EP3274183A1 - Mehrschichtkörper und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Mehrschichtkörper und verfahren zu dessen herstellung

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EP3274183A1
EP3274183A1 EP16711791.0A EP16711791A EP3274183A1 EP 3274183 A1 EP3274183 A1 EP 3274183A1 EP 16711791 A EP16711791 A EP 16711791A EP 3274183 A1 EP3274183 A1 EP 3274183A1
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EP
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layer
printing
μιτι
print
multilayer body
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Ludwig Brehm
Klaus PFORTE
Patrick KRÄMER
Karin FÖRSTER
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Original Assignee
Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a multilayer body, a multi-layer body obtainable in this way and a security document having such a multilayer body.
  • a known method for this is the iris printing, in which different colors are applied side by side on a common inking roller of a printing press. When printing these mix
  • a very fine structuring of a multi-color image with each other exactly in the register standing parts of the motif is generally hardly possible with conventional printing, because the register accuracy and edge sharpness are not sufficient.
  • multicolored fine lines are so hard to produce.
  • fine screened motifs on a gravure roll dry very quickly due to the very small amount of ink required and are therefore very difficult to print.
  • Register accuracy is a positional accuracy of two or more elements and / or layers to understand each other. It should be the
  • the positionally accurate positioning can in particular by means of optically detectable registration marks or
  • Register marks take place. These register marks or register marks can either represent special separate elements or regions or layers or themselves be part of the elements or regions or layers to be positioned. From a "perfect register" one speaks, if the
  • the object of the present invention is to provide an improved method for producing a multilayer body with fine line patterns, such a multilayer body and a security document having such a multilayer body
  • Such a method for producing a multilayer body comprises the steps of: a) providing a first printing layer;
  • Print layer as a mask.
  • Printing layer wherein the first printing layer is patterned using the second printing layer as a mask.
  • Such a multilayer body can be found in a security document, in particular a banknote, a security, an identification document, a visa document, a passport or a credit card
  • the first printing layer can be applied in particular flat. It is thus possible without the initially described problems when printing multicolored fine lines a multicolored motif, for example with
  • the second print layer merely serves as a mask, ie as a protective layer for the structuring of the first print layer. Therefore, the second printing layer can be applied monochrome. In this way, fine line patterns can be generated in the second printing layer, without the initially described problems when printing multicolored fine lines occur.
  • the second print layer as a mask removes the areas of the first print layer that are not covered by the second print layer.
  • the second print layer thus covers all areas of the first
  • Pressure layer but can also extend beyond this.
  • multi-colored line structures can be produced in a reproducible manner.
  • a first lacquer is used, which with a second lacquer used for applying the second printed layer, a chemical reaction,
  • the first lacquer where the second printing layer is applied, can be changed by reaction with the second lacquer in particular to become resistant to chemical substances used for structuring the first printing layer, such as, for example, etching or solvent.
  • the first lacquer is preferably an aqueous-based or solvent-based lacquer soluble in alkali.
  • the paint of polyacrylic acid consist.
  • Such a varnish can be removed from its substrate by treatment with an alkaline etchant. This allows the desired structuring of the first print layer using the second print layer as a mask.
  • first lacquer colorants in particular colorful or achromatic pigments and / or effect pigments, UV-excitable
  • UV ultraviolet (radiation / light)
  • the first lacquer comprises a plurality of such colorants which form color gradients, gradients, true color images or the like.
  • the second paint is a PVC copolymer of vinyl chloride, vinyl acetate and dicarboxylic acid.
  • a lacquer is resistant to alkaline etchants and can therefore serve as a protective lacquer or mask for structuring the first print layer with such an etchant.
  • the second varnish may also be a polyester varnish with cellulose propionate.
  • a lacquer also has the desired alkali resistance and can therefore be used as a protective lacquer.
  • the second varnish is a cross-linker
  • polyisocyanate in particular polyisocyanate and / or polyaziridine.
  • Crosslinkers can carboxylic acid or hydroxyl groups of the two paints be cross-linked, so that the first and second print layer form a stable chemical compound.
  • the cross linking makes the two
  • the first printing layer by the action of an alkaline etchant, in particular of alkali metal hydroxide (NaOH) or
  • Alkali carbonate Na 2 COs
  • Print layer is protected, dissolved and removed, so that the desired structuring results.
  • the alkaline etchant is used in a concentration of 0.5% to 3%, and / or at a temperature of 20 ° C to 50 ° C, and / or for a period of 0.5s to 5s , This allows a complete and sharp removal of the first print layer in the
  • the etching process may be promoted by agitating the etchant, targeting the first print layer with the etchant, sonicating, brushing, and / or wiping.
  • the first printing layer is preferably applied in multiple colors, in particular in the form of a color gradient, color gradients or as a true color image.
  • the desired motif then remains in the form of multicolored fine lines congruent to the second printing layer.
  • the first printing layer in the form of a grid, in particular a line grid with 60 lines / cm to 120 lines / cm and / or a
  • Line depth of 15 ⁇ applied to 45 ⁇ refers to the depth of the introduced on a pressure roller, in particular on a gravure roll structures for receiving the ink.
  • the first printing layer in the form of a grid in particular a cross-diagonal grid with a screen width of 40 cells / cm to 100 cells / cm and / or a depth of 15 ⁇ to 45 ⁇ be applied.
  • the first and / or second printing layer can be applied by gravure printing.
  • gravure in particular, the above-mentioned grid can be realized.
  • the first and / or second print layer can be applied by screen printing, in particular with a screen thickness of 90T to 140T or 90S to 140S.
  • Both gravure printing and screen printing can be realized with a minimum spot size of 75 ⁇ and a minimum point spacing of 10 ⁇ grid.
  • a minimum line thickness of 80 ⁇ at a minimum line spacing of 100 ⁇ can be achieved. In all cases is the achievable register tolerance both within a grid and between the first and second printing layer in about 200 ⁇ .
  • the second printing layer in the form of a
  • the second print layer defines the final shape of the printed motif, while the first print layer defines only the color. It is further preferred if the first printing layer is applied to a layer composite comprising one or more of the following layers: a carrier layer, a replication layer having a surface relief, a
  • Reflection layer a protective layer, a volume hologram layer.
  • a layer composite comprising one or more of the following layers can also be applied to the first and / or second printing layer: a carrier layer, a replication layer with a
  • a height compensation layer in particular of a lacquer of a combination of butyl acrylate and PMMA with a layer thickness of 0.5 ⁇ m to 3 ⁇ m on the first and / or second printing layer is applied.
  • This is particularly useful if further layers of the layer composite are applied to the first and / or second printing layer.
  • the mechanically relatively flexible height compensation layer leveled thereby gradations, which are formed in the patterning of the first printing layer, thus providing a smooth surface ready, to which the other layers can be applied clean.
  • At least one layer of the layer composite is patterned using the second printing layer as a mask.
  • a further motif can be formed in register with the second printing layer. This makes it possible, for example, that the motif formed by the second printing layer can be viewed from different sides of the page
  • Multilayer body has a different appearance.
  • the patterned using the second printing layer as a mask at least one layer of
  • Layer composite is a metal layer. This is particularly useful when the first print layer contains UV-fluorescent colorants.
  • a register layer formed to the printed layers metal layer amplifies the optical
  • Photoresist layer is applied to the metal layer, exposed from the side of the second printing layer ago and when developing in the exposed
  • Metal layer can be structured.
  • the use of an external mask is not necessary. It is preferred that after developing the photoresist
  • Metal layer is patterned by etching.
  • the metal layer itself is structured in the perfect register to the printed layers.
  • the first and / or second printing layer comprises a UV blocker which absorbs UV light in a wavelength range in which the photoresist layer is exposed. This improves the effect of the print layers as a mask for the exposure of the photoresist layer.
  • the UV blocker may also be UV fluorescent pigments provided for the optical effect of the printing layer.
  • the layer composite at least one
  • Coating layer comprising a UV blocker. This is particularly advantageous when the first printing layer contains UV-fluorescent colorants. Where the lacquer layer with the UV blocker is present, no UV light reaches the first printed layer, so that a non-fluorescent motif recognizable under UV light can be formed in this way.
  • the lacquer layer with the UV blocker in the form of a graphic motif, alphanumeric character, logo, image, pattern, in particular Guillochen pattern, applied.
  • a motif may, for example, supplement or superimpose a motif formed by the first and second printing layers.
  • the first and second printing layers are chemically crosslinked with each other. This gives the first print layer the necessary chemical stability, the
  • Structuring for example by etching, allows.
  • the first and / or second printing layer has a layer thickness of 1 ⁇ m to 3 ⁇ m.
  • the multilayer body preferably comprises a replication layer with a surface relief.
  • the surface relief introduced into the replication layer is an optically variable element, in particular a hologram, Kinegram® or Trustseal®, a preferably linear or crossed sinusoidal diffraction grating, a linear or crossed single or multi-level rectangular lattice
  • Zero-order diffraction structure an asymmetric relief structure, a blazed grating, a preferably isotropic or anisotropic matt structure, or a diffractive and / or refractive and / or light-focusing micro or nanostructure, a binary or continuous Fresnel lens, a binary or continuous Fresnel freeform surface , one
  • Microprism structure or a combination structure formed therefrom are examples of Microprism structure or a combination structure formed therefrom.
  • the multi-layer body comprises a wax layer and / or a release layer.
  • a wax layer especially if it is partially applied, can provide additional protection against tampering. For example, a forger tries to solve the layer composite, so allows the wax layer to partially detach the adjacent layers from each other. Where the wax layer is not present, the layers adhere to each other, so that in such an attempt, the layer composite is destroyed.
  • a wax layer can also serve as a release layer, which enables a detachment of a part of the layer composite from a carrier layer.
  • the release layer can also consist of a strongly filming acrylate and / or also be part of the protective lacquer layer.
  • a layer thickness of the replication layer and / or the release layer 1 is ⁇ to 5 ⁇ , preferably 1 ⁇ to 3 ⁇ .
  • the multi-layer body has a removable carrier layer, in particular of PET (polyethylene terephthalate), PEN
  • Such a carrier layer protects and stabilizes the multilayer body during its production and further processing and can be removed during the attachment of the multilayer body on a security document.
  • the multi-layer body comprises at least partial
  • Metal layer in particular of aluminum, copper, chromium, silver and / or gold or of alloys of the aforesaid metals, having a
  • Layer thickness of 5 nm to 100 nm, preferably from 10 nm to 50 nm.
  • a metal layer may on the one hand form a visually appealing motif, but on the other hand serve as a reflection layer to enhance the visual impression of an optically variable element.
  • the Reflection layer is applied in particular directly to the surface relief of the replication, in particular vapor-deposited.
  • the multi-layer body comprises a particularly transparent protective lacquer layer, in particular of PVC, polyester, acrylate, nitrocellulose, cellulose acetobutyrate or mixtures thereof, with a layer thickness of 0.5 ⁇ m to 10 ⁇ m, preferably from 2 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • a protective lacquer layer preferably forms an outer surface of the
  • Multi-layer body and protects it from environmental influences, scratching and the like.
  • Fig. 1 A first intermediate in the production of a
  • Fig. 2 shows a second intermediate in the production of a
  • Fig. 3 shows an embodiment of a multilayer body in
  • Fig. 4 is a schematic plan view of a first printing layer of a
  • FIG. 5 is a schematic plan view of a first and second
  • Fig. 6 is a schematic plan view of a first and second
  • FIG. 7 shows a schematic plan view of a first printing layer of a further exemplary embodiment of a multilayer body before structuring;
  • Fig. 8 is a schematic plan view of a first and second
  • Fig. 9 is a schematic plan view of a first and second
  • a layer composite 11 which comprises a carrier layer 11, a release layer 11, a protective layer 11, a replication layer 11, a reflection layer 11 and a further protective layer 1 16 includes.
  • the carrier layer 1 1 1 is removable from the layer composite 1 1 and consists in particular of PET (polyethylene terephthalate) with a layer thickness of 6 ⁇ to 50 ⁇ , preferably from 12 ⁇ to 50 ⁇ .
  • PET polyethylene terephthalate
  • the carrier layer 1 1 1 protects and stabilizes the multilayer body 1 in its manufacture and further processing and can in the attachment of the
  • the release layer 1 12 allows a detachment of the carrier layer 1 1 1 from the rest of the layer composite 1 1 and consists for example of a wax with a layer thickness of 50 nm to 500 nm, preferably 70 nm to 150 nm
  • Removal layer may alternatively consist of a strong filming acrylate and / or also be part of the protective lacquer layer with a layer thickness of 1 ⁇ to 5 ⁇ , preferably 1 ⁇ to 3 ⁇ .
  • the protective layers 1 13 and 1 16 form protective surfaces of the
  • Layer composite 1 1 and are preferably made of a clear paint, such as a UV-curing paint, PVC, polyester or acrylate, with a layer thickness of 0.5 ⁇ to 10 ⁇ , preferably 1 ⁇ to 5 ⁇ .
  • the replication layer 14 preferably consists of an acrylate with a
  • Layer thickness of 1 ⁇ to 5 ⁇ , preferably from 1 ⁇ to 3 ⁇ .
  • a surface relief is formed, which forms an optically variable effect.
  • it is preferably a hologram, Kinegram® or Trustseal®, a preferably linear or crossed sinusoidal diffraction grating, a linear or crossed single or multi-level rectangular lattice, a
  • Zero-order diffraction structure an asymmetric relief structure, a blaze grating, a preferably isotropic or anisotropic, matt structure, or a light-diffractive and / or refractive and / or light-focusing
  • Micro or nanostructure a binary or continuous Fresnel lens, a binary or continuous Fresnel freeform surface, a microprism structure or a combination structure thereof.
  • the metal layer 15 is at least partially on the surface of
  • Applied replicating and consists in particular of aluminum, copper, chromium, silver and / or gold or alloys of the aforementioned metals with a layer thickness of 5 nm to 100 nm, preferably from 10 nm to 50 nm.
  • a first printing layer 12 is subsequently printed on a surface of the protective layer 1 16.
  • the paint may consist of polyacrylic acid.
  • Such a varnish can be removed from its substrate by treatment with an alkaline etchant. This allows a later structuring of the first printed layer 12.
  • the lacquer of the first printing layer 12 colorants, especially colorful or achromatic pigments and / or effect pigments, UV excitable fluorescent pigments, thin film pigments, cholesteric liquid crystal pigments, dyes and / or metallic or
  • a color pigment having a proportion of between 5% and 35%, in particular between 10% and 25%, in the lacquer used for printing the first printing layer 12 is, for example, a UV-luminescent pigment having one or more excitation wavelengths, for example 254 nm and / or 365 nm
  • a pigment is eg Lumilux Blue CD 710 (blue at 365 nm and blue at 254 nm) or BF1 (from Honeywell Specialty Chemicals or Microalarm, Hungary) (at 365 nm green fluorescent, at 254 nm red / orange fluorescent).
  • the first printing layer 12 is preferably applied in multiple colors, in particular in the form of a color gradient, color gradients or as a true color image.
  • the first printing layer 12 is gravure applied in the form of a grid, in particular a line grid with 60 lines / cm to 120 lines / cm and / or a line depth of 15 ⁇ to 45 ⁇ .
  • the first printing layer 12 in the form of a grid, in particular a cross-diagonal grid with a screen width of 40 cells / cm to 100 cells / cm and / or a depth of 15 ⁇ to 45 ⁇ be applied.
  • the first print layer 12 can be applied by screen printing, in particular with a screen thickness of 90T to 140T or 90S to 140S.
  • the first printing layer 12 thus provides the desired in the final multi-layer body 1 color of the resulting motif, but does not yet on the final contour of this motif. Two examples of the design of the first printing layer 12 are shown in FIGS. 4 and 7.
  • the printing layer 12 has a
  • the first printed layer 12 comprises a first partial region 121 and a second partial region 122. In both
  • Subareas 121, 122 includes the paint used in the visible
  • UV light Ultraviolet light (UV light) recognizable motif created, which is visible even in visible light.
  • the pigments and / or dyes visible in the visible spectral range should preferably be admixed only with a small proportion so as not to unduly weaken the luminescence of the UV-luminescent pigments and / or dyes in UV light.
  • Visible in the visible spectral range pigments and / or dyes are usually black in the UV light, i. absorb the UV light and thereby weaken the UV luminescence of adjacent in the paint UV luminescent pigments and / or dyes.
  • one UV color can be converted into a different visible pigment and / or dye in the first partial region 121 and in the second partial region 122 be mixed, so that the multicolor of the subject under UV light also in accordance, but different colors also visible under visible light.
  • a second printing layer 13 is applied to the first printing layer 12. This is shown in Fig. 2 in
  • the second printing layer 13 is monochrome, ie in full tone, printed. As a result, fine line structures, such as Guilloche pattern, can be realized.
  • the print layer 13 is drawn opaque black for illustrative purposes only. However, the printing layer 13 can also be transparent, translucent or transparent or translucent. Again, the pressure can be done in gravure or screen printing.
  • a minimum line thickness of 80 ⁇ m can be achieved with a minimum line spacing of 100 ⁇ m.
  • the paint used for printing the second printing layer 13 is
  • a solvent-based varnish of a PVC copolymer of vinyl chloride, vinyl acetate, dicarboxylic acid and a crosslinker e.g.
  • polyisocyanate or polyaziridine Polyisocyanate or polyaziridine.
  • lacquer of polyester and cellulose propionate and a crosslinker can be used Paint applied to the above-described, used to print the first printing layer 12 acrylic paint, this crosslinker reacts with the
  • Acrylic acid in this paint making it alkali-resistant and thus resistant to a subsequent etching step.
  • a treatment is carried out with a preferably alkaline etchant, for example with alkali metal hydroxide (NaOH) or alkali metal carbonate (Na 2 CO 3 ). It is advantageous if the alkaline etchant is used in a concentration of 0.5% to 3%, and / or at a temperature of 20 ° C to 50 ° C, and / or for a period of 0.5s to 5s ,
  • the etching process may be promoted by agitating the etchant, targeting the first print layer with the etchant, sonicating, brushing, and / or wiping.
  • the first printing layer 12 is completely and sharply removed in the areas where it is not covered by the second printing layer 13, removed.
  • the first print layer 12 provides the final coloration of the printed motif, while the contour of the motif is defined by the second print layer 13 and the etching step. This can be high-resolution and
  • a height compensation layer should be provided before the application of the layer composite 11, so that existing height differences in the partial printed layers 12, 13 do not impede subsequent process steps, in particular replication.
  • the motif thus created from the printing layers 12, 13 is used as a mask for a further exposure step.
  • the motif for the radiation to be exposed is partially impermeable by the use of pigments, dyes and / or transparent blockers, in particular UV blockers.
  • UV-luminescent pigments and dyes which may already be provided in the printing layers 12, 13, absorb the UV radiation and thus advantageously already act as UV blockers in a subsequent exposure
  • a metal layer 15 can be applied, for example by vapor deposition, sputtering,
  • a photoresist is then applied to this metal layer 15 and exposed through the motif and the metal layer 15 from the side of the motif formed by the printed layers 12 and 13. In the subsequent development of the photoresist are not
  • the metal layer 1 15 congruent and in register with the print layers 12 and 13.
  • the metal layer can now be demetallized partially, so that the metal is also congruent to the print layers 12, 13.
  • the optical effect of the multi-layer body 1 can also be significantly modified by combining the print layers 12, 13 with layers that are transparent in the visible range but block specific spectral regions in the UV region. This is particularly useful if the print layer 12 contains UV-fluorescent colorants.
  • the spectral range below a wavelength of 310 nm.
  • the optical effect for example, upon excitation of the colorant in the print layer 12 with a wavelength of 365 nm of look the front and with a light wavelength of 254 nm from the back of the multi-layer body 1 look different.
  • the second printing layer 13 can optionally also have such a UV blocker. This may be, for example, benzophenone 6.
  • the second printing layer 13 can also be used with pigments and / or
  • Colored dyes that are visible in the visible spectral range are visible in the visible spectral range.
  • a translucent optically variable pigment such as, for example, Iriodin® from Merck or Lumina® from BASF.
  • the second printing layer 13 is only partially overlapping printed with the first printing layer 12 and the iriodin removed where the second printing layer 13 is not present.
  • the result is a motif in the color of the second print layer 13, which is partially covered with the iriodin of the first print layer 12.
  • the iriodin and the second printing layer 13 are arranged in the perfect register.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers, mit den Schritten: a) Bereitstellen einer ersten Druckschicht; b) partielles Aufbringen einer zweiten Druckschicht auf die erste Druckschicht; c) Strukturieren der ersten Druckschicht unter Verwendung der zweiten Druckschicht als Maske. Die Erfindung betrifft ferner einen so erhältlichen Mehrschichtkörper und ein Sicherheitsdokument mit einem solchen Mehrschichtkörper.

Description

Mehrschichtkörper und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers, einen derart erhältlichen Mehrschichtkörper sowie ein Sicherheitsdokument mit einem solchen Mehrschichtkörper.
Bei der Gestaltung von Sicherheitselementen für Banknoten, Ausweispapiere und ähnliche Sicherheitsdokumente ist es wünschenswert, feine Linienmuster wie beispielsweise Guillochenmuster zu drucken. Ein besonders guter optischer Eindruck ergibt sich, wenn solche Linienmuster mehrfarbig, beispielsweise mit Farbverläufen oder Farbgradienten gedruckt werden.
Ein bekanntes Verfahren hierfür ist der Irisdruck, bei dem unterschiedliche Farben nebeneinander auf einer gemeinsamen Farbauftragswalze einer Druckmaschine aufgebracht werden. Beim Druck vermischen sich diese
Farben, so dass der gewünschte Farbgradient entsteht. Der genaue Verlauf des Gradienten kann jedoch kaum kontrolliert werden, so dass eine reproduzierbare Herstellung identischer Druckmotive kaum möglich ist.
Ein sehr feines Strukturieren eines mehrfarbigen Bildes mit zueinander exakt im Register stehenden Motivteilen ist generell mit herkömmlichen Druckverfahren kaum möglich, weil die Registergenauigkeit und die Randschärfe dafür nicht ausreichen. Insbesondere mehrfarbige feine Linien sind so kaum herstellbar. Hinzu kommt, dass feine gerasterte Motive auf einer Tiefdruckwalze wegen der sehr geringen benötigten Farbmenge sehr schnell eintrocknen und dadurch sehr schwierig druckbar sind.
Unter Registergenauigkeit ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehr Elemente und/oder Schichten zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die
Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst gering sein. Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Elementen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Fälschungssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels optisch detektierbarer Passermarken oder
Registermarken erfolgen. Diese Passermarken oder Registermarken können dabei entweder spezielle separate Elemente oder Bereiche oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Elemente oder Bereiche oder Schichten sein. Von einem„perfekten Register" spricht man, wenn die
Registertoleranz nahe Null bzw. praktisch Null ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers mit feinen Linienmustern, einen solchen Mehrschichtkörper sowie ein Sicherheitsdokument mit einem solchen
Mehrschichtkörper bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche 1 , 26 und 36 gelöst.
Ein solches Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers umfasst die Schritte: a) Bereitstellen einer ersten Druckschicht;
b) partielles Aufbringen einer zweiten Druckschicht auf die erste
Druckschicht;
c) Strukturieren der ersten Druckschicht unter Verwendung der zweiten
Druckschicht als Maske.
Man erhält so einen Mehrschichtkörper mit einer ersten Druckschicht und einer auf einer Oberfläche der ersten Druckschicht angeordneten zweiten
Druckschicht, wobei die erste Druckschicht unter Verwendung der zweiten Druckschicht als Maske strukturiert ist.
Ein derartiger Mehrschichtkörper kann in einem Sicherheitsdokument, insbesondere einer Banknote, einem Wertpapier, einem Ausweisdokument, einem Visumsdokument, einem Reisepass oder einer Kreditkarte
Anwendung finden, um dessen Fälschungssicherheit zu erhöhen.
Dabei kann die erste Druckschicht insbesondere flächig aufgetragen werden. Es ist somit möglich, ohne die eingangs geschilderten Probleme beim Druck mehrfarbiger feiner Linien ein mehrfarbiges Motiv, beispielsweise mit
Farbübergängen, Farbgradienten oder auch ein Echtfarbenbild zu erzeugen. Die zweite Druckschicht dient lediglich als Maske, also als Schutzschicht für die Strukturierung der ersten Druckschicht. Daher kann die zweite Druckschicht monochrom aufgetragen werden. Auf diese Weise können in der zweiten Druckschicht feine Linienmuster erzeugt werden, ohne dass die eingangs geschilderten Probleme beim Druck mehrfarbiger feiner Linien auftreten.
Bei der anschließenden Strukturierung der ersten Druckschicht unter
Verwendung der zweiten Druckschicht als Maske werden die Bereiche der ersten Druckschicht entfernt, die nicht von der zweiten Druckschicht bedeckt sind. Die zweite Druckschicht bedeckt also alle Bereiche der ersten
Druckschicht, kann sich selbst aber auch über diese hinaus erstrecken. Man erhält so eine fein strukturierte erste Druckschicht, die das feine Linienmuster der zweiten Druckschicht und die beim Aufbringen der ersten Druckschicht erzeugte Farbgebung aufweist. Insbesondere können so randscharfe und registergenaue feine, mehrfarbige Linienstrukturen auf reproduzierbare Weise erzeugt werden.
Es ist dabei vorteilhaft, wenn zum Bereitstellen der ersten Druckschicht ein erster Lack verwendet wird, welcher mit einem zum Aufbringen der zweiten Druckschicht verwendeten zweiten Lack eine chemische Reaktion,
insbesondere eine Quervernetzungsreaktion eingeht. Auf diese Weise kann der erste Lack dort, wo die zweite Druckschicht aufgetragen wird, durch Reaktion mit dem zweiten Lack so verändert werden, dass er insbesondere beständig gegenüber zum Strukturieren der ersten Druckschicht verwendete chemische Substanzen, wie beispielsweise Ätz- oder Lösemittel, wird.
Bevorzugt ist dabei der erste Lack ein alkalilöslicher Lack auf wässriger Basis oder auf Lösemittelbasis. Beispielsweise kann der Lack aus Polyacrylsäure bestehen. Ein derartiger Lack kann durch die Behandlung mit einem alkalischen Ätzmittel von seinem Untergrund entfernt werden. Dies ermöglicht die gewünschte Strukturierung der ersten Druckschicht unter Verwendung der zweiten Druckschicht als Maske.
Es ist weiter bevorzugt, wenn der erste Lack Farbmittel, insbesondere bunte oder unbunte Pigmente und/oder Effektpigmente, UV-anregbare
Fluoreszenzpigmente (UV = ultraviolett (Strahlung/Licht)),
Dünnschichtfilmpigmente, cholesterische Flüssigkristallpigmente, Farbstoffe und/oder metallische oder nichtmetallische Nanopartikel umfasst. Auf diese Weise können die gewünschten Farbeffekte im sichtbaren Licht und/oder bei Anregung durch UV-Licht erzeugt werden. Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn der erste Lack mehrere solche Farbmittel umfasst, die Farbverläufe, Gradienten, Echtfarbenbilder oder dergleichen ausbilden.
Ferner ist es bevorzugt, wenn der zweite Lack ein PVC-Mischpolymerisat aus Vinylchlorid, Vinylacetat und Dicarbonsäure ist. Ein derartiger Lack ist beständig gegenüber alkalischen Ätzmitteln und kann daher als Schutzlack bzw. Maske für die Strukturierung der ersten Druckschicht mit einem solchen Ätzmittel dienen.
Alternativ kann der zweite Lack auch ein Polyesterlack mit Cellulosepropionat sein. Auch ein solcher Lack weist die gewünschte Alkalibeständigkeit auf und kann daher als Schutzlack verwendet werden.
Es ist weiter vorteilhaft, wenn der zweite Lack einen Quervernetzer,
insbesondere Polyisocyanat und/oder Polyaziridin umfasst. Mit solchen
Quervernetzern können Carbonsäure- bzw. Hydroxylgruppen der beiden Lacke quervernetzt werden, so dass die erste und zweite Druckschicht eine stabile chemische Verbindung eingehen. Die Quervernetzung macht die beiden
Druckschichten dort, wo die zweite Druckschicht auf die erste aufgebracht ist, stabil gegenüber alkalischen Ätzmitteln und ermöglicht so die Strukturierung der ersten Druckschicht.
Es ist dabei bevorzugt, wenn die erste Druckschicht durch Einwirken eines alkalischen Ätzmittels, insbesondere von Alkalihydroxyd (NaOH) oder
Alkalicarbonat (Na2COs), strukturiert wird. Durch derartige Ätzmittel kann der erste Lack in denjenigen Bereichen, in denen er nicht durch die zweite
Druckschicht geschützt ist, aufgelöst und entfernt werden, so dass sich die gewünschte Strukturierung ergibt.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das alkalische Ätzmittel in einer Konzentration von 0,5% bis 3%, und/oder bei einer Temperatur von 20°C bis 50°C, und/oder für einen Zeitraum von 0,5s bis 5s angewendet wird. Hierdurch kann eine vollständige und randscharfe Entfernung der ersten Druckschicht in den
Bereichen, in denen sie nicht von der zweiten Druckschicht bedeckt ist, sichergestellt werden.
Zusätzlich kann der Ätzvorgang durch Agitieren des Ätzmittels, gezieltes Anströmen der ersten Druckschicht mit dem Ätzmittel, Ultraschallbehandlung, Bürsten und/oder Wischen gefördert werden. Bevorzugt wird die erste Druckschicht mehrfarbig, insbesondere in Form eines Farbverlaufs, Farbgradienten oder als Echtfarbenbild aufgebracht. Nach dem Strukturieren der ersten Druckschicht verbleibt dann das gewünschte Motiv in Form von zur zweiten Druckschicht deckungsgleichen, mehrfarbigen feinen Linien. Vorzugsweise wird die erste Druckschicht in Form eines Rasters, insbesondere eines Linienrasters mit 60 Linien/cm bis 120 Linien/cm und/oder einen
Linientiefe von 15 μιτι bis 45 μιτι aufgebracht. Die Linientiefe bezieht sich dabei auf die Tiefe der auf einer Druckwalze, insbesondere auf einer Tiefdruckwalze eingebrachten Strukturen zur Aufnahme der Druckfarbe.
Alternativ kann die erste Druckschicht in Form eines Rasters, insbesondere eines Kreuzdiagonalrasters mit einer Rasterweite von 40 Näpfchen/cm bis 100 Näpfchen/cm und/oder einen Tiefe von 15 μιτι bis 45 μιτι aufgebracht werden. Dabei kann die erste und/oder zweite Druckschicht durch Tiefdruck aufgebracht werden. Durch Tiefdruck können insbesondere die oben genannten Raster verwirklicht werden.
Alternativ kann die erste und/oder zweite Druckschicht durch Siebdruck, insbesondere mit einer Siebstärke von 90T bis 140T oder 90S bis 140S aufgebracht werden.
Sowohl im Tiefdruck als auch im Siebdruck können dabei Raster mit einer minimalen Punktgröße von 75 μιτι und einem minimalen Punktabstand von 10 μιτι verwirklicht werden. Beim Drucken im Vollton, also insbesondere beim
Drucken der zweiten Druckschicht kann eine minimale Linienstärke von 80 μιτι bei einem minimalen Linienabstand von 100 μιτι erreicht werden. In allen Fällen beträgt die erreichbare Registertoleranz sowohl innerhalb eines Rasters als auch zwischen der ersten und zweiten Druckschicht in etwa 200 μηη.
Es ist ferner bevorzugt, wenn die zweite Druckschicht in Form eines
graphischen Motivs, alphanumerischen Zeichens, Logos, Bildes, Musters, insbesondere Guillochenmusters, aufgebracht wird. Wie bereits erläutert, definiert die zweite Druckschicht die endgültige Form des gedruckten Motivs, während die erste Druckschicht lediglich die Farbgebung bestimmt. Weiter ist es bevorzugt, wenn die erste Druckschicht auf einen Schichtverbund umfassend eine oder mehrere der folgenden Schichten aufgebracht wird: eine Trägerlage, eine Replizierschicht mit einem Oberflächenrelief, eine
Reflektionsschicht, eine Schutzschicht, eine Volumenhologrammschicht. Alternativ hierzu kann auch auf die erste und/oder zweite Druckschicht ein Schichtverbund umfassend eine oder mehrere der folgenden Schichten aufgebracht werden: eine Trägerlage, eine Replizierschicht mit einem
Oberflächenrelief, eine Reflektionsschicht, eine Schutzschicht, eine
Volumenhologrammschicht.
Beide Optionen sind auch kombinierbar. Auf diese Weise können weitere Sicherheits- und Designmerkmale in den Mehrschichtkörper integriert werden, um dessen Fälschungs- und Manipulationssicherheit zu erhöhen und um optisch besonders ansprechende Designs zu verwirklichen.
Es ist dabei zweckmäßig, wenn vor dem Aufbringen des Schichtverbunds eine Höhenausgleichsschicht, insbesondere aus einem Lack aus einer Kombination aus Butylacrylat und PMMA mit einer Schichtdicke von 0,5 μιτι bis 3 μιτι auf die erste und/oder zweite Druckschicht aufgebracht wird. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn weitere Schichten des Schichtverbunds auf die erste und/oder zweite Druckschicht aufgebracht werden. Die mechanisch relativ flexibel ausgebildete Höhenausgleichsschicht nivelliert dabei Abstufungen, die beim Strukturieren der ersten Druckschicht gebildet werden und stellt so eine glatte Oberfläche bereit, auf die die weiteren Schichten sauber aufgebracht werden können.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn zumindest eine Schicht des Schichtverbundes unter Verwendung der zweiten Druckschicht als Maske strukturiert wird.
Hierdurch kann ein weiteres Motiv im Register zur zweiten Druckschicht ausgebildet werden. Dadurch ist es beispielsweise möglich, dass das von der zweiten Druckschicht gebildete Motiv von unterschiedlichen Seiten des
Mehrschichtkörpers ein unterschiedliches Erscheinungsbild aufweist.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die unter Verwendung der zweiten Druckschicht als Maske strukturierte zumindest eine Schicht des
Schichtverbundes eine Metallschicht ist. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn die erste Druckschicht UV-fluoreszierende Farbmittel enthält. Eine registerhaltig zu den Druckschichten ausgebildete Metallschicht verstärkt die optische
Wirkung der Druckschichten unter UV-Bestrahlung, da die Metallschicht zum einen selbst unter UV-Licht schwarz wirkt und zum anderen einen Teil des einfallenden UV-Lichts rückseitig in die Druckschichten zurückreflektiert. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn zum Strukturieren der Metallschicht eine
Photoresistschicht auf die Metallschicht aufgebracht, von Seite der zweiten Druckschicht her belichtet wird und beim Entwickeln in den belichteten
Bereichen entfernt wird. Man erhält so eine perfekt zu den Druckschichten registerhaltige Photoresistschicht, anhand welcher anschließend die
Metallschicht strukturiert werden kann. Die Verwendung einer externen Maske ist dabei nicht notwendig. Bevorzugt wird dabei nach dem Entwickeln der Photoresistschicht die
Metallschicht durch Ätzen strukturiert wird. Damit wird die Metallschicht selbst im perfekten Register zu den Druckschichten strukturiert.
Es ist weiter vorteilhaft, wenn die erste und/oder zweite Druckschicht einen UV- Blocker umfasst, welcher UV-Licht in einem Wellenlängenbereich absorbiert, in dem die Photoresistschicht belichtet wird. Hierdurch wird die Wirkung der Druckschichten als Maske für die Belichtung der Photoresistschicht verbessert. Bei dem UV-Blocker kann es sich dabei auch um für die optische Wirkung der Druckschicht vorgesehene UV-fluoreszierende Pigmente handeln.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Schichtverbund zumindest eine
Lackschicht mit einem UV-Blocker umfasst. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die erste Druckschicht UV-fluoreszierende Farbmittel enthält. Dort, wo die Lackschicht mit dem UV-Blocker vorliegt, erreicht kein UV-Licht die erste Druckschicht, so dass auf diese Weise ein unter UV-Licht erkennbares, nicht- fluoreszierendes Motiv ausgebildet werden kann.
Bevorzugt ist dabei die Lackschicht mit dem UV-Blocker in Form eines graphischen Motivs, alphanumerischen Zeichens, Logos, Bildes, Musters, insbesondere Guillochenmusters, aufgebracht. Ein solches Motiv kann beispielsweise ein von der ersten und zweiten Druckschicht ausgebildetes Motiv ergänzen oder überlagern. Wie bereits eingangs erläutert, ist es vorteilhaft, wenn die erste und zweite Druckschicht chemisch miteinander quervernetzt sind. Hierdurch erhält die erste Druckschicht die notwendige chemische Stabilität, die deren
Strukturierung, beispielsweise durch Ätzen, ermöglicht.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die erste und/oder zweite Druckschicht eine Schichtdicke von 1 μιτι bis 3 μιτι aufweist.
Bevorzugt umfasst der Mehrschichtkörper eine Replizierschicht mit einem Oberflächenrelief umfasst. Insbesondere ist es dabei bevorzugt, wenn das in die Replizierschicht eingebrachte Oberflächenrelief ein optisch variables Element, insbesondere ein Hologramm, Kinegram® oder Trustseal®, ein vorzugsweise lineares oder gekreuztes sinusförmiges Beugungsgitter, ein lineares oder gekreuztes ein- oder mehrstufiges Rechteckgitter, eine
Beugungsstruktur Nullter Ordnung, eine asymmetrische Reliefstruktur, ein Blaze-Gitter, eine vorzugsweise isotrope oder anisotrope, Mattstruktur, oder eine lichtbeugende und/oder lichtbrechende und/oder lichtfokussierende Mikro- oder Nanostruktur, eine binäre oder kontinuierliche Fresnelllinsen, eine binäre oder kontinuierliche Fresnel-Freiformfläche, eine
Mikroprismenstruktur oder eine Kombinationsstruktur daraus ausbildet.
Hierdurch kann eine Vielzahl von ansprechenden und schwer nachzuahmenden optisch variablen Effekten verwirklicht werden. Es ist weiter zweckmäßig, wenn der Mehrschichtkörper eine Wachsschicht und/oder eine Ablöseschicht umfasst. Eine Wachsschicht kann, insbesondere wenn sie partiell aufgetragen ist, einen zusätzlichen Manipulationsschutz bieten. Versucht beispielsweise ein Fälscher, den Schichtverbund zu lösen, so ermöglicht die Wachsschicht ein partielles Ablösen der benachbarten Schichten voneinander. Dort, wo die Wachsschicht nicht vorliegt, bleiben die Schichten aneinander haften, so dass bei einem solchen Versuch der Schichtverbund zerstört wird. Eine Wachsschicht kann auch als Ablöseschicht dienen, die ein Ablösen eines Teils des Schichtverbunds von einer Trägerlage ermöglicht. Die Ablöseschicht kann alternativ auch aus einem stark verfilmenden Acrylat bestehen und/oder auch Teil der Schutzlackschicht sein.
Bevorzugt beträgt dabei eine Schichtdicke der Replizierschicht und/oder der Ablöseschicht 1 μιτι bis 5 μιτι, bevorzugt 1 μιτι bis 3 μιτι.
Es ist ferner zweckmäßig, wenn der Mehrschichtkörper eine ablösbare Trägerlage, insbesondere aus PET (Polyethylenterephthalat), PEN
(Polyethylennaphthalat) oder BOPP (biaxially oriented polypropylene = biaxial gerecktes Polypropylen), mit einer Schichtdicke von 6 μιτι bis 50 μιτι, bevorzugt von 12 μιτι bis 50 μιτι umfasst.
Eine solche Trägerlage schützt und stabilisiert den Mehrschichtkörper bei dessen Herstellung und Weiterverarbeitung und kann bei der Anbringung des Mehrschichtkörpers auf einem Sicherheitsdokument entfernt werden.
Bevorzugt umfasst der Mehrschichtkörper eine zumindest partielle
Metallschicht, insbesondere aus Aluminium, Kupfer, Chrom, Silber und/oder Gold oder aus Legierungen aus den vorgenannten Metallen, mit einer
Schichtdicke von 5 nm bis 100 nm, bevorzugt von 10 nm bis 50 nm. Eine solche Metallschicht kann einerseits selbst ein optisch ansprechendes Motiv ausbilden, andererseits aber auch als Reflektionsschicht zur Verstärkung des optischen Eindrucks eines optisch variablen Elements dienen. Die Reflexionsschicht ist dabei insbesondere direkt auf das Oberflächenrelief der Replizierschicht aufgebracht, insbesondere aufgedampft. Alternativ oder zusätzlich kann die Reflexionsschicht auch als HRI-Schicht (HRI = high refractive index), insbesondere aus ZnS, ΤΊΟ2 oder ZrO2 ausgebildet sein.
Ferner ist es bevorzugt, wenn der Mehrschichtkörper eine insbesondere transparente Schutzlackschicht, insbesondere aus PVC, Polyester, Acrylat, Nitrocellulose, Celluloseacetobutyrat oder Mischungen daraus, mit einer Schichtdicke von 0,5 μιτι bis 10 μιτι bevorzugt von 2 μιτι bis 5 μιτι umfasst. Eine Schutzlackschicht bildet bevorzugt eine äußere Oberfläche des
Mehrschichtkörpers und schützt diesen vor Umwelteinflüssen, Verkratzen und dergleichen.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Ein erstes Zwischenprodukt bei der Herstellung eines
Ausführungsbeispiels eines Mehrschichtkörpers in schematischer Schnittdarstellung;
Fig. 2 Ein zweites Zwischenprodukt bei der Herstellung eines
Ausführungsbeispiels eines Mehrschichtkörpers in schematischer Schnittdarstellung;
Fig. 3 Ein Ausführungsbeispiel eines Mehrschichtkörpers in
schematischer Schnittdarstellung;
Fig. 4 Eine schematische Draufsicht auf eine erste Druckschicht eines
Ausführungsbeispiels eines Mehrschichtkörpers vor der
Strukturierung; Fig. 5 Eine schematische Draufsicht auf eine erste und zweite
Druckschicht eines Ausführungsbeispiels eines
Mehrschichtkörpers vor der Strukturierung;
Fig. 6 Eine schematische Draufsicht auf eine erste und zweite
Druckschicht eines Ausführungsbeispiels eines
Mehrschichtkörpers nach der Strukturierung;
Fig. 7 Eine schematische Draufsicht auf eine erste Druckschicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Mehrschichtkörpers vor der Strukturierung; Fig. 8 Eine schematische Draufsicht auf eine erste und zweite
Druckschicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
Mehrschichtkörpers vor der Strukturierung;
Fig. 9 Eine schematische Draufsicht auf eine erste und zweite
Druckschicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
Mehrschichtkörpers nach der Strukturierung;
Bei der Herstellung eines insgesamt in Fig. 3 gezeigten Mehrschichtkörpers 1 wird zunächst ein Schichtverbund 1 1 bereitgestellt, welcher eine Trägerlage 1 1 1 , eine Ablöseschicht 1 12, eine Schutzschicht 1 13, eine Replizierschicht 1 14, eine Reflektionsschicht 1 15 und eine weitere Schutzschicht 1 16 umfasst.
Die Trägerlage 1 1 1 ist vom Schichtverbund 1 1 ablösbar und besteht insbesondere aus PET (Polyethylenterephthalat) mit einer Schichtdicke von 6 μιτι bis 50 μιτι, bevorzugt von 12 μιτι bis 50 μιτι.
Die Trägerlage 1 1 1 schützt und stabilisiert den Mehrschichtkörper 1 bei dessen Herstellung und Weiterverarbeitung und kann bei der Anbringung des
Mehrschichtkörpers 1 auf einem Sicherheitsdokument entfernt werden. Die Ablöseschicht 1 12 ermöglicht ein Ablösen der Trägerlage 1 1 1 vom übrigen Schichtverbund 1 1 und besteht beispielsweise aus einem Wachs mit einer Schichtdicke von 50 nm bis 500 nm, bevorzugt 70 nm bis 150 nm. Die
Ablöseschicht kann alternativ auch aus einem stark verfilmenden Acrylat bestehen und/oder auch Teil der Schutzlackschicht sein mit einer Schichtdicke von 1 μιτι bis 5 μιτι, bevorzugt 1 μιτι bis 3 μιτι.
Die Schutzschichten 1 13 und 1 16 bilden schützende Oberflächen des
Schichtverbunds 1 1 aus und bestehen bevorzugt aus einem klaren Lack, beispielsweise aus einem UV-härtenden Lack, aus PVC, Polyester oder einem Acrylat, mit einer Schichtdicke von 0,5 μιτι bis 10 μιτι, bevorzugt 1 μιτι bis 5 μιτι. Die Replizierschicht 1 14 besteht bevorzugt aus einem Acrylat mit einer
Schichtdicke von 1 μιτι bis 5 μιτι, bevorzugt von 1 μιτι bis 3 μιτι.
In eine Oberfläche der Replizierschicht 1 14 ist ein Oberflächenrelief eingeformt, welches einen optisch variablen Effekt ausbildet. Insbesondere handelt es sich dabei bevorzugt um ein Hologramm, Kinegram® oder Trustseal®, ein vorzugsweise lineares oder gekreuztes sinusförmiges Beugungsgitter, ein lineares oder gekreuztes ein- oder mehrstufiges Rechteckgitter, eine
Beugungsstruktur Nullter Ordnung, eine asymmetrische Reliefstruktur, ein Blaze-Gitter, eine vorzugsweise isotrope oder anisotrope, Mattstruktur, oder eine lichtbeugende und/oder lichtbrechende und/oder lichtfokussierende
Mikro- oder Nanostruktur, eine binäre oder kontinuierliche Fresnelllinse, eine binäre oder kontinuierliche Fresnel-Freiformfläche, eine Mikroprismenstruktur oder eine Kombinationsstruktur daraus. Die Metallschicht 1 15 ist zumindest partiell auf die Oberfläche der
Replizierschicht aufgetragen und besteht insbesondere aus Aluminium, Kupfer, Chrom, Silber und/oder Gold oder aus Legierungen aus den vorgenannten Metallen mit einer Schichtdicke von 5 nm bis 100 nm, bevorzugt von 10 nm bis 50 nm.
Wie Fig. 1 zeigt, wird anschließend eine erste Druckschicht 12 flächig auf eine Oberfläche der Schutzschicht 1 16 aufgedruckt.
Zum Drucken der ersten Druckschicht 12 wird bevorzugt ein alkalilöslicher Lack auf wässriger Basis oder auf Lösemittelbasis verwendet. Beispielsweise kann der Lack aus Polyacrylsäure bestehen. Ein derartiger Lack kann durch die Behandlung mit einem alkalischen Ätzmittel von seinem Untergrund entfernt werden. Dies ermöglicht eine spätere Strukturierung der ersten Druckschicht 12.
Es ist weiter bevorzugt, wenn der Lack der ersten Druckschicht 12 Farbmittel, insbesondere bunte oder unbunte Pigmente und/oder Effektpigmente, UV- anregbare Fluoreszenzpigmente, Dünnschichtfilmpigmente, cholesterische Flüssigkristallpigmente, Farbstoffe und/oder metallische oder
nichtmetallische Nanopartikel umfasst.
Ein Farbpigment mit einem Anteil zwischen 5% und 35%, insbesondere zwischen 10% und 25% in dem zum Druck der ersten Druckschicht 12 verwendeten Lack ist beispielsweise ein UV-lumineszierendes Pigment mit ein oder mehreren Anregungswellenlängen, beispielsweise 254 nm und/oder 365 nm. Ein solches Pigment ist z.B. Lumilux Blau CD 710 (bei 365 nm und bei 254 nm blau fluoreszierend) oder BF1 (von Honeywell Specialty Chemicals oder Microalarm, Ungarn) (bei 365 nm grün fluoreszierend, bei 254 nm rot/orange fluoreszierend). Für den sichtbaren Spektralbereich können alle bekannten organischen Farbpigmente oder Farbstoffe eingesetzt werden. Bevorzugt wird die erste Druckschicht 12 mehrfarbig, insbesondere in Form eines Farbverlaufs, Farbgradienten oder als Echtfarbenbild aufgebracht.
Da die erste Druckschicht 12 flächig aufgebracht wird, können so
hochaufgelöste und scharfe Farbverläufe, Gradienten oder Echtfarbenbilder erzeugt werden.
Vorzugsweise wird die erste Druckschicht 12 im Tiefdruck in Form eines Rasters, insbesondere eines Linienrasters mit 60 Linien/cm bis 120 Linien/cm und/oder einen Linientiefe von 15 μιτι bis 45 μιτι aufgebracht.
Alternativ kann die erste Druckschicht 12 in Form eines Rasters, insbesondere eines Kreuzdiagonalrasters mit einer Rasterweite von 40 Näpfchen/cm bis 100 Näpfchen/cm und/oder einen Tiefe von 15 μιτι bis 45 μιτι aufgebracht werden. Alternativ kann die erste Druckschicht 12 durch Siebdruck, insbesondere mit einer Siebstärke von 90T bis 140T oder 90S bis 140S aufgebracht werden.
Sowohl im Tiefdruck als auch im Siebdruck können dabei Raster mit einer minimalen Punktgröße von 75 μιτι und einem minimalen Punktabstand von 10 μιτι verwirklicht werden. Die erste Druckschicht 12 stellt also die im endgültigen Mehrschichtkörper 1 gewünschte Färbung des resultierenden Motivs bereit, weist aber noch nicht die endgültige Kontur dieses Motivs auf. Zwei Beispiele für die Gestaltung der ersten Druckschicht 12 sind in den Figuren 4 und 7 gezeigt.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 weist die Druckschicht 12 einen
Farbgradienten auf, der diagonal über die bedruckte Fläche verläuft.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 umfasst die erste Druckschicht 12 einen ersten Teilbereich 121 und einen zweiten Teilbereich 122. In beiden
Teilbereichen 121 , 122 umfasst der verwendete Lack ein im sichtbaren
Spektralbereich sichtbares Pigment und/oder einen Farbstoff, sowie unter ultraviolettem Licht fluoreszierende Farbmittel. Dadurch wird ein im
ultravioletten Licht (UV-Licht) erkennbares Motiv geschaffen, welches auch im sichtbaren Licht erkennbar ist.
Die im sichtbaren Spektralbereich sichtbaren Pigmente und/oder Farbstoffe sollen aber vorzugsweise nur mit einem geringen Anteil zugemischt werden, um die Lumineszenz der UV-lumineszenten Pigmente und/oder Farbstoffe im UV- Licht nicht zu stark zu schwächen. Die im sichtbaren Spektralbereich sichtbaren Pigmente und/oder Farbstoffe sind üblicherweise im UV-Licht schwarz, d.h. absorbieren das UV-Licht und schwächen dadurch die UV-Lumineszenz von im Lack benachbarten UV-lumineszenter Pigmente und/oder Farbstoffe.
Dabei kann im ersten Teilbereich 121 und im zweiten Teilbereich 122 jeweils eine UV-Farbe in ein unterschiedliches sichtbares Pigment und/oder Farbstoff eingemischt werden, sodass die Mehrfarbigkeit des Motivs unter UV-Licht auch entsprechend, aber andersfarbig auch unter sichtbarem Licht in Erscheinung tritt. Es ist aber auch möglich, in alle UV-Farben die gleichen sichtbaren Pigmente und/oder Farbstoffe einzumischen, so dass sich im sichtbaren Licht ein einfarbiges Motiv ergibt, welches nur im UV-Licht mehrfarbig erscheint.
Nach dem Aufbringen der ersten Druckschicht 12 wird eine zweite Druckschicht 13 auf die erste Druckschicht 12 aufgebracht. Dies ist in Fig. 2 in
Schnittdarstellung und in den Figuren 5 und 8 in Draufsicht dargestellt.
Im Gegensatz zur ersten Druckschicht 12 wird die zweite Druckschicht 13 einfarbig, also im Vollton, gedruckt. Dadurch können feine Linienstrukturen, wie beispielsweise Guillochenmuster, verwirklicht werden. In den Fig. 5 und 8 ist die Druckschicht 13 lediglich aus Darstellungsgründen opak schwarz gezeichnet. Die Druckschicht 13 kann jedoch auch transparent, transluzent oder transparent oder transluzent eingefärbt sein. Auch hier kann der Druck im Tiefdruck oder Siebdruck erfolgen. Beim Drucken der zweiten Druckschicht 13 kann dabei eine minimale Linienstärke von 80 μιτι bei einem minimalen Linienabstand von 100 μιτι erreicht werden.
Der zum Drucken der zweiten Druckschicht 13 verwendete Lack ist
beispielsweise ein lösemittelbasierter Lack aus einem PVC-Mischpolymerisat aus Vinylchlorid, Vinylacetat, Dicarbonsäure und einem Crosslinker, z.B.
Polyisocyanat oder Polyaziridin. Alternativ kann auch Lack aus Polyester und Cellulosepropionat und einem Crosslinker verwendet werden Wird ein solcher Lack auf den oben beschriebenen, zum Druck der ersten Druckschicht 12 verwendeten Acryllack aufgebracht, reagiert dieser Crosslinker mit der
Acrylsäure in diesem Lack und macht diesen dadurch alkalibeständig und damit beständig gegen einen folgenden Ätzschritt.
Nach dem Drucken der zweiten Druckschicht 13 erfolgt eine Behandlung mit einem vorzugsweise alkalischen Ätzmittel, beispielsweise mit Alkalihydroxyd (NaOH) oder Alkalicarbonat (Na2CO3). Dabei ist es vorteilhaft, wenn das alkalische Ätzmittel in einer Konzentration von 0,5% bis 3%, und/oder bei einer Temperatur von 20°C bis 50°C, und/oder für einen Zeitraum von 0,5s bis 5s angewendet wird.
Zusätzlich kann der Ätzvorgang durch Agitieren des Ätzmittels, gezieltes Anströmen der ersten Druckschicht mit dem Ätzmittel, Ultraschallbehandlung, Bürsten und/oder Wischen gefördert werden.
Durch diese Behandlung wird die erste Druckschicht 12 vollständig und randscharf in den Bereichen, in denen sie nicht von der zweiten Druckschicht 13 bedeckt ist, entfernt. Man erhält somit den in Fig. 3 im Schnitt und in den Figuren 6 und 9 in Draufsicht gezeigten Mehrschichtkörper 1 .
Die erste Druckschicht 12 stellt also die endgültige Färbung des gedruckten Motivs bereit, während die Kontur des Motivs durch die zweite Druckschicht 13 und den Ätzschritt definiert wird. Damit können hochauflösende und
randscharfe mehrfarbige Linienmuster erzeugt werden. Es ist ebenso möglich, die Reihenfolge der Herstellungsschritte zu vertauschen und die Druckschichten 12 und 13 zuerst auszuformen und zu strukturieren. Der Schichtverbund 1 1 wird dann anschließend auf die Druckschichten 12, 13 aufgebracht.
Dabei ist jedoch zu beachten, dass vor dem Aufbringen des Schichtverbunds 1 1 eine Höhenausgleichsschicht vorgesehen werden sollte, damit vorhandene Höhenunterschiede in den partiellen Druckschichten 12, 13 nachfolgende Prozessschritte, insbesondere eine Replikation, nicht behindern.
In diesem Fall ist es dann auch möglich, dass so geschaffene Motiv aus den Druckschichten 12, 13 als Maske für einen weiteren Belichtungsschritt zu verwenden. Voraussetzung dafür ist lediglich, dass das Motiv für die zu belichtende Strahlung teilweise undurchlässig ist durch die Verwendung von Pigmenten, Farbstoffen und/oder transparenten Blockern, insbesondere UV- Blockern. Insbesondere UV-lumineszierende Pigmente und Farbstoffe, die bereits in den Druckschichten 12, 13 vorgesehen sein können, absorbieren die UV-Strahlung und wirken damit vorteilhaft bereits so als UV-Blocker bei einer nachfolgenden Belichtung
Damit wäre es beispielsweise möglich, nach dem Strukturieren der
Druckschichten 12, 13 eine Replizierschicht 1 14 aufzubringen und ein
Oberflächenrelief auszuformen. Anschließend kann eine Metallschicht 1 15 aufgebracht werden, beispielsweise durch Bedampfen, Sputtern,
Gasphasenabscheidung oder dergleichen. Auf diese Metallschicht 1 15 wird anschließend ein Photoresist aufgebracht und von Seiten des durch die Druckschichten 12 und 13 ausgebildeten Motivs durch das Motiv und die Metallschicht 1 15 hindurch belichtet. Beim anschließenden Entwickeln des Photoresists werden die nicht
vernetzten/belichteten Anteile des Photoresist entfernt. Dieser bedeckt nun also die Metallschicht 1 15 deckungsgleich und im Register zu den Druckschichten 12 und 13. In einem weiteren Ätzschritt kann nun die Metallschicht partiell demetallisiert werden, so dass das Metall ebenfalls deckungsgleich zu den Druckschichten 12, 13 vorliegt.
Dadurch erhält man eine partielle Metallschicht 1 15, die im perfekten Register zu dem von den Druckschichten 12, 13 gebildeten Motiv ausgeformt ist. Die Metallschicht 1 15 kann dabei die optische Wirkung dieses Motivs bei
Bestrahlung mit UV-Licht verstärken, da die Metallschicht 1 15 selbst im UV- Licht schwarz erscheint und damit den optischen Kontrast erhöht und gleichzeitig Anteile des UV-Lichts rückseitig in die Druckschichten 12, 13 rückreflektiert Der optische Effekt des Mehrschichtkörpers 1 kann ferner deutlich modifiziert werden, indem man die Druckschichten 12, 13 mit Schichten kombiniert, die im sichtbaren Bereich transparent sind, aber spezielle Spektral-Bereiche im UV- Bereich blocken. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn die Druckschicht 12 UV- fluoreszierende Farbmittel enthält.
Beispielsweise blockiert eine PET-Folie den Spektralbereich unterhalb einer Wellenlänge von 310 nm. Damit kann der optische Effekt z.B. bei Anregung der Farbmittel in der Druckschicht 12 mit einer Lichtwellenlänge von 365 nm von der Vorderseite und mit einer Lichtwellenlänge von 254 nm von der Rückseite des Mehrschichtkörpers 1 anders aussehen.
Ebenso ist es aber auch möglich, entsprechende transparente Lacke mit UV- Blockern in einem weiteren Motiv so aufzudrucken, dass der optische Effekt der Druckschicht 12 nur bereichsweise und UV-wellenlängenabhängig zutage tritt.
Auch die zweite Druckschicht 13 kann optional einen solchen UV-Blocker aufweisen. Hierbei kann es sich beispielsweise um Benzophenon 6 handeln.
Die zweite Druckschicht 13 kann ferner auch mit Pigmenten und/oder
Farbstoffen eingefärbt sein, die im sichtbaren Spektralbereich sichtbar sind. Ein Beispiel besteht darin, die erste Druckschicht 12 mit einem transluzenten optisch variablen Pigment wie beispielsweise Iriodin® von Merck oder Lumina® von BASF zu drucken.
Anschließend wird die zweite Druckschicht 13 nur bereichsweise überlappend mit der ersten Druckschicht 12 gedruckt und das Iriodin dort entfernt, wo die zweite Druckschicht 13 nicht vorhanden ist.
Das Ergebnis ist ein Motiv in der Farbe der zweiten Druckschicht 13, welches bereichsweise mit dem Iriodin der ersten Druckschicht 12 bedeckt ist. Das Iriodin und die zweite Druckschicht 13 sind dabei im perfekten Register angeordnet.
Es ergibt sich ein metamerischer Farbeffekt, bei dem je nach Blickwinkel die Flächen ohne Iriodin nahezu identisch aussehen oder unter einem anderen Blickwinkel aufgrund der Transparenz und gleichzeitigen optischen Variabilität des Iriodin voneinander abweichen.
Bezugszeichenliste
1 Mehrschichtkörper
11 Schichtverbund
111 Trägerlage
112 Ablöseschicht
113 Schutzschicht
114 Replizierschicht
115 Metallschicht
116 Schutzschicht
12 erste Druckschicht
121 erster Bereich
122 zweiter Bereich
13 zweite Druckschicht

Claims

Ansprüche
Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtkörpers, mit den Schritten: a) Bereitstellen einer ersten Druckschicht;
b) partielles Aufbringen einer zweiten Druckschicht auf die erste Druckschicht;
c) Strukturieren der ersten Druckschicht unter Verwendung der zweiten Druckschicht als Maske.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dad u rch geken nzeich net,
dass zum Bereitstellen der ersten Druckschicht ein erster Lack verwendet wird, welcher mit einem zum Aufbringen der zweiten
Druckschicht verwendeten zweiten Lack eine chemische Reaktion, insbesondere eine Quervernetzungsreaktion eingeht.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dad u rch geken nzeich net, dass der erste Lack ein alkalilöslicher Lack auf wässriger Basis oder auf Lösemittelbasis ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dad u rch geken nzeich net,
dass der erste Lack Farbmittel, insbesondere bunte oder unbunte Pigmente und/oder Effektpigmente, UV-anregbare
Fluoreszenzpigmente, Dünnschichtfilmsysteme, cholesterische
Flüssigkristalle, Farbstoffe und/oder metallische oder nichtmetallische Nanopartikel umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dad u rch geken nzeich net,
dass der zweite Lack ein PVC-Mischpolymerisat aus Vinylchlorid, Vinylacetat und Dicarbonsäure ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dad u rch geken nzeich net,
dass der zweite Lack ein Polyesterlack mit Cellulosepropionat ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dad u rch geken nzeich net,
dass der zweite Lack einen Quervernetzer, insbesondere Polyisocyanat und/oder Polyaziridin umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dad u rch geken nzeich net, dass die erste Druckschicht durch Einwirken eines alkalischen
Ätzmittels, insbesondere einem Alkalihydroxid oder Alkalicarbonat, strukturiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8,
dad u rch geken nzeich net,
dass das alkalische Ätzmittel in einer Konzentration von 0,5% bis 3%, und/oder bei einer Temperatur von 20°C bis 50°C, und/oder für einen Zeitraum von 0,5 s bis 5 s angewendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dad u rch geken nzeich net,
dass die erste Druckschicht mehrfarbig, insbesondere in Form eines Farbverlaufs, Farbgradienten oder Echtfarbenbilds aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dad u rch geken nzeich net,
dass die erste Druckschicht in Form eines Rasters, insbesondere eines Linienrasters mit 60 Linien/cm bis 120 Linien/cm und/oder einen
Linientiefe von 15 μιτι bis 45 μιτι aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dad u rch geken nzeich net,
dass die erste Druckschicht in Form eines Rasters, insbesondere eines Kreuzdiagonalrasters mit einer Rasterweite von 40 Näpfchen/cm bis 100 Näpfchen/cm und/oder einen Tiefe von 15 μιτι bis 45 μιτι aufgebracht wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dad u rch geken nzeich net,
dass die erste und/oder zweite Druckschicht durch Tiefdruck
aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dad u rch geken nzeich net,
dass die erste und/oder zweite Druckschicht durch Siebdruck, insbesondere mit einer Siebstärke von 90T bis 140T oder 90S bis 140S aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dad u rch geken nzeich net,
dass die zweite Druckschicht in Form eines graphischen Motivs, alphanumerischen Zeichens, Logos, Bildes, Musters, insbesondere Guillochenmusters, aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dad u rch geken nzeich net,
dass die erste Druckschicht auf einen Schichtverbund umfassend eine oder mehrere der folgenden Schichten aufgebracht wird: eine
Trägerlage, eine Replizierschicht mit einem Oberflächenrelief, eine Reflektionsschicht, eine Schutzschicht, eine Volumenhologrammschicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dad u rch geken nzeich net,
dass auf die erste und/oder zweite Druckschicht ein Schichtverbund umfassend eine oder mehrere der folgenden Schichten aufgebracht wird eine Trägerlage, eine Replizierschicht mit einem Oberflächenrelief, eine Reflektionsschicht, eine Schutzschicht, eine Volumenhologrammschicht.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dad u rch geken nzeich net,
dass vor dem Aufbringen des Schichtverbunds eine
Höhenausgleichsschicht, insbesondere aus einem Lack einer
Kombination aus Butylacrylat und PMMA mit einer Schichtdicke von 0,5 μιτι bis 3 μιτι auf die erste und/oder zweite Druckschicht aufgebracht wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18,
dad u rch geken nzeich net,
dass zumindest eine Schicht des Schichtverbundes unter Verwendung der zweiten Druckschicht als Maske strukturiert wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19,
dad u rch geken nzeich net,
dass die unter Verwendung der zweiten Druckschicht als Maske strukturierte zumindest eine Schicht des Schichtverbundes eine
Metallschicht ist.
21 . Verfahren nach Anspruch 20,
dad u rch geken nzeich net,
dass zum Strukturieren der Metallschicht eine Photoresistschicht auf die Metallschicht aufgebracht, von Seite der zweiten Druckschicht her belichtet wird und beim Entwickeln in den belichteten Bereichen entfernt wird. Verfahren nach Anspruch 21 ,
dad u rch geken nzeich net,
dass nach dem Entwickeln der Photoresistschicht die Metallschicht durch Ätzen strukturiert wird.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22,
dad u rch geken nzeich net,
dass die erste und/oder zweite Druckschicht einen UV-Blocker umfasst, welcher UV-Licht in einem Wellenlängenbereich absorbiert, in dem die Photoresistschicht belichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23,
dad u rch geken nzeich net,
dass der Schichtverbund zumindest eine Lackschicht mit einem UV- Blocker umfasst.
Verfahren nach Anspruch 24,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Lackschicht mit dem UV-Blocker in Form eines graphischen Motivs, alphanumerischen Zeichens, Logos, Bildes, Musters,
insbesondere Guillochenmusters, aufgebracht ist.
Mehrschichtkörper, insbesondere erhältlich mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 25, mit einer ersten Druckschicht und einer auf einer Oberfläche der ersten Druckschicht angeordneten zweiten Druckschicht, wobei die erste Druckschicht unter Verwendung der zweiten Druckschicht als Maske strukturiert ist. Mehrschichtkörper nach Anspruch 26,
dad u rch geken nzeich net,
dass die erste und zweite Druckschicht chemisch miteinander quervernetzt sind.
Mehrschichtkörper nach Anspruch 26 oder 27,
dad u rch geken nzeich net,
dass die erste und/oder zweite Druckschicht eine Schichtdicke von 1 bis 3 μιτι aufweist.
Mehrschichtkörper nach einem der Ansprüche 26 bis 28,
dad u rch geken nzeich net,
dass der Mehrschichtkörper eine Replizierschicht mit einem
Oberflächenrelief umfasst.
Mehrschichtkörper nach Anspruch 29,
dad u rch geken nzeich net,
dass das in die Replizierschicht eingebrachte Oberflächenrelief ein optisch variables Element, insbesondere ein Hologramm, Kinegram® oder Trustseal®, ein vorzugsweise lineares oder gekreuztes
sinusförmiges Beugungsgitter, ein lineares oder gekreuztes ein- oder mehrstufiges Rechteckgitter, eine Beugungsstruktur Nullter Ordnung, eine asymmetrische Reliefstruktur, ein Blaze-Gitter, eine vorzugsweise isotrope oder anisotrope, Mattstruktur, oder eine lichtbeugende und/oder lichtbrechende und/oder lichtfokussierende Mikro- oder Nanostruktur, eine binäre oder kontinuierliche Fresnelllinsen, eine binäre oder kontinuierliche Fresnel-Freiformfläche, eine Mikroprismenstruktur oder eine Kombinationsstruktur daraus
ausbildet.
31 . Mehrschichtkörper nach einem der Ansprüche 26 bis 230,
dad u rch geken nzeich net,
dass der Mehrschichtkörper eine Wachsschicht und/oder eine
Ablöseschicht umfasst.
32. Mehrschichtkörper nach Anspruch 31 ,
dad u rch geken nzeich net,
dass eine Schichtdicke der Replizierschicht von 1 μιτι bis 5 μιτι bevorzugt 1 μιτι bis 3 μιτι beträgt.
33. Mehrschichtkörper nach einem der Ansprüche 26 bis 32,
dad u rch geken nzeich net,
dass der Mehrschichtkörper eine ablösbare Trägerlage, insbesondere aus PET, PEN oder BOPP, mit einer Schichtdicke von 6 μιτι bis 50 μιτι, bevorzugt von 12 μιτι bis 50 μιτι umfasst.
34. Mehrschichtkörper nach einem der Ansprüche 26 bis 33,
dad u rch geken nzeich net,
dass der Mehrschichtkörper eine zumindest partielle Metallschicht, insbesondere aus Aluminium, Kupfer, Chrom, Silber und/oder Gold oder einer Legierung daraus, mit einer Schichtdicke von 5 nm bis 100 nm, bevorzugt von 10 nm bis 50 nm umfasst.
35. Mehrschichtkörper nach einem der Ansprüche 26 bis 34,
dad u rch geken nzeich net, dass der Mehrschichtkörper eine insbesondere transparente
Schutzlackschicht, insbesondere aus PVC, Polyester, Acrylat,
Nitrocellulose, Celluloseacetobutyrat oder Mischungen daraus, mit einer Schichtdicke von 0,5 μιτι bis 10 μιτι bevorzugt von 2 μιτι bis 5 μιτι umfasst.
Sicherheitsdokument, insbesondere Banknote, Wertpapier,
Ausweisdokument, Visumsdokument, Reisepass oder Kreditkarte mit einem Mehrschichtkörper nach einem der Ansprüche 26 bis 35.
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