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Die Erfindung betrifft ein Wertdokument, wie etwa eine Banknote, ein Ausweisdokument oder eine Urkunden, mit einem flächigen Substrat, das zumindest teilweise mit einer schmutzabweisenden Beschichtung versehen ist, um die Lebensdauer und Umlauffähigkeit zu verlängern. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Wertdokuments.
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Banknoten und andere Wertdokumente werden üblicherweise aus sogenannten Sicherheitspapieren gefertigt, die Sicherheitselemente bzw. Sicherheitsmerkmale, wie einen teilweise in das Papier eingebrachten Sicherheitsfaden, einen Folienpatch mit Beugungsstrukturen oder Brechungsstrukturen, Farbkippeffekten oder mikrooptischen Darstellungsanordnungen, oder Wasserzeichen aufweisen. Außerdem sind die Wertdokumente typischerweise bedruckt, wobei oft aufwendige Druckbilder mit technisch anspruchsvollen Druckverfahren, beispielsweise Stichtiefdruck, erzeugt werden. Ferner zeichnen sich Wertdokumente, wie beispielsweise Banknoten, auch noch durch einen teils durch das Papiersubstrat, teils durch dessen Behandlung (wie einseitige oder zweiseitige Kalandrierung bei dem Stahlstichtiefdruck) bedingten Charakter aus, nämlich ihre Griffigkeit und ihre Biegesteifigkeit und den beim Verformen und Knittern charakteristischen Klang.
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Während ihres Umlaufs werden Wertdokumente, wie Banknoten, starken Belastungen unterschiedlicher Art ausgesetzt, die ihre Umlaufdauer begrenzen. Die Umlaufdauer einer Banknote hängt wesentlich von ihrer Beanspruchung ab. Bestimmte Stückelungen werden im Handel bevorzugt benutzt und weisen damit aufgrund der stärkeren Belastung durch Umwelteinflüsse eine geringere Umlaufdauer auf. Eine Ursache für die Einschränkung der Umlaufdauer sind mechanische Beanspruchungen durch Abrieb, Falten oder Knittern. Als Hauptursache für die eingeschränkte Umlaufzeit von Banknoten gilt deren frühzeitige Verschmutzung. Da das für Banknoten bevorzugt verwendete Papier sehr porös ist, besitzt es eine große Oberfläche sowie eine hohe Oberflächenrauigkeit. Die Oberflächenrauigkeit begünstigt im Vergleich zu einer glatten Oberfläche Schmutzablagerungen im erheblichen Maße. Schmutz kann flüssig oder fest sein, und flüssiger Schmutz wiederum kann hydrophob oder hydrophil sein.
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Es besteht das Bedürfnis, Wertdokumente, und insbesondere die stark beanspruchten Banknoten, gegen Verschmutzungen und Kontaminierungen jeglicher Art zu schützen, um dadurch die Umlaufdauer zu erhöhen.
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Es wurden zahlreiche Versuche unternommen, die Umlaufdauer von Banknoten zu verlängern. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, Banknoten vollständig aus einem Kunststoffsubstrat zu fertigen (siehe z. B. die
AU 488,652 ) oder die Banknoten mit schützenden Beschichtungen auszustatten. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass durch die schützende Ausstattung möglichst keine Veränderung der wertdokumenttypischen Eigenschaften (wie Klang und Griffigkeit), keine Beeinträchtigung der Sicherheitsmerkmale und keine schädlichen Umwelteinflüsse bewirkt werden dürfen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Wertdokument anzugeben, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll das Wertdokument bevorzugt folgende Eigenschaften aufweisen:
Es soll über einen möglichst langen Zeitraum gegen feste und flüssige Verunreinigungen geschützt sein.
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Es soll gewohnte wertdokumenttypische Eigenschaften, beispielsweise den typischen Griff und Klang einer Banknote, aufweisen.
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Es soll die Ausstattung mit beliebigen Sicherheitsmerkmalen, beispielsweise taktilen Sicherheitsmerkmalen oder Wasserzeichen, zulassen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Wertdokuments bereitzustellen.
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Die Aufgaben werden durch das Wertdokument und das Verfahren zu dessen Herstellung mit den Merkmalen, wie sie in den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen angegeben sind, gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Wertdokuments, wie etwa eine Banknote, mit einem flächigen Substrat, das zumindest teilweise mit einer eine Primerschicht und eine Deckschicht aufweisenden, schmutzabweisenden Beschichtung versehen ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält:
- a) Bereitstellen eines flächigen Substrats mit einer ersten Substratoberfläche und einer zweiten Substratoberfläche;
- b) Bedrucken zumindest einer Substratoberfläche mit Zeichen und/oder Mustern;
- c) Aufbringen einer ersten Beschichtungszusammensetzung, die zur Erzeugung der Primerschicht geeignet ist, auf die bedruckte Substratoberfläche, wobei die erste Beschichtungszusammensetzung auf einem Hybridlack, der sowohl physikalisch trocknende Bestandteile als auch strahlungshärtende Bestandteile enthält, basiert;
- d) physikalisches Trocknen der ersten Beschichtungszusammensetzung und Ausbilden einer physikalisch getrockneten, strahlungshärtenden Primerschicht;
- e) Aufbringen einer zweiten Beschichtungszusammensetzung, die zur Erzeugung der Deckschicht geeignet ist, auf die physikalisch getrocknete, strahlungshärtende Primerschicht, wobei die zweite Beschichtungszusammensetzung auf einer strahlungshärtenden Zusammensetzung basiert;
- f) Strahlungshärten der physikalisch getrockneten, strahlungshärtenden Primerschicht und der auf einer strahlungshärtenden Zusammensetzung basierenden zweiten Beschichtungszusammensetzung, so dass eine strahlungsgehärtete Primerschicht und eine strahlungsgehärtete Deckschicht ausgebildet werden und die beiden Schichten an ihrer gemeinsamen Grenzfläche über strahlungsgehärtete Gruppen miteinander vernetzt sind.
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Der Schritt des Strahlungshärtens erfolgt insbesondere mittels UV-Trocknung. Das Strahlungshärten der physikalisch getrockneten, strahlungshärtenden Primerschicht und der auf einer strahlungshärtenden Zusammensetzung basierenden zweiten Beschichtungszusammensetzung erfolgt insbesondere zeitgleich, um eine ausgesprochen hohe physikalische und chemische Beständigkeit des Schichtaufbaus zu erreichen.
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Es wird bevorzugt, dass der Hybridlack der zur Erzeugung der Primerschicht geeigneten, ersten Beschichtungszusammensetzung Acrylate und/oder Polyesteracrylate und/oder Urethanacrylate und/oder Polyesterpolyurethane und/oder Polyetherpolyurethane und/oder Acryl-Styrol-Polyurethane aufweist.
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Es wird weiter bevorzugt, dass der Hybridlack der zur Erzeugung der Primerschicht geeigneten, ersten Beschichtungszusammensetzung auf einer wässrigen Dispersion, die Acrylate und reaktive Monomere und/oder reaktive Oligomere, insbesondere Acrylate und Photoinitiatoren, aufweist, beruht.
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Es wird bevorzugt, dass die strahlungshärtende Zusammensetzung der zur Erzeugung der Deckschicht geeigneten, zweiten Beschichtungszusammensetzung ein radikalisch vernetzender UV-Lack oder ein kationisch vernetzender UV-Lack ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann die physikalisch getrocknete, strahlungshärtende Primerschicht vor dem Aufbringen der zur Erzeugung der zweiten Deckschicht geeigneten, zweiten Beschichtungszusammensetzung zum Teil mit einer zusätzlichen UV-vernetzenden Druckschicht, die Zeichen und/oder Muster aufweist, versehen werden.
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Alternativ oder zusätzlich zu der vorstehend erwähnten bevorzugten Ausgestaltung kann die auf das Substrat aufgebrachte, zur Erzeugung der Deckschicht geeignete, zweite Beschichtungszusammensetzung vor dem Schritt des Strahlungshärtens zum Teil mit einer zusätzlichen UV-vernetzenden Druckschicht, die Zeichen und/oder Muster aufweist, versehen werden.
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Alternativ oder zusätzlich zu den beiden vorstehend erwähnten bevorzugten Ausgestaltungen kann die Deckschicht nach dem Schritt des Strahlungshärtens mit einer zusätzlichen, insbesondere UV-vernetzenden oder oxidativ trocknenden, Druckschicht, die Zeichen und/oder Muster aufweist, versehen werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung so durchgeführt werden, dass
das erhaltene flächige Substrat ein optisch variables Fälschungssicherungsmittel aufweist, das an seiner Oberfläche zur Erhöhung der Verschmutzungsbeständigkeit mit einem Hochglanzlack versehen ist, wobei der Hochglanzlack eine Schichtdicke in einem Bereich von 0,7 bis 1,5 μm aufweist, und
das flächige Substrat an seiner außerhalb des optisch variablen Fälschungssicherungsmittels liegenden Oberfläche zumindest teilweise mit der eine Primerschicht und eine Deckschicht aufweisenden, schmutzabweisenden Beschichtung versehen ist.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Wertdokument, wie etwa eine Banknote, das durch das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erhältlich ist.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die schmutzabweisende Beschichtung ist zweischichtig ausgebildet, wobei es in erster Linie die obere Schicht, d. h. die Deckschicht ist, die das Substrat vor physikalischen und chemischen Einflüssen schützt, während die untere Schicht (Primerschicht), d. h. die Schicht zwischen dem Substrat und der Deckschicht, in erster Linie den Kontakt zu dem Substrat herstellt und, was insbesondere bei sehr porösen Substraten sehr wichtig ist, dessen Poren schließt. Die Primerschicht dient als Haftvermittler zwischen dem Substrat (das gegebenenfalls eine Farbschicht und/oder Folienelemente aufweist) und einer oberhalb der Primerschicht angeordneten Schicht. Darüber hinaus hat die Primerschicht eine Barrierewirkung gegenüber Flüssigkeiten.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Verschmutzungsbeständigkeit eines Wertdokuments durch eine schützende Kombinationsbeschichtung, die zwei spezielle, miteinander vernetzte Schichten umfasst, wesentlich verbessert werden kann. Die Vernetzung der beiden Schichten an ihrer gemeinsamen Grenzfläche bewirkt eine hohe Haftung zwischen den Schichten und damit eine hohe Abriebbeständigkeit der Beschichtung.
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Vorteilhafterweise sind beide Oberflächen des flächigen Substrats mit einer derartigen Beschichtung versehen, wobei die Beschichtungen an den beiden Oberflächen gleich oder verschieden sein können. Vorteilhafterweise bedecken die Beschichtungen die Oberflächen auch jeweils vollflächig, wobei es natürlich grundsätzlich auch möglich ist, die Substrate an nur einer Oberfläche und/oder nur teilflächig zu beschichten.
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Beispielsweise ist es möglich, die schmutzabweisende, zweilagige Beschichtung aus Gründen der Kostenreduzierung nur auf einer Substratseite bzw. Substratoberfläche vorzusehen, und die andere Substratseite mit einem wasserbasierenden Lack oder einem UV-Lack (der insbesondere radikalisch oder kationisch härtend ist) auszustatten.
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Für die obere Beschichtungsschicht bzw. Deckschicht wird ein strahlungshärtender Lack, insbesondere ein UV-vernetzender Lack, verwendet. Strahlungshärtende Lacke und insbesondere UV-vernetzende Lacke zeichnen sich durch eine hohe physikalische und chemische Beständigkeit aus und sind sehr scheuerfest. Neben den guten, die Lebensdauer verlängernden Eigenschaften bieten strahlungshärtende Lacke, insbesondere UV-Lacke, auch eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Haptik eines Sicherheitspapiers gezielt zu beeinflussen. Die Einstellung der Parameter Sprödigkeit, Glanz und Glätte der Deckschicht erlaubt auf eine vielfältige Weise, direkten Einfluss auf die haptischen Eigenschaften des beschichteten Papiers, insbesondere auf dessen Glätte und Klang, zu nehmen.
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Die vorteilhaften Eigenschaften strahlungshärtender Lacke können insbesondere auch für poröse Sicherheitspapiere genutzt werden, wenn die die Porösität verursachenden Vertiefungen, Unebenheiten und Poren solcher Substrate vor der Auftragung der strahlungshärtenden Lackschicht insbesondere durch eine untere Beschichtungsschicht, nämlich die Primerschicht, zumindest teilweise oder sogar vollständig geschlossen werden.
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Die untere Beschichtungsschicht bzw. Primerschicht wird auf der Basis eines Hybridsystems gebildet. Unter dem Begriff Hybridsysteme werden in dieser Schrift Lacke verstanden, die sowohl physikalisch trocknende Bestandteile als auch strahlungshärtende Bestandteile enthalten. ”Physikalisch trocknend” bedeutet, dass die Trocknung durch Verdunsten und/oder Wegschlagen der Lösungsmittel bzw. Dispersionsmittel in das Substrat erfolgt. Besonders bevorzugt sind Dispersionslacke auf Wasserbasis. Beispiele für geeignete Primer-Zusammensetzungen sind Zusammensetzungen auf der Basis von Acrylaten, Polyesteracrylaten, Urethanacrylaten, Polyesterpolyurethanen, Polyetherpolyurethanen und Acryl-Styrol-Polyurethanen.
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Bei der Trocknung eines Hybridlacks wird erst physikalisch, beispielsweise durch Wärme, bevorzugt durch Infrarotstrahlung und/oder Heißluft, das Lösungsmittel oder das Dispersionsmittel, beispielsweise Wasser, entfernt und dann mittels Strahlung einer geeigneten Wellenlänge der strahlungshärtende Lackanteil ausgehärtet. Als Hybridlack eignen sich insbesondere wässrige Dispersionen, die Acrylate und reaktive Monomere und/oder reaktive Oligomere, insbesondere Acrylate und Photoinitiatoren, aufweisen. Die wässrige Primerschicht kann gegebenenfalls Vernetzungsmittel, z. B. Aziridin, enthalten.
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Geeignete Zusammensetzungen für die untere Beschichtungsschicht (Primerschicht) sind nachstehend anhand zweier Beispielrezepturen näher erläutert. Es handelt sich in beiden Fällen um wasserbasierte Lacke mit UV-reaktiven Komponenten. Im Beispiel B wird der Vernetzer unmittelbar vor der Verarbeitung der Beschichtungszusammensetzung hinzugefügt.
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Je nach den gewünschten rheologischen Eigenschaften können die Bestandteile in ihren Mengenverhältnissen variieren. Dies gilt insbesondere für das Bindemittel und den Wasseranteil. Beispiel A:
| Komponente | Hersteller | Funktion/chemische Bezeichnung | Gew.-% |
| Bayhydrol UV XP LS 2317 | Bayer | wasserbasierte UV-vernetzende Polyurethandispersion | 73,5 |
| Acematt TS 100 | Evonik | Mattierungsmittel auf SiO2-Basis | 5,0 |
| Dehydran 1620 | Cognis | Entschäumer | 1,0 |
| BorchiGel LW 44 | Borchers | Verdicker, Polyurethanbasis | 2,5 |
| Baysilone 3739 | Borchers | Benetzungshilfe | 0,3 |
| Irgacure 500 | BTC | Photoinitiator | 1,5 |
| Wasser | | | 16,2 |
| SUMME | 100,0 |
Beispiel B:
| Komponente | Hersteller | Funktion/chemische Bezeichnung | Gew.-% |
| Bayhydrol UV XP LS 2317 | Bayer | wasserbasierte UV-vernetzende Polyurethandispersion | 73,5 |
| Acematt TS 100 | Evonik | Mattierungsmittel auf SiO2-Basis | 2,0 |
| Dehydran 1620 | Cognis | Entschäumer | 1,0 |
| BorchiGel LW 44 | Borchers | Verdicker, Polyurethanbasis | 2,5 |
| Baysilone 3739 | Borchers | Benetzungshilfe | 0,3 |
| Irgacure 500 | BTC | Photoinitiator | 1,5 |
| Wasser | | | 19,2 |
| SUMME | 100,0 |
| Carbodilite V-02-L2 | Nisshinbo | Vernetzer; Polycarbodiimid in Wasser (wird unmittelbar vor der Verarbeitung zugesetzt) | 3,0 |
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Die obere Beschichtungsschicht, d. h. die Deckschicht, wird bevorzugt aus (insbesondere wasserfreien) Lacksystemen gebildet, die durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht (UV-Licht) vernetzen. Bevorzugt kommen radikalisch vernetzende UV-Lacke infrage. Radikalisch vernetzende Zusammensetzungen basieren beispielsweise auf Acrylsäureestern. Es versteht sich, dass jeweils geeignete Photoinitatoren enthalten sein müssen, und dass die Zusammensetzungen die üblichen Hilfsmittel enthalten können, die einem Fachmann bekannt sind. Es wird bevorzugt, dass die Deckschicht zur Verbesserung der schmutzabweisenden Eigenschaften zusätzlich Silikonharze und/oder Wachse aufweist.
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Eine geeignete Zusammensetzung für die obere Beschichtungsschicht (Deckschicht) wird nachstehend anhand einer Beispielrezeptur näher erläutert. Es handelt sich dabei um einen radikalisch härtenden UV-Lack.
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Je nach den gewünschten rheologischen Eigenschaften, den Glanzgrad und der Elastizität können die Bestandteile in ihren Mengenverhältnissen und der Qualität variieren. Beispiel C:
| Komponente | Hersteller | Funktion/chemische Bezeichnung | Gew.-% |
| Laromer PE 55 F | BASF | Polyesteracrylat | 24,5 |
| Ebecryl 83 | Cytec | Amin mod. Polyesteracrylat | 20,0 |
| Laromer TPGDA | BASF | UV-Verdünner, Tripropylenglycoldiacrylat | 12,0 |
| Laromer HDDA | BASF | UV-Verdünner | 12,3 |
| Tego Dispers 655 | Evonik | Netz- und Dispergieradditiv | 2,0 |
| Calciumcaronat | OMYA | Mattierungsmittel | 20,0 |
| Ebecryl P 116 | Cytec | Katalysator | 4,0 |
| Tego Rad 2300 | Evonik | Benetzungsmittel | 1,0 |
| Tego Airex 920 | Evonik | Entschäumer | 1,0 |
| Irgacure 1173 | BASF | Photoinitiator | 3,0 |
| Irgacure 819 | BASF | Photoinitiator | 0,2 |
| SUMME | 100 |
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Alternativ kann die Deckschicht auch von einem Hybridsystem gebildet werden, wobei grundsätzlich ähnliche Hybridsysteme geeignet sind, die oben für die Primerschicht genannt wurden. Während für die Primerschicht der Anteil physikalisch trocknender Bestandteile überwiegen sollte, sollte in den Hybridsystemen für die Deckschicht der Anteil strahlungshärtender Bestandteile überwiegen. Besonders bevorzugt für die Herstellung der Deckschicht ist eine Präparation reaktiver Kunstharze, die im Wesentlichen verschiedene Acrylate enthält.
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Es versteht sich, dass sämtliche Beschichtungszusammensetzungen, beispielsweise die Beschichtungszusammensetzungen für die obere Beschichtungsschicht (Deckschicht) und die untere Beschichtungsschicht (Primerschicht), die üblichen Hilfsstoffe enthalten können. Übliche Hilfsstoffe sind beispielsweise Koaleszenzmittel, Verlaufmittel, Benetzungsmittel, Entschäumungsmittel, Viskositäts-Modifizierungsmittel, Dispergier-Hilfsmittel und Verdünnungsmittel. Auch bevorzugt visuell nicht erkennbare Merkmalsstoffe, wie beispielsweise Lumineszenzstoffe, können in den Zusammensetzungen enthalten sein.
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Es ist zweckmäßig, das Substrat vor der Auftragung der schmutzabweisenden Beschichtung bereits mit Zeichen und/oder Mustern zu bedrucken. Aus Arbeitsschutzgründen und angesichts des einfachen Handlings ist es von Vorteil, die schmutzabweisende, zweilagige Beschichtung im Sinne einer Inline-Lackierung zu applizieren. Auf diese Weise können durch unvernetzte, UV-reaktive Gruppen verursachte Hautirritationen vermieden werden. Eine zeitlich zu große Verzögerung (insbesondere eine Zeitspanne von mehreren Stunden oder Tagen) zwischen dem Applizieren der zur Erzeugung der Primerschicht geeigneten ersten Beschichtungszusammensetzung und dem Applizieren der zur Erzeugung der Deckschicht geeigneten zweiten Beschichtungszusammensetzung könnte zum Vorvernetzen der UV-reaktiven Bestandteile in der Primerschicht infolge von Wärme und Licht führen und sollte daher vermieden werden. Es ist zweckmäßig, dass das Auftragen der Beschichtungszusammensetzungen für die Primerschicht und die Deckschicht in einem Prozessschritt mit Zwischentrocknung erfolgt. Dabei wird die zur Erzeugung der Primerschicht geeignete Beschichtungszusammensetzung zunächst physikalisch getrocknet (ohne dass die darin enthaltenen strahlungshärtenden Bestandteile vernetzt werden), bevor die zur Erzeugung der Deckschicht geeignete Beschichtungszusammensetzung aufgebracht wird. Zur Unterstützung der physikalischen Trocknung kann insbesondere ein Heißluftgebläse und/oder ein Infrarotstrahler vorgesehen werden.
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Oberhalb des Substrats und unterhalb der unteren Schicht (Primerschicht) können weitere Schichten vorhanden sein. Beispielsweise kann die insbesondere Zeichen und/oder Muster aufweisende Druckschicht auf einer Farbannahmeschicht aufgebracht sein, wobei sich die Farbannahmeschicht oberhalb des Substrats und unterhalb der unteren Schicht (Primerschicht) befindet.
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Das Bereitstellen einer Farbannahmeschicht ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das Substrat ein Kunststoffsubstrat ist.
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Gemäß einer bevorzugten Variante kann die Primerschicht (insbesondere die physikalisch getrocknete, strahlungshärtende Primerschicht) vor dem Aufbringen der Deckschicht zum Teil mit einer weiteren Druckschicht, die Zeichen und/oder Muster aufweist, insbesondere einer UV-vernetzenden Druckschicht, versehen werden. Mit Bezug auf die UV-vernetzende Druckschicht eignet sich z. B. eine UV-trocknende Zifferung (z. B. die Seriennummer eines Wertdokuments). Nach Applikation der UV-vernetzenden Druckschicht auf die physikalisch getrocknete, strahlungshärtende Primerschicht erfolgt das Aufbringen der zur Herstellung der Deckschicht geeigneten strahlungshärtenden Zusammensetzung. Die Primerschicht, die UV-vernetzende Druckschicht und die Deckschicht werden danach mittels UV-Strahlung getrocknet bzw. vernetzt. Alle drei Schichten werden dabei untereinander vernetzt (im Sinne einer Vernetzung an der Grenzfläche zwischen zwei unterschiedlichen Schichten), so dass untereinander eine ausgezeichnete Haftung erzielt wird.
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Alternativ zu der vorstehend beschriebenen, bevorzugten Variante kann die besagte, weitere Druckschicht, die Zeichen und/oder Muster aufweist, insbesondere eine UV-vernetzenden Druckschicht, erst nach der Applikation der physikalisch getrockneten, strahlungshärtenden Primerschicht und nach der Applikation der zur Herstellung der Deckschicht geeigneten strahlungshärtenden Zusammensetzung als oberste Schicht auf das Substrat appliziert werden. Die Primerschicht, die Deckschicht und die UV-vernetzende Druckschicht werden danach mittels UV-Strahlung getrocknet bzw. vernetzt. Alle drei Schichten werden dabei untereinander vernetzt (im Sinne einer Vernetzung an der Grenzfläche zwischen zwei unterschiedlichen Schichten), so dass untereinander eine ausgezeichnete Haftung erzielt wird. Diese Variante eignet sich insbesondere für die Ausstattung von Wertdokumenten mit einer fortlaufenden Ziffernfolge. Alternativ kann die oberste Druckschicht erst in einem zweiten Prozess-Schritt appliziert und separat getrocknet bzw. vernetzt werden.
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Die schmutzabweisende Beschichtung ist bevorzugt transparent und farblos, insbesondere wenn ein bedrucktes Substrat möglichst gut sichtbar bleiben soll. Natürlich kann auch die Primerschicht und/oder die Deckschicht mit einer Farbtönung, mit einer Mattierung oder mit sonstigen Funktionen ausgestattet werden.
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Es ist zweckmäßig, die Beschichtungszusammensetzungen für die Primerschicht und für die Deckschicht jeweils in einer Schichtstärke bzw. -dicke in einem Bereich von 1,0 bis 4,0 μm pro Einzelbeschichtung nass auf das Substrat zu applizieren.
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Die bevorzugte Nassfilm-Schichtstärke für die Primerschicht liegt in einem Bereich von 1,3 bis 4,0 μm. Die Schichtstärke sollte an die jeweilige Substratqualität (nämlich die Rauhigkeit der jeweiligen Substratseite) angepasst werden. Die Schichtdicke sollte ausreichend sein, um im Falle poröser Substrate die unregelmäßigen Vertiefungen und Poren zumindest im Wesentlichen zu schließen.
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Die bevorzugte Nassfilm-Schichtstärke für die Deckschicht liegt einem Bereich von 1,5 bis 3,0 μm.
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Die Beschichtungszusammensetzungen für die Primerschicht und für die Deckschicht können z. B. jeweils durch das Flexodruckverfahren auf das Substrat aufgebracht werden. Im Flexodruckverfahren wird die Beschichtungsstärke unter anderem über das theoretische Schöpfvolumen der Raster- bzw. Aniloxwalze gesteuert. Das Übertragungsverhalten, d. h. die übertragene Lackmenge, ist des Weiteren von der Oberflächenspannung des Lacks, den Kapillarkräften des Substrats, der Oberflächenspannung der Druckplatte oder des Gummituchs und den rheologischen Eigenschaften (z. B. Viskosität, Elastizität) der Lacke bei der Applikation abhängig.
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Geeignete Beschichtungszusammensetzungen zur Herstellung der Primerschicht, die wasserbasierend sind und UV-reaktive Komponenten beinhalten, haben bevorzugt eine Viskosität von 25 bis 150 sec (insbesondere bevorzugt 40 bis 90 sec), gemessen mit DIN 4 Cup-Becher bei 20°C.
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Geeignete Beschichtungszusammensetzungen zur Herstellung der Deckschicht, die UV-trocknend sind, haben bevorzugt eine Viskosität von 30 bis 150 sec, gemessen mit DIN 4 Cup-Becher bei 20°C.
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Das Wertdokument-Substrat muss nicht unbedingt vollflächig, sondern kann auch teilflächig (d. h. partiell) an einer oder an beiden Oberflächen mit der schmutzabweisenden, zweilagigen Beschichtung versehen werden. Dieses Vorgehen eignet sich insbesondere dann, wenn das Wertdokument bestimmte, optisch variable Fälschungssicherungsmittel aufweist, die infolge einer möglichen Beeinträchtigung des optischen Effekts nicht mit einer solchen schmutzabweisenden Beschichtung versehen werden sollten. Zu solchen Fälschungssicherungsmitteln gehören u. a. Sicherheitselemente mit einer mikrooptischen Darstellungsanordnung mit Mikrostrukturen sowie Mikroabbildungselementen zur vergrößerten Abbildung der Mikrostrukturen, z. B. Mikrolinsen- oder Mikrohohlspiegelarrays. Sicherheitsmerkmale auf Basis von mikrooptischen Darstellungsanordnungen sind z. B. aus
EP 0 238 043 A2 ,
DE 36 09 090 A1 ,
WO 2006/087138 A1 ,
DE 10 2005 028 162 A1 ,
WO 2006/087138 A1 und
WO 2011/066991 A2 bekannt. Das optisch variable Fälschungssicherungsmittel kann z. B. in Form eines Sicherheitsstreifens, eines Sicherheitsfadens oder in Form eines Etiketts bzw. Patch vorliegen und kann für den Betrachter vollständig oder nur bereichsweise visuell erkennbar sein. Ein Beispiel für ein nur bereichsweise visuell erkennbares Fälschungssicherungsmittel ist ein Fenstersicherheitsfaden (z. B. ein Mikrolinsenfaden), der in Fensterbereichen an der Oberfläche einer Banknote hervortritt, während er in den dazwischen liegenden Stegbereichen im Inneren der Banknote eingebettet ist (siehe z. B. die
1 der
WO 2004/097112 A1 ). Es ist zweckmäßig, das Wertdokument nur an den Stellen mit der schmutzabweisenden, zweilagigen Beschichtung auszustatten, an denen kein optisch variables Fälschungssicherungsmittel angeordnet ist, und das optisch variable Fälschungssicherungsmittel zur Erhöhung der Verschmutzungsbeständigkeit mit einem dünnen, speziellen Hochglanzlack zu versehen, der den optischen Effekt des Fälschungssicherungsmittels, insbesondere den Hell-/Dunkelkontrast, die Bildschärfe und den Vergrößerungs- und Bewegungseffekt, nicht erkennbar verschlechtert. Mit Bezug auf den speziellen Hochglanzlack eignet sich z. B. ein strahlenhärtender, nach Vernetzung hochglänzender Lacks in einer geringen Schichtdicke von 0,7 bis 2 μm, bevorzugt 0,7 bis 1,5 μm. Ein solcher Lack kann aus einem UV-vernetzenden Lack erhalten werden, der keine Mattierungsmittel enthält und infolge seiner Lack-Zusammensetzung nach der Trocknung nur eine sehr geringe Streuung und damit nur eine sehr geringe Mattierung aufweist. Der Hochglanzlack kann insbesondere auf Mischungen von mono- und/oder difunktionalen monomeren Acrylaten, prepolymeren Acrylaten, und tri- und/oder tetrafunktionalen monomeren Acrylaten basieren. Als prepolymere Acrylate können z. B. Polyesteracrylate, Urethanacrylate, Acrylacrylate und/oder Methacrylacrylate, Oligoesteracrylate, Epoxyacrylate, und/oder Mischungen von zwei oder mehreren dieser prepolymeren Acrylate eingesetzt werden. Ein Beispiel für die Zusammensetzung eines Hochglanzlacks ist nachstehend aufgeführt:
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Beispiel D:
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- 61,5 Gew.-% Polyesteracrylat-Prepolymer („Laromer PE 55 F” der Fa. BASF)
- 10 Gew.-% Trimethylolpropan-Triacrylat (”Laromer TMPTA” der Fa. BASF)
- 20 Gew.-% Hexandioldiacrylat („Laromer HDDA” der Fa. BASF)
- 5 Gew.-% Photoinitiator („Darocure 1173” der Fa. CIBA)
- 3 Gew.-% Reaktives Amin-Additiv zur Beschleunigung der UV-Härtung („Ebecryl P 115”)
- 0,5 Gew.-% Entschäumer („Coatosil”)
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Der Hochglanzlack kann als Spot-Beschichtung im Flexo-, Offset- oder Hochdruckverfahren appliziert werden. Es wird bevorzugt, die Viskosität des Hochglanzlacks in einem Bereich von 30 bis 150 sec, insbesondere 30 bis 80 sec, Auslaufzeit gemäß DIN 4 CUP-Becher bei 20°C einzustellen.
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Mit Bezug auf das Wertdokument-Substrat gibt es keine speziellen Beschränkungen. Banknotenpapiere werden typischerweise aus Fasern von Einjahrespflanzen, insbesondere Baumwollfasern oder Zellstofffasern, hergestellt. Es können auch Papiere verwendet werden, die zum Teil Kunststofffasern, vorzugsweise Polyamidfasern oder Polyesterfasern, aufweisen. Als Wertdokument-Substrat eignet sich darüber hinaus ein Polymersubstrat (bzw. Kunststoffsubstrat), das eine geeignete Farbannahmeschicht aufweist. Besonders bevorzugt wird ein Baumwollpapier als Substrat verwendet. Das Flächengewicht des Substrats variiert je nach Anwendungsform. Übliche Flächengewichte liegen im Bereich von 50 g/m2 bis 100 g/m2, vorzugsweise im Bereich von 60 g/m2 bis 90 g/m2, besonders bevorzugt bei etwa 70 g/m2. Bei mehrlagigen Substraten können die einzelnen Papierlagen aus gleichen oder aus unterschiedlichen Papiersorten bestehen. Beispielsweise kann eine Papierlage ein reines Baumwollpapier sein, während eine weitere Papierlage Kunststofffasern aufweist. Des Weiteren können als das Substrat auch mehrlagige Papier/Folie-Verbunde herangezogen werden, wie etwa ein Papier/Folie/Papier-Verbund oder ein Folie/Papier/Folie-Verbund.
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Auch hinsichtlich der Art der Herstellung des Wertdokument-Substrats gibt es keine speziellen Einschränkungen. Die Herstellung erfolgt bevorzugt mittels einer Rundsiebmaschine.
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Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
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Es zeigen:
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1a–1e die einzelnen Schritt zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wertdokuments, wobei der Einfachheit halber nur die Applikation der zweilagigen, schmutzabweisenden Beschichtung auf eine Substratoberfläche gezeigt wird; und
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2 eine schematische Darstellung eines Wertdokuments, das optisch variable Fälschungssicherungsmittel, nämlich einen eingebetteten Fenstersicherheitsfaden und ein aufgeklebtes, Patchförmiges Sicherheitselement, aufweist und partiell mit der zweilagigen, schmutzabweisenden Beschichtung versehen ist.
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1a zeigt ein Wertdokument-Substrat 1 (im Beispiel Papier, bevorzugt Baumwollpapier) mit einem auf einer Substratoberfläche applizierten Druck 2 in Form von Zeichen und/oder Mustern.
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Auf das mit einer Druckschicht 2 versehene Substrat 1 wird zunächst die oben im „Beispiel A” beschriebene, wasserbasierende Beschichtungszusammensetzung 3, die zur Erzeugung einer Primerschicht geeignet ist, im Flexodruckverfahren aufgetragen (siehe 1b).
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1c zeigt den Schichtaufbau der 1b nach physikalischer Trocknung durch Heißluft. Der Wasseranteil der wasserbasierenden Beschichtungszusammensetzung 3 verdampft und wird zum Teil vom porösen Substrat 1 absorbiert, so dass die Filmdicke der physikalisch getrockneten, strahlungshärtenden Primerschicht 4 deutlich verringert ist.
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Auf das mit der physikalisch getrockneten, strahlungshärtenden Primerschicht 4 ausgestatteten Substrat 1 wird der oben im „Beispiel C” beschriebene UV-trocknende Decklack 5 appliziert (siehe 1d).
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1e zeigt den Schichtaufbau der 1d nach einer UV-Trocknung. Da der UV-trocknende Decklack 5 ein sogenanntes „100%-System” ist (d. h. 100% Festkörperanteil), kommt es bei der UV-Vernetzung nur zu einer sehr geringen Verringerung der Schichtdicke. Die UV-reaktiven Komponenten der physikalisch getrockneten, strahlungshärtenden Primerschicht 4 werden zeitgleich mit dem UV-trocknenden Decklack 5 vernetzt, so dass eine strahlungsgehärtete Primerschicht 41 und eine strahlungsgehärtete Deckschicht 51 ausgebildet werden, die an ihrer gemeinsamen Grenzfläche über strahlungsgehärtete Gruppen miteinander vernetzt sind.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Wertdokuments 6 (im vorliegenden Fall eine Banknote), das mit einem eingebetteten Fenstersicherheitsfaden 7 und einem aufgeklebten Patch-förmigen Sicherheitselement 8 versehen ist. Das Wertdokument 6 weist darüber hinaus die Denomination „100” in Form eines Wasserzeichens auf. Der Fenstersicherheitsfaden 7 (im vorliegenden Fall ein Mikrolinsenfaden) und das Sicherheitselement 8 (im vorliegenden Fall eine mikrooptische Darstellungsanordnung mit Mikrostrukturen sowie Mikrohohlspiegelarrays zur vergrößerten Abbildung der Mikrostrukturen) vermitteln dem Betrachter jeweils unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck. Der gestrichelt dargestellte Fenstersicherheitsfaden 7 tritt an den Fensterbereichen 9 an der Oberfläche des Wertdokuments 6 hervor, während er an den dazwischen liegenden Stegbereichen im Inneren des Wertdokuments 6 eingebettet ist.
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Das Patch-förmige Sicherheitselement 8 und der Fenstersicherheitsfaden 7 sind jeweils mit einem die Wahrnehmbarkeit des optisch variablen Effekts im Wesentlichen nicht beeinflussenden, verschmutzungsbeständigen Hochglanzlack versehen. Im vorliegenden Beispiel ist der Hochglanzlack ein auf der oben beschriebenen Zusammensetzung „Beispiel D” basierender UV-Lack und wird im Flexodruckverfahren oder Offsetdruckverfahren in den Bereichen 10 und II auf das Wertdokument aufgebracht. Der Hochglanzlack ist nicht registergenau oberhalb der Fälschungssicherungsmittel 7 und 8 appliziert, sondern der Lack überdeckt auch angrenzende Teile des Wertdokuments, die die Fälschungssicherungsmittel 7 und 8 umgeben und sozusagen Randbereiche für die Fälschungssicherungsmittel 7 und 8 bilden. Die Schichtdicke des Hochglanzlacks beträgt im vorliegenden Beispiel 1,5 μm.
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Das Wertdokument 6 ist außerhalb der die Fälschungssicherungsmittel 7 und 8 umgebenden Bereiche II und 10 partiell mit der schmutzabweisenden, zweilagigen Beschichtung 11 versehen. Die Beschichtung 11 besteht aus den in 1e gezeigten Schichten 41 und 51.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- AU 488652 [0005]
- EP 0238043 A2 [0048]
- DE 3609090 A1 [0048]
- WO 2006/087138 A1 [0048, 0048]
- DE 102005028162 A1 [0048]
- WO 2011/066991 A2 [0048]
- WO 2004/097112 A1 [0048]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 4 [0046]
- DIN 4 [0047]
- DIN 4 [0049]
