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Die
Erfindung betrifft Sicherheitsmerkmale, insbesondere Sicherheitsstreifen
und -fäden,
die insbesondere fluoreszierende Merkmale aufweisen, ein Verfahren
zu deren Herstellung mittels Digitaldruck und deren Verwendung
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Bei
den derzeit für
die Herstellung präziser
Schichten hauptsächlich
verwendeten Druckverfahren wie Flexo- Sieb- und Tiefdruckverfahren
müssen
bei der Herstellung von Druckvorlagen für das Druckwerkzeug für mehrfarbige
Bildelemente immer entsprechende Farbüberlappungen vorgesehen werden.
Durch diese Maßnahme
müssen
Registerverschiebungen von Rolle zu Rolle und Maschinentoleranzen
ausgeglichen werden, wobei die Maschinentoleranz die grafische Darstellung
der entsprechenden Druckform von etwa 0,2 mm übersteigt.
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Somit
sind solche mehrfarbigen grafischen Elemente nicht mehr registergenau
zu drucken.
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Ferner
werden immer mehr hochauflösende
und feine Motive gefordert, die in konventionellen Druckverfahren
von Rolle zu Rolle wegen dieser maschinenseitig vorhandenen Toleranzen
nicht realisiert werden können.
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Auch
bei Kleinserien, beispielsweise zu Demonstrationszwecken oder Promotionzwecken,
erweist sich in der Praxis die Herstellung derartiger Bahnen mit
Bildelementen, bei denen mehrfarbige, mehrschichtige und hochauflösende feine
Motive gefordert sind, durch die Verwendung eines konventionellen
Druckverfahrens als ungeeignet. Sowohl aufgrund der Ungenauigkeit
der üblichen
Druckverfahren als auch aufgrund der hohen Kosten, z.B. für die Herstellung
der Druckwerkzeuge sind diese Verfahren ungeeignet und nicht zielführend.
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Im
Digitaldruckverfahren sind derartige Toleranzen und Abweichungen
nicht mehr vorhanden, und die Motive können daher in der gewünschten
Präzision gedruckt
werden. Allerdings ist je nach verwendetem Digitaldruckverfahren
nach jeder Abzugslänge
durch die Bahnführung
im Allgemeinen ein sogenannter verfahrensbedingter Gap (Lücke) vorhanden.
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Aus
AT 412 273 B ist
ein Verfahren zur Herstellung von registergenau gedruckten Multilayeraufbauten bekannt,
wobei die Registerlänge
durch Vermessung von Registermarken ermittelt und anschließend durch Schrumpfen
oder Dehnen korrekt eingestellt wird.
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Aufgabe
der Erfindung war es daher, ein Druckverfahren bereitzustellen,
bei dem einerseits Kleinserien kostengünstig erzeugt werden können, andererseits
ein präziser
Druck bei mehrfarbigen und mehrschichtigen Motiven gewährleistet
ist.
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Gegenstand
der Erfindung sind daher mehrfarbig bzw. mehrschichtig mit Motiven
nach einer Druckvorlage ohne Farbüberlappungen im Digitaldruck
bedruckte Materialbahnen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensierung
der verfahrensbedingten Lücke
(Druckzwischenraum zwischen den Abzugslängen) an der Rapportkante der
Nullpunkt des Einzelrapports in einem druckfreien oder volldruckenden
Bereich liegt.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
mehrfarbig mit Motiven bedruckter Materialbahnen, dadurch gekennzeichnet,
dass für
den Digitaldruck eine Druckvorlage ohne Farbüberlappungen hergestellt wird
und zur Kompensierung der verfahrensbedingten Lücke (d.h. des Druckzwischenraums
zwischen den Abzugslängen)
an der Rapportkante der Nullpunkt des Einzelrapports in einen druckfreien
oder volldruckenden Bereich gelegt wird.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist Verwendung der Materialbahnen
als Sicherheitselemente.
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Als
Materialbahnen kommen beispielsweise Trägerfolien vorzugsweise flexible
Kunststofffolien, beispielsweise aus PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK,
PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS,
PVC in Frage. Die Trägerfolien
weisen vorzugsweise eine Dicke von 5-700 μm, bevorzugt 8-200 μm, besonders
bevorzugt 12-50 μm
auf.
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Ferner
können
als Trägersubstrat
auch Metallfolien, beispielsweise Al-, Cu-, Sn-, Ni-, Fe- oder Edelstahlfolien
mit einer Dicke von 5-200 μm,
vorzugsweise 10 bis 80 μm,
besonders bevorzugt 20-50 μm
dienen. Die Folien können
auch oberflächenbehandelt,
beschichtet oder kaschiert beispielsweise mit Kunststoffen oder
lackiert sein.
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Ferner
können
als Trägersubstrate
auch Papier oder Verbunde mit Papier, beispielsweise Verbunde mit
Kunststoffen mit einem Flächengewicht
von 20-500 g/m2, vorzugsweise 40-200 g/m2 verwendet werden.
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Ferner
können
als Trägersubstrate
Gewebe oder Vliese, wie Endlosfaservliese, Stapelfaservliese und dergleichen,
die gegebenenfalls vernadelt oder kalandriert sein können, verwendet
werden. Vorzugsweise bestehen solche Gewebe oder Vliese aus Kunststoffen,
wie PP, PET, PA, PPS und dergleichen, es können aber auch Gewebe oder
Vliese aus natürlichen,
gegebenenfalls behandelten Fasern, wie Viskosefasern eingesetzt werden.
Die eingesetzten Vliese oder Gewebe weisen ein Flächengewicht
von etwa 20 g/m2 bis 500 g/m2 auf. Gegebenenfalls
müssen
die Vliese oder Gewebe oberflächenbehandelt
werden.
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Die
Trägersubstrate
können
zusätzlich
eine Lackschicht aufweisen, die unstrukturiert oder strukturiert, beispielsweise
geprägt
sein kann. Die Lackschicht kann beispielsweise eine releasefähige Transferlackschicht sein,
sie kann durch Strahlung, beispielsweise UV-Strahlung vernetzt oder
vernetzbar sein und kratzfest und/oder antistatisch ausgerüstet sein.
Geeignet sind sowohl wässrige
als auch feste Lacksysteme, insbesondere auch Lacksysteme auf Basis
Polyester-Acrylat oder Epoxyacrylat.
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Die
Druckvorlage für
den Digitaldruck wird mit einer maximalen Auflösung von mindestens 600 dpi
für hochauflösende Motive
generiert. Eine Obergrenze ist bei der Auflösung nicht gegeben, besonders
wirtschaftlich sind Auflösungen
von vorzugsweise 2000-2700 dpi.
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Durch
einen Digitaldruckvorgang, bei dem beispielsweise alle Farben auf
einem Gummituch gesammelt werden und anschließend in einem Verfahrensgang
auf einmal auf die Materialbahn übertragen
werden, kann die Druckvorlage bzw. das Druckfile ohne Farbüberlappungen
umgesetzt werden.
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Insbesondere
beim Drucken von fluoreszierenden Farben ist die Farbreinheit, der
einzelnen Bereiche eines Motivs, die durch dieses Verfahren gewährleistet
wird, von entscheidender Bedeutung für seine Präzision.
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Zur
Vermeidung der verfahrensbedingten Lücke an der Rapportkante wird
erfindungsgemäß der Nullpunkt
bei der Generierung der Druckvorlage der Einzelrapporte in einen
druckfreien bzw. in einen volldruckenden Bereich gelegt. Bevorzugt
wird der Nullpunkt in den druckfreien Raum, falls vorhanden, gelegt,
falls nicht, in den volldruckenden Bereich, keinesfalls aber in
den Bereich, in dem Muster, Buchstaben, Ziffern, Zahlen etc. vorhanden
sind.
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Beim
eigentlichen Druckvorgang wird allerdings wieder das tatsächliche
Rapportmaß in
der Druckmaschine programmiert. Dabei ist der Einzelrapport dann
immer länger
als die Abzugslänge.
Dadurch werden die verfahrensbedingten Lücken durch genauen Anschluss
der einzelnen Druckbereiche der Farben vermieden.
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Auf
diese Weise können
hochauflösende
Motive mit einer Mindestbreite bzw. einer Mindestlänge bis zu
0,03 mm dargestellt und mit allen für Digitaldruck geeigneten bekannten
Farb- oder Lacksystemen gedruckt werden.
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Geeignet
sind beispielsweise die in
US
4,794,651 ,
US 4,842,
974 ,
US 5,047,306 ,
US 5,047,307 ,
US 5,192,638 ,
US 5,208,130 ,
US 5,225,306 ,
US 5,264,313 ,
US 5,266,435 ,
US 5,283,593 ,
US 5,300,390 ,
US 5,346,796 ,
US 5,407,771 ,
US 5,554,476 ,
US 5,655,194 ,
US 5,792,584 oder
US 5,923,929 beschriebenen Zusammensetzungen.
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Die
Zusammensetzung der einzelnen Farb- und Lackschichten kann nach
verwendetem Digitaldruckverfahren und nach deren Aufgabe variieren,
also ob die einzelnen Schichten ausschließlich Dekorationszwecken dienen
oder eine funktionelle Schicht darstellen sollen oder ob die Schicht
sowohl eine Dekorations- als auch eine Funktionsschicht sein soll.
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Die
zu druckenden Schichten können
je nach verwendetem Digitaldruckverfahren auch pigmentiert oder
nicht pigmentiert sein. Als Pigmente können alle bekannten Pigmente,
beispielsweise Pigmente auf anorganischer Basis, wie Titandioxid,
Zinksulfid, Kaolin, Bariumsulfat, ATO (Antimon-Zinnoxid), FTO (Eisen-Zinnoxid),
ITO (Indium-Zonnoxid), Aluminium, Chrom- und Siliciumoxide, oder
Pigmente auf organischer Basis, wie Phthalocyaninblau, i-Indolidingelb
oder Dioxazinviolett als auch farbige und/oder verkapselte Pigmente
in chemisch, physikalisch oder reaktiv trocknenden Bindemittelsystemen
verwendet werden. Als Farbstoffe kommen beispielsweise 1,1- oder
1,2-Chrom-Cobalt-Komplexe in Frage. Dabei sind je nach verwendetem
Digitaldruckverfahren lösungsmittelhaltige
Farben- und/oder Lacksysteme, wässrige
und auch lösungsmittelfreie
Lacksysteme verwendbar.
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Als
Bindemittel kommen verschiedene natürliche oder synthetische Bindemittel
in Frage.
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Die
funktionellen Schichten beispielsweise können bestimmte elektrische,
magnetische, chemische, physikalische und auch optische Eigenschaften
aufweisen.
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Zur
Einstellung elektrischer Eigenschaften, beispielsweise Leitfähigkeit
können
beispielsweise Graphit, Ruß,
leitfähige
organische oder anorganische Polymere. Metallpigmente (beispielsweise
Kupfer, Aluminium, Silber, Gold, Eisen, Chrom und dergleichen),
Metalllegierungen wie Kupfer-Zink oder Kupfer-Aluminium oder auch amorphe oder kristalline
keramische Pigmente wie ITO, FTO, ATO und dergleichen zugegeben
werden. Weiters können
auch dotierte oder nicht dotierte Halbleiter wie beispielsweise
Silicium, Germanium oder Ionenleiter wie amorphe oder kristalline
Metalloxide oder Metallsulfide als Zusatz verwendet werden. Ferner können zur
Einstellung der elektrischen Eigenschaften der Schicht polare oder
teilweise polare Verbindungen, wie Tenside oder unpolare Verbindungen
wie Silikonadditive oder hygroskopische oder nicht hygroskopische Salze
verwendet oder zugesetzt werden. Ebenso können intrinsisch leitfähige organische
Polymere wie Polyanilin, Polyacetylen, Polyethylendioxythiophen
und/oder Polystyrolsulfonat zugesetzt werden.
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Zur
Einstellung der magnetischen Eigenschaften können paramagnetische, diamagnetische
und auch ferromagnetische Stoffe, wie Eisen, Nickel, Barium, und
Cobalt oder deren Verbindungen oder Salze (beispielsweise Oxide
oder Sulfide) verwendet werden. Besonders geeignet sind Fe(II)-
und Fe(III)-Oxide, Barium- bzw. Cobaltferrite oder seltene Erden.
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Die
optischen Eigenschaften der Schicht lassen sich durch sichtbare
Farben bzw. Pigmente, lumineszierende Farbstoffe bzw. Pigmente,
die im sichtbaren, im UV-Bereich oder im IR-Bereich fluoreszieren
oder phosphoreszieren, wärmeempfindliche
Farben bzw. Pigmente, Effektpigmente, wie Flüssigkristalle, Perglanz, Bronzen
und/oder Multilayer-Farbumschlagspigmente beeinflussen. Diese sind
in allen möglichen
Kombinationen einsetzbar.
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Es
können
auch verschiedene Eigenschaften durch Zufügen verschiedener oben genannter
Zusätze kombiniert
werden. So ist es möglich
angefärbte
und/oder leitfähige
Magnetpigmente zu verwenden. Dabei sind alle genannten leitfähigen Zusätze verwendbar.
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Speziell
zum Anfärben
von Magnetpigmenten lassen sich alle bekannten löslichen und nicht löslichen Farbstoffe
bzw. Pigmente verwenden. So kann beispielsweise eine braune Magnetfarbe
durch Zugabe von Metallen in ihrem Farbton metallisch, beispielsweise
silbrig eingestellt werden.
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Je
nach Digitaldruckverfahren ist auch der Druck löslicher Schichten möglich. Die
dabei verwendete Farbe bzw. der verwendete Lack muss dann in einem
Lösungsmittel,
vorzugsweise in Wasser löslich
sein, es kann jedoch auch eine in jedem beliebigen Lösungsmittel,
beispielsweise in Alkohol oder Estern lösliche Farbe verwendet werden.
Die Farbe bzw. der Lack können übliche Zusammensetzungen
auf Basis von natürlichen oder
künstlichen
Makromolekülen
sein. Die Farbe kann pigmentiert oder nicht pigmentiert sein. Als
Pigmente können
alle bekannten Pigmente verwendet werden. Besonders geeignet sind
TiO2, ZnS, Kaolin.
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Bei
Verwendung einer löslichen
(partiellen) Farbschicht kann diese gegebenenfalls nach Aufbringung einer
weiteren Schicht im erfindungsgemäßen Verfahren durch ein geeignetes
Lösungsmittel,
das auf die Zusammensetzung der Farbschicht abgestimmt ist, entfernt
werden, um Codierungen in Form von Zeichen und/oder Mustern jeder
möglichen
Art herstellen zu können,
wie beispielsweise in
DE 101
43 523 beschrieben.
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Alle
Farbstoffe und Pigmente lassen sich einzeln oder auch in Kombination
mit unterschiedlichen natürlichen
oder synthetischen Bindemitteln, wie z.B. natürliche Öle und Harze, wie Phenolformaldehyd,
Harnstoff-, Melamin-, Keton-, Aldehyd-, Epoxy-, Polyterpenharzen
verwenden. Als zusätzliche
Bindemittel können beispielsweise
Polyester, Polyvinylakohole, Polyvinylacetate, -ether, -propionate
und -chloride, Poly(methyl)acrylate, Polystyrole, Olefine, Nitrocellulose,
Polyisocyanat, Urethansysteme und andere benutzt werden.
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Da
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
hochauflösende
Motive auch in kleinen Dimensionen bis zu einer Mindestbreite bzw.
einer Mindestlänge
von etwa 0,03 mm in hoher Präzision
mit exakter Farbabgrenzung druckbar sind, ohne aufwendige Druckwerkzeuge
herzustellen, ist das erfindungsgemäße Verfahren auch ausgezeichnet
geeignet, präzise
bedruckte Materialbahnen in kleinen Losgrößen herzustellen oder bereits
bedruckte Materialbahnen ein- oder
auch beidseitig registergenau zu personalisieren. Dies kann beispielsweise
in einem Verfahren zum registergenauen Bedrucken von Materialbahnen
unter Verwendung von Registermarken und Steuerlinien, die mittels
eines Sensors abgetastet werden und anschließendes Einstellen der korrekten
Registerlänge
zwischen einer oder mehreren von einem Regelkreis, beispielsweise
einem Registerregler angesteuerten Zuggruppen erfolgen.
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Um
eine ausreichende Haftung der mittels Digitaldruck aufgebrachten
Schichten auf den zu bedruckenden Materialbahnen, insbesondere auch
auf metallischen Materialbahnen zu gewährleisten, ist im allgemeinen
die Aufbringung eines Haftvermittlers notwendig.
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Der
Haftvermittler bzw. Primer zeichnet sich dadurch aus, dass er eine
besonders gute Haftung von im Digitaldruck aufgebrachten Schichten
auf jeder Art von Trägerbahn,
aber insbesondere auf den schwierig zu bedruckenden nicht saugenden,
insbesondere metallischen, oder auf textilen Trägerbahnen gewährleistet.
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Die
Zusammensetzung für
einen Primer ist auf einer Basis von Polyamiden mit einem Schmelzbereich von
80-200°C,
besonders bevorzugt 100-200°C,
oder Polyvinylbutyral mit einem Erweichungspunkt von 60-120°C, besonders
bevorzugt 70-90°C,
aufgebaut oder aus einem Ethylen-Acrylatcopolymer mit einem Erweichungspunkt
von 60-120°C,
besonders bevorzugt 60-100°C,
ggf. in Kombination mit einem Polyamid, einem Polyvinylacetat bzw.
einem Polyester. Als Haftvermittler bei Verwendung von Kunststofffolien
können
bei Verwendung eines Primers auf Basis von Polyvinylbutyral den
Haftvermittler Organosilane zugesetzt werden.
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Ferner
enthält
die Haftvermittlerzusammensetzung bis zu 95 % eines Lösungsmittels,
beispielsweise einen C1-C8-Alkohol,
wie Ethanol, i-Propanol, Butanole oder Glykolether oder Wasser oder
Mischungen von Wasser mit einem Alkohol.
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Die
Zusammensetzung erlaubt das Bedrucken von allen nicht saugenden
Bedruckstoffen bzw. auch saugfähigen
Bedruckstoffen nach Applikation eines Primers zum Verschließen der
saugfähigen
Struktur.
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Die
erfindungsgemäß hergestellten
Materialbahnen können
als Sicherheitselemente in Datenträgern, insbesondere Wertdokumenten,
wie Ausweisen, Karten, Banknoten, als Bauelemente oder dekorative
Elemente in der Architektur und in anderen technischen Bereichen
und als Verpackungsmaterialien in der pharmazeutischen, Lebensmittel-
oder Genussmittelindustrie, oder als Elemente in der Elektro- oder
Elektronikindustrie oder für
Gebrauchsgegenstände
verwendet werden.
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Beispiel 1:
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Zusammensetzungen
für Haftvermittler
| a)
Polyamid | 5
Teile |
| i-Propanol | 95
Teile |
| b)
Polyvinylbutyral | 20
Teile |
| Ethanol | 80
Teile |
| c)
Ethylenacrylatcopolymer | 80
Teile |
| Wasser | 10
Teile |
| i-Propanol | 10
Teile |
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Beispiel 2:
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In 1 ist
eine nach dem erfindungsgemäß beschriebenen
Verfahren hergestellte Materialbahn unter Verwendung einer Metallfolie
als Trägersubstrat
dargestellt. Darin bedeuten 1 eine Fluoreszenzfarbe, 2, 3, 4 und 5 eine
gedruckte Farbe unter Verwendung einer der in der Beschreibung erwähnten für den Digitaldruck geeigneten
Farben, 6 eine weitere Fluoreszenzfarbe, 7 und 8 eine
mittels eines Drucks einer löslichen
Schicht und anschließendem
Auswaschen hergestellte Codierung in einem definierten Bereich der
Materialbahn.