EP1746208A1 - Verfahren zur Herstellung eines partiell metallisierten Trägersubstrats - Google Patents

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EP1746208A1
EP1746208A1 EP05015612A EP05015612A EP1746208A1 EP 1746208 A1 EP1746208 A1 EP 1746208A1 EP 05015612 A EP05015612 A EP 05015612A EP 05015612 A EP05015612 A EP 05015612A EP 1746208 A1 EP1746208 A1 EP 1746208A1
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carrier substrate
ink
metallization
packaging
metal
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EP05015612A
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French (fr)
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Stephan Trassl
Peter Reich
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Constantia Pirk and Co KG GmbH
Original Assignee
Hueck Folien GmbH and Co KG
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Publication date
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    • Y10T156/11Methods of delaminating, per se; i.e., separating at bonding face
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a partially metallized carrier substrate.
  • Partially metallized carrier substrates are optionally used after appropriate assembly as security elements in particular in value documents, data carriers, packaging and the like but also as decorative elements.
  • a method for the production of a selectively metallized film wherein a solvent-soluble paint application is applied to a carrier substrate in a first step on one or both sides of the carrier substrate, in a second step this layer by means of an inline plasma, corona or flame process is treated and in a third step, a layer of a material to be structured is applied, which layer may consist of metals, metal compounds, alloys or insulators, whereupon in a fourth step, the paint application by means of a solvent, optionally combined with a mechanical action removed becomes.
  • An individualization of the partial metallization is not provided and can only take place in a further method step, for example by means of a laser treatment, by means of which the metallization is removed in a defined manner.
  • the object of the invention was to provide a method for producing a partially metallized carrier substrate, in which a simple individualized partial metallization can be produced directly.
  • Carrier substrates are, for example, carrier films, preferably flexible transparent plastic films, for example made of PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, 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 5 to 200 .mu.m, particularly preferably 5 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.
  • woven or nonwovens such as continuous fiber webs, staple fiber webs and the like, which may optionally be needled and / or calendered, can be used as the carrier substrates.
  • fabrics or webs of plastics such as PP, PET, PA, PPS and the like, but it can also be woven or nonwovens made of natural, optionally treated fibers, such as viscose fibers are used.
  • the nonwovens or fabrics used have a weight per unit area of about 20 g / m 2 to 500 g / m 2 . If necessary, the nonwovens or fabrics must be surface-treated.
  • a fusible digital printing ink in the form of the desired later recesses in the metallic layer is then partially applied to the carrier substrate by means of a digital printing method.
  • a transparent ink can be used, thereby avoiding that possibly residues of the ink are visible at the edge of the recesses.
  • a digital ink is used which melts at about 90 to 160 ° C, preferably 100 - 120 ° C.
  • the application of the ink can be made individualized.
  • the application of the digital ink can be individualized and applied in the form of in the form of patterns, lines, geometric figures, characters, letters, numbers, a grid and the like.
  • This layer consists of a metal, a metal compound, or an alloy.
  • a 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, ITO, ATO, FTO, ZnO, Al 2 O 3 or silicon oxides.
  • Suitable alloys are, for example, Cu-Al alloys, Cu-Zn alloys and the like.
  • 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 metallized carrier substrate is then heated so that the applied digital ink melts.
  • the heating may be carried out by passing over a heatable roll, passing through a drying tunnel, heating by means of an IR radiator and the like.
  • liquid digital ink together with the overlying in these areas metallic layer by mechanical Exposure, for example, with a stripping roller, a fabric and the like or removed by ultrasonic treatment.
  • further functional layers with optical, optically active, magnetic and / or electrically conductive properties can also be applied to the carrier substrates or be present thereon before the individualized partial metallization.
  • the carrier substrates produced according to the invention if appropriate after appropriate fabrication (for example into threads, strips, patches or other formats), therefore, serve as security features in data carriers, in particular value documents such as identity cards, cards, banknotes or labels, seals and the like, but also in packaging material for sensitive goods such as pharmaceuticals, cosmetics, data carriers, electronic components and the like.

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  • Laminated Bodies (AREA)
  • Printing Methods (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines metallisierten Trägersubstrats, dadurch gekennzeichnet, dass
a) in einem ersten Schritt auf ein Trägersubstrat in einem Digitaldruckverfahren partiell eine aufschmelzbare Druckfarbe aufgebracht wird,
b) in einem zweiten Schritt eine vollflächige Metallisierung des Trägersubstrats erfolgt,
c) in einem dritten Schritt das Trägersubstrat erwärmt wird, wobei die im ersten Schritt aufgebrachte aufschmelzbare Druckfarbe schmilzt, worauf
d) in einem vierten Schritt die nun flüssige Druckfarbe durch mechanische Einwirkung oder mittels Ultraschallbehandlung zusammen mit der darüber liegenden Metallschicht entfernt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines partiell metallisierten Trägersubstrats.
  • Partiell metallisierte Trägersubstrate werden gegebenenfalls nach entsprechender Konfektionierung als Sicherheitselemente insbesondere in Wertdokumenten, Datenträgern, Verpackungen und dergleichen aber auch als dekorative Elemente verwendet.
  • Aus der EP 1 291 463 ist ein Verfahren zur Herstellung einer selektiv metallisierten Folie bekannt, wobei auf ein Trägersubstrat in einem ersten Schritt auf einer oder beiden Seiten des Trägersubstrats ein in einem Lösungsmittel löslicher Farbauftrag aufgebracht wird, in einem zweiten Schritt diese Schicht mittels eines Inline-Plasma-, Corona- oder Flammprozesses behandelt wird und in einem dritten Schritt eine Schicht eines zu strukturierenden Materials aufgebracht wird, wobei diese Schicht aus Metallen, Metallverbindungen, Legierungen oder Isolatoren bestehen kann, worauf in einem vierten Schritt der Farbauftrag mittels eines Lösungsmittels, gegebenenfalls kombiniert mit einer mechanischen Einwirkung entfernt wird.
  • 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 mit entfernt, wodurch die im Durchlicht erkennbaren Aussparungen gebildet werden. Die metallische Abdeckschicht weist eine Dicke von 0,01 bis 1 µm auf.
  • Aus der EP 0 536 855 B2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines partiell metallisierten Streifens bekannt, bei dem entweder durch Heißprägen oder unter Verwendung einer Maske bei der Vakuummetallisierung oder durch partielles chemisches Ätzen die entsprechende Metallisierung hergestellt wird.
  • Eine Individualisierung der partiellen Metallisierung ist nicht vorgesehen und kann nur in einem weiteren Verfahrensschritt, beispielsweise mittels einer Laserbehandlung, durch die die Metallisierung definiert abgetragen wird, erfolgen.
  • Aufgabe der Erfindung war es ein Verfahren zur Herstellung eines partiell metallisierten Trägersubstrats bereitzustellen, bei dem auf einfache Weise direkt eine individualisierte partielle Metallisierung hergestellt werden kann.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines metallisierten Trägersubstrats, dadurch gekennzeichnet, dass
    • a) in einem ersten Schritt auf ein Trägersubstrat in einem Digitaldruckverfahren partiell eine aufschmelzbare Druckfarbe aufgebracht wird,
    • b) in einem zweiten Schritt eine vollflächige Metallisierung des Trägersubstrats erfolgt,
    • c) in einem dritten Schritt das Trägersubstrat erwärmt wird, wobei die im ersten Schritt aufgebrachte aufschmelzbare Druckfarbe schmilzt, worauf
    • d) in einem vierten Schritt die nun flüssige Druckfarbe durch mechanische Einwirkung oder mittels Ultraschallbehandlung zusammen mit der darüber liegenden Metallschicht entfernt wird.
  • Als Trägersubstrate kommen beispielsweise Trägerfolien, vorzugsweise flexible transparente Kunststofffolien, beispielsweise aus Pl, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC in Frage.
    Die Trägerfolien weisen vorzugsweise eine Dicke von 5 - 700 µm, bevorzugt 5 - 200 µm, besonders bevorzugt 5 - 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 Gewebe oder Vliese, wie Endlosfaservliese, Stapelfaservliese und dergleichen, die gegebenenfalls vernadelt und/oder kalandriert sein können, verwendet werden. Vorzugsweise bestehen solche Gewebe oder Vliese aus Kunststoffen, wie PP, PET, PA, PPS und dergleichen, es können aber auch Gewebe oder Vliese aus natürlichen, gegebenenfalls behandelten Fasern, wie Viskosefasern eingesetzt werden. Die eingesetzten Vliese oder Gewebe weisen ein Flächengewicht von etwa 20 g/m2 bis 500 g/m2 auf. Gegebenenfalls müssen die Vliese oder Gewebe oberflächenbehandelt werden.
  • Auf das Trägersubstrat wird dann mittels eines Digitaldruckverfahrens partiell eine aufschmelzbare Digitaldruckfarbe in Form der gewünschten späteren Aussparungen in der metallischen Schicht aufgebracht.
  • Vorzugsweise kann eine transparente Druckfarbe verwendet werden, wobei dadurch vermieden wird dass evt. Reste der Druckfarbe am Rand der Aussparungen sichtbar sind.
    Vorzugsweise wird dabei eine Digitaldruckfarbe verwendet, die bei etwa 90 bis 160°C, bevorzugt 100 - 120°C schmilzt.
    Bevorzugt kann die Aufbringung der Druckfarbe individualisiert erfolgen.
  • Die Aufbringung der Digitaldruckfarbe kann individualisiert erfolgen und in Form von in Form von Mustern, Linien, geometrischen Figuren, Zeichen, Buchstaben, Zahlen, eines Rasters und dergleichen aufgebracht werden.
  • Anschließend wird das Trägersubstrat vollflächig metallisiert.
    Diese Schicht besteht aus einem Metall, einer Metallverbindung, oder einer Legierung. 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, ITO, ATO, FTO, ZnO, Al2O3 oder Siliciumoxide geeignet. Geeignete Legierungen sind beispielsweise Cu-Al Legierungen, Cu-Zn Legierungen und dergleichen.
    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.
  • Das metallisierte Trägersubstrat wird anschließend erwärmt, sodass die aufgebrachte Digitaldruckfarbe schmilzt. Das Erwärmen kann durch Leiten über eine beheizbare Walze, durch Führen durch einen Trockentunnel, Erwärmen mittels eines IR-Strahlers und dergleichen erfolgen.
  • Anschließend wird die flüssige Digitaldruckfarbe zusammen mit der in diesen Bereichen darüberliegenden metallischen Schicht durch mechanische Einwirkung, beispielsweise mit einer Abstreifwalze, eines textilen Flächengebildes und dergleichen oder durch Ultraschallbehandlung entfernt.
  • Auf diese Weise können auf einfache Weise individualisierte partiell metallisierte Trägersubstrate hergestellt werden.
  • Gegebenenfalls können auf die Trägersubstrate auch weitere funktionelle Schichten mit optischen, optisch aktiven, magnetischen und/oder elektrisch leitfähigen Eigenschaften aufgebracht werden oder bereits vor der individualisierten partiellen Metallisierung darauf vorhanden sein.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten Trägersubstrate werden gegebenenfalls nach entsprechender Konfektionierung (beispielsweise zu Fäden, Bändern Streifen, Patches oder anderen Formaten) daher als Sicherheitsmerkmale in Datenträgern, insbesondere Wertdokumenten wie Ausweisen, Karten, Banknoten oder Etiketten, Siegeln und dergleichen, aber auch in Verpackungsmaterial für sensible Güter, wie Pharmazeutika, Kosmetika, Datenträger, elektronische Bauteile und dergleichen verwendet.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung eines metallisierten Trägersubstrats, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) in einem ersten Schritt auf ein Trägersubstrat in einem Digitaldruckverfahren partiell eine aufschmelzbare Druckfarbe aufgebracht wird,
    b) in einem zweiten Schritt eine vollflächige Metallisierung des Trägersubstrats erfolgt,
    c) in einem dritten Schritt das Trägersubstrat erwärmt wird, wobei die im ersten Schritt aufgebrachte aufschmelzbare Druckfarbe schmilzt, worauf
    d) in einem vierten Schritt die nun flüssige Druckfarbe durch mechanische Einwirkung oder mittels Ultraschallbehandlung zusammen mit der darüber liegenden Metallschicht entfernt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt die aufschmelzbare Druckfarbe individualisiert aufgebracht wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aufschmelzbare Druckfarbe transparent ist
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aufschmelzbare Druckfarbe im Bereich von 90 - 160°C schmilzt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägersubstrat Kunststofffolien, Metallfolien, Papier, Verbunde mit Papier, Vliese oder Gewebe verwendet werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung aus einer Schicht aus Metall, einer Metallverbindung oder einer Legierung besteht.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung aus Al, Cu, Fe, Ag, Au, Cr, Ni, Zn, einem Sulfid oder Oxid dieser Metalle wie TiO2, Cr-Oxide, ZnS, ITO, ATO, FTO, ZnO, Al2O3 oder aus einer Cu/Al oder Cu/Zn-Legierung besteht.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung der geschmolzenen Druckfarbe im vierten Schritt mit einer Abstreifwalze oder einem textilen Flächengebilde oder durch Ultraschallbehandlung erfolgt.
  9. Sicherheitselemente hergestellt aus einem gemäß einem den Ansprüchen 1 bis 8 hergestellten Trägersubstrat.
  10. Verpackungselemente oder Verpackungsfolien hergestellt aus einem gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 hergestellten Trägersubstrat.
  11. Verwendung der gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellten Trägersubstrate als Sicherheitselemente Wertdokumenten, Datenträgern, Ausweisen und Verpackungsmaterialien.
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