EP3802141A1 - Verfahren zum herstellen eines wertdokuments, wertdokument und druckvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines wertdokuments, wertdokument und druckvorrichtung

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EP3802141A1
EP3802141A1 EP19729440.8A EP19729440A EP3802141A1 EP 3802141 A1 EP3802141 A1 EP 3802141A1 EP 19729440 A EP19729440 A EP 19729440A EP 3802141 A1 EP3802141 A1 EP 3802141A1
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EP
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effect pigments
value document
pigments
embossing
document substrate
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EP19729440.8A
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Tobias Sattler
Karlheinz Mayer
Maik Rudolf Johann Scherer
Kai Hermann SCHERER
Raphael DEHMEL
Christian Fuhse
Michael Rahm
Manfred Heim
Matthias Pfeiffer
Yana Kisselova-Weckerle
Thomas Mang
Jörg Anders
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a value document, in particular a banknote, a value document obtainable by the method and a printing device for carrying out the method.
  • Data carriers such as valuables or identity documents, or other items of value, such as branded articles, are often provided with security elements for securing purposes, which permit a verification of the authenticity of the data carriers and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • Security elements with viewing-angle-dependent effects play a special role in the authentication of authenticity since they can not be reproduced even with the very latest copying machines.
  • the security elements are thereby equipped with optically variable elements which give the viewer a different image impression under different viewing angles and, for example, show a different color or brightness impression and / or another graphic motif depending on the viewing angle.
  • Thin-film systems which produce a viewing angle-dependent color impression on the viewer by means of interference are known in the prior art.
  • This optical effect can serve as an optically variable security element.
  • a large-scale thin-film system can be comminuted by various techniques.
  • the size of the resulting flakes or platelets can be laterally up to a few microns, but the size is usually in a range of 2pm to lOOpm.
  • the vertical structure of a platelet is given by the requirements of the Inter ferenz Anlagenen and is usually as thin as possible, for example in a range of 200 nm to 800 nm.
  • Such platelets come eg in op- Variable color table (so-called OVI color) is used, which serves to provide a security element.
  • the pigment platelets have a magnetic moment.
  • Magnetically orientable effect pigments are e.g. commercially available under the trade name OVMI® from SICPA (the abbreviation OVMI stands for the term "optically variable magnetic ink”) .
  • the pigments have a platelet-like structure and are in the form of a layer composite, which often comprises two layers of optical effect layers and one With regard to the optical effect layers, metallic-reflecting layers as well as color-shifting layer systems, eg with an absorber / dielectric / reflector structure, are suitable.
  • the embedded magnetic layer is generally not visible. but is required to align the pigments.
  • the pigments are introduced into a transparent binder.
  • the orientation of the pigments can be influenced immediately after printing on a printing material.
  • the binder is cured, for example by means of UV irradiation, in order to fix the orientations of the pigments.
  • the object of the present invention is to provide a method by which the control over the arrangement of the thin-film pigments or effect pigments of an optically variable paint applied to a printing material is improved.
  • step c1) the step c1) of exposing the lacquer containing the magnetically orientable effect pigments to a dynamic, in particular a rotating magnetic field, so that the effect pigments in the lacquer are arranged parallel to the value document substrate and in particular impact-to-impact; the step c2) of irradiating the paint containing the effect pigments with UV radiation, the step c2) taking place in particular after the step c1) or simultaneously taking place together with the step c1).
  • step c2) is performed after step cl).
  • the value document substrate provided in step a) is in particular a paper substrate, a plastic substrate, a film / paper / film composite substrate (see, for example, WO 2006/066431 A1) or a Pa
  • the value document substrate provided in step a) is a film substrate for the production of security strips, security threads or security patches or security chains which are used to secure value documents, e.g. Banknotes that are suitable.
  • the magnetic field may e.g. be generated by an electromagnet. It is advantageous that the different magnetic field vectors are pa r parallel to the value document substrate. This causes the pigments to align as desired parallel to the value document substrate.
  • thermoplastic UV varnish it is possible to use a thermoplastic UV varnish.
  • thermoplas tical UV varnish could contain below the magnetically orienting ble effect pigments containing paint a technically available, thermoplas tically deformable layer.
  • step d) a United embossing of a partially cured UV lacquer takes place, it is expedient to perform in an additional step e) after embossing or during embossing a complete curing.
  • step c) has the following (sub) steps: c) the step cla) of exposing the lacquer containing the magnetically orientable effect pigments to a dynamic, in particular a rotating, magnetic field, so that the effect pigments in the lacquer are arranged parallel to the value document substrate and, in particular, impact-to-shock, around the effect pigments to arrange in this way in the form of a pre-orientation; step clb), in which a further orientation or alignment of the magnetically orientable effect pigments preoriented in the course of step cla) takes place by application of a static magnetic field so that the effect pigments assume a changed orientation from the pre-orientation; the step c2) of irradiating the paint containing the effect pigments with UV radiation, the step c2) taking place in particular according to the steps cla) and clb).
  • the additional step d) can take place, namely d) the step of embossing of the cured or at least partially cured UV varnish, the pre-oriented effect pigments, which are initially arranged parallel to the value document substrate and, in particular, impact-to-joint, and subsequently to a changed orientation having subjected effect pigments so that in the paint an embossed, the viewer an optically variable image ver-mediating relief structure is formed with the relief adjusting effect pigments.
  • the value document may in particular be a paper banknote, polymer banknote or composite film banknote, or an identity card or a passport page.
  • the abbreviation OVMI® pigments is used instead of the term “magnetically orientable effect pigments.”
  • the pigments have a platelike structure
  • OVI® stands for optically variable color
  • OVI® pigments are ef ective pigments or pigments Thin-film pigments of an optically variable color ge means.
  • Figure 1 shows the alignment of "leafing" pigments in a paint applied to a substrate
  • Figure 2 shows the alignment of "non-leafing" pigments in a paint applied to a substrate
  • Figure 3 shows the arrangement of pigments in a paint applied to a substrate prior to embossing transition
  • Figure 4 shows the arrangement of pigments in a paint applied to a substrate after the embossing process.
  • Figure 5 shows the alignment of OVMI® pigments dispersed in a UV-curable varnish exposed to a rotating magnetic field as viewed in cross-sectional view;
  • FIG. 6 shows the alignment of OVMI® pigments dispersed in a UV-curable lacquer, which are exposed to a rotating magnetic field, when viewed in plan view;
  • FIGS. 7 and 8 show the arrangement of OVMI pigments which are exposed to a rotating magnetic field in a UV-curable lacquer applied to a printing substrate, in each case before and after the embossing process.
  • the method according to the invention preferably includes the embossing of a dispersion solution in which thin-film pigments are contained.
  • OMI® pigments optically variable color
  • the orientation of the pigments of an optically variable color (OVI® pigments) in the dispersion medium is based on the complex interaction of various factors such as the viscosity of the medium and the shrinkage during drying. If the Fier thoroughlyspa parameters are selected correctly, it is possible that the pigments align almost parallel to the interface of the dispersion medium. In this case one distinguishes between “leafing” pigments and “non-leafing” pigments: “Leafing" pigments move to the surface of the dispersion medium after application to a printing material (see FIG.
  • the reference number 1 designates this the value document substrate, in the example a paper substrate, the reference number 2 denotes “leafing” pigments, the reference number 3 denotes the dispersion medium, eg a UV-curable lacquer), whereas “non-leafing” pigments 4 (see the figure 2) within the dispersion medium at random and at different heights.
  • Leafing pigments can be arranged both at the boundary layer “substrate-paint” and at the boundary layer “paint-air”.
  • dispersion medium UV-curing lacquer
  • OVI® pigments referred to as "OVI embossing lacquer”.
  • the OVI embossing lacquer uniformly on the value document substrate to be printed.
  • a suitable embossing tool 5 To emboss the OVI embossing lacquer, a suitable embossing tool 5 must be used (see FIG. 3).
  • the lower limit for the dimensions of the embossed structure is given in particular by the size of the pigments 2 ("leafing" pigments in the example), for example in a range from 2 ⁇ m to 100 ⁇ m moderately large dimension (ie, in a dimension that is larger than the dimensions of the embossed structure), when embossing to smaller
  • the local layer height of the lacquer changes: in some places the embossing tool's pre-struc- ture impresses the OVI embossing lacquer and the layer height is reduced.
  • there is a transfer of the OVI embossing lacquer which leads to a local fluid dynamics of the embossing lacquer: a buoyancy gradient, i. on embossed depressions the buoyancy which acts on the pigments is less pronounced than on elevations.
  • the pigments move downwards at the points where the embossing lacquer is strongly pressed, whereas the pigments move upwards at the places where the embossing structure has an elevation (or the pigments move less strongly downwards) ).
  • the movement may also be different along a pigment, resulting in an inclination of the pigment.
  • the pigments are aligned along the orientation of the imprint structure immediately above (see Figure 4). The pigments follow the embossing structure of the paint.
  • the OVI embossing lacquer can be completely cured by UV radiation who the. In this way, the pigments are immobilized and fixed with respect to their final alignment. Since the embossing structure of the embossing tool can be produced, for example, by milling, 3D printing, lithography or the like with high design freedom, the method allows a high level of detail.
  • embossed structures can readily be prepared so that adjacent flanks have slopes that differ greatly from each other.
  • step cl) the step cl) of exposing the magnetically orientable effect pigments containing paint to a dynamic, in particular rotating, magnetic field, so that the effect pigments in the paint parallel to the Wertdo kumentsubstrat and in particular arrange shock-to-shock; the step c2) of irradiating the paint containing the effect pigments with UV radiation, wherein the c2) takes place in particular after the step c1) or simultaneously takes place together with the step c1);
  • the step of embossing the cured or at least partially cured UV lacquer comprising the effect pigments arranged parallel to the value document substrate and, in particular, so that an embossed relief structure imparting an optically variable image to the viewer is involved in the lacquer on the relief adjusting effect pigments is.
  • OVMI® pigments are also referred to herein as "OVMI embossing lacquer”.
  • FIG. 5 illustrates the alignment of OVMI® pigments 6 dispersed in a UV-curable lacquer 3, which are exposed to a rotating magnetic field, when viewed in cross-sectional view.
  • the reference numeral 1 denotes the value document substrate, in the example a paper substrate.
  • the UV-curable lacquer 3 comprising the OVMI® pigments 6 was screen-printed onto the paper substrate 1.
  • the rotating magnetic field is generated by means of a magnetic stirrer arranged below the paper substrate 1 (not shown in FIG. 5) and, in the example, is a continuously rotating magnetic field at a speed of 150 revolutions per minute.
  • the OVMI® pigments 6 form a substantially homogeneous, reflective surface due to the rotating magnetic field. The arrangement of the individual OVMI® pigments takes place, so to speak, "impact on impact".
  • FIG. 6 shows a section of the "impact-to-shock" orientation, recognizable under the microscope, of OVMI® pigments 6 dispersed in a UV-curable lacquer, which are exposed to a rotating magnetic field when viewed in plan view.
  • step c1) exposure of the UV-curable lacquer 3 containing the magnetically orientable effect pigments 6 to a rotating magnetic field takes place so that the effect pigments 6 in the lacquer 3 are impact-abutting along the surface of the lacquer 3 Wertdocumentsubstrats 1 arrange NORD, at the same time the step c2) of the irradiation of the effect pigments 6 containing paint 3 with UV radiation.
  • the UV irradiation depending on the duration or dose of the UV treatment, results in a cured or at least partially cured UV varnish 3 which performs the impact-on-impact along the Surface of the value document substrate 1 arranged effect pigments 6 has.
  • Ver embossing means of a stamping tool 5 for example, a gravure printing plate, an embossed, the viewer a op table variable image mediating relief structure 7 is formed with the relief of matching effect pigments 8.
  • the method according to the invention makes possible extremely advantageous control of the pigment orientations, so that in particular homogeneous shiny, structured surfaces can be imitated.
  • a granular, noisy texture known in the art may also be generated.
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • step cla) the step cla) of exposing the lacquer containing the magnetically orientable effect to a dynamic, in particular a rotating magnetic field, so that the effect pigments in the lacquer are arranged parallel to the value document substrate and, in particular, impact-to-shock, in order to apply the effect pigments to the latter
  • step clb in which a further orientation or alignment of the magnetically orientable effect pigments pre-oriented in step to step cla) is effected by applying a static magnetic field so that the effect pigments assume an orientation changed by the pre-orientation
  • the step of embossing the cured or at least partially cured UV varnish which comprises the first parallel to the value document substrate and in particular shock-to-joint arranged, pre-oriented effect pigments and subsequently a modified orientation under effect pigments, so in the paint an embossed relief structure, which conveys an optically variable image to the viewer, is formed with effect pigments matching the reflection.
  • the preferred variant achieves a special attractiveness and brilliance of the color layer having the effect pigments.
  • the effects obtained are due to the fact that the effect pigments in the alternating field change not only their orientation (i.e., the tilt angle) but also their arrangement (i.e., position in the paint). In the case of a rotating bar magnet, the effect pigments seem to accumulate in a plane and themselves
  • the effect pigments thus form a layer which is as closed as possible, which leads to an increased, usable, reflective surface and thus to an increased brilliance, in this way also the quantitative requirement of the effect pigments to be used can be reduced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Wertdokuments, z.B. eine Banknote, umfassend a) das Bereitstellen eines Wertdokumentsubstrats; b) das Bedrucken des Wertdokumentsubstrats mit magnetisch orientierbaren Effektpigmenten, die in einem UV-härtbaren Lack dispergiert sind; c) den Schritt c1) des Aussetzens des die magnetisch orientierbaren Effektpigmente enthaltenden Lacks an ein dynamisches, insbesondere ein rotierendes, Magnetfeld, sodass sich die Effektpigmente im Lack parallel zum Wertdokumentsubstrat und insbesondere Stoß-an-Stoß anordnen; den Schritt c2) des Bestrahlens des die Effektpigmente enthaltenden Lacks mit UV-Strahlung, wobei der Schritt c2) insbesondere nach dem Schritt c1) erfolgt oder gleichzeitig zusammen mit dem Schritt c1) erfolgt; optional d) den Schritt des Verprägens des gehärteten oder zumindest teilweise gehärteten UV-Lacks, der die parallel zum Wertdokumentsubstrat und insbesondere Stoß-an-Stoß anordneten Effektpigmente aufweist, sodass im Lack eine geprägte, dem Betrachter ein optisch variables Bild vermittelnde Reliefstruktur mit sich an das Relief anpassenden Effektpigmenten ausgebildet wird.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Wertdokuments, Wertdokument und
Druckvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Wertdokuments, insbesondere eine Banknote, ein durch das Verfahren erhältliches Wertdo kument und eine Druck Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Datenträger, wie etwa Wert- oder Ausweisdokumente, oder andere Wertge genstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicher heitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitsele mente mit betrachtungswinkelabhängigen Effekten, da diese selbst mit mo dernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheit selemente werden dabei mit optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unter schiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrachtungswinkel einen anderen Färb- oder Helligkeitseindruck und/ oder ein anderes graphisches Motiv zeigen.
Dünnschichtsysteme, die beim Betrachter mittels Interferenz einen betrach tungswinkelabhängigen Farbeindruck erzeugen, sind im Stand der Technik bekannt. Dieser optische Effekt kann als ein optisch variables Sicherheit selement dienen. Ein großflächiges Dünnschichtsystem kann mittels ver schiedener Techniken zerkleinert werden. Die Größe der entstehenden Flo cken bzw. Plättchen kann lateral bis zu wenige Mikrometer betragen, die Größe bewegt sich jedoch zumeist in einem Bereich von 2pm bis lOOpm. Der vertikale Aufbau eines Plättchens ist durch die Anforderungen an die Inter ferenzschichten gegeben und ist in der Regel so dünn wie möglich, z.B. in einem Bereich von 200 nm bis 800 nm. Solche Plättchen kommen z.B. in op- tisch variabler Farbe (sogenannte OVI-Farbe) zum Einsatz, die zur Bereitstellung eines Sicherheitselements dient.
Weiterhin bekannt ist die Möglichkeit, die einen Farbeindruck erzeugenden Dünnschichtsysteme auf ein ferromagnetisches Material aufzubringen. Somit besitzen die Pigmentplättchen ein magnetisches Moment. Magnetisch orientierbare Effektpigmente sind z.B. kommerziell unter dem Handelsnamen OVMI® der Firma SICPA erhältlich (die Abkürzung OVMI steht für den Be griff„optically variable magnetic ink"). Die Pigmente besitzen einen plätt chenförmigen Aufbau und liegen in Form eines Schichtverbunds vor, der häufig zwei Lagen optischer Effektschichten und eine dazwischen eingebet tete magnetische Schicht beinhaltet. Mit Bezug auf die optischen Effekt schichten kommen metallisch-spiegelnde Schichten ebenso wie farbschie- bende Schichtsysteme, z.B. mit einem Absorber/ Dielektrikum/ Reflektor- Aufbau, infrage. Die eingebettete Magnetschicht ist in der Regel nicht sicht bar, ist aber zur Ausrichtung der Pigmente erforderlich.
Im Stand der Technik ist es weiterhin bekannt, solche Farbpigmente, die ein magnetisches Moment besitzen, für das Bereitstellen optisch variabler Si cherheitselemente einzusetzen. Hierzu werden die Pigmente in ein transpa rentes Bindemittel eingebracht. Mittels eines externen Magnetfelds kann die Ausrichtung der Pigmente unmittelbar nach dem Druck auf einen Bedruck stoff beeinflusst werden. Anschließend wird das Bindemittel z.B. mittels UV- Bestrahlung ausgehärtet, um die Ausrichtungen der Pigmente zu fixieren. Durch ein geschicktes Einstellen des räumlichen Verlaufs der Pigmentaus richtungen ist es möglich, das bedruckte Substrat mit optischen Bewegungs effekten auszustatten. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfah rens, durch das die Kontrolle über die Anordnung der Dünnschichtpigmente bzw. Effektpigmente einer auf einen Bedruckstoff aufgebrachten optisch va riablen Farbe verbessert wird.
Diese Aufgabe wird auf Grundlage der in den unabhängigen Ansprüchen definierten Merkmalskombinationen gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zusammenfassung der Erfindung
1. (Erster Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen eines Wertdo- kuments, z.B. eine Banknote, umfassend
a) das Bereitstellen eines Wertdokumentsubstrats;
b) das Bedrucken des Wertdokumentsubstrats mit magnetisch orientierbaren Effektpigmenten, die in einem UV-härtbaren Lack dispergiert sind;
c) den Schritt cl) des Aussetzens des die magnetisch orientier baren Effekt- pigmente enthaltenden Lacks an ein dynamisches, insbesondere ein rotie rendes, Magnetfeld, sodass sich die Effektpigmente im Lack parallel zum Wertdokumentsubstrat und insbesondere Stoß-an-Stoß anordnen; den Schritt c2) des Bestrahlens des die Effektpigmente enthaltenden Lacks mit UV-Strahlung, wobei der Schritt c2) insbesondere nach dem Schritt cl) er- folgt oder gleichzeitig zusammen mit dem Schritt cl) erfolgt.
Es wird bevorzugt, dass der Schritt c2) nach dem Schritt cl) durchgeführt wird. Das im Schritt a) bereitgestellte Wertdokumentsubstrat ist insbesondere ein Papiersubstrat, ein Kunststoff Substrat, ein Folie/ Papier/ Folie- Verbundsubstrat (siehe z.B. die WO 2006/066431 Al) oder ein Pa
pier/ Folie/ Papier- Verbundsubstrat (siehe z.B. die WO 2004/028825 A2).
Gemäß einer Variante handelt es sich bei dem im Schritt a) bereitgestellten Wertdokumentsubstrat um ein Foliensubstrat zur Fierstellung von Sicher heitsstreifen, Sicherheitsfäden oder Sicherheits-Patches bzw. Sicherheitseti ketten, die zur Absicherung von Wertdokumenten, z.B. Banknoten, geeignet sind.
Das Magnetfeld kann z.B. durch einen Elektromagneten erzeugt werden. Dabei ist es vorteilhaft, dass die unterschiedlichen Magnetfeldvektoren pa rallel zum Wertdokumentsubstrat liegen. Dies bewirkt, dass sich die Pig mente wie gewünscht parallel zum Wertdokumentsubstrat ausrichten.
Gemäß einer speziellen Ausführungsvariante besteht die Möglichkeit, einen thermoplastischen UV-Lack zu benutzen. In diesem Fall ist es von Vorteil, ein geheiztes Prägewerkzeug zu verwenden. Alternativ zu dem thermoplas tischen UV-Lack könnte unterhalb des die magnetisch orientier baren Effekt pigmente enthaltenden Lacks eine drucktechnisch erhältliche, thermoplas tisch verformbare Schicht vorliegen.
2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Klausel 1, zusätzlich umfas send d) den Schritt des Verprägens des gehärteten oder zumindest teilweise gehärteten UV-Lacks, der die parallel zum Wertdokumentsubstrat und ins besondere Stoß-an-Stoß anordneten Effektpigmente aufweist, sodass im Lack eine geprägte, dem Betrachter ein optisch variables Bild vermittelnde Reli- efstruktur mit sich an das Relief anpassenden Effektpigmenten ausgebildet wird.
Im Falle, dass im Schritt d) ein Ver prägen eines lediglich teilweise gehärteten UV-Lacks erfolgt, ist es zweckmäßig, in einem zusätzlichen Schritt e) nach dem Prägen oder während des Prägens ein vollständiges Aushärten durchzuführen.
3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Klausel 1 oder 2, wobei das dynamische, insbesondere rotierende, Magnetfeld im Schritt c) ein kontinu ierlich rotierendes Magnetfeld ist, das vorzugsweise eine Geschwindigkeit im Bereich von 50 Umdrehungen pro Minute bis 1500 Umdrehungen pro Minute, weiter bevorzugt eine Geschwindigkeit im Bereich von 100 Umdre hungen bis 1500 Umdrehungen pro Minute und insbesondere bevorzugt ei ne Geschwindigkeit im Bereich von 100 Umdrehungen pro Minute bis 500 Umdrehungen pro Minute auf weist.
4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Klausel 1, 2 oder 3, wobei der Schritt des Ver prägens d) mittels einer Stichtiefdruckplatte erfolgt.
5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einer der Klauseln 1 bis 4, wobei der Schritt b) des Bedruckens des Wertdokumentsubstrats mit magne tisch orientier baren Effektpigmenten, die in einem UV-härtbaren Lack dis pergiert sind, in einem selektierten Bereich erfolgt, der insbesondere in Form eines Musters, in Form von Zeichen oder in Form einer Codierung vorliegt.
6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einer der Klauseln 1 bis 5, wobei der Schritt c) die folgenden (Teil-)Schritte aufweist: c) den Schritt cla) des Aussetzens des die magnetisch orientier baren Effekt pigmente enthaltenden Lacks an ein dynamisches, insbesondere ein rotie- rendes, Magnetfeld, sodass sich die Effektpigmente im Lack parallel zum Wertdokumentsubstrat und insbesondere Stoß-an-Stoß anordnen, um die Effektpigmente auf diese Weise in Form einer Vor-Orientierung anzuordnen; den Schritt clb), in dem ein weiteres Orientieren bzw. Ausrichten der im Zuge des Schritts cla) vororientierten, magnetisch orientierbaren Effektpigmente durch Anlegen eines statischen magnetischen Feldes erfolgt, sodass die Effektpigmente eine von der Vor-Orientierung geänderte Orientierung annehmen; den Schritt c2) des Bestrahlens des die Effektpigmente enthaltenden Lacks mit UV-Strahlung, wobei der Schritt c2) insbesondere nach den Schrit ten cla) und clb) erfolgt.
Optional kann der zusätzliche Schritt d) erfolgen, nämlich d) der Schritt des Ver prägens des gehärteten oder zumindest teilweise gehärteten UV-Lacks, der die zunächst parallel zum Wertdokumentsubstrat und insbesondere Stoß-an-Stoß angeordneten, vororientierten Effektpigmente und darauffol gend einer geänderten Orientierung unterzogenen Effektpigmente aufweist, sodass im Lack eine geprägte, dem Betrachter ein optisch variables Bild ver mittelnde Reliefstruktur mit sich an das Relief anpassenden Effektpigmenten ausgebildet wird.
7. (Zweiter Aspekt der Erfindung) Wertdokument, insbesondere eine Bank note, erhältlich durch das Verfahren nach einer der Klauseln 1 bis 6.
Das Wertdokument kann insbesondere eine Papierbanknote, Polymerbank note oder Folienverbundbanknote, oder eine Ausweiskarte oder eine Passda tenseite sein. 8. (Driter Aspekt der Erfindung) Druck Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einer der Klauseln 1 bis 6, umfassend eine Einrichtung für das Bereitstellen eines Wertdokumentsubstrats, eine Einrichtung für das Be drucken des Wertdokumentsubstrats mit einem auf magnetisch orientierba ren Effektpigmenten basierenden, UV-härtbaren Lack, einer Einrichtung für das Bereitstellen eines dynamischen, insbesondere rotierenden, Magnetfelds, das zur Ausrichtung der Effektpigmente geeignet ist, eine Einrichtung für das Aushärten des UV-Lacks mittels UV-Strahlung und eine Einrichtung für das Verprägen des gehärteten oder zumindest teilweise gehärteten UV- Lacks.
9. (Bevorzugte Ausgestaltung) Druckvorrichtung nach Klausel 8, wobei die Einrichtung für das Verprägen eine Stichtiefdruckplate ist.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In der vorliegenden Beschreibung wird anstelle der Formulierung„magne tisch orientierbare Effektpigmente" die Abkürzung OVMI®-Pigmente ver wendet. Die Pigmente besitzen einen plätchenförmigen Aufbau. Die Abkür zung OVI® steht für optisch variable Farbe, mit OVI®-Pigmenten sind Ef fektpigmente bzw. Dünnschichtpigmente einer optisch variablen Farbe ge meint.
Die Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der schematisch stark vereinfachten Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß- stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die An schaulichkeit zu erhöhen. Es zeigen:
Figur 1 die Ausrichtung von„Leafing" -Pigmenten in einem auf einen Bedruckstoff aufgebrachten Lack;
Figur 2 die Ausrichtung von„Non-Leafing" -Pigmenten in einem auf einen Bedruckstoff aufgebrachten Lack;
Figur 3 die Anordnung von Pigmenten in einem auf einen Bedruckstoff aufgebrachten Lack vor dem Präge vor gang;
Figur 4 die Anordnung von Pigmenten in einem auf einen Bedruckstoff aufgebrachten Lack nach dem Prägevorgang. Figur 5 die Ausrichtung von in einem UV-härtbaren Lack dispergierten OVMI®-Pigmenten, die einem rotierenden Magnetfeld ausgesetzt sind, bei der Betrachtung in Querschnittansicht;
Figur 6 die Ausrichtung von in einem UV-härtbaren Lack dispergierten OVMI®-Pigmenten, die einem rotierenden Magnetfeld ausgesetzt sind, bei der Betrachtung in Draufsicht; und
Figuren 7 und 8 die Anordnung von OVMI-Pigmenten, die einem rotie renden Magnetfeld ausgesetzt sind, in einem auf einen Bedruckstoff aufge- brachten UV-härtbaren Lack jeweils vor und nach dem Prägevorgang.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet vorzugsweise das Prägen einer Dispersionslösung, in der Dünnschichtpigmente enthalten sind. Im Stand der Technik ist bekannt, dass die Ausrichtung der Pigmente einer optisch variablen Farbe (OVI®-Pigmente) im Dispersionsmedium auf dem komple xen Zusammenspiel verschiedener Faktoren wie der Viskosität des Mediums und dem Schrumpfen beim Trocknen beruht. Werden die Fierstellungspa rameter richtig gewählt, ist es möglich, dass sich die Pigmente annähernd parallel zur Grenzfläche des Dispersionsmediums ausrichten. Hierbei unter scheidet man zwischen„Leafing" -Pigmenten und„Non-Leafing"- Pigmenten:„Leafing"-Pigmente bewegen sich nach dem Aufbringen auf ei nen Bedruckstoff zur Oberfläche des Dispersionsmediums hin (siehe die Fi gur V, die Bezugsnummer 1 bezeichnet dabei das Wertdokumentsubstrat, im Beispiel ein Papier substrat; die Bezugszummer 2 bezeichnet„ Leafing" - Pigmente; die Bezugsnummer 3 bezeichnet das Dispersionsmedium, z.B. ein UV-härtbarer Lack), wohingegen sich„Non-Leafing" -Pigmente 4 (siehe die Figur 2) innerhalb des Dispersionsmediums zufällig und auf verschiedenen Höhen verteilen.
„Leafing" -Pigmente können sich sowohl an der Grenzschicht„Substrat - Lack" als auch an der Grenzschicht„Lack-Luft" anordnen.
Das Dispersionsmedium entspricht mit Vorteil den folgende Anforderungen:
1) Prägbarkeit des gehärteten oder zumindest teilweise gehärteten UV-Lacks;
2) kontrollierte Aushärtbarkeit durch UV-Bestrahlung.
Nachstehend wird die Kombination aus Dispersionsmedium (UV-härtender Lack) und OVI®-Pigmenten als„OVI-Prägelack" bezeichnet.
Es wird bevorzugt, den OVI-Prägelack gleichmäßig auf das zu bedruckende Wertdokumentsubstrat aufzutragen. Um den OVI-Prägelack zu prägen, muss ein passendes Prägewerkzeug 5 verwendet werden (siehe die Figur 3). Die Unter grenze für die Abmessun gen der Prägestruktur ist insbesondere durch die Größe der Pigmente 2 (im Beispiel„Leafing" -Pigmente) gegeben, z.B. in einem Bereich von 2 pm bis 100 pm. Gemäß einer Variante können die Pigmente, die in einer verhältnis mäßig großen Abmessung (d.h. in einer Abmessung, die größer als die Abmessungen der Prägestruktur ist) vorliegen, beim Prägen zu kleineren
Fragmenten zerbrochen werden.
Wird nun der OVI-Prägelack geprägt, verändert sich die lokale Schichthöhe des Lacks: an manchen Stellen wird der OVI-Prägelack durch die Prä gestruktur des Prägewerkzeugs stark eingedrückt und die Schichthöhe ver ringert sich. Anders ausgedrückt, es findet ein Transfer des OVI-Prägelacks statt, was zu einer lokalen Fluiddynamik des Prägelacks führt: es entsteht ein Auftriebsgradient, d.h. an geprägten Vertiefungen ist der Auftrieb, welcher auf die Pigmente wirkt, weniger stark als an Erhöhungen. Deshalb bewegen sich die Pigmente an den Stellen, an denen der Prägelack stark eingedrückt wird, nach unten, wohingegen sich die Pigmente an den Stellen, an denen die Prägestruktur eine Erhöhung aufweist, nach oben bewegen (bzw. die Pigmente bewegen sich weniger stark nach unten). Die Bewegung kann auch entlang eines Pigments unterschiedlich sein, was in einer Neigung des Pig ments resultiert. Somit werden die Pigmente entlang der Orientierung der unmittelbar darüber liegenden Prägestruktur ausgerichtet (siehe die Figur 4). Die Pigmente folgen der Prägestruktur des Lacks.
Noch während des Prägevorgangs, oder bereits vor dem Prägevorgang, kann der OVI-Prägelack durch UV-Strahlung vollständig ausgehärtet wer den. Auf diese Weise werden die Pigmente immobilisiert und bezüglich ih rer finalen Ausrichtung fixiert. Da die Prägestruktur des Prägewerkzeugs z.B. durch Fräsen, 3D-Druck, Li thographie oder dergleichen mit hoher gestalterischer Freiheit hergestellt werden kann, ermöglicht das Verfahren eine hohe Detailtreue.
Insbesondere können Prägestrukturen ohne Weiteres so hergestellt werden, dass benachbarte Flanken Steigungen aufweisen, die stark voneinander ab weichen.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Herstellen eines Wertdokuments, z.B. eine Banknote, beschrieben, umfassend
a) das Bereitstellen eines Wertdokumentsubstrats;
b) das Bedrucken des Wertdokumentsubstrats mit magnetisch orientierbaren Effektpigmenten bzw. OVMI®-Pigmenten, die in einem UV-härtbaren Lack dispergiert sind;
c) den Schritt cl) des Aussetzens des die magnetisch orientierbaren Effekt pigmente enthaltenden Lacks an ein dynamisches, insbesondere rotierendes, Magnetfeld, sodass sich die Effektpigmente im Lack parallel zum Wertdo kumentsubstrat und insbesondere Stoß-an-Stoß anordnen; den Schritt c2) des Bestrahlens des die Effektpigmente enthaltenden Lacks mit UV-Strahlung, wobei der c2) insbesondere nach dem Schritt cl) erfolgt oder gleichzeitig zu sammen mit dem Schritt cl) erfolgt;
optional d) den Schritt des Verprägens des gehärteten oder zumindest teil weise gehärteten UV-Lacks, der die parallel zum Wertdokumentsubstrat und insbesondere Stoß-an-Stoß angeordneten Effektpigmente aufweist, sodass im Lack eine geprägte, dem Betrachter ein optisch variables Bild vermittelnde Reliefstruktur mit sich an das Relief anpassenden Effektpigmenten ausgebil det wird. Die Kombination aus Dispersionsmedium (UV-härtender Lack) und
OVMI®-Pigmenten wird hierin auch als„OVMI-Prägelack" bezeichnet.
Die Figur 5 veranschaulicht die Ausrichtung von in einem UV-härtbaren Lack 3 dispergierten OVMI®-Pigmenten 6, die einem rotierenden Magnet feld ausgesetzt sind, bei der Betrachtung in Querschnittansicht. Mit der Be zugsnummer 1 ist das Wertdokumentsubstrat, im Beispiel ein Papiersub strat, bezeichnet. Der die OVMI®-Pigmente 6 umfassende UV-härtbare Lack 3 wurde im Siebdruck auf das Papiersubstrat 1 aufgebracht. Das rotierende Magnetfeld wird mittels eines unterhalb des Papiersubstrats 1 angeordneten Magnetrührers erzeugt (in der Figur 5 nicht gezeigt) und ist im Beispiel ein kontinuierlich rotierendes Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit von 150 Umdrehungen pro Minute. Die OVMI®-Pigmente 6 bilden infolge des rotie renden Magnetfeld eine im Wesentlichen homogene, spiegelnde Fläche aus. Die Anordnung der einzelnen OVMI®-Pigmente erfolgt sozusagen„Stoß-an- Stoß".
Die Figur 6 zeigt einen Ausschnitt der unter dem Mikroskop erkennbaren „Stoß-an-Stoß" -Ausrichtung von in einem UV-härtbaren Lack dispergierten OVMI®-Pigmenten 6, die einem rotierenden Magnetfeld ausgesetzt sind, bei der Betrachtung in Draufsicht.
Gemäß den Figuren 7 und 8 erfolgt neben dem Schritt cl) des Aussetzens des die magnetisch orientier baren Effektpigmente 6 enthaltenden, UV-härtbaren Lacks 3 an ein rotierendes Magnetfeld, sodass sich die Effektpigmente 6 im Lack 3 Stoß-an-Stoß entlang der Fläche des Wertdokumentsubstrats 1 anord nen, gleichzeitig der Schritt c2) des Bestrahlens des die Effektpigmente 6 enthaltenden Lacks 3 mit UV-Strahlung. Die UV-Bestrahlung führt, abhängig von der Dauer bzw. Dosis der UV-Behandlung, zum einem gehärteten oder zumindest teilweise gehärteten UV-Lack 3, der die Stoß-an-Stoß entlang der Fläche des Wertdokumentsubstrats 1 angeordneten Effektpigmente 6 auf weist. Im Schritt des Ver prägens mittels eines Präge Werkzeugs 5, z.B. eine Stichtiefdruckplatte, wird im Lack 3 eine geprägte, dem Betrachter ein op tisch variables Bild vermittelnde Reliefstruktur 7 mit sich an das Relief an passenden Effektpigmenten 8 ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht infolge des Zusammenspiels der vier Maßnahmen 1) OVMI®-Pigmente, 2) dynamisches, insbesondere rotierendes, Magnetfeld, 3) UV-Bestrahlung und 4) Verprägen eine äußerst vorteilhafte Kontrolle der Pigment- Ausrichtungen, sodass insbesondere ho mogen glänzende, strukturierte Oberflächen imitiert werden können. Eine granuläre, verrauschte Textur, die im Stand der Technik bekannt ist, kann ebenfalls erzeugt werden.
Gemäß einer bevorzugten Variante beinhaltet das erfindungsgemäße Ver fahren die folgenden Schritte:
a) das Bereitstellen eines Wertdokumentsubstrats;
b) das Bedrucken des Wertdokumentsubstrats mit magnetisch orientier baren Effektpigmenten, die in einem UV-härtbaren Lack dispergiert sind;
c) den Schritt cla) des Aussetzens des die magnetisch orientierbaren Effekt pigmente enthaltenden Lacks an ein dynamisches, insbesondere ein rotie rendes, Magnetfeld, sodass sich die Effektpigmente im Lack parallel zum Wertdokumentsubstrat und insbesondere Stoß-an-Stoß anordnen, um die Effektpigmente auf diese Weise in Form einer Vor-Orientierung anzuordnen; den Schritt clb), in dem ein weiteres Orientieren bzw. Ausrichten der im Zu ge des Schritts cla) vororientierten, magnetisch orientierbaren Effektpigmen te durch Anlegen eines statischen magnetischen Feldes erfolgt, sodass die Effektpigmente eine von der Vor-Orientierung geänderte Orientierung an nehmen; den Schritt c2) des Bestrahlens des die Effektpigmente enthaltenden Lacks mit UV-Strahlung, wobei der Schritt c2) insbesondere nach den Schritten cla) und clb) erfolgt;
optional d) den Schritt des Verprägens des gehärteten oder zumindest teil weise gehärteten UV-Lacks, der die zunächst parallel zum Wertdoku- mentsubstrat und insbesondere Stoß-an-Stoß angeordneten, vororientierten Effektpigmente und darauffolgend einer geänderten Orientierung unterzo genen Effektpigmente aufweist, sodass im Lack eine geprägte, dem Betrach ter ein optisch variables Bild vermittelnde Reliefstruktur mit sich an das Re lief anpassenden Effektpigmenten ausgebildet wird.
Die bevorzugte Variante erzielt eine besondere Attraktivität und Brillanz der die Effektpigmente aufweisenden Farbschicht. Die erhaltenen Effekte sind darauf zurückzuführen, dass die Effektpigmente im Wechselfeld nicht nur ihre Ausrichtung (d.h. der Kippwinkel), sondern auch ihre Anordnung (d.h. die Position im Lack) ändern. Im Falle eines rotierenden Stabmagneten scheinen sich die Effektpigmente in einer Ebene anzusammeln und sich
„Stoß an Stoß" anzuordnen. Die Effektpigmente bilden also eine möglichst geschlossene Schicht, was zu einer erhöhten, nutzbaren, reflektierenden Flä che und damit zu einer erhöhten Brillanz führt. Auf diese Weise kann ferner der mengenmäßige Bedarf der einzusetzenden Effektpigmente verringert werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Herstellen eines Wertdokuments, z.B. eine Banknote, um fassend
a) das Bereitstellen eines Wertdokumentsubstrats;
b) das Bedrucken des Wertdokumentsubstrats mit magnetisch orientierbaren Effektpigmenten, die in einem UV-härtbaren Lack dispergiert sind;
c) den Schritt cl) des Aussetzens des die magnetisch orientier baren Effekt pigmente enthaltenden Lacks an ein dynamisches, insbesondere ein rotie rendes, Magnetfeld, sodass sich die Effektpigmente im Lack parallel zum Wertdokumentsubstrat und insbesondere Stoß-an-Stoß anordnen; den Schritt c2) des Bestrahlens des die Effektpigmente enthaltenden Lacks mit UV-Strahlung, wobei der Schritt c2) insbesondere nach dem Schritt cl) er folgt oder gleichzeitig zusammen mit dem Schritt cl) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, zusätzlich umfassend d) den Schritt des Ver- prägens des gehärteten oder zumindest teilweise gehärteten UV-Lacks, der die parallel zum Wertdokumentsubstrat und insbesondere Stoß-an-Stoß an ordneten Effektpigmente aufweist, sodass im Lack eine geprägte, dem Be trachter ein optisch variables Bild vermittelnde Reliefstruktur mit sich an das Relief anpassenden Effektpigmenten ausgebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das dynamische, insbesondere rotierende, Magnetfeld im Schritt c) ein kontinuierlich rotierendes Magnet feld ist, das vorzugsweise eine Geschwindigkeit im Bereich von 50 Umdre hungen pro Minute bis 1500 Umdrehungen pro Minute, weiter bevorzugt eine Geschwindigkeit im Bereich von 100 Umdrehungen bis 1500 Umdrehungen pro Minute und insbesondere bevorzugt eine Geschwindigkeit im Bereich von 100 Umdrehungen pro Minute bis 500 Umdrehungen pro Minu te aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei der Schritt des Verprägens d) mittels einer Stichtiefdruckplatte erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schritt b) des Be druckens des Wertdokumentsubstrats mit magnetisch orientierbaren Effekt pigmenten, die in einem UV-härtbaren Lack dispergiert sind, in einem selek- tierten Bereich erfolgt, der insbesondere in Form eines Musters, in Form von Zeichen oder in Form einer Codierung vorliegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Schritt c) die fol genden (Teil-)Schritte aufweist:
c) den Schritt cla) des Aussetzens des die magnetisch orientierbaren Effekt pigmente enthaltenden Lacks an ein dynamisches, insbesondere ein rotie rendes, Magnetfeld, sodass sich die Effektpigmente im Lack parallel zum Wertdokumentsubstrat und insbesondere Stoß-an-Stoß anordnen, um die Effektpigmente auf diese Weise in Form einer Vor-Orientierung anzuordnen; den Schritt clb), in dem ein weiteres Orientieren bzw. Ausrichten der im Zu ge des Schritts cla) vororientierten, magnetisch orientierbaren Effektpigmen te durch Anlegen eines statischen magnetischen Feldes erfolgt, sodass die Effektpigmente eine von der Vor-Orientierung geänderte Orientierung an nehmen; den Schritt c2) des Bestrahlens des die Effektpigmente enthaltenden Lacks mit UV-Strahlung, wobei der Schritt c2) insbesondere nach den Schrit ten cla) und clb) erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, zusätzlich umfassend den Schritt d) des Ver prägens des gehärteten oder zumindest teilweise gehärteten UV-Lacks, der die zunächst parallel zum Wertdokumentsubstrat und insbesondere Stoß-an- Stoß angeordneten, vororientierten Effektpigmente und darauffolgend einer geänderten Orientierung unterzogenen Effektpigmente aufweist, sodass im Lack eine geprägte, dem Betrachter ein optisch variables Bild vermittelnde Reliefstruktur mit sich an das Relief anpassenden Effektpigmenten ausgebil det wird.
8. Wertdokument, insbesondere eine Banknote, erhältlich durch das Verfah ren nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Druckvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An sprüche 1 bis 7, umfassend eine Einrichtung für das Bereitstellen eines Wert dokumentsubstrats, eine Einrichtung für das Bedrucken des Wertdoku mentsubstrats mit einem auf magnetisch orientierbaren Effektpigmenten basierenden, UV-härtbaren Lack, einer Einrichtung für das Bereitstellen ei nes dynamischen, insbesondere rotierenden, Magnetfelds, das zur Ausrich tung der Effektpigmente geeignet ist, eine Einrichtung für das Aushärten des UV-Lacks mittels UV-Strahlung und eine Einrichtung für das Ver prägen des gehärteten oder zumindest teilweise gehärteten UV-Lacks.
10. Druckvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Einrichtung für das Ver- prägen eine Stichtiefdruckplatte ist.
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