EP2357278A1 - Wertdokument mit Silikonharzbeschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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EP2357278A1
EP2357278A1 EP10014841A EP10014841A EP2357278A1 EP 2357278 A1 EP2357278 A1 EP 2357278A1 EP 10014841 A EP10014841 A EP 10014841A EP 10014841 A EP10014841 A EP 10014841A EP 2357278 A1 EP2357278 A1 EP 2357278A1
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EP
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coating
silicone resin
resin
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fluorosilicone
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Rudolf Dr. Seidler
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Giesecke and Devrient GmbH
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Giesecke and Devrient GmbH
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    • 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
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/10—Coatings without pigments
    • D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • D21H19/18—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising waxes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H19/24—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H19/32—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming a linkage containing silicon in the main chain of the macromolecule

Definitions

  • the invention relates to a value document, such as a banknote, certificate, share, identity document or the like, having a flat substrate which has a dirt-repellent coating on each of its two main surfaces.
  • the invention also relates to a method for producing such a value document, as well as the use of a silicone resin composition for coating documents of value.
  • banknotes but is not limited to banknotes, but suitable for any value documents, such as the above documents, shares and identity documents.
  • Banknotes and other value documents are usually made of so-called security papers having security features, such as a security thread partially embedded in the paper and a watermark.
  • the value documents are printed, to increase the security against counterfeiting often with elaborate print images. In this case, technically demanding and not accessible to everyone printing methods, such as intaglio, at least for some of the picture elements used.
  • documents of value, such as banknotes are also characterized partly by the paper substrate and partly by its treatment (such as one-sided or two-sided calendering) Steel intaglio printing), namely their grip and flexural rigidity, and the sound characteristic of deformation and wrinkling.
  • banknotes are exposed to heavy burdens of various kinds which limit their orbital period.
  • the circulation period of a banknote depends essentially on its demand. Certain denominations are preferably used commercially and thus have a lower cycle time due to the increased exposure to environmental influences.
  • One cause of the limitation of the circulation time is mechanical stress due to abrasion, folding or creasing.
  • the main reason for the limited circulation time of banknotes is their premature pollution. Since banknote paper is very porous, it has a large surface area and a high surface roughness. The surface roughness favors dirt deposits considerably compared to a smooth surface.
  • dirt is the most important factor that determines the life of a banknote or other value document.
  • Dirt can be liquid or solid, and liquid dirt can be oily or watery.
  • a particularly serious problem is the sensitivity of paper to oil and water. Due to the lack of oil and water repellency properties of untreated paper, oil and water penetrate rapidly into the material. Water softens the paper, thereby reducing its mechanical stability, which can lead to surface abrasion or cracking of the wet spots. Soiling of fats and oils has the additional disadvantage that they form ugly "grease stains" in the paper, which are practically indelible.
  • the affinity of the lipophilic substances for the paper is further increased by the equipment of the paper with mass glue.
  • banknotes In the WO 98/15418 It was proposed to make banknotes entirely from a plastic substrate. However, in this case, the usual and proven security features, such as portrait watermark and window security thread, must be dispensed with, as well as the special properties, such as the sound and feel of the banknote paper.
  • the customary in the banknote area printing in gravure, in particular intaglio printing, which serves as an additional tactile authenticity mark due to the relief resulting from the inking, is only a flat relief on plastic substrates.
  • pure plastic banknotes are highly sensitive to heat, and in countries with climatically unfavorable conditions, the plastic substrates tend to shrink. Also applied to paper substrates protective films cause changes in feel and tactility of banknotes.
  • WO 00/00697 is a security paper for banknotes with a dirt-repellent coating known in its typical properties, such as printability, sound and color, over a uncoated paper remains largely unchanged despite the coating.
  • a coating composition which contains only a binder, in particular acrylates, and no fillers.
  • the composition is applied in such a layer thickness that on the one hand a smooth surface and thus little opportunities for dirt accumulation arise, and on the other hand, the coating is thin enough so as not to affect the other mentioned properties of the paper.
  • the publication WO 2004/072378 describes a security paper with a flat substrate, which is at least partially provided with a dirt-repellent protective layer to extend the life and fitness for circulation.
  • the protective layer comprises at least two lacquer layers, wherein the first lower lacquer layer is formed by a physically drying lacquer layer applied to the substrate, which makes contact with the underlying substrate and closes the pores, and wherein the second upper lacquer layer protects the substrate from physical and chemical influences protects.
  • the lower, physically drying lacquer layer is preferably a layer based on polyurethanes, and the upper lacquer layer is a radiation-curing lacquer layer. This double-layer coating of different coating systems can be applied before or after printing.
  • the publication DE 10 2005 052 672 discloses a security paper for producing value documents which is treated at least partially and at least on one surface with an impregnation composition which ensures an increased circulation capability, wherein the impregnation composition comprises at least one compound selected from the group consisting of fluorocarbon resins, surface-active , fluoroaliphatic polymeric esters and fluorine-containing copolymers based on acrylate.
  • the coating provides a special protection against lipophilic and aqueous substances, which is essentially due to the reduction of the surface energy of the impregnated substrates by the fluorocarbon resins.
  • fluorocarbon resin coatings provide quite a good protection, it is nevertheless desirable to improve the protective effect, and in particular to provide coatings which are adapted to the particular requirements of bank notes, for example special taktile security features, such as Intaglio reliefs, not leveling, but receive the tactility of the banknotes.
  • compositions for substrates such as paper, for producing water-repellent coatings or release coatings.
  • the compositions contain functionalized polyorganosiloxanes with Si-H and Si-IE units (Si-IE is a group having at least one ethylenic unsaturation), wherein the Si-H and Si-IE units can react with each other under polyaddition.
  • Crosslinkers with mono-, di- and optionally also tri- or tetra-functional Si units may be present.
  • a coating of value documents with these coating compositions is not disclosed.
  • the publication EP 1 004 632 B1 discloses a silicone coating composition for the production of release coatings on substrates such as paper, metal foil or plastic.
  • the composition contains a linear trimethylsiloxy-terminated polydiorganosiloxane containing at least two alkenyl groups, optionally a linear dimethylalkenylsiloxy-terminated polydiorganosiloxane containing at least two alkenyl groups per molecule, a polyorganohydrogensiloxane having at least three silicon-bonded hydrogen atoms per molecule, a platinum catalyst and an inhibitor.
  • the composition may contain fillers, for example inorganic fillers, pigments, powders of organic resins, or other additives.
  • a first aspect of the invention relates to a value document, such as a banknote, certificate, share or identity document, having a flat substrate, eg a paper substrate, which has a dirt-repellent coating on each of its two main surfaces, wherein the coating has a composition comprising at least one silicone resin and / or fluorosilicone resin and PTFE solid particles.
  • the coating is preferably the uppermost, final cover layer of the value document, wherein the value document can be printed under the coating and / or can have a coating which is free of silicone resin and / or fluorosilicone resin.
  • the coating may e.g. consist of an outer and an inner sub-layer, both of which contain at least one silicone resin and / or fluorosilicone resin, wherein the inner sub-layer is preferably free of PTFE solid particles.
  • the average diameter of the PTFE particles is preferably 5 nm to 500 nm, more preferably 30 nm to 200 nm.
  • the proportion of the PTFE particles in the coating is preferably from 1 to 50 wt .-%, more preferably from 1 to 20 wt .-% in dry weight.
  • the coating may preferably comprise a physically drying silicone resin and / or fluorosilicone resin.
  • a solution or a dispersion of a silicone resin and / or fluorosilicone resin or prepolymers of the silicone resin and / or fluorosilicone resin, which further contains PTFE particles may be provided and onto at least one of the two major surfaces of the value-document substrate, wherein the solution or dispersion is the same as or different from the first-applied solution or dispersion, and wherein the applied solutions or dispersions co-produce the coating.
  • a solution or dispersion of a silicone resin and / or fluorosilicone resin or prepolymers of the silicone resin and / or fluorosilicone resin containing no PTFE particles may be provided and applied to at least one of the two major surfaces of the valuable document substrate. and optionally removing the liquid carrier medium of the solution or dispersion prior to step (b), wherein the applied solutions or dispersions co-produce the coating.
  • an application amount (dry) of 0.1 g / m 2 to 15 g / m 2 of silicone resin and / or fluorosilicone resin including PTFE particles is applied per main surface of the valuable document substrate.
  • the coating preferably has a thickness of 0.5 to 10 ⁇ m.
  • a third aspect of the invention relates to the use of a composition comprising at least one silicone resin and / or fluorosilicone resin or prepolymers of the silicone resin and / or fluorosilicone resin, and also PTFE particles, for producing a stain-resistant, circulation-time-prolonging coating of a value document, the silicone resin and / or fluorosilicone resin and the PTFE particles have the characteristics stated in the preceding description of the first aspect of the invention.
  • silicone resins and / or fluorosilicone resins (hereinafter referred to collectively as “silicone resins”) and polytetrafluoroethylene (PTFE) particles.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the silicone resins used according to the invention are polyorganosiloxanes in which silicon atoms are linked via oxygen atoms in a chain-like manner, and preferably also in a net-like manner.
  • the remaining valences of the silicon are saturated by organic radicals, for example hydrocarbon radicals, in particular by methyl groups and phenyl groups, but also other hydrocarbon radicals, such as ethyl groups and propyl groups may be included. Since pure methyl silicone resins are relatively brittle, while the elasticity increases with the content of phenyl groups, polyorganosiloxanes whose silicon atoms are partially substituted with phenyl groups are preferred.
  • Silicone resins are in prepolymerized form, that is in the form of oligomers, commercially.
  • the oligomers may be e.g. to linear polysiloxanes (with monofunctional and difunctional Si units), branched polysiloxanes (with mono-, di- and tri-functional Si units), cyclic polysiloxanes (from difunctional units) and already more or less cross-linked silicones (with crosslinking by means of trifunctional and / or tetrafunctional Si units).
  • solutions of silicone resins in organic solvents such as gasoline, aromatics, esters, ketones, alcohols, are used, but also aqueous emulsions and suspensions are useful.
  • the silicone resin compositions are applied according to the invention on the surfaces of the "finished” value documents.
  • Value documents are typically not produced in the form of individual benefits, but in the form of webs or sheets, from which then the individual benefits are separated.
  • a “finished” document of value within the meaning of the present invention is a document of value which, except for the coating according to the invention still to be applied, is capable of running, irrespective of whether it is present as a single use or as a sheet or web, of which the individual benefits are still to be separated.
  • the silicone resin composition is high molecular weight linear polyorganosiloxanes and / or highly branched and / or already crosslinked polyorganosiloxanes does not necessarily have to take place after application of the composition, a further polymerization or crosslinking.
  • the coating may be physically dried, by "physically drying” it is meant that the composition solidifies by removing the carrier liquid, that is, the solvent or dispersant, without any chemical reaction of the polymer components.
  • silicone resin compositions are used with oligomers containing reactive groups which, after application of the composition, e.g. at elevated temperature and / or with the aid of catalysts, lead to chain extension and / or crosslinking of the oligomers. In particular, crosslinking is desired.
  • crosslinking reactions are e.g. Polycondensation and polyaddition in question.
  • Condensation reactions require oligomers in which the mono- and / or di- and / or tri-functional units still contain silanol groups.
  • the content of silanol groups depends on the desired degree of crosslinking, ie the ratio of mono-, di-, tri- and tetra-functional units in the finished crosslinked coating.
  • crosslinking may be by addition reactions.
  • the silicone resin composition to be applied must contain both oligomers having olefinically unsaturated groups, that is, polyorganosiloxanes in which part of the organic substituents of the silicon are olefinically unsaturated substituents (for example, vinyl groups or allyl groups), as well as oligomers having a hydrosilylation reaction with these groups can enter, ie silanes and / or siloxanes with Si-H bonds.
  • the oligomers having unsaturated groups on the one hand and the oligomers having Si-H bonds on the other hand are stored separately and mixed immediately before application.
  • Suitable addition catalysts are, for example, compounds of metals of the platinum group, in particular platinum and rhodium.
  • fluorosilicone resins may be used. Fluorosilicone resins are at least equal to non-fluorinated silicone resins in their stain-resistant properties and durability, for example, in their heat resistance. In addition, they are characterized by a comparison with the non-fluorinated silicone resins even better chemical resistance.
  • a coating containing fluorosilicone resins and PTFE solid particles the resistance of the coated value document to organic solvents such as gasoline, toluene, alcohol, ether, etc. can be increased. This increase in the resistance to organic solvents can be used, in particular, to protect against a manipulative splitting of multi-layer value-added substrates, which have, for example, superimposed plastic or polymer layers.
  • the fluorosilicone resins differ from the aforementioned silicone resins in that part of the alkyl groups is replaced by fluoroalkyl groups. Both partially fluorinated and perfluorinated alkyl groups are suitable, with perfluorinated alkyl groups being preferred.
  • PTFE particles polytetrafluoroethylene particles.
  • the PTFE particles are dispersed in the coating composition, or dispersed in at least one of the components in two-component compositions, or dispersed therein just prior to application of the coating composition.
  • surfactants in particular ionic surfactants, it is possible to prepare stable dispersions with a content of PTFE particles of up to 60% by weight.
  • PTFE particles are usually white, changing the color of the paper. This means that the content of PTFE particles should not be too high, so that there are no significant color changes.
  • Preference is given to coating compositions in which the content of PTFE particles in dry weight is from 1 to 50% by weight, more preferably from 1 to 20% by weight and especially preferably from 5 to 15% by weight.
  • the PTFE particles preferably have an average particle diameter of 5 nm to 500 nm, preferably from 30 to 200 nm, and particularly preferably from 60 to 150 nm.
  • the concentration of the silicone resins or of the oligomeric silicone resin precursors in the solutions or dispersions to be applied is preferably about 5 to 30 wt .-%, more preferably about 10 to 20 wt .-%, depending on the desired application amount or layer thickness.
  • the coating compositions to be used according to the invention may also contain conventional auxiliaries.
  • auxiliaries are, for example, coalescing agents, leveling agents, wetting agents, defoaming agents, viscosity modifiers, dispersing aids, dyes and diluents.
  • Antimicrobial agents and feature substances, such as luminescent substances, may also be included in the composition.
  • the coating compositions are suitable for coating all common value-document substrates, in particular for paper substrates made of cotton fibers or predominantly cotton fibers, as they are preferably used in the field of security papers.
  • papers made of cellulosic fibers and papers at least partially made of plastic fibers may generally be coated. It is irrelevant whether the substrate is single-layer or multi-layer, glued or unsized, or optionally with primers or any other layers, such as a lacquer layer equipped. It is very advantageous if the surfaces to be coated have a polar character, such as paper. On such surfaces, the advantageous properties of the coatings are particularly important.
  • a plastic layer for example a plastic film, or a film composite can be used as a valuable document substrate.
  • Such a film may additionally be monoaxially or biaxially stretched. Such a stretching of the film leads, inter alia, that it receives polarizing properties that can be used as a security feature in the document of value.
  • a multi-ply value-document substrate such as a multilayer composite can be used, which has, for example, a layer of paper or a paper-like material. On this layer, for example, a transparent plastic or polymer layer is laminated from both sides, whereby such a multilayer composite has an extremely high stability and durability.
  • security papers are used with plastic or polymer coated paper layers for the production of composite film banknotes.
  • the multilayer composite may also comprise a central layer of a plastic or polymeric material, which is coated on both sides with a respective layer of paper or a paper-like material.
  • a multilayer substrate material a multilayer, paper-free composite material can also be used.
  • the advantageous properties of the coatings according to the invention can in principle be divided into two groups, the protective properties and, thus, circulation-time-prolonging properties on the one hand, and the "character-preserving" properties on the other hand.
  • the superiority of the silicone resin coatings is particularly evident in the character-preserving properties. Namely, the silicone resin coatings can already achieve an excellent protective effect in very thin layers, ie with very low application rates.
  • Suitable application rates in the dry state are in the range of 0.1 g / m 2 to 15 g / m 2 per side, preferably in the range of 0.5 g / m 2 to 2 g / m 2 per side, that is per main area, of the value document.
  • the protective coatings in the dry state have a thickness of about 0.5 to 10 microns, preferably from 0.5 to 2 microns. In the order quantity and, consequently, the thickness is too Note that excessively high application rates are detrimental because silicone coatings can rub off if the layer thickness is too high. Therefore, in the present case, it is mainly a closing of the pores and a thin coating of the surface.
  • Silicone resins have on the one hand a polar siloxane skeleton, and on the other hand non-polar organic radicals. Upon contact with polar surfaces, the silicone resin aligns so that as large as possible areas of the siloxane backbone are in contact with the polar surface, while the nonpolar groups point away from the surface. Theoretically, a two-dimensional mesh of silicone resin having the same dimensions as the surface to be coated is sufficient to cover the entire surface.
  • the PTFE particle coating may be a type of bilayer with the silicone resin layer sandwiched between the substrate surface and a PTFE particle layer.
  • the siloxane skeleton faces the substrate surface, while the organic groups point to the PTFE particle layer. This would mean that the antisoiling properties would be significantly determined by the PTFE particles. A corresponding orientation is only possible with nanoscale PTFE particles.
  • compositions basically all methods are suitable with which thin coatings of liquid phase can be applied.
  • printing methods such as flexographic printing
  • painting and spraying spraying, dipping, doctoring.
  • textile coating processes are particularly suitable.
  • the coating can be carried out on individual value documents, but is preferably carried out on sheet materials or web materials, which are then separated into the desired individual benefits.
  • the silicone coating is always the final coating, that is, the value document to be coated is already with all the prints, such as Intaglio printing or other printing, and optionally with other coatings and / or security features equipped.
  • the silicone layer must therefore be transparent to ensure optimum visibility of the underlying imprints, watermarks or other security features.
  • the coating process for producing the value document according to the invention is carried out as follows.
  • Starting material is, apart from the coating still to be applied, finished document of value.
  • the value document has a sheet substrate, e.g. a paper substrate, with two main surfaces, both of which are provided with a dirt-repellent coating.
  • a solution or a dispersion of a silicone resin and / or fluorosilicone resin or prepolymers of the silicone resin and / or fluorosilicone resin is first prepared and mixed with PTFE solid particles.
  • a dispersing aid is usually required.
  • Two-component systems are preferably only mixed immediately before use in order to be able to process the system without problem within the pot life.
  • solutions or dispersions depending on the nature of the silicone resin and / or fluorosilicone resin, optionally contain suitable crosslinking catalysts. Furthermore, conventional auxiliaries may be included.
  • concentration or the viscosity of the solution or dispersion to be applied is optionally adjusted by dilution in such a way that a uniform application of a thin layer to the value-document surfaces is possible.
  • Suitable application methods are, for example, printing processes, such as flexographic printing, spraying and spraying, doctoring, or else dip coating.
  • the application methods are not particularly limited, and in principle all methods are suitable which can produce a uniform, thin layer.
  • Some application methods, such as dipping or spraying, allow simultaneous coating of both major surfaces of the value document. Otherwise, the two main surfaces are coated one after the other.
  • the coating produced After applying the coating composition to one or both major surfaces of the value document, the coating produced is dried.
  • physical drying takes place, which drying can easily be done during a sufficiently long wait, for example, during transport of a document of value document over a sufficiently long transport distance.
  • additional measures for example by an infrared radiator.
  • the coating produced is heated to a temperature sufficient for crosslinking, with typical crosslinking temperatures being in the range of about 100 to 150 ° C.
  • the same coating composition is applied to both major surfaces of the value document.
  • the coating compositions may differ in the nature and concentration of the silicone resins, in the sizes and concentration of the PTFE particles, and in other additives. Also different order quantities, and thus different layer thicknesses, on the two main surfaces of the value document are possible.
  • the stain-resistant coating is not produced in a single application step, but the coating is built up from two partial layers, which may be the same or different. With the help of two partial layers, the thickness of the resulting overall coating can be further reduced compared to a coating produced in one step.
  • the coating compositions used to make the two sublayers of a coating may be the same or different.
  • the coating compositions for the two sub-layers are identical in the nature and concentration of the resins.
  • the coating compositions for the two partial layers may differ, wherein the inner, that is to say the substrate-facing, partial layer preferably contains fewer PTFE particles than the outer partial layer, or contains no PTFE particles. As a result, the two sub-layers connect better to a total coating.
  • silicone resins and / or fluorosilicone resins, prepolymers and PTFE solid particles mentioned in connection with the coating method are the components described further above.
  • Per side of the value document substrate is typically an amount (dry) of 0.1 g / m 2 to 15 g / m 2, preferably from 0.5 g / m 2 to 2 g / m 2, coating composition applied.
  • coating composition means the total dry matter of all components of the coating, regardless of whether the coating is composed of sublayers or not. With such application amounts, a total coating thickness of about 0.5 to 10 microns, preferably from 0.5 to 2 microns (dry) results.
  • the thus-coated bank notes and an uncoated banknote (3) were subjected to a soiling test.
  • a soil mixture of fine sand, coloring and greasing components was well mixed and extensively rubbed on one surface of the uncoated banknote and the three differently coated banknotes. Subsequently, non-stick components of the soil mixture were blown off. It was found that the uncoated banknote (3) was very heavily polluted, while the banknote (2) was much less polluted. However, by far the best results were obtained with the banknote (1). In this case, the soiled banknote surface was only slightly darker than the non-soil treated surface and, in addition, no evidence was observed that greasy components of the soil mixture had penetrated the coated surface. Therefore, the PTFE particle-containing composition (1) showed a markedly improved protective effect attributed to the PTFE particle content as compared with the PTFE particle-free coating composition (2).
  • Fig.1 and Fig. 2 each show sections by inventively coated banknotes.
  • the embodiment of the banknote 1 according to Fig. 1 has a banknote substrate 2 made of paper. On one surface, the substrate 2 is provided with an intaglio print image 4, and on the other surface, it has a printed image 5 printed with ink. Both surfaces or major surfaces of the substrate 2 according to the invention are provided with a coating 3, 3 'having a composition containing at least one silicone resin and / or fluorosilicone resin and PTFE solid particles.
  • the coatings 3, 3 ' are each shown as one layer, but may equally well be formed as a double layer. To form the coating 3, a small amount of a low-concentration silicone resin solution was sprayed onto the substrate 2, taking care that the surface was substantially completely covered, even in the region of the intaglio print 4.
  • the silicone resin sprayed in the second step filled any gaps in the first sprayed sub-layer, and during the subsequent physical drying, a very thin layer 3 was formed, which closely conforms to the Intaglioruck and exactly reproduces its structure as a surface structure 4 '.
  • the coating 3 appears as a single layer, not as a combination of partial layers.
  • the coating 3 ' was formed.
  • a highly concentrated silicone resin emulsion was knife-coated and then crosslinked at elevated temperature. At a high concentration of silicone resin and / or on PTFE particles, the surface of the coating 3 'is not exactly the structure of the coated surface again. Rather, if desired, a leveling of unevenness of the coated surface can be achieved.
  • the embodiment of the banknote 1 according to Fig. 2 also has a banknote substrate 2 which, however, has a watermark 6 on one surface and is printed on the other surface with a lacquer layer 7 into which fluorescent particles 8 are mixed.
  • the surface of the substrate 2 having the watermark 6 was coated as well Fig.1 for the surface of the substrate 2 having the intaglio print 4 indicated.
  • the structures of the watermark 6 are reproduced practically exactly as a surface structure 6 'in the outer surface of the coating 3.
  • the substrate 2 is coated with the lacquer layer 7, which in turn has a print image 5 printed with ink.
  • the lacquer layer 7 with the print image 5 is coated in the same way as the surface of the substrate 2 with the print image 5 in FIG Fig. 1 ,
  • the coating based on a silicone resin and / or fluorosilicone resin with PTFE solid particles adheres well to almost all surfaces, especially on polar surfaces.
  • the particular advantages of the coating compositions used according to the invention are that they do not appreciably alter the feel or tactility of the coated value documents and offer outstanding protection against contamination, which considerably prolongs the life of the value documents.

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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wertdokument (1), wie eine Banknote, Urkunde, Aktie oder ein Ausweisdokument, mit einem flächigen Substrat (2), das an jeder seiner beiden Hauptflächen eine schmutzabweisende Beschichtung (3, 3') aufweist, wobei die Beschichtung (3, 3') eine Zusammensetzung aufweist, die mindestens ein Silikonharz und/ oder Fluorsilikonharz und PTFE-Festpartikel enthält. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des Wertdokuments (1), sowie die Verwendung einer Zusammensetzung, die mindestens ein Silikonharz und/ oder Fluorsilikonharz und PTFE-Festpartikel enthält, zur Herstellung einer schmutzabweisenden Beschichtung (3, 3') auf einem Wertdokument (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Wertdokument, wie eine Banknote, Urkunde, Aktie, Ausweisdokument oder dergleichen, mit einem flächigen Substrat, das an jeder seiner beiden Hauptflächen eine schmutzabweisende Beschichtung aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Wertdokuments, sowie die Verwendung einer Silikonharz-Zusammensetzung zur Beschichtung von Wertdokumenten.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Banknoten beschrieben, ist aber nicht auf Banknoten beschränkt, sondern für beliebige Wertdokumente geeignet, beispielsweise die oben genannten Urkunden, Aktien und Ausweisdokumente.
  • Banknoten und andere Wertdokumente werden üblicherweise aus sogenannten Sicherheitspapieren gefertigt, die Sicherheitsmerkmale, wie einen teilweise in das Papier eingebrachten Sicherheitsfaden und ein Wasserzeichen, aufweisen. Außerdem sind die Wertdokumente bedruckt, zur Erhöhung der Fälschungssicherheit oft mit aufwändigen Druckbildern. Dabei werden zumindest für einige der Bildelemente technisch anspruchsvolle und nicht jedermann zugängliche Druckverfahren, wie beispielsweise Stichtiefdruck, eingesetzt. Ferner zeichnen sich Wertdokumente, wie beispielsweise Banknoten, auch noch durch einen teils durch das Papiersubstrat, teils durch dessen Behandlung (wie einseitige oder zweiseitige Kalandrierung beim Stahlstichtiefdruck) bedingten Charakter aus, nämlich ihre Griffigkeit und ihre Biegesteifigkeit, und den beim Verformen und Knittern charakteristischen Klang.
  • Während ihres Umlaufs werden Banknoten starken Belastungen unterschiedlicher Art ausgesetzt, die ihre Umlaufdauer begrenzen. Die Umlaufdauer einer Banknote hängt wesentlich von ihrer Beanspruchung ab. Bestimmte Stückelungen werden im Handel bevorzugt benutzt und weisen damit aufgrund der stärkeren Belastung durch Umwelteinflüsse eine geringere Umlaufzeit auf. Eine Ursache für die Einschränkung der Umlaufdauer sind mechanische Beanspruchungen durch Abrieb, Falten oder Knittern. Als Hauptursache für die eingeschränkte Umlaufzeit der Banknoten gilt aber ihre frühzeitige Verschmutzung. Da Banknotenpapier sehr porös ist, besitzt es eine große Oberfläche sowie eine hohe Oberflächenrauhigkeit. Die Oberflächenrauhigkeit begünstigt im Vergleich zu einer glatten Oberfläche Schmutzablagerungen in erheblichem Maße.
  • Daher ist Schmutz der wichtigste Faktor, der die Lebensdauer einer Banknote oder eines sonstigen Wertdokuments bestimmt. Schmutz kann flüssig oder fest sein, und flüssiger Schmutz wiederum kann ölig oder wässrig sein. Ein besonders gravierendes Problem stellt die Empfindlichkeit von Papier für Öl und Wasser dar. Aufgrund der fehlenden öl- und wasserabweisenden Eigenschaften von unbehandeltem Papier dringen Öl und Wasser rasch in das Material ein. Wasser weicht das Papier auf und verringert dadurch seine mechanische Stabilität, kann zu Oberflächenabrieb oder Reißen der nassen Stellen führen. Verschmutzungen durch Fette und Öle haben den zusätzlichen Nachteil, dass sie im Papier hässliche "Fettflecke" bilden, die praktisch unentfernbar sind. Die Affinität der lipophilen Stoffe zum Papier wird durch die Ausstattung des Papiers mit Masseleimen noch erhöht.
  • Insofern besteht das Bedürfnis, Wertdokumente, und insbesondere die stark beanspruchten Banknoten, gegen Verschmutzungen jeglicher Art zu schützen, um dadurch die Umlaufdauer zu erhöhen.
  • Es wurden daher zahlreiche Versuche unternommen, die Umlaufdauer von Banknoten zu verlängern. In der WO 98/15418 wurde vorgeschlagen, Banknoten vollständig aus einem Kunststoffsubstrat zu fertigen. Allerdings muss in diesem Fall auf die üblichen und bewährten Sicherheitselemente, wie Portrait-Wasserzeichen und Fenstersicherheitsfaden, verzichtet werden, ebenso wie auf die besonderen Eigenschaften, wie Klang und Griffigkeit des Banknotenpapiers. Die im Banknotenbereich übliche Bedruckung im Tiefdruck, insbesondere Stichtiefdruck, die aufgrund des durch den Farbauftrag entstehenden Reliefs als zusätzliches taktiles Echtheitskennzeichen dient, wird auf Kunststoffsubstraten nur zu einem flachen Relief. Zudem sind reine Kunststoffbanknoten stark hitzeempfindlich, und in Ländern mit klimatisch ungünstigen Bedingungen neigen die Kunststoffsubstrate zur Schrumpfung. Auch auf Papiersubstrate applizierte Schutzfolien bewirken Veränderungen von Haptik und Taktilität der Banknoten.
  • Ferner wurde versucht, durch geeignete Beschichtungen von Papiersubstraten deren Schutz gegen Verschmutzung, und damit ihre Umlaufdauer, zu erhöhen. Dabei gibt es sowohl Varianten, bei denen die Beschichtung vor dem Bedrucken, als auch Varianten, bei denen die Beschichtung nach dem Bedrucken der Banknoten vorgenommen wird.
  • Aus der Druckschrift WO 00/00697 ist ein Sicherheitspapier für Banknoten mit einer schmutzabweisenden Beschichtung bekannt, das in seinen typischen Eigenschaften, wie Bedruckbarkeit, Klang und Farbe, gegenüber einem unbeschichteten Papier trotz der Beschichtung weitgehend unverändert bleibt. Auf dem Banknotenpapier wird dabei eine Beschichtungszusammensetzung aufgebracht, die lediglich ein Bindemittel, insbesondere Acrylate, und keine Füllstoffe enthält. Die Zusammensetzung wird in einer solchen Schichtdicke aufgetragen, dass einerseits eine glatte Oberfläche und somit wenig Möglichkeiten zur Schmutzanlagerung entstehen, und dass andererseits die Beschichtung dünn genug ist, um die übrigen genannten Eigenschaften des Papiers nicht zu beeinträchtigen.
  • Die Druckschrift WO 2004/ 072378 beschreibt ein Sicherheitspapier mit einem flächigen Substrat, das zumindest teilweise mit einer schmutzabweisenden Schutzschicht zur Verlängerung der Lebensdauer und der Umlauffähigkeit versehen ist. Die Schutzschicht umfasst zumindest zwei Lackschichten, wobei die erste untere Lackschicht durch eine auf das Substrat aufgebrachte, physikalisch trocknende Lackschicht gebildet ist, die Kontakt zum darunter liegenden Substrat herstellt und dessen Poren schließt, und wobei die zweite obere Lackschicht das Substrat vor physikalischen und chemischen Einflüssen schützt. Die untere, physikalisch trocknende Lackschicht ist bevorzugt eine Schicht auf der Basis von Polyurethanen, und die obere Lackschicht eine strahlungshärtende Lackschicht. Diese Doppellackschicht aus verschiedenen Lacksystemen kann vor oder nach dem Bedrucken aufgebracht werden.
  • Die Druckschrift DE 10 2005 052 672 offenbart ein Sicherheitspapier zur Herstellung von Wertdokumenten, das zumindest teilweise und zumindest an einer Oberfläche mit einer Imprägnierungszusammensetzung behandelt ist, die eine erhöhte Umlauffähigkeit gewährleistet, wobei die Imprägnierungszusammensetzung mindestens eine Verbindung aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Fluorcarbon-Harzen, oberflächenaktiven, fluoraliphatischen polymeren Estern und fluorhaltigen Copolymeren auf Acrylat-basis besteht. Die Beschichtung gewährt einen besonderen Schutz gegen lipophile und wässrige Substanzen, was im Wesentlichen auf die Reduktion der Oberflächenenergie der imprägnierten Substrate durch die Fluorcarbon-Harze zurückzuführen ist.
  • Jede der bekannten Beschichtungen weist gewisse Nachteile auf. Lacke auf Polyurethan- und auf Acrylat-Basis werden meist in relativ hohen Schichtdicken eingesetzt. Dies führt zu einer "Plastifizierung" der Banknoten. Der banknotentypische "Griff" und "Klang" gehen dadurch verloren. Zudem führen gängige Lacke, insbesondere Acrylatlacke und UV-Lacke, zu relativ harten Deckschichten, die zwar gut schmutzabweisend sind, aber den gesamten Substrataufbau schwächen, das heißt, die zum Teil sensiblen mechanischphysikalischen Papiereigenschaften werden geschwächt. Außerdem erzeugt man durch harte Außenschichten eine Art Sandwich-Struktur des gesamten Substrats, was zu einer Spaltung der Banknoten an den Rändern oder an Knickstellen führen kann.
  • Die in DE 10 2005 052 672 offenbarten Fluorcarbonharz-Beschichtungen bieten zwar einen recht guten Schutz, aber es ist dennoch wünschenswert, die Schutzwirkung zu verbessern, und insbesondere Beschichtungen bereitzustellen, die an die besonderen Erfordernisse bei Banknoten angepasst sind, beispielsweise spezielle taktile Sicherheitsmerkmale, wie Intaglio-Reliefs, nicht einebnen, sondern die Taktilität der Banknoten erhalten.
  • Die Druckschrift US 2005/0075020 A1 offenbart Silikon-Beschichtungszusammensetzungen für Substrate, wie beispielsweise Papier, zur Erzeugung von wasserabweisenden Beschichtungen oder Trennbeschichtungen. Die Zusammensetzungen enthalten funktionalisierte Polyorganosiloxane mit Si-H- und Si-IE-Einheiten (Si-IE ist eine Gruppe mit mindestens einer ethylenischen Ungesättigtheit), wobei die Si-H- und Si-IE-Einheiten unter Polyaddition miteinander reagieren können. Es können Vernetzer mit mono-, di- und gegebenenfalls auch tri- oder tetra-funktionellen Si-Einheiten enthalten sein. Eine Beschichtung von Wertdokumenten mit diesen Beschichtungszusammensetzungen wird nicht offenbart.
  • Die Druckschrift EP 1 004 632 B1 offenbart eine Silikon-Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung von Trennbeschichtungen auf Substraten, wie beispielsweise Papier, Metallfolie oder Kunststoff. Die Zusammensetzung enthält ein lineares trimethylsiloxyterminiertes Polydiorganosiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen enthält, optional ein lineares dimethylalkenylsiloxyterminiertes Polydiorganosiloxan, das mindestens zwei Alkenylgruppen pro Molekül enthält, ein Polyorganowasserstoffsiloxan mit mindestens drei siliciumgebundenen Wasserstoffatomen pro Molekül, einen Platinkatalysator und einen Inhibitor. Die Zusammensetzung kann Füllstoffe, beispielsweise anorganische Füllstoffe, Pigmente, Pulver aus organischen Harzen, oder weitere Zusätze enthalten.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zusammensetzung bereitzustellen, die bei Verwendung zur Beschichtung von Banknoten und anderen Wertdokumenten bevorzugt folgende Eigenschaften aufweist:
    • Sie soll einen guten Schutz gegen Verschmutzungen aller Art, das heißt festen und flüssigen, wässrigen und öligen Schmutz, bieten.
    • Sie soll die Umlaufdauer des Wertdokuments erhöhen.
    • Sie soll z.B. bei Verwendung eines papierartigen Substrats den ursprünglichen Papiercharakter (Haptik) möglichst wenig verändern, so dass Griff und Klang des Wertdokuments erhalten bleiben.
    • Sie soll sich z.B. bei Verwendung eines papierartigen Substrats weich dem Papier anschmiegen und Plastifizierungen, die zu Spaltung führen können, vermeiden.
    • Sie soll spezielle Sicherheitsmerkmale, wie Reliefs und andere taktile Sicherheitsmerkmale oder Wasserzeichen nicht verfälschen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere, ein Wertdokument, wie eine Banknote, mit einer erhöhten Umlaufdauer unter Beibehaltung der Wertdokument-typischen Eigenschaften, wie Haptik und Taktilität, bereitzustellen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Wertdokuments bereitzustellen.
  • Die Aufgaben werden gelöst durch das Wertdokument, das Verfahren und die Verwendung mit den Merkmalen, wie sie in den betreffenden unabhängigen Ansprüchen angegeben sind. Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Wertdokument, wie Banknote, Urkunde, Aktie oder Ausweisdokument, mit einem flächigen Substrat, z.B. einem Papiersubstrat, das an jeder seiner beiden Hauptflächen eine schmutzabweisende Beschichtung aufweist, wobei die Beschichtung eine Zusammensetzung aufweist, die mindestens ein Silikonharz und/ oder Fluorsilikonharz und PTFE-Festpartikel enthält.
  • Die Beschichtung ist bevorzugt die oberste, abschließende Deckschicht des Wertdokuments, wobei das Wertdokument unter der Beschichtung bedruckt und/ oder eine Beschichtung aufweisen kann, die frei von Silikonharz und/ oder Fluorsilikonharz ist.
  • Die Beschichtung kann z.B. aus einer äußeren und einer inneren Teilschicht bestehen, die beide mindestens ein Silikonharz und/ oder Fluorsilikonharz enthalten, wobei die innere Teilschicht bevorzugt frei von PTFE-Festpartikeln ist.
  • Der mittlere Durchmesser der PTFE-Partikel beträgt vorzugsweise 5 nm bis 500 nm, weiter bevorzugt 30 nm bis 200 nm.
  • Der Anteil der PTFE-Partikel an der Beschichtung beträgt vorzugsweise von 1 bis 50 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 bis 20 Gew.-% in Trockengewicht.
  • Die Beschichtung kann vorzugsweise ein physikalisch trocknendes Silikonharz und/ oder Fluorsilikonharz aufweisen.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Wertdokuments, wie einer Banknote; Urkunde, Aktie oder eines Ausweisdokuments, mit einem flächigen Substrat, z.B. ein Papiersubstrat, das an jeder seiner beiden Hauptflächen eine schmutzabweisende Beschichtung aufweist, mit folgenden Schritten:
    1. (a) Bereitstellen einer Lösung oder einer Dispersion eines Silikonharzes und/ oder Fluorsilikonharzes oder von Präpolymeren des Silikonharzes und/oder Fluorsilikonharzes, die außerdem PTFE-Festpartikel enthält,
    2. (b) Auftragen der Lösung oder Dispersion auf jede der beiden Hauptflächen des Wertdokument-Substrats zur Erzeugung der Beschichtung, und
    3. (c) Trocknen der Beschichtung durch Entfernen des flüssigen Trägermediums der Lösung oder Dispersion und gegebenenfalls Vernetzen der Präpolymere des Silikonharzes und/ oder Fluorsilikonharzes bei einer zur Vernetzung ausreichenden Temperatur.
  • Gegebenenfalls kann nach Schritt (b) oder nach Schritt (c) nochmals eine Lösung oder eine Dispersion eines Silikonharzes und/ oder Fluorsilikonharzes oder von Präpolymeren des Silikonharzes und/ oder Fluorsilikonharzes, die außerdem PTFE-Partikel enthält, bereitgestellt und auf mindestens eine der beiden Hauptflächen des Wertdokument-Substrats aufgetragen werden, wobei die Lösung oder Dispersion mit der zuerst aufgetragenen Lösung oder Dispersion gleich oder von ihr verschieden ist, und wobei die aufgetragenen Lösungen oder Dispersionen gemeinsam die Beschichtung erzeugen.
  • Gegebenenfalls kann vor Schritt (b) eine Lösung oder eine Dispersion eines Silikonharzes und/ oder Fluorsilikonharzes oder von Präpolymeren des Silikonharzes und/ oder Fluorsilikonharzes, die keine PTFE-Partikel enthält, bereitgestellt und auf mindestens eine der beiden Hauptflächen des Wertdokument-Substrats aufgetragen werden, und das flüssige Trägermedium der Lösung oder Dispersion gegebenenfalls vor Schritt (b) entfernt werden, wobei die aufgetragenen Lösungen oder Dispersionen gemeinsam die Beschichtung erzeugen.
  • Bevorzugt wird pro Hauptfläche des Wertdokument-Substrats eine Auftragsmenge (trocken) von 0,1 g/m2 bis 15 g/m2 an Silikonharz und/oder Fluorsilikonharz einschließlich PTFE-Partikel aufgetragen.
  • Die Beschichtung weist bevorzugt eine Dicke von 0,5 bis 10 µm auf.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung einer Zusammensetzung, die mindestens ein Silikonharz und/ oder Fluorsilikonharz oder Präpolymere des Silikonharzes und/oder Fluorsilikonharzes, und außerdem PTFE-Partikel enthält, zur Herstellung einer schmutzabweisenden, die Umlaufzeit verlängernden Beschichtung eines Wertdokuments, wobei das Silikonharz und/ oder Fluorsilikonharz und die PTFE-Partikel die in der vorangehenden Beschreibung des ersten Aspekts der Erfindung angegebenen Merkmale aufweisen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß werden vollständig gedruckte Wertdokumente abschließend an ihren beiden Oberflächen mit einer Beschichtung ausgestattet, die Silikonharze und/ oder Fluorsilikonharze (im Folgenden summarisch "Silikonharze" genannt) sowie Polytetrafluorethylen (PTFE)-Partikel enthält oder daraus besteht.
  • Die erfindungsgemäß verwendeten Silikonharze sind Polyorganosiloxane, in denen Siliciumatome über Sauerstoffatome kettenartig, und bevorzugt auch netzartig, verknüpft sind. Die restlichen Valenzen des Siliciums sind durch organische Reste, z.B. Kohlenwasserstoffreste abgesättigt, insbesondere durch Methylgruppen und Phenylgruppen, aber auch andere Kohlenwasserstoffreste, wie Ethylgruppen und Propylgruppen, können enthalten sein. Da reine Methylsilikonharze relativ spröde sind, während mit dem Gehalt an Phenylgruppen die Elastizität steigt, werden Polyorganosiloxane, deren Siliciumatome teilweise mit Phenylgruppen substituiert sind, bevorzugt.
  • Silikonharze befinden sich in vorpolymerisierter Form, das heißt in Form von Oligomeren, im Handel. Bei den Oligomeren kann es sich z.B. um lineare Polysiloxane handeln (mit monofunktionellen und difunktionellen Si-Einheiten), um verzweigte Polysiloxane (mit mono-, di- und tri-funktionellen Si-Einheiten), um cyclische Polysiloxane (aus difunktionellen Einheiten) und um bereits mehr oder weniger vernetzte Silikone (mit Vernetzung mittels trifunktioneller und/ oder tetrafunktioneller Si-Einheiten).
  • Bevorzugt werden Lösungen der Silikonharze in organischen Lösungsmitteln, wie Benzin, Aromaten, Ester, Ketone, Alkohole, verwendet, aber auch wässrige Emulsionen und Suspensionen sind verwendbar.
  • Die Silikonharz-Zusammensetzungen werden erfindungsgemäß auf die Oberflächen der "fertigen" Wertdokumente aufgetragen. Wertdokumente werden typischerweise nicht in Form von Einzelnutzen, sondern in Form von Bahnen oder Bögen hergestellt, von denen dann die Einzelnutzen abgetrennt werden. Ein "fertiges" Wertdokument im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Wertdokument, das abgesehen von der noch aufzubringenden erfindungsgemäßen Beschichtung umlauffähig ist, unabhängig davon, ob es als Einzelnutzen oder als Bogen oder Bahn vorliegt, wovon die Einzelnutzen noch abzutrennen sind.
  • Wenn die Silikonharz-Zusammensetzung hochmolekulare lineare Polyorganosiloxane und/ oder stark verzweigte und/ oder bereits vernetzte Polyorganosiloxane aufweist, braucht nach dem Auftragen der Zusammensetzung nicht zwingend eine weitere Polymerisation beziehungsweise Vernetzung stattzufinden. In diesem Fall kann die Beschichtung physikalisch getrocknet werden, wobei unter "physikalisch trocknen" zu verstehen ist, dass die Zusammensetzung durch Entfernen der Trägerflüssigkeit, das heißt des Lösungsmittels oder des Dispersionsmittels, ohne irgendeine chemische Reaktion der Polymerkomponenten fest wird.
  • Alternativ werden Silikonharz-Zusammensetzungen mit Oligomeren verwendet, die reaktive Gruppen enthalten, die nach dem Auftragen der Zusammensetzung, z.B. bei erhöhter Temperatur und/oder mit Hilfe von Katalysatoren, zu Kettenverlängerung und/ oder Vernetzung der Oligomere führen. Insbesondere eine Vernetzung ist erwünscht.
  • Als Vernetzungsreaktionen kommen z.B. Polykondensation und Polyaddition in Frage.
  • Kondensationsreaktionen erfordern Oligomere, bei denen die mono- und/oder di- und/oder tri-funktionellen Einheiten noch Silanolgruppen enthalten. Der Gehalt an Silanolgruppen richtet sich nach dem erwünschten Vernetzungsgrad, das heißt dem Verhältnis von mono-, di-, tri- und tetra-funktionellen Einheiten in der fertig vernetzten Beschichtung.
  • Alternativ kann eine Vernetzung durch Additionsreaktionen erfolgen. In diesem Fall muss die aufzutragende Silikonharz-Zusammensetzung sowohl Oligomere mit olefinisch ungesättigten Gruppen enthalten, also Polyorganosiloxane, in denen ein Teil der organischen Substituenten des Siliciums olefinisch ungesättigte Substituenten sind (beispielsweise Vinylgruppen oder Allylgruppen), als auch Oligomere, die mit diesen Gruppen eine Hydrosilylierungsreaktion eingehen können, also Silane und/ oder Siloxane mit Si-H-Bindungen. Die Oligomere mit ungesättigten Gruppen einerseits und die Oligomere mit Si-H-Bindungen andererseits werden getrennt aufbewahrt und unmittelbar vor dem Auftragen gemischt. Die Anzahl der olefinisch ungesättigten Gruppen und der Si-H-Bindungen bestimmt den Vernetzungsgrad. Silikonharz-Zusammensetzungen, die nach dem Auftragen auf Papier durch Additionsreaktionen härtbar sind, werden beispielsweise in der US 2005/0075020 A1 beschrieben, deren Offenbarung diesbezüglich vollumfänglich in diese Erfindung mit aufgenommen wird.
  • Sowohl Kondensation als auch Addition erfordern geeignete Katalysatoren, wie sie einem Fachmann bekannt sind. Als Additionskatalysatoren eignen sich beispielsweise Verbindungen von Metallen der Platingruppe, insbesondere Platin und Rhodium.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den fluorfreien Silikonharzen können Fluorsilikonharze verwendet werden. Fluorsilikonharze sind den nicht-fluorierten Silikonharzen hinsichtlich ihrer schmutzabweisenden Eigenschaften und ihrer Beständigkeit, beispielsweise ihrer Wärmebeständigkeit, mindestens ebenbürtig. Zusätzlich zeichnen sie sich durch eine gegenüber den nicht-fluorierten Silikonharzen noch verbesserte Chemikalienbeständigkeit aus. Durch die Verwendung einer Beschichtung, die Fluorsilikonharze und PTFE-Festpartikel enthält, kann insbesondere die Beständigkeit des beschichteten Wertdokuments gegenüber organischen Lösungsmitteln, wie etwa Benzin, Toluol, Alkohol, Ether etc. erhöht werden. Diese Erhöhung der Beständigkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln kann insbesondere zum Schutz vor einem manipulativen Aufspalten von mehrlagigen Wertdokument-Substraten, die z.B. übereinander angeordnete Kunststoff- bzw. Polymerschichten aufweisen, genutzt werden.
  • Chemisch unterscheiden sich die Fluorsilikonharze von den vorgenannten Silikonharzen dadurch, dass ein Teil der Alkylgruppen durch Fluoralkylgruppen ersetzt ist. In Frage kommen sowohl teilfluorierte als auch perfluorierte Alkylgruppen, wobei perfluorierte Alkylgruppen bevorzugt sind.
  • Wesentlich an den erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungszusammensetzungen ist, dass sie Polytetrafluorethylen (PTFE)-Partikel enthalten. Die PTFE-Partikel sind in der Beschichtungszusammensetzung dispergiert, beziehungsweise bei Zwei-Komponenten-Zusammensetzungen in mindestens einer der Komponenten dispergiert, oder werden kurz vor dem Auftragen der Beschichtungszusammensetzung in dieser dispergiert. Unter Einsatz von Tensiden, insbesondere ionischer Tenside, lassen sich stabile Dispersionen mit einem Gehalt an PTFE-Partikeln von bis zu 60 Gew.-% herstellen. Es ist jedoch zu beachten, dass PTFE-Partikel in der Regel weiß sind und damit die Farbe des Papiers verändern. Dies bedeutet, dass der Gehalt an PTFE-Partikeln nicht zu hoch sein sollte, damit es zu keinen wesentlichen Farbveränderungen kommt. Bevorzugt sind Beschichtungszusammensetzungen, bei denen der Gehalt an PTFE-Partikeln in Trockengewicht von 1 bis 50 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 bis 20 Gew.-% und insbesondere bevorzugt von 5 bis 15 Gew.-% beträgt.
  • Die PTFE-Partikel weisen vorzugsweise einen mittleren Partikeldurchmesser von 5 nm bis 500 nm, vorzugsweise von 30 bis 200 nm, und besonders bevorzugt von 60 bis 150 nm auf.
  • Die Konzentration der Silikonharze beziehungsweise der oligomeren Silikonharzvorläufer in den aufzutragenden Lösungen oder Dispersionen beträgt vorzugsweise etwa 5 bis 30 Gew.-%, weiter bevorzugt etwa 10 bis 20 Gew.-%, je nach gewünschter Auftragsmenge bzw. Schichtdicke.
  • Neben den Silikonharzen und/oder Fluorsilikonharzen beziehungsweise deren Vorläufern, den PTFE-Partikeln, der Trägerflüssigkeit (wässrige, und insbesondere organische Medien), und gegebenenfalls geeigneten Katalysatoren, können die erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungszusammensetzungen außerdem übliche Hilfsstoffe enthalten. Übliche Hilfsstoffe sind beispielsweise Koaleszenzmittel, Verlaufmittel, Netzmittel, Entschäumungsmittel, Viskositäts-Modifizierungsmittel, Dispergier-Hilfsmittel, Farbstoffe und Verdünnungsmittel. Auch antimikrobielle Mittel und Merkmalsstoffe, wie beispielsweise Lumineszenzstoffe, können in der Zusammensetzung enthalten sein.
  • Die Beschichtungszusammensetzungen eignen sich zur Beschichtung aller gängigen Wertdokument-Substrate, insbesondere für Papiersubstrate aus Baumwollfasern oder vorwiegend Baumwollfasern, wie sie auf dem Gebiet der Sicherheitspapiere bevorzugt eingesetzt werden. Es können jedoch generell Papiere aus Zellulosefasern und Papiere, die zumindest teilweise aus Kunststoff-Fasern bestehen, beschichtet werden. Dabei ist es unerheblich, ob das Substrat einlagig oder mehrlagig, geleimt oder ungeleimt, oder gegebenenfalls mit Primern oder irgendwelchen sonstigen Schichten, beispielsweise einer Lackschicht, ausgestattet ist. Sehr vorteilhaft ist es, wenn die zu beschichtenden Oberflächen polaren Charakter haben, wie Papier. Auf derartigen Oberflächen kommen die vorteilhaften Eigenschaften der Beschichtungen besonders zum Tragen. Weiterhin kann als Wertdokument-Substrat eine Kunststoffschicht, beispielsweise eine Kunststofffolie, oder ein Folienverbund verwendet werden. Eine solche Folie kann zusätzlich monoaxial oder biaxial gereckt sein. Eine solche Reckung der Folie führt unter anderem dazu, dass sie polarisierende Eigenschaften erhält, die als Sicherheitsmerkmal in dem Wertdokument genutzt werden können. Auch ein mehrlagiges Wertdokument-Substrat wie z.B. ein mehrlagiger Verbund kann verwendet werden, der z.B. eine Schicht aus Papier oder einem Papier-artigen Material aufweist. Auf diese Schicht ist beispielsweise von beiden Seiten eine transparente Kunststoff- oder Polymerschicht aufkaschiert, wodurch ein solcher mehrlagiger Verbund eine außerordentlich große Stabilität und Haltbarkeit aufweist. Dabei werden Sicherheitspapiere mit Kunststoff- oder Polymerbeschichteten Papierschichten zur Herstellung von Folienverbundbanknoten verwendet. Umgekehrt kann der mehrlagige Verbund auch eine zentrale Schicht aus einem Kunststoff- oder Polymermaterial aufweisen, welche beidseitig mit jeweils einer Lage aus Papier oder einem Papier-artigen Material beschichtet ist. Als mehrlagiges Substratmaterial kann auch ein mehrschichtiges, papierfreies Komposit-Material eingesetzt werden.
  • Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtungen lassen sich prinzipiell in zwei Gruppen einteilen, die schützenden und damit Umlaufzeit verlängernden Eigenschaften einerseits, und die "Charakter erhaltenden" Eigenschaften andererseits. Die Überlegenheit der Silikonharz-Beschichtungen (der Beschichtungen mit Silikonharzen und/oder Fluorsilikonharzen und PTFE-Partikeln) zeigt sich insbesondere bei den Charakter erhaltenden Eigenschaften. Die Silikonharz-Beschichtungen können nämlich in sehr dünnen Schichten, das heißt mit sehr geringen Auftragsmengen, bereits eine hervorragende Schutzwirkung erzielen. Geeignete Auftragsmengen im trockenen Zustand liegen im Bereich von 0,1 g/m2 bis 15 g/m2 pro Seite, bevorzugt im Bereich von 0,5 g/m2 bis 2 g/m2 pro Seite, das heißt pro Hauptfläche, des Wertdokuments. Die schützenden Beschichtungen haben im trockenen Zustand eine Dicke von etwa 0,5 bis 10 µm, bevorzugt von 0,5 bis 2 µm. Bei der Auftragsmenge und damit einhergehend der Dicke ist zu beachten, dass zu hohe Auftragsmengen schädlich sind, weil sich Silikonbeschichtungen bei zu hoher Schichtdicke abreiben können. Deswegen handelt es sich im vorliegenden Fall vor allem um ein Schließen der Poren und einen dünnen Überzug der Oberfläche.
  • Diese geringen Auftragsmengen und Beschichtungsdicken bewirken, dass z.B. bei der Verwendung von Papiersubstraten der ursprüngliche Papiercharakter (Haptik des Wertdokuments) kaum verändert wird. Außerdem folgt die dünne Silikonschicht allen Oberflächen-Unebenheiten, so dass Oberflächenstrukturen, wie Intaglio-Reliefs, die durch andere Beschichtungen teilweise eingeebnet werden, hervorragend erhalten bleiben, so dass auch die Taktilität des Wertdokuments im Wesentlichen unverändert bleibt.
  • Es wird vermutet, dass diese Fähigkeit zur Ausbildung sehr dünner, Substratcharakter erhaltender Beschichtungen mit der Ausbildung starker physikalischer und eventuell auch chemischer Wechselwirkungen mit polaren Substratoberflächen wie Papieroberflächen, zusammenhängt. Silikonharze haben einerseits ein polares Siloxan-Grundgerüst, und andererseits unpolare organische Reste. Beim Kontakt mit polaren Oberflächen ordnet sich das Silikonharz so, dass möglichst große Bereiche des Siloxan-Grundgerüsts mit der polaren Oberfläche in Kontakt sind, während die unpolaren Gruppen von der Oberfläche wegweisen. Theoretisch ist ein zweidimensionales Netz aus Silikonharz, das dieselben Abmessungen wie die zu beschichtende Oberfläche aufweist, ausreichend, um die gesamte Oberfläche zu bedecken. In der Praxis sind natürlich keine derart extremen Spreitungen der ineinander verknäuelten Polymere möglich, aber es ist unverkennbar, dass die Silikonharz-Moleküle die Tendenz haben, möglichst große Oberflächenbereiche zu bedecken. Die Bedeckung großer Oberflächenbereiche mit sehr geringen Mengen an Silikonharz kann noch unterstützt werden durch die Verwendung sehr verdünnter Silikonharz-Lösungen und Dispersionen. Bei hohen Konzentrationen besteht die Gefahr, dass sich die Polymermoleküle bei ihrer Entfaltung gegenseitig behindern.
  • Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Spreitung der Silikonharze und Fluorsilikonharze durch die Zumischung von PTFE-Partikeln noch deutlich verbessert wird. Außerdem werden durch die Zumischung von PTFE-Partikeln auch die schmutzabweisenden Eigenschaften weiter verbessert. Ohne sich auf eine spezielle Theorie festlegen zu wollen, wird vermutet, dass die Beschichtung mit PTFE-Partikeln möglicherweise eine Art Doppelschicht darstellt, wobei die Silikonharzschicht zwischen der Substratoberfläche und einer PTFE-Partikelschicht angeordnet ist. In der Silikonharzschicht weist das Siloxan-Grundgerüst zur Substratoberfläche, während die organischen Gruppen zu der PTFE-Partikelschicht weisen. Dies würde bedeuten, dass die schmutzabweisenden Eigenschaften in erheblichem Maß durch die PTFE-Partikel bestimmt würden. Eine entsprechende Orientierung ist nur mit nanoskaligen PTFE-Partikeln möglich.
  • Zur Auftragung der Zusammensetzungen sind grundsätzlich alle Verfahren geeignet, mit denen sich dünne Beschichtungen aus flüssiger Phase applizieren lassen. Genannt seien beispielsweise Druckverfahren (wie Flexodruck), Lackierverfahren und Spritzverfahren, Sprühen, Tauchen, Rakeln. Generell gut geeignet sind Textilbeschichtungsverfahren.
  • Die Beschichtung kann an einzelnen Wertdokumenten durchgeführt werden, wird aber bevorzugt an Bogenmaterialien oder Bahnenmaterialien durchgeführt, die anschließend in die gewünschten Einzelnutzen getrennt werden. Die Silikonbeschichtung ist stets die abschließende Beschichtung, das heißt, das zu beschichtende Wertdokument ist bereits mit sämtlichen Drucken, wie Intagliodruck oder sonstige Drucken, und gegebenenfalls mit weiteren Beschichtungen und/oder Sicherheitsmerkmalen, ausgestattet. Die Silikonschicht muss daher transparent sein, um eine optimale Sichtbarkeit der darunter liegenden Aufdrucke, Wasserzeichen oder sonstigen Sicherheitsmerkmale zu gewährleisten.
  • Das Beschichtungsverfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wertdokuments wird folgendermaßen durchgeführt. Ausgangsmaterial ist ein, abgesehen von der noch aufzutragenden Beschichtung, fertig gestelltes Wertdokument. Das Wertdokument weist ein flächiges Substrat, z.B. ein Papiersubstrat, mit zwei Hauptflächen auf, die beide mit einer schmutzabweisenden Beschichtung ausgestattet werden. Zu diesem Zweck wird zunächst eine Lösung oder eine Dispersion eines Silikonharzes und/oder Fluorsilikonharzes oder von Präpolymeren des Silikonharzes und/ oder Fluorsilikonharzes hergestellt und mit PTFE-Feststoffpartikeln gemischt. Um die PTFE-Partikel stabil in Suspension zu halten, ist meist ein Dispergierhilfsmittel erforderlich. Zwei-Komponenten-Systeme werden bevorzugt erst unmittelbar vor dem Gebrauch vermischt, um das System problemlos innerhalb der Topfzeit verarbeiten zu können. Es versteht sich, dass die Lösungen oder Dispersionen, je nach Art des Silikonharzes und/oder Fluorsilikonharzes, gegebenenfalls geeignete Vernetzungskatalysatoren enthalten müssen. Weiterhin können übliche Hilfsstoffe enthalten sein. Die Konzentration beziehungsweise die Viskosität der aufzutragenden Lösung oder Dispersion wird ggf. durch Verdünnen so eingestellt, dass ein gleichmäßiges Auftragen einer dünnen Schicht auf die Wertdokument-Oberflächen möglich ist.
  • Die Auftragung der Lösung oder Dispersion des Silikonharzes und/oder Fluorsilikonharzes oder der Präpolymere des Silikonharzes und/ oder Fluorsilikonharzes mit PTFE-Partikeln, im Folgenden Beschichtungszusammensetzung genannt, erfolgt typischerweise bei Raumtemperatur. Geeignete Auftragungsverfahren sind beispielsweise Druckverfahren, wie Flexodruck, Spritz- und Sprühverfahren, Rakeln, oder auch Tauchbeschichtung. Die Auftragungsverfahren sind nicht in spezieller Weise eingeschränkt, und es sind prinzipiell alle Verfahren geeignet, mit denen eine gleichmäßige, dünne Schicht erzeugt werden kann. Einige Auftragungsverfahren, wie beispielsweise Tauchen oder Sprühen, erlauben eine gleichzeitige Beschichtung beider Hauptflächen des Wertdokuments. Ansonsten werden die beiden Hauptflächen nacheinander beschichtet.
  • Nach dem Auftragen der Beschichtungszusammensetzung auf eine oder auf beiden Hauptflächen des Wertdokuments wird die erzeugte Beschichtung getrocknet. Bei Beschichtungszusammensetzungen, die nicht weiter vernetzt werden müssen, wird physikalisch getrocknet, wobei diese Trocknung einfach während einer ausreichend langen Wartezeit erfolgen kann, beispielsweise während des Transports eines Wertdokument-Bogens über eine ausreichend lange Transportstrecke. Es ist jedoch sinnvoll, die physikalische Trocknung durch zusätzliche Maßnahmen zu beschleunigen, beispielsweise durch einen Infrarotstrahler. Im Falle von Beschichtungszusammensetzungen, die Präpolymere enthalten, die noch vernetzt werden müssen, wird die erzeugte Beschichtung auf eine zur Vernetzung ausreichende Temperatur erwärmt, wobei typische Vernetzungstemperaturen etwa im Bereich von 100 bis 150°C liegen.
  • Typischerweise wird auf beide Hauptflächen des Wertdokuments dieselbe Beschichtungszusammensetzung aufgetragen. Dies ist jedoch nicht zwingend. Vielmehr können sich die Beschichtungszusammensetzungen hinsichtlich der Art und Konzentration der Silikonharze, hinsichtlich der Größen und Konzentration der PTFE-Partikel und hinsichtlich sonstiger Zusätze unterscheiden. Auch unterschiedliche Auftragsmengen, und dadurch unterschiedliche Schichtdicken, an den beiden Hauptflächen des Wertdokuments sind möglich.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die schmutzabweisende Beschichtung nicht in einem einzigen Auftragungsschritt erzeugt, sondern die Beschichtung wird aus zwei Teilschichten aufgebaut, die gleich oder verschieden sein können. Mit Hilfe von zwei Teilschichten lässt sich die Dicke der resultierenden Gesamtbeschichtung gegenüber einer in einem Schritt erzeugten Beschichtung nochmals reduzieren.
  • Dies liegt vermutlich daran, dass zuerst eine extrem dünne Beschichtung mit Lücken ausgebildet wird, und im zweiten Beschichtungsschritt werden dann im Wesentlichen die Lücken gefüllt. Die Auftragung der Beschichtungszusammensetzung in zwei Schritten kann ohne Zwischentrocknung, also nass in nass, erfolgen, aber bevorzugt wird eine Zwischentrocknung durchgeführt. Bei vernetzenden Zusammensetzungen kann auch eine Zwischenvernetzung durchgeführt werden, ist aber nicht erforderlich.
  • Die für die Herstellung der beiden Teilschichten einer Beschichtung verwendeten Beschichtungszusammensetzungen können, wie die Beschichtungszusammensetzungen für die Beschichtung der beiden Hauptflächen, gleich oder verschieden sein. Typischerweise sind die Beschichtungszusammensetzungen für die beiden Teilschichten hinsichtlich Art und Konzentration der Harze identisch. Hinsichtlich des Gehalts an PTFE-Feststoffpartikeln können sich die Beschichtungszusammensetzungen für die beiden Teilschichten unterscheiden, wobei die innere, das heißt dem Substrat zugewandte Teilschicht, bevorzugt weniger PTFE-Partikel enthält als die äußere Teilschicht, beziehungsweise gar keine PTFE-Partikel enthält. Dadurch verbinden sich die beiden Teilschichten besser zu einer Gesamtbeschichtung.
  • Es versteht sich, dass die im Zusammenhang mit dem Beschichtungsverfahren genannten Silikonharze und/ oder Fluorsilikonharze, Präpolymere und PTFE-Feststoffpartikel die weiter vorne beschriebenen Komponenten sind.
  • Pro Seite des Wertdokument-Substrats (z.B. ein Papiersubstrat) wird typischerweise eine Menge (trocken) von 0,1 g/m2 bis 15 g/m2, bevorzugt von 0,5 g/m2 bis 2 g/m2, Beschichtungszusammensetzung aufgetragen. In diesem speziellen Zusammenhang bedeutet "Beschichtungszusammensetzung" die Gesamttrockensubstanz aller Komponenten der Beschichtung, unabhängig davon, ob die Beschichtung aus Teilschichten aufgebaut ist oder nicht. Bei derartigen Auftragsmengen resultiert eine Gesamtbeschichtungsdicke von etwa 0,5 bis 10 µm, bevorzugt von 0,5 bis 2 µm (trocken).
  • Nachfolgend werden die Vorteile der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es wurden Musterbanknoten aus einem Standard-Banknotenpapier jeweils beidseitig beschichtet, wobei folgende Beschichtungszusammensetzungen verwendet wurden:
    1. 1. OKS 571 der Firma OKS Spezialschmierstoffe (Deutschland). Dabei handelt es sich um einen Gleitlack mit Silikonharz und PTFE-Partikeln in einem Benzin/ Keton-Lösungsmittel. Die Zusammensetzung wurde bei Raumtemperatur in einer Schichtdicke von etwa 1,5 µm aufgesprüht und anschließend 15 Minuten lang bei Raumtemperatur getrocknet.
    2. 2. DEHESIVE 430/440 der Firma WACKER (Deutschland). DEHESIVE 430/440 ist eine additionsvernetzende Zwei-Komponenten-Silikonemulsion mit nicht-ionischem Emulgator. Die Emulsion wurde nach Herstelleranweisung verarbeitet, d.h. im Verhältnis DEHESIVE 430 (Vernetzerkomponente)/DEHESIVE 440 (Katalysatorkomponente) von 9:1. Die Beschichtung wurde ebenfalls in einer Dicke von etwa 1,5 µm aufgetragen und dann bei 140°C gehärtet.
  • Die so beschichteten Banknoten sowie eine unbeschichtete Banknote (3) wurden einem Verschmutzungstest unterzogen. Es wurde eine Schmutzmischung aus feinem Sand, färbenden und fettenden Bestandteilen gut gemischt und jeweils auf einer Oberfläche der unbeschichteten Banknote und der drei unterschiedlich beschichteten Banknoten ausgiebig verrieben. Anschließend wurden nicht haftende Bestandteile der Schmutzmischung abgeblasen. Es zeigte sich, dass die unbeschichtete Banknote (3) sehr stark verschmutzt war, während die Banknote (2) deutlich weniger verschmutzt war. Die mit Abstand besten Ergebnisse wurden jedoch mit der Banknote (1) erhalten. In diesem Fall war die verschmutzte Banknotenoberfläche nur wenig dunkler als die nicht mit der Schmutzmischung behandelte Oberfläche, und außerdem konnten keine Anzeichen dafür beobachtet werden, dass fettige Bestandteile der Schmutzmischung in die beschichtete Oberfläche eingedrungen wären. Die PTFE-Partikel enthaltende Zusammensetzung (1) zeigte daher eine gegenüber der PTFE-partikelfreien Beschichtungszusammensetzung (2) eine merklich verbesserte Schutzwirkung, die dem Gehalt an PTFE-Partikeln zuzuschreiben ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren noch weiter veranschaulicht. Es wird darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematische Darstellungen sind und die dargestellten Proportionen nicht der Realität entsprechen. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt.
  • Fig.1 und Fig. 2 zeigen jeweils Schnitte durch erfindungsgemäß beschichtete Banknoten.
  • Die Ausführungsform der Banknote 1 gemäß Fig. 1 weist ein Banknotensubstrat 2 aus Papier auf. An einer Oberfläche ist das Substrat 2 mit einem Intagliodruckbild 4 ausgestattet, und an der anderen Oberfläche weist es ein mit Tinte aufgedrucktes Druckbild 5 auf. Beide Oberflächen beziehungsweise Hauptflächen des Substrats 2 sind gemäß der Erfindung mit einer Beschichtung 3, 3' ausgestattet, die eine Zusammensetzung aufweist, die mindestens ein Silikonharz und/oder Fluorsilikonharz und PTFE-Festpartikel enthält. Die Beschichtungen 3, 3' sind jeweils als eine Schicht dargestellt, können jedoch ebenso gut als Doppelschicht ausgebildet sein. Zur Ausbildung der Beschichtung 3 wurde eine geringe Menge einer niedrig konzentrierten Silikonharzlösung auf das Substrat 2 aufgesprüht und dabei darauf geachtet, dass die Oberfläche auch im Bereich des Intagliodrucks 4 im Wesentlichen vollständig bedeckt wurde. Nach einer kurzen Antrocknungszeit von wenigen Minuten wurde nochmals eine geringe Menge derselben Silikonharzlösung aufgesprüht. Das im zweiten Schritt aufgesprühte Silikonharz füllte etwaige Lücken in der zuerst aufgesprühten Teilschicht aus, und während der nachfolgenden physikalischen Trocknung wurde eine sehr dünne Schicht 3 ausgebildet, die sich eng an den Intagliodruck anschmiegt und dessen Struktur als Oberflächenstruktur 4' genau wiedergibt. Die Beschichtung 3 erscheint als eine einzige Schicht, nicht als Kombination von Teilschichten. An der anderen Oberfläche des Banknotensubstrats 2 wurde die Beschichtung 3' ausgebildet. Zur Erzeugung der Beschichtung 3' wurde eine hoch konzentrierte Silikonharzemulsion aufgerakelt und dann bei erhöhter Temperatur vernetzt. Bei einer hohen Konzentration an Silikonharz und/oder an PTFE-Partikeln gibt die Oberfläche der Beschichtung 3' nicht exakt die Struktur der beschichteten Oberfläche wieder. Vielmehr kann, falls dies gewünscht ist, auch eine Einebnung von Unebenheiten der beschichteten Oberfläche erreicht werden.
  • Die Ausführungsform der Banknote 1 gemäß Fig. 2 weist ebenfalls ein Banknotensubstrat 2 auf, das jedoch an einer Oberfläche ein Wasserzeichen 6 aufweist, und an der anderen Oberfläche mit einer Lackschicht 7 bedruckt ist, in die Fluoreszenzpartikel 8 eingemischt sind. Die Oberfläche des Substrats 2, die das Wasserzeichen 6 aufweist, wurde ebenso beschichtet, wie bei Fig.1 für die Oberfläche des Substrats 2, die den Intagliodruck 4 aufweist, angegeben. Die Strukturen des Wasserzeichens 6 werden als Oberflächenstruktur 6' in der Außenoberfläche der Beschichtung 3 praktisch exakt wiedergegeben. An der anderen Oberfläche ist das Substrat 2 mit der Lackschicht 7 beschichtet, die wiederum ein mit Tinte aufgedrucktes Druckbild 5 aufweist. Die Lackschicht 7 mit dem Druckbild 5 ist in derselben Weise beschichtet wie die Oberfläche des Substrats 2 mit dem Druckbild 5 in Fig. 1. Die Beschichtung auf der Basis eines Silikonharzes und/oder Fluorsilikonharzes mit PTFE-Festpartikeln haftet auf nahezu allen Oberflächen gut, insbesondere auf polaren Oberflächen.
  • Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäß verwendeten Beschichtungszusammensetzungen liegen demgemäß darin, dass sie weder die Haptik noch die Taktilität der beschichteten Wertdokumente merklich verändern und einen hervorragenden Schutz gegen Verschmutzung bieten, wodurch die Lebensdauer der Wertdokumente erheblich verlängert wird.

Claims (15)

  1. Wertdokument (1), wie Banknote, Urkunde, Aktie oder Ausweisdokument, mit einem flächigen Substrat (2), das an jeder seiner beiden Hauptflächen eine schmutzabweisende Beschichtung (3, 3') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3, 3') eine Zusammensetzung aufweist, die mindestens ein Silikonharz und/oder Fluorsilikonharz und PTFE-Festpartikel enthält.
  2. Wertdokument (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3, 3') die oberste, abschließende Deckschicht des Wertdokuments (1) ist, wobei das Wertdokument unter der Beschichtung (3, 3') bedruckt ist und/oder eine Beschichtung aufweist, die frei von Silikonharz und/oder Fluorsilikonharz ist.
  3. Wertdokument (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3, 3') aus einer äußeren und einer inneren Teilschicht besteht, die beide mindestens ein Silikonharz und/oder Fluorsilikonharz enthalten, wobei die innere Teilschicht bevorzugt frei von PTFE-Festpartikeln ist.
  4. Wertdokument (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Durchmesser der PTFE-Partikel 5 nm bis 500 nm, bevorzugt 30 nm bis 200 nm, beträgt.
  5. Wertdokument (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der PTFE-Partikel an der Beschichtung (3, 3') von 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt von 1 bis 20 Gew.-% in Trockengewicht beträgt.
  6. Wertdokument (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3, 3') ein physikalisch trocknendes Silikonharz und/oder Fluorsilikonharz aufweist.
  7. Wertdokument (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3, 3') ein ausschließlich über Silicium-Sauerstoff-Bindungen vernetztes Silikonharz und/ oder Fluorsilikonharz aufweist.
  8. Wertdokument (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3, 3') ein durch Hydrosilylierung vernetztes Silikonharz und/oder Fluorsilikonharz aufweist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokuments (1), wie einer Banknote; Urkunde, Aktie oder eines Ausweisdokuments, mit einem flächigen Substrat (2), das an jeder seiner beiden Hauptflächen eine schmutzabweisende Beschichtung (3, 3') aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    (a) Bereitstellen einer Lösung oder einer Dispersion eines Silikonharzes und/oder Fluorsilikonharzes oder von Präpolymeren des Silikonharzes und/oder Fluorsilikonharzes, die außerdem PTFE-Festpartikel enthält,
    (b) Auftragen der Lösung oder Dispersion auf jede der beiden Hauptflächen des Wertdokument-Substrats (2) zur Erzeugung der Beschichtung (3,3'), und
    (c) Trocknen der Beschichtung (3, 3') durch Entfernen des flüssigen Trägermediums der Lösung oder Dispersion und gegebenenfalls Vernetzen der Präpolymere des Silikonharzes und/ oder Fluorsilikonharzes bei einer zur Vernetzung ausreichenden Temperatur.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt (b) oder nach Schritt (c) nochmals eine Lösung oder eine Dispersion eines Silikonharzes und/ oder Fluorsilikonharzes oder von Präpolymeren des Silikonharzes und/ oder Fluorsilikonharzes, die außerdem PTFE-Partikel enthält, bereitgestellt und auf mindestens eine der beiden Hauptflächen des Wertdokument-Substrats (2) aufgetragen wird, wobei die Lösung oder Dispersion mit der zuerst aufgetragenen Lösung oder Dispersion gleich oder von ihr verschieden ist, und wobei die aufgetragenen Lösungen oder Dispersionen gemeinsam die Beschichtung (3, 3') erzeugen.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt (b) eine Lösung oder eine Dispersion eines Silikonharzes und/oder Fluorsilikonharzes oder von Präpolymeren des Silikonharzes und/ oder Fluorsilikonharzes, die keine PTFE-Partikel enthält, bereitgestellt und auf mindestens eine der beiden Hauptflächen des Wertdokument-Substrats (2) aufgetragen wird, und das flüssige Trägermedium der Lösung oder Dispersion gegebenenfalls vor Schritt (b) entfernt wird, wobei die aufgetragenen Lösungen oder Dispersionen gemeinsam die Beschichtung (3, 3') erzeugen.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonharze und/ oder Fluorsilikonharze und die PTFE-Partikel die in den Ansprüchen 4 bis 8 angegebenen Merkmale aufweisen.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass pro Hauptfläche des Wertdokument-Substrats (2) eine Auftragsmenge (trocken) von 0,1 g/m2 bis 15 g/m2 an Silikonharz und/oder Fluorsilikonharz einschließlich PTFE-Partikel aufgetragen wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtung (3, 3') erzeugt wird, die eine Dicke von 0,5 bis 10 µm hat.
  15. Verwendung einer Zusammensetzung, die mindestens ein Silikonharz und/oder Fluorsilikonharz oder Präpolymere des Silikonharzes und/oder Fluorsilikonharzes, und außerdem PTFE-Partikel enthält, zur Herstellung einer schmutzabweisenden, die Umlaufzeit verlängernden Beschichtung (3, 3') eines Wertdokuments (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Silikonharz und/ oder Fluorsilikonharz und die PTFE-Partikel die in einem der Ansprüche 4 bis 8 angegebenen Merkmale aufweisen.
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