WO2016092044A1 - Absorptionsmedium, transferfolie, sicherheitselement und verfahren zum individualisieren eines sicherheitselements - Google Patents

Absorptionsmedium, transferfolie, sicherheitselement und verfahren zum individualisieren eines sicherheitselements Download PDF

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René Staub
Christina Streb
Achim Hansen
Sandra Peter
Markus Burkhardt
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Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg
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    • B44C1/16—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects for applying transfer pictures or the like
    • B44C1/165—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects for applying transfer pictures or the like for decalcomanias; sheet material therefor
    • B44C1/17—Dry transfer
    • B44C1/1712—Decalcomanias applied under heat and pressure, e.g. provided with a heat activable adhesive
    • B44C1/1729—Hot stamping techniques

Definitions

  • the invention relates to an absorption medium for improving the
  • Object of the present invention is therefore an improved
  • Such an absorption medium for improving the overprintability, in particular by aqueous inkjet printing, of a security element, in particular of an optically variable security element comprises:
  • this medium can be applied to a transfer film and dried.
  • a layer of such an absorption medium can also be integrated directly into the layer structure of a security element, so that no separate transfer of the absorption layer by a transfer film is necessary.
  • This layer can be used to create an individualized security element.
  • the absorption layer thereby provides a very good absorption capacity for water-based ink jet inks, so that a
  • Customization by ink jet printing with a short drying time, minimal, or at least controlled, running of the ink and very good blurring is possible.
  • Such absorption layers are largely transparent and only slightly scattering, so that the optical effects of the underlying optical variable features, in particular diffractive structures or optically variable prints of a security element are clearly visible.
  • the absorption layers advantageously have no unwanted UV fluorescence and are as UV-transparent as possible, in particular in the wavelength range from 320 nm to 400 nm, to underlying UV
  • fluorescent features that may be integrated in the security element or present on the substrate, not to affect.
  • absorption layers may also be transparent in the near infrared to ensure verification of up-converter pigments present in the security element.
  • the absorption layers can also have an intrinsic color, which is achieved by adding a dye or a pigment.
  • the absorption layer can also with an additional, in particular not individualized pressure, for.
  • Such a security pressure is preferably arranged in the direction of view at least in regions below the absorption layer, that is to say the absorption layer completely or only partially covers the security pressure.
  • the security printing can in visible light for the unaided human eye visible components, so for example, motifs, patterns or decors.
  • the security pressure may at least partially consist of indicator inks which fade or disappear under the influence of solvents, or change color or bleed. The security pressure thus indicates when the absorption layer comes into contact with an organic solvent or other chemical substance used as the adulterant reagent.
  • An example of such an indicator ink is shown below. It is a UV-drying bleeding indicator ink suitable for screen printing.
  • the security pressure may continue alternatively or additionally and
  • the indicator ink reacts in particular with a color change and clearly indicates the manipulation attempt.
  • the advantage of this approach is that through the absorption layer, the attacking chemical used, so for example, the solvent can penetrate very quickly (within a few seconds) to the layer of indicator ink and so can very quickly trigger the color change of the indicator printing ink there .
  • An example of an acrylic resin-based indicator ink is shown in the table below.
  • Such an indicator ink is resistant to water washout both before and after the reaction.
  • a security element may be a
  • the binder comprises polyvinyl alcohol.
  • the molecular weight of the polyvinyl alcohol is 100 kg / mol to 200 kg / mol, preferably 120 kg / mol to 150 kg / mol, particularly preferably 130 kg / mol.
  • the degree of hydrolysis of the polyvinyl alcohol is between 74% and 98%, particularly preferably 88%.
  • Polyvinyl alcohol is subjected to a saponification reaction. Depending on the reaction, more or fewer hydroxyl groups are formed. The number of hydroxyl groups is in percent
  • the degree of polymerization of the final product is thus determined in the preparation of the polyvinyl acetate and the degree of hydrolysis in the subsequent saponification.
  • Cationically modified polyvinyl alcohols contain tertiary amine groups or quaternary ammonium groups.
  • starch in particular cationically modified starch, can be used as binder.
  • ammonium-containing cationizing agents For cationizing the starch, it is possible, for example, to use ammonium-containing cationizing agents. Substitution with quaternary ammonium groups considerably improves the fixation of the anionic ink dye.
  • the binder may comprise gelatin, in particular crosslinked by at least one metal salt from the group Fe 2+ , Cr 3+ , Pb 2+ , Ca 2+ , Al 3+ .
  • the binder is crosslinked, in particular by boric acid, boron oxide, epichlorohydrin, glyoxal, melamine-formaldehyde crosslinker, aziridine and / or metal salts from the group Cr 3+ , Zn 2+ , Ca 2+ , Al 3+
  • a pigment is a mineral pigment, in particular fumed silica, pyrogenic alumina or a pyrogenic aluminum mixed oxide.
  • the pigment has a specific surface area of from 50 m 2 / g to 380 m 2 / g, preferably from 50 m 2 / g to 200 m 2 / g.
  • the specific surface area is determined by the BET method.
  • the BET method is a standard analytical method for determining the size of surfaces, in particular of porous solids, by means of gas adsorption. It is a method of surface chemistry that calculates the mass-specific surface area from experimental data.
  • “BET” stands for the surnames of the developers of the BET model, Stephen Brunauer, Paul Hugh Emmett, and Edward Teller, who used the theory in 1938
  • the BET method is defined in particular in DIN ISO 9277: 2003-05.
  • the pigment has a particle size of 7 nm to 40 nm.
  • a bimodal particle size distribution of the pigment with a first maximum at 5 nm to 10 nm, preferably at 7 nm and a second maximum at 35 nm to 45 nm, preferably at 40 nm.
  • a bimodal distribution is understood here to mean a distribution having two maxima, for example an overlay of two gaussian-distributed particle size fractions.
  • the intensity ratio of the first and second maximum is 1: 8 to 1:20, preferably 1:10 to 1:15.
  • the absorption medium comprises at least one cationic additive from the group polydiallyldimethylammonium chloride, polyethyleneimine, quaternary ammonium compounds, Al salts. Such additives improve the binding of the dyes of applied inks to the absorption medium.
  • the proportion by weight of the binder is from 2% by weight to 10% by weight, preferably from 3% by weight to 6% by weight.
  • a proportion by weight of the pigment to be from 10% by weight to 20% by weight, preferably from 12% by weight to 16% by weight.
  • the ratio between binder and pigment should be between 1: 1 and 1: 5.
  • the combination of binder and the pigment as filler creates a network in which the nanoparticles, in particular of the pigment, are just held together by the binder. Since the binder is filled up, d. H. contains a comparatively high proportion of pigments, pores are formed. The ink drying takes place via the resulting pores. According to the invention, the residual swellability of the absorption layer should be low. The residual swellability is determined by the crosslinking.
  • the combination of pigment and binder provides a high microcapillarity and a defined pore diameter to allow rapid drying of inks applied to the absorption layers. The resulting pore diameter is preferably in the range between 10 nm and 50 nm.
  • a weight fraction of a crosslinking agent is from 0.1% by weight to 1% by weight, preferably from 0.2% by weight to 0.8% by weight.
  • the solids content (and thus the proportions of the individual components) is determined by the solubility of the polymer in water.
  • absorption medium can be applied to a
  • Carrier layer can be applied to a transfer film with a
  • the order is preferably carried out by gravure rolls, Schlitzg carder, curtain caster, dipping or reverse roll method.
  • a drying step preferably at a temperature of 100 ° C to 150 ° C is carried out. Infrared dryers can also be used to support this.
  • the typical coating weight is 5 g / m 2 to 25 g / m 2 .
  • Thinner layers are more advantageous because they apply less after application to the substrate.
  • thinner layers can be
  • the carrier layer comprises a carrier film, in particular made of PET, with a layer thickness of from 6 ⁇ m to 75 ⁇ m, preferably from 10 ⁇ m to 36 ⁇ m. This protects and stabilizes the absorption layer or further layers during their processing and is removed after the absorption layer has been transferred to a substrate.
  • the carrier layer comprises a structural layer, in particular of a UV-crosslinked lacquer, a thermoplastically deformable layer or of an applied pressure, with a layer thickness of 0.5 ⁇ m to 10 ⁇ m, preferably from 1 to 5 ⁇ m. It is particularly expedient if the structural layer is a tactile recognizable and / or visually recognizable and / or dirt-repellent
  • Relief structure has in a surface on which the absorption layer is applied.
  • the elevations may be arranged at a distance such that at least two adjacent nerve endings of the human skin are excitable.
  • the relief structure can also be designed such that sound vibrations are excited in a body placed in moving contact with the relief structure, for example in the case of
  • the relief structure can also be visually recognizable.
  • the relief structure may be formed so that it is visible both optically and tactile.
  • An optically recognizable relief structure may be formed as a matt structure and / or as a diffractive structure and / or as a refractive structure and / or as a macrostructure.
  • the matt structure is a diffractive one Structure with a stochastic curve, so that incident light is scattered in a certain angular range with a certain intensity distribution.
  • Diffractive structures are structures that form optical effects based on light diffraction. Examples of such structures are diffraction gratings or holograms.
  • the refractive structures are structures that are on
  • Microlenses or microprisms are used. These structures generally have
  • the macrostructures are structures whose dimensions can be perceived by the human eye, for example motifs or design elements that are formed by corresponding macroscopic structural areas.
  • Such structuring of the surface also supports the adhesion of the ink on the absorption layer and can also influence their flow behavior.
  • the transfer film has a release layer
  • a wax in particular from a wax, with a layer thickness of 1 nm to 50 nm, preferably from 1 nm to 20 nm, which is arranged between the carrier layer and the absorption layer.
  • a release layer facilitates detachment of the carrier layer after transfer of the absorption layer to a substrate, for example after hot embossing.
  • the wax-based release layer remains on the carrier layer.
  • the transfer film has an adhesive layer
  • a hot melt adhesive or a UV-curing adhesive
  • a layer thickness of 0.5 ⁇ to 8 ⁇ preferably from 1 ⁇ to 4 ⁇ which is disposed on the carrier layer facing away from the surface of the absorption layer.
  • the adhesive layer serves to fix the
  • the adhesive layer can be composed of several different adhesive layers.
  • a first layer ensures the adhesion to the absorption layer and serves as a bonding agent to the second layer of adhesive layer, which allows fixing on the substrate.
  • an intermediate layer serves as a barrier layer, so that the adhesive does not damage or adversely affect the absorption layer during application.
  • This intermediate layer does not have to act as a thermally activatable adhesive, but may also be formed as a UV-crosslinked layer.
  • the absorption layer for example by hot stamping on a substrate, in particular a security element be transferred to allow an individualization of the security element by ink jet printing.
  • Another method is the cold embossing.
  • a crosslinkable under UV irradiation pressure is applied to the substrate or the absorption layer and then combined substrate and absorption layer.
  • UV irradiation the pressure cures and combines substrate and absorption layer in the form determined by the pressure.
  • the absorption layer is applied to the substrate after the application of the security element.
  • the security element is thus produced independently of the absorption layer and can be transferred to the substrate by known methods. This allows the customization of already existing
  • Absorption layer can be made.
  • the absorption layer is then transferred in a further embossing process, preferably a
  • the absorption layer may overlap at least one edge of the security element and to extend with a partial area onto the substrate.
  • the customization feature may also be such
  • the absorption layer is also possible for the security element before the security element is applied to the substrate.
  • the absorption layer is an integral part of the security element and can already be integrated during its production.
  • the absorption layer is applied by hot stamping or cold stamping a transfer film according to one of claims 18 to 24. This is in both described variants, ie before or after
  • Security element to be transferred before application to a subcarrier and punched in a predetermined shape.
  • the surface transferred to a substrate is determined by the shape of the stamping die.
  • the transfer layer In order for the transfer to be sharp enough, the transfer layer must break open appropriately when the carrier film is pulled off the outer contour of the embossing stamp. Especially with larger thicknesses of the transfer layers, it is difficult to ensure the breaking of the transfer layers and it is either transferred too little or it dissolve flakes or flakes of the transfer layers of the carrier film outside the die area, which can lead to contamination in subsequent processes.
  • punching the outer shape of the transfer layers is determined mechanically and the transfer can be done with a slightly larger punch.
  • the absorption layer is punched onto the carrier film. It can be dispensed with an application to a subcarrier. This stamping is used in the subsequent embossing on the substrate as a predetermined breaking point, so that the absorption layer when removing the
  • Carrier film predetermined and controlled ruptures. By punching thus larger baubles or flakes can be avoided. Are advantageous
  • the stamping should damage the carrier film as little as possible.
  • the penetration into the carrier film should amount to a maximum of 35% of its thickness in order to obtain a sufficient mechanical stability for the further processing steps.
  • Punching is particularly advantageous as a result of slightly offset lines in the contour regions of the
  • Serial number an identification number, a name, a
  • Vehicle license plate date of birth, a photo, a picture, a
  • Issue date and / or expiration date is or includes.
  • Customization feature can be directly identifiable or coded, for example in the form of a barcode.
  • Security feature another print layer, in particular applied by offset or Intagliodruck.
  • a security element which comprises one or more of the following layers:
  • Such layer structures can also be in a security element
  • the color coat layer comprises at least one dye, a pigment, an effect pigment, a thin-layer system, and / or a cholesteric liquid crystal system.
  • the security element is or comprises a replication layer, in particular of a thermoplastic or UV-curing lacquer, having a surface relief.
  • a replication layer in particular of a thermoplastic or UV-curing lacquer, having a surface relief.
  • the surface relief preferably comprises one or more
  • Relief structures selected from the group diffractive grating, hologram, blaze grating, linear lattice, cross lattice, hexagonal lattice, asymmetric or symmetric lattice structure, retroreflective structure, microlens,
  • a layer thickness of the replication layer is 0.2 ⁇ m to 5 ⁇ m, preferably 0.5 ⁇ m to 2.0 ⁇ m.
  • the security element comprises a reflection layer.
  • a reflection layer can stand alone and already provide such an appealing design.
  • the reflection layer is formed as a metal layer, preferably of Al, Cu, Cr, Ag, Au or Ni or alloys thereof.
  • Such reflection layers can in particular be formed only partially in partial areas.
  • the metals mentioned can also be combined next to each other or on top of each other in order to realize more complex optical impressions
  • the layer thickness of the reflection layer in the case of metals is from 5 nm to 200 nm, preferably from 10 nm to 50 nm.
  • the layer thickness of the reflection layer in the case of HRI layers is from 10 nm to 200 nm, preferably from 25 nm to 100 nm.
  • the security element preferably has an adhesive layer which serves to fix the security element on a substrate. This may be a hot-melt adhesive, a cold adhesive, an adhesive that is exposed to radiation, for example UV radiation or electron radiation, or thermally activatable adhesive or the like, which allows a fixation of the security element on an object, for example a security document.
  • a layer thickness of the adhesive layer of 0.5 m to 12 ⁇ , preferably from 1 ⁇ to 5 ⁇ .
  • the security element preferably comprises a carrier layer, in particular made of PET, PEN or PP, which forms an outer surface of the security element.
  • the backing protects and stabilizes the security element prior to its final attachment, especially during its manufacture and during transportation.
  • the security element can be previously transferred to an intermediate carrier film.
  • the intermediate carrier film one or more absorption layers is already arranged, to which the security element is transferred.
  • the final transfer of the security element to the substrate is then carried out by the intermediate carrier film together with the or
  • a layer thickness of the carrier layer is from 6 ⁇ m to 100 ⁇ m, preferably from 10 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably from 12 ⁇ m to 36 ⁇ m.
  • the security element comprises a protective layer, in particular of a UV-curing lacquer, of PVC, polyester or an acrylate, which is arranged between the carrier layer and the further layers.
  • This protective layer can furthermore be chemically crosslinked, for example by means of isocyanate.
  • such a protective layer preferably remains on the security element when it is applied to a substrate, where it forms its outer surface.
  • the outer layer may also be formed by the peel layer adjacent to the protective layer.
  • the protective layer may be the sensitive further layers of the
  • a layer thickness of the protective layer 0.5 ⁇ to 10 ⁇ , preferably from 0.5 ⁇ to 4 ⁇ , more preferably from 0.8 ⁇ to 2.5 ⁇ .
  • the security element comprises a release layer.
  • a release layer may in particular consist of a wax which is arranged between the carrier layer and the further layers.
  • a release layer can also be a combination of a
  • Wax layer and a polymer layer with thicknesses of Polymer layer in the range 0.1 ⁇ to 1, 0 ⁇ , which in turn can be connected by means of the wax layer on the carrier layer.
  • this polymeric release layer constitutes the surface of the security element and in particular can be configured in such a way that subsequently applied print layers adhere well.
  • Release layer enables easy and damage-free detachment when applying the security element to a substrate.
  • Release layer of 0.1 ⁇ to 1 .0 ⁇ , preferably from 0.1 ⁇ to 0.5 ⁇ .
  • a layer thickness of a wax-based release layer is expediently 1 nm to 100 nm, preferably from 1 nm to 20 nm.
  • Adhesive layer in particular of acrylate, PVC or polyurethane, which is arranged between the protective layer and the carrier layer facing away from further layers.
  • Adhesive layer in particular of acrylate, PVC or polyurethane, which is arranged between the protective layer and the carrier layer facing away from further layers.
  • a layer thickness of the adhesion promoter layer is preferably from 0.1 ⁇ m to 2 ⁇ m, more preferably from 0.1 ⁇ m to 0.5 ⁇ m.
  • a security element which has two adhesive layers which form two opposite surfaces of the security element after removal of a carrier layer.
  • One of the adhesive layers is used to fix the security element on the substrate, while the second adhesive layer of the fixation of
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of an embodiment of a
  • Fig. 2 is a schematic sectional view through a
  • FIG. 3A-C A schematic sectional view through embodiments of a transfer film with an absorption layer for improving the printability; 4 shows a schematic detail view of the transfer film according to FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a schematic detail view of an alternative transfer film with an absorption layer with a structured surface
  • Fig. 6 is a schematic sectional view through a
  • Embodiment of a security document with a security element and an absorption layer Embodiment of a security document with a security element and an absorption layer
  • Fig. 7 is a schematic sectional view through an alternative
  • Embodiment of a security document with a security element and an absorption layer Embodiment of a security document with a security element and an absorption layer
  • Fig. 8 is a schematic sectional view through a
  • Fig. 9 is a schematic sectional view through a
  • Fig. 10 is a schematic sectional view through a
  • Fig. 1 1 A schematic representation of the manufacturing steps in the
  • Fig. 12 is a schematic representation of the manufacturing steps in the
  • An individualized security document 1 illustrated in FIG. 1 comprises an optically variable security element 2, which is applied to a substrate 11 of the security document 1. Above the security element 2, an individualization feature 3 is applied, which is shown in FIG. 1
  • Document owner and an alphanumeric customization feature 32, such as a document number, personal data of the
  • Customization feature 3 the security element 2.
  • Other layers of pressure are not shown. They can be applied before and / or after the application of the security element 2.
  • These prints can also be at least partially designed individually and represent, for example, a document number. Such prints are applied, for example, by means of a numerator.
  • aqueous inkjet printing substrates 1 1 based on paper wherein at least the surface consists of paper.
  • substrate materials can also be used, for example based on polypropylene (PP) or Teslin®, provided they are provided with an inkjet-receptive coating. Preference is given to paper based on cotton.
  • FIG. 2 An example of a security element 2 that can be used for this purpose is shown in FIG. 2 in a schematic sectional representation. This may, for example, be a Kinegram®.
  • the security element 2 comprises a carrier layer 21, a release layer 22, a protective layer 23, a replication layer 24, a reflective layer 25 and an adhesive layer 26.
  • the carrier layer 21 is preferably formed as a film of PET and preferably between 6 ⁇ and 50 ⁇ thick.
  • the release layer 22 is optional and consists of, for example
  • Wax components or from a multi-layered combination of a thin one Wax layer adjacent to the carrier layer 21 and a to the
  • a release layer 22 is used when the carrier layer 21 is to be removed from the security element 2 after application to the substrate 11. This is for example the case when the security element 2 is designed as a hot stamping foil or cold stamping foil. When formed as a laminating foil security elements 2, the carrier layer remains on the security element 2, so that a
  • Release layer 22 can be omitted.
  • a release effect on the carrier layer 21 may also meet the protective layer 23 and make a separate release layer 22 superfluous.
  • the protective layer 23 for example, from a UV-curing or
  • thermoplastic paint consist of thermoplastic paint.
  • Suitable protective coatings are formulated for example based on PVC, polyester or acrylates and preferably 0.5 ⁇ to 10 ⁇ thick. After detachment of the carrier layer 21, the protective layer 23 protects the security element 2 from environmental influences, scratching and the like.
  • the protective layer 23 can also be designed as a multilayer.
  • the security element 2 comprises a replication lacquer layer 24 with a surface relief.
  • This is thermoplastic or UV-curing and 0.2 ⁇ to 5 ⁇ thick.
  • the materials of the replication lacquer layer 24 as well as the layers 22 and 23 are highly transparent. If necessary, dyes or pigments may also be added in order to achieve a desired, in particular colored, transparent color impression.
  • the surface relief preferably comprises one or more
  • Relief structures selected from the group diffractive grating, hologram, blazed grating, linear grating, cross grating, hexagonal grating, asymmetric or symmetrical grating structure, retroreflective structure, microlens,
  • a reflection layer 25 of metal preferably of Al, Cr, Cu, Ag, Au, Ni or an alloy thereof, is vapor-deposited, which serves to visualize the diffractive structures of the replication lacquer layer 24.
  • an HRI layer high refractive index
  • ZnS ZnS, TiO2, Nb2O 5
  • a lacquer layer with metallic pigments can be provided.
  • the layer thickness of the reflection layer in the case of metals is from 5 nm to 200 nm, preferably from 10 nm to 50 nm. Conveniently, this amounts to
  • Layer thickness of the reflection layer at HRI layers of 10 nm to 200 nm, preferably from 25 nm to 100 nm.
  • a single- or multi-layer adhesive layer 26 is applied, which may be thermoplastic, UV-curing or thermally curing, for example based on acrylates, PVC, polyurethane or polyester.
  • an absorption layer is applied at least in regions via the security element 2 and / or the substrate 1.
  • the absorption layer is preferably provided by means of a transfer film 4, which comprises a carrier layer 41 and a transfer layer 42.
  • the transfer layer can be applied over the whole area to the carrier layer 41 (FIG. 3A) or only partially cover it (FIG. 3B). It is also possible to transfer carrier layer 41 and transfer layer 42 to an auxiliary carrier 43 (FIG. 3C).
  • carrier layer 41 and transfer layer 42 are preferably punched out to the desired shape, so that an edge sharp
  • the carrier layer 41 comprises a carrier film 41 1 and a release layer 412.
  • a composite of two absorption layers 421 is applied to the release layer 412.
  • an adhesive layer 422 is applied on the carrier layer 41 facing away from the surface. Together, the absorption layers 421 and the adhesive layer 422 form the transfer layer 42.
  • the release layer 412 consists in particular of a wax with a layer thickness of 1 nm to 50 nm, preferably 1 nm to 20 nm. Such a release layer 412 facilitates the detachment of the carrier layer 41 after transferring the absorption layer 421 to a substrate 1 and / or security element 2, for example, after the hot stamping and advantageously remains on the detached carrier layer 41st
  • an absorption medium is used, which is subsequently characterized in the liquid state used to apply the absorption layer 421.
  • the absorption medium comprises at least one binder, at least one pigment and in particular an aqueous solvent.
  • the binder preferably comprises polyvinyl alcohol having a molecular weight of 100 kg / mol to 200 kg / mol, preferably 120 kg / mol to 150 kg / mol, more preferably 130 kg / mol and a degree of hydrolysis of 74% to 98%, particularly preferably 88 %.
  • the degree of hydrolysis refers to those in the production
  • the binder may comprise starch, in particular cationically modified starch.
  • starch for cationizing the starch, it is possible, for example, to use ammonium-containing cationizing agents. Substitution with quaternary ammonium groups considerably improves the fixation of an ionic ink dye.
  • the binder it is also possible for the binder to comprise gelatin, in particular crosslinked by at least one metal salt from the group Fe 2+ , Cr 3+ , Pb 2+ , Ca 2+ , Al 3+ .
  • binder is crosslinked, in particular by boric acid, boron oxide, epichlorohydrin, glyoxal, melamine-formaldehyde
  • Preferred as a pigment is a mineral pigment, in particular fumed silica, pyrogenic alumina or a pyrogenic aluminum mixed oxide.
  • the combination of pigment and binder is doing a high
  • Microcapillarity and a defined pore diameter ready for a allow fast drying of applied inks is preferably in the range between 10 nm and 50 nm. It is advantageous if the pigment has a specific surface area of from 50 m 2 / g to 380 m 2 / g, preferably from 50 m 2 / g to 200 m 2 / g.
  • the specific surface area is determined by the BET method.
  • the BET method is a standard analytical method for determining the size of surfaces, in particular of porous solids, by means of gas adsorption. It is a method of surface chemistry that calculates the mass-specific surface area from experimental data. "BET” stands for the surnames of the developers of the BET model, Stephen Brunauer, Paul Hugh Emmett, and Edward Teller, who used the theory in 1938
  • the BET method is defined in particular in DIN ISO 9277: 2003-05.
  • the pigment has a particle size of 7 nm to 40 nm.
  • a bimodal particle size distribution of the pigment with a first maximum at 5 nm to 10 nm, preferably at 7 nm and a second maximum at 35 nm to 45 nm, preferably at 40 nm.
  • a bimodal distribution here is a distribution with two maxima
  • the intensity ratio of the first and second maximum is 1: 8 to 1:20, preferably 1:10 to 1:15.
  • the absorption medium comprises at least one cationic additive from the group polydiallyldimethylammonium chloride, polyethyleneimine, quaternary ammonium compounds, Al salts. Such additives improve the binding of the dyes of applied inks to the absorption medium.
  • the proportion by weight of the binder is from 2% by weight to 10% by weight, preferably from 3% to 6%.
  • a weight fraction of the pigment is from 10% by weight to 20% by weight, preferably from 12% to 16%.
  • the ratio between binder and pigment should be between 1: 1 and 1: 5.
  • a weight fraction of a crosslinking agent 0.1 wt.% To 1 .0 wt.%, Preferably from 0.2 to 0.8%.
  • the absorption medium has been applied to the release layer 412, preferably by gravure rollers, slot casters, curtain casters or in the
  • Dipping method this is dried, preferably at a temperature of 100 ° C to 150 ° C and so fixed on the release layer 412.
  • a single absorption layer 421 can be formed, or even by repeated application of different absorption media, a more complex layer composite.
  • the adhesive layer 422 is applied to the absorption layer 421.
  • This preferably consists of a hot melt adhesive with a
  • Layer thickness of 0.5 ⁇ to 8 ⁇ , preferably from 1 ⁇ to 4 ⁇ .
  • FIG. 4 An alternative embodiment of a transfer film 4 is shown in FIG. This differs from the exemplary embodiment in FIG. 3 in that the carrier layer 41 here comprises an additional structural layer 413.
  • the other layers are identical, with the release layer 412 not shown in the figure.
  • the structural layer 413 consists in particular of a UV-crosslinked
  • thermoplastically deformable material which in turn may be chemically crosslinked, or from an applied pressure with a layer thickness of 0.5 ⁇ to 10 ⁇ , preferably from 1 ⁇ to 5 ⁇ . It is particularly expedient if the structural layer 413 is a tactile recognizable and / or visually recognizable and / or dirt-repellent
  • Relief structure in a surface, on which the absorption layer 421 is applied.
  • the relief structure is formed in the absorption layer 421.
  • the elevations may be arranged at a distance such that at least two adjacent nerve endings of the human skin are excitable.
  • the relief structure can also be designed such that sound vibrations are excited in a body placed in moving contact with the relief structure, for example in the case of
  • the relief structure can also be visually recognizable.
  • the relief structure may be formed so that it is visible both optically and tactile.
  • An optically recognizable relief structure may be formed as a matt structure and / or as a diffractive structure and / or as a refractive structure and / or as a macrostructure.
  • the matt structure is a diffractive one Structure with a stochastic curve, so that incident light is scattered in a certain angular range with a certain intensity distribution.
  • Diffractive structures are structures that form optical effects based on light diffraction. Examples of such structures are diffraction gratings or holograms.
  • the refractive structures are structures that are on
  • Microlenses These structures generally have dimensions that are below the resolution limit of the human eye.
  • the macrostructures are structures whose dimensions are perceptible by the human eye, for example
  • such patterning of the surface also aids adhesion of the ink to the absorption layer 421 and may serve to control the flow of the ink.
  • the course of the ink pressure is further determined by the surface tension and the pH.
  • the surface tension is between 30 mN / m and 50 mN / m and the pH in the range 4.0 to 7.0.
  • Transfer film 4 can be generated. In this case, first a security element 2 on the substrate 1 1 of the
  • Security document 1 applied, for example by hot stamping, wherein the adhesive layer 26 of the security element 2 connects to the substrate 1 1.
  • the carrier film 21 and the optional wax layer are removed as a partial layer of the release layer 22.
  • the polymeric sublayer of the release layer 22 of the security element 2 now represents the surface of the security element 2.
  • the security element 2 is then overprinted with the transfer film 4, so that the absorption layer 421 is connected by means of the adhesive layer 422 to the security element 2 and / or the substrate 11.
  • the adhesive layer 422 is not shown here.
  • the overmolding can be done as shown in Fig. 6 so that the
  • Absorption layer 421 overlaps an edge of the security element 2 and covers both a portion of the security element 2 and a portion of the substrate 1 1.
  • the absorption layer 421 can also be applied in several subregions of the security element 2, without extending to the substrate 11. This is shown in FIG. 7. Absorption layers with different chemical and / or physical properties, in particular with different thicknesses or different chemical compositions, can be applied in different subregions.
  • the absorption layer 421 can also be integrated directly into the security element 2, as shown in FIG. 8. The absorption layer 421 is also formed by applying an absorption medium described above and is directly on the
  • Carrier layer 21 of the security element 2 is arranged.
  • Security element is preferably still a primer layer 27th
  • This preferably consists of a material based on PVC, acrylate or PU, with a layer thickness of 0.05 ⁇ to 3 ⁇ , preferably from 0.1 ⁇ to 1, 0 ⁇ .
  • a release layer may be provided between the absorption layer 421 and the carrier layer 21. This is not shown here.
  • the security element 2 shown in FIG. 8 furthermore has a protective layer 23, a replication layer 24, a reflection layer 25 and an adhesive layer 26, which correspond in their arrangement and their properties to the security element 2 explained with reference to FIG.
  • Layer stack with the adhesive layer 26 adheres to the substrate comes. This is shown in FIG. After removal of the carrier layer 21, the security element 2 is fixed to the substrate such that its surface is formed by the absorption layer 421. Customization by inkjet printing is now possible without any problems.
  • the absorption layer 421 may also be present only in some areas.
  • a connection to a subcarrier 43 can also take place here initially. From this composite, the security element 2 to be transmitted can then be punched in a dimensionally accurate manner, so that an edge-to-edge transmission becomes possible.
  • the auxiliary carrier 43 is on the side of the carrier layer 21 of the
  • Security elements 2 arranged and by means of a non-illustrated
  • Fig. 1 1 shows another way of processing a
  • Security elements 2 and a transfer film 4 may correspond to the embodiments already described.
  • Transfer film 4 connected to the security element 2, for example by a lamination, so that the absorption layer 421 with the
  • Adhesive layer 26 connects ( Figure 1A). Subsequently, the carrier layer 21 of the security element 2 is removed, wherein the in Fig. 1 1 B shown
  • a further adhesive layer 28 is now applied (Fig. 1 1 C), which can be used to impart the layer composite thus obtained on the substrate 1 1.
  • the individualizing inkjet print can be applied to the absorption layer 421.
  • a security element 2 which already has two adhesive layers 26, 28 (FIG. 12A).
  • the first adhesive layer 26 forms, as in the other embodiments of security elements 2 shown, an outer surface of the security element 2.
  • the further adhesive layer 28 is arranged between the carrier layer 21 and the protective layer 23 and can simultaneously serve as a release layer, for example in combination with an additional wax layer as a further release layer on the carrier layer 21.
  • the further layers that is to say the protective layer 23, the replication layer 24 and the reflection layer 25 correspond to those described hitherto
  • Adhesive layer 26 connects to the substrate 1 1.
  • a transfer film 4 of the type described above is placed on the security element 2 such that its absorption layer comes into contact with the further adhesive layer 28.
  • the adhesive layer 28 is activated, so that the absorption layer only in the region of the adhesive layer 28 with the
  • Security element 2 connects (FIG. 12C).
  • the absorption layer 421 is thus transferred in a dimensionally accurate manner to the security element 2 (FIG. 12D).
  • the transferred adhesive layer 28 can only parts of the
  • Security elements 2 and / or subregions of the substrate 1 1 cover.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Absorptionsmedium zum Verbessern der Überdruckbarkeit, insbesondere durch Tintenstrahldruck, eines Sicherheitselements, insbesondere eines optisch variablen Sicherheitselements, umfassend ein Bindemittel, zumindest ein Pigment und ein insbesondere wässriges Lösungsmittel. Die Erfindung betrifft ferner eine Transferfolie mit einer Absorptionsschicht aus einem solchen Absorptionsmedium sowie ein Verfahren zum Individualisieren eines Sicherheitselements unter Verwendung einer solchen Transferfolie.

Description

Absorptionsmedium, Transferfolie, Sicherheitselement und Verfahren zum Individualisieren eines Sicherheitselements
Die Erfindung betrifft ein Absorptionsmedium zum Verbessern der
Bedruckbarkeit eines Substrats, eine Transferfolie mit einem solchen
Absorptionsmedium, ein Sicherheitselement mit einem solchen
Absorptionsmedium, ein Verfahren zum Individualisieren eines
Sicherheitselements und ein so gefertigtes individualisiertes
Sicherheitsdokument.
Um die Falschungs- und Missbrauchssicherheit von Sicherheitsdokumenten zu erhöhen, können Individualisierungsmerkmale, z. B. Namen, Geburtsdaten, Seriennummern, Passbilder oder grafische Codes auf Sicherheitselemente aufgebracht werden. Hierzu eignet sich beispielsweise der Tintenstrahldruck. Gerade bei optisch variablen Sicherheitselementen tritt dabei jedoch das Problem auf, dass die hierzu oftmals verwendeten wässrigen Tinten auf solchen Sicherheitselementen schlecht haften und oft sehr lange Trocknungszeiten benötigen.
Dies erschwert die Herstellung und Verarbeitung derart individualisierter Sicherheitselemente und erhöht den Ausschuss bei der Produktion.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes
Absorptionsmedium zum Verbessern der Bedruckbarkeit eines Substrats, eine Transferfolie mit einem solchen Absorptionsmedium, ein verbessertes
Verfahren zum Individualisieren eines Sicherheitselements und ein so gefertigtes verbessertes individualisiertes Sicherheitsdokument bereitzustellen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der Ansprüche 1 , 18, 25, 27 und 37 gelöst.
Ein solches Absorptionsmedium zum Verbessern der Überdruckbarkeit, insbesondere durch wässrigen Tintenstrahldruck, eines Sicherheitselements, insbesondere eines optisch variablen Sicherheitselements, umfasst:
ein Bindemittel;
zumindest ein Pigment;
ein insbesondere wässriges Lösungsmittel. Zur Weiterverarbeitung kann dieses Medium auf eine Transferfolie aufgetragen und getrocknet werden. Man erhält so eine Transferfolie zum Übertragen einer Absorptionsschicht auf ein Substrat, umfassend eine Trägerlage und eine zumindest partielle Absorptionsschicht aus einem Absorptionsmedium. Alternativ kann eine Schicht aus einem solchen Absorptionsmedium auch direkt in den Schichtaufbau eines Sicherheitselements integriert werden, so dass keine gesonderte Übertragung der Absorptionsschicht durch eine Transferfolie notwendig ist.
Diese Schicht kann zur Schaffung eines individualisierten Sicherheitselements genutzt werden. Ein solches Verfahren zum Individualisieren eines
Sicherheitselements umfasst die Schritte:
- Bereitstellen eines Sicherheitselements;
- Aufbringen des Sicherheitselements auf ein Substrat;
- Aufbringen einer zumindest partiellen Absorptionsschicht aus einem
Absorptionsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auf das
Sicherheitselement;
- Aufbringen eines Individualisierungsmerkmals auf die Absorptionsschicht, insbesondere durch Tintenstrahldruck.
Derartige Sicherheitselemente sind wiederum zur Verbesserung der
Falschungs- und Missbrauchssicherheit von vielfältigen Sicherheitsdokumenten nutzbar.
Die Absorptionsschicht stellt dabei eine sehr gute Aufnahmefähigkeit für wasserbasierte Tintenstrahl-Tinten zur Verfügung, so dass eine
Individualisierung durch Tintenstrahldruck bei kurzer Trocknungszeit, minimalem, bzw. einem zumindest kontrolliertem, Verlaufen der Tinte und sehr guter Verwischsicherheit ermöglicht wird.
Solche Absorptionsschichten sind dabei weitgehend transparent und nur gering streuend, so dass die optischen Effekte der darunter liegenden optisch variablen Merkmale, insbesondere beugungsoptischen Strukturen oder optisch variablen Drucke eines Sicherheitselements gut erkennbar sind.
Die Absorptionsschichten weisen vorteilhafterweise zudem keine ungewollte UV-Fluoreszenz auf und sind möglichst UV-transparent, insbesondere im Wellenlängenbereich von 320 nm bis 400 nm, um darunter liegende
fluoreszierende Merkmale, die im Sicherheitselement integriert oder auf dem Substrat vorhanden sein können, nicht zu beeinträchtigen. Weiterhin können solche Absorptionsschichten auch im nahen Infrarot transparent sein, um die Verifikation von im Sicherheitselement vorhandenen Up-Converter-Pigmenten sicherzustellen.
Weiterhin können die Absorptionsschichten auch eine Eigenfarbe aufweisen, die durch Zugabe eines Farbstoffs oder eines Pigments erzielt wird. Die Absorptionsschicht kann auch mit einem zusätzlichen, insbesondere nicht individualisierten Druck, z. B. einem Sicherheitsdruck, versehen sein, der nach der Applikation auf das Substrat als Sicherheitsmerkmal dienen kann.
Bevorzugt ist ein solcher Sicherheitsdruck in Sichtrichtung zumindest bereichsweise unterhalb der Absorptionsschicht angeordnet, das heißt die Absorptionsschicht überdeckt den Sicherheitsdruck ganz oder nur teilweise.
Der Sicherheitsdruck kann dabei im sichtbaren Licht für das unbewaffnete menschliche Auge sichtbare Bestandteile, also beispielsweise Motive, Muster oder Dekore aufweisen. Der Sicherheitsdruck kann alternativ oder zusätzlich oben beschriebene fluoreszierende Merkmale aufweisen, die beispielsweise nur unter Bestrahlung mit UV-Licht (UV = ultraviolett) sichtbar sind. Weiterhin kann der Sicherheitsdruck zumindest teilweise aus Indikator- Drucktinten bestehen, die unter Einfluss von Lösemitteln verblassen oder verschwinden oder die Farbe ändern oder ausbluten. Der Sicherheitsdruck zeigt somit an, wenn die Absorptionsschicht mit einem organischen Lösungsmittel oder einer anderen chemischen Substanz, die als verfälschendes Reagens eingesetzt wird, in Kontakt kommt. Ein Beispiel für eine solche Indikator- Drucktinte ist untenstehend aufgeführt. Es handelt sich dabei um eine UV- trocknende ausblutende Indikator-Drucktinte, geeignet für Siebdruck.
Figure imgf000007_0001
Der Sicherheitsdruck kann weiterhin alternativ oder zusätzlich und
insbesondere überlappend und unterhalb der Absorptionsschicht einen sogenannten Indikator aufweisen. Die insbesondere aufgedruckte Indikator- Drucktinte ist nach dem Applizieren im sichtbaren Licht für das unbewaffnete menschliche Auge nicht mehr erkennbar. Wird nun beispielsweise mit
Lösemitteln versucht, die mittels Tintenstrahldruck aufgebrachte
Individualisierung oder Personalisierung auszuwaschen oder auszubleichen, so reagiert die Indikator-Drucktinte insbesondere mit einem Farbumschlag und zeigt den Manipulationsversuch deutlich erkennbar an. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass durch die Absorptionsschicht die verwendete angreifende Chemikalie, also beispielsweise das Lösemittel, sehr schnell (innerhalb weniger Sekunden) zur Schicht der Indikator-Drucktinte eindringen kann und so dort auch sehr schnell die Farbveränderung der Indikator- Drucktinte auslösen kann. Ein Beispiel einer Indikator-Drucktinte auf der Basis eines Acrylharzes ist in untenstehender Tabelle aufgeführt.
Figure imgf000008_0001
Eine solche Indikator-Drucktinte ist sowohl vor als auch nach der Reaktion resistent gegen ein Auswaschen mittels Wasser.
Bei einem Sicherheitselement kann es sich beispielsweise um eine
Laminierfolie, eine Prägefolie, eine Klebefolie oder dergleichen handeln, von der entweder nur eine Transferlage oder ein Bereich inkl. Trägerfolie auf ein Objekt übertragen oder aufgebracht werden kann. Auch Sicherheitsstreifen, Sicherheitsfäden, Sicherheitsfenster oder dergleichen zur Integration in
Dokumente sind denkbar.
Bevorzugt umfasst das Bindemittel Polyvinylalkohol.
Dabei beträgt das Molekulargewicht des Polyvinylalkohols 100 kg/mol bis 200 kg/mol, bevorzugt, 120 kg/mol bis 150 kg/mol, besonders bevorzugt 130 kg/mol.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Hydrolysegrad des Polyvinylalkohols zwischen 74 % und 98 %, besonders bevorzugt bei 88 % liegt.
Zur Herstellung von Polyvinylalkohol wird zunächst Vinylacetat zu
Polyvinylacetat umgesetzt. Polyvinylalkohol wird einer Verseifungsreaktion unterworfen. Dabei entstehen je nach Reaktionsführung mehr oder weniger Hydroxylgruppen. Die Anzahl der Hydroxylgruppen wird in Prozent
Hydrolysegrad angegeben. Der Hydrolysegrad wird gesteuert durch
Temperatur, Katalysatormenge und Reaktionszeit Der Polymerisationsgrad des Endprodukts wird also bei der Herstellung des Polyvinylacetats bestimmt und der Hydrolysegrad bei der anschließenden Verseifung.
Weiter ist es zweckmäßig, wenn der Polyvinylalkohol modifiziert ist,
insbesondere durch kationische Modifikation und/oder Modifikation mit Silanol.
Eine Silanylierung ist dabei durch nachträgliche Umsetzung des
Polyvinylalkohols mit Silanol möglich, oder auch durch Copolymerisation des Vinylacetats mit ungesättigten Silan-haltigen Comonomeren. Kationisch modifizierte Polyvinylalkohole enthalten tertiäre Amingruppen oder quartäre Ammoniumgruppen.
Alternativ oder zusätzlich kann als Bindemittel Stärke, insbesondere kationisch modifizierte Stärke, eingesetzt werden.
Zur Kationisierung der Stärke können dabei beispielsweise Ammonium-haltige Kationisierungsmittel eingesetzt werden. Eine Substitution mit quartären Ammoniumgruppen verbessert die Fixierung des anionischen Tintenfarbstoffs beträchtlich.
Es ist auch möglich, dass das Bindemittel Gelatine, insbesondere vernetzt durch zumindest ein Metallsalz aus der Gruppe Fe2+, Cr3+, Pb2+, Ca2+, Al3+, umfasst.
Es ist weiter zweckmäßig, wenn das Bindemittel quervernetzt ist, insbesondere durch Borsäure, Boroxid, Epichlorhydrin, Glyoxal, Melamin-Formaldehyd- Vernetzer, Aziridin und/oder Metallsalze aus der Gruppe Cr3+, Zn2+, Ca2+, Al3+. Bevorzugt als Pigment ist ein mineralisches Pigment, insbesondere pyrogene Kieselsäure, pyrogenes Aluminiumoxid oder ein pyrogenes Aluminium- Mischoxid.
Es ist dabei vorteilhaft, wenn das Pigment eine spezifische Oberfläche von 50 m2/g bis 380 m2/g, bevorzugt von 50 m2/g bis 200 m2/g aufweist. Die spezifische Oberfläche wird dabei nach der BET-Methode bestimmt. Die BET-Methode ist ein Standard-Analyseverfahren zur Größenbestimmung von Oberflächen, insbesondere von porösen Festkörpern, mittels Gasadsorption. Es ist eine Methode der Oberflächenchemie, mit welcher die massenbezogene spezifische Oberfläche aus experimentellen Daten errechnet wird.„BET" steht dabei für die Nachnamen der Entwickler des BET-Modells, Stephen Brunauer, Paul Hugh Emmett und Edward Teller, die die Theorie 1938 in ihren
Grundzügen erstmals publizierten. Die BET-Methode ist insbesondere in der DIN ISO 9277:2003-05 definiert.
Es ist weiter zweckmäßig, wenn das Pigment eine Korngröße von 7 nm bis 40 nm aufweist.
Besonders bevorzugt ist eine bimodale Korngrößenverteilung des Pigments mit einem ersten Maximum bei 5 nm bis 10 nm, bevorzugt bei 7 nm und einem zweiten Maximum bei 35 nm bis 45 nm, bevorzugt bei 40 nm.
Unter einer bimodalen Verteilung wird hier eine Verteilung mit zwei Maxima verstanden, beispielsweise also eine Überlagerung von zwei gaussverteilten Korngrößenfraktionen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Intensitätsverhältnis des ersten und zweiten Maximums 1 :8 bis 1 :20, bevorzugt 1 :10 bis 1 :15 beträgt. Vorzugsweise umfasst das Absorptionsmedium zumindest ein kationisches Additiv aus der Gruppe Polydiallyldimethylammoniumchlorid, Polyethylenimin, quartäre Ammoniumverbindungen, AI-Salze. Solche Additive verbessern die Bindung der Farbstoffe applizierter Tinten an das Absorptionsmedium.
Es ist weiter bevorzugt, wenn der Gewichtsanteil des Bindemittels 2 Gew.% bis 10 Gew.%, bevorzugt von 3 Gew.% bis 6 Gew.% beträgt.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn ein Gewichtsanteil des Pigments 10 Gew.% bis 20 Gew.%, bevorzugt von 12 Gew.% bis 16 Gew.% beträgt. Um eine besonders gute Bindung aufgetragener Tinten zu erhalten, sollte dabei das Verhältnis zwischen Bindemittel und Pigment zwischen 1 :1 und 1 :5 betragen.
In der Kombination aus Bindemittel und dem Pigment als Füllstoff entsteht ein Netzwerk, in welchem die Nanopartikel insbesondere des Pigments durch das Bindemittel gerade noch zusammengehalten werden. Da das Bindemittel hochgefüllt wird, d. h. einen vergleichsweise hohen Anteil an Pigmenten enthält, entstehen Poren. Die Tintentrocknung erfolgt über die entstandenen Poren. Erfindungsgemäß soll die Restquellbarkeit der Absorptionsschicht gering sein. Die Restquellbarkeit wird durch die Vernetzung bestimmt. Die Kombination aus Pigment und Bindemittel stellt dabei eine hohe Mikrokapillarität und einen definierten Porendurchmesser bereit, um eine schnelle Trocknung von auf die Absorptionsschichten aufgetragener Tinten zu ermöglichen. Der resultierende Porendurchmesser liegt dabei bevorzugt im Bereich zwischen 10 nm und 50 nm.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Gewichtsanteil eines Vernetzungsmittels 0,1 Gew.% bis 1 Gew.%, bevorzugt von 0,2 Gew.% bis 0,8 Gew.% beträgt. Der Feststoffanteil (und damit die Anteile der einzelnen Komponenten) ist bestimmt durch die Löslichkeit des Polymers in Wasser. Zur Weiterverarbeitung kann ein solches Absorptionsmedium auf eine
Trägerlage aufgebracht werden, um eine Transferfolie mit einer
Absorptionsschicht zu schaffen. Der Auftrag erfolgt dabei bevorzugt durch Gravurwalzen, Schlitzgießer, Vorhanggießer, Tauchverfahren oder Revers-Roll- Verfahren. Nach dem Auftrag erfolgt ein Trocknungsschritt, bevorzugt bei einer Temperatur von 100°C bis 150°C. Zur Unterstützung können dabei auch Infrarot-Trockner zum Einsatz kommen.
Es ist dabei vorteilhaft, wenn die resultierende Absorptionsschicht eine
Schichtdicke von 3 μιτι bis 50 μιτι, bevorzugt von 5 μιτι bis 25 μιτι aufweist.
Das typische Schichtgewicht beträgt dabei 5 g/m2 bis 25 g/m2.
Dünnere Schichten sind vorteilhafter, da sie nach dem Aufbringen auf das Substrat weniger auftragen. Zudem lassen sich dünnere Schichten
insbesondere beim Heißprägen mit einem konturierten Prägestempel einfacher randscharf entsprechend der Kontur des Prägestempels übertragen. Auf der anderen Seite ist es schwieriger, mit dünnen Schichten eine genügende
Aufnahmefähigkeit für die wässrige Tinte des Inkjetdruckers zu erreichen.
Es ist weiter zweckmäßig, wenn die Trägerlage eine Trägerfolie, insbesondere aus PET, mit einer Schichtdicke von 6 μιτι bis 75 μιτι, bevorzugt von 10 μιτι bis 36 μιτι umfasst. Diese schützt und stabilisiert die Absorptionsschicht bzw. weitere Schichten bei ihrer Verarbeitung und wird nach dem Übertragen der Absorptionsschicht auf ein Substrat entfernt. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Trägerlage eine Strukturschicht, insbesondere aus einem UV-vernetzten Lack, einer thermoplastisch verformbaren Schicht oder aus einem auftragendem Druck, mit einer Schichtdicke von 0,5 μιτι bis 10 μιτι, bevorzugt von 1 bis 5 μιτι umfasst. Dabei ist es insbesondere zweckmäßig, wenn die Strukturschicht eine taktil erkennbare und/oder optisch erkennbare und/oder schmutzabweisende
Reliefstruktur in einer Oberfläche aufweist, auf die die Absorptionsschicht aufgetragen ist. Bei einer taktil erkennbaren Struktur können die Erhebungen in einem solchen Abstand angeordnet sein, dass mindestens zwei benachbarte Nervenenden der menschlichen Haut erregbar sind. Die Reliefstruktur kann auch so ausgebildet sein, dass in einem mit der Reliefstruktur in Bewegungskontakt gebrachten Körper Schallschwingungen erregt werden, beispielsweise beim
Darüberstreifen mit einem Fingernagel.
Die Reliefstruktur kann auch optisch erkennbar sein. Die Reliefstruktur kann so ausgebildet sein, dass sie sowohl optisch als auch taktil erkennbar ist. Eine optisch erkennbare Reliefstruktur kann als Mattstruktur und/oder als diffraktive Struktur und/oder als refraktive Struktur und/oder als Makrostruktur ausgebildet sein. Bei der Mattstruktur handelt es sich um eine diffraktive Struktur mit stochastischem Verlauf, so dass einfallendes Licht in einen bestimmten Winkelbereich mit bestimmter Intensitätsverteilung gestreut wird.
Diffraktive Strukturen sind Strukturen, die auf Lichtbeugung beruhende optische Effekte ausbilden. Beispiele für derartige Strukturen sind Beugungsgitter oder Hologramme.
Bei den refraktiven Strukturen handelt es sich um Strukturen, die auf
Lichtbrechung beruhende optische Effekte ausbilden, beispielsweise
Mikrolinsen oder Mikroprismen. Diese Strukturen weisen generell
Abmessungen auf, die unterhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges liegen.
Bei den Makrostrukturen handelt es sich um Strukturen, deren Abmessungen durch das menschliche Auge wahrnehmbar sind, beispielsweise Motive oder Designelemente, die durch entsprechende makroskopische Strukturbereiche gebildet sind.
Neben der Integration weiterer optischer oder taktiler Effekte unterstützt eine solche Strukturierung der Oberfläche auch die Haftung der Tinte auf der Absorptionsschicht und kann zudem deren Fließverhalten beeinflussen.
Es ist weiter vorteilhaft, wenn die Transferfolie eine Ablöseschicht,
insbesondere aus einem Wachs, mit einer Schichtdicke von 1 nm bis 50 nm, bevorzugt von 1 nm bis 20 nm aufweist, die zwischen der Trägerlage und der Absorptionsschicht angeordnet ist. Eine solche Ablöseschicht erleichtert das Ablösen der Trägerlage nach dem Übertragen der Absorptionsschicht auf ein Substrat, beispielsweise nach dem Heißprägen. Vorteilhafterweise verbleibt die wachsbasierte Ablöseschicht dabei auf der Trägerlage.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Transferfolie eine Kleberschicht,
insbesondere aus einem Heißkleber, oder einem UV-härtenden Kleber, mit einer Schichtdicke von 0,5 μιτι bis 8 μιτι, bevorzugt von 1 μιτι bis 4 μιτι aufweist, die auf der der Trägerlage abgewandten Oberfläche der Absorptionsschicht angeordnet ist. Die Kleberschicht dient dabei zum Fixieren der
Absorptionsschicht auf dem Substrat.
Die Kleberschicht kann dabei aus mehreren unterschiedlichen Kleberschichten aufgebaut sein. So kann eine erste Lage die Haftung zur Absorptionsschicht sicherstellen und dient als Haftvermittler zur zweiten Lage Kleberschicht, welche das Fixieren auf dem Substrat erlaubt.
Es können zwischen der Absorptionsschicht und dem Kleber auch weitere Lagen eingebracht sein, die beispielsweise als chemische Sperrschicht oder Barriereschicht oder als mechanische Stabilisierungsschicht dienen. Sind beispielsweise die Lösemittel des aufzubringenden Klebers nicht kompatibel zur Absorptionsschicht, so dient eine Zwischenlage als Sperrschicht, damit der Kleber beim Auftragen die Absorptionsschicht nicht beschädigt oder ungünstig beeinflusst. Diese Zwischenlage muss dabei nicht als thermisch aktivierbarer Kleber wirken, sondern kann auch als UV-vernetzte Schicht ausgebildet sein.
Von einer solchen Transferfolie kann also die Absorptionsschicht beispielsweise durch Heißprägen auf ein Substrat, insbesondere auf ein Sicherheitselement übertragen werden, um eine Individualisierung des Sicherheitselements durch Tintenstrahldruck zu ermöglichen. Ein weiteres Verfahren stellt das Kaltprägen dar. Dabei wird ein unter UV-Bestrahlung vernetzbarer Druck auf das Substrat oder die Absorptionsschicht aufgebracht und anschließend Substrat und Absorptionsschicht zusammengeführt. Durch UV-Bestrahlung härtet der Druck aus und verbindet Substrat und Absorptionsschicht in der durch den Druck bestimmten Form. Zur Verbesserung der Zwischenschichthaftung kann dabei auf der Absorptionsschicht vorgängig eine weitere Schicht aufgebracht worden sein.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Absorptionsschicht nach dem Aufbringen des Sicherheitselements auf das Substrat aufgebracht wird.
Das Sicherheitselement wird also unabhängig von der Absorptionschicht hergestellt und kann nach bekannten Verfahren auf das Substrat übertragen werden. Dies ermöglicht die Individualisierung bereits vorhandener
Sicherheitselemente, ohne dass deren Herstellung modifiziert werden muss.
Weitere Verarbeitungsschritte, wie beispielsweise ein Überdruck mittels Offsetdruck oder Intagliodruck, können so auch vor dem Auftrag der
Absorptionsschicht vorgenommen werden. Die Absorptionsschicht wird dann in einem weiteren Prägevorgang übertragen, wobei vorzugsweise eine
gepasserte, d. h. eine lagegenaue Applikation relativ zu dem vorhandenen Überdruck erfolgt. Weitere Verarbeitungsschritte, wie beispielsweise eine Sicherheitsstanzung oder weitere Bedruckungsschritte können folgen. Dabei ist es möglich, dass die Absorptionsschicht zumindest eine Kante des Sicherheitselements überlappt und sich mit einem Teilbereich auf das Substrat erstreckt. So kann das Individualisierungsmerkmal beispielsweise auch derart
aufgebracht werden, dass es sich sowohl mit Merkmalen des
Sicherheitselements als auch des Substrats ergänzt, um eine besonders gute Fälschungssicherheit zu gewährleisten. Alternativ ist es auch möglich, dass die Absorptionsschicht vor dem Aufbringen des Sicherheitselements auf das Substrat auf das Sicherheitselement aufgebracht wird. Mit anderen Worten ist hier die Absorptionsschicht integraler Bestandteil des Sicherheitselements und kann bereits bei dessen Herstellung integriert werden.
Bevorzugt wird dabei, dass die Absorptionsschicht durch Heißprägen oder Kaltprägen einer Transferfolie nach einem der Ansprüche 18 bis 24 aufgebracht wird. Dies ist in beiden geschilderten Varianten, also vor oder nach dem
Aufbringen des Sicherheitselements auf das Substrat möglich.
Es ist weiter zweckmäßig, wenn die Absorptionsschicht und/oder das
Sicherheitselement vor dem Aufbringen auf einen Hilfsträger transferiert und in eine vorgegebene Form gestanzt werden. Durch das Vorstanzen der
Absorptionsschicht bzw. des Sicherheitselements in die gewünschte Endform wird der Zusammenhalt der einzelnen Lagen bei der endgültigen Übertragung auf das Substrat, bzw. beim Ablösen der jeweiligen Trägerfolie nach der Übertragung verbessert, so dass ein Ablösen der einzelnen Lagen
insbesondere in den Kantenbereichen vermieden werden kann. Bei einer Prägung, beispielsweise mittels eines beheizten Prägestempels, wird die auf ein Substrat übertragene Fläche durch die Form des Prägestempels bestimmt. Damit die Übertragung randscharf erfolgt, muss die Transferlage beim Abziehen der Trägerfolie an der Außenkontur des Prägestempels geeignet aufbrechen. Gerade bei größeren Dicken der Transferlagen ist es schwierig, das Aufbrechen der Transferlagen sicherzustellen und es wird entweder zu wenig übertragen oder es lösen sich Flitter oder Flakes der Transferlagen von der Trägerfolie außerhalb des Prägestempelbereichs, was zu Verschmutzungen in Nachfolgeprozessen führen kann. Durch das Stanzen ist die Außenform der Transferlagen mechanisch bestimmt und der Transfer kann mit einem etwas größeren Stempel erfolgen.
Es ist weiter zweckmäßig, wenn die Absorptionsschicht auf der Trägerfolie angestanzt wird. Dabei kann auf ein Aufbringen auf einen Hilfsträger verzichtet werden. Diese Anstanzung dient beim anschließenden Prägen auf das Substrat als Sollbruchstelle, sodass die Absorptionsschicht beim Abziehen der
Trägerfolie vorbestimmt und kontrolliert aufreißt. Durch das Anstanzen können somit größere Flitter oder Flakes vermieden werden. Vorteilhaft sind
Anstanzungen mit Eindringtiefen von mindestens 35 % der Dicke der
Absorptionsschicht. Die Anstanzung soll die Trägerfolie möglichst wenig beschädigen. Das Eindringen in die Trägerfolie soll maximal 35 % von deren Dicke betragen, um für die weiteren Verarbeitungsschritte noch eine genügende mechanische Stabilität zu erhalten. Besonders vorteilhaft sind Anstanzungen als Folge von leicht versetzten Linien in den Konturbereichen des
Prägestempels, sodass Toleranzen in der Positionierung zwischen der zu transferierenden angestanzten Absorptionsschicht und dem Prägestempel aufgefangen werden. Es ist ferner bevorzugt, wenn das Individualisierungsmerkmal eine
Seriennummer, eine Identifikationsnummer, ein Name, ein
Fahrzeugkennzeichen, ein Geburtsdatum, eine Foto, ein Bild, ein
Ausstellungsdatum und/oder ein Gültigkeitsdatum ist oder umfasst. Das
Individualisierungsmerkmal kann dabei direkt identifizierbar sein oder auch codiert, beispielsweise in der Form eines Barcodes.
Generell können alle Merkmale, die das Sicherheitselement einem bestimmten Benutzer, Verwendungszweck, Objekt, Gültigkeitsbereich oder -Zeitraum etc. zuordnen, als Individualisierungsmerkmal dienen.
Bevorzugt wird ferner vor Aufbringen der Absorptionsschicht auf das
Sicherheitsmerkmal eine weitere Druckschicht, insbesondere durch Offset- oder Intagliodruck aufgebracht.
Hierdurch können komplexere optische Designs geschaffen werden, die die Fälschungssicherheit des Sicherheitselements bzw. eines resultierenden Sicherheitsdokuments weiter verbessern.
Bevorzugt wird ein Sicherheitselement bereitgestellt, welches eine oder mehrere der folgenden Schichten umfasst:
- eine Trägerlage,
- eine Ablöseschicht,
- eine Schutzschicht,
- eine Farblackschicht,
- eine Replizierschicht, - eine Reflexionsschicht,
- eine Kleberschicht.
Mittels solcher Sicherheitselemente können komplexe optische, insbesondere optisch variable Effekte realisiert werden, die nur schwer nachzuahmen oder zu kopieren sind und dabei ein ansprechendes Erscheinungsbild gewährleisten.
Derartige Schichtaufbauten können auch in einem Sicherheitselement
Verwendung finden, in welches eine Absorptionsschicht der beschriebenen Art direkt integriert ist.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Farblackschicht zumindest einen Farbstoff, ein Pigment, ein Effektpigment, ein Dünnschichtsystem, und/oder ein cholesterisches Flüssigkristallsystem umfasst.
Ebenso möglich ist der alternative oder zusätzliche Einsatz von UV- lumineszenten und/oder IR-anregbaren Farbstoffen und/oder Pigmenten in der Farblackschicht. Damit können auch optisch variable Effekte in der
Farblackschicht verwirklicht werden
Ferner ist es zweckmäßig, wenn das Sicherheitselement eine Replizierschicht, insbesondere aus einem thermoplastischen oder UV-härtenden Lack, mit einem Oberflächenrelief ist oder umfasst. Hierdurch können optisch variable oder holographische Effekte erzielt werden, die die Fälschungssicherheit erhöhen.
Bevorzugt umfasst dabei das Oberflächenrelief eine oder mehrere
Reliefstrukturen ausgewählt aus der Gruppe diffraktives Gitter, Hologramm, Blazegitter, Lineargitter, Kreuzgitter, Hexagonalgitter, asymmetrische oder symmetrische Gitterstruktur, retroreflektierende Struktur, Mikrolinse,
Mikroprisma, Beugungsstruktur Nullter Ordnung, Mottenaugenstruktur oder anisotrope oder isotrope Mattstruktur, oder eine Überlagerung oder
Kombination von zwei oder mehr der vorgenannten Reliefstrukturen.
Es ist dabei zweckmäßig, wenn eine Schichtdicke der Replizierschicht 0,2 μιτι bis 5 μιτι, bevorzugt von 0,5 μιτι bis 2,0 μιτι beträgt.
Weiter ist es bevorzugt, wenn das Sicherheitselement eine Reflexionsschicht umfasst. Eine solche Reflexionsschicht kann für sich alleine stehen und bereits so ein ansprechendes Design bereitstellen. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Kombination einer Reflexionsschicht mit einer Replizierschicht, da so die Strukturen der Replizierschicht besonders gut sichtbar gemacht werden.
Vorteilhafterweise ist die Reflexionsschicht als Metallschicht, bevorzugt aus AI, Cu, Cr, Ag, Au oder Ni oder Legierungen davon ausgebildet.
Solche Reflexionsschichten können insbesondere nur partiell in Teilbereichen ausgebildet sein. Die genannten Metalle können auch nebeneinander oder übereinander kombiniert werden, um so komplexere optische Eindrücke zu verwirklichen
Alternativ kann die Reflexionsschicht auch als HRI-Schicht (HRI = high refractive index), insbesondere aus ZnS, ΤΊΟ2 oder Nb2O5 ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise beträgt dabei die Schichtdicke der Reflexionsschicht bei Metallen von 5 nm bis 200 nm, bevorzugt von 10 nm bis 50 nm.
Zweckmäßigerweise beträgt dabei die Schichtdicke der Reflexionsschicht bei HRI-Schichten von 10 nm bis 200 nm, bevorzugt von 25 nm bis 100 nm. Ferner weist das Sicherheitselement bevorzugt eine Kleberschicht auf, die zum Fixieren des Sicherheitselements auf einem Substrat dient. Hierbei kann es sich um einen Heißkleber, einen Kaltkleber, einen durch Strahlung, beispielsweise UV-Strahlung oder Elektronenstrahlung, oder thermisch aktivierbaren Kleber oder dergleichen handeln, der eine Fixierung des Sicherheitselements auf einem Objekt, beispielsweise einem Sicherheitsdokument, erlaubt.
Zweckmäßigerweise beträgt dabei eine Schichtdicke der Kleberschicht von 0,5 m bis 12 μιτι, bevorzugt von 1 μιτι bis 5 μιτι.
Bevorzugt umfasst das Sicherheitselement eine Trägerlage, insbesondere aus PET, PEN oder PP, die eine äußere Oberfläche des Sicherheitselements bildet. Die Trägerlage schützt und stabilisiert das Sicherheitselement vor seiner endgültigen Anbringung, insbesondere während seiner Herstellung und während des Transports.
Als Zwischenschritt vor dem Aufbringen des Sicherheitselements auf ein Substrat kann das Sicherheitselement zuvor auf eine Zwischen-Trägerfolie übertragen werden. Auf der Zwischen-Trägerfolie ist schon eine oder mehrere Absorptionsschichten angeordnet, auf die das Sicherheitselement transferiert wird. Die endgültige Übertragung des Sicherheitselements auf das Substrat erfolgt dann von der Zwischen-Trägerfolie gemeinsam mit der oder den
Absorptionsschichten, sodass dann auf dem Substrat das Sicherheitselement gemeinsam mit der oder den Absorptionsschichten appliziert ist, wobei die Absorptionsschichten die nach außen weisende freie Oberfläche des
Sicherheitselements bildet. Zweckmäßigerweise beträgt dabei eine Schichtdicke der Trägerlage von 6 μηη bis 100 μητι, bevorzugt von 10 μηη bis 50 μητι, weiter bevorzugt von 12 μηη bis 36 μηη.
Es ist ferner bevorzugt, wenn das Sicherheitselement eine Schutzschicht, insbesondere aus einem UV-härtenden Lack, aus PVC, Polyester oder einem Acrylat umfasst, die zwischen der Trägerlage und den weiteren Schichten angeordnet ist. Diese Schutzschicht kann weiterhin chemisch vernetzt sein, beispielsweise mittels Isocyanat.
Im Gegensatz zur Trägerlage verbleibt eine solche Schutzschicht vorzugsweise am Sicherheitselement, wenn dieses auf ein Substrat aufgebracht wird, und bildet dort dessen äußere Oberfläche. Die äußere Lage kann jedoch auch durch die Ablöseschicht gebildet sein, welche an die Schutzschicht angrenzt. Die Schutzschicht kann die empfindlichen weiteren Schichten des
Sicherheitselements also vor Umwelteinflüssen, Verschmutzung, Kratzern und dergleichen schützen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn eine Schichtdicke der Schutzschicht 0,5 μιτι bis 10 μιτι, bevorzugt von 0,5 μιτι bis 4 μιτι, weiter bevorzugt von 0,8 μιτι bis 2.5 μιτι beträgt.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Sicherheitselement eine Ablöseschicht. Eine Ablöseschicht kann insbesondere aus einem Wachs bestehen, die zwischen der Trägerlage und den weiteren Schichten angeordnet ist. Eine Ablöseschicht kann auch aus einer Kombination aus einer
Wachsschicht und einer Polymerschicht bestehen, mit Dicken der Polymerschicht im Bereich 0,1 μιτι bis 1 ,0 μιτι, welche wiederum mittels der Wachsschicht an der Trägerlage angebunden sein kann. Diese polymere Ablöseschicht stellt nach dem Applizieren auf das Substrat die Oberfläche des Sicherheitselements dar und kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass nachfolgend aufgebrachte Druckschichten gut haften. Eine solche
Ablöseschicht ermöglicht das einfache und beschädigungsfreie Ablösen beim Aufbringen des Sicherheitselements auf ein Substrat.
Dabei beträgt zweckmäßigerweise eine Schichtdicke einer polymeren
Ablöseschicht von 0.1 μιτι bis 1 .0 μιτι, bevorzugt von 0.1 μιτι bis 0.5 μιτι. Eine Schichtdicke einer wachsbasierten Ablöseschicht beträgt zweckmäßigerweise 1 nm bis 100 nm, bevorzugt von 1 nm bis 20 nm.
Es ist weiter bevorzugt, wenn das Sicherheitselement eine
Haftvermittlerschicht, insbesondere aus Acrylat, PVC oder Polyurethan, umfasst, die zwischen der Schutzschicht und den der Trägerlage abgewandten weiteren Schichten angeordnet ist. Hierdurch kann die Zwischenschichthaftung zwischen den genannten Schichten erhöht werden, so dass ein stabiler
Schichtverbund erhalten wird. Bevorzugt beträgt dabei eine Schichtdicke der Haftvermittlerschicht von 0,1 μιτι bis 2 μιτι, besonders bevorzugt von 0,1 μιτι bis 0.5 μιτι.
Es ist ferner bevorzugt, wenn ein Sicherheitselement bereitgestellt wird, welches zwei Kleberschichten aufweist, die nach Abziehen einer Trägerlage zwei gegenüberliegende Oberflächen des Sicherheitselements bilden. Eine der Kleberschichten dient dabei der Fixierung des Sicherheitselements auf dem Substrat, während die zweite Kleberschicht der Fixierung der
Absorptionsschicht auf dem Sicherheitselement dient. Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 Eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines
Sicherheitsdokuments mit einem individualisierten
Sicherheitselement;
Fig. 2 Eine schematische Schnittdarstellung durch ein
Ausführungsbeispiel eines zur Herstellung des
Sicherheitsdokuments nach Fig. 1 verwendbaren
Sicherheitselements;
Fig. 3A - C Eine schematische Schnittdarstellung durch Ausführungsbeispiele einer Transferfolie mit einer Absorptionsschicht zur Verbesserung der Bedruckbarkeit; Fig. 4 Eine schematische Detailansicht der Transferfolie nach Fig. 3;
Fig. 5 Eine schematische Detailansicht einer alternativen Transferfolie mit einer Absorptionsschicht mit strukturierter Oberfläche;
Fig. 6 Eine schematische Schnittdarstellung durch ein
Ausführungsbeispiel eines Sicherheitsdokuments mit einem Sicherheitselement und einer Absorptionsschicht;
Fig. 7 Eine schematische Schnittdarstellung durch ein alternatives
Ausführungsbeispiel eines Sicherheitsdokuments mit einem Sicherheitselement und einer Absorptionsschicht;
Fig. 8 Eine schematische Schnittdarstellung durch ein
Ausführungsbeispiel eines Sicherheitselements mit einer integrierten Absorptionsschicht; Fig. 9 Eine schematische Schnittdarstellung durch ein
Sicherheitselements nach Anspruch 8 nach dessen Applikation auf ein Substrat;
Fig. 10 Eine schematische Schnittdarstellung durch ein
Sicherheitselement nach Anspruch 8 nach dessen Applikation auf einen Hilfsträger;
Fig. 1 1 Eine schematische Darstellung der Fertigungsschritte bei der
Herstellung eines Sicherheitselements mit integrierter Absorptionsschicht unter Verwendung einer Transferfolie nach Fig. 4;
Fig. 12 Eine schematische Darstellung der Fertigungsschritte bei der
Herstellung eines Sicherheitsdokuments unter Verwendung einer Transferfolie nach Fig. 4 sowie eines Sicherheitselements mit zwei Kleberschichten;
Ein in Fig. 1 dargestelltes individualisiertes Sicherheitsdokument 1 umfasst ein optisch variables Sicherheitselement 2, welches auf einem Substrat 1 1 des Sicherheitsdokuments 1 aufgebracht ist. Über dem Sicherheitselement 2 ist ein Individualisierungsmerkmal 3 aufgebracht, welches im gezeigten
Ausführungsbeispiel eine Fotografie 31 , beispielsweise des
Dokumenteninhabers, und eine alphanumerisches Individualisierungsmerkmal 32, beispielsweise eine Dokumentennummer, persönliche Daten des
Dokumenteneigners, oder auch ein Ausstellungs- oder Gültigkeitsdatum, umfasst. Die Individualisierung des Sicherheitsdokuments 1 erfolgt dabei mittels
Tintenstrahldruck. Zumindest in Teilbereichen überlappt das
Individualisierungsmerkmal 3 das Sicherheitselement 2. Weitere Druckschichten (Offset, Intaglio etc.) sind nicht dargestellt. Sie können vor und oder nach der Applikation des Sicherheitselements 2 aufgebracht werden. Diese Drucke können zumindest teilweise ebenfalls individuell gestaltet sein und beispielsweise eine Dokumentennummer darstellen. Solche Drucke werden beispielsweise mittels eines Numerators aufgebracht.
Besonders geeignet zur Personalisierung mittels wässrigen Tintenstrahldrucks sind Substrate 1 1 auf Basis von Papier, wobei zumindest die Oberfläche aus Papier besteht. Es können jedoch auch andere Substratmaterialien eingesetzt werden, beispielsweise auf Basis von Polypropylen (PP) oder Teslin®, sofern sie mit einer inkjet-rezeptiven Beschichtung versehen sind. Bevorzugt ist Papier auf der Basis von Baumwolle.
Ein Beispiel eines hierfür verwendbaren Sicherheitselements 2 ist in Fig. 2 in schematischer Schnittdarstellung gezeigt. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Kinegram® handeln.
Das Sicherheitselement 2 umfasst eine Trägerlage 21 , eine Ablöseschicht 22, eine Schutzschicht 23, eine Replizierschicht 24, eine Reflexionsschicht 25 und eine Kleberschicht 26. Die Trägerlage 21 ist vorzugsweise als Folie aus PET ausgebildet und bevorzugt zwischen 6 μιτι und 50 μιτι dick.
Die Ablöseschicht 22 ist optional und besteht beispielsweise aus
Wachskomponenten oder aus einer mehrschichtigen Kombination einer dünnen Wachsschicht angrenzend an die Trägerlage 21 und einer sich an die
Wachsschicht anschließenden Polymerschicht. Eine Ablöseschicht 22 wird verwendet, wenn die Trägerlage 21 vom Sicherheitselement 2 nach dem Aufbringen auf das Substrat 1 1 entfernt werden soll. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Sicherheitselement 2 als Heißprägefolie oder Kaltprägefolie ausgebildet ist. Bei als Laminierfolien ausgebildeten Sicherheitselementen 2 verbleibt die Trägerlage am Sicherheitselement 2, so dass auf eine
Ablöseschicht 22 verzichtet werden kann. Eine Trennwirkung gegenüber der Trägerlage 21 kann auch die Schutzschicht 23 erfüllen und eine separate Ablöseschicht 22 überflüssig machen. Dabei kann die Schutzschicht 23 beispielsweise aus einem UV-härtenden oder
thermoplastischen Lack bestehen. Geeignete Schutzlacke sind beispielsweise auf Basis PVC, Polyester oder Acrylaten formuliert und bevorzugt 0,5 μιτι bis 10 μιτι dick. Nach Ablösen der Trägerlage 21 schützt die Schutzschicht 23 das Sicherheitselement 2 vor Umwelteinflüssen, Verkratzen und dergleichen.
Besonders geeignet sind chemisch oder mittels Strahlung vernetzende
Schutzlacke. Die Schutzschicht 23 kann auch mehrschichtig ausgeführt sein.
Um weitere optisch variable diffraktive oder refraktive Strukturen zu
verwirklichen, umfasst das Sicherheitselement 2 eine Replizierlackschicht 24 mit einem Oberflächenrelief. Diese ist thermoplastisch oder UV-härtend und 0,2 μιτι bis 5 μιτι dick. Bevorzugt sind die Materialien der Replizierlackschicht 24 ebenso wie die Schichten 22 und 23 hochtransparent. Bei Bedarf können auch Farbstoffe oder Pigmente beigefügt sein, um einen gewünschten, insbesondere farbig transparenten Farbeindruck zu erzielen. Bevorzugt umfasst dabei das Oberflächenrelief eine oder mehrere
Reliefstrukturen ausgewählt aus der Gruppe diffraktives Gitter, Hologramm, Blazegitter, Lineargitter, Kreuzgitter, Hexagonalgitter, asymmetrische oder symmetrische Gitterstruktur, retroreflektierende Struktur, Mikrolinse,
Mikroprisma, Beugungsstruktur Nullter Ordnung, Mottenaugenstruktur oder anisotrope oder isotrope Mattstruktur, oder eine Überlagerung von zwei oder mehr der vorgenannten Reliefstrukturen. Direkt auf die Replizierlackschicht 24 wird eine Reflexionsschicht 25 aus Metall, bevorzugt aus AI, Cr, Cu, Ag, Au, Ni oder einer Legierung davon, aufgedampft, die zur Sichtbarmachung der diffraktiven Strukturen der Replizierlackschicht 24 dient. Alternativ ist auch eine HRI-Schicht (high refractive index), insbesondere aus ZnS, TiO2,Nb2O5, möglich. Alternativ kann auch eine Lackschicht mit metallischen Pigmenten vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise beträgt dabei die Schichtdicke der Reflexionsschicht bei Metallen von 5 nm bis 200 nm, bevorzugt von 10 nm bis 50 nm. Zweckmäßigerweise beträgt dabei die
Schichtdicke der Reflexionsschicht bei HRI-Schichten von 10 nm bis 200 nm, bevorzugt von 25 nm bis 100 nm .
Auf die Reflexionsschicht 25 wird eine ein- oder mehrschichtige Kleberschicht 26 aufgebracht, die thermoplastisch, UV-härtend oder thermisch härtend ausgebildet sein kann, beispielsweise auf Grundlage von Acrylaten, PVC, Polyurethan oder Polyester.
Unterschiedliche Teil-Schichten der Kleberschicht 26 können dabei
unterschiedliche Funktionen erfüllen, beispielsweise als Haftvermittler zu benachbarten Schichten oder zum Objekt, auf das der Mehrschichtkörper appliziert werden soll. Auch eine Funktion als chemische Barriereschicht gegen die Diffusion von Stoffen aus und/oder in benachbarte Schichten ist möglich.
Um ein prozesssicheres Aufbringen des Individualisierungsmerkmals 3 zu ermöglichen, wird über das Sicherheitselement 2 und/oder das Substrat 1 zumindest bereichsweise eine Absorptionsschicht aufgebracht.
Wie Fig. 3A bis 3C zeigen, wird die Absorptionsschicht dabei bevorzugt mittels einer Transferfolie 4 bereitgestellt, die eine Trägerlage 41 und eine Transferlage 42 umfasst. Die Transferlage kann dabei vollflächig auf die Trägerlage 41 aufgebracht sein (Fig. 3A) oder diese nur partiell bedecken (Fig. 3B). Auch das Übertragen von Trägerlage 41 und Transferlage 42 auf einen Hilfsträger 43 ist möglich (Fig. 3C). Hierbei werden Trägerlage 41 und Transferlage 42 bevorzugt auf die gewünschte Form ausgestanzt, so dass eine kantenscharfe
Übertragung des Schichtverbundes möglich ist.
Der detaillierte Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer solchen Transferfolie 4 ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Die Trägerlage 41 umfasst eine Trägerfolie 41 1 und eine Ablöseschicht 412. Auf die Ablöseschicht 412 ist ein Verbund aus zwei Absorptionsschichten 421 aufgebracht. Auf deren der Trägerlage 41 abgewandter Oberfläche ist eine Kleberschicht 422 aufgebracht. Zusammen bilden die Absorptionsschichten 421 und die Kleberschicht 422 die Transferlage 42.
Es ist dabei zweckmäßig, wenn die Trägerfolie 41 1 aus PET mit einer
Schichtdicke von 6 μιτι bis 75 μιτι, bevorzugt von 10 μιτι bis 36 μιτι aufgebaut ist. Die Ablöseschicht 412 besteht insbesondere aus einem Wachs mit einer Schichtdicke von 1 nm bis 50 nm, bevorzugt von 1 nm bis 20 nm. Eine solche Ablöseschicht 412 erleichtert das Ablösen der Trägerlage 41 nach dem Übertragen der Absorptionsschicht 421 auf ein Substrat 1 und/oder Sicherheitselement 2, beispielsweise nach dem Heißprägen und verbleibt vorteilhafterweise auf der abgelösten Trägerlage 41 . Zur Bereitstellung der Absorptionsschicht 421 wird ein Absorptionsmedium verwendet, welches nachfolgend im zum Auftrag der Absorptionsschicht 421 verwendeten flüssigen Zustand charakterisiert wird.
Das Absorptionsmedium umfasst zumindest ein Bindemittel, zumindest ein Pigment und ein insbesondere wässriges Lösungsmittel.
Bevorzugt umfasst das Bindemittel Polyvinylalkohol mit einem Molekulargewicht von 100 kg/mol bis 200 kg/mol, bevorzugt 120 kg/mol bis 150 kg/mol, besonders bevorzugt 130 kg/mol und einem Hydrolysegrad von 74 % bis 98 %, besonders bevorzugt von 88 %.
Der Hydrolysegrad bezieht sich auf die bei der Herstellung erfolgende
alkalische Hydrolyse. Zur Herstellung von Polyvinylalkohol wird zunächst Vinylacetat zu Polyvinylacetat umgesetzt und dieses alkalisch hydrolysiert, um den Polyvinylalkohol zu erhalten. Der Polymerisationsgrad des Endprodukts wird also bei der Herstellung des Polyvinylacetats bestimmt und der
Hydrolysegrad bei der anschließenden Verseifung. Weiter ist es zweckmäßig, wenn der Polyvinylalkohol modifiziert ist,
insbesondere durch kationische Modifikation und/oder Modifikation mit Silanol. Eine Silanylierung ist dabei durch nachträgliche Umsetzung des
Polyvinylalkohols mit Silanol möglich, oder auch durch Copolymerisation des Vinylacetats mit ungesättigten Silan-haltigen Comonomeren. Zur kationischen Modifikation sind insbesondere tertiäre Amingruppen oder quartäre
Ammoniumgruppen geeignet.
Alternativ oder zusätzlich kann das Bindemittel Stärke, insbesondere kationisch modifizierte Stärke, umfassen. Zur Kationisierung der Stärke können dabei beispielsweise Ammonium-haltige Kationisierungsmittel eingesetzt werden. Eine Substitution mit quartären Ammoniumgruppen verbessert die Fixierung eines an ionischen Tintenfarbstoffs beträchtlich. Es ist auch möglich, dass das Bindemittel Gelatine, insbesondere vernetzt durch zumindest ein Metallsalz aus der Gruppe Fe2+, Cr3+, Pb2+, Ca2+, Al3+, umfasst.
Es ist weiter zweckmäßig, wenn das Bindemittel quervernetzt ist, insbesondere durch Borsäure, Boroxid, Epichlorhydrin, Glyoxal, Melamin-Formaldehyd-
Vernetzer, Aziridin und/oder Metallsalze aus der Gruppe Cr3+, Zn2+, Ca2+, Al3+.
Bevorzugt als Pigment ist ein mineralisches Pigment, insbesondere pyrogene Kieselsäure, pyrogenes Aluminiumoxid oder ein pyrogenes Aluminium- Mischoxid.
Die Kombination aus Pigment und Bindemittel stellt dabei eine hohe
Mikrokapillarität und einen definierten Porendurchmesser bereit, um eine schnelle Trocknung aufgetragener Tinten zu ermöglichen. Der resultierende Porendurchmesser liegt dabei bevorzugt im Bereich zwischen 10 nm und 50 nm. Es ist dabei vorteilhaft, wenn das Pigment eine spezifische Oberfläche von 50 m2/g bis 380 m2/g, bevorzugt von 50 m2/g bis 200 m2/g aufweist.
Die spezifische Oberfläche wird dabei nach der BET Methode bestimmt. Die BET-Methode ist ein Standard-Analyseverfahren zur Größenbestimmung von Oberflächen, insbesondere von porösen Festkörpern, mittels Gasadsorption. Es ist eine Methode der Oberflächenchemie, mit welcher die massenbezogene spezifische Oberfläche aus experimentellen Daten errechnet wird.„BET" steht dabei für die Nachnamen der Entwickler des BET-Modells, Stephen Brunauer, Paul Hugh Emmett und Edward Teller, die die Theorie 1938 in ihren
Grundzügen erstmals publizierten. Die BET-Methode ist insbesondere in der DIN ISO 9277:2003-05 definiert.
Es ist weiter zweckmäßig, wenn das Pigment eine Korngröße von 7 nm bis 40 nm aufweist. Besonders bevorzugt ist eine bimodale Korngrößenverteilung des Pigments mit einem ersten Maximum bei 5 nm bis 10 nm, bevorzugt bei 7 nm und einem zweiten Maximum bei 35 nm bis 45 nm, bevorzugt bei 40 nm. Unter einer bimodalen Verteilung wird hier eine Verteilung mit zwei Maxima
verstanden, beispielsweise also eine Überlagerung von zwei gaussverteilten Korngrößenfraktionen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Intensitätsverhältnis des ersten und zweiten Maximums 1 :8 bis 1 :20, bevorzugt 1 :10 bis 1 :15 beträgt. Vorzugsweise umfasst das Absorptionsmedium zumindest ein kationisches Additiv aus der Gruppe Polydiallyldimethylammoniumchlorid, Polyethylenimin, quartäre Ammoniumverbindungen, AI-Salze. Solche Additive verbessern die Bindung der Farbstoffe applizierter Tinten an das Absorptionsmedium.
Es ist weiter bevorzugt, wenn der Gewichtsanteil des Bindemittels 2 Gew.% bis 10 Gew.%, bevorzugt von 3 % bis 6 % beträgt.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn ein Gewichtsanteil des Pigments 10 Gew.% bis 20 Gew.%, bevorzugt von 12 % bis 16 % beträgt.
Um eine besonders gute Bindung aufgetragener Tinten zu erhalten, sollte dabei das Verhältnis zwischen Bindemittel und Pigment zwischen 1 :1 und 1 :5 betragen.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Gewichtsanteil eines Vernetzungsmittels 0,1 Gew.% bis 1 .0 Gew.%, bevorzugt von 0.2 bis 0.8 % beträgt.
Eine erste exemplarische Formulierung eines solchen Absorptionsmediums ist in der folgenden Tabelle angegeben:
Komponente Gew.%
Wasser 52
Polyvinalalkohol 88 % hydrolisiert 2
Aerosil 200 6
Borsäure 0,1
Glyoxal 0,0400
Mischungsverhältnis Pigment : BM 3 : 1 Die folgende Tabelle zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines solchen Absorptionsmediums:
Komponente Gew.%
Wasser 57
Kationische Stärke 1
Polyvinalalkohol 88 % hydrolisiert 2
kationisches Silicia ( Mischoxid) 10
Melaminharz vernetzer Cymel) 0,4000
Mischungsverhältnis Pigment : BM 1 : 3,33
Nach dem Auftragen des Absorptionsmediums auf die Ablöseschicht 412, bevorzugt durch Gravurwalzen, Schlitzgießer, Vorhanggießer oder im
Tauchverfahren, wird dieses getrocknet, bevorzugt bei einer Temperatur von 100°C bis 150°C und so auf der Ablöseschicht 412 fixiert.
Dabei kann eine einzelne Absorptionsschicht 421 gebildet werden, oder auch durch wiederholten Auftrag unterschiedlicher Absorptionsmedien ein komplexerer Schichtverbund.
Auf die Absorptionsschicht 421 wird schließlich noch die Kleberschicht 422 aufgebracht. Diese besteht bevorzugt aus einem Heißkleber mit einer
Schichtdicke von 0,5 μιτι bis 8 μιτι, bevorzugt von1 μιτι bis 4 μιτι.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Transferfolie 4 ist in Fig. 4 gezeigt. Diese unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 dadurch, dass die Trägerlage 41 hier eine zusätzliche Strukturschicht 413 umfasst. Die anderen Schichten sind identisch, wobei die Ablöseschicht 412 in der Figur nicht dargestellt ist. Die Strukturschicht 413 besteht insbesondere aus einem UV-vernetzten
Material oder einem thermoplastisch verformbaren Material, welches wiederum chemisch vernetzt sein kann, oder aus einem auftragenden Druck mit einer Schichtdicke von 0,5 μιτι bis 10 μιτι, bevorzugt von 1 μιτι bis 5 μιτι. Dabei ist es insbesondere zweckmäßig, wenn die Strukturschicht 413 eine taktil erkennbare und/oder optisch erkennbare und/oder schmutzabweisende
Reliefstruktur in einer Oberfläche aufweist, auf die die Absorptionsschicht 421 aufgetragen ist. Die Reliefstruktur bildet sich dabei in der Absorptionsschicht 421 ab.
Bei einer taktil erkennbaren Struktur können die Erhebungen in einem solchen Abstand angeordnet sein, dass mindestens zwei benachbarte Nervenenden der menschlichen Haut erregbar sind. Die Reliefstruktur kann auch so ausgebildet sein, dass in einem mit der Reliefstruktur in Bewegungskontakt gebrachten Körper Schallschwingungen erregt werden, beispielsweise beim
Darüberstreifen mit einem Fingernagel.
Die Reliefstruktur kann auch optisch erkennbar ist. Die Reliefstruktur kann so ausgebildet sein, dass sie sowohl optisch als auch taktil erkennbar ist.
Eine optisch erkennbare Reliefstruktur kann als Mattstruktur und/oder als diffraktive Struktur und/oder als refraktive Struktur und/oder als Makrostruktur ausgebildet sein. Bei der Mattstruktur handelt es sich um eine diffraktive Struktur mit stochastischem Verlauf, so dass einfallendes Licht in einen bestimmten Winkelbereich mit bestimmter Intensitätsverteilung gestreut wird.
Diffraktive Strukturen sind Strukturen, die auf Lichtbeugung beruhende optische Effekte ausbilden. Beispiele für derartige Strukturen sind Beugungsgitter oder Hologramme.
Bei den refraktiven Strukturen handelt es sich um Strukturen, die auf
Lichtbrechung beruhende optische Effekte ausbilden, beispielsweise
Mikrolinsen. Diese Strukturen weisen generell Abmessungen auf, die unterhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges liegen.
Bei den Makrostrukturen handelt es sich um Strukturen, deren Abmessungen durch das menschliche Auge wahrnehmbar sind, beispielsweise
Designelemente, die durch Strukturbereiche gebildet sind.
Neben der Integration weiterer optischer oder taktiler Effekte unterstützt eine solche Strukturierung der Oberfläche auch die Haftung der Tinte auf der Absorptionsschicht 421 und kann der Steuerung des Verlaufs der Tinte dienen. Der Verlauf des Tintendrucks ist weiterhin durch die Oberflächenspannung und den pH-Wert bestimmt. Vorteilhafterweise liegen die Oberflächenspannung zwischen 30 mN/m und 50 mN/m und der pH-Wert im Bereich 4,0 bis 7,0.
In den Figuren 6 und 7 sind zwei Ausführungsbeispiele eines
Sicherheitsdokuments 1 gezeigt, die unter Verwendung einer solchen
Transferfolie 4 erzeugt werden können. Dabei wird zunächst ein Sicherheitselement 2 auf das Substrat 1 1 des
Sicherheitsdokuments 1 aufgebracht, beispielsweise durch Heißprägen, wobei sich die Kleberschicht 26 des Sicherheitselements 2 mit dem Substrat 1 1 verbindet.
Anschließend werden die Trägerfolie 21 und die gegebenenfalls vorhandene Wachsschicht als Teilschicht der Ablöseschicht 22 abgelöst. Die polymere Teilschicht der Ablöseschicht 22 des Sicherheitselements 2 stellt nun die Oberfläche des Sicherheitselements 2 dar.
In einem weiteren Prägevorgang wird das Sicherheitselement 2 dann mit der Transferfolie 4 überprägt, so dass die Absorptionsschicht 421 mittels der Kleberschicht 422 mit dem Sicherheitselement 2 und/oder dem Substrat 1 1 verbunden wird. Die Kleberschicht 422 ist hier nicht gezeigt.
Das Überprägen kann wie in Fig. 6 dargestellt so erfolgen, dass die
Absorptionsschicht 421 eine Kante des Sicherheitselements 2 überlappt und sowohl einen Teilbereich des Sicherheitselements 2 als auch einen Teilbereich des Substrats 1 1 überdeckt.
Alternativ kann die Absorptionsschicht 421 auch in mehreren Teilbereichen des Sicherheitselements 2 aufgebracht werden, ohne sich auf das Substrat 1 1 zu erstrecken. Dies ist in Fig. 7 dargestellt. In unterschiedlichen Teilbereichen können Absorptionsschichten mit jeweils unterschiedlichen chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften, insbesondere mit unterschiedlicher Dicke oder unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung aufgebracht sein. Alternativ zum Überprägen mit einer Transferfolie 4 kann die Absorptionsschicht 421 auch direkt in das Sicherheitselement 2 integriert werden, wie in Fig. 8 dargestellt. Die Absorptionsschicht 421 wird dabei ebenfalls durch Auftragen eines oben beschriebenen Absorptionsmediums gebildet und ist direkt auf der
Trägerschicht 21 des Sicherheitselements 2 angeordnet.
Zwischen der Absorptionsschicht 421 und den weiteren Schichten des
Sicherheitselements ist bevorzugt noch eine Haftvermittlerschicht 27
vorgesehen. Diese besteht bevorzugt aus einem Material auf Basis PVC, Acrylat oder PU, mit einer Schichtdicke von 0,05 μιτι bis 3 μιτι, bevorzugt von 0,1 μιτι bis 1 ,0 μιτι. Gegebenenfalls kann eine Ablöseschicht zwischen der Absorptionsschicht 421 und der Trägerlage 21 vorgesehen sein. Diese ist hier nicht dargestellt.
Das in Fig. 8 gezeigte Sicherheitselement 2 weist ferner eine Schutzschicht 23, eine Replizierschicht 24, eine Reflexionsschicht 25 und eine Kleberschicht 26 auf, die in ihrer Anordnung und ihren Eigenschaften dem anhand Fig. 2 erläuterten Sicherheitselement 2 entsprechen.
Zur Applikation auf das Substrat 1 1 wird nun der in Fig. 8 gezeigte
Schichtstapel in einem einzigen Prägeschritt übertragen, so dass der
Schichtstapel mit der Kleberschicht 26 am Substrat zu haften kommt. Dies ist in Fig. 9 gezeigt. Nach Abziehen der Trägerlage 21 ist das Sicherheitselement 2 so am Substrat fixiert, dass dessen Oberfläche durch die Absorptionsschicht 421 gebildet wird. Eine Individualisierung durch Tintenstrahldruck ist nun problemlos möglich. Die Absorptionsschicht 421 kann auch nur in Teilbereichen vorhanden sein.
Wie Fig. 10 zeigt, kann auch hier zunächst eine Anbindung auf einen Hilfsträger 43 erfolgen. Aus diesem Verbund kann anschließend das zu übertragende Sicherheitselement 2 dann formgenau ausgestanzt werden, so dass eine kantenscharfe Übertragung möglich wird.
Der Hilfsträger 43 wird dabei auf der Seite der Trägerschicht 21 des
Sicherheitselements 2 angeordnet und mittels einer nicht dargestellten
Kleberschicht mit diesem zumindest partiell verbunden.
Fig. 1 1 zeigt eine weitere Möglichkeit der Verarbeitung eines
Sicherheitselements 2 und einer Transferfolie 4. Die Schichtaufbauten des Sicherheitselement 2 und der Transferfolie 4 können dabei den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechen.
Bei dem in Fig. 1 1 A bis 1 1 C gezeigten Verfahren wird zunächst die
Transferfolie 4 mit dem Sicherheitselement 2 verbunden, beispielsweise durch einen Laminiervorgang, so dass sich die Absorptionsschicht 421 mit der
Kleberschicht 26 verbindet (Fig. 1 1A). Anschließend wird die Trägerlage 21 des Sicherheitselements 2 abgezogen, wobei das in Fig. 1 1 B gezeigte
Zwischenprodukt erhalten wird. Auf die nun freiliegende Ablöseschicht 22 des Sicherheitselements 2 wird nun eine weitere Kleberschicht 28 aufgebracht (Fig. 1 1 C), die genutzt werden kann, um den so erhaltenen Schichtverbund auf das Substrat 1 1 aufzuprägen. Nach Abziehen der Trägerlage 41 der Transferfolie 4 kann dann der individualisierende Tintenstrahldruck auf die Absorptionsschicht 421 erfolgen.
Bei dem in Fig. 12 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Verfahrens wird ein Sicherheitselement 2 verwendet, welches bereits zwei Kleberschichten 26, 28 aufweist (Fig. 12A). Die erste Kleberschicht 26 bildet dabei, wie bei den weiteren gezeigten Ausführungsbeispielen von Sicherheitselementen 2, eine äußere Oberfläche des Sicherheitselements 2 aus. Die weitere Kleberschicht 28 ist zwischen der Trägerlage 21 und der Schutzschicht 23 angeordnet und kann gleichzeitig als Ablöseschicht dienen, beispielsweise in Kombination mit einer zusätzlichen Wachsschicht als weitere Ablöseschicht auf der Trägerlage 21 .
Die weiteren Schichten, also die Schutzschicht 23, die Replizierschicht 24 und die Reflexionsschicht 25 entsprechen den bislang beschriebenen
Schichtsystemen.
Wie Fig. 12B zeigt, wird nun in einem ersten Prägeschritt das
Sicherheitselement 2 auf das Substrat 1 1 aufgeprägt, so dass sich die
Kleberschicht 26 mit dem Substrat 1 1 verbindet.
Nach dem Abziehen der Trägerfolie 21 wird eine Transferfolie 4 der oben beschriebenen Art so auf das Sicherheitselement 2 aufgelegt, dass deren Absorptionsschicht in Kontakt mit der weiteren Kleberschicht 28 kommt. Unter dem Einfluss eines Prägestempels 6 wird die Kleberschicht 28 aktiviert, so dass sich die Absorptionsschicht nur im Bereich der Kleberschicht 28 mit dem
Sicherheitselement 2 verbindet (Fig. 12C). Die Absorptionsschicht 421 wird so formgenau auf das Sicherheitselennent 2 übertragen (Fig. 12D)
Alternativ kann ein Schichtaufbau durch mehr als 2 Transferschritte
(Prägungen, Laminationen) erfolgen. Ein mögliches Konzept besteht darin, zuerst das Sicherheitselement 2 auf das Substrat 1 1 zu applizieren und anschließend eine Kleberschicht 28 auf das Sicherheitselement 2 aufzubringen. Die Kleberschicht 28 wäre dann ablösbar auf einer weiteren Trägerfolie aufgebracht. Anschließend erfolgt die Applikation der Absorptionsschicht 421 , wie in Fig. 12C und D dargestellt.
Die transferierte Kleberschicht 28 kann dabei nur Teilbereiche des
Sicherheitselements 2 und/oder auch Teilbereiche des Substrats 1 1 bedecken.
Bezugszeichenliste
1 Sicherheitsdokument
1 1 Substrat
2 Sicherheitselement
21 Trägerschicht
22 Ablöseschicht
23 Schutzschicht
24 Replizierschicht
25 Reflexionsschicht
26 Kleberschicht
27 Haftvermittlerschicht
28 Kleberschicht
3 Individualisierungsmerkmal
31 Fotografie
32 alphanumerisches Merkmal
4 Transferfolie
41 Trägerlage
41 1 Trägerfolie
412 Ablöseschicht
413 Strukturschicht
42 Transferlage
421 Absorptionsschicht
422 Kleberschicht
43 Hilfsträger
5 Prägestempel

Claims

Ansprüche
Absorptionsmedium zum Verbessern der Uberdruckbarkeit,
insbesondere durch Tintenstrahldruck, eines Sicherheitselements, insbesondere eines optisch variablen Sicherheitselements, umfassend: ein Bindemittel;
zumindest ein Pigment;
ein insbesondere wässriges Lösungsmittel.
Absorptionsmedium nach Anspruch 1 ,
dad u rch geken nzeich net,
dass das Bindemittel Polyvinylalkohol umfasst.
Absorptionsmedium nach Anspruch 2,
dad u rch geken nzeich net,
dass ein Molekulargewicht des Polyvinylalkohols 100 kg/mol bis 200 kg/mol, bevorzugt, 120 kg/mol bis 150 kg/mol, besonders bevorzugt 130 kg/mol beträgt. Absorptionsmedium nach Anspruch 2 oder 3,
dad u rch geken nzeich net,
dass ein Hydrolysegrad des Polyvinylalkohols von 74 % bis 98 %, besonders bevorzugt von 88 % beträgt.
Absorptionsmedium nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dad u rch geken nzeich net,
dass der Polyvinylalkohol modifiziert ist, insbesondere durch kationische Modifikation und/oder Modifikation mit Silanol.
Absorptionsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net,
dass das Bindemittel Stärke, insbesondere kationisch modifizierte Stärke, umfasst.
Absorptionsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net,
dass das Bindemittel Gelatine, insbesondere vernetzt durch zumindest ein Metallsalz aus der Gruppe Fe2+, Cr3+, Pb2+, Ca2+, Al3+, umfasst.
Absorptionsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net,
dass das Bindemittel quervernetzt ist, insbesondere durch Borsäure, Boroxid, Epichlorhydrin, Glyoxal, Melamin-Formaldehyd-Vernetzer, Aziriding und/oder Metallsalze aus der Gruppe Cr3+, Zn2+, Ca2+, Al3+. Absorptionsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Pigment ein mineralisches Pigment, insbesondere pyrogene Kieselsäure, pyrogenes Aluminiumoxid oder ein pyrogenes Aluminium- Mischoxid ist.
Absorptionsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Pigment eine spezifische Oberfläche von 50 m2/g bis 380 m2/g, bevorzugt von 50 m2/g bis 200 m2/g aufweist.
Absorptionsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Pigment eine Korngröße von 7 nm bis 40 nm aufweist.
Absorptionsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Korngrößenverteilung des Pigments bimodal ist und ein erstes Maximum bei 5 nm bis 10 nm, bevorzugt bei 7 nm und ein zweites Maximum bei 35 nm bis 45 nm, bevorzugt bei 40 nm aufweist.
Absorptionsmedium nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Intensitätsverhältnis des ersten und zweiten Maximums 1:8 bis 1:20, bevorzugt 1:10 bis 1:15 beträgt.
14. Absorptionsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsmediunn zumindest ein kationisches Additiv aus der Gruppe Polydiallyldimethylammoniumchlorid, Polyethylenimin, quartäre Ammoniumverbindungen, AI-Salze umfasst.
Absorptionsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net,
dass ein Gewichtsanteil des Bindemittels 2 Gew.% bis 10 Gew.%, bevorzugt von 3 Gew.% bis 6 Gew.% beträgt.
Absorptionsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net,
dass ein Gewichtsanteil des Pigments 10 Gew.% bis 20 Gew.%, bevorzugt von 12 Gew.% bis 16 Gew.% beträgt.
Absorptionsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net,
dass ein Gewichtsanteil eines Vernetzungsmittels 0,1 Gew.% bis 1 Gew.%, bevorzugt von 0,2 Gew.% bis 0,8 Gew.% beträgt.
Transferfolie zum Übertragen einer Absorptionsschicht auf ein Substrat, umfassend eine Trägerlage und eine zumindest partielle
Absorptionsschicht aus einem Absorptionsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
Transferfolie nach Anspruch 18,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Absorptionsschicht eine Schichtdicke von 3 μιτι bis 50 μ bevorzugt von 5 μιτι bis 25 μιτι aufweist.
20. Transferfolie nach Anspruch 18 oder 19,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Trägerlage eine Trägerfolie, insbesondere aus PET, mit einer Schichtdicke 6 μιτι bis 75 μιτι, bevorzugt von 10 μιτι bis 36 μιτι bis umfasst.
21 . Transferfolie nach einem der Ansprüche 18 bis 20,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Trägerlage eine Strukturschicht, insbesondere aus einem UV- vernetzten Lack, einer thermoplastisch verformbaren Schicht oder aus einem auftragendem Druck, mit einer Schichtdicke von 0,5 μιτι bis 10 μιτι, bevorzugt von 1 bis 5 μιτι umfasst. 22. Transferfolie nach Anspruch 21 ,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Strukturschicht eine taktil erkennbare und/oder optisch erkennbare und/oder schmutzabweisende Reliefstruktur in einer Oberfläche aufweist, auf die die Absorptionsschicht aufgetragen ist.
23. Transferfolie nach einem der Ansprüche 18 bis 22,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Transferfolie eine Ablöseschicht, insbesondere aus einem Wachs, mit einer Schichtdicke von 1 nm bis 50 nm, bevorzugt von 1 nm bis 20 nm aufweist, die zwischen der Trägerlage und der
Absorptionsschicht angeordnet ist. Transferfolie nach einem der Ansprüche 18 bis 23,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Transferfolie eine Kleberschicht, insbesondere aus einem Heißkleber oder einem UV-härtenden Kleber, mit einer Schichtdicke von 0,5 μιτι bis 8 μιτι, bevorzugt von 1 μιτι bis 4 μιτι aufweist, die auf der der Trägerlage abgewandten Oberfläche der Absorptionsschicht angeordnet ist.
Sicherheitselement zur Individualisierung mittels Tintenstrahldruck, umfassend eine zumindest partielle Absorptionsschicht aus einem Absorptionsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
26. Sicherheitselement nach Anspruch 25,
dad u rch geken nzeich net,
dass das Sicherheitselement eine oder mehrere der folgenden
Schichten umfasst:
- eine Trägerlage,
- eine Ablöseschicht,
- eine Schutzschicht,
- eine Replizierschicht,
- eine Reflexionsschicht,
- eine Farblackschicht,
- eine Kleberschicht.
Verfahren zum Individualisieren eines Sicherheitselements, mit den Schritten:
- Bereitstellen eines Sicherheitselements;
- Aufbringen des Sicherheitselements auf ein Substrat; - Aufbnngen einer zumindest partiellen Absorptionsschicht aus einem Absorptionsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auf das Sicherheitselement;
- Aufbringen eines Individualisierungsmerkmals auf die
Absorptionsschicht, insbesondere durch Tintenstrahldruck.
Verfahren nach Anspruch 27,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Absorptionsschicht nach dem Aufbringen des
Sicherheitselements auf das Substrat aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 28,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Absorptionsschicht zumindest eine Kante des
Sicherheitselements überlappt und sich mit einem Teilbereich auf das Substrat erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 27,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Absorptionsschicht vor dem Aufbringen des
Sicherheitselements auf das Substrat auf das Sicherheitselement aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Absorptionsschicht durch Heißprägen einer Transferfolie nach einem der Ansprüche 18 bis 24 aufgebracht wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31 ,
dad u rch geken nzeich net,
dass die Absorptionsschicht und/oder das Sicherheitselement vor dem Aufbringen auf einen Hilfsträger transferiert und in eine vorgegebene Form gestanzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32,
dad u rch geken nzeich net,
dass das Individualisierungsmerkmal eine Seriennummer, eine
Identifikationsnummer, ein Name, ein Fahrzeugkennzeichen, ein
Geburtsdatum, ein Ausstellungsdatum und/oder ein Gültigkeitsdatum ist oder umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 33,
dad u rch geken nzeich net,
dass vor Aufbringen der Absorptionsschicht auf das Sicherheitsmerkmal eine weitere Druckschicht, insbesondere durch Offset- oder Intagliodruck aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 34,
dad u rch geken nzeich net,
dass vor dem Aufbringen des Individualisierungsmerkmals ein
Sicherheitsmerkmal auf die Absorptionsschicht gedruckt wird,
insbesondere unter Verwendung einer fluoreszierenden und/oder UV- aktiven und/oder unter Wassereinfluss und/oder Lösemitteleinfluss ausblutenden Indikator-Drucktinte.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 35,
dad u rch geken nzeich net,
dass ein Sicherheitselement bereitgestellt wird, welches eine oder mehrere der folgenden Schichten umfasst:
- eine Trägerlage,
- eine Ablöseschicht,
- eine Schutzschicht,
- eine Replizierschicht,
- eine Reflexionsschicht,
- eine Farblackschicht,
- eine Kleberschicht.
37. Verfahren nach Anspruch 36,
dad u rch geken nzeich net,
dass ein Sicherheitselement bereitgestellt wird, welches zwei
Kleberschichten aufweist, die nach Abziehen einer Trägerlage zwei gegenüberliegende Oberflächen des Sicherheitselements bilden.
38. Sicherheitsdokument erhältlich durch ein Verfahren nach einem der
Ansprüche 27 bis 37.
39. Sicherheitsdokument nach Anspruch 38,
dad u rch geken nzeich net,
dass das Sicherheitsdokument als Visumsdokument, Ausweisdokument, Passdokument, Führerscheindokument, Fahrzeugscheindokument,
Kreditkarte, Banknote, Wertpapier oder dergleichen ausgebildet ist.
PCT/EP2015/079314 2014-12-10 2015-12-10 Absorptionsmedium, transferfolie, sicherheitselement und verfahren zum individualisieren eines sicherheitselements WO2016092044A1 (de)

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