DE112013003009T5

DE112013003009T5 - Antistatikfilm

Info

Publication number: DE112013003009T5
Application number: DE112013003009.8T
Authority: DE
Inventors: c/o Innovia Security Pty Power Gary Fairless; c/o Innovia Security Pty Hardwick Michael Bruce
Original assignee: Innovia Secutiry Pty Ltd
Current assignee: CCL Security Pty Ltd
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2015-03-05
Also published as: CH708535B1; FR2992581A1; AU2012100979A4; CN104507701B; US20150322222A1; AU2013284329B2; AU2013284329A1; AU2012100979B4; MX2014015626A; GB2519451A; FR2992581B1; CN104507701A; WO2014000020A1; GB2519451B; IN2014DN10886A; BR112014031779A2

Abstract

Film mit antistatischen Eigenschaften, umfassend ein transparentes polymeres Substrat, welches auf mindestens einer Oberfläche teilweise lichtundurchlässig gemacht worden ist, um lichtundurchlässige und lichtdurchlässige Regionen zu ergeben, und wobei sowohl die lichtundurchlässigen als auch die lichtdurchlässigen Regionen auf mindestens einer Oberfläche mit einer antistatischen Beschichtung beschichtet werden, welche mehr als 70%ige Lichtübertragung aufweist. Insbesondere zum Einsatz als transparente antistatische Beschichtung auf polymeren Banknoten, die durchsichtige Fensterregionen aufweisen.

Description

FACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Antistatikfilme und Verfahren zu deren Herstellung. Die Filme können bei der Herstellung von Banknoten u. dgl. Einsatz finden.
HINTERGRUND
Lichtundurchlässige Filme auf Polymerbasis finden in der Industrie vielfältigen Einsatz, z. B. bei der Herstellung von Banknoten. Aus Polymeren abgeleitete Banknoten weisen häufig lichtdurchlässige Regionen in Form großer klarer Fenster oder Edge-to-Edge-Fenster auf. Diese klaren Fenster können wichtige Sicherheitsmerkmale enthalten. Bei der Verarbeitung von Filmen auf Polymerbasis führen diese lichtdurchlässigen Regionen zum Aufbau elektrostatischer Ladungen, was zu Problemen führen kann. Bei Prozessen mit Gewebebahnen kann es zu Stauungen kommen. Bei Bogenoffset-Prozessen und Geldautomaten kann es zur Doppelblattspeisung und Stauung kommen. Diese stellen erhebliche Probleme dar, da die Effizienz der Prozesse dadurch beeinträchtigt werden kann.
Um diese Problem zu lösen, können Geldautomatenanbieter und Banknotendrucker in ihren Maschinen eine Entladeelektrode einsetzen, was jedoch nur für die derzeit verwendeten Fenster eine Lösung darstellt. In Vergangenheit sind Entladeelektroden in Schneidern eingesetzt worden, was bei der Verarbeitung von Filmen mit großen Fenstern keine erfolgreiche Lösung des Problems gewesen ist.
Außerdem wird das Problem durch die Zunahme der elektrostatischen Ladungen bei abnehmender Luftfeuchtigkeit noch erschwert. Dies kann die Verarbeitungsprobleme von Banknoten auf Polymerbasis noch verschärfen.
Während antistatische Mittel direkt als Teil der lichtundurchlässig machenden Schicht verwendet werden können, können sie nicht über den Fenstern eingesetzt werden, da sie keine zureichende Transparenz aufweisen und daher die Transparenz der Fenster beeinträchtigen.
Es besteht also ein Bedürfnis nach verbesserten antistatischen Beschichtungen, die eine effiziente Verarbeitung lichtundurchlässig gemachter Filme mit klaren Fenstern ermöglichen würden.
ZUSAMMENFASSUNG
Unter einem ersten Aspekt wird ein Film mit antistatischen Eigenschaften bereitgestellt, umfassend ein transparentes polymeres Substrat, welches eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, und welches teilweise lichtundurchlässig gemacht worden ist, um lichtundurchlässige und lichtdurchlässige Regionen zu ergeben, und wobei sowohl die lichtundurchlässigen als auch die lichtdurchlässigen Regionen auf mindestens einer Oberfläche mit einer antistatischen Beschichtung beschichtet werden, welche mehr als 70%ige, insbesondere mehr als 80%ige, vorzugsweise mehr als 90%ige Lichtübertragung aufweist.
Das polymere Substrat kann dadurch teilweise lichtundurchlässig gemacht werden, dass ausgewählte Regionen einer oder beider Oberflächen des Substrats mit einer lichtundurchlässig machenden Beschichtung versehen werden. Es können eine oder mehrere lichtundurchlässig machende Schichten aufgebracht werden. Die lichtundurchlässig machenden Beschichtungen können durch Drucken oder mit sonstigen bekannten Mitteln aufgebracht werden. Die lichtundurchlässig machende Beschichtung kann Pigmente umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das polymere Substrat durch die Zugabe eines oder mehrerer Hohlraumbildner zum Substrat teilweise lichtundurchlässig gemacht werden. Der Hohlraumbildner kann bei der Herstellung des Substrats oder bei der Verarbeitung des Substrats hinzugegeben werden. Alternativ kann der Hohlraumbildner sowohl bei der Herstellung als auch bei der Verarbeitung hinzugegeben werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Luftundurchlässigmachung dadurch erfolgen, dass das Substrat aus durchsichtigem Kunststoffmaterial sandwichartig zwischen lichtundurchlässig machenden Schichten aus Papier oder einem sonstigen teilweise oder im Wesentlichen undurchsichtigen Material angeordnet wird, auf das anschließend Kennzeichen gedruckt oder auf sonstige Weise aufgebracht werden.
Dadurch, dass das polymere Substrat teilweise lichtundurchlässig gemacht wird, werden ein oder mehrere Fenster oder ein oder mehrere Halbfenster im resultierenden Film erzeugt. Alternativ können sowohl ein oder mehrere Fenster als auch ein oder mehrere Halbfenster erzeugt werden.
Bei bevorzugten Ausführungsformen werden die lichtundurchlässig gemachten und nicht lichtundurchlässig gemachten Regionen des polymeren Substrats auf beiden Oberflächen des Substrats mit einer antistatischen Beschichtung versehen. Vorzugsweise ist die antistatische Beschichtung farblos.
Die vorliegenden Erfinder haben überraschenderweise festgestellt, dass Filme auf der Basis polymerer Substrate mit teilweise lichtundurchlässig gemachten Oberflächen und durchsichtigen Fenstern und/oder Halbfenstern mit einer antistatischen Beschichtung versehen werden können, die eine hohe Lichtdurchlässigkeit aufweist und bei der Verarbeitung ein verbessertes antistatisches Verhalten aufweist. Da die klaren Fenster und/oder halbfenster häufig Sicherheitselemente wie z. B. Hologramme oder diffraktive optische Elemente (DOE) enthalten, minimiert der Einsatz einer antistatischen Beschichtung mit hoher Lichtdurchlässigkeit die Störung der Funktion dieser Elemente.
Hierbei ist anzumerken, dass bei Filmen, die ein oder mehrere durchsichtige Fenster umfassen, die antistatische Beschichtung vorzugsweise auf beide Oberflächen des Substrats aufgebracht wird. Umfasst der Film nur Halbfenster, kann die antistatische Beschichtung nur auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht werden, die eine nicht lichtundurchlässige gemachte Region aufweist, um das antistatische Verhalten zu verbessern.
Je nach Ausführungsform kann der Film mit einer Schutzbeschichtung versehen sein. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Schutzbeschichtung einen durchsichtigen Lack umfassen. Unter Lack ist ein Material zu verstehen, das zu einer dauerhaften Schutzschicht führt. Beispiele für durchsichtige Lacke sind insbesondere Nitrozellulose und Celluloseacetylbutyrat. Vorzugsweise wird der Lack vor dem Aufbringen der antistatischen Beschichtung aufgebracht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Film wahlweise mit einem oder mehreren strahlenausgehärteten Harzen, z. B. einem Harz, das mit aktinischer Strahlung wie z. B. UV-Strahlung, Röntgenstrahlen oder Elektronentrahlen ausgehärtet werden kann. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich beim Harz um ein UV-ausgehärtetes Material auf Acrylbasis. Vorzugsweise wird das Harz vor dem Aufbringen der antistatischen Beschichtung aufgebracht.
Lack- und Harzgemische können verwendet werden.
Geeignete Polymersubstrate können z. B. solche umfassen, die aus Polyolefinen bestehen, wie z. B. Polypropylen und Polyethylen; Polyamide, z. B. Nylon; Polyester wie z. B. Polyethylenterephthalat; Polyacetal; Polycarbonat; Polyvinylchlorid oder dgl., oder ein Verbundmaterial aus zwei oder mehr Materialien, z. B. ein Laminat aus Papier und mindestens einem polymeren Material, oder aus zwei oder mehr polymeren Materialien.
Außerdem kann das Polymersubstrat ein Polymerlaminat umfassen. Derartige Laminate sind insbesondere Polymer-Polymer-Laminate wie z. B. Polyester-Polyolefin oder Polyester-Klebstoff-Polyolefin, Polymer-Metall-Laminate wie z. B. Polyester-Aluminium oder Polymer-Papier oder Polymer-Klebstoff-Papier-Laminate. Auch beschichtete Polymerfilme oder Filmlaminate können eingesetzt werden.
Vorzugsweise umfasst das Polymersubstrat ein Polymer, das aus den Ethylenhomopolymeren, Propylenhomopolymern, Interpolymeren aus Ethylen und Propylen, und Interpolymeren aus Ethylen oder Propylen mit einem oder mehreren C4-C10-α-Olifenen und deren Gemische.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Polymersubstrat ein biaxial orientiertes Polypropylen.
Die Polymersubstrate können je nach der konkreten Anwendung verschiedene Stärken aufweisen. Beispielsweise können sie etwa 5–etwa 250 μm dick, vorzugsweise etwa 10–etwa 120 μm dick, insbesondere etwa 12–etwa 100 μm dick und besonders bevorzugt etwa 15–etwa 80 μm dick sein.
Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst die antistatische Beschichtung eine Verbindung, die aus der Gruppe von langkettigen aliphatischen Aminen oder Amiden, quaternären Ammoniumsalzen, Polyethylenglykolestern und Polyolen gewählt ist. Gemäß weiteren Ausführungsformen umfasst die antistatische Beschichtung ein oder mehrere Metall- oder Metalloidoxide. Geeignete Metall- oder Metalloidoxide sind insbesondere die Oxide von Aluminium, Antimon, Barium, Wismut, Cadmium, Kalzium, Cerium, Cäsium, Chrom, Kobalt, Kupfer, Dysprosium, Erbium, Gadolinium, Germanium, Hafnium, Holmium, Indium, Iridium, Eisen, Lanthanum, Blei, Lithium, Lutetium, Magnesium, Mangan, Molybden, Neodym, Nickel, Niob, Palladium, Kalium, Praseodym, Rhodium, Rubidium, Ruthenium, Samarium, Scandium, Silizium, Silber, Natrium, Strontium, Tantalum, Terbium, Thallium, Zinn, Titan, Wolfram, Vanadium, Ytterbium, Yttrium, Zirkonium und deren Gemische.
Ein besonders bevorzugtes Metalloxid ist dabei Indium-Zinnoxid.
Gemäß einigen Ausführungsformen werden die ein oder mehreren Metalloxide in einem oder mehreren Harzen oder einem oder mehreren Lösemitteln dispergiert. Auch Harz- und Lösemittelgemische können eingesetzt werden.
Beim Harz kann es sich um ein oder mehrere strahlenausgehärtete Harze, z. B. einem Harz, das mit aktinischer Strahlung wie z. B. UV-Strahlung, Röntgenstrahlen oder Elektronentrahlen ausgehärtet werden kann, handeln. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Harz ein UV-ausgehärtetes Material auf Acrylbasis.
Gemäß weiteren Ausführungsformen umfasst die antistatische Beschichtung ein oder mehrere leitfähige Polymere. Das leitfähige Polymer kann aus der nachfolgenden Gruppe gewählt werden: Polyfluorene, Polyphenylene, Polypyrene, Polyazulene, Polynapthalene, Polypyrole, Polycarbazole, Polyindole, Polyazepine, Polyaniline, Polythiophene, Poly(3,4-ethylendioxythiophen), Poly(p-phenylensulphid), Poly(acetylene) und Poly(p-phenylenvinylen).
Gemäß einigen Ausführungsformen können Gemische aus zwei oder mehreren der vorgenannten antistatischen Materialien eingesetzt werden.
Gemäß einigen Ausführungsformen weist die antistatische Beschichtung eine Trockenschichtdicke von etwa 0,001–etwa 10 μm auf. Vorzugsweise weist die antistatische Beschichtung eine Trockenschichtdicke von etwa 0,01–etwa 10 μm auf. Inbesondere weist die antistatische Beschichtung eine Trockenschichtdicke von etwa 0,1–etwa 6 μm auf. Besonders bevorzugt weist die antistatische Beschichtung eine Trockenschichtdicke von etwa 1–etwa 6 μm auf.
Gemäß einigen Ausführungsformen weist die antistatische Beschichtung einen Oberflächenwiderstand von weniger als 1 × 10¹⁰ Ohm/Quadrat, vorzugsweise weniger als 1 × 10⁸ Ohm/Quadrat auf.
Die antistatischen Filme können je nach der konkreten Anwendung verschiedene Stärken aufweisen. Beispielsweise können sie etwa 5–etwa 250 μm dick, vorzugsweise etwa 10–etwa 120 μm dick, insbesondere etwa 12–etwa 100 μm dick und besonders bevorzugt etwa 15–etwa 80 μm dick sein.
Die Filme können unter diesem Aspekt einen oder mehrere Zusatzstoffe aufweisen, die auf dem Gebiet der Polymerfilmherstellung allgemein bekannt sind. Zu den Zusatzstoffen können Feinpartikel-Zusatzstoffe gehören.
Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich beim Film um ein Sicherheitsdokument. Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich beim Film um eine Banknote. Unter einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines Films mit antistatischen Eigenschaften bereitgestellt, umfassend:

(a) Bereitstellen eines Polymersubstrats, das eine lichtundurchlässig gemachte und nicht lichtundurchlässig gemachte Regionen aufweist, welches eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist;
(b) wahlweises Drucken auf einer oder mehreren lichtundurchlässig gemachten Regionen;
(c) wahlweises Beschichten mindestens einer Oberfläche mit einer Schutzbeschichtung; und
(d) Beschichten sowohl der lichtundurchlässig gemachten Regionen als auch der nicht lichtundurchlässig gemachten Regionen auf mindestens einer Oberfläche mit einer oder mehreren antistatischen Beschichtungen.

Bei bevorzugten Ausführungsformen werden die lichtundurchlässig gemachten und nicht lichtundurchlässig gemachten Regionen des polymeren Substrats auf beiden Oberflächen des Substrats mit einer antistatischen Beschichtung versehen.
Vorzugsweise ist die antistatische Beschichtung farblos.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann die optionale Schutzbeschichtung des Schritts (c) einen durchsichtigen Lack umfassen. Unter Lack ist ein Material zu verstehen, das zu einer dauerhaften Schutzschicht führt. Beispiele für durchsichtige Lacke sind insbesondere Nitrozellulose und Celluloseacetylbutyrat.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die optionale Beschichtung des Schritts (d) ein oder mehrere strahlenausgehärtete Harzeumfassen, z. B. ein Harz, das mit aktinischer Strahlung wie z. B. UV-Strahlung, Röntgenstrahlen oder Elektronentrahlen ausgehärtet werden kann. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich beim Harz um ein UV-ausgehärtetes Material auf Acrylbasis.
Lack- und Harzgemische können verwendet werden.
Zum Einsatz beim vorgenannten Verfahren geeignete Polymersubstrate können z. B. solche umfassen, die aus Polyolefinen bestehen, wie z. B. Polypropylen und Polyethylen; Polyamide, z. B. Nylon; Polyester wie z. B. Polyethylenterephthalat; Polyacetal; Polycarbonat; Polyvinylchlorid oder dgl., oder ein Verbundmaterial aus zwei oder mehr Materialien, z. B. ein Laminat aus Papier und mindestens einem polymeren Material, oder aus zwei oder mehr polymeren Materialien.
Außerdem kann das Polymersubstrat ein Polymerlaminat umfassen. Derartige Laminate sind insbesondere Polymer-Polymer-Laminate wie z. B. Polyester-Polyolefin oder Polyester-Klebstoff-Polyolefin, Polymer-Metall-Laminate wie z. B. Polyester-Aluminium oder Polymer-Papier oder Polymer-Klebstoff-Papier-Laminate. Auch beschichtete Polymerfilme oder Filmlaminate können eingesetzt werden.
Vorzugsweise umfasst das Polymersubstrat ein Polymer, das aus den Ethylenhomopolymeren, Propylenhomopolymern, Interpolymeren aus Ethylen und Propylen, und Interpolymeren aus Ethylen oder Propylen mit einem oder mehreren C4-C10-α-Olefinen und deren Gemische.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Polymersubstrat ein biaxial orientiertes Polypropylen.
Die Polymersubstrate zum Einsatz beim vorgenannten Verfahren können je nach der konkreten Anwendung verschiedene Stärken aufweisen. Beispielsweise können sie etwa 5–etwa 250 μm dick, vorzugsweise etwa 10–etwa 120 μm dick, insbesondere etwa 12–etwa 100 μm dick und besonders bevorzugt etwa 15–etwa 80 μm dick sein.
Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst die im vorgenannten Verfahren eingesetzte antistatische Beschichtung eine Verbindung, die aus der Gruppe von langkettigen aliphatischen Aminen oder Amiden, quaternären Ammoniumsalzen, Polyethylenglykolestern und Polyolen gewählt ist.
Gemäß weiteren Ausführungsformen umfasst die im vorgenannten Verfahren eingesetzte antistatische Beschichtung ein oder mehrere Metall- oder Metalloidoxide. Geeignete Metall- oder Metalloidoxide sind insbesondere die Oxide von Aluminium, Antimon, Barium, Wismut, Cadmium, Kalzium, Cerium, Cäsium, Chrom, Kobalt, Kupfer, Dysprosium, Erbium, Gadolinium, Germanium, Hafnium, Holmium, Indium, Iridium, Eisen, Lanthanum, Blei, Lithium, Lutetium, Magnesium, Mangan, Molybden, Neodym, Nickel, Niob, Palladium, Kalium, Praseodym, Rhodium, Rubidium, Ruthenium, Samarium, Scandium, Silizium, Silber, Natrium, Strontium, Tantalum, Terbium, Thallium, Zinn, Titan, Wolfram, Vanadium, Ytterbium, Yttrium, Zirkonium und deren Gemische.
Ein besonders bevorzugtes Metalloxid ist dabei Indium-Zinnoxid.
Gemäß einigen Ausführungsformen können die ein oder mehreren Metalloxide in einem oder mehreren Harzen oder einem oder mehreren Lösemitteln dispergiert werden, um den Beschichtungsvorgang zu vereinfachen. Auch Harz- und Lösemittelgemische können eingesetzt werden.
Beim Harz kann es sich um ein oder mehrere strahlenausgehärtete Harze, z. B. einem Harz, das mit aktinischer Strahlung wie z. B. UV-Strahlung, Röntgenstrahlen oder Elektronentrahlen ausgehärtet werden kann, handeln. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Harz ein UV-ausgehärtetes Material auf Acrylbasis.
Gemäß weiteren Ausführungsformen umfasst die im vorgenannten Verfahren eingesetzte antistatische Beschichtung ein oder mehrere leitfähige Polymere. Das leitfähige Polymer kann aus der nachfolgenden Gruppe gewählt werden: Polyfluorene, Polyphenylene, Polypyrene, Polyazulene, Polynapthalene, Polypyrole, Polycarbazole, Polyindole, Polyazepine, Polyaniline, Polythiophene, Poly(3,4-ethylendioxythiophen), Poly(p-phenylensulphid), Poly(acetylene) und Poly(p-phenylenvinylen).
Gemäß einigen Ausführungsformen können Gemische aus zwei oder mehreren der vorgenannten antistatischen Materialien eingesetzt werden.
Gemäß einigen Ausführungsformen weist die im vorgenannten Verfahren eingesetzte antistatische Beschichtung eine Trockenschichtdicke von etwa 0,001–etwa 10 μm auf. Vorzugsweise weist die antistatische Beschichtung eine Trockenschichtdicke von etwa 0,01–etwa 10 μm auf. Inbesondere weist die antistatische Beschichtung eine Trockenschichtdicke von etwa 0,1–etwa 6 μm auf. Besonders bevorzugt weist die antistatische Beschichtung eine Trockenschichtdicke von etwa 1–etwa 6 μm auf.
Gemäß einigen Ausführungsformen weist die im vorgenannten Verfahren eingesetzte antistatische Beschichtung einen Oberflächenwiderstand von weniger als 1 × 10¹⁰ Ohm/Quadrat, vorzugsweise weniger als 1 × 10⁸ Ohm/Quadrat auf.
Die im Verfahren hergestellten antistatischen Filme können je nach der konkreten Anwendung verschiedene Stärken aufweisen. Beispielsweise können sie etwa 5–etwa 250 μm dick, vorzugsweise etwa 10–etwa 120 μm dick, insbesondere etwa 12–etwa 100 μm dick und besonders bevorzugt etwa 15–etwa 80 μm dick sein.
Die gemäß diesem Aspekt hergestellten Filme können einen oder mehrere Zusatzstoffe aufweisen, die auf dem Gebiet der Polymerfilmherstellung allgemein bekannt sind. Zu den Zusatzstoffen können Feinpartikel-Zusatzstoffe gehören.
Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich beim im Verfahren hergestellten Film um ein Sichrheitsdokument. Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich beim Film um eine Banknote.
Unter einem dritten Aspekt wird ein Einsatz des vorgenannten antistatischen Films bei der Herstellung eines Sicherheitsdokuments bereitgestellt. Vorzugsweise handelt es sich beim Sicherheitsdokument um eine Banknote.
Unter einem vierten Aspekt wird ein Erzeugnis bereitgestellt, umfassend den Film gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich beim Erzeugnis um ein Sicherheitsdokument, vorzugsweise eine Banknote.
Vorliegend ist unter den verschiedenen grammatischen Formen von ”umfassen” zu verstehen, dass die angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte oder Komponente vorhanden sind, das Vorhandensein oder der Zusatz eines oder mehrerer anderer, nicht ausdrücklich erwähnter Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Komponenten oder Gruppen davon jedoch nicht ausgeschlossen ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun werden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
1 ist eine schematische Darstellung eines teilweise lichtundurchlässig gemachten polymeren Substrats mit aufgebrachter antistatischer Beschichtung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Definitionen
Sicherheitsvorrichtung oder -merkmal
Im vorliegenden Sinne ist unter ”Sicherheitsvorrichtung oder -merkmal” eines einer Vielzahl von Sicherheitsvorrichtungen, -elementen oder -merkmalen zu verstehen, die das Sicherheitsdokument oder Token vor der Fälschung, Vervielfältigung, Veränderung oder sonstigen unbefugten Eingriffen schützen sollen. Sicherheitsvorrichtungen oder -merkmale können in oder auf dem Substrat des Sicherheitsdokuments oder in oder auf einer oder mehreren Schichten vorgesehen sein, die auf das Basissubstrat aufgetragen sind, und können eine weite Vielzahl von Formen annehmen, wie Sicherheitsfäden, die in Schichten des Sicherheitsdokuments eingebettet sind; Sicherheitstinten, wie fluoreszierende, lumineszierende und phosphoreszierende Tinten, metallische Tinten, Regenbogentinten, photochromatische, thermochromatische, hydrochromatische oder piezochromatische Tinten, gedruckte und hochgeprägte Merkmale einschließlich Reliefstrukturen; Interferenzschichten; Flüssig kristallvorrichtungen; Linsen- und linsenartige Strukturen; optisch variable Vorrichtungen (OVDs = optically variable devices), wie Beugungsvorrichtungen einschließlich Beugungsgittern, Hologrammen und diffraktiven optischen Elementen (DOEs = diffractive optical elements).
Diffraktive optische Elemente (DOE)
Im vorliegenden Sinne ist unter ”diffraktives optisches Element” ein digitales DOE zu verstehen. Digitale DOE basieren auf der Abbildung komplexer Daten, die im Fernfeld (Rekonstruktionsebene) ein zweidimensionales Intensitätsmuster rekonstruieren. Wenn also erheblich gebündeltes Licht, z. B. von einer Punktlichtquelle oder Laser, auf das DOE einfällt, wird ein Interferenzmuster erzeugt, das ein projiziertes Bild auf der Rekonstruktionsebene erzeugt, welches sichtbar ist, wenn sich eine geeignete Betrachtungsfläche in der Rekonstruktionsebene befindet, oder wenn das DOE in Übertragung auf der Rekonstruktionsebene betrachtet wird. Die Übertragung zwischen den beiden Ebenen lässt sich mit Hilfe einer Fast Fourier Transformation (FFT) annähern. Also müssen komplexe Daten, insbesondere Amplituden- und Phasendaten, in die Mikrostruktur des DOE physisch codiert werden. Die DOE-Daten können mittels Inverse FFT der gewünschten Rekonstruktion berechnet werden (d. h. das gewünschte Intensitätsmuster im Fernfeld).
DOE werden mitunter auch als computergenerierte Hologramme bezeichnet, sie unterscheiden sich jedoch von Hologrammen anderer Arten, z. B. Regenbogen-, Fresnel- und Volumenreflexionshologrammen.
Durchsichtige Fenster und Halbfenster
Im vorliegenden Sinne ist unter Fenster ein durchsichtiger oder durchscheinender Bereich im Sicherheitsdokument im Vergleich zu der im Wesentlichen undurchsichtigen bedruckten Region. Das Fenster kann vollkommen durchsichtig sein, so dass es Licht im Wesentlichen unbeeinflusst durchlässt, oder es kann teilweise durchsichtig oder durchscheinend sein, so dass es Licht teilweise durchlässt, aber ohne dass Objekte klar durch den Fensterbereich hindurch gesehen werden können.
Ein Fensterbereich kann in einem polymeren Sicherheitsdokument, das mindestens eine Schicht aus durchsichtigem Polymermaterial und eine oder mehrere lichtundurchlässig machende Schichten, die auf mindestens eine Seite eines durchsichtigen polymeren Substrats aufgebracht sind, aufweist, ausgebildet werden, indem man mindestens eine lichtundurchlässig machende Schicht in der Region, die den Fensterbereich bildet, weglässt. Wenn lichtundurchlässig machende Schichten auf beide Seiten eines durchsichtigen Substrats aufgebracht werden, so kann ein vollkommen durchsichtiges Fenster gebildet werden, indem man die lichtundurchlässig machenden Schichten auf beiden Seiten des durchsichtigen Substrats in dem Fensterbereich weglässt.
Ein teilweise durchsichtiger oder durchscheinender Bereich, im Weiteren als ein „Halbfenster” bezeichnet, kann in einem polymeren Sicherheitsdokument, das lichtundurchlässig machende Schichten auf beiden Seiten aufweist, ausgebildet werden, indem man die lichtundurchlässig machenden Schichten nur auf einer Seite des Sicherheitsdokuments in dem Fensterbereich weglässt, so dass das „Halbfenster” nicht vollkommen durchsichtig ist, sondern etwas Licht durchlässt, ohne dass Objekte durch das Halbfenster hindurch klar zu erkennen sind.
Alternativ ist es möglich, die Substrate aus einem im Wesentlichen undurchsichtigen Material, wie zum Beispiel Papier oder einem Fasermaterial, herzustellen, wobei ein Einsatz aus durchsichtigem Kunststoffmaterial in einen Ausschnitt oder eine Aussparung in dem Papier oder Fasersubstrat eingesetzt wird, um ein durchsichtiges Fenster oder einen durchscheinenden Halbfensterbereich zu bilden.
Lichtundurchlässig machende Schichten
Eine oder mehrere lichtundurchlässig machende Schichten können auf ein durchsichtiges Substrat aufgebracht werden, um die Opazität des Sicherheitsdokuments zu erhöhen. Bei einer lichtundurchlässig machenden Schicht L_T < L₀, wobei L₀ die Lichtmenge ist, die auf das Dokument einfällt, und L_T die Lichtmenge ist, die durch das Dokument hindurchgelassen wird. Eine lichtundurchlässig machende Schicht kann eine beliebige oder mehrere aus einer Vielzahl verschiedener lichtundurchlässig machender Beschichtungen umfassen. Zum Beispiel können die lichtundurchlässig machenden Beschichtungen ein Pigment, wie z. B. Titandioxid, umfassen, das in einem Bindemittel oder Träger aus wärmeaktiviertem vernetzbarem Polymermaterial dispergiert ist. Alternativ könnte ein Substrat aus durchsichtigem Kunststoffmaterial zwischen lichtundurchlässig machenden Schichten aus Papier oder einem sonstigen teilweise oder im Wesentlichen undurchsichtigen Material angeordnet werden, auf das anschließend Kennzeichen gedruckt oder auf sonstige Weise aufgebracht werden.
Die Opazität ist auch durch den Einschluss von Hohlraumbildnern in den Substrat, z. B. bei der Substratherstellung, zu erreichen.
Nun wäre es sinnvoll, die Erfindung unter Bezugnahme auf konkrete Ausführungsformen und Beispiele zu beschreiben. Diese Ausführungsformen und Beispiele dienen allein der Veranschaulichung und sind nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der Erfindung auszulegen. Es versteht sich, dass Variationen der beschriebenen Erfindung, die für den Fachmann erkennbar sind, im Schutzumfang der Erfindung liegen. Ebenso kann die vorliegende Erfindung auch auf Gebieten Anwendung finden, die vorliegend nicht ausdrücklich aufgeführt sind; die Tatsache, dass bestimmte Anwendungen nicht ausdrücklich beschrieben werden, ist nicht als Einschränkung des Anwendungsgebiets der Erfindunginsgesamt aufzufassen.
In der Zeichnung umfasst der Film (10) ein Polymersubstrat (11), das teilweise auf jeder seiner Oberflächen mit einer lichtundurchlässig machenden Schicht (12) versehen ist. Hieraus ergeben sich Fenster (13). Das teilweise lichtundurchlässig gemachte Substrat ist auf jeder Oberfläche mit einer antistatischen Beschichtung (14) versehen.
Polymersubstrat
Die vorliegend beschriebenen Substrate sind generell blattförmig und können als einzelne Blätter oder als Bahnmaterial vorgesehen sein, das anschließend (z. B. durch Stanzen) verarbeitet werden kann, um blattförmige Materialien zu ergeben. Im vorliegenden Sinne soll sich ”Substrat” auf Filme in Blatt- oder Bahnform beziehen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes bestimmt ist.
Das Substrat kann dabei einen Polyolefinfilm, z. B. Polyethylen, Polypropylen, deren Gemische und/oder sonstige bekannte Polyolefine, umfassen. Der Polymerfilm kann mit einem beliebigen bekannten Verfahren, insbesondere Gussfolien-, Gussfilm- oder Blasfolienverfahren, hergestellt werden. Der Film oder das Blatt kann ein- oder mehrschichtig ausgelegt sein. Ist der Film bzw. das Blatt mehrschichtig, enthält es mindestens eine Kernschicht. Bei einer einschichtigen Auslegung ist die Monoschicht die Kernschicht. Der Film kann einen biaxial orientierten Polypropylenfilm (BOPP) umfassen, der als ausgeglichene Filme mit im Wesentlichen gleichen Verstreckungsverhältnissen in Maschinen- und Querrichtung hergestellt werden kann, oder auch unausgeglichen sein kann, wobei der Film erheblich mehr in eine Richtung (MD oder TD) orientiert ist. Sequentielles Verstrecken, wobei geheizte Rollen den Film in Maschinenrichtung verstrecken und danach ein Spannofen zum Verstrecken in Querrichtung eingesetzt wird. Alternativ kann der Film gleichzeitig mit dem sog. Blasenverfahren oder mittels gleichzeitiger Verstreckung mit der Spannmaschine ausgestreckt werden.
Der Film kann einen oder mehrere Zusatzstoffe aufweisen. Die Zusatzstoffe können umfassen: Farbstoffe, Pigmente; metallisierte und/oder pseudometallisierte Beschichtungen (z. B. Aluminium), Gleitmittel, Antioxidantien, Tenside, Versteifungsmittel, Glanzmittel, Abbauhilfsmittel, UV-Milderungsmittel (z. B. UV-Lichtstabilisatoren), Verschlussmittel, Tackifier, Antiblockmittel, Zusatstoffe zur Verbesserung der Haftung und/oder Druckbarkeit von Tinten, Vernetzungsmittel; Klebstoffschichten (z. B. druckempfindlicher Klebstoff). Weitere Zusatzstoffe umfassen solche, die den Reibungskoeffizienten (COF) reduzieren, z. B. ein Terpolymer.
Weitere Zusatzstoffe umfassen herkömmliche inerte Feinpartikel-Zusatzstoffe, die vorzugsweise eine durchschnittliche Partikelgröße von etwa 0,2–etwa 5 μm, vorzugsweise etwa 0,7–etwa 3,0 μm aufweisen. Durch die Senkung der Partikelgröße wird der Glanz des Films verbessert. Die Menge an vorzugsweise sphärischen Zusatzstoffen, die in der/jeder Schicht enthalten sind, liegt vorzugsweise über etwa 0,05%, insbesondere etwa 0,1–0,5%, z. B. etwa 0,15 Gew.%. Geeignete inerte Feinpartikel-Zusatzstoffe sind z. B. ein anorganischer oder organischer Zusatzstoff oder eine Mischung aus zwei oder mehreren derartigen Zusatzstoffen.
Geeignete anorganische Feinpartikel-Zusatzstoffe sind insbesondere anorganische Füllstoffe wie z. B. Talk, und v. a. Metall- oder Metalloidoxide wie z. B. Aluminiumoxid und Siliziumdioxid. Feste oder hohle Mikrokugel oder Mikrosphären aus Glas oder Keramik können auch Einsatz finden. Ein geeigneter organischer Zusatzstoff umfasst Partikel, die vorzugweise sphärisch sind, aus einem Acryl- und/oder Methacrylharz, das ein Polymer oder Copolymer der Acryl- und/oder Methacrylsäure umfasst.
Einige oder alle der oben aufgeführten wünschenswerten Zusatzstoffe können zusammen als Zusammensetzung zur Beschichtung des erfindungsgemäßen Films und/oder zur Bildung einer neuen Schicht, die selbst beschichtet werden kann (z. B. eine der inneren Schichten eines letztendlich mehrschichtigen Blattes bilden) und/oder die Außen- oder Oberflächenschicht des Blattes bilden. Alternativ können einige oder alle der vorgenannten Zusatzstoffe gesondert hinzugegeben und/oder unmittelbar in die Masse des Blattes, wahlweise während und/oder vor der Bildung des Blattes aufgenommen werden (z. B. als Teil der ursprünglichen Polymerzusammensetzung und auf eine beliebige geeignete Weise, z. B. Zusammensetzung, Mischung und/oder Injektion) und können also Schichten oder Beschichtungen an sich bilden oder auch nicht.
Derartige Zusatzstoffe können dem Polymerharz hinzugegeben werden, bevor der Film hergestellt wird, oder als Beschichtung oder weitere Schicht auf den fertigen Film aufgebracht werden. Wird der Zusatzstoff dem Harz hinzugegeben, werden die Zusatzstoffe dem Harz beigemischt, indem sie dem geschmolzenen Polymer mit häufig verwendeten Verfahren wie z. B. Walzfräsen, Mischen in einem Banbury-Mischgerät, oder Mischen in einer Extruderschnecke, usw., beigemischt werden. Die Mischzeit kann dadurch verkürzt werden, dass die Zusatzstoffe mit ungeheizten Polymerpartikeln gemischt werden, um eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung des Mittels in der Polymermasse zu erreichen, wodurch die zum intensiven Mischen im geschmolzenen Zustand erforderliche Zeit reduziert wird. Besonders bevorzugt wird, dass die Zusatzstoffe mit dem Harz in einem Zweischneckenextruder gemischt werden, um Konzentrate zu bilden, die dann unmittelbar vor der Extrusion mit den Harzen der Filmstruktur gemischt werden.
Die drei wichtigsten Verfahren zur Herstellung von Polypropylenfilm sind das Spannmaschinenverfahren, das Gussverfahren und das Blasenverfahren.
Bei den Guss- und Spannmaschinenverfahren werden Polymerchips typischerweise in einen Extruder gelegt und geheizt, so dass ein Extrudat aus einer Schlitzdüse auf eine gekühlte Walze gezwängt wird, um einen Film (im Falle des Gussverfahrens) oder eine dicke Polymerschleife (im Falle des Spannmaschinenverfahrens) zu bilden. Beim Spannmaschinenverfahren wird die dicke Polymerschleife wieder gewärmt und in Längsrichtung (”Maschinenrichtung”) und Breiterichtung (”Querrichtung”) ausgestreckt, um einen Film zu bilden.
Beim Blasenverfahren wird das Polymer nicht durch eine Schlitzdüse, sondern eine ringförmige Düse extrudiert, um ein relativ dickes Extrudat in Form eines hohlen Zylinders zu bilden, durch den Luft hindurch geblasen wird. Die ringförmige Düse befindet sich auf dem oberen Teil eines Apparats, dessen Höhe typischerweise einigen Stockwerken entspricht (z. B. 40–50 m). Das Extrudat bewegt sich nach unten und wird sequentiell geheizt, damit es erweitert wird, um eine Blase zu bilden. Die Blase wird dann in zwei Halbblasen geschnitten, die jeweils einzeln als sog. Monoweb-Folien verwendetw erden können; alternativ können die zwei Hälften aber zusammen eingeklemmt und laminiert werden, um einen doppelstarken Film zu bilden (man kann die Blase auch einstürzen lassen, um einen doppelstarken Film zu bilden). Typischerweise befinden sich drei konzentrische Ringe an der Düse, so dass der hohle Zylinder ein aus drei Schichten bestehendes Extrudat ist. Beispielsweise kann es eine Kernschicht aus Polypropylen mit einer Terpolymer-Hautschicht auf einer Seite und eine weitere Terpolymer-Hautschicht auf der anderen Seite geben. In diesem Fall bestünde das Monoweb aus drei Schichten mit dem Polypropylen in der Mitte, und die Doppelbahn bestünde aus fünf Schichten, da die mittlere Schicht die gleiche Hautschicht (Terpolymer) jeder Halbblase wäre. Zahlreiche weitere Anordnungen und Komponenten sind möglich, z. B. hinsichtlich der Anzahl der Ringe, Art der Hautschicht, Art der Kernschicht, usw.
Also ergibt das Blasenverfahren einen dünnen Film (z. B. 10–100 μm dick), indem eine Blase gebildet wird, wobei das Spannmaschinenverfahren einen dünnen Film dadurch ergibt, dass das Material verstreckt wird. Das Blasenverfahren ergibt einen gleichmäßig verstreckten Film, der sich vom Stenterfilm unterscheidet und diesem in manchen Anwendungen auch überlegen ist. Biaxial orientierter Polypropylenfilm (BOPP-Film) wird typischerweise im Blasenverfahren hergestellt. Neben Polypropylen können auch andere Polymere (z. B. LLDPE, Polypropylen-Butylen-Copolymere) im Blasenverfahren als Dünnfilme gebildet werden.
Die Bildung eines (wie vorliegend beschrieben, optimal orientierten und optional heißgetrockneten) Polyolefinfilms, der eine oder mehrere zusätzliche Schichten und/oder Beschichtungen umfasst, erfolgt sinnvollerweise mit einem beliebigen der dem Fachmann hinreichend bekannten Laminierungs- oder Beschichtungsverfahren. Beispielsweise kann eine Schicht oder Beschichtung auf eine weitere Basisschicht in einem Coextrusionsverfahren aufgebracht werden, bei dem die Polymerbestandteile jeder der Schichten in engen Kontakt coextrudiert werden, während sie beide noch geschmolzen sind. Vorzugsweise erfolgt die Coextrusion aus einer mehrkanaligen Düse, so dass die geschmolzenen Polymerbestandteile, aus denen sich die jeweiligen Einzelschichten des mehrschichtigen Films an ihren Grenzen innerhalb der Düse fusionieren, um eine einzige Verbundstruktur zu bilden, die dann aus einer gemeinsamen Düsenöffnung in Form eines rohrförmigen Extrudats extrudiert wird. Ein Polyolefinfilm kann auch mit einem oder mehreren der vorliegend beschriebenen Zusatzstoffe mit herkömmlichen Beschichtungsmethoden aus einer Lösung oder Dispersion des Zusatzstoffs in einem geeigneten Lösemittel oder Dispergiermittel beschichtet werden.
Beschichtungen und/oder Schichten können auf eine oder beide Oberflächen des Polyolefinfilms aufgebracht werden. Die/jede Beschichtung und/oder Schicht kann sequentiell, gleichzeitig und/oder anschließend auf eine oder alle Beschichtungen und/oder Schichten aufgebracht werden.
Zusätzlich oder alternativ können weitere Schichten im Polyolefinfilm durch Coextrusion über eine Düse mit mehreren Ringen vorgesehen werden, um z. B. zwei, drei, vier oder mehr Schichten im aus der Düse austretenden Coextrudat herzustellen. Es wäre auch möglich, Kombinationen aus mehr als einem der oben aufgeführten Verfahren zum Aufbringen von Zusatzstoffen und/oder Bestandteilen davon auf einen Polyolefinfilm zu verwenden. Beispielsweise können ein oder mehrere Zusatzstoffe vor der Herstellung des Films ins Harz integriert werden, und die ein oder mehreren Zusatzstoffe können auf die Filmoberfläche aufgebracht werden.
Lichtundurchlässig machende Schichten
Auf dem Substrat liegt mindestens eine Region mit reduzierter Opazität gegenüber dem umliegenden Substrat. Das Polymersubstrat kann lichtundurchlässig gemacht werden, indem es auf einer oder beiden Oberflächen mit Tinte bedruckt wird. Die Tinte ist üblicherweise weiß, kann aber auch eine andere Farbe haben.
Alternativ oder zusätzlich kann die Opazität des Substrats mindestens teilweise durch das Vorhandensein hohler (oder kavitierter) Regionen im Substrat gewährleistet werden. Diese hohlen Regionen können z. B. dadurch erzeugt werden, dass im Substrat mindestens ein Hohlraumbildner vorgesehen wird. Die Herstellung von Filmen mit Hohlräumen ist allgemein bekannt; hierzu kann ein beliebiger geeigneter Hohlraumbildner eingesetzt werden. Hohlraumbildner sind üblicherweise Feinpartikel und können aus organischen, anorganischen oder polymeren Materlialien gewählt werden. Verschiedene Hohlraumbildner sind im US-Patent Nr. 4,377,616 beschrieben worden. Hohlraumbildner können im Wesentlichen sphärische Feinpartikel sein, oder auch ein höheres Seitenverhältnis aufweisen. Beispielsweise können die in der WO-A-03/033574 beschriebenen Hohlraumbildner Einsatz finden.
Das lichtundurchlässig gemachte Polymersubstrat kann mit herkömmlichen Offset-, Tief- und Hochdruckvefahren in den lichtundurchlässig gemachten Regionen bedruckt werden.
Antistatische Beschichtungen
Die antistatische Beschichtung kann eine Verbindung umfassen, die aus der Gruppe von langkettigen aliphatischen Aminen oder Amiden, quaternären Ammoniumsalzen, Polyethylenglykolestern und Polyolen gewählt ist.
Alternativ oder zusätzlich umfasst die antistatische Beschichtung ein oder mehrere Metall- oder Metalloidoxide. Geeignete Metalloxide sind insbesondere die Oxide von Aluminium, Antimon, Barium, Wismut, Cadmium, Kalzium, Cerium, Cäsium, Chrom, Kobalt, Kupfer, Dysprosium, Erbium, Gadolinium, Germanium, Hafnium, Holmium, Indium, Iridium, Eisen, Lanthanum, Blei, Lithium, Lutetium, Magnesium, Mangan, Molybden, Neodym, Nickel, Niob, Palladium, Kalium, Praseodym, Rhodium, Rubidium, Ruthenium, Samarium, Scandium, Silizium, Silber, Natrium, Strontium, Tantal, Terbium, Thallium, Zinn, Titan, Wolfram, Vanadium, Ytterbium, Yttrium, Zirkonium und dgl.
Alternativ oder zusätzlich umfasst die antistatische Beschichtung ein oder mehrere leitfähige Polymere. Das leitfähige Polymer kann aus der nachfolgenden Gruppe gewählt werden: Polyfluorene, Polyphenylene, Polypyrene, Polyazulene, Polynapthalene, Polypyrole, Polycarbazole, Polyindole, Polyazepine, Polyaniline, Polythiophene, Poly(3,4-ethylendioxythiophen), Poly(p-phenylensulphid), Poly(acetylene) und Poly(p-phenylenvinylen).
Eine antistatische Beschichtung kann auf eine beliebige geeignete Weise, z. B. Tiefdruck, Walzenbeschichtung, Stangenbeschichtung, Tauchen, Sprühen und/oder mit einer Beschichtungsstange auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht werden. Lösemittel, Verdünnungsmittel und Hilfsstoffe können nach Wunsch in diesen Verfahren eingesetzt werden. Die überflüssige Flüssigkeit (z. B. wässrige Lösung) kann mit einem beliebigen geeigneten Mittel, z. B. Abquetschwalzen, Rakeln und/oder Luftmessern, entfernt werden. Die Beschichtungszusammensetzung wird üblicherweise in einer derartigen Menge augebracht, dass nach dem Trocknen eine glatte, gleichmäßig verteilte Schicht mit einer Dicke von etwa 0,01–etwa 10 μm, vorzugsweise etwa 1–etwa 6 μm abgelagert wird. Generell ist die Dicke der aufgebrachten Beschichtung derart, dass sie ausreicht, um dem Substratblatt die gewünschten Eigenschaften zu verleihen.
Unter den verschiedenen durchsichtigen und leitfähigen Metalloxiden für antistatische Beschichtungsmaterialien ist Indium-Zinnoxid (ITO) ein attraktives Material, das gute physische Eigenschaften bietet. ITO-Dünnfilme können in verschiedenen Anwendungsgebieten Einsatzfinden, bei denen es sowohl auf die optische Transparenz im sichtbaren Lichtbereich als auch die hohe elektrische Leitfähigkeit ankommt. Zur Ablagerung eines ITO-Films auf eine Substratoberfläche stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, insbesondere chemische Aufdampfung, physische Aufdampfung, Elektronenstrahlverdampfung und Sputtern. Diese Verfahren eignen sich jedoch nicht zur Massenproduktion beschichteter Filme, da zusätzliche Geräte, z. B. Vakuumgeräte, erforderlich sind. Es ist jedoch möglich, eine Beschichtungsschicht einheitlicher Dicke auf einem großflächtigen Substrat zubilden, wenn eine nasse Beschichtungsmethode angewendet wird. Bei diesem Verfahren wird eine Beschichtungslösung, die ITO-Präkursoren oder -Nanopartikel enthält, auf das Substrat mittels Tauchlackierung oder Schleuderbeschichtung abgelagert werden.
Beschichtungsverfahren
Die Inline-Beschichtung des lichtundurchlässig gemachten Polymersubstrats, bei der die antistatischen Beschichtungen bei der Herstellung des Films aufgebracht werden, ist ein bevorzugtes Verfahren zum Einsatz der vorliegend beschriebenen antistatischen Beschichtungen.
Neben der Inline-Beschichtung können eine oder mehrere der antistatischen Beschichtungen auch offline aufgebracht werden. Also ist die Beschichtung auch für die Anwendungsfälle bestimmt, in denen z. B. der Basispolymerfilm hergestellt und später offline mit einer oder mehreren Beschichtungen versehen wird. Alternativ können eine oder mehrere Beschichtungen inline aufgebracht werden, wobei der Rest offline aufgebracht wird. Herkömmliche Offline-Beschichtungsverfahren sind insbesondere Walzenbeschichtung, umgekehrte Walzenbeschichtung, Tiefdruckwalzenbeschichtung, umgekehrte Tiefdruckwalzenbeschichtung, Bürstenbeschichtung, Beschichtung mit drahtgewickelter Stange, Sprühbeschichtung, Luftmesserbeschichtung, Meniskusbeschichtung oder Tauchen.
Angesichts des Vorstehenden wird ein bevorzugtes Verfahren zur Steuerung des Aufbaus elektrostatischer Ladungen auf einem teilweise lichtundurchlässig gemachten Polymersubstrat vorliegend bereitgestellt. Vorzugsweise werden eine oder beide Oberflächen eines teilweise lichtundurchlässig gemachten Polymersubstrats mit einer antistatichen Beschichtung versehen. Wird nur eine Oberfläche mit der antistatischen Beschichtung versehen, kann diese Beschichtung wahlweise vor, nach oder gleichzeitig mit der Beschichtung der gegenüberliegenden Oberfläche des Polymersubstrats mit einer anderen Beschichtung erfolgen. Die antistatische Beschichtung wird vorzugsweise nicht mit einer weiteren Beschichtung beschichtet. Ein derartiger Deckstrich könnte die Fähigkeit der antistatischen Beschichtung zur Verhinderung elektrostatischer Aufladungen einschränken.

Claims

Film mit antistatischen Eigenschaften, umfassend ein transparentes polymeres Substrat, welches eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, welches auf mindestens einer Oberfläche teilweise lichtundurchlässig gemacht wird, um lichtundurchlässige und lichtdurchlässige Regionen zu ergeben, und wobei sowohl die lichtundurchlässigen als auch die lichtdurchlässigen Regionen auf mindestens einer Oberfläche mit einer antistatischen Beschichtung beschichtet werden, welche mehr als 70%ige Lichtübertragung aufweist.
Film nach Anspruch 1, wobei die antistatische Beschichtung mehr als 80%ige Lichtübertragung aufweist.
Film nach Anspruch 1, wobei die antistatische Beschichtung mehr als 90%ige Lichtübertragung aufweist.
Film nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das Polymersubstrat ein Polymer umfasst, das aus den Ethylenhomopolymeren, Propylenhomopolymern, Interpolymeren aus Ethylen und Propylen, und Interpolymeren aus Ethylen oder Propylen mit einem oder mehreren C₄-C₁₀-α-Olefinen, Polyamiden, Polyestern, Polyacetalen, Polykarbonaten, Polyvinylchlorid und deren Gemische gewählt ist.
Film nach einem der Ansprüche 1–4, wobei das Polymersubstrat auf beiden Oberflächen teilweise lichtundurchlässig gemacht wird.
Film nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die lichtundurchlässig gemachten Regionen aus der Beschichtung des lichtdurchlässigen Polymersubstrats mit einer lichtundurchlässig machenden Beschichtung, aus der Integration einer oder mehrerer lichtundurchlässig machenden Schichten in den Film oder der Integration von Hohlraumbildnern ins Substrat resultieren, oder Kombinationen davon.
Film nach einem der Ansprüche 1–6, wobei die lichtundurchlässig gemachten und nicht lichtundurchlässig gemachten Regionen beider Oberflächen mit einer antistatischen Beschichtung versehen werden.
Film nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die antistatische Beschichtung farblos ist.
Film nach einem der Ansprüche 1–8, wobei das Polymersubstrat ein biaxial orientiertes Polypropylen umfasst.
Film nach einem der Ansprüche 1–9, wobei die antistatische Beschichtung eine Verbindung umfasst, die aus der Gruppe von langkettigen aliphatischen Aminen oder Amiden, quaternären Ammoniumsalzen, Polyethylenglykolestern und Polyolen gewählt ist.
Film nach einem der Ansprüche 1–10, wobei die antistatische Beschichtung ein oder mehrere Metall- oder Metalloid-Oxide aus der nachfolgenden Gruppe umfasst: Aluminium-, Antimon-, Barium-, Wismut-, Cadmium-, Kalzium-, Cerium-, Cäsium-, Chrom-, Kobalt-, Kupfer-, Dysprosium-, Erbium-, Gadolinium-, Germanium-, Hafnium-, Holmium-, Indium-, Iridium-, Eisen-, Lanthan-, Blei-, Lithium-, Lutetium-, Magnesium-, Mangan-, Molybdän-, Neodym-, Nickel-, Niob-, Palladium-, Kalium-, Praseodym-, Rhodium-, Rubidium-, Ruthenium-, Samarium-, Scandium-, Silizium-, Silber-, Natrium-, Strontium-, Tantal-, Terbium-, Thallium-, Zinn-, Titan-, Wolfram-, Vanadium-, Ytterbium-, Yttrium-, und Zirkonium-Oxide.
Film nach Anspruch 11, wobei das Metalloxid Indium-Zinnoxid umfasst.
Film nach Anspruch 12, wobei die ein oder mehreren Metalloxide in einem Harz dispergiert ist.
Film nach einem der Ansprüche 1–13, wobei die antistatische Beschichtung ein oder mehrere leitfähige Polymere umfasst.
Film nach Anspruch 14, wobei das leitfähige Polymer aus der nachfolgenden Gruppe gewählt ist: Polyfluorene, Polyphenylene, Polypyrene, Polyazulene, Polynapthalene, Polypyrole, Polycarbazole, Polyindole, Polyazepine, Polyaniline, Polythiophene, Poly(3,4-ethylendioxythiophen), Poly(p-phenylensulphid), Poly(acetylene) und Poly(p-phenylenvinylen).
Film nach einem der Ansprüche 1–15, wobei die antistatische Beschichtung eine Trockenschichtdicke von etwa 0,001–etwa 10 μm aufweist.
Film nach Anspruch 16, wobei die antistatische Beschichtung eine Trockenschichtdicke von etwa 1–etwa 6 μm aufweist.
Film nach einem der Ansprüche 1–17, wobei die antistatische Beschichtung einen Oberflächen Widerstand von weniger als 1 × 10¹⁰ Ohm/Quadrat, vorzugsweise weniger als 1 × 10⁸ Ohm/Quadrat aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Films mit antistatischen Eigenschaften, umfassend: (a) Bereitstellen eines Polymersubstrats, das eine lichtundurchlässig gemachte und nicht lichtundurchlässig gemachte Regionen aufweist, welches eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist; (b) wahlweises Drucken auf einer oder mehrere der lichtundurchlässig gemachten Regionen; (c) wahlweises Beschichten mindestens einer Oberfläche mit einer Schutzbeschichtung; und (d) Beschichten sowohl der lichtundurchlässig gemachten Regionen als auch der nicht lichtundurchlässig gemachten Regionen auf mindestens einer Oberfläche mit einer oder mehreren antistatischen Beschichtungen.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Schutzbeschichtung im Schritt (c) ein Lack, ein Harz, oder Mischungen davon ist.
Einsatz eines Antistatikfilms nach einem der Ansprüche 1–18 bei der Herstellung eines Sicherheitsdokuments.
Einsatz nach Anspruch 21, wobei das Sicherheitsdokument eine Banknote ist.
Erzeugnis, umfassend den Film nach einem der Ansprüche 1–18.
Artikel nach Anspruch 23, wobei das Erzeugnis eine Banknote ist.