EP1023499B2 - Verfahren zur Herstellung von Sicherheitsfolien - Google Patents

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EP1023499B2
EP1023499B2 EP98948925.7A EP98948925A EP1023499B2 EP 1023499 B2 EP1023499 B2 EP 1023499B2 EP 98948925 A EP98948925 A EP 98948925A EP 1023499 B2 EP1023499 B2 EP 1023499B2
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EP
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carrier film
printing
metal layer
inking
printed
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Walter Schneider
Theo Burchard
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Giesecke and Devrient GmbH
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Giesecke and Devrient GmbH
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/40Agents facilitating proof of genuineness or preventing fraudulent alteration, e.g. for security paper
    • D21H21/44Latent security elements, i.e. detectable or becoming apparent only by use of special verification or tampering devices or methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/14Security printing

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of films, such as security film for storage or application in or on securities, consisting of a translucent carrier film and a cover layer applied thereto, the coating-free areas in the form of letters, numbers, characters, points and / or patterns , which are clearly visible especially in transmitted light.
  • packaging material For the production of packaging material, it is from the DE-A-36 10 379 It is known to first print a printed image onto the films, as it will later appear as a negative image in the metal coating, and to apply the metal coating only in a second process step. For the application of the printed image while printing inks or paints are used, which have a low adhesion to the metal coating. The metal coating is then removed mechanically by the action of an air or liquid jet or also via a mechanical scraping device. Alternatively, it is also proposed to chemically dissolve the inks under the metal coating and to provide an ultrasonic source in the solution bath. The use of particularly brittle printing inks is known.
  • the film is steamed after printing with metal and pulled after evaporation over a sharp edge when using this color.
  • the brittle paint will break and flake away, taking along the overlying metal layer and also removing it.
  • an ultrasonic bath can also be used here for removing the metal layer over the lacquer print.
  • contour-sharp characters i. H. the edges of the negative representation should be smooth and linear.
  • the known methods are in need of improvement in this regard.
  • the known methods are also time-consuming and burden partly the environment.
  • the invention has for its object to provide a method by which negative representations can be generated in metal-coated films, which are characterized by a high contour sharpness.
  • the process should be simple and environmentally friendly.
  • Essential to the invention is the finding that a color printed in a printing process with a high pigment content of at least 10% by weight in the dry printing ink after drying on the printing substrate forms a raised inking which has a porous, porous structure with a large surface area ,
  • a covering layer of small thickness applied to such an application of paint does not result in a continuous, surface-covering coating, but covers the dried color body only partially because of its large surface area and porous structure, so that the color body remains at least partially accessible from the outside for solvent.
  • a water-soluble binder is used for the paint, the application of paint and, with the application of paint, also the covering layer deposited thereon can be washed out by exposure to water. The washing can be assisted by mechanical means.
  • cover layer opaque metal coatings such as aluminum, iron, cobalt or nickel coatings are used.
  • Such a method leads to surprisingly sharp and defined edge contours and is therefore particularly suitable for producing a negative writing for security threads, which are stored in securities, such as banknotes.
  • a translucent transparent carrier sheet 10 is provided.
  • the preferred material is polyester; Other plastics can also be used provided they are translucent, have sufficient strength, and have a surface that can be printed and coated with metal.
  • the thickness of the film is about 6 to 36 microns.
  • the film is usually used in the form of endless belts, since the process is preferably carried out continuously. In the event that security threads are to be produced, the strips are cut to size after their completion.
  • the film is printed in a first step with characters, symbols or patterns.
  • the printing can be done with a common printing method, but preferably a gravure cylinder is used, since in gravure printing particularly clear edge contours and a correspondingly high paint application can be achieved.
  • the ink used is a high-pigment color.
  • the pigment content based on the dry weight of the paint, should be between about 10% and 80%, preferably about 60%, to produce the porous structure.
  • pigments preference is given to choosing natural raw materials, preferably chalk, but also bentonite, aerosil and titanium dioxide. Suitable pigments are offered by Martinswerke under the name Pergopak, by Rohm & Haas under the name Rhopaque and by Degussa under the name Aerosil. In addition, organic particles such as uncooked starch can also be used. Due to the high pigment content, the paint forms a porous, porous structure with an irregular, comparatively high surface area after drying.
  • water-soluble binders are used, so that the paint can be redissolved with water and washed off.
  • a binder for example, cooked or dissolved starch, polyvinyl alcohol (PVA) or carboxymethyl cellulose (CMC) is suitable.
  • a suitable, preferably opaque metal layer is applied, which can be removed again in the areas of the paint application.
  • the film after drying in vacuo e.g. steamed with an approximately 0.1 micron layer of aluminum.
  • nickel or another suitable metal can also be used.
  • the in the Fig. 1 and 2 20 denoted metallic coating also deposits on the paint application 30; however, due to the porous structure and the associated high surface area of paint, it does not form a coherent layer there.
  • the coating particles here the metal particles that are vapor-deposited, deposit in the pores of the paint application 30.
  • the coating particles penetrate, so to speak, in the paint application 30, so that no coherent layer is produced on the surface.
  • the porous surface area into which the metal particles have penetrated and which consequently has no coherent metal layer is in Fig. 1 hatched and designated 40.
  • the printed with the high-pigmented ink carrier sheet is then subjected to a washing process.
  • the washing liquid can easily penetrate the discontinuous coating.
  • the wash cycle is followed by the metallization.
  • the action of the washing liquid can be assisted by mechanical means such as brushing, rolling or ultrasound.
  • water can be used as a washing liquid.
  • other binders would have a corresponding organic solvent be used.
  • the film web After washing out the ink, the film web is dried and cut to form, for example, security threads, which can then be stored in paper for banknotes.
  • the film web can also be formed as a transfer film, with the help of security elements of any shape can be transferred to security documents or any other products to be secured.
  • the use as label material is possible.
  • any other effect layer e.g. a print pattern, a diffractive optical effective layer (liquid crystal pigments, interference layers, holograms, etc.) was provided.
  • a diffractive optical effective layer liquid crystal pigments, interference layers, holograms, etc.
  • the described method results in particularly sharp and well-defined edge structures of the negative representations.
  • the sharpness of the printed symbols and / or patterns is therefore particularly good, and counterfeits that do not have this quality are easy to spot.
  • the advantage of the inventive method lies in its environmental compatibility. There is no need to use harmful chemicals. Because of the use of water-soluble paints, the washed-out pigments can be removed from the wastewater by known methods. It has also been found that the inventive method is less time-consuming compared to other methods.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Folien, wie Sicherheitsfolie zur Einlagerung oder Aufbringung in oder auf Wertpapiere, bestehend aus einer transluzenten Trägerfolie und einer darauf aufgebrachten Abdeckschicht, die beschichtungsfreie Bereiche in Form von Buchstaben, Zahlen, Zeichen, Punkten und/ oder Mustern aufweist, die insbesondere im Durchlicht klar zu erkennen sind.
  • Sicherheitsfolien in Form von Fäden oder Bändern, die in Wertpapiere, wie Banknoten, Schecks, Identitäts-, Kreditkarten und dergleichen eingebettet werden, sind bekannt. Zur Erhöhung der Sicherheit und als Fälschungsschutz sind derartige Fäden häufig mit einer sogenannten Negativschrift versehen. Diese Schrift wird durch metallfreie Bereiche in einer ansonsten vollflächigen metallischen Beschichtung des die Fäden bildenden, lichtdurchlässigen Trägermaterials gebildet. Hält man ein Wertpapier, das einen derartigen Faden enthält, gegen das Licht, so erscheint der Faden an sich wegen der opaken metallischen Beschichtung dunkel. Die metallfreien Bereiche heben sich vor diesem dunklen Hintergrund hell und kontrastierend ab. Bilden diese metallfreien Bereiche einen Schriftzug, so bildet das Wiedererkennen eines solchen Schriftzugs einen hervorragenden Schutz gegen Fälschungen.
  • Zur Herstellung derartiger Sicherheitsfolien und Sicherheitsfäden sind eine Reihe von Verfahren bekannt. In der EP-A-0 330 733 sind mehrere Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben. Neben den konventionellen Ätzverfahren wird auch auf ein Herstellverfahren verwiesen, bei dem auf die metallbeschichtete Seite der Folie eine Druckfarbe aufgedruckt wird, die thermoplastische Eigenschaften besitzt und bei höheren Temperaturen erweicht und klebrig wird. Kaschiert man eine so vorbehandelte Folie unter Anwendung von Wärme und Druck gegen eine zweite unbehandelte Folienbahn, so haften die beiden Folien im Bereich der aufgedruckten Schriftzeichen oder Muster aneinander. Beim Trennen der beiden Folien werden dann aus der Metallbeschichtung die den Zeichen oder Mustern entsprechenden Bereiche herausgelöst.
  • Zur Herstellung von Verpackungsmaterial ist es aus der DE-A-36 10 379 bekannt, auf die Folien zunächst ein Druckbild aufzudrucken, wie es später in der Metallbeschichtung als Negativbild erscheinen soll und erst in einem zweiten Verfahrensschritt die Metallbeschichtung aufzubringen. Für die Aufbringung des Druckbildes werden dabei Druckfarben oder Lacke verwendet, die zur Metallbeschichtung eine geringe Haftung aufweisen. Die Metallbeschichtung wird dann mechanisch durch Einwirkung eines Luft- oder Flüssigkeitsstrahls oder auch über eine mechanische Schabeinrichtung entfernt. Alternativ wird auch vorgeschlagen, die Druckfarben unter der Metallbeschichtung chemisch anzulösen und im Lösungsbad eine Ultraschallquelle vorzusehen. Auch die Verwendung von besonders spröden Druckfarben ist bekannt. Zur Herstellung der Negativschrift wird bei Verwendung dieser Farbe die Folie nach dem Bedrucken mit Metall bedampft und nach der Bedampfung über eine scharfe Kante gezogen. Dabei wird der spröde Lack brechen und abplatzen, wobei die darüberliegende Metallschicht mitgenommen und ebenfalls entfernt wird. Alternativ kann auch hier ein Ultraschallbad zur Entfernung der Metallschicht über dem Lackaufdruck eingesetzt werden.
  • Beim Einsatz von Sicherheitsfäden in Wertpapieren wird insbesondere auf konturenscharfe Zeichen Wert gelegt, d. h. die Ränder der Negativdarstellung sollen glatt und linienförmig begrenzt sein. Die bekannten Verfahren sind in dieser Hinsicht verbesserungsbedürftig. Die bekannten Verfahren sind überdies zeitaufwendig und belasten zum Teil die Umwelt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem Negativdarstellungen in metallbeschichteten Folien erzeugt werden können, die sich durch eine hohe Konturenschärfe auszeichnen. Darüber hinaus soll das Verfahren einfach und umweltverträglich sein.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Wesentlich für die Erfindung ist die Erkenntnis, daß eine in einem Druckverfahren verdruckte Farbe mit einem hohen Pigmentanteil von wenigstens 10 Gew.% in der trockenen Druckfarbe nach dem Trocknen auf der Druckunterlage einen erhabenen Farbauftrag bildet, der eine poröse, porige Struktur mit großer Oberfläche besitzt. Eine auf einen solchen Farbauftrag aufgebrachte Abdeckschicht geringer Dicke führt zu keiner durchgehenden, flächendeckenden Beschichtung, sondern deckt den getrockneten Farbkörper wegen dessen großer Oberfläche und porösen Struktur nur teilweise ab, so daß der Farbkörper zumindest teilweise von außen für Lösungsmittel leicht zugänglich bleibt. Verwendet man für die Farbe ein wasserlösliches Bindemittel, so kann der Farbauftrag und mit dem Farbauftrag auch die darauf abgelagerte Abdeckschicht durch Beaufschlagung mit Wasser ausgewaschen werden. Das Auswaschen kann durch mechanische Mittel unterstützt werden. Als Abdeckschicht werden opake Metallbeschichtungen, wie z.B. Aluminium-, Eisen-, Cobalt- oder Nickelbeschichtungen eingesetzt. Ein solches Verfahren führt zu überraschend scharfen und definierten Kantenkonturen und eignet sich daher besonders zur Herstellung einer Negativschrift für Sicherheitsfäden, die in Wertpapiere, wie Banknoten eingelagert werden.
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
  • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Schnitts durch die bedruckte und metallbeschichtete Trägerfolie vor dem Auswaschen und
    Fig. 2
    die gleiche Ansicht, jedoch nach dem Auswaschen.
  • Zunächst wird eine lichtdurchlässige transparente Trägerfolie 10 bereitgestellt. Das bevorzugte Material ist Polyester; andere Kunststoffe, können ebenfalls verwendet werden, vorausgesetzt, sie sind lichtdurchlässig, haben eine ausreichende Festigkeit und eine Oberfläche, die sich bedrucken und mit Metall beschichten läßt. Die Dicke der Folie beträgt etwa 6 bis 36 µm.
  • Die Folie wird üblicherweise in Form endloser Bänder verwendet, da das Verfahren vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt wird. Für den Fall, daß Sicherheitsfäden hergestellt werden sollen, werden die Bänder nach ihrer Fertigstellung entsprechend zugeschnitten.
  • Die Folie wird in einem ersten Schritt mit Schriftzeichen, Symbolen oder Mustern bedruckt. Das Bedrucken kann mit einem gängigen Druckverfahren erfolgen, jedoch wird vorzugsweise ein Tiefdruckzylinder eingesetzt, da beim Tiefdrucken besonders klare Kantenkonturen und ein entsprechend hoher Farbauftrag erreicht werden können. Als Druckfarbe wird eine Farbe mit einem hohen Pigmentanteil verwendet. Der Pigmentanteil, bezogen auf das Trockengewicht der Farbe, sollte zur Erzeugung der porösen Struktur etwa zwischen 10 % und 80 %, bevorzugt bei etwa 60 % liegen.
  • Als Pigmente werden vorzugsweise natürliche Rohstoffe gewählt, vorzugsweise Kreide, aber auch Bentonit, Aerosil und Titandioxid. Geeignete Pigmente werden von den Martinswerken unter dem Namen Pergopak, von Rohm & Haas unter dem Namen Rhopaque und von der Degussa unter dem Namen Aerosil angeboten. Darüber hinaus können auch organische Partikel, wie ungekochte Stärke verwendet werden. Durch den hohen Pigmentanteil bildet die Farbe nach dem Trocknen eine porige, poröse Struktur mit einer unregelmäßigen, vergleichsweise hohen Oberfläche.
  • Für die Druckfarbe werden wasserlösliche Bindemittel verwendet, so daß der Farbauftrag mit Wasser wieder gelöst und abgewaschen werden kann. Als derartiges Bindemittel eignet sich beispielsweise gekochte bzw. gelöste Stärke, Polyvinylalkohol (PVA) oder Carboximethylcellulose (CMC).
  • In einem Druckwerk werden diejenigen Bereiche der Trägerfolie bedruckt, die später die metallfreien Bereiche der Folie bilden sollen und die, wegen der Lichtdurchlässigkeit der Trägerfolie, im Durchlicht hell und kontrastierend gegen die Umgebung der Beschichtung erkennbar sein sollen. Nach dem Trocknen hat der Farbauftrag eine porige, poröse Struktur und ein erhabenes Profil. Ein Querschnitt durch einen solchen Farbauftrag 30 zeigt Fig. 1.
  • Nach dem Trocknen des Farbauftrages wird eine geeignete, bevorzugt opake Metallschicht aufgebracht, die in den Bereichen des Farbauftrages wieder entfernt werden kann. Hierzu wird die Folie nach dem Trocknen im Vakuum z.B. mit einer ca. 0,1 µm Schicht aus Aluminium bedampft. Statt Aluminium kann auch Nickel oder ein anderes geeignetes Metall eingesetzt werden.
  • Die in den Fig. 1 und 2 mit 20 gekennzeichnete metallische Beschichtung lagert sich auch auf dem Farbauftrag 30 ab; allerdings bildet sie dort infolge der porösen Struktur und der damit verbundenen hohen Oberfläche des Farbauftrags keine zusammenhängende Schicht. Denn bei der Beschichtung des Farbauftrags 30 lagern sich die Beschichtungspartikel, hier die Metallpartikel, die aufgedampft werden, in den Poren des Farbauftrags 30 ab. Damit dringen die Beschichtungspartikel sozusagen in den Farbauftrag 30 ein, so daß an der Oberfläche keine zusammenhängende Schicht erzeugt wird. Der poröse Oberflächenbereich, in den die Metallpartikel eingedrungen sind und der demzufolge keine zusammenhängende Metallschicht aufweist, ist in Fig. 1 schraffiert dargestellt und mit 40 bezeichnet.
  • Die mit der hochpigmentierten Druckfarbe bedruckte Trägerfolie wird anschließend einem Waschvorgang unterzogen. Bei diesem Waschvorgang kann die Waschflüssigkeit die nicht zusammenhängende Beschichtung leicht durchdringen. Es gelingt somit leicht, die Druckzeichen zusammen mit der nicht zusammenhängenden Metallschicht abzuwaschen.Vorzugsweise wird der Waschgang der Metallisierung nachgeschaltet. Die Wirkung der Waschflüssigkeit kann durch mechanische Mittel, wie Bürsten, Walzen oder Ultraschall unterstützt werden.
  • Wegen der Verwendung eines wasserlöslichen Bindemittels für die Farbe kann Wasser als Waschflüssigkeit eingesetzt werden. Bei Verwendung anderer Bindemittel müsste ein entsprechendes organisches Lösungsmittel verwendet werden. Durch die Behandlung der Folie mit der Waschflüssigkeit, eventuell unterstützt durch mechanische Mittel, wird die Farbe 30 zusammen mit dem in den Farbauftrag eingedrungenen Metallauftrag 40 schonend und restlos von der Trägerfolie 10 entfernt.
  • Nach dem Auswaschen der Farbe wird die Folienbahn getrocknet und zugeschnitten, um beispielsweise Sicherheitsfäden zu bilden, die dann in Papier für Banknoten eingelagert werden können. Die Folienbahn kann allerdings auch als Transferfolie ausgebildet werden, mit deren Hilfe Sicherheitselemente beliebiger Form auf Sicherheitsdokumente oder beliebige andere zu sichernde Produkte übertragen werden können. Auch der Einsatz als Etikettenmaterial ist möglich.
  • Ebenso ist es möglich, das beschriebene Verfahren auf Folien anzuwenden, die zuvor mit einer beliebigen anderen Effektschicht, wie z.B. einem Druckmuster, einer beugungsoptisch wirksamen Schicht (Flüssigkristallpigmente, Interferenzschichten, Hologramme etc.) versehen wurde.
  • Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, ergibt das beschriebene Verfahren besonders scharfe und gut definierte Kantenstrukturen der Negativdarstellungen. Die Konturenschärfe der aufgedruckten Zeichensymbole und/oder -muster ist daher besonders gut und Fälschungen, die diese Qualität nicht aufweisen, sind leicht zu erkennen.
  • Wie beschrieben, liegt der Vorzug des erfinderischen Verfahrens auch in seiner Umweltverträglichkeit. Es brauchen keine schädlichen Chemikalien eingesetzt zu werden. Wegen der Verwendung wasserlöslicher Farben können die ausgewaschenen Pigmente mit bekannten Verfahren aus dem Abwasser entfernt werden. Auch hat sich gezeigt, daß das erfinderische Verfahren verglichen mit anderen Verfahren weniger zeitaufwendig ist.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung von Folien, vorzugsweise Sicherheitsfolien für Wertpapiere, bestehend aus einer transluzenten Trägerfolie und einer darauf aufgebrachten Mettalschicht, die beschichtungsfreie Bereiche in Form von Buchstaben, Zahlen, Zeichen, Punkten und/ oder Mustern etc. aufweist, die insbesondere im Durchlicht klar zu erkennen sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    a) Bereitstellen der Trägerfolie;
    b) Bedrucken der Trägerfolie mit Buchstaben, Zahlen, Zeichen, Punkten und/ oder Mustern etc.;
    c) Verwendung einen wasserlöslichen Druckfarbe mit einem hohen Pigmentanteil, der in der trockenen Druckfarbe wenigstens 10 Gew.% beträgt;
    d) Trocknen der Druckfarbe zur Bildung eines porigen, erhabenen Farbauftrags;
    e) Aufdampfen einer dünnen Metallschicht auf der bedruckten Trägerfolie, die infolge des porigen, erhabenen Farbauftrags in den bedruckten Bereich nicht zusammenhängend ist, wobei die Dicke der aufgedampften Metallschicht etwa 0,1 µm beträgt;
    f) Entfernen des Farbauftrags und der in den bedruckten Bereichen der Trägerfolie auf dem Farbauftrag befindlichen bzw. in den Farbauftrag eingedrungenen Metallschicht durch Auswaschen mit Wasser, eventuell kombiniert mit mechanischer Einwirkung;
    g) Trocknen und gegebenenfalls Zuschneiden der Trägerfolie.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht, eine Aluminium- oder Nickelschicht ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie in Form eines endlosen Bandes bereitgestellt wird und das Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfarbe Stärke, Polyvinylalkohol oder Carboximethylcellulose als Bindemittel enthält.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Pigmente natürliche Rohstoffe gewählt werden, vorzugsweise aus der Gruppe Kreide, Bentonit, Aerosil und Titandioxid.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pigmentpartikel einen mittleren äquivalenten Durchmesser von 0,1 bis 15 µm aufweisen.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedrucken der Trägerfolie im Tiefdruck erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswaschen durch mechanische Mittel, wie eine rotierende Walze, Bürste oder Ultraschall unterstützt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie in Schritt g) von Anspruch 1 zu Sicherheitsfäden geschnitten wird, die eine Breite von höchstens 5 mm aufweisen.
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