DE4313521C1

DE4313521C1 - Dekorationsschichtaufbau und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE4313521C1
Application number: DE4313521A
Authority: DE
Inventors: Werner Reinhart
Original assignee: Leonhard Kurz GmbH and Co KG
Current assignee: Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Priority date: 1993-04-24
Filing date: 1993-04-24
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2013-04-25
Also published as: WO1994025288A1; JPH08510176A; US5714231A; JP3828144B2; TW283124B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dekorationsschichtaufbau, der mindestens eine transparente Decklackschicht, welche an ihrer bei Gebrauch verdeckten Oberfläche zumindest bereichsweise mit einer beugungsoptisch wirksamen, räumlichen Struktur versehen ist, sowie wenigstens im Bereich der räumlichen Struktur eine reflektierende Schicht aufweist. Außerdem befaßt sie sich mit der Verwendung eines derartigen Dekorationsschichtaufbaus.

Dekorationsschichtaufbauten bzw. Anordnungen der vorstehend erwähnten Art werden in sehr großem Umfang z. B. als Sicherheitselemente für Wertdokumente wie z. B. Banknoten, Kreditkarten, Ausweise oder Tickets verwendet. Unter dem Begriff "beugungsoptisch wirksame, räumliche Struktur" sind dabei Strukturen zu verstehen, die unter Beugung bzw. Brechung des einfallenden Lichtes ganz spezielle Effekte ergeben. Derartige, beugungsoptisch wirksame Strukturen können beispielsweise Hologramme, computergenerierte Diffraktionsstrukturen, Interferenzschichten oder Beugungsgitter sein.

Aus der DE 41 30 896 A1 ist ein Schichtverbund der eingangs erwähnten Art bekannt, bei dem als Reflexionsschicht ein Dielektrikum mit einem Brechungsindex von N = 2,5 verwendet wird. Die die beugungsoptisch wirksame Struktur beidseitig begrenzenden Lackschichten sind bei dem bekannten Schichtverbund jeweils ganzflächig vorgesehen.

Die DE-OS 23 52 366 offenbart eine Kennkarte, die bereichsweise mit einer beugungsoptisch wirksamen, räumlichen Struktur versehen ist. Dabei schließen zwei Schichten mit im wesentlichen gleichem Brechungsindex bereichsweise eine Materialschicht ein, deren Brechungsindex sich von den der beiden umschließenden Schichten unterscheidet. Die beugungsoptisch wirksame, räumliche Struktur ist in der einen Schicht nur in dem Bereich vorgesehen, in dem das Material mit unterschiedlichem Brechungsindex vorhanden ist.

Im allgemeinen werden derartige, beugungsoptisch wirksame Strukturen derart auf das zu sichernde Dokument aufgebracht, daß sie nur eine begrenzte Fläche überdecken. Zur Herstellung von Dekorationsschichtaufbauten mit solchen, nur einen begrenzten Bereich einnehmenden beugungsoptischen Strukturen verwendet man üblicherweise entsprechend ausgebildete Stempel. Vor allem dann, wenn neben der beugungsoptisch sichtbaren Struktur noch andere Sicherheitselemente, z. B. ein spezieller Druck, vorgesehen werden sollen, besteht nun das Problem einer genauen gegenseitigen Ausrichtung des die beugungsoptisch wirksame Struktur erzeugenden Stempels gegenüber den weiteren Sicherheitselementen, beispielsweise dem Druck. Bisher mußte deswegen entweder eine vergleichsweise große Ungenauigkeit in der Registrierung der verschiedenen Sicherheitselemente in Kauf genommen werden oder es entsteht bei der Fertigung, trotz geringer Arbeitsgeschwindigkeiten, vergleichsweise viel Ausschuß.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und eine Möglichkeit vorzuschlagen, die es gestattet, in einem Dekorationsschichtaufbau beugungsoptisch wirksame Strukturen der erläuterten Art nur bereichsweise vorzusehen, trotzdem aber bei relativ hohen Fertigungsgeschwindigkeiten sehr genau zusätzliche Sicherheitselemente, beispielsweise einen besonderen Druck, anbringen zu können oder zumindest eine sehr genaue Positionierung der beugungsoptisch wirksamen, nur bereichsweise vorhandenen Strukturen vornehmen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen Dekorationsschichtaufbau der eingangs erwähnten Art derart auszubilden, daß bereichsweise zwischen der die beugungsoptisch wirksame, räumliche Struktur aufweisenden Oberfläche der Decklackschicht und der reflektierenden Schicht eine weitere, die räumliche Struktur ausfüllende Dekorlackschicht vorgesehen ist, deren Dicke wenigstens der Tiefe der räumlichen Struktur entspricht und die von einem Lack gebildet ist, dessen Grundzusammensetzung einen Brechungsindex besitzt, der sich von dem des transparenten Decklackes um weniger als 0,8 unterscheidet.

Wie sich aus der vorstehend geschilderten Ausbildung des Dekorationsschichtaufbaus ergibt, ist es erfindungsgemäß nicht mehr nötig, die genaue Positionierung der beugungsoptisch wirksamen, räumlichen Struktur bereits während des Prägens der räumlichen Struktur vorzunehmen. Bei einer erfindungsgemäßen Ausbildung wird vielmehr die beugungsoptisch wirksame, räumliche Struktur über einen Flächenbereich in die Decklackschicht eingebracht, der größer ist als der Bereich, in dem eine räumliche Struktur vorhanden sein soll. Trotzdem erhält der Betrachter des Dekorationsschichtaufbaus den Eindruck, als ob die räumliche Struktur nur genau in dem gewünschten Bereich vorhanden wäre, und zwar deswegen, weil die Vertiefungen bzw. Erhöhungen der räumlichen Struktur außerhalb des Bereichs, in dem die Struktur gewünscht wird, mittels der Dekorlackschicht egalisiert werden, wobei die reflektierende Schicht dann - von der Betrachterseite her gesehen - einerseits hinter der die räumliche Struktur ausfüllenden Dekorlackschicht und andererseits in den Bereichen, in denen keine zusätzliche Dekorlackschicht vorhanden ist, unmittelbar hinter der räumlichen Struktur vorhanden ist. Bei dem Dekorationsschichtaufbau gemäß der Erfindung erfolgt somit die genaue Positionierung der räumlichen Struktur nicht durch entsprechend genaue Ausrichtung eines Stempels od. dgl. sondern durch die Aufbringung eines zusätzlichen, die räumliche Struktur ausfüllenden Dekorlackschicht vor Aufbringung der reflektierenden Metallschicht. Die zusätzliche Dekorlackschicht kann hier beispielsweise in einem Druckverfahren erzeugt werden, wodurch es vergleichsweise einfach möglich ist, eine genaue Ausrichtung zu erzielen. Auch wenn anschließend an die Aufbringung der Dekorlackschicht die Metallisierung erfolgt und dann erst ein weiterer Aufdruck vorgesehen ist, bereitet üblicherweise eine genaue Registrierung keine allzu großen Schwierigkeiten.

Ein Vorgehen gemäß der Erfindung vereinfacht somit die Herstellung eines Dekorationsschichtaufbaus mit nur bereichsweise vorgesehener, beugungsoptisch wirksamer, räumlicher Struktur ganz erheblich, wobei im einfachsten Fall die Herstellung derart erfolgen kann, daß die gesamte, bereichsweise mit der räumlichen Struktur zu versehende Fläche der Decklackschicht mit einer räumlichen, beugungsoptisch wirksamen Struktur versehen wird, die sehr leicht, z. B. mittels entsprechend profilierter Walzen erzeugt werden kann. In einem zweiten Arbeitsgang wird dann eine entsprechende Dekorlackschicht zur bereichsweisen Ausfüllung der räumlichen Struktur aufgebracht, wobei wegen des geringen Unterschiedes im Brechungsindex zwischen dem transparenten Decklack und der Grundsubstanz der Dekorlackschicht erreicht wird, daß die Grenzfläche zwischen Decklackschicht und Dekorlackschicht im Normalfall nicht sichtbar ist. In diesem Zusammenhang wird unter "Grundzusammensetzung" bzw. "Grundsubstanz" der Dekorlackschicht die Lackbasis ohne Pigmente und Füllstoffe verstanden.

Im Normalfall wird die Dekorlackschicht - ebenso wie die Decklackschicht - von einem transparenten Lack gebildet sein, wobei diese transparenten Lacke selbstverständlich eingefärbt sein können, um beispielsweise bei Verwendung einer reflektierenden Schicht aus Aluminium den Eindruck von Gold zu erwecken.

Für besondere Anwendungsfälle ist es jedoch auch möglich, eine Dekorlackschicht zu verwenden, die von einem pigmentierten Lack gebildet ist. Trotz des Vorhandenseins der Pigmente in der Dekorlackschicht wird aber, wenn die Grundzusammensetzung einen entsprechenden Brechnungsindex aufweist, erreicht, daß die strukturierte Grenzfläche zwischen Decklackschicht und Dekorlackschicht nicht sichtbar ist. Man kann aber beispielsweise bei Verwendung einer pigmentierten Dekorlackschicht zusätzliche, besondere Effekte erreichen, weil ja dann die reflektierende Schicht auf der dem Betrachter im Gebrauchszustand abgewendeten Seite der Dekorlackschicht nicht sichtbar ist.

Als reflektierende Schicht wird in an sich bekannter Weise zweckmäßig eine im Vakuum aufgedampfte Metallschicht, beispielsweise eine Aluminium- oder Chromschicht verwendet. Eine andere Möglichkeit ist die, als reflektierende Schicht ein Dielektrikum mit einem Brechungsindex von wenigstens 2 zu verwenden.

Wie vorstehende Beschreibung erkennen läßt, ist der Dekorationsschichtaufbau gemäß der Erfindung für die verschiedensten Anwendungsgebiete einsetzbar. Eine besonders günstige Verwendung ist jedoch die als Bestandteil der Übertragungslage einer aus einem Trägerfilm und einer mittels einer Kleberschicht an einem Substrat festlegbaren, vom Trägerfilm lösbaren Übertragungslage bestehenden Prägefolie, insbesondere Heißprägefolie, wobei in diesem Fall die Decklackschicht als die freie Oberfläche des dekorierten Substrats bildende Schutzlackschicht dient. Die einzelnen Schichten einer derartigen Heißprägefolie können in üblicher Weise aufgebaut sein, wobei z. B. auch die an sich bekannten Kombinationen mit Magnetschichten etc. möglich sind. In diesem Fall kann z. B. die Dekorationslackschicht von einem magnetisierbaren Lack gebildet sein, wobei sich zusätzlich der Vorteil ergibt, daß die Magnetschicht gegenüber der Decklackschicht nicht durch die Metallisierung getrennt ist, was zur Folge hat, daß sowohl die Magnetisierung der Magnetschicht als auch das Auslesen der in der Magnetschicht gespeicherten Informationen leichter erfolgen kann.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer einen Dekorationsschichtaufbau gemäß der Erfindung aufweisenden Heißprägefolie anhand der Zeichnung, in der ein Abschnitt einer entsprechenden Heißprägefolie im Schnitt und stark schematisiert dargestellt ist, wobei insbesondere die Dickenverhältnisse des dargestellten Ausführungsbeispiels nicht unbedingt repräsentativ sind.

Die in der Zeichnung dargestellte Heißprägefolie umfaßt in an sich bekannter Weise einen Trägerfilm 1. An diesem ist über eine, z. B. aus Wachs bestehende, Ablöseschicht 2 eine insgesamt mit 3 bezeichnete Übertragungslage angeordnet.

Die Übertragungslage 3 umfaßt, ausgehend vom Trägerfilm 1, eine transparente Decklackschicht 4, die an ihrer vom Trägerfilm 1 weg weisenden Oberfläche zumindest bereichsweise mit einer räumlichen Struktur 5 versehen ist. Die räumliche Struktur 5 ist so gestaltet und besitzt derartige Abmessungen, daß sie beugungsoptische Wirkungen entfalten kann, beispielsweise infolge von Beugung, Brechung etc . . Beispielsweise kann die räumliche Struktur 5 ein Hologramm oder eine computergenerierte Diffraktionsstruktur aber auch z. B. ein Beugungsgitter sein.

Die räumliche Struktur 5 wird im allgemeinen in die auf dem Trägerfilm 1 aufgebrachte Decklackschicht 4 eingeprägt, wobei zu diesem Zweck für die Decklackschicht 4 entweder ein thermoplastischer Lack oder ein vernetzter Lack verwendet wird, der zum Zeitpunkt der Einprägung der Struktur 5 noch nicht völlig ausgehärtet ist.

Wie die Zeichnung deutlich erkennen läßt, sind einige Bereiche der die räumliche Struktur 5 aufweisenden Oberfläche der Decklackschicht 4 mit einer Dekorlackschicht 6 abgedeckt, wobei die Dekorlackschicht 6 wenigstens so dick ist, daß sie die Vertiefungen der räumlichen Struktur 5 völlig ausfüllt. Die Dekorlackschicht 6 muß also eine Dicke besitzen, die wenigstens der maximalen Tiefe d der räumlichen Struktur 5 entspricht.

Auf die von dem Trägerfilm 1 weg weisende Oberfläche der Decklackschicht 4, die teilweise von der räumlichen Struktur 5, teilweise aber auch von der Dekorlackschicht 6 gebildet ist, ist eine reflektierende Metallschicht 7 aufgebracht, z. B. im Vakuum aufgedampft.

An die Metallschicht 7 schließt sich dann eine Haftvermittlerschicht 8 an, die eine sichere Haftung einer Kleberschicht 9 bewirkt. Die Kleberschicht 9 dient zur Festlegung der Übertragungslage 3 auf einem Substrat, wobei nach Aufbringung der Übertragungslage 3 auf das Substrat in an sich bekannter Weise der Trägerfilm 1 abgezogen wird. Dies ist bei Heißprägefolien deswegen leicht möglich, weil die Ablöseschicht 2 bei entsprechender Hitzeeinwirkung weich wird. Die Kleberschicht 9 ist üblicherweise eine hitzeaktivierbare Schicht, die ebenfalls erst während des Übertragungsvorganges aufgrund der hierbei verwendeten Wärme klebrig wird.

Die Decklackschicht 4 ist eine transparente Lackschicht, damit die räumliche Struktur 5 nach Aufbringung der Übertragungslage 3 mittels der Kleberschicht 9 auf ein Substrat durch die Decklackschicht 4 hindurch sichtbar ist. Selbstverständlich kann die Decklackschicht eingefärbt sein, um spezielle optische Effekte zu erzielen.

Wesentlich ist, daß die Dekorlackschicht 6 zumindest hinsichtlich ihrer Grundsubstanz an die Decklackschicht 4 angepaßt ist. Durch die Aufbringung der Dekorlackschicht 6 soll ja erreicht werden, daß die Grenzfläche zwischen Decklackschicht 4 und Dekorlackschicht 6, die die räumliche Musterung 5 aufweist, von der Seite des Trägerfilms 1 her durch die Decklackschicht 4 hindurch nicht bzw. kaum sichtbar ist. Dies ist dann gewährleistet, wenn die Brechungsindices der Decklackschicht 4 und der Dekorlackschicht 6 sich um weniger als 0,8 unterscheiden.

Wie bereits erwähnt, genügt es, wenn die Grundsubstanz der Dekorlackschicht 6 hinsichtlich des Brechungsindex im wesentlichen der Decklackschicht 4 entspricht. Trotzdem kann die Dekorlackschicht 6 aber auch pigmentiert sein, wodurch es möglich ist, die die Dekorlackschicht 6 tragenden Bereiche gegenüber den nur die räumliche Struktur 5 aufweisenden Bereichen des Dekorationsschichtaufbaus bzw. der Übertragungslage 3 unterschiedlich farbig zu gestalten, so daß die vom Dekorlack 6 bedeckten Bereiche deutlich sichtbar sind.

Die Herstellung einer Heißprägefolie gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt in den von der Prägefolien-Herstellung bekannten Verfahren, beispielsweise gem. DE 34 22 910 C1.

Bei dem Ausführungsbeispiel können z. B. folgende Schichten verwendet werden:

Als Trägerfilm 1 dient beispielsweise eine Polyesterfolie einer Stärke von 19 bis 23 µm, auf die dann die Decklackschicht 4 sowie die Dekorlackschicht 6 mittels Tiefdruckwalzen aufgetragen werden. Zwischen dem Aufbringen der Decklackschicht 4 und der Dekorlackschicht 6 wird die vom Trägerfilm 1 wegweisende Oberfläche der Decklackschicht 4 beispielsweise mittels entsprechend gemusterter Walzen zur Anbringung der räumlichen Struktur 5 gemustert.

Die Decklackschicht 4 besitzt im Normalfall eine Dicke von 0,3 bis 1,2 µm und kann wie folgt zusammengesetzt sein:

Komponente
Gew. -Teile
hochmolekulares PMMA-Harz
2000
Silikonalkyd ölfrei	300
nichtionisches Netzmittel	50
Methylethylketon	750
niedrigviskose Nitrocellulose	12 000
Toluol	2000
Diacetonalkohol	2500

Die Dekorlackschicht 6 kann in einer Schichtstärke von 0,5 bis 2 µm aufgebracht werden und besteht vorzugsweise aus einem hochmolekularen PMMA-Harz mit einer Glasübergangstemperatur Tg = 100°C. Die Dekorlackschicht kann wie folgt zusammengesetzt sein:

Komponente
Gew.-Teile
Methylethylketon
30
Ethylacetat	30
Toluol	19
Polymethylmethacrylat (Tg = 100°C)	21

Die im Vakuum aufgedampfte Metallschicht 7 kann beispielsweise aus Aluminium, Chrom, Kupfer, Zinn, Silber oder Gold bzw. Legierungen hieraus bestehen. Sie hat im Normalfall eine Stärke von 0,01 bis 0,04 µm.

Anstelle der Metallschicht wäre es allerdings auch denkbar, als reflektierende Schicht Dielektrika mit einem Brechungsindex von wenigstens 2 zu verwenden.

Als Dielektrikum könnten beispielsweise folgende Materialien verwendet werden:
Chemische Elemente, wie z. B. Ge, In oder
Oxide, wie z. B. SiO, Ta₂O₅, TiO₂, Ti₂O₃, CeO₂, HfO₂, SiO₂ oder
Salze, wie z. B. MgF₂, ZnS.

Die Haftvermittlerschicht 8 besitzt üblicherweise eine Stärke von 0,2 bis 0,7 µm, wobei sich, wenn die Dicke der Haftvermittlerschicht 8 nicht ausreichend groß ist, ein Grenzflächenverlauf zur Kleberschicht 9 ähnlich der Darstellung in der Zeichnung ergibt.

Die Haftvermittlerschicht 8 kann beispielsweise wie folgt zusammengesetzt sein:

Komponente
Gew.-Teile
hochmolekulares PMMA-Harz
1200
Methylethylketon	3400
Toluol	1000
Mattierungsmittel	100

Der Kleber der Schicht 9 wird beispielsweise in einer Stärke aufgebracht, die etwa der Stärke der Decklackschicht 4 entspricht. Bei der Kleberschicht 9 kann es sich z. B. um eine an sich bekannte Heißkleberschicht handeln. Die Anbringung dieser Kleberschicht ist allerdings nicht immer erforderlich. Dies hängt von der Zusammensetzung des Substrats, auf das die Prägefolie geprägt werden soll, ab. Wenn das Substrat beispielsweise aus PVC besteht, wie dies bei Kreditkarten häufig der Fall ist, kann normalerweise auf eine besondere Heißkleberschicht verzichtet werden. Es muß dann eben eine ausreichend dicke, entsprechende Klebeeigenschaften besitzende Haftvermittlerschicht 8 verwendet werden.

Selbstverständlich ist der Schichtaufbau nicht zwingend entsprechend dem Ausführungsbeispiel vorgesehen. Es wäre beispielsweise denkbar, die Dekorlackschicht 6 in Form eines bestimmten Musters aus unterschiedlich farbigen Lacken zusammenzusetzen oder als Dekorlackschicht 6 eine Magnetlackschicht vorzusehen. Vor allem bei Verwendung von Magnetpigmenten kann sich im übrigen auch die Anbringung zusätzlicher, zumindest bereichsweise vorgesehener Schichten als erforderlich erweisen.

Claims

1. Dekorationsschichtaufbau der mindestens eine transparente Decklackschicht (4), welche an ihrer bei Gebrauch verdeckten Oberfläche zumindest bereichsweise mit einer beugungsoptisch wirksamen, räumlichen Struktur (5) versehen ist, sowie wenigstens im Bereich der räumlichen Struktur (5) eine reflektierende Schicht (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß bereichsweise zwischen der die räumliche Struktur (5) aufweisenden Oberfläche der Decklackschicht (4) und der reflektierenden Schicht (7) eine weitere, die räumliche Struktur (5) ausfüllende Dekorlackschicht (6) vorgesehen ist, deren Dicke wenigstens der Tiefe (d) der räumlichen Struktur (5) entspricht und die von einem Lack gebildet ist, dessen Grundzusammensetzung einen Brechnungsindex besitzt, der sich von dem des transparenten Decklackes (4) um weniger als 0,8 unterscheidet.

2. Dekorationsschichtaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorlackschicht (6) ebenfalls von einem transparenten Lack gebildet ist.

3. Dekorationsschichtaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorlackschicht (6) von einem pigmentierten Lack gebildet ist.

4. Dekorationsschichtaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (7) eine im Vakuum aufgedampfte Metallschicht ist.

5. Dekorationsschichtaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (7) von einem Dielektrikum mit einem Brechungsindex von 2 gebildet ist.

6. Verwendung eines Dekorationsschichtaufbaus nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Bestandteil der Übertragungslage (3) einer aus einem Trägerfilm und einer mittels einer Kleberschicht (9) an einem Substrat festlegbaren, vom Trägerfilm (1) lösbaren Übertragungslage (3) bestehenden Prägefolie, insbesondere Heißprägefolie, wobei die Decklackschicht (4) als die freie Oberfläche des dekorierten Substrats bildende Schutzlackschicht dient.