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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung bahnförmiger
Materialien mit einer Reliefstruktur sowie nach diesem Verfahren
hergestellte bahnförmige
Materialien und Sicherheitselemente.
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Wertdokumente,
wie Banknoten, Schecks, Identitäts-,
Kreditkarten und dergleichen, weisen häufig Sicherheitselemente mit
Beugungsstrukturen auf, die einen optisch variablen Effekt aufweisen.
D.h., bei Änderung
des Betrachtungswinkels ändert
sich die wahrnehmbare Information und/oder die Farbe der Information. Da
ein Kopiergerät
lediglich die unter einem bestimmten Betrachtungswinkel sichtbare
Information und/oder Farbe wiedergeben kann, bieten derartige Sicherheitselemente
einen hohen Fälschungsschutz.
Aufgrund der ansprechenden visuellen Effekte und des hohen Kopierschutzes
werden derartige Sicherheitselemente auch vielfach auf dem Gebiet
der Produktsicherung verwendet. Dabei werden die Sicherheitselemente
entweder direkt auf den Wertgegenstand oder die zugehörige Verpackung
aufgebracht.
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Um
eine wirtschaftliche Produktion derartiger Sicherheitselemente gewährleisten
zu können,
werden die Beugungsstrukturen meist in eine Reliefstrukturumgesetzt,
die in die Oberfläche
eines Prägewerkzeugs eingebracht
wird. Mit diesem Prägewerkzeug
können
geeignete Schichten in kontinuierlichen Prozessen geprägt und somit
mit den Beugungsstrukturen versehen werden.
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Die
EP 1310 381 A1 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung solcher Sicherheitselemente mit Beugungsstrukturen.
Hierbei wird eine Folie mit einem UV-härtbaren Lack beschichtet, der
bis zum Gelpunkt vorgehärtet
wird. In diesen vorgehärteten
Lack wird anschließend
die Beugungsstruktur eingeprägt
und der Lack während
des Prägevorgangs
durch UV-Bestrahlung wei ter ausgehärtet. Nach dem Prägevorgang
wird der Lack mit der Reliefstruktur einer Nachhärtung unterzogen.
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Die
Vorhärtung
bis zum Gelpunkt sorgt dafür,
dass der Lack zum Zeitpunkt der Prägung bereits eine gewisse Festigkeit
aufweist. Dies hat den Nachteil, dass die feinen Reliefstrukturen,
deren Abmessungen üblicherweise
im Bereich der Wellenlänge
sichtbaren Lichts liegen, nicht mit ausreichender Konturenschärfe wiedergegeben
werden können.
Dieser Verlust an Konturenschärfe
führt zu
Brillanzverlusten am fertigen optisch variablen Element.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Verfügung
zu stellen, das eine höhere
Konturenschärfe
der abgeformten Reliefstruktur gewährleistet und damit die Herstellung
von optisch variablen Sicherheitselementen mit erhöhter Brillanz
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Bei
der Härtung
eines Lacks geht der flüssige
Lack durch vernetzende Polymerisation in den festen Zustand über. Der
Umsatz, bei dem die Flüssigkeitseigenschaften
und die Festkörpereigenschaften
gleiches Niveau haben, wird als Gelpunkt bezeichnet. Dort treten
erstmals unlösliche,
so genannte „Gelpartikel" auf.
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Gemäß der Erfindung
wird die Reliefstruktur in eine strahlungshärtbare Lackschicht eingebracht,
wobei die Lackschicht zum Zeitpunkt der Einbringung einen Härtungsgrad
unterhalb des Gelpunktes aufweist.
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Die
Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass unterhalb des Gelpunktes
die Flüssigkeitseigenschaften
des Lacks überwiegen
und somit die Prägestrukturen
ohne Verlust an Konturenschärfe
1 : 1 in den Lack abgeprägt
werden können.
Dies erhöht
die Brillanz des fertigen Produkts.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung bahnförmiger
Materialien mit einer Reliefstruktur, insbesondere einer Beugungsstruktur,
wird in einem ersten Schritt ein Substrat zumindest bereichsweise, vorzugsweise
vollflächig
mit einer strahlungshärtbaren
Lackschicht beschichtet. Der strahlungshärtbare Lack kann mit einem
beliebigen Druckverfahren aufgebracht werden, vorzugsweise werden
Sieb-, Tief- oder Flexodruckverfahren eingesetzt. Das Flexodruckverfahren
wird insbesondere dann eingesetzt, wenn der strahlungshärtende Lack
nicht vollflächig,
sondern nur bereichsweise auf dem Substrat aufgebracht wird. Der
Lack kann allerdings auch mit anderen Beschichtungssystemen, wie
Rollcoater, Spritzdüsen
oder Lacksprühsystemen, erfolgen.
Die Dicke der aufgetragenen Lackschicht liegt in der Größenordnung
von 1 bis 10 μm,
vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 μm, besonders bevorzugt im Bereich
von 2 bis 4 μm.
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Als
Substrat wird vorzugsweise eine Kunststofffolie, insbesondere eine
transparente Kunststofffolie, verwendet. Ein besonders bevorzugtes
Material ist Polyester, aber auch andere Kunststoffe, wie PE, PP, MOPP,
PPS, PGEK, PEK, PGE, PSO, PAEK, LCP, PEN, PPT, PET, PA, PC, COC,
POM, ABS und PVC, können
verwendet werden. Die Dicke der Kunststofffolie liegt in der Größenordnung
von 4 bis 30 μm,
vorzugsweise von 6 bis 25 μm,
besonders bevorzugt von 12 bis 23 μm.
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Dieses
Substrat kann vor der Beschichtung mit dem strahlungshärtenden
Lack in weiteren Verfahrensschritten vorbehandelt sein. Hierbei
kann es sich um reine Vorbehandlungen, wie Coronaentladung, handeln, die
die Haftungseigenschaften zwischen Substrat und Lack beeinflussen.
Das Substrat kann aber auch zumindest bereichsweise mit anderen
Beschichtungen versehen sein, die ebenfalls die Ablöse- bzw.
Haftungseigenschaften einstellen oder das bahnförmige Material mit weiteren
Sicherheitsmerkmalen versehen. Hierbei kann es sich beispielsweise
um Schichten mit lumineszierenden und/oder magnetischen und/oder
elektrischen und/oder optisch variablen und/oder thermochromen Eigenschaften
handeln.
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Auch
der strahlungshärtende
Lack selbst kann derartige Sicherheitsmerkmale enthalten. Alternativ kann
der Lack auch mit beliebigen Druckfarben eingefärbt werden. Vorzugsweise werden
jedoch transparente Lacke eingesetzt. Als strahlungshärtender
Lack werden vorzugsweise UV-härtbare
Lacke eingesetzt. Es könne
aber auch andere strahlungshärtende
Lacke verwendet werden. Auch Lacke mit mehreren Photoinitiatoren sind
einsetzbar, die bei Bestrahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen
den Polymerisationsprozess auslösen.
Dies kann verschiedene Vorteile haben, wie im Folgenden noch näher erläutert wird.
Ein im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
verwendbarer Lack kann beispielsweise folgende Zusammensetzung haben:
26,5% | Polyesteracrylat |
6,6% | Epoxynovolackacrylat
in Trimethylolpropantriacrylat/Hydroxyethylmetacrylat |
26,5% | hexafunktionelles
aliphatisches Urethanacrylat |
5,31% | Mischung
aus Pentaerythritoltri- und tetracrylat |
21,2% | Trimethylethylolpropantriacrylat |
6,6% | tertiäres Amin |
6,9% | Darocure
(Initiator für
den kurzwelligen UV-Bereich) |
0,2% | BAPO
(Initiator für
den kurzwelligen UV-Bereich) |
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In
einem weiteren Schritt wird die Reliefstruktur in die Lackschicht
eingebracht, wobei die Lackschicht zum Zeitpunkt der Einbringung
im Wesentlichen einen Härtungsgrad
unterhalb des Gelpunktes aufweist.
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Für die Einbringung
der Reliefstruktur wird die Lackschicht vorzugsweise mit einem Prägewerkzeug
in Kontakt gebracht, das auf seiner Oberfläche die Reliefstruktur aufweist.
Bei diesem Prägewerkzeug
kann es sich um einen Prägestempel
beliebiger Form handeln. Vorzugsweise wird ein Prägezylinder
verwendet, dessen gesamte Zylindermanteloberfläche mit der zu übertragenden
Reliefstruktur versehen ist. Die Herstellung dieses Prägezylinders
kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Im Falle von Beugungsstrukturen
wird das beugende Motiv als so genannte Masterstruktur in einer
Nickelfolie bereitgestellt. Mithilfe dieser Masterstruktur können durch
Rekombinationsverfahren und anschließendem Abformen, vorzugsweise
galvanisches Abformen, Metallfolien, insbesondere Nickelfolien,
hergestellt werden, die über
ihre gesamte Oberfläche
nahtlos mit der Masterstruktur versehen sind. Diese Metallfolien
werden beispielsweise mit einem Laser verschweißt und bilden den Zylindermantel
des Prägewerkzeugs,
der auf einen Spannzylinder aufgezogen wird.
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Zum
Zeitpunkt der Einbringung der Reliefstruktur, d.h. zu dem Zeitpunkt,
an dem die Lackschicht mit dem Prägewerkzeug in Kontakt gebracht
wird, kann die Lackschicht im Wesentlichen ungehärtet oder aber bereits auf
einen Härtungsgrad
unterhalb des Gelpunktes vorgehärtet
sein. Sofern die Lackschicht vorgehärtet wird, erfolgt diese Vorhärtung vorzugsweise
direkt vor dem Prägevorgang.
D.h., das mit der Lackschicht beschichtete Substrat verlässt mittels
eines entspechenden Transportsystems die Einrichtung zur Vorhärtung und
wird nach einer geeignet dimensionierten Transportstrecke direkt
in die Einrichtung für
den Prägevorgang transportiert.
Wichtig ist, dass zwischen dem Vorhärtungsprozess und dem Prägevorgang
die Folie keiner UV-Strahlung oder anderen härtenden Strahlung ausgesetzt
ist, um ein nicht reproduzierbares, unbeabsichtigtes Vorhärten des
Prägelackes
zu vermeiden. Hierfür
wird die Folie in einem lichtdichten Schacht zwischen Auftragswerk
und Prägewerk
geführt.
Die Länge
des Transportweges ist so zu wählen,
dass bei gegebener Bahngeschwindigkeit der Lack genug Zeit hat,
gleichmäßig über die
Fläche
zu verlaufen und einen homogen glatten Lackfilm zu bilden.
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Die
Vorhärtung
erfolgt hierbei vorzugsweise von der Lackseite her. Dadurch ist
es möglich,
lediglich die Oberfläche
des Lackes anzuhärten,
um die Klebrigkeit des Lacks in diesem Oberflächenbereich zu reduzieren,
so dass eine Anhaftung des Lacks auf dem Prägewerkzeug vermieden wird.
Da lediglich die Oberfläche des
Lacks angehärtet
wird, behält
der Lack im Volumen seine Fließfähigkeit
und kann daher die Reliefstruktur nach wie vor mit der nötigen Konturenschärfe übernehmen.
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Vorzugsweise
wird der Lack auch während
des Prägevorgangs
in einem so genannten Haupthärtungsschritt
gehärtet.
D.h., während
sich die Lackschicht in Kontakt mit dem Prägewerkzeug befindet, wird die Lackschicht
vorzugsweise durch das Substrat hindurch durch Strahlungseinwirkung
auf einen Härtungsgrad > 50%, vorzugsweise
zwischen 80 und 98%, gehärtet.
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In
bestimmten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann es auch notwendig sein, die Lackschicht nach dem Einbringen
der Reliefstruktur beispielsweise durch weitere Strahlungseinwirkung nachzuhärten. Diese
Nachhärtung
hat den Vorteil, dass reproduzierbare Lackeigenschaften erzeugt
werden, die die Weiterverarbeitung des Substrats mit der geprägten Lackschicht
erleichtern und ein Verblocken des Bahnmaterials beim Aufwickeln
vermeiden.
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Für die genannten
Härtungsschritte – Vor-,
Haupt-, Nachhärten – kann die
gleiche oder unterschiedliche Strahlung verwendet werden. Bei dieser
Strahlung kann es sich um beliebige Licht- oder Teilchenstrahlung handeln.
Wird elektromagnetische Strahlung verwendet, so wird vorzugsweise
sichtbares Licht oder UV-Strahlung eingesetzt. IR-Strahlung, insbesondere
Wärmestrahlung,
ist jedoch auch möglich.
Als Strahlungsquellen eignen sich insbesondere Quecksilberdampflampen,
kurz auch Hg-Lampen genannt, die sich durch einen hohen Anteil an
Ultraviolett-Strahlung auszeichnen. Die jeweiligen benötigten Wellenlängenbereiche
können durch
entsprechende Dotierung der Hg-Lampen, beispielsweise mit Ga, Fe,
Ga/Pb realisiert werden. Je nach verwendetem Lack und dessen Zusammensetzung
können
jedoch auch andere Strahlungsquellen, wie Leuchtstoffröhren oder
Laser, vorteilhaft sein.
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Die
abgestrahlte Wellenlänge
bzw. der Wellenlängenbereich
der Strahlungsquellen kann in gewissen Zeitabständen oder laufend überwacht
werden, da die Strahlungsquellen altern und sich das Strahlungsspektrum ändern kann.
Zur besseren Lichtausbeute können
die Strahlungsquellen mit Reflektoren, vorzugsweise parabolischen
oder Freiflächenreflektoren,
ausgerüstet
sein.
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Die
beschriebenen Verfahrensschritte laufen vorzugsweise in einem kontinuierlichen
Prozess ab. Für die
eingesetzte Vorrichtung bedeutet dies, dass die einzelnen Einrichtungen
für das
Beschichten des Substrats, das Einbringen der Reliefstruktur und
die unterschiedlichen Härtungsprozesse
hintereinander angeordnet und über
ein gemeinsames Transportsystem verbunden sind. Hierbei werden vorzugsweise
Transportrollen verwendet, die das bahnförmige Material kontinuierlich
durch die einzelnen Einrichtungen der Vorrichtung führen.
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Die
Vorrichtung kann jedoch weitere Einrichtungen aufweisen, die für die Regelung
und Steuerung der einzelnen Prozessparameter nötig sind. So ist es beispielsweise
vorteilhaft, die Temperatur des strahlungshärtbaren Lacks während des
gesamten Verfahrens kontrolliert zu regeln, um sicherzustellen,
dass der Lack in jedem Arbeitsschritt die optimale Viskosität aufweist.
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Die
Vorrichtung kann aber auch andere Verarbeitungseinrichtungen aufweisen,
die nicht direkt für
das erfindungsgemäße Verfahren
benötigt
werden, aber im Hinblick auf die Weiterverarbeitung bzw. den Verwendungszweck
des bahnförmigen
Materials sinnvoll sind. So weist die Vorrichtung vor den erfindungswesentlichen
Einrichtungen vorzugweise Einrichtungen zur Oberflächenbehandlung
des Substrats auf, die die späteren
Haftungs- bzw. Ablöseeigenschaften
des Lacks bestimmen. Hierbei kann es sich um eine Coronaentladungseinrichtung
oder, falls eine Beschichtung aufgebracht werden soll, um ein Druckwerk
oder eine Beschichtungsvorrichtung handeln.
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Auch
im Nachgang zu den erfindungsgemäßen Einrichtungen
können
weitere Verarbeitungseinrichtungen, wie beispielsweise ein Druckwerk,
angeordnet sein. Derartige Einrichtungen sind besonders vorteilhaft,
wenn platziert zu der eingebrachten Reliefstruktur weitere vorzugweise
partielle Beschichtungen aufgebracht werden sollen. So kann registerhaltig
zur Reliefstruktur eine lösliche
Druckfarbe in Form eines Musters aufgedruckt werden. Diese lösliche Druckfarbe
kann nach der vollflächigen
Metallisierung des bahnförmigen Materials
gelöst
und entfernt werden. Da die darüber
liegende dünne
Metallschicht mit entfernt wird, entstehen in der Metallschicht
er kennbare Aussparungen in Form der zuvor mit der löslichen
Druckfarbe aufgebrachten Muster, die als zusätzliches Sicherheitsmerkmal
dienen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Reliefstrukturen
handelt es sich vorzugsweise um Beugungsstrukturen. Damit die in
den Beugungsstrukturen gespeicherten Informationen visuell gut erkannt
werden können,
wird das bahnförmige
Material nach dem Einbringen der Reliefstruktur vollflächig oder
bereichsweise mit einer Metallschicht oder einer dielektrischen
Schicht versehen. Selbstverständlich
können
auch im Anschluss an die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte weitere
Sicherheitsmerkmale auf das bahnförmige Material aufgebracht werden.
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Das
erfindungsgemäße bahnförmige Material
kann anschließend
zur Herstellung von Sicherheitselementen für beliebige Wertgegenstände, wie
Banknoten, ID-Dokumente, Pässe,
Ausweis- oder Kreditkarten, oder beliebige Waren zur Produktsicherung
verwendet werden.
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Wird
das bahnförmige
Material als Transfermaterial, insbesondere Heißprägefolie, verwendet, so wird die
Schichtfolge des Sicherheitselements in der umgekehrten Reihenfolge,
wie sie später
auf dem zu sichernden Wertgegenstand zu liegen kommt, auf dem Substrat
vorbereitet und anschließend
mittels einer Klebstoff- oder Lackschicht in den gewünschten
Umrissformen auf den Wertgegenstand übertragen. Die Umrissform wird
dabei durch die Form der aufgebrachten Klebstoff- oder Lackschicht
oder eines vorzugsweise beheizten Übertragungsstempels definiert.
Bei den so genannten Heißprägeverfahren
wird mithilfe des Übertragungsstempels
nur ein Teil der Klebstoffschicht aktiviert und damit am Wertgegenstand
verankert. Das restliche bahnförmige
Material kann anschließend
mühelos
abgezogen werden. Das Substrat kann nach dem Übertrag ebenfalls von dem Schichtaufbau des
Sicherheitselements abgezogen werden oder als Schutzschicht als
fester Bestandteil des Sicherheitselements auf dem Schichtaufbau
verbleiben. Die einzelnen Sicherheitselemente können auf dem Substrat als separate
Einzelelemente in den zu übertragenden
Umrissformen vorbereitet werden. Alternativ wird die Schichtfolge
der Sicherheitselemente in kontinuierlicher Form auf dem Substrat
vorgesehen.
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Wird
das bahnförmige
Material als Etikettenmaterial oder Sicherheitsfadenmaterial verwendet,
so muss für
einen festen Verbund zwischen dem Substrat und dem darauf aufgebrachten
Schichtaufbau des Sicherheitselements gesorgt werden. Das bahnförmige Material
wird in diesem Fall in Fäden
oder gewünschte Sicherheitselemente
beliebiger Umrissform geschnitten und auf dem zu sichernden Gegenstand
aufgebracht, vorzugsweise aufgeklebt. Die Sicherheitsfäden werden üblicherweise
während
der Papierherstellung in ein Sicherheitspapier zumindest teilweise
eingebettet.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
und Vorteile der Erfindung werden anhand der Figuren erläutert. Die
Figuren zeigen lediglich schematisch die wesentlichen Aspekte und
stellen keine detailgetreue Abbildung dar.
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Es
zeigen:
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1 bis 3 verschiedene
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Hier wird als Substrat 1 eine transparente Kunststofffolie
verwendet, auf welche ein strahlungshärtbarer Lack 2 zumindest
bereichsweise mittels eines Lackauftragswerks 3, hier ein
Druckwerk, aufgebracht wird. Anschließend wird der noch feuchte
ungehärtete
Lack 2 über
ein Transportsystem 4 zu einem entsprechenden Prägewerk 5 transportiert. Im
gezeigten Beispiel besteht das Prägewerk 5 im Wesentlichen
aus einem Prägezylinder 6,
auf dessen Oberfläche
die zu übertragende
Reliefstruktur 7 angeordnet ist. Beim In-Kontakt-Bringen des
Lacks 2 mit dem Prägezylinder 5 wird
die Reliefstruktur 7 in den Lack 2 übertragen.
Um die Reliefstruktur 7 in dem Lack zu fixieren, befindet
sich in unmittelbarer Nachbarschaft zum Prägewerk 5 eine Härtungseinrichtung 8,
die wenigstens eine Strahlungsquelle 9 aufweist. Diese
Strahlungsquelle 9 bestrahlt den Lack 2 durch
das Substrat 1 hindurch, das für diese Strahlung zumindest
teildurchlässig
sein muss. Die Strahlung der Strahlungsquelle 9 härtet den Lack
während
des Prägevorgangs
auf einen Härtungsgrad > 50%, vorzugsweise
zwischen 80 und 98%. Dieser Prozess bildet die Haupthärtung des
Lacks 2.
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Durch
die Prägung
in die noch nasse Lackschicht 2 erhält man eine hervorragende Prägegüte, da die feinen
Reliefstrukturen 7 des Prägewerkzeugs 6 zu 100%
abgebildet werden. Üblicherweise
ist der Lack nach dem Prägevorgang
jedoch noch weich, so dass beim Transport durch nachfolgende Einrichtungen
der Vorrichtung die Reliefstruktur 7 beschädigt werden
kann. Denn die geprägte
Lackoberfläche
kommt im weiteren Verlauf der Bearbeitung immer wieder mit Transportrollen
und ähnlichen
Einrichtungen der Vorrichtung in Kontakt, die die weiche Lackoberfläche eindrücken können. Da
dies zu einer sichtbaren Einbuße
an Brillanz am fertigen Produkt bzw. Sicherheitselement führt, wird
der Lack 2 nach dem Prägevorgang
in einer weiteren Härtungseinrichtung 10,
vorzugsweise einer weiteren Strahlungsquelle 11, nachgehärtet. Diese
ist vorzugsweise auf der geprägten
Lackseite des Substrats 1 angeordnet, so dass die geprägte Lackschicht 2 ungehindert
mit der entsprechenden Strahlung beaufschlagt wird.
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Dieses
Verfahren eignet sich insbesondere für bahnförmige Materialien, bei welchen
das Substrat 1 eine gute Haftung zum darauf aufgebrachten
Schichtaufbau aufweisen soll. Dies ist insbesondere bei Etikettenmaterialien
und Sicherheitsfäden
der Fall. Denn in diesem Fall besitzt der Lack 2 eine größere Haftung
zum Substrat 1 als zum Prägewerkzeug 6, so dass
die Gefahr der Lackablagerung auf dem Prägewerkzeug 6 relativ gering
ist.
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Für die Strahlungsquellen 9 und 11 der
jeweiligen Härtungseinrichtungen 8, 10 können die
gleichen Strahlungsquellen verwendet werden. Als Strahlungsquellen
werden vorzugsweise UV-Lampen verwendet.
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Alternativ
können
jedoch auch unterschiedliche Strahlungsquellen für die verschiedenen Härtungseinrichtungen 8, 10 eingesetzt
werden. In diesem Fall enthält
der Lack 2 zwei unterschiedliche Photoinitiatoren. Der
erste Photoinitiator spricht auf die Strahlung der Strahlungsquellen 9 während der
Haupthärtung
des Lacks 2 an und initiert dort die Polymerisation des
Lacks 2. Der zweite Photoinitiator spricht dagegen lediglich
auf Strahlung der Strahlungsquelle 11 an, die für die Nachhärtung des
Lacks 2 verwendet wird. So kann der erste Photoinitiator
beispielsweise speziell für
Emissionsbanden im sichtbaren Bereich sensitiv sein, indem beispielsweise
Ga- oder Fe-dotierte Hg-Lampen emittieren. Der zweite Photoinitiator
dagegen kann beispielsweise auf UV-Strahlung geringer Wellenlänge reagieren,
so dass für
die Strahlungsquelle 11 in der Nachhärtungseinrichtung eine Strahlungsquelle
mit entsprechender Emissionsbande gewählt wird.
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2 zeigt
eine weitere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Das hier dargestellte Verfahren bzw. die dargestellte Vorrichtung
sind weitgehend identisch zu dem in 1 bereits
erläuterten
Verfahrensschritten bzw. Einrichtungen. Das Ver fahren unterscheidet sich
lediglich dadurch, dass vor dem Prägewerk 5 eine Vorhärtungseinrichtung 12 angeordnet
ist, die vorzugsweise wenigstens eine Strahlungsquelle 13 aufweist.
Dafür wird
auf eine Nachhärtungseinrichtung 10 verzichtet.
Diese Vorhärtungseinrichtung 12 befindet
sich unmittelbar vor dem Prägewerk 5,
so dass die vorgehärtete Lackschicht 2 in
direktem Anschluss an die Vorhärtungseinrichtung 12 in
das Prägewerk 5 transportiert
wird. Die Vorhärtungseinrichtung 12 ist
vorzugsweise auf der mit Lack beschichteten Seite des Substrats 1 angeordnet,
so dass die Strahlung der Strahlungsquelle 13 ungehindert
auf den Lack trifft. Dies hat den Vorteil, dass für die Strahlungsquelle 13 auch
Strahlungsquellen verwendet werden können, deren Strahlung vom Substrat 1 absorbiert
werden würde.
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In
der Vorhärtungseinrichtung 12 wird
die Lackschicht 2 auf einen Härtungsgrad unterhalb des Gelpunktes
vorgehärtet.
Vorzugsweise wird durch den Vorhärtungsprozess
lediglich die Lackoberfläche
gezielt angehärtet,
so dass sie ihre Klebrigkeit verliert. Dies hat den Vorteil, dass
der Lack 2 nicht am Prägezylinder 6 haften
bleibt. Gleichzeitig ist der Lack 2 im Volumen noch so
weich, dass die Reliefstruktur 7 ungehindert 1 : 1 in den
Lack 2 übertragen
werden kann.
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Analog
zu der bereits anhand von 1 beschriebenen
Ausführungsform
können
auch hier für
die Strahlungsquellen 9 und 13 identische oder
unterschiedliche Strahlungsquellen verwendet werden. Ebenso kann
der Lack 2 entsprechende Photoinitiatoren enthalten, die
auf die jeweilige verwendete Strahlung der Strahlungsquellen 13 und 9,
angepasst sind.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung. Sie stellt eine Kombination der in den 1 und 2 dargestellten
Verfahren bzw. Vorrichtungen dar. Denn hier wird der Lack sowohl
vor- als auch nachgehärtet.
Dies hat den Vorteil, dass durch das Vorhärten die Klebrigkeit des Lacks
verringert werden kann, um ein Verschmutzen des Prägezylinders 6 zu
vermeiden. Durch die Nachhärtung
in der Nachhärtungseinrichtung 10 wird
die Reliefstruktur 7 im Lack 2 stabilisiert. Zudem
lassen sich mithilfe der Nachhärtung
reproduzierbare Lackeigenschaften erzeugen, die für die weitere
Verarbeitung der Folie, wie beispielsweise einen weiteren Druckvorgang,
notwendig sind. Schließlich
verhindert die Nachhärtung
auch ein Verblocken des bahnförmigen Materials
beim Aufwickeln.
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Durch
die Aufsplittung der Lackhärtung
in wenigstens zwei Härtungsprozesse
lässt sich
zudem die Gefahr der Versprödung
des Lacks durch zu starke Strahlungseinwirkung deutlich verringern.
Ferner ergibt sich eine wesentlich größere Flexibilität bei der
Wahl der Rezeptoren der Lacke, die auf diese Weise wesentlich besser
an die spezifischen Anforderungen der mit den Sicherheitselementen
zu versehenden Wertgegenstände
bzw. die weiteren Verarbeitungsschritte angepasst werden können. Auf
diese Weise kann auch die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden.
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Gemäß einer
speziellen Ausführungsform
sind auch so genannte Dual Cure-Lackrezepturen
verwendbar, die für
die vollständige
Aushärtung
neben dem Strahlungsanteil (Vorhärtung
und Haupthärtung
oder nur Vorhärtung)
durch späteres
Einwirken von Wärme
vollständig
aushärten.
In diesem Fall ist die Nachhärtungseinrichtung 10 mit
einem Wärmestrahler
ausgestattet.