CZ360697A3

CZ360697A3 - Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát

Info

Publication number: CZ360697A3
Application number: CZ973606A
Authority: CZ
Inventors: Gordon Leon Benoit; Rudolf Wilhelm Vandervelden
Original assignee: Mobil Oil Corporation
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1998-04-15
Also published as: ZA955145B; KR19990022081A; JP3813987B2; TW326020B; NZ289993A; HU9603182D0; WO1997001438A1; HUT77829A; DE69524457T2; US6270610B1; SK155597A3; SG55108A1; CA2220444A1; US5698333A; JPH11508498A; EP0857108A4; HUT76649A; EP0857108B1; PL323859A1; AU2999295A

Description

Vícevrstvé fóliové struktury^použitelné při výrobě bankovek

Oblast techniky

Vynález se týká vícevrstvé fólie použitelné při výrobě papírových produktů, například bankovek, cenin, včetně cestovních a bankovních šeků a způsobu jejich výroby. Vynález se přesněji týká laminované vícevrstvé fóliové struktury mající vlastnosti vysoce kvalitních papírů, které se zpravidla používají pro výrobu bankovek a cenin.

Dosavadní stav techniky

Při výrobě bankovek a cenin se již přes používá takzvaný hadrový papír. Jak je dobře známo, hadrový papír má několik vlastností, které jsou při těchto aplikacích vysoce žádané, včetně pevnosti při ohýbání, odolnosti proti roztržení, potiskovatelnosti a vytlačovatelnosti.

Tyto vysoce žádané vlastnosti lze charakterizovat následujícím způsobem: pevnost při ohýbání je schopnost substrátu přehýbat se a zůstat přehnutá bez otevření. Odolnost proti přetržení je schopnost substrátu odolávat jek iniciovanému, tak neiniciovanému trhání a protržení. Potiskovatelnost je schopnost substrátu adsorbovat a vázat inkousty, používané v průběhu litografického tiskařského procesu. Vytlačovatelnost je schopnost substrátu deformovat substrát pod tlaky, kterými na substrát působí hlubotiskový proces, a vytvářet tak na výsledné bankovce nebo cenině reliéfní obraz, přičemž hlubotiskový inkoust zůstane • · • · zachycen na vyvýšené deformované oblasti, což umožňuje snadno tuto bankovku nebo ceninu rozeznat hmatem.

Spolu s rozvojem barevných kopírek a barevných scannerů se značně rozmohlo padělatelství bankovek. I když hlavní současní výrobci papírů vyvíjejí snahy vyrábět substráty, které by poskytovaly větší ochranu, a opatřují tyto substráty vodoznaky, kovovými pásky a opticky proměnlivými prvky, například fotochromy, hologramy a rozptylovými mřížkami, nezdá se, že by tyto techniky představovaly podstatnější překážku pro padělatele.

Umělohmotné substráty nabízejí hlavní ochranný znak, pokud se do bankovky zabuduje čiré „okénko. Toto okénko by mělo znemožnit scanneru nebo barevné kopírce okopírovat bankovku nebo jinou ceninu. Kromě tohoto okénka lze do bankovky začlenit další ochranné znaky, například reverzní potisk bankovky.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je poskytnutí laminovaného vícevrstvého fóliového substrátu odolného proti kroucení se symetrickým průřezem, který je použitelný pro výrobu bankovek a cenin a který obsahuje:

(a) první vrstvu, která má vnitřní a vnější stranu a která je alespoň z 50 hm. % tvořena vysokohustotním polyethylenem majícím hustotu alespoň 0,94 g/cm³, přičemž uvedená první vrstva je orientována alespoň v prvním směru do stupně, který je alespoň třikrát vyšší než stupeň orientace ve druhém směru, který je v podstatě kolmý k prvnímu směru;

a (b) druhou vrstvu, která má vnitřní a vnější stranu a která je alespoň z 50 hm. % tvořena vysokohustotním polyethylenem majícím hustotu alespoň 0,94 g/cm^{i) * 3}, přičemž uvedená první vrstva je orientována alespoň v prvním směru do stupně, který je alespoň třikrát vyšší než stupeň orientace ve druhém směru, který je v podstatě kolmý k prvnímu směru;

(c) laminovací adhezivní pryskyřici vloženou mezi vnitřní strany (a) a (b), která obsahuje složku zvolenou ze skupiny zahrnující nízkohustotní polyethylen (LDPE) . a lineární nízkohustotní polyethylen (LLDPE); přičemž uvedená druhá vrstva je laminována na uvedenou první vrstvu tak, že první směr orientace uvedené druhé vrstvy je v podstatě zarovnán s prvním směrem orientace uvedené první vrstvy.

Vynález se rovněž týká způsobu výroby bankovek, který zahrnuj e:

i) laminování (a) první vrstvy, která má vnitřní a vnější stranu a která je tvořena alespoň z 50 hm. % vysokohustotním polyethylenem majícím hustotu alespoň

0,94 g/cm³, přičemž uvedená první vrstva je orientována v příčném směru (TD) do stupně, který je alespoň třikrát vyšší než stupeň orientace v podélném směru (MD) na (b) druhou vrstvu, která má vnitřní a vnější stranu a která je tvořena alespoň z 50 hm. % vysokohustotním polyethylenem majícím hustotu alespoň 0,94 g/cm³, přičemž uvedená první vrstva je orientována v příčném směru (TD) do stupně, který je alespoň třikrát vyšší než stupeň orientace v podélném směru (MD) pomocí laminovací adhezivní pryskyřice, která • ·· · · · · ·« ···· · • · · · · · · · · · • · ·· ·· · · · · ·· ·· obsahuje složku zvolenou ze skupiny zahrnující nízkohustotní polyethylen (LDPE) a lineární nízkohustotní polyethylen (LLDPE), přičemž uvedená druhá vrstva je laminována ve fóliovém substrátu tak, že uvedený příčný směr orientace uvedené druhé vrstvy je v podstatě zarovnán s uvedeným příčným směrem orientace uvedené první vrstvy, čímž vznikne vytlačovatelný substrát; a ií) vytlačování uvedeného substrátu.

Výsledné fólie vykazují dobrou pevnost v přehybu a další vlastnosti včetně symetrické struktury, která představuje nekroutivou fólii i za zvýšených teplot, např. 66°C. Tyto vlastnosti fólie činí velmi vhodnými pro výrobu bankovek a dalších ochranných dokumentů.

Ještě dalším předmětem vynálezu je cenný papír, například bankovka nebo akcie, vyrobený z vytlačovaného laminovaného vícevrstvého fóliového substrátu, který zahrnuje:

(a) první vrstvu, která má vnitřní a vnější stranu a která je alespoň z 50 hm. % tvořena vysokohustotním polyethylenem majícím hustotu alespoň 0,94 g/cm³, přičemž uvedená první vrstva je orientována alespoň v příčném směru (TD) do stupně, který je alespoň třikrát vyšší než stupeň orientace v podélném směru (MD), který je v podstatě kolmý k příčnému směru; a (b) druhou vrstvu, která má vnitřní a vnější stranu a která je alespoň z 50 hm. % tvořena vysokohustotním polyethylenem majícím hustotu alespoň 0,94 g/cm³, přičemž uvedená první vrstva je orientována alespoň v příčném směru do stupně, který je alespoň třikrát vyšší než stupeň orientace v podélném směru, který je v podstatě kolmý k příčnému směru, přičemž uvedená druhá vrstva je laminována • ·· 4 4 · 4 · • · · 4 4 ·· • 4 4 · · · · · 4 »·· ·4

4444 444444 •4 44 44 4444 4444 k uvedené první vrstvě tak, že příčný směr orientace uvedené druhé vrstvy je v podstatě zarovnán s příčným směrem orientace uvedené první vrstvy.

Dalším předmětem vynálezu je způsob výroby vytlačovaného laminátového vícevrstvého fóliového podkladu odolného proti kroucení, použitelného při výrobě bankovek, cenin apod., přičemž tento způsob zahrnuje:

i) opatření obou stran vrstvy vyrobené z orientovaného vysokohustotního polyethylenu, která má vnější a vnitřní stranu a obsahuje alespoň 50 hm. % vysokohustotního polyethylenu majícího hustotu alespoň 0,94 g/cm³, kopolymerními polyethylenovými potahovými vrstvami, přičemž uvedená vrstva je v příčném směru (TD) orientována do stupně, který je alespoň třikrát vyšší než stupeň orientace v podélném směru (MD);

ii) potažení kopolymerní propylenové vrstvy, potahující jednu stranu uvedené vrstvy, podkladovým nátěrem podporujícím adhezi, který poskytne první podkladovou vrstvu (a) mající podkladový povrch;

iii) opakující se kroky i) a ii) za účelem poskytnutí druhé podkladové vrstvy (b) mající podkladový povrch;

iv) poskytnutí diskrétního ochranného prvku na podkladovém povrchu jedné z uvedených podkladových vrstev;

v) umístění orientovatelné laminující adhezivní pryskyřice mezi uvedenými podkladovými vrstvami a vzájemné laminování uvedených podkladových vrstev a současné orientování uvedené laminovací adhezivní pryskyřice za vzniku v podstatě transparentního laminátu;

• · • ·

ví) hlubotiskové potištění alespoň jedné strany uvedeného v podstatě transparentního laminátu zakalujícím inkoustem v místě překrývajícím uvedený ochranný prvek, čímž se získá čiré okénko překrývající ochranný prvek, které ho učiní viditelným alespoň z jedné strany, výhodně z obou stran uvedeného fóliového substrátu.

Při výrobě vícevrstvých fóliových substrátů použitelných pro výrobu bankovek a dalších cenných dokumentů podle vynálezu se použijí alespoň dvě vrstvy substrátu, které jsou převážně tvořeny vysokohustotním polyethylenem (HDPE), který má hustotu alespoň 0,94 g/cm³, výhodně alespoň 0,945 g/cm³. Tyto fóliové vrstvy mohou být tvořeny výlučně vysokohustotní polyethylenovou pryskyřicí, směsí HDPE pryskyřic nebo HDPE obsahující menší množství dalšího polymerního materiálu, například nízkohustotního polyethylenu (LDPE), lineárního nízkohustotního polyethylenu (LLDPE), polypropylenu, ethylenvinylalkoholového (EVOH) kopolymerů, ethylenpropylenového (EP) kopolymerů nebo ethylenpropylen-l-butenového (EPB) kopolymerů, ačkoliv zvláště výhodné je, pokud jsou fóliové vrstvy tvořeny výlučně HDPE nebo směsí

HDPE pryskyřic.

Zlepšení zpracovatelských vlastností v extruderu lze dosáhnout snížením kroutícího momentu v extruderu použitím zpracovatelských aditiv, například mikrokrystalického vosku, spolu s výhodnými HDPE pryskyřicemi. Ukázalo se, že fólie vyrobené ze směsi HDPE pryskyřic nebo HDPE pryskyřic a mikrokrystalického vosku snižují praskavost fólie, která samotná má tendence lámat se v příčném (TD) směru.

Pokus se použijí směsi HDPE. polymerů, potom mohou obsahovat dva nebo více polymerů, které mají výhodně hustotu 0,94 g/cm³ nebo vyšší. Hlavní část směsi HDPE polymerů výhodně tvoří HDPE mající tavný index 0,6 až 1,2 a • 9 zbytek tvoří jeden

9

nebo více polymerů majících odlišný tavný index.

Troj směsi mohou výhodně obsahují 50 HDPE majícího vyšší než 0,5 HDPE majícího být rovněž žádoucí.

až 98 hustotu až 2,0;

hustotu

O, 96 až

0, 94

0,1 až 0,5; a 1 až 25 hm. majícího hustotu 0,96 g/cm³než 2 a maximálně přibližně

Vhodné troj směsi hm. %, výhodně 8 4 až 96 g/cm³ nebo vyšší a tavný hm. %,. výhodně 3 až 8 g/cm³ nebo vyšší a tavný %, výhodně 3 až 8 hm. % nebo vyšší a tavný index

8. Výhodně jsou druhý a minoritní složky, přítomny v stejném množství.

hm. % index hm. % index

HDPE vyšší třetí

HDPE polymer, které troj směsi v přibližně tvoři

Zvlaste výhodné je pokud foliový substrát podle vynálezu zahrnuje (a) první vrstvu obsahující alespoň 50 hm. % vysokohustotního polyethylenu majícího hustotu alespoň 0,94 g/cm , která j orientována do stupně, který ; stupeň orientace ve směru v směru, např. podélnému směru rovněž obsahující alespoň polyethylenu majícího hustotu rovněž orientována alespoň v alespoň v prvním směru je alespoň třikrát vyšší než podstatě kolmém k prvnímu (MD) a (b) druhou vrstvu 50 hm. % vysokohustotního alespoň 0,95 g/cm³, která je prvním směru, např. příčném směru, do stupně, který je alespoň třikrát vyšší než stupeň orientace ve směru, např. podélném směru, který je v podstatě kolmý na první směr, přičemž druhá vrstva je laminována k fóliovému substrátu tak, že první směr orientace druhé vrstvy je v podstatě paralelní s prvním směrem orientace uvedené první vrstvy. Způsob výroby HDPE fólií s nestejnou dvouosou orientací je popsán v patentu

US 4,870,122.

* ·

Zjistilo se, že nestejnoměrně dvouose orientované HDPE fólie laminované tak, že jejich první hlavní směry orientace jsou v podstatě vzájemně paralelní, mohou vykazovat zvýšenou odolnost proti přetržení, pokud se mezi tyto vrstvy vloží orientovatelná laminátová pryskyřice, např. LLDPE, a ta se podrobí orientování které způsobí, že hlavní směr orientace orientované pryskyřice je v podstatě kolmý k hlavnímu směru orientace první a druhé HDPE fóliové vrstvy. U jednoho provedeni se takové orientace v hlavním směru orientace laminovací adhezivní pryskyřice dosáhne v průběhu samotného laminačního kroku, výhodně v podélném směru (MD) .

Stupeň orientace HDPE fóliových vrstev je důležitým aspektem tohoto vynálezu, protože správný stupeň orientace poskytne požadované fyzikální vlastnosti. Ačkoliv lze vysokohustotní HDPE pryskyřici mající hustotu 0,957 g/cm³nebo vyšší tvarovat přímo do fólie vytlačováním, je tento způsob výroby spojen s problémy týkajícími se kroucení se, rovnoměrnosti a hladkosti. Tenké HDPE fólie s tloušťkou 0,02 až 0,04 mm mající nejlepší vyváženost vlastností lze získat za použití nerovnoměrně dvouose orientovaných fólií, připravených z fólií, jejichž tloušťka dosažená při odlévání je 0,3 až 0,5 mm a která se zredukuje na požadovanou hodnotu natahováním, tj. orientováním.

Fólie se vyrábějí- a orientují konvenčním způsobem.

Fólie se zahřeje na svou orientační teplotu a nejprve podrobí orientaci vypínacích válců, v podélném směru mezi dvěmi sadami z nichž druhá sada se otáčí vyšší rychlostí než první, přičemž rozdíl rychlostí otáčení první a druhé sady válců je dána požadovaným tažným poměrem.

Potom se fólie orientuje v příčném směru (TD) zahřátím a podrobením příčnému napínání v napínacím rámu. Podélná • 4 4 44

4444 4 4 4 4444

44 444 4 4 4 44444 • 444 444444 •4 44 ·· 4444 4444

- 9 — orientace se zpravidla provádí při teplotě 60° až 120°C a příčná orientace se provádí při teplotě 110° až 145°C.

I když je výhodné, pokud je směr orientace v prvním směru fólie alespoň třikrát vyšší než stupeň orientace ve směru v podstatě kolmém k tomuto prvnímu směru, je zvláště výhodné, pokud je každá HDPE fóliová vrstva orientována tak, že se protáhne l,lkrát až 2,Okřát v podélném směru (MD) a 6krát až 12krát v příčném směru (TD). Ukázalo se, že HDPE fóliové vrstvy lze vyrobit ve vynikající kvalitě při rychlostech odlévání dosahujících až 33,53 m/min, což odpovídá rychlostem linky 46,87 m/min při l,25násobném orientování v podélném směru.

Tento stupeň nestejnoměrné orientace zajímavě působí, pokud se použije na HDPE složky struktury. Tímto efektem je viditelně vroubkovaný vzhled, přičemž vroubky jsou paralelní s příčným směrem orientace. Při malém zvětšení bude na každém čtverečném centimetru HDPE fólie patrných 5 až 30 diskontinuálně vlnících se rýh, které jsou obecně paralelní se směrem orientace. Tento efekt poskytuje fólii lehce průsvitný vzhled, který má tendenci mírně rozmazávat nebo rozptylovat vzdálené objekty viděné skrz tuto fólii. Tento efekt ukazuje, že vrstvy byly zorientovány nerovnoměrně. Vysokohustotními polyethyleny vhodnými pro použití v rámci vynálezu jsou polyethyleny popsané v patentu US 4,870,122.

Pro dosažení požadovaných povrchových vlastností, které vyžadují papírové produkty podle vynálezu, lze na vícevrstvý HDPE substrátový materiál aplikovat libovolným známým způsobem, například potahováním nebo koextrudací, jednu nebo více vrstev před orientováním nebo potahováním HDPE po provedení jedné nebo obou orientačních operací.

♦ A

A A

Potahovací vrstvou může být libovolný konvenční materiál používaný pro tyto účely ve spojení s polyolefinovými fóliemi, zejména polyethylenovými fóliemi. Pro dosažení snadno stlačitelného povrchu lze, například pokud je to nezbytné polymerní pryskyřici, smísit s plnivy, vlákny, pigmenty a podobnými materiály. Kromě toho fólie neobsahující tyto přísady, které jsou popsány v patentu US 4,377,616, 4,632,869, 4,758,462 a dalších, lze laminovat do vícevrstvého HDPE substrátu, čímž se dosáhne toho, že se vlastnosti těchto struktur přenesou na fólie podle vynálezu.

Vrstvy (a) a (b) obsahující HDPE, které jsou popsány výše, mohou dále obsahovat kopolymerní polypropylenové povrchové vrstvy, například ethylenpropylen-l-butenový terpolymer, nanesený na alespoň jedné straně vrstev, výhodně jak na vnitřní, tak na vnější straně těchto vrstev. U zvláště výhodného provedení mohou samotné povrchové vrstvy obsahovat složku, která je podobná složkám přítomným v adhezivní pryskyřici použité na laminování vrstev (a) a (b). U zvláště výhodného provedení může nízkohustotní polyethylen (LDPE) tvořit 10 až 20 hm. % povrchových vrstev, přičemž zbývající procenta představuje kopolymerní polypropylen.

Vhodnou adhezi podporující podkladovou vrstvu, která poskytuje větší adhezi mezi laminovanými povrchy, např. polymery zvolenými ze skupiny zahrnující polyethylenimid, epoxysloučeninu, polyurethan a akrylovou sloučeninu, lze vložit mezi kopolymerové polypropylenové povrchové vrstvy (na vnitřních stranách (a) a (b)) a laminovací adhezivní pryskyřici. Základové kompozice jsou popsány v patentu US 4,447,494 a 4,681,803.

• · · • · ·· ·· ·· ·* *·· · · · · · • · ··· · · · · • · · ··· · · · ··· · ··· · · ·· »· »· · ·· · · ·

Rovněž je zřejmé, že zmíněný substrát lze před nebo po laminováni vytlačovat, barvit, potiskovat, dekorativně upravovat nebo jiným dalším způsobem upravovat, přičemž tyto úpravy se provádí na vnitřním nebo vnějším povrchu laminovaných vrstev tak, aby například bankovce poskytly vizuální a/nebo dotykovou identifikační povahu a informovaly například o její hodnotě.

Laminovací techniky, které lze použít v rámci vynálezu, jsou v daném oboru známé a zahrnují adhezivní spojování nebo cementování, například laminování pomocí adhezivních pryskyřic, výhodně pomocí transparentních činidel; rozpouštědlové spojování, při kterém se na povrchy, které mají být vzájemně spojeny nastříká rozpouštědlové mlha; tepelné laminování tepelným spojováním, při kterém se termoplastické fólie podrobí válení nebo lisování za horka; laminování odléváním, při kterém se jedna vrstva odlije na druhou a druhá vrstva tvoří podklad neboli substrát; nebo vytlačováním protahováním, například na kalandrech.

Pokud se do substrátu zabuduje ochranný prvek, např. opticky proměnný prvek, může být přiložen v pouzdrech přichycených k substrátu. Na druhé straně mohou být opticky proměnné prvky zabudovány do jedné nebo obou vrstev laminovaného substrátu nebo mezi tyto vrstvy, přičemž není nutné zabudovávat fyzicky diskrétní prvek v průhledném vaku, vytvořeném mezi vrstvami.

V rámci vynálezu lze použít libovolné vhodné ochranné prvky, například prvek zvolený ze skupiny zahrnující opticky proměnlivé zařízení, magnetické zařízení, elektronické zařízení a zařízení obsahující prvek vzácné ·· ·· ·· »· ·· ·· · 9 9 9 9 9 9 · • ·♦· · · · · · ··

9 9 9 9 9 9 9 999 9 · • · · 9 9 9 9 9 9

99 9999 99 99 ·· zeminy, přičemž zvláště výhodné je opticky proměnlivé zařízení.

Výraz „opticky proměnlivý, jak je použit v popisu přihlášky vynálezu, označuje libovolné zařízení, které umožňuje měnit vzhled reverzibilním, předvídatelným a reprodukovatelným způsobem. Vzhled tohoto zařízení lze měnit, například v důsledku působení tělního tepla nebo manuálního tlaku, změny úhlu pohledu a světelných podmínek, za kterých nahlížení probíhá. Typy zařízení, kterých se vynález týká, jsou: difrakční mřížky, kapalné krystaly, vzory moire a podobné vzory produkované příčným mřížkováním, případně se současně zabudovanými refrakčními, čočkovými a transparentními mřížkami, například Fresnelovy čočky, odsazené částečně odrážející a částečně transparentní potahové vrstvy poskytující proměnlivé interferenční vzory apod., dvojlomné nebo polarizační vrstvy nebo zónové destičky.

Opticky aktivní zařízení této povahy jsou zpravidla snadno rozpoznatelná odborníky v daném oboru a jejich reprodukování fotografickými nebo tiskařskými technikami je extrémně složité. Navíc produkce některého z těchto zařízeni reprodukovatelným způsobem a zabudování tohoto zařízení do plastického laminátu, které je popsáno v rámci vynálezu, pravděpodobně přesahuje technické možnosti velké většiny případných padělatelů. V případě papíru podobného produktu, například bankovky, je samozřejmě výhodné, pokud by mělo opticky proměnlivé zařízení, jako takové, formu pružné a tenké fólie. Pro tato zařízení je rovněž výhodné, pokud jsou slučitelná s plastickým materiálem, použitým pro výrobu laminátů. V tomto případě usnadňují spojení a zmírňují reakční změny probíhající v průběhu času.

• · ··· · · · • ·· · · · · · • · · · · · · • · · · ·· · · · ·

Jednu výhodnou formu opticky proměnlivého zařízeni podle vynálezu může tvořit refrakčně difrakční mřížka, tvořená metalizovanou termoplastickou fólií, do které je vytlačen difrakční vzor. Aby se možnému padělateli zabránilo v přístupu k vytlačenému vzoru v případě nezákonného padělatelství, je výhodné podle vynálezu jednu stranu metalizované fólie opatřit vrstvou termoplastického materiálu, která má podobnou rozpustnost jako kovová vrstva, čímž se maximálně znesnadní separace tohoto ochranného zařízení leptací technikou. Dalším výhodným zařízením je vzor moire vytvořený fotografickým reprodukováním jemných čárkových nebo tečkových vzorů na obou stranách tenké fólie. Vzájemné rozestupy jednotlivých teček a čárek mohou být v tomto případě tak těsné, že znemožňují přesnou reprodukci vzoru pomocí tiskařských technik, přičemž tento vzor je patrný teprve po velkém zvětšení. Unikátní difrakce a vzory moire jsou v mnoha případech výhodnými ochrannými prvky pro bankovky. Pro jejich vytvoření se používají počítačové a fotoredukční metody.

Při výrobě bankovek s nízkou nominální hodnotou lze vhodnou úroveň ochrany proti padělání získat pouhým zabudováním čirého „okénka do bankovky. Jak již bylo uvedeno výše, toto okénko by mělo scanneru nebo kopírce znemožnit kopírování. Kromě toho lze do bankovky zabudovat další ochranné prvky nebo zařízení, včetně reverzního tisku znaků, které chrání ochranné prvky a tisk.

Zjistilo se, že fólie, které jsou podobné fóliím podle vynálezu, ale „příčně orientované se mohou při teplotách vyšších než 66°C kroutit. Takto příčně zesíťované fólie jsou podobné fóliím podle vynálezu s tou výjimkou, že druhá

• · • ··· vrstva je na fóliový podklad nalaminována tak, že první (hlavni) směr orientace druhé vrstvy je v podstatě kolmý k prvnímu (hlavnímu) směru orientace první vrstvy. Dá se předpokládat, že toto kroucení způsobuje nestejnoměrné smršťování při vysokých teplotách v podélném a příčném směru jednotlivých vrstev. K dalšímu kroucení může docházet v případě, kdy mají potahové nebo povrchové vrstvy, nanesené na jednotlivé vrstvy laminátu, jiné kontrakční koeficienty než HDPE složka vrstev laminátu. Této nestejnoměrné kontrakci a s ní spojenému kroucení lze zabránit vyrovnáním celkového smršťování jedné vrstvy jejím přilaminováním k druhé vrstvě, která je identická s první vrstvou a která představuje zrcadlový obraz první vrstvy.

Jinými slovy, jedna polovina vrstvené fóliové struktury je zrcadlovým obrazem druhé, přičemž rovina symetrie vede podél horizontální středové linie průřezu vrstvené fóliové struktury. Tímto způsobem se získá vrstvená fóliová struktura se symetrickým průřezem. Mezi tyto fólie lze zařadit například fólie s ΑΒΆ, ABBA, ABCCBA a ABCDCBA konstrukcemi, u kterých každé písmeno reprezentuje tenkou fólii, povrchovou vrstvu, potahovou vrstvu nebo adhezivní vrstvu. Taková vrstvená fóliová struktura se symetrickým průřezem je nutně „paralelně orientovanou strukturou, tj . hlavní směr orientace první vrstvy je paralelní s hlavním směrem orientace druhé vrstvy, aby se splnily požadavky na zrcadlový obraz. Tato konstrukce poskytuje symetrickou strukturu, u které opačně působící smršťující síly působí určitou měrou proti sobě. Nicméně taková dvouvrstvá paralelní konstrukce může mít v jednom směru, např. v podélném směru, pokud se použijí dvě fólie orientované v příčném směru, slabší odolnost proti přetržení.

• · • · • · • ·· · · · · · • · · · · ·· * · · · ···· · • · · · · · ·· ···· ·· ·· nízkohustotní orientované v • · · • · ··· • · · · 4 » · · · ·· ··

Nyní se ukázalo, že použiti lineární polyethylenové (LLDPE) laminovací pryskyřice hlavním směru orientace, který je v podstatě kolmý k hlavnímu směru orientace vrstev které váže, podstatně snižuje náchylnost k trhání. Laminovací pryskyřici, jako takovou, lze podrobit v průběhu laminování orientování, výhodně potom, co pryskyřice alespoň částečně nebo zcela ztuhla, přičemž orientování se výhodně provádí v podélném směru. Pryskyřice se protahuje (orientuje) l,5krát až lOkrát, výhodně 4krát až 6krát, což odpovídá celkovému protažení laminovací adhezivní pryskyřice o více než 10 %, výhodně o více než 20 %, např. 75 %.

Zjistilo se, že pokud se zvýší molekulová hmotnost použité laminovací adhezivní pryskyřice, například pokud se použije LLDPE s vyšší molekulovou hmotností, potom se účinky orientování, které jsou výsledkem laminovacího postupu zvýší, což se projeví ve zvýšení odolnosti vícevrstvé fólie proti roztržení jak v podélném, tak příčném směru, a zachová se daná úroveň odolnosti proti kroucení.

U jednoho zvláště výhodného provedení vynálezu má samotná extrudovaná laminační adhezivní pryskyřice konstrukci ABA, tj. pryskyřice má jádro tvořené LLDPE (B vrstva), a vnější nebo-li povrchové vrstvy tvořené LDPE (A vrstvy). ABA konstrukce je pro laminační pryskyřici výhodná, protože A vrstvy poskytnou vysoce pevný spoj mezi laminační adhezivní pryskyřicí a orientovanými HDPE vrstvami, zatímco jádro (B vrstva) tvořené sloučeninou s vyšší molekulovou hmotností poskytuje odolnost proti přetržení v příčném směru, která je výsledkem orientace v podélném směru v průběhu laminování. Laminační adhezivní • · pryskyřice obsahující výlučně LDPE vrstvy může poskytnout pevnost spoje v rozmezí od 120 do 315 g/cm v případě vrstev neopatřených základovou vrstvou a v rozmezí od 236 do 551 g/cm v případě HDPE vrstev opatřených základovou vrstvou. Produkty s takovou pevností spoje se velmi náročně delaminují, takže se snižuje možnost poškození ochranného prvku umístěného mezi HDPE vrstvami. Použití ABA laminační adhezivní pryskyřice poskytuje podobné pevnosti spoje a současně zvyšuje alespoň dvakrát odolnost proti přetržení v příčném směru.

V následujících příkladech, které ilustrují vynález je třeba všechny díly, není-li stanoveno jinak, považovat za hmotnostní díly.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Tento příklad demonstruje přípravu vícevrstvého fóliového substrátu podle vynálezu, který je vhodný pro přípravu bankovek, majících vysokou pevnost při ohýbání.

Vícevrstvý orientovaný fóliový substrát mající konečnou tloušťku 0,03 mm se připravil koextrudací HDPE s kopolymerními polypropylenovými povrchovými vrstvami na obou stranách za vzniku první vrstvy (aj . Použitou HDPE pryskyřicí byl produkt Oxychem M-6211 od společnosti Occidental Chemical Corporation, Dallas, Texas, mající hustotu 0,96 g/cm³ a tavný index 1,0. Kopolymerní polypropylenové povrchové vrstvy jsou z 90 % tvořeny ethylenpropylen-l-butenovým terpolymerem Chisso 7510 od společnosti Chisso Corporation of Japan, a z 10 % (5 % na

každé straně) nizkohustotnim polyethylenem Mobil LKA-753 od společnosti Mobil Chemical Co., Norwalk, Connecticut. HDPE pryskyřice tvořila 90 % výsledné fóliové vrstvy (a), zatímco povrchové vrstvy tvořily 10 % (5 % na každé straně). Následně se vytvořila druhá fóliová vrstva (b) , která je identická s vrstvou (a). Obě tyto fólie (a) a (b) se následně dloužily (orientovaly) l,4krát v podélném směru, přibližně při 115°C a 6krát až 12krát, například lOkrát v příčném směru, přibližně při 115 až 140°C v napínacím rámu.

Kopolymerní povrchové vrstvy na vnitřní straně orientovaných vrstev (a) a (b) se následně potáhly polyethyleniminovou (PEI) základovou vrstvou za vzniku čirých OHD fólií, majících tloušťku 0,03 mm.

Na fólii (a) lze umístit opticky proměnlivá zařízení v předem stanovených vzdálenostech od sebe tak, aby se nacházely vždy na stejném místě bankovek připravených z této fólie.

Fólie (a) a (b) se laminovaly pomocí laminační adhezivní LDPE pryskyřice Chevron 1017 od společnosti Chevron Chemical Co., Houston, Texas. Laminační adhezivní pryskyřice se dloužila v podélném směru během samotného laminačního kroku, čímž se zvýšila odolnost proti přetržení v příčném směru (TD) . Laminace se prováděla běžnými technikami, které poskytnou vícevrstvý fóliový substrát mající tloušťku přibližně 0,076 mm, přičemž tloušťka samotné laminační adhezivní pryskyřice je 0,018 mm.

Výsledný substrát byl v podstatě čirý a jeho fyzikální vlastnosti jsou shrnuty v níže uvedené tabulce.

• · • ·

- 18 —

Substrát se následně potiskl hlubotiskovou technikou.

Hlubotisk se prováděl tak, že se inkoust nebo potahová vrstva aplikovaly tak, aby nedošlo k překrytí opticky proměnlivého prvku zapouzdřeného uvnitř substrátu, tj. aby se získalo čiré okénko, pod kterým bude ležet opticky proměnlivé zařízení, které tak bude viditelné z obou stran

substrátu.	Hlubotiskem potištěný substrát má tloušťku
0,09 mm a	po potištění ho lze svinout do role nebo

navrstvit a rozřezat tak, aby poskytl listy připravené pro tisk o rozměrech 32,5 x 32,5 cm, které se následně balí po 5 000 listech. Tento produkt vykazuje dobrou pevnost při ohýbání, odolnost proti roztržení v obou směrech, umožňuje rychlé potištění a lepší rozlišení při menším množství použitého inkoustu než bankovkové papírové substráty. Kromě toho tento produkt nemá tendenci se za vysokých skladovacích teplot kroutit (82,2°C po dobu 24 hodin). Tyto výhodné vlastnosti umožňují tomuto produktu nahradit běžné papírové substráty, používané při tištění bankovek.

Tento produkt se rovněž obtížně delaminuje díky vysoké pevnosti spoje mezi vrstvami (a) a (b) a chrání tak opticky proměnlivý prvek před padělateli.

Příklad 2

V tomto příkladu se opakuje postup z příkladu 1 s tou výjimkou, že jako laminační adhezivní pryskyřice byla použita LLDPE laminační adhezivní pryskyřice Dowlex 3101 od společnosti Dow Chemical Co., of Midland, Michigan. Vlastnosti výsledného substrátu jsou shrnuty v níže uvedené tabulce. Použití LLDPE s vysokou molekulovou hmotností jako adhezivní pryskyřice v příkladu 2 vede ke zvýšení pevnosti při přetržení v příčném směru.

···

Příklad 3

V tomto příkladu se opakuje postup z příkladu 1 s tou výjimkou, že se jako laminační adhezivní pryskyřice použila ABA struktura, ve které A tvořil LDPE, přestavující až 20 % celkové laminační pryskyřice (10 % na stranu) a B tvořil LLDPE, představující až 80 % celkové laminační pryskyřice. Vlastnosti výsledného substrátu jsou uvedeny v níže uvedené tabulce. Použití ABA laminační adhezivní pryskyřice mezi vrstvami (a) a (b) poskytuje vysokou pevnost spoje mezi vrstvami fólií (a) a (b) , k čemuž, jak se zdá, přispívá přítomnost LDPE složek jak v laminační adhezivní pryskyřici, tak v kopolymerních povrchových vrstvách, které jsou na sebe navzájem nalaminovány. Kromě toho přítomnost snadněji orientovatelného LLDPE s vysokou molekulovou hmotností v jádru laminační adhezivní pryskyřice poskytuje vynikající pevnost při přetržení v příčném směru, což je důsledek orientování ABA laminační adhezivní pryskyřice v podélném směru.

TABULKA

		Př. 1	Př. 2	Př. 3
Tahová pevnost	MD	41,34	41, 34	41,34
(MPa)	MD	110,24	137,80	137,80
Modul	MD	365	380	380
Lepivost	MD	17	20	20
(gramy)	TD	21	24	24
Pevnost při přetržení	MD	3503,94	2480,31	3149,61
(g/mm)	TD	157,48	196,85	787,402

V závěru je třeba uvést, že výše uvedené příklady vynálezu mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát, vyznačený tím, že obsahuje první vrstvu (a) a druhou vrstvu (b), které mohou být identické nebo odlišné, přičemž každá z nich obsahuje alespoň 50 hm. % vysokohustotního polyethylenu majícího hustotu alespoň 0,94 g/cm³ a každá z nich je orientována v alespoň prvním směru do stupně, který je alespoň třikrát vyšší než stupeň orientace ve druhém směru, který je v podstatě kolmý na první směr; přičemž vrstva (b) je nalaminována na vrstvu (a) tak, že první směr orientace vrstvy (b) je v podstatě paralelní s prvním směrem orientace vrstvy (a).
2. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle nároku 1, vyznačený tím, že jak vrstva (a), tak vrstva (b) dále obsahuje propylenovou kopolymerní povrchovou vrstvu alespoň na jedné své straně.
3. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle nárďku

2, vyznačený tím, že jak vrstva (a), tak

vrstva (b) dále obsahuje propylenovou kopolymerní povrchovou vrstvu na obou svých stranách. 4. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle některého z nároků 1 až 3, v y z n a č e n ý tím,

že propylenové kopolymerni povrchové vrstvy obsahuji 10 až

20 hm. % LDPE.
5. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že vrstva (b) je nalaminovaná na vrstvu (a) laminováním za tepla.
6. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle některého z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že uvedený vícevrstvý fóliový substrát dále obsahuje (c) laminační adhezivní pryskyřici uspořádanou mezi vnitřními stranami vrstvy (a) a vrstvy (b).
7. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle nároku 6, vyznačený tím, že uvedená laminační adhezivní pryskyřice obsahuje nízkohustotní polyethylen (LDPE) a/nebo lineární nízkohustotní polyethylen (LLDPE).
8. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle nároku 6a 7, vyznačený t ím, že je mezi propylenovými kopolymerovými povrchovými vrstvami na vnitřních stranách vrstvy (a) a (b) a laminační adhezivní pryskyřici vložena základová vrstva.
9. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle nároku 6, 7 nebo 8, vyznačený tím, že (c) představuje ΑΒΑ konstrukce obsahující jádro B tvořené LLDPE a vrstvy A tvořené LDPE.
10. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle některého z předcházejících nároků 6, 7, 8 nebo 9, vyznačený tím, že uvedená laminační adhezivní kompozice obsahuje orientovatelnou složku, která je orientována v podélném směru, což vede k tomu, že uvedená pryskyřice je orientována ve směru v podstatě kolmém ke směru orientace uvedené první a druhé vrstvy.
11. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že uvedený první směr je příčným směrem (TD) a druhý směr je podélným směrem (MD).
12. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že dále obsahuje (d) ochranné zařízení umístěné mezi vrstvou (a) a (b).
13. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle nároku 12, vyznačený tím, že (d) je vložen mezi základními potahovými vrstvami na vnitřních stranách vrstvy (a) a (b) .
14. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle nároku 13, vyznačený tím, že (d) obsahuje alespoň jedno ochranné zařízení zvolené ze skupiny zahrnující opticky proměnlivé zařízení (OVD), magnetické zařízení, elektronické zařízení nebo zařízení obsahující prvek vzácné zeminy.
15. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle nároku 14, vyznačený tím, že (d) obsahuje OVD zvolené ze skupiny zahrnující difrakční mřížku, kapalný krystal, vzor moire generovaný křížovými mřížkami případně s navrstvenými refrakčními, čočkovými a transparentními mřížkami, odsazenou částečně refrakční a částečně transparentní potahovou vrstvou poskytující proměnlivé interferenční vzory, dvoulomovou nebo polární vrstvu nebo pásmovou desku.
16. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle nároku 15, vyznačený tím, že OVD obsahuje refrakčně-difrakční mřížku obsahuj ící metalizovanou termoplastickou fólii zatlačenou difrakčním vzorem.
17. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že alespoň jedna vnější strana je z vnější strany potažena zakalitelnou potahovou vrstvou.
18. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle nároku 17, vyznačený tím, že dále obsahuje čiré okénko procházející fóliovým substrátem.
19. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle nároku 18, vyznačený tím, že uvedené okénko je v zákrytu s OVD, takže umožňuje OVD, aby bylo viditelné z obou stran substrátu.
20. Laminovaný vícevrstvý fóliový substrát podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že má formu cenné listiny, například bankovky.