da diese flexibel und dennoch stabil ist und somit besonders als ein Scharnierbereich für eine Datenseite verwendet werden kann.
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Dadurch, dass die Außenschichten aus PC bestehen, können gleiche Druck- und Laminierprozesse wie bei PC verwendet werden. Durch die Schichtdecken von A und C lassen sich die Folieneigenschaften beeinflussen, d. h. je dünner die Schicht A, desto flexibler wird die Folie. Durch die Rezepturen der Schichten können die Eigenschaften der Folie ebenfalls verändert werden. Das heißt, z. B. ein Blend aus PC + TPE in der A-Schicht erhöht ebenfalls die Elastizität. Durch die Auswahl des PEBA in der C-Schicht können die Elastizitätswerte ebenfalls verändert werden. Durch eine speziell entwickelte Rezeptur der PEBA-Komponente wird ein ausreichend guter Verbund zwischen den PC- und PEBA-Schichten erreicht.
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Bei Koextrusionsparametern handelt es sich beispielsweise um das Regeln einer Temperaturentwicklung bei einem Aufschmelzen von Granulat, derart, dass die einzelnen Schichten ausgeformt werden können. Zum Bereitstellen der einzelnen Schichten wird typischerweise ein Ausgangsmaterial bereitgestellt, welches in einem Koextruder aufgeschmolzen wird und derart verflüssigt wird, dass es durch eine Form hindurchgepresst werden kann und das verflüssigte Ausgangsmaterial zu einer Schichtenanordnung koextrudiert wird.
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Somit kann es erfindungsgemäß vorgesehen werden, dass die Koextrusionsparameter beschreiben, welche Zonen eines Koextruders wie stark erhitzt werden. So weist ein Koextruder unterschiedliche Bereiche auf, die erfindungsgemäß unterschiedlich mit Hitze beaufschlagt werden können. Somit können also Bereiche innerhalb eines Koextruders geschaffen werden, die eine unterschiedliche Hitzeentwicklung aufweisen. Hierdurch wird es erfindungsgemäß möglich, dass auch eine Schicht aus Polycarbonat und Polyamid gebildet werden kann, welche als eine Schichtenanordnung bereitgestellt wird. Somit kann die vorgeschlagene Schichtenanordnung auch einfach als eine Schicht bezeichnet werden oder eine Folie, welche Polycarbonat und Polyetherblockamid aufweist. Dies ist deshalb möglich, da sich das mindestens eine Außenschicht aufweisende Polycarbonat und das mindestens eine Innenschicht aufweisende Polyetherblockamid derart miteinander verbinden, dass sie aneinander haften. Diese Schichtenanordnung bzw. diese Folie kann dann direkt die Datenseite ausformen oder kann im Zusammenwirken mit weiteren Schichten die Datenseite ausformen. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass die vorgeschlagene Schichtenanordnung flexibel ist, aber dennoch nicht brüchig, so dass diese Schichtenanordnung nicht lediglich eine Schicht bereitstellt, sondern vielmehr dass diese Schichtenanordnung einen Bereich bereitstellt, der als Scharnierbereich fungieren kann.
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Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die vorgeschlagene Schichtenanordnung in etwa der Größe einer Buchseite des Wertdokuments entspricht bzw. derart etwas größer ist als eine Buchseite, so dass der flexible Bereich aus der Datenseite heraussteht. Somit kann mittels des flexiblen Bereichs, der durch die vorliegende Schichtenanordnung geschaffen wird, die Datenseite flexibel und blätterbar in das Wertdokument eingebracht werden.
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Hierbei ist es jedoch auch möglich, die vorgeschlagene Schichtenanordnung derart auszugestalten, dass diese zwei Datenseiten eines Wertdokuments ausformt und somit mittig an einem Falz derart in das Wertdokument eingebracht werden kann, dass die vorgeschlagene Schichtenanordnung zwei Seiten des Wertdokuments darstellt.
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Bei dem Wertdokument handelt es sich generell um ein buchartiges Wertdokument, welches eine Datenseite aufweist, die aus der Schichtenanordnung alleine oder der Schichtenanordnung mitsamt weiterer Schichten besteht. Bevorzugt handelt es sich somit bei dem Wertdokument um ein Passbuch, wobei der Fachmann auch weitere Wertdokumente kennt, die buchartig ausgestaltet sind.
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Erfindungsgemäß wurde überraschenderweise erkannt, dass sich entgegen der bekannten Hürden Polycarbonat und Polyetherblockamid derart verbinden lassen, dass diese allein mittels Einstellen der Koextrusionsparameter verbunden werden können. Wie bereits beschrieben, umfasst ein Einstellen von Koextrusionsparametern gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung das Ansteuern des Extruders derart, dass sich unterschiedliche Hitzebereiche zum Einschmelzen und Verpressen des Ausgangsmaterials einstellen. Das Einstellen von Koextrusionsparametern kann aber auch derart durchgeführt werden, dass ein bestimmtes Mischverhältnis zwischen Polycarbonat und Polyetherblockamid bereitgestellt wird, derart, dass das entsprechende Granulat gemäß dem Mischverhältnis bereitgestellt werden kann. Somit werden also mindestens zwei Folien bzw. Schichten bereitgestellt und gleichzeitig derart koextrudiert, dass eine einzige Schichtenanordnung entsteht. Hierbei erkennt der Fachmann, dass weitere Schichten vorgesehen sein können, insbesondere ist es optional möglich, zwischen der Innenschicht und der mindestens einen Außenschicht mindestens eine weitere Schicht anzuordnen.
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Die Außenschicht kann beispielsweise als eine Schutzschicht ausgestaltet sein oder aber auch als Träger einer weiteren Schutzschicht fungieren. Somit ist die vorliegende Schichtenanordnung nicht als abschließend zu verstehen bzw. es kann die vorgeschlagene Schichtenanordnung noch weitere Schichten aufweisen, derart, dass die Schichtenanordnung lediglich als Ausgangsprodukt für ein weiteres Laminat bereitgestellt wird. So ist es erfindungsgemäß möglich, die bereitgestellte Schichtenanordnung mit weiteren Folien zu verbinden und ggf. heiß zu verpressen.
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Die vorliegende Schichtenanordnung ist insbesondere deshalb stabil in ein Wertdokument einzubringen, da gerade die Verbindung von Polycarbonat und Polyetherblockamid im vorliegenden Anwendungsszenario besonders vorteilhaft ist. So weist die vorgeschlagene Verbindung die geforderte Flexibilität auf, die es ermöglicht, eine Datenseite umzublättern, als auch eine gewisse Robustheit, die es ermöglicht, ein beständiges Wertdokument bereitzustellen, welches auch bei einem vielfachen Umblättern der Datenseite nicht beschädigt wird.
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Das Ausformen der mindestens einen Außenschicht, aufweisend Polycarbonat, sowie das Ausformen der mindestens einen Innenschicht, aufweisend eine Zusammensetzung umfassend Polyetherblockamid, erfolgt erfindungsgemäß mittels eines Koextrudierens, derart, dass beide Schichten dauerhaft verbunden werden. Somit können die vorgeschlagene Außenschicht und die Innenschicht als Teilschichten einer Folie bezeichnet werden, die eine Datenseite oder zumindest einen Teil der Datenseite ausformt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass die geschaffene Schichtenanordnung mittels weiterer Schichten verstärkt wird, wobei hierzu auch die Außenschicht, aufweisend Polycarbonat, derart in ihrer Dicke variiert werden kann, dass eine vorteilhafte Steifigkeit der Außenschicht erreicht wird. Hierzu besteht danach die Innenschicht, welche sich flexibel in ein Wertdokument einbringen lässt bzw. sich mit diesem verbinden lässt. Erfindungsgemäß ist es also möglich, dass die Datenseite mittels der Innenschicht und der Außenschicht bereitgestellt wird, oder aber dass neben der Innenschicht und der Außenschicht weitere Schichten vorgesehen sind, die die Datenseite bereitstellen.
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Die Außenschicht weist Polycarbonat auf, was auch bedeuten kann, dass sie eine Mischung aus Polycarbonat mit weiteren thermoplastischen Elastomeren TPE aufweist. Zudem können weitere Verarbeitungshilfsmittel, Stabilisatoren und Additive verwendet werden. Die Innenschicht umfasst eine Zusammensetzung, die Polyetherblockamid enthält. Die Polyetherblockamid-haltige Zusammensetzung kann weiterhin Polyamide enthalten. Optional kann auch eine weitere Zwischenschicht zwischen der Innenschicht und der Außenschicht angeordnet werden, welche Polyetherblockamid aufweist.
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Polyetherblockamide (PEBA) sind Blockcopolymere, welche durch Polykondensation von Polyamiden, insbesondere säuregeregelten Polyamiden, mit alkohol- oder aminterminierten Polyethern erhalten werden. Säuregeregelte Polyamide weisen Carbonsäureendgruppen im Überschuss auf. Die Polyamidblöcke bezeichnet der Fachmann als Hartblöcke und die Polyetherblöcke als Weichblöcke.
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Geeignete Polyamide (PA) in PEBA sind beispielsweise ausgewählt aus PA6, PA66, PA11, PA12, PA613, PA610, PA612, PA106, PA1012, PA1010, PA 1013. Sie können aus Lactamen bzw. w-Aminocarbonsäuren oder aus der Reaktion von Diaminen mit Dicarbonsäuren hergestellt werden.
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Geeignete Polyetherdiole sind beispielsweise 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,3-Propandiol oder Ethylenglycol. Auch Mischpolyetherdiolblöcke mit statistischer oder mit blockweiser Verteilung können eingesetzt werden. Sie besitzen in der Regel eine zahlenmittlere Molmasse von ca. 230 bis 4000.
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Geeignete Polyetherdiamine sind durch Konversion der entsprechenden Polyetherdiole durch reduktive Aminierung oder Kupplung an Acrylnitril mit nachfolgender Hydrierung zugänglich (z. B.
EP-A-0434244 ;
EP-A-0296852 ). Sie besitzen in der Regel eine zahlenmittlere Molmasse von ca. 230 bis 4000. Kommerziell verfügbare Polyetherdiamine ausgehend von Propylenglykol sind als Elastamine® bei der Fa. Huntsman kommerziell erhältlich (bspw. Elastamine RP405, RP2005, RE900, RE2003, RTP 542).
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Der Anteil an Polyether im PEBA beträgt vorzugsweise mindestens 35 Gew-%, bevorzugt mindestens 40 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht an PEBA. Es ist bevorzugt, dass der Polyether einen Anteil von 70 Gew.-% nicht übersteigt.
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Geeignete PEBA können eine Shore-Härte D von 20 bis 50 aufweisen, vorzugsweise von 30 bis 45. Die Shore-Härte D wird gemessen nach ISO 868.
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Vorzugsweise enthält die Zusammensetzung umfassend mindestens ein Polyetherblockamid weiterhin mindestens ein amingeregeltes Polyamid. Dieses weist Aminoendgruppen auf. Die Kombination aus Polyetherblockamid und amingeregeltem Polyamid zeigt eine besonders gute Haftung zu Polycarbonat. Geeignete amingeregelte Polyamide sind beispielsweise ausgewählt aus PA6, PA66, PA610, PA88, PA612, PA810, PA108, PA9, PA613, PA614, PA812, PA128, PA1010, PA10, PA814, PA148, PA1012, PA11, PA1014, PA1212 und PA12. Ebenso können auch Mischungen verschiedener Polyamide, ausreichende Verträglichkeit vorausgesetzt, verwendet werden. Verträgliche Polyamidkombinationen sind dem Fachmann bekannt; beispielsweise seien hier die Kombination PA6/PA66, PA12/PA1012, PA12/PA1212, PA612/PA12, PA613/PA12, PA1014/PA12 und PA610/PA12 sowie entsprechende Kombinationen mit PA11 aufgeführt. Im Zweifelsfall können verträgliche Kombinationen durch Routineversuche ermittelt werden. Weiterhin können auch hierauf basierende Copolyamide eingesetzt werden.
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Vorzugsweise weist das amingeregelte Polyamid einen Überschuss von 20 bis 600 mmol Aminoendgruppen pro kg Polyamid auf, bevorzugt 100 bis 400 mmol / kg und besonders bevorzugt 150 bis 350 mmol / kg. Amingeregelte Polyamide werden beispielsweise in
EP-A-1642923 beschrieben. Amingeregeltes Polyamid ist herstellbar aus einer Kombination von Diamin und Dicarbonsäure, aus einer ω-Aminocarbonsäure oder dem entsprechenden Lactam.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Schichtenanordnung in einem weiteren Verfahrensschritt mit weiteren Folien zusammenlaminiert. Dies hat den Vorteil, dass weitere Schichten bzw. Folien eingebracht werden können, die zur Bereitstellung einer Datenseite notwendig sind. So können entweder Schutzschichten oder Schichten, die personalisierbar sind, eingebracht werden. Insbesondere lässt sich somit auch die Steifigkeit der Datenseite einstellen, da weitere Schichten auflaminiert werden können, die Polycarbonat aufweisen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Schichtenanordnung derart in ein Wertdokument eingebracht, dass die koextrudierten Schichten einen Scharnierbereich darstellen. Dies hat den Vorteil, dass mindestens ein Teil der koextrudierten Schichten derart aus der Datenseite herausstehen kann, dass dieser herausstehende Bereich mit dem Wertdokument derart verbunden werden kann, dass die Datenseite innerhalb des Wertdokuments umblätterbar ist. Der Scharnierbereich liegt hierbei als ein flexibler Bereich vor, der sich leicht biegen lässt bzw. der die Schichtenanordnung derart flexibel in das Wertdokument einbringt, so dass die Schichtenanordnung innerhalb des Wertdokuments zerstörungsfrei umgebogen bzw. umgeblättert werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Schichtenanordnung mittels weiterer Schichten versteift. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur durch die Wahl der einzelnen Schichtdicken die Datenseite bereitgestellt werden kann, sondern vielmehr können um die vorgeschlagene Schichtenanordnung herum, beispielsweise in einer sogenannten Sandwich-Anordnung, Schichten bereitgestellt werden, die die Schichtenanordnung schützen und der Schichtenanordnung eine derartige Steifigkeit verleihen, dass die Datenseite an sich stabil ausgestaltet ist und lediglich die Schichtenanordnung an denjenigen Stellen, an denen die Schichtenanordnung in das Wertdokument eingebracht ist, flexibel ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Schichtenanordnung in ein Wertdokument eingebracht, und die Schichten werden derart ausgeformt, dass diese im Wesentlichen die Fläche des Wertdokuments aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass die vorgeschlagene Schichtenanordnung im Wesentlichen die Fläche einer Datenseite aufweist und somit entweder an sich eine Datenseite bereitstellt, oder aber mitsamt weiterer Schichten eine Datenseite bereitstellt. Hierbei wird ein Nachteil des Stands der Technik überwunden, nämlich dass an einer Stelle, an der ein Gewebeband in das Wertdokument eingebracht wird, eine Auswirkung auf weitere Schichten zu befürchten ist, was erfindungsgemäß dadurch überwunden wird, dass die vorgeschlagene Schichtenanordnung bzw. Folie sich über die gesamte Fläche der Datenseite erstreckt. Dies wird als ein sogenannter Swim-off-Effekt bezeichnet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung durchlaufen vor dem Koextrudieren Ausgangsmaterialien in Abhängigkeit von eingestellten Koextrusionsparametern unterschiedliche Hitzephasen. Dies hat den Vorteil, dass mittels solcher Koextrusionsparametern sichergestellt wird, dass sich die Polyetherblockamide mit dem Polycarbonat verbinden und somit ein dauerhaftes Schichtenmodell bereitgestellt werden kann. Somit handelt es sich also bei den Koextrusionsparametern um einzelne Werte, anhand derer die Ausgangsmaterialien bereichsweise erhitzt werden können. Hierbei kann es sich jedoch auch um ein Mischverhältnis zwischen Polyetherblockamid und Polycarbonat handeln.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Außenschicht mit einer Dicke von 5 - 10 µm und eine Innenschicht mit einer Dicke von 60 - 80 µm ausgeformt. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise bei einer Schichtendicke von 100 µm eine besonders vorteilhafte Schichtenanordnung entsteht, wobei die Außenschicht und eine optionale Zwischenschicht möglichst dünn ausgestaltet werden. Hierbei ist es vorteilhaft, dass die Zwischenschicht und die Innenschicht unterschiedliche Materialien aufweisen und die Zwischenschicht 5 - 10 µm stark ist. Hierbei ist es jedoch auch möglich, dass die Zwischenschicht und die Innenschicht aus gleichem Material hergestellt werden, und somit sind die Dickenverhältnisse von weniger Relevanz. Die Zwischenschicht wird optional zwischen der Außenschicht und der Innenschicht eingeordnet.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer Schichtenanordnung zur stabilen Einbringung einer Datenseite in ein Wertdokument, aufweisend ein Mittel, eingerichtet zum Ausformen mindestens einer Außenschicht, aufweisend ein Polycarbonat, ein weiteres Mittel, eingerichtet zum Ausformen mindestens einer Innenschicht, aufweisend eine Zusammensetzung umfassend mindestens ein Polyetherblockamid, wobei eine Koextrusionseinrichtung, eingerichtet zum Koextrudieren der mindestens einen Außenschicht und der mindestens einen Innenschicht vorgesehen ist, wobei mittels eines Einstellens von Koextrusionsparametern die ausgeformten Schichten dauerhaft verbunden sind.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Schichtenanordnung zur stabilen Einbringung einer Datenseite in ein Wertdokument, aufweisend mindestens eine Außenschicht, aufweisend Polycarbonat, mindestens eine Innenschicht, aufweisend eine Zusammensetzung umfassend mindestens ein Polyetherblockamid, wobei die mindestens eine Außenschicht und die mindestens eine Innenschicht koextrudiert sind, wobei mittels eines Einstellens von Koextrusionsparametern die ausgeformten Schichten dauerhaft verbunden sind. Das Ergebnis des Einstellens von Koextrusionsparametern ist im Endprodukt derart ersichtlich, dass die beiden Schichten mit Polycarbonat und Polyetherblockamid derart verbunden sind, dass sie eine einzige Folie ausformen. Diese Folie liegt dann als das vorgeschlagene Schichtenmodell bzw. die vorgeschlagene Schichtenanordnung vor.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Datenseite zur Einbindung in ein Wertdokument, aufweisend eine Schichtenanordnung, wie sie vorgeschlagen wird. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Wertdokument, aufweisend eine Datenseite. Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch ein Computerprogrammprodukt mit Steuerbefehlen, welche das Verfahren gemäß der beschriebenen Aspekte ausführen bzw. die vorgeschlagene Vorrichtung betreiben.
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Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, dass das vorgeschlagene Verfahren Verfahrensschritte aufweist, welche als strukturelle Merkmale der Vorrichtung nachgebildet werden können. Ferner kann mittels der strukturellen Merkmale der Vorrichtung das Verfahren ausgeführt werden. Ferner können mittels des Verfahrens strukturelle Merkmale der vorgeschlagenen Schichtenanordnung bereitgestellt werden. Somit können also alle Verfahrensschritte in der vorgeschlagenen Schichtenanordnung derart bereitgestellt werden, dass die Merkmale des Verfahrens strukturellen Merkmalen der Schichtenanordnung entsprechen. Ferner ist die vorgeschlagene Vorrichtung geeignet, das Schichtenmodell bereitzustellen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1: ein Querschnitt durch eine Schichtenanordnung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
- 2A: ein Schichtenmodell bzw. eine Datenseite als Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung;
- 2B: eine Datenseite im Querschnitt gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
- 3A: eine Vorrichtung bzw. ein Koextruder gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
- 3B: eine weitere Vorrichtung bzw. ein Koextruder zum Bereitstellen einer Schichtenanordnung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
- 4: ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bereitstellung einer Schichtenanordnung zur stabilen Einbringung einer Datenseite in ein Wertdokument gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Schichtenanordnung, aufweisend mindestens eine Außenschicht A, aufweisend Polycarbonat, mindestens eine Innenschicht C, aufweisend eine Zusammensetzung umfassend mindestens ein Polyetherblockamid, wobei die mindestens eine Außenschicht A und die mindestens eine Innenschicht C koextrudiert sind, wobei mittels eines Einstellens von Koextrusionsparametern die ausgeformten Schichten A und C, und optional B, dauerhaft verbunden sind. Im vorliegenden Beispiel ist die optionale Zwischenschicht B vorgesehen, welche stets zwischen einer Innenschicht C und einer Außenschicht A angeordnet ist.
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2A deutet mittels des Pfeils an, dass durch die Laminierung unter Druck und Temperatur ein sogenannter Swim-off-Effekt an der Stelle entsteht, wo das Gewebeband aufhört. Vorliegend ist ein Gewebeband gemäß herkömmlicher Verfahren vorgesehen, welches geeignet ist, die Datenseite in ein Wertdokument einzubringen. Hierzu ist eine obere Polycarbonat-(PC)-Schicht vorgesehen, welche transparent ausgestaltet ist, und darunter eine zweite Polycarbonat-(PC)-Schicht, welche opak ausgestaltet ist. Somit handelt es sich also um eine Datenseite, die herkömmlich aufgebaut ist und eine Datenschicht aufweist sowie eine transparente Schutzschicht. Mittels des sogenannten Fabric Tape FT wird die Datenseite in das Wertdokument eingebracht. Hierbei wird das Fabric Tape FT gemäß einer Sandwich-Anordnung von der Datenseite umschlossen.
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Im Gegensatz hierzu zeigt 2B die erfindungsgemäße Folie, welche aus Polyetherblockamid PEBA und Polycarbonat PC besteht. Hierbei ist die Folie mittig angeordnet und von weiteren Folien umschlossen. Die Folie wird als Bestandteil des Aufbaus mit einlaminiert. Damit stellt diese keinen Fremdkörper dar, sondern verstärkt im Gegenteil den Aufbau noch zusätzlich und wirkt als Hinge zum Einnähen ins Wertdokument. Vorliegend ist also die mittlere der fünf Schichten die Schichtenanordnung gemäß dem erfindungsgemäßen Beitrag. Die Größe dieser mittigen Folie wird derart gewählt, dass sie in etwa der Größe des Wertdokuments entspricht bzw. darüber hinaus steht. Somit hat sie im Wesentlichen die Fläche der weiteren Schichten. Hierbei erkennt der Fachmann, dass das Merkmal mit Bezug auf die Fläche der Schichtenanordnung als „im Wesentlichen“ gleich optional ist und somit gestrichen werden kann. Hierbei ist lediglich zu beachten, dass die Schichtenanordnung in etwa den anderen Schichten entspricht, so dass diese vollflächig in die weiteren Schichten eingebracht werden kann. Somit unterscheidet sich dieser Aufbau von dem Aufbau, wie die 2A zeigt. Somit wird also erfindungsgemäß der sogenannte Swim-off-Effekt vermieden. Somit tritt also gemäß 2B nicht der Nachteil ein, wie er in 2A angezeigt ist, nämlich dass eine Auswirkung des Fabric Tape FT auf die beiden umliegenden Schichten zu befürchten ist. Die ist vorliegend durch die beiden geschwungenen Pfeile eingezeichnet, die dazu führen, dass die anliegenden Schichten die Datenseite an einer Stelle verdicken.
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Erfindungsgemäß stellen sich so die folgenden Vorteile in der Produktion ein. So wird das Einlegen des Gewebebandes per Hand vermieden. Das teure Bedrucken des Gewebebands von Rolle zu Rolle entfällt. Die Polyetherblockamid-Polycarbonat-Folie kann wie eine gewöhnliche Polycarbonatfolie in der Produktion im automatisierten Prozess bearbeitet werden. Der derzeitige Prozess umfasst Laminierbleche mit Einlegern für Datenseitenfertigung, was erfindungsgemäß unverändert weiterverwendet werden kann. In sogenannten Continuous-Production-Anlagen entfällt die Prozess-Einheit für die Hinge-Applikation, was wiederum eine Kostenersparnis darstellt.
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Durch die Anpassung der Polyetherblockamidrezeptur und durch geeignete Prozessparameter bei der Folienherstellung ist eine Haftvermittlerschicht zwischen Polycarbonat und Polyetherblockamid nicht mehr nötig, d. h. die Zwischenschicht ist optional oder kann für andere Zwecke verwendet werden.
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3A zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bereitstellung einer Schichtenanordnung, welche vorliegend als Extruder ausgestaltet ist. Hierbei sind drei Extrudereinheiten vorgesehen, welche unterschiedliche Zonen Z1 - Z5 aufweisen, anhand derer die Ausgangsmaterialien aufgeschmolzen werden. Hierbei handelt es sich also um ein Anwenden der sogenannten Koextrusionsparameter. Vorliegend wird eine optionale Zwischenschicht eingebracht, welche mittels des unteren Extruders bereitgestellt werden kann. Der obere Extruder kann beispielsweise die Außenschicht A bereitstellen, und der mittlere Extruder die Innenschicht C. Ferner ist mittig ein sogenannter Feed-Block angeordnet sowie eine Die-Einheit. Beispielsweise sind folgende Koextrusionsparameter besonders vorteilhaft, bzw. eine Hitzeentwicklung in den einzelnen Zonen, wie sie in 3A gezeigt ist:
- Extruder für Außenschicht A:
- • Feed-Zone: 100 °C
- • Zweite Zone: 265 °C
- • Dritte Zone: 270 °C
- • Vierte Zone: 275 °C
- • Fünfte Zone: 280 °C
- • Adapter-Zone: 280 °C
- • Feed-Block: 245 °C
- • Die-Zone 245 °C
- Extruder für die Schicht B:
- • Feed-Zone: 80 °C
- • Zweite Zone: 235 °C
- • Dritte Zone: 235 °C
- • Vierte Zone: 235 °C
- • Fünfte Zone: 235 °C
- • Adapter-Zone: 240 °C
- • Feed-Block: 245 °C
- • Die-Zone 245 °C
- Extruder für die Schicht C:
- • Feed-Zone: 80 °C
- • Zweite Zone: 235 °C
- • Dritte Zone: 240 °C
- • Vierte Zone: 240 °C
- • Fünfte Zone: 240 °C
- • Adapter-Zone: 240 °C
- • Feed-Block: 245 °C
- • Die-Zone 245 °C
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Diese Werte haben sich als besonders vorteilhaft herausgestellt und sorgen dafür, dass sich die Innenschicht C, aufweisend eine Zusammensetzung umfassend ein Polyetherblockamid, besonders geeignet mit der Außenschicht A, aufweisend ein Polycarbonat, verbinden lässt. Somit kann also das Koextrudieren in besonders vorteilhafter Weise ausgeführt werden.
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3B zeigt eine analoge Vorrichtung und zeigt oben einen Extruder für die Außenschicht A und unten einen Extruder für die Innenschicht C. Wie bereits erklärt, ist die optionale Schicht hier nicht vorzusehen, und somit genügt es eben auch, zwei Extruder bereitzustellen, anstatt der drei Extruder, welche gemäß dem Stand der Technik notwendig wären.
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Hierbei erkennt der Fachmann, dass die einzelnen Zonen Z1 - Z5 mittels der Koextrusionsparameter bezüglich ihrer Hitze eingestellt werden. Die oben aufgeführten Beispiele sind deshalb besonders vorteilhaft, da sich die vorgeschlagene Schichtenanordnung hierdurch überraschenderweise besonders gut bereitstellen lässt und die entsprechende Schichtenanordnung die geforderten Merkmale eines flexiblen Bereichs, der dennoch stabil ist, bereitstellt.
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Ferner erkennt der Fachmann, dass die oben genannten Beispiele lediglich zur Demonstration dienen und keinesfalls einschränkend verstanden werden müssen. Vielmehr kann der Fachmann sich auch nur dem Wert der ersten Zone bis zur fünften Zone bedienen. Bei der Feed-Zone handelt es sich um die erste Zone Z1. Die zweite Zone ist mit Z2 bezeichnet, usw., bis Zone 5, welche mit Z5 bezeichnet ist.
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4 zeigt ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zur Bereitstellung einer Schichtenanordnung zur stabilen Einbringung einer Datenseite in ein Wertdokument, aufweisend ein Ausformen 100 mindestens einer Außenschicht A, aufweisend Polycarbonat PC, ein Ausformen 101 mindestens einer Innenschicht C, aufweisend Polyetherblockamid PEBA, wobei ein Koextrudieren 102 der mindesten einen Außenschicht und der mindestens einen Innenschicht C vorgesehen ist, wobei mittels eines Erstellens 102A von Koextrusionsparametern die ausgeformten 100, 101 Schichten A, C dauerhaft verbunden werden. Ferner ist vorgesehen, dass die Schichtenanordnung in einem weiteren Verfahrensschritt 103 mit weiteren Folien zusammen laminiert wird. Hierbei erkennt der Fachmann, dass die Verfahrensschritte iterativ und/oder in anderer Reihenfolge ausgeführt werden können. Insbesondere ist es möglich, die einzelnen Schichten gleichzeitig auszuformen und dies mittels eines Koextrudierens zu veranlassen.
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Beispiele
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Es wurde die Verträglichkeit der erfindungsgemäß einzusetzenden Polymere Polycarbonat (PC) und Polyetherblockamid (PEBA) untersucht. Hierzu wurde eine Mischung einer Innenschicht (C) und Polycarbonat als Außenschicht (A) gemeinsam laminiert.
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Laminierbedingungen
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- Laminator: Bürkle CHKRV 50/100
- Heizen:
- Temperatur: 175°C
- Druck: 210 bar
- Zeit: 26 Minuten
- Kühlen:
- Temperatur: 25°C
- Druck: 160 bar
- Zeit: 16 Minuten
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Anschließend wurde die Haftung der erhaltenen Schichtanordnungen untersucht. Hierzu wurde der Verbund nach FCD ISO/IEC 10373-1:2005-05 gemessen.
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Eingesetzte Materialien
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- a - VESTAMID E40 (Fa. Evonik): Polyetheresteramid mit PA12-Hartblock und Polytetrahydofuran, Polyetheranteil ca. 50 Gew.-%; Shore D-Härte: 40.
- b - VESTAMID L1600 nf 9.004 (Fa. Evonik): Amingeregeltes PA12 mit mit einem Überschuss an Aminoendgruppen von ca. 120 mmol / kg und einer relativer Lösungsviskosität 1,6.
- c - VESTAMID Z9029 (Fa. Evonik): Amingeregeltes PA12 mit einem Überschuss an Aminoendgruppen von ca. 300 mmol / kg und einer rel. Lösungsviskosität 1,3.
- d - VESTAMID ZA7295 (Fa. Evonik): Amingeregeltes PA12 mit einem Überschuss an Aminoendgruppen von ca. 50 mmol / kg und einer mit rel. Lösungsviskosität 2,1.
- e - VESTAMID L2101 (Fa. Evonik): Säuregeregeltes PA12 mit einem Überschuss an Carbonsäuregruppen von ca. 50 mmol / kg und einer mit rel. Lösungsviskosität 2,1.
POLYCARBONAT: Triseo CALIBRE 201-06 (Fa. Dow Chemical/Styron):
Tabelle 1. Haftung von Schichten aus Polycarbonat (Schicht A) und Zusammensetzungen der Schicht (C) | Zusammensetzung Innenschicht* | Haftung |
Beispiel 1 | a + b (85 : 15) | + |
Beispiel 2 | a + c (85 : 15) | ++ |
Beispiel 3 | a (100) | + |
Vergleichsbeispiel 1 | d + c (85 : 15) | - |
Vergleichsbeispiel 2 | a + e (85 : 15) | - |
Vergleichsbeispiel 3 | b (100) | - |
* Massenanteile |
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Eine Schichtenanordnung, welche aus PC und einer Mischung aus PEBA a und amingeregeltem Polyamide b bzw. c besteht (Beispiele 1 und 2), zeigen eine gute bzw. sehr Haftung zueinander. Der höhere Anteil an Aminoendgruppen in Polyamid c wirkt sich positiv auf die Haftung aus. Die alleinige Verwendung von PEBA a ohne amingeregeltes Polyamid b zeigt eine zumindest zufriedenstellende Haftung (Beispiel 3).
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Eine Mischung aus PEBA a und säuregeregeltem Polyamid e (Vergleichsbeispiel 2) ergibt ebenso wenig eine Haftung zu PC-Schichten wie amingeregeltes Polyamid b (Vergleichsbeispiel 3) oder eine Mischung verschiedener amingeregelter Polyamide d + c (Vergleichsbeispiel 1).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0434244 A [0034]
- EP 0296852 A [0034]
- EP 1642923 A [0038]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ISO/IEC 10373-1:2005-05 [0062]