EP1291463B1 - Verfahren zur Herstellung einer selektiv metallisierten Folie, und dessen Produkte - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer selektiv metallisierten Folie, und dessen Produkte Download PDF

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EP1291463B1
EP1291463B1 EP02019580.6A EP02019580A EP1291463B1 EP 1291463 B1 EP1291463 B1 EP 1291463B1 EP 02019580 A EP02019580 A EP 02019580A EP 1291463 B1 EP1291463 B1 EP 1291463B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
accordance
carrier substrate
ink
metal
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02019580.6A
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English (en)
French (fr)
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EP1291463A1 (de
Inventor
Friedrich Dr. Kastner
Martin Dr. Bergsmann
Roland Einsiedler
Johann Hillburger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hueck Folien GmbH
Original Assignee
Hueck Folien GmbH
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Publication date
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0027—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using protective coatings or layers by lamination or by fusion of the coatings or layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
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    • B42D25/355—Security threads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/83—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with metals; with metal-generating compounds, e.g. metal carbonyls; Reduction of metal compounds on textiles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06Q—DECORATING TEXTILES
    • D06Q1/00—Decorating textiles
    • D06Q1/04—Decorating textiles by metallising
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP 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
    • D21H21/00—Non-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
    • D21H21/14—Non-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
    • D21H21/40—Agents facilitating proof of genuineness or preventing fraudulent alteration, e.g. for security paper
    • D21H21/42—Ribbons or strips
    • B42D2033/10—

Definitions

  • the invention relates to a selectively metallized film, in particular for use as a security element, in particular in value documents, as well as a method for producing the selectively metallized film.
  • security elements in particular security threads consisting of a translucent plastic film, an over the entire security element extending opaque coating having recesses in the form of the introduced coding, in particular in the form of characters and patterns known.
  • coloring and / or luminescent substances may be present at least in the regions defined by the recesses, by means of which the coding differs from the opaque coating under the corresponding influence of light in contrasting color.
  • the DE-A-197 39 193 describes security films for securities in which a metallic coating is applied to a translucent film, which is not full-surface in the finished film, but has recesses that are clearly visible in transmitted light.
  • the preparation of this film takes place in that a carrier film is printed with a highly pigmented printing ink, wherein the inking is not carried out over the entire surface, the ink is dried to form a porous paint, then a metallic cover layer is applied and in a further step, the highly pigmented ink by washing is removed with a solvent, optionally also under mechanical action.
  • the metallic cover layer mitentfernt also, whereby the recognizable in transmitted light recesses are formed.
  • the ink which has been printed with a high pigment content after drying is formed on the printing substrate with a raised application of paint having a porous, porous structure with a high surface area.
  • a covering layer of small thickness applied to such a paint application does not result in a continuous, area-covering coating, but covers the dried solid body only partially because of its large surface area and porous structure, so that the color body is at least partially readily accessible from the outside for solvents remains.
  • a method for producing a decorated film having a metal layer with a predetermined pattern will be described.
  • a base film is provided with a metal layer which is then provided with a water-insoluble resin, whereupon the metal layer printed with the resin layer is immersed in an aqueous alkaline or acidic solution to dissolve and remove the metal layer which does not coexist the resinous pattern is covered.
  • security elements for use as security elements for value documents, in particular banknotes, identity documents and the like, it is necessary that these security elements, for example in thread or tape form as inconspicuous as possible in the carrier, in particular paper or the like, can be integrated. Therefore, it is necessary to strive for the smallest possible thickness of the security elements. Furthermore, however, at the same time a great precision in the dimensions of the recesses to be produced is necessary to ensure sufficient security against counterfeiting, since irregularities in the dimensions of the recesses forming a coding make it difficult to clearly establish the authenticity or any imitation. Furthermore, it is sometimes also desirable to register corresponding coatings and codings on both sides of the carrier substrate of the security element in order to ensure a mutual identification of the authenticity.
  • the object of the invention is therefore to provide metallized films and a process for their preparation, which avoids the disadvantages described above and, in particular, due to the small thickness and high precision at the same time are particularly suitable as security elements to be integrated into value documents.
  • the invention therefore provides a selectively metallised film produced by a process of claims 1 to 10.
  • the subject matter is a process for the production of a selectively metallized film, characterized in that a carrier substrate in a first step, a solvent-soluble inking in the form of an inverse coding is applied to one or both sides of the carrier substrate, in a second step, this layer is treated by means of a corona or flame process, and in a third step, a functional layer of a material to be structured is applied, this layer consisting of metals, metal compounds or alloys and having a thickness of 0.001 to 50 ⁇ m, whereupon in a fourth step the paint application is removed by means of a solvent combined with a mechanical action, characterized in that the method steps 1 to 4 are carried out at least twice.
  • Encoding is understood below to mean characters, patterns, images, lines and the like.
  • carrier foils are preferably flexible plastic foils, for example, from Pl, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC in question.
  • the carrier films preferably have a thickness of 5 to 700 .mu.m, preferably 8 to 200 .mu.m, more preferably 12 to 50 .mu.m.
  • metal foils for example Al, Cu, Sn, Ni, Fe or stainless steel foils having a thickness of 5-200 ⁇ m, preferably 10 to 80 ⁇ m, particularly preferably 20-50 ⁇ m, may also serve as the carrier substrate.
  • the films can also be surface-treated, coated or laminated, for example, with plastics or painted.
  • carrier substrates also paper or composites with paper, for example, composites with plastics with a grammage 20-500 g / m 2, preferably 40-200 g / m 2. be used.
  • nonwovens such as continuous fiber webs, staple fiber webs and the like, which may optionally be needled or calendered, can be used as carrier substrates.
  • nonwovens consist of plastics, such as PP, PET, PA, PPS and the like, but it is also possible to use nonwovens of natural, optionally treated fibers, such as viscose fiber webs.
  • the nonwovens used have a basis weight of about 20 g / m 2 to 500 g / m 2 .
  • the lacquer layer can be, for example, an adhesive lacquer layer or a release-transfer lacquer layer, it can be thermally or reactively crosslinked or crosslinkable by radiation, for example UV radiation, or additional properties such as scratch resistant and / or antistatic equipment or chemical resistance.
  • radiation for example UV radiation
  • Both aqueous and solvent-based coating systems are suitable, in particular coating systems based on PE acrylate, PET acrylate, urethane acrylate, PVC, PMMA or epoxy acrylate.
  • the carrier substrate may be provided on one or both sides with a hot or cold seal adhesive or a self-adhesive coating.
  • plastic films and metal foils are particularly preferred, but nonwovens are also well suited for security features in textiles.
  • the surface of the carrier substrate may be structured or unstructured, or be embossed, for example, with micro- or macro-lines, that is to say two or three-dimensional structures may possibly be present on the surface.
  • the application of the paint can be done by any method, for example by gravure printing, flexographic printing, screen printing, digital printing and the like.
  • the color or lacquer used is soluble in a solvent, preferably water, but it is also possible to use a dye soluble in any solvent, for example in alcohol, esters and the like.
  • the color or the colored lacquer can be customary compositions based on natural or artificial macromolecules.
  • the soluble color may be pigmented or unpigmented.
  • pigments all known pigments can be used. Particularly suitable are TiO 2 , ZnS, kaolin and the like.
  • the printed carrier substrate is treated by means of a corona or flame process.
  • High-energy plasma for example Ar or Ar / O 2 plasma, cleans the surface of toning residues of the printing inks. The necessary sharp delimitation of the contours of the recesses, which is necessary for the necessary precision of the coding is achieved.
  • the surface is activated. In this case, terminal polar groups on the Surface generated. This improves the adhesion of metals and the like to the surface.
  • a thin metal or metal oxide layer can be applied as adhesion promoter, for example by sputtering or vapor deposition.
  • adhesion promoter particularly suitable are Cr, Al, Ag, Ti, Cu, TiO 2 , Si oxides or chromium oxides.
  • This adhesion promoter layer generally has a thickness of 0.1 nm to 5 nm, preferably 0.2 nm to 2 nm, particularly preferably 0.2 to 1 nm.
  • This layer consists of a metal, a metal compound, an alloy or an insulator.
  • the metal layer layers of Al, Cu, Fe, Ag, Au, Cr, Ni, Zn and the like are suitable.
  • suitable metal compounds are oxides or sulfides of metals, in particular TiO 2 , Cr oxides, ZnS, ZnO, Al 2 O 3 or silicon oxides.
  • Suitable alloys are, for example, Cu-Al alloys, Cu-Zn alloys and the like.
  • the radiation-curing can be, for example, by heat or UV radiation, suitable.
  • This functional layer may be applied by known methods such as sputtering, sputtering, printing (gravure, flexo, screen, digital printing and the like), spraying, electroplating and the like.
  • the Thickness of the functional layer is 0.001 to 50 ⁇ m, preferably 0.1 to 20 ⁇ m.
  • the color layer is removed by a suitable solvent, which is adapted to the composition of the color layer.
  • a suitable solvent which is adapted to the composition of the color layer.
  • the application of paint is preferably water-soluble.
  • the separation can be supported by mechanical action.
  • the functional layer or, if the method described is used several times, the respective functional layers can be applied over the entire surface or partially onto the carrier substrate, in particular the carrier foil.
  • the layers applied to each other may have different properties.
  • different properties of the individual layers for example layers having different conductivity, magnetizability, optical properties, absorption behavior and the like, it is possible to produce constructions for security elements with several precise authenticity features, for example.
  • the process steps can be repeated as often as desired, wherein, for example, in full-surface application of a functional layer of the paint can be omitted if necessary, the inline plasma, corona or Flame treatment may optionally be advantageous with simultaneous application of an adhesion promoter.
  • the coated film produced in this way can also be protected by a protective lacquer layer or further refined, for example, by laminating or the like.
  • the metallized films according to the invention are used in particular as security elements, in particular in value documents and data carriers, for example banknotes, securities, identity documents, cards and the like, or as security elements or security labels in packaging, textiles, seals and the like.
  • the films of the invention are particularly suitable for embedding in banknotes and the like.
  • the product can be applied with a sealable adhesive, such as a hot or cold seal adhesive to the appropriate substrate, or embedded in paper for security papers by conventional methods, for example.
  • sealants can be equipped with visible or visible in the UV light, fluorescent, phosphorescent or laser and IR radiation absorbing features to increase the security against counterfeiting.
  • These features may also be present in the form of patterns or characters or show color effects, in principle any number of colors, preferably 1 to 10 colors or color mixtures, are possible.
  • the carrier substrate may be removed after application or remain on the product in one-sided coating.
  • the carrier film may optionally be specially equipped on the uncoated side, for example, scratch-resistant, antistatic and the like. The same applies to a possible lacquer layer on the carrier substrate.
  • a water-soluble ink layer based on a thickness of 3 microns is applied by gravure, with recesses are provided in the form of letters.
  • the printed film is subjected to a low-pressure plasma process with Ar plasma and simultaneously applied a layer of Cr as a primer with a thickness of 0.3 nm. Then it is steamed with Al.
  • the layer thickness of the vapor-deposited layer is 0.2 ⁇ m.
  • the film is washed with water and thus the paint application is removed with the adhesion promoter on the paint application and the metal layer located in this area.
  • the finished product has a selective Al coating with a coding in the form of letters.
  • a water-soluble ink based on 9 wt% TiO 2 pigments with recesses in the form of defined lines is applied.
  • the printed film is subjected to a corona process and at the same time a layer of silicon dioxide is applied as a primer with a thickness of 0.3 nm.
  • the thus treated film is vapor-deposited with Cu, wherein the thickness of the layer is 0.5 microns.
  • the film is washed with water and thus the paint application is removed with the adhesion promoter on the paint application and the metal layer located in this area.
  • the film now has a selective metallic coating in the form of defined lines.
  • a film prepared according to Example 1 is subjected to a plasma treatment with Ar / O 2 plasma and then printed over the entire surface of a functional layer of a urethane coating system by gravure printing. Subsequently, the thus treated film is provided with a paint application with an alcohol-soluble ink with 10% ZnS as a pigment, wherein partially with the recesses of the first inking overlapping recesses are provided in the form of a pattern. Subsequently, the film is again subjected to a plasma treatment with Ar / O 2 plasma and simultaneously applied a 0.2 nm thick layer of chromium (III) oxide as a primer. Subsequently, a layer of Al is sprayed with a layer thickness of 0.2 microns. Subsequently, a washing process is carried out with alcohol, which in turn the paint application is replaced with the layers thereon.
  • the one film is produced analogously to Example 1, wherein, however, all the process steps described there are performed on both sides of the carrier film registration and registration.
  • the film thus produced is then provided with a protective lacquer layer with a fluorescent color in UV light.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine selektiv metallisierte Folie, insbesondere zur Verwendung als Sicherheitselement, insbesondere in Wertdokumenten, sowie ein Verfahren zur Herstellung der selektiv metallisierten Folie.
  • Aus der EP - A 0 330 733 sind Sicherheitselemente, insbesondere Sicherheitsfäden bestehend aus einer lichtdurchlässigen Kunststofffolie, einer sich über das gesamte Sicherheitselement erstreckenden opaken Beschichtung, die Aussparungen in Form der einzubringenden Kodierung, insbesondere in Form von Zeichen und Mustern aufweist, bekannt. Zumindest in den durch die Aussparungen definierten Bereichen können deckungsgleich farbgebende und/oder lumineszierende Substanzen vorhanden sein, durch die sich die Codierung von der opaken Beschichtung unter entsprechendem Lichteinfluss in farblich kontrastierender Form unterscheidet.
  • Aus der WO 99/13157 sind Sicherheitsfolien für Wertpapiere bekannt, bei denen auf einer transluzenten Folie eine metallische Beschichtung aufgebracht wird, die in der fertigen Folie nicht vollflächig ist, sondern Aussparungen aufweist, die im Durchlicht klar erkennbar sein sollen. Die Herstellung dieser Folien erfolgt dadurch, dass eine Trägerfolie mit einer hochpigmentierten Druckfarbe bedruckt wird, wobei der Farbauftrag nicht vollflächig erfolgt, die Druckfarbe unter Bildung eines porigen Farbauftrags getrocknet wird, anschließend eine metallische Deckschicht aufgebracht wird und in einem weiteren Schritt die hochpigmentierte Druckfarbe durch Auswaschen mit einem Lösungsmittel, gegebenenfalls auch unter mechanischer Einwirkung entfernt wird. Damit wird auch in jenen Bereichen, in denen die Druckfarbe entfernt wird, die metallische Abdeckschicht mitentfernt, wodurch die im Durchlicht erkennbaren Aussparungen gebildet werden. Die metallische Abdeckschicht weist eine Dicke von 0,01 bis 1 µm auf.
  • Die DE-A-197 39 193 beschriebt Sicherheitsfolien für Wertpapiere, bei denen auf eine transluzente Folie eine metallische Beschichtung aufgebracht wird, die in der fertigen Folie nicht vollflächig ist, sondern Aussparungen aufweist, die im Durchlicht klar erkennbar sind. Die Herstellung dieser Folie erfolgt dadurch, dass eine Trägerfolie mit einer hochpigmentierten Druckfarbe bedruckt wird, wobei der Farbauftrag nicht vollflächig erfolgt, die Druckfarbe unter Bildung eines porigen Farbauftrags getrocknet wird, anschließend eine metallische Deckschicht aufgebracht wird und in einem weiteren Schritt die hochpigmentierte Druckfarbe durch Auswaschen mit einem Lösungsmittel, gegebenenfalls auch unter mechanischer Einwirkung entfernt wird. Damit wird auch in jenen Bereichen, in denen die Druckfarbe entfernt wird, die metallische Abdeckungsschicht auch mitentfernt, wodurch die im Durchlicht erkennbaren Aussparungen gebildet werden.
    Mit diesem Verfahren wird die durch verdruckte Farbe mit einem hohen Pigmentanteil nach dem Trocknen auf der Druckunterlage ein erhabener Farbauftrag gebildet, der eine poröse, porige Struktur mit großer Oberfläche besitzt. Eine auf einen solchen Farbauftrag aufgebrachte Abdeckschicht geringer Dicke, beispielsweise eine Metallbeschichtung, führt zu keiner durchgehenden, flächendeckenden Beschichtung, sondern deckt den getrockneten Festkörper wegen dessen großer Oberfläche und porösen Struktur nur teilweise ab, so dass der Farbkörper zumindest teilweise von außen für Lösungsmittel leicht zugänglich bleibt.
  • In der US 4 242 378 wird ein Verfahren zur Herstellung eines verzierten Films mit einer Metallschicht mit einem vorgegebenen Muster beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Basisfilm mit einer Metallschicht versehen, die dann mit einem wasserunlöslichen Harz versehen wird, woraufhin, die mit der Harzschicht bedruckte Metallschicht in eine wässerige alkalische oder saure Lösung getaucht wird, um die Metallschicht zu lösen und zu entfernen, die nicht mit dem harzförmigen Muster bedeckt ist.
  • Für die Anwendung als Sicherheitselemente für Wertdokumente, insbesondere Banknoten, Ausweisdokumente und dergleichen ist es erforderlich, dass diese Sicherheitselemente, beispielsweise in Faden oder Bandform möglichst unauffällig in den Träger, im speziellen Papier oder ähnlichem, integriert werden können. Daher ist es erforderlich eine möglichst geringe Dicke der Sicherheitselemente anzustreben. Ferner ist jedoch gleichzeitig auch eine große Präzision in den Abmessungen der zu erzeugenden Aussparungen nötig um eine ausreichende Fälschungssicherheit zu gewährleisten, da Unregelmäßigkeiten in den Dimensionen der Aussparungen, die eine Codierung bilden, eine eindeutige Feststellung der Echtheit oder einer etwaigen Nachahmung erschweren.
    Ferner ist es manchmal auch wünschenswert, entsprechende Beschichtungen und Codierungen auf beiden Seiten des Trägersubstrats des Sicherheitselements passergenau aufzubringen, um eine beiderseitige Identifizierung der Echtheit zu gewährleisten.
  • Dies ist mit den Verfahren des Standes der Technik jedoch nicht ausreichend möglich, da entweder die Dicke das Sicherheitselements für die gewünschte Anwendung zu groß ist, andererseits bei geringerer Dicke eine ausreichende Präzision nicht gewährleistet werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, metallisierte Folien und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, die die oben beschriebenen Nachteile vermeidet und insbesondere aufgrund der geringen Dicke und gleichzeitig hohen Präzision besonders geeignet sind als Sicherheitselemente in Wertdokumente integriert zu werden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung eine metallisierte Folie und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, wobei die Folie nahezu unabhängig vom Trägermaterial strukturierte Schichten aus verschiedenen Metallen, Metallverbindungen, Legierungen oder Isolatoren auf einer oder beiden Seiten des Trägersubstrats aufweist, wobei die strukturierten Schichten gegebenenfalls passergenau herstellbar sein sollen.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher eine selektiv metallisierte Folie hergestellt nach einem Verfahren der Ansprüche 1bis 10.
  • Gegenstand ist ein Verfahren zur Herstellung einer selektiv metallisierten Folie, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Trägersubstrat
    in einem ersten Schritt auf einer oder beiden Seiten des Trägersubstrats ein in einem Lösungsmittel löslicher Farbauftrag in Form einer inversen Codierung aufgebracht wird,
    in einem zweiten Schritt diese Schicht mittels eines Corona- oder Flammprozesses behandelt wird und
    in einem dritten Schritt eine funktionelle Schicht eines zu strukturierenden Materials aufgebracht wird, wobei diese Schicht aus Metallen, Metallverbindungen oder Legierungen besteht und eine Dicke von 0,001 bis 50 µm aufweist,
    worauf in einem vierten Schritt der Farbauftrag mittels eines Lösungsmittels, kombiniert mit einer mechanischen Einwirkung entfernt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte 1 bis 4 mindestens 2mal durchgeführt werden.
  • Durch mehrfache Anwendung dieses Verfahrens und passergenauen Druck sowohl im Längs- als auch im Seitenregister können funktionelle Multilayer-Folien aufgebaut werden. Im Prinzip sind damit beliebig viele Schichten realisierbar. Insbesondere können auch zwischen den einzelnen Schichten partielle oder vollflächige Lack- und/oder Folienschichten aufgebracht werden.
  • Unter Codierung werden im folgenden Zeichen, Muster, Bilder, Linien und dergleichen verstanden.
  • Als Trägersubstrat kommen beispielsweise Trägerfolien vorzugsweise flexible Kunststofffolien, beispielsweise aus Pl, 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.
    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.
    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.
    Ferner können als Trägersubstrate Vliese, wie Endlosfaservliese, Stapelfaservliese und dergleichen, die gegebenenfalls vernadelt oder kalandriert sein können, verwendet werden. Vorzugsweise bestehen solche Vliese aus Kunststoffen, wie PP, PET, PA, PPS und dergleichen, es können aber auch Vliese aus natürlichen, gegebenenfalls behandelten Fasern, wie Viskosefaservliese eingesetzt werden. Die eingesetzten Vliese weisen ein Flächengewicht von etwa 20 g/m2 bis 500 g/m2 auf.
  • Die Trägersubstrate können zusätzlich eine Lackschicht aufweisen, die unstrukturiert oder strukturiert, beispielsweise geprägt sein kann Die Lackschicht kann beispielsweise eine haftende Lackschicht oder eine releasefähige Transferlackschicht sein, sie kann durch Strahlung, beispielsweise UV-Strahlung, thermisch oder reaktiv vernetzt oder vernetzbar sein und zusätzliche Eigenschaften wie z.B. kratzfeste und/oder antistatische Ausrüstung oder chemische Beständigkeit besitzen. Geeignet sind sowohl wässrige als auch lösungsmittelhältige Lacksysteme, insbesondere auch Lacksysteme auf Basis PE - Acrylat, PET-Acrylat, Urethan-Acrylat, PVC, PMMA oder Epoxyacrylat.
  • Das Trägersubstrat kann ein- oder beidseitig mit einem Heiß- oder Kaltsiegelkleber oder einer Selbstklebebeschichtung versehen sein.
  • In Anbetracht der gewünschten Eigenschaften des Endprodukts zur Verwendung als möglichst dünne Sicherheitselemente sind Kunststofffolien und Metallfolien besonders bevorzugt, für Sicherheitsmerkmale in Textilien sind aber auch Vliese gut geeignet.
  • Die Oberfläche des Trägersubstrats kann strukturiert oder unstrukturiert sein, oder beispielsweise mit Mikro- oder Makrolinien geprägt sein, das heißt auf der Oberfläche können gegebenenfalls zwei- oder dreidimensionale Strukturen vorhanden sein.
  • Die Aufbringung des Farbauftrags kann durch ein beliebiges Verfahren, beispielsweise durch Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck, Digitaldruck und dergleichen erfolgen. Die verwendete Farbe bzw. der verwendete Farblack ist in einem Lösungsmittel, vorzugsweise in Wasser löslich, es kann jedoch auch eine in jedem beliebigen Lösungsmittel, beispielsweise in Alkohol, Estern und dergleichen lösliche Farbe verwendet werden. Die Farbe bzw. der Farblack können übliche Zusammensetzungen auf Basis von natürlichen oder künstlichen Makromolekülen sein. Die lösliche Farbe kann pigmentiert oder nicht pigmentiert sein. Als Pigmente können alle bekannten Pigmente verwendet werden. Besonders geeignet sind TiO2, ZnS, Kaolin und dergleichen.
  • Anschließend wird das bedruckte Trägersubstrat mittels eines Corona- oder Flammprozesses behandelt. Durch energiereiches Plasma, beispielsweise Ar- oder Ar/O2-Plasma wird die Oberfläche von Tonungsresten der Druckfarben gereinigt. Dabei wird die notwendige scharfe Abgrenzung der Konturen der Aussparungen, die für die notwenige Präzision der Codierung notwendig ist, erreicht. Gleichzeitig wird die Oberfläche aktiviert. Dabei werden endständige polare Gruppen an der Oberfläche erzeugt. Dadurch wird die Haftung von Metallen und dergleichen an der Oberfläche verbessert.
  • Gegebenenfalls kann gleichzeitig mit der Anwendung der Plasma- bzw. Corona- oder Flammbehandlung eine dünne Metall- oder Metalloxidschicht als Haftvermittler, beispielsweise durch Sputtern oder Aufdampfen aufgebracht werden. Besonders geeignet sind dabei Cr, Al, Ag, Ti, Cu, TiO2, Si-Oxide oder Chromoxide. Diese Haftvermittlerschicht weist im allgemeinen eine Dicke von 0,1 nm - 5nm, vorzugsweise 0,2 nm - 2nm, besonders bevorzugt 0,2 bis 1 nm auf.
  • Dadurch wird die Haftung der partiell oder vollflächig aufgebrachten strukturierten funktionellen Schicht weiter verbessert. Das ist Voraussetzung für die Erzeugung von funktionellen Schichten mit hoher Präzision und guter Haftung.
  • Anschließend wird die eigentliche funktionelle Schicht aufgebracht. Diese Schicht besteht aus einem Metall, einer Metallverbindung, einer Legierung oder einem Isolator. Als Metallschicht sind Schichten aus Al, Cu, Fe, Ag, Au, Cr, Ni, Zn und dergleichen geeignet. Als Metallverbindungen sind beispielsweise Oxide oder Sulfide von Metallen, insbesondere TiO2, Cr-Oxide, ZnS, ZnO, Al2O3 oder Siliciumoxide geeignet. Geeignete Legierungen sind beispielsweise Cu-AI Legierungen, Cu-Zn Legierungen und dergleichen. Als Isolatoren sind beispielsweise organische Substanzen und deren Derivate und Verbindungen, beispielsweise Farb- und Lacksysteme, z.B. Epoxy-, Polyester-, Kolophonium-, Acrylat-, Alkyd-, Melamin-, PVA-, PVC-, Isocyanat-, Urethansysteme, die strahlungshärtend sein können, beispielsweise durch Wärme- oder UV-Strahlung, geeignet.
  • Diese funktionelle Schicht kann durch bekannte Verfahren, beispielsweise durch Bedampfen, Sputtern, Drucken (Tief-, Flexo-, Sieb-, Digitaldruck und dergleichen), Sprühen, Galvanisieren und dergleichen aufgebracht werden. Die Dicke der funktionellen Schicht beträgt 0,001 bis 50 µm, vorzugsweise 0,1 bis 20 µm.
  • Anschließend wird die Farbschicht durch ein geeignetes Lösungsmittel, das auf die Zusammensetzung der Farbschicht abgestimmt ist, entfernt. Bevorzugt ist der Farbauftrag wasserlöslich. Gegebenenfalls kann die Ablösung durch mechanische Einwirkung unterstützt werden.
  • Um das Anlösen der abgedeckten Farbschicht weiter zu verbessern kann auch vollflächig oder passergenau eine dünne pigmentierte Farbschicht oder eine reine Pigmentschicht aufgebracht werden, wobei die Dicke dieser Schicht etwa 0,01 - 5 µm beträgt.
  • Durch das Ablösen des Farbauftrags mit den über dem Farbauftrag befindlichen Bereichen der funktionellen Schicht, wird das gewünschte Endprodukt erhalten.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die funktionelle Schicht bzw. bei mehrfacher Anwendung des beschriebenen Verfahrens die jeweiligen funktionellen Schichten vollflächig oder partiell auf das Trägersubstrat, insbesondere die Trägerfolie aufgebracht werden.
  • Bei Multilayer-Aufbauten können die übereinander aufgebrachten Schichten unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Es ist dabei möglich durch Kombination von verschiedenen Eigenschaften der einzelnen Schichten, beispielsweise Schichten mit unterschiedlicher Leitfähigkeit, Magnetisierbarkeit, optischen Eigenschaften, Absorptionsverhalten und dergleichen Aufbauten zum Beispiel für Sicherheitselemente mit mehreren präzisen Echtheitsmerkmalen herzustellen.
  • Dabei können die Verfahrensschritte beliebig oft wiederholt werden, wobei beispielsweise bei vollflächiger Aufbringung einer funktionellen Schicht der Farbauftrag gegebenenfalls entfallen kann, die Inline-Plasma-, Corona- bzw. Flammbehandlung gegebenenfalls mit gleichzeitigem Aufbringen eines Haftvermittlers jedoch vorteilhaft sein kann.
  • Gegebenenfalls kann die so hergestellte beschichtete Folie auch noch durch eine Schutzlackschicht geschützt werden oder beispielsweise durch Kaschieren oder dergleichen weiterveredelt werden..
  • Die erfindungsgemäßen metallisierten Folien werden insbesondere als Sicherheitselemente, insbesondere in Wertdokumenten und Datenträgern, beispielsweise Banknoten, Wertpapieren, Ausweisdokumenten, Karten und dergleichen verwendet oder als Sicherheitselemente oder Sicherheitsetiketten in Verpackungen, Textilien, Siegeln und dergleichen.
  • Durch die ausgezeichnete Präzision der Codierung und die Möglichkeit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch mehrschichtige, sehr dünne Folien herzustellen, sind die erfindungsgemäßen Folien insbesondere auch zur Einbettung in Banknoten und dergleichen geeignet.
  • Gegebenenfalls kann das Produkt mit einem siegelfähigen Kleber, beispielsweise einem Heiß- oder Kaltsiegelkleber auf das entsprechende Trägermaterial appliziert werden, oder beispielsweise bei der Papierherstellung für Sicherheitspapiere durch übliche Verfahren in das Papier eingebettet werden.
    Diese Siegelkleber können mit sichtbaren oder im UV Licht sichtbaren, fluoreszierenden, phosphoreszierenden oder Laser- und IR-Strahlung absorbierenden Merkmalen zur Erhöhung der Fälschungssicherheit ausgestattet sein. Diese Merkmale können auch in Form von Mustern oder Zeichen vorhanden sein oder farbliche Effekte zeigen, wobei im Prinzip beliebig viele Farben, vorzugsweise 1 bis 10 Farben oder Farbmischungen, möglich sind.
  • Das Trägersubstrat kann bei einseitiger Beschichtung nach der Anwendung entfernt werden oder am Produkt verbleiben. Dabei kann die Trägerfolie gegebenenfalls auf der nicht beschichteten Seite besonders ausgerüstet werden, beispielsweise kratzfest, antistatisch und dergleichen. Gleiches gilt für eine etwaige Lackschicht auf dem Trägersubstrat.
  • In den Figuren sind bevorzugte erfindungsgemäße selektiv metallisierte Folien dargestellt.
    In den Figuren bedeuten 1 das Trägersubstrat, 2 den Farbauftrag, 3 die Haftvermittlerschicht 4 die erste funktionelle Schicht, 3a die zweite Haftvermittlerschicht, 4a die zweite funktionelle Schicht, 3b die dritte Haftvermittlerschicht und 4b die dritte funktionelle Schicht.
    Die funktionellen Schichten können wie oben beschrieben unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
    • Fig.1. zeigt eine selektiv metallisierte Folie vor dem Ablösen des Farbauftrags,
    • Fig. 2 zeigt die selektiv metallisierte Folie nach Ablösen des Farbauftrags.
    • Fig. 3 zeigt einen selektiv metallisierten Multilayer-Aufbau, Fig. 4 zeigt selektiven Multilayer-Aufbau mit partiellen und vollflächigen Schichten.
    Beispiele Beispiel 1:
  • Auf eine Trägerfolie aus PET mit einer Dicke von 12 µm wird mittels Tiefdruck eine wasserlösliche Farbschicht auf Basis von Stärke 3 µm aufgebracht, wobei Aussparungen in Form von Buchstaben vorgesehen werden.
    Anschließend wird die bedruckte Folie einem Niederdruck-Plasmaprozess mit Ar-Plasma unterworfen und gleichzeitig eine Schicht Cr als Haftvermittler mit einer Dicke von 0,3 nm aufgebracht.
    Anschließend wird mit Al bedampft. Die Schichtdicke der aufgedampften Schicht beträgt 0,2 µm.
    Nach dem Prozess wird die Folie mit Wasser gewaschen und damit der Farbauftrag mit dem auf dem Farbauftrag befindlichen Haftvermittler und der in diesem Bereich befindlichen Metallschicht entfernt.
    Das fertige Produkt weist eine selektive Al-Beschichtung mit einer Codierung in Form von Buchstaben auf.
    • Beispiel 2:
  • Auf eine Aluminiumfolie wird eine wasserlösliche Farbe auf Basis von mit 9 Gew% TiO2 Pigmenten mit Aussparungen in Form von definierten Linien aufgebracht. Anschließend wird die bedruckte Folie einem Coronaprozess unterworfen und gleichzeitig eine Schicht Siliziumdioxid als Haftvermittler mit einer Dicke von 0,3 nm aufgebracht.
    Anschließend wird die so behandelte Folie mit Cu bedampft, wobei die Dicke der Schicht 0,5 µm beträgt.
    Nach dem Prozess wird die Folie mit Wasser gewaschen und damit der Farbauftrag mit dem auf dem Farbauftrag befindlichen Haftvermittler und der in diesem Bereich befindlichen Metallschicht entfernt. Die Folie weist nun eine selektive metallische Beschichtung in Form von definierten Linien auf.
    • Beispiel 3:
  • Eine gemäß Beispiel 1 hergestellte Folie wird einer Plasma-Behandlung mit Ar/O2 Plasma unterworfen und anschließend vollflächig eine funktionelle Schicht aus einem Urethan-Lacksystem im Tiefdruckverfahren aufgedruckt. Anschließend wird die so behandelte Folie mit einem Farbauftrag mit einer in Alkohol löslichen Farbe mit 10 % ZnS als Pigment versehen, wobei sich teilweise mit den Aussparungen des ersten Farbauftrags überlappende Aussparungen in Form eines Musters vorgesehen sind. Anschließend wird die Folie erneut einer Plasma-Behandlung mit Ar/O2 Plasma unterworfen und gleichzeitig eine 0,2 nm dicke Schicht von Chrom(III)oxid als Haftvermittler aufgebracht. Anschließend wird eine Schicht von Al mit einer Schichtdicke von 0,2 µm aufgesprüht. Anschließend wird einem Waschprozess mit Alkohol durchgeführt, wobei wiederum der Farbauftrag mit den darauf befindlichen Schichten abgelöst wird.
    • Beispiel 4:
  • Es wird das eine Folie analog Beispiel 1 hergestellt, wobei allerdings alle dort beschriebenen Verfahrensschritte beidseitig der Trägerfolie passer- und registergenau durchgeführt werden. Die so hergestellte Folie wird anschließend mit einer Schutzlackschicht mit einer im UV-Licht fluoreszierenden Farbe versehen.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung einer selektiv metallisierten Folie für Sicherheitselemente, bei dem auf einem Trägersubstrat in einem ersten Schritt auf einer der beiden Seiten des Trägersubstrats ein in einem Lösungsmittel löslicher Farbauftrag in Form einer inversen Codierung aufgebracht wird,
    in einem zweiten Schritt diese Schicht mittels eines Corona- oder Flammprozesses behandelt wird und
    in einem dritten Schritt eine funktionelle Schicht eines zu strukturierenden Materials aufgebracht wird, wobei diese Schicht aus Metallen, Metallverbindungenoder Legierungen besteht und eine Dicke von 0,001 bis 50 µm aufweist,
    worauf in einem vierten Schritt der Farbauftrag mittels eines Lösungsmittels kombiniert mit einer mechanischen Einwirkung entfernt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte 1 bis 4 mindestens 2mal durchgeführt werden.
  2. Verfahren nach einem der Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Corona- oder Flammbehandlung eine dünne Schicht eines Haftvermittlers aufgebracht wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftvermittler eine Schicht aus einem Metall, Halbmetall oder dessen Oxid in einer Dicke von 0,1 bis 5 nm aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägersubstrat Kunststoff- oder Metallträgerfolien oder Vliese oder Papiere eingesetzt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Farbauftrag eine in Wasser lösliche Farbe oder ein in Wasser löslicher Farblack verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der Ablösbarkeit des Farbauftrags vollflächig oder passergenau eine dünne pigmentierte Farbschicht oder eine reine Pigmentschicht zusätzlich auf diesen Farbauftrag aufgebracht wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Metall der funktionellen Schicht Cu, Al, Fe, Ag, Au, Cr, Ni, Zn, als Metallverbindungen TiO2, Cr-Oxide, ZnS, ZnO, Al2O3 und Siliciumoxide, und als Legierungen Cu-Al, Cu-Zn-Legierungen eingesetzt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat auf der nicht beschichteten Seite kratzfest oder antistatisch ausgerüstet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat mit einer haftenden Lackschicht oder entfernbaren Transferlackschicht ausgerüstet wird, die kratzfest und/oder antistatisch ausgerüstet sein kann, oder anschließend ein- oder beidseitig mit einem Heiß- oder Kaltsiegelkleber oder einer Selbstklebebeschichtung versehen wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Trägersubstrats strukturiert wird.
  11. Selektiv metallisierte Folie hergestellt nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 10
  12. Verwendung der selektiv metallisierten Folie nach Anspruch 11 zur Applikation auf ein Trägermaterial mittels eines Siegelklebers oder zur Einbettung in ein Trägermaterial während des Herstellungsprozesses des Trägermaterials.
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