EP4070963A1 - Wertdokumentsubstrat und zusammensetzung - Google Patents

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Publication number
EP4070963A1
EP4070963A1 EP22020008.3A EP22020008A EP4070963A1 EP 4070963 A1 EP4070963 A1 EP 4070963A1 EP 22020008 A EP22020008 A EP 22020008A EP 4070963 A1 EP4070963 A1 EP 4070963A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
value
disinfectant
substrate according
value document
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22020008.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Schiffmann
Christoph Mengel
Michael Böhm
Patrick Renner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH filed Critical Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Publication of EP4070963A1 publication Critical patent/EP4070963A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials

Definitions

  • the invention relates to a value document substrate, in particular a fit document of value such as a banknote, or a security paper that is not yet fit for circulation, in particular unprinted, for producing a document of value such as a banknote.
  • the invention further relates to a composition suitable for coating a value document substrate.
  • Dirt can be liquid or solid, and liquid dirt can be oily or watery.
  • a special type of "pollution" is contamination with pathogenic microorganisms such as bacteria, viruses, fungi or other pathogenic agents.
  • Antimicrobial coatings for finishing the surface of documents of value are known, see for example EP 2 634 309 A1 .
  • the EP 2 634 309 A1 describes an antimicrobial coating containing multiple antimicrobial agents, eg, 1,2-benzisothiazol-3(2H)-one (BIT) and a silver-containing antimicrobial agent.
  • An antimicrobial, in particular antibacterial, antifungal or antiviral agent can optionally be introduced into the substrate itself, for example in the course of the so-called "sizing" a security paper.
  • one antimicrobial agent can be provided in the substrate and a second antimicrobial agent can be provided in an antisoiling coating.
  • the object of the present invention is also to specify a composition suitable for coating the value document substrate.
  • Antimicrobial in the context of the present invention means that it is effective against microorganisms, the effect ideally consisting in killing the microorganisms, but it can also consist in inhibiting the growth and multiplication of the microorganisms.
  • Microorganisms within the meaning of the invention are, in particular, bacteria, fungi, such as molds and yeasts, and viruses.
  • the invention is based on the finding of using encapsulated disinfectants in a composition suitable for coating documents of value.
  • the encapsulating material breaks open in the course of a mechanical stress during the circulation of documents of value, in particular during the circulation of banknotes, and releases the disinfectant.
  • a liquid or gaseous disinfectant is particularly suitable as the disinfectant disinfectant.
  • the encapsulated disinfectant can be used in combination with additional antimicrobial agents, eg 1,2-benzisothiazol-3(2H)-one (BIT), 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate (IPBC), a silver-containing compound and/or a silver salt such as silver phosphate glass.
  • additional antimicrobial agents eg 1,2-benzisothiazol-3(2H)-one (BIT), 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate (IPBC), a silver-containing compound and/or a silver salt such as silver phosphate glass.
  • Suitable liquid disinfectants include, for example, alcohol, mixtures of alcohol and other disinfectants, and hydrogen peroxide solution.
  • gaseous disinfectants ozone and an ozone/air mixture are suitable.
  • the disinfectant is liquid and is in particular encapsulated metallic nanopigments, e.g. silver, copper or zinc oxide, dispersed in an aqueous and/or alcoholic solvent, the alcoholic solvent being in particular glycerol.
  • alcoholic solvent is meant an alcohol such as ethanol, propanol, butanol, phenol, a phenol derivative, glycol and/or glycerine.
  • the solvent can also be in the form of an aqueous-alcoholic solvent, i.e. in the form of a mixture of an alcohol and water.
  • the capsules are broken open, for example, by mechanical pressure, by abrasion, by shearing forces, by means of cutting and/or by means of squeezing during the circulation of the document of value.
  • the capsules preferably have a particle size D50 in a range from 10 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • a classic in situ polymerisation e.g. oil in water
  • a crosslinked polymer e.g., polyacrylic acid
  • the product thus obtained into a varnish it is convenient to incorporate liquid alcohol components into a crosslinked polymer, e.g., polyacrylic acid, and to incorporate the product thus obtained into a varnish.
  • the advantage here is that no capsule has to be broken open to release the disinfectant, but the release can take place in the sense of a gradient.
  • Encapsulation in particular of hydrogen peroxide, alcohols and/or phenols, can also be carried out using a microfluidic method.
  • a first phase an emulsion consisting of alcohol and a hydrophobic capsule wall material, for example based on UV-curing acrylates or PU acrylates, can be produced.
  • a second phase a second emulsion consisting of the first emulsion in a hydrophilic carrier medium, eg water, can be prepared.
  • the capsule wall material which preferably cures with UV radiation, can still be crosslinked or at least pre-crosslinked in the carrier medium.
  • the capsules produced are then separated from the hydrophilic carrier medium, namely mechanically by means of sieves, by sedimentation, by means of thermal drying or by means of freeze drying.
  • the capsule wall thickness and the particle size of the capsules are controlled by the parameters material ratio, flow rate (which can be influenced by the pump pressure), chip design and surface tension of the transport tubes.
  • Encapsulation of ozone in particular can be achieved, for example, by filling a glass container or a stainless steel container with a capsule wall material in a first phase. Ozone is then introduced, with the air being substituted by ozone because ozone is heavier than air. The ozone is then worked into the hydrophobic capsule wall material by means of a propeller stirrer or by means of a dissolver disk until finely distributed ozone bubbles are present in the capsule wall material. Thereafter, the excess ozone is evacuated. Water can then be introduced so that an emulsion of the capsule wall material with the encapsulated ozone is formed. This is followed by drying.
  • a middle nozzle and an outer annular nozzle can be used. Ozone flows in from the middle nozzle, and the capsule wall material flows in from the outer nozzle.
  • a pulsed gas jet and a pulsed capsule wall material jet produce particles with enclosed ozone.
  • the pulse frequency has the same value in both cases, but the pulse duration for the inner nozzle is expediently shorter in order to enable closure.
  • the closure can also be positively influenced by an additional pulsed lateral movement of the nozzle carrier (especially with the same pulse frequency).
  • the drying of Capsule wall material can be done by means of UV radiation or in vacuo by means of electron beams or in a carrier medium.
  • Metal-organic frameworks or framework compounds are microporous materials that are made up of inorganic structural units, so-called SBUs (secondary building units) and organic molecules or linker molecules as connecting elements between the inorganic structural units.
  • Metal-organic frameworks are often, but not necessarily, crystalline.
  • MOFs are coordination polymers or coordination networks with an open framework that may contain pores. MOFs are usually based on so-called Werner complexes.
  • the pores of the three-dimensional structures are filled with guest molecules, e.g. solvent molecules or unreacted linker molecules. The pores can be made accessible by removing the guest molecules, e.g. by heating, in a vacuum or by a combination of both measures.
  • Potential areas of application can be found in gas storage (e.g. hydrogen, methane), in material separation, in sensor technology and in catalysis.
  • Coated bacteriophages are inactivated in particular by butylated hydroxytoluene or butylated hydroxyanisole. Furthermore, butylated hydroxytoluene inactivates lipid-containing viruses. In addition, according to an alternative, nitrosyl radical, which has an antiviral effect, can conveniently be added.
  • Suitable substrates are, in particular, paper substrates, film substrates or polymer substrates and so-called hybrid substrates, which are preferably to be understood as meaning film composite substrates that have either a core based on paper and films as outer layers or a core made of a film-like plastic material and outer layers based on paper.
  • Paper or fiber composites and foils can be based on artificial (e.g. biaxially oriented polypropylene (BOPP), polyethylene (PE), polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET)) and biological polymers (e.g. polysucrose, polylactate). It is preferred to use substrates based on cotton fibers (i.e. the polymer is polysucrose or cellulose).
  • the substrate can have specific coatings, impregnations or also imprints and/or security elements or film elements.
  • ink acceptance layer In the case of a foil substrate or polymer substrate or a composite substrate with a core of paper and outer layers of foils, it is expedient to apply one or more coatings to the foils, which ensure adhesion of the print to be applied to the respective substrate.
  • This layer applied to the films is usually referred to as the ink acceptance layer.
  • ink acceptance layers are usually not necessary, but the paper substrate can be coated completely or partially in order to provide it with certain properties, e.g. luminescent properties due to applied luminescent substances, or to make it antiviral/antibacterial.
  • Ink acceptance layers are usually based on fillers, such as titanium dioxide, aluminum oxide or silicon dioxide pigments, incorporated in a suitable binder.
  • composition according to the invention which is suitable for coating a value-document substrate, can be applied to the value-document substrate, for example, by means of a flexographic printing process, screen printing process or gravure printing process.
  • the value document substrate is preferably coated in the final step of value document production, in the case of banknotes after (intaglio) printing.
  • the imprinting of a serial number can, if required, only take place after the composition according to the invention has been applied to the value document substrate.
  • the coatings each cover the entire surface of the value document substrate, it being of course also possible in principle to coat the substrates on only one surface and/or only over part of the surface.
  • the coating of the value document substrate can be such that it has an antibacterial and/or antiviral surface, which is based, for example, on a UV or electron beam-curing protective lacquer formulation, the formulation containing at least one antibacterial and/or antiviral active ingredient contains, which preferably simultaneously fulfills the function of a stabilizer, a photoinitiator, a rheology additive or a filler.
  • the stabilizer can be selected, for example, from the group of so-called HALS (hindered amine light stabilizers), in particular in a weight proportion in a range from 0.01% to 20%, and/or a phenol derivative, in particular in a weight proportion in a range of up to 5%, and/or a nitrosamine, in particular in a proportion by weight of up to 5%.
  • HALS hindered amine light stabilizers
  • the HALS stabilizer is built into the cured polymer film as a co-crosslinking component, for example in the form of a polyol component.
  • the incorporation of a HALS stabilizer as a co-crosslinking component in a polymer is, for example, from EP 0 839 844 A1 known.
  • a tetramethylpiperidine derivative for example, can be used as the HALS stabilizer.
  • a coinitiator from the group of tertiary amines can be used, for example, in particular in a proportion by weight in a range of up to 10%.
  • the figure 1 shows a value document substrate 1 according to the invention, in the present case a bank note, according to an exemplary embodiment in a cross-sectional view.
  • the banknote 1 is based on a paper substrate 2, which has a coating 3 or 4, namely a lacquer, on both its upper and lower main surface.
  • the paper substrate 2 was coated by means of a flexographic printing process, namely in the final step after the paper substrate had been printed with a background print and an intaglio printing pattern, but before a serial number was printed.
  • the lacquer used for coating the value document substrate 1 contained microcapsules filled with disinfectant with a particle size D50 of 20 ⁇ m.
  • a mixture of ethanol and 1,2-benzisothiazol-3(2H)-one (BIT) served as a disinfectant as an additional antimicrobial agent.
  • the capsules were produced by introducing the liquid ingredients into a crosslinked polymer, in this example polyacrylic acid.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wertdokumentsubstrat zur Herstellung von Banknoten, Ausweisdokumenten oder Urkunden, das zumindest teilweise mit einer antimikrobiellen Beschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet dass die Beschichtung Mikrokapseln mit darin enthaltenem Desinfektionsmittel aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Wertdokumentsubstrat, insbesondere ein umlauffähiges Wertdokument wie etwa eine Banknote, oder ein noch nicht umlauffähiges, insbesondere unbedrucktes, Sicherheitspapier zur Erzeugung eines Wertdokuments wie etwa eine Banknote. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine für das Beschichten eines Wertdokumentsubstrats geeignete Zusammensetzung.
  • Während ihres Umlaufs werden Wertdokumente, wie 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 von Banknoten gilt deren frühzeitige Verschmutzung.
  • Schmutz kann flüssig oder fest sein, und flüssiger Schmutz wiederum kann ölig oder wässrig sein. Eine besondere Art von "Verschmutzung" stellt die Kontaminierung mit pathogenen Mikroorganismen, wie Bakterien, Viren, Pilzen, oder anderen pathogenen Mitteln dar.
  • Antimikrobakterielle Beschichtungen zur Veredlung der Oberfläche von Wertdokumenten sind bekannt, siehe z.B. die EP 2 634 309 A1 . Die EP 2 634 309 A1 beschreibt eine antimikrobakterielle Beschichtung mit mehreren antimikrobiellen Mitteln, z.B. 1,2-Benzisothiazol-3(2H)-on (BIT) und ein Silber enthaltendes antimikrobielles Mittel. Ein antimikrobielles, insbesondere antibakterielles, antifungales oder antivirales Mittel kann gegebenenfalls im Substrat selbst eingebracht sein, z.B. im Zuge der sogenannten "Leimung" eines Sicherheitspapiers. Gegebenenfalls kann ein antimikrobielles Mittel im Substrat und ein zweites antimikrobielle Mittel in einer schmutzabweisenden Beschichtung vorgesehen werden.
  • Es wurde festgestellt, dass sich die im Stand der Technik bekannten antimikrobiellen Beschichtungen insbesondere bei längerer Lagerung infolge von Diffusionsprozessen verbrauchen und daher ihre antimikrobielle Wirksamkeit verlieren.
  • Insofern besteht das Bedürfnis, Wertdokumente, und insbesondere die stark beanspruchten Banknoten, langfristig vor antimikrobiellen Verschmutzungen und Kontaminierungen jeglicher Art zu schützen, um dadurch die Umlaufdauer zu erhöhen und eine Übertragung von Krankheiten oder eine sonstige pathogene Wirkung der Wertdokumente zu vermeiden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Wertdokumentsubstrat anzugeben, durch das die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, eine für das Beschichten des Wertdokumentsubstrats geeignete Zusammensetzung anzugeben.
  • Die Aufgaben werden durch die in den unabhängigen Anprüchen definierten Merkmalskombinationen gelöst. Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung sind in den betreffenden abhängigen Ansprüchen angegeben.
    • Zusammenfassung der Erfindung
    • 1. (Erster Aspekt der Erfindung) Wertdokumentsubstrat zur Herstellung von Banknoten, Ausweisdokumenten oder Urkunden, das zumindest teilweise mit einer antimikrobiellen Beschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet dass die Beschichtung Mikrokapseln mit darin enthaltenem Desinfektionsmittel aufweist.
    • 2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Wertdokumentsubstrat nach Klausel 1, wobei die Mikrokapseln so beschaffen sind, dass die Kapselwand bei mechanischer Belastung oder durch Einwirkung von energiereicher Strahlung aufbricht, um auf diese Weise das Austreten der innerhalb der Kapsel enthaltenen Inhaltsstoffe zu ermöglichen.
    • 3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Wertdokumentsubstrat nach Klausel 1 oder 2, wobei das Desinfektionsmittel flüssig oder gasförmig ist.
    • 4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Wertdokumentsubstrat nach Klausel 3, wobei das Desinfektionsmittel flüssig ist und ein Alkohol, insbesondere Phenol oder ein Phenolderivat, ein quartäres Amin, ein Nitrosamin oder ein komplexgebundenes Nitrosamin oder eine Wasserstoffperoxidlösung ist; oder wobei das Desinfektionsmittel flüssig ist und es sich hierbei um verkapselte metallische Nanopigmente, z.B. Silber, Kupfer oder Zinkoxid, handelt, die in einem wässrigen und/oder alkoholischen Lösungsmittel dispergiert vorliegen, wobei das alkoholische Lösungsmittel insbesondere Glycerin ist.
    • 5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Wertdokumentsubstrat nach Klausel 3, wobei das Desinfektionsmittel gasförmig ist und Ozon ist.
    • 6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Wertdokumentsubstrat nach einer der Klauseln 1 bis 5, wobei das Desinfektionsmittel in Kombination mit einem zusätzlichen antimikrobiellen Mittel eingesetzt wird, das bevorzugt von der Gruppe bestehend aus 1,2-Benzisothiazol-3(2H)-on (BIT), 3-Iod-2-propinylbutylcarbamat (IPBC), einer Silber enthaltenden Verbindung, einem Silbersalz wie etwa Silberphosphatglas und einer Kombination zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Elemente gewählt ist.
    • 7. (Bevorzugte Ausgestaltung) Wertdokumentsubstrat nach einer der Klauseln 1 bis 6, wobei die Kapseln eine Teilchengröße D50 in einem Bereich von 10 µm bis 30 µm aufweisen.
    • 8. (Bevorzugte Ausgestaltung) Wertdokumentsubstrat nach einer der Klauseln 1 bis 7, wobei das Substrat ein Papiersubstrat, ein Foliensubstrat bzw. Polymersubstrat oder ein Folienverbundsubstrat ist, wobei das Folienverbundsubstrat insbesondere einen Kern auf der Basis von Papier und Außenschichten auf der Basis von Folien oder einen Kern aus einem Kunststoffmaterial und Außenschichten auf Papierbasis oder ein Verbund aus mindestens zwei Folienlagen aufweist.
    • 9. (Bevorzugte Ausgestaltung) Wertdokumentsubstrat nach einer der Klauseln 1 bis 8, wobei die Beschichtung eine Schutzschicht auf Basis einer strahlungshärtenden Zusammensetzung ist und bevorzugt auf einem kationisch vernetzenden UV-Lack oder einem radikalisch vernetzenden UV-Lack beruht.
    • 10. (Bevorzugte Ausgestaltung) Wertdokumentsubstrat nach einer der Klauseln 1 bis 9, wobei die Beschichtung eine Farbannahmeschicht ist und vorzugsweise auf einer lösemittelhaltigen oder strahlungshärtenden oder wässrigen Zusammensetzung basiert, wobei eine wässrige Zusammensetzung insbesondere bevorzugt ist.
    • 11. (Bevorzugte Ausgestaltung) Wertdokumentsubstrat nach einer der Klauseln 1 bis 10, wobei die Formulierung zumindest einen weiteren antimikrobiellen und/oder antibakteriellen und/oder antiviralen Wirkstoff enthält, der vorzugsweise gleichzeitig die Funktion eines Stabilisators, eines Photoinitiators, eines Rheologieadditivs oder eines Füllstoffes erfüllt.
    • 12. (Zweiter Aspekt der Erfindung) Zusammensetzung für das Beschichten eines Wertdokumentsubstrats nach einer der Klauseln 1 bis 11, umfassend Mikrokapseln mit darin enthaltenem Desinfektionsmittel.
    Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • "Antimikrobiell" im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass eine Wirksamkeit gegen Mikroorganismen besteht, wobei die Wirkung idealerweise in einem Abtöten der Mikroorganismen besteht, aber auch in einer Hemmung von Wachstum und Vermehrung der Mikroorganismen bestehen kann.
  • "Mikroorganismen (Mikroben)" im Sinne der Erfindung sind insbesondere Bakterien, Pilze, wie Schimmelpilze und Hefepilze, sowie Viren.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, verkapseltes Desinfektionsmittel in einer für das Beschichten von Wertdokumenten geeigneten Zusammensetzung einzusetzen. Das Kapselmaterial bricht im Zuge einer mechanischen Beanspruchung während des Wertdokumentumlaufs, insbesondere während des Banknotenumlaufs, auf und setzt das Desinfektionsmittel frei. Als Desinfektionsmittel eignet sich insbesondere ein flüssiges oder ein gasförmiges Desinfektionsmittel. Das verkapselte Desinfektionsmittel kann insbesondere in Kombination mit zusätzlichem antimikrobiellen Mitteln eingesetzt werden, z.B. 1,2-Benzisothiazol-3(2H)-on (BIT), 3-Iod-2-propinylbutylcarbamat (IPBC), eine Silber enthaltende Verbindung und/oder ein Silbersalz wie etwa Silberphosphatglas. Infolge der Verkapselung wird die desinfizierende und antimikrobielle Wirkung der Wertdokumentbeschichtung zeitlich im Verlaufe der Lagerung, des Transports und des Umlaufs des Wertdokuments verlängert.
  • Als flüssiges Desinfektionsmittel eignet sich z.B. ein Alkohol, Gemische aus einem Alkohol und weiterem Desinfektionsmittel sowie Wasserstoffperoxidlösung. Mit Bezug auf gasförmiges Desinfektionsmittel ist Ozon sowie ein Ozon/Luft-Gemisch geeignet.
  • Gemäß einer Variante ist das Desinfektionsmittel flüssig und es handelt sich hierbei insbesondere um verkapselte metallische Nanopigmente, z.B. Silber, Kupfer oder Zinkoxid, die in einem wässrigen und/oder alkoholischen Lösungsmittel dispergiert vorliegen, wobei das alkoholische Lösungsmittel insbesondere Glycerin ist. Mit dem Begriff "alkoholisches Lösungsmittel" ist ein Alkohol gemeint, z.B. Ethanol, Propanol, Butanol, Phenol, ein Phenolderivat, Glykol und/oder Glycerin. Das Lösungsmittel kann aber auch in Form eines wässrig-alkoholischen Lösungsmittels vorliegen, d.h. in Form eines Gemisches aus einem Alkohol und Wasser.
  • Das Aufbrechen der Kapseln erfolgt z.B. durch mechanischen Druck, durch Abrieb, durch Scherkräfte, mittels Schneiden und/oder mittels eines Verquetschens während des Umlaufs des Wertdokuments.
  • Die Kapseln weisen vorzugsweise eine Teilchengröße D50 in einem Bereich von 10 µm bis 30 µm auf.
  • Mit Bezug auf die Herstellung der Kapseln ist eine klassische In-Situ-Polymerisation, z.B. Öl in Wasser, als Verkapselungsmethode weniger bevorzugt. Mit Bezug auf die Herstellung der Kapseln ist es z.B. zweckmäßig, flüssige Alkoholkomponenten in ein vernetztes Polymer, z.B. Polyacrylsäure, einzubringen und das auf diese Weise erhaltene Erzeugnis in einen Lack einzubringen. Der Vorteil ist hierbei, dass für die Freisetzung des Desinfektionsmittels keine Kapsel aufgebrochen werden muss, sondern die Freisetzung im Sinne eines Gradienten erfolgen kann.
  • Im Falle von UV-Lacken ist es von Vorteil, dass verkapseltes Ozon nicht bereits während der Aufbringung des Lacks auf das Wertdokumentsubstrat freigesetzt wird, weil sonst die Vernetzung der Monomere und Präpolymere im Zuge der UV-Härtung beeinträchtigt, reduziert oder sogar unterbunden werden würde.
  • Eine Verkapselung insbesondere von Wasserstoffperoxid, Alkoholen und/oder Phenolen kann des Weiteren mittels einer mikrofluidischen Methode erfolgen. Hierbei kann z.B. in einer ersten Phase eine Emulsion bestehend aus Alkohol und einem hydrophoben Kapselwandmaterial, z.B. auf Grundlage UV-härtender Acrylate oder PU-Acrylate, hergestellt werden. In einer zweiten Phase kann eine zweite Emulsion bestehend aus der ersten Emulsion in einem hydrophilen Trägermedium, z.B. Wasser, hergestellt werden. In einer dritten Phase kann das bevorzugt mit UV-Strahlung härtende Kapselwandmaterial noch im Trägermedium vernetzt oder zumindest vorvernetzt werden. Anschließend erfolgt das Separieren der erzeugten Kapseln vom hydrophilen Trägermedium, nämlich mechanisch mittels Sieben, durch Sedimentation, mittels einer thermischen Trocknung oder mittels Gefriertrocknung. Die Kapselwanddicke und die Teilchengröße der Kapseln werden durch die Parameter Materialverhältnis, Durchfluss (beeinflussbar durch den Pumpendruck), Chipdesign und Oberflächenspannung der Transportröhrchen gesteuert.
  • Eine Verkapselung insbesondere von Ozon kann z.B. dadurch erfolgen, indem in einer ersten Phase in einem Glasbehälter oder einem Edelstahlbehälter ein Kapselwandmaterial eingefüllt wird. Anschließend erfolgt das Einleiten von Ozon, wobei die Luft durch Ozon substituiert wird, weil Ozon schwerer ist als Luft. Anschließend wird das Ozon mittels eines Propellerrührers oder mittels einer Dissolverscheibe in das hydrophobe Kapselwandmaterial eingearbeitet, bis feinverteilte Ozonblasen im Kapselwandmaterial vorliegen. Danach erfolgt ein Evakuieren des überschüssigen Ozons. Darauffolgend kann Wasser eingeleitet werden, sodass eine Emulsion des Kapselwandmaterials mit dem verkapselten Ozon gebildet wird. Danach erfolgt eine Trocknung.
  • Gemäß einer weiteren Verkapselungsmethode kann mit einer mittleren Düse und einer äußeren Ringdüse gearbeitet werden. Aus der mittleren Düse strömt Ozon hinein, aus der äußeren Düse strömt das Kapselwandmaterial hinein. Durch einen gepulsten Gas-Strahl und einen gepulsten Kapselwandmaterial-Strahl entstehen Partikel mit eingeschlossenem Ozon. Zweckmäßigerweise weist die Pulsfrequenz in beiden Fällen den gleichen Wert auf, jedoch ist die Pulsdauer für die innere Düse zweckmäßigerweise geringer, um den Verschluss zu ermöglichen. Der Verschluss kann auch durch eine zusätzliche gepulste seitliche Bewegung des Düsenträgers positiv beeinflusst werden (insbesondere mit der gleichen Pulsfrequenz). Die Trocknung des Kapselwandmaterials kann mittels UV-Strahlung oder im Vakuum mittels Elektronenstrahlen oder in einem Trägermedium erfolgen.
  • Eine weitere Möglichkeit für das Verkapseln basiert auf dem Binden des Ozons in einem porösen Träger, z.B. eine metallorganische Gerüstverbindung (hierin auch als MOFs bzw. metal-organic-framework bezeichnet), wobei danach optional beide Bestandteile verkapselt werden können. Metallorganische Gerüste bzw. Gerüstverbindungen sind mikroporöse Materialien, die aus anorganischen Baueinheiten, sogenannten SBUs (secondary building units) und organischen Molekülen bzw. Linker-Molekülen als Verbindungselementen zwischen den anorganischen Baueinheiten aufgebaut sind. Metallorganische Gerüste sind häufig, aber nicht notwendigerweise, kristallin. MOFs sind Koordinationspolymere bzw. Koordinationsnetzwerke mit einem offenen Gerüst, welches mögliche Poren enthält. MOFs basieren üblicherweise auf sogenannten Werner-Komplexen. Die Poren der dreidimensionalen Strukturen sind nach der Synthese mit Gastmolekülen, z.B. Lösungsmittelmoleküle oder nicht umgesetzte Linker-Moleküle, gefüllt. Durch das Entfernen der Gastmoleküle, z.B. durch Ausheizen, im Vakuum oder durch Kombination beider Maßnahmen, können die Poren zugänglich gemacht werden. Potentielle Anwendungsgebiete finden sich in der Gasspeicherung (z.B. Wasserstoff, Methan), in der Stofftrennung, in der Sensorik und in der Katalyse.
  • Ein Beispiel für einen UV-trocknenden radikalischen Lack basiert auf der folgenden Zusammensetzung (Angaben, sofern nicht anders angegeben, in Gew.-%):
    • 50% bis 80% Präpolymere;
    • 10% bis 30% Reaktivverdünner;
    • 1% bis 20% Kapseln mit darin enthaltenem antimikrobiellem Wirkstoff;
    • 3% bis 8% Photoinitiator;
    • 0% bis 3% Wachs;
    • 0% bis 1% Anti-Slip-Mittel;
    • 0% bis 1% Benetzungsmittel;
    • 0% bis 1,5% Entschäumer;
    • 0% bis 5% Trocknungsbeschleuniger;
    • 0% bis 5% Stabilisator, vorzugsweise gewählt von der Gruppe der Phenolderivate (z.B. BHT, MEHQ);
    • 0% bis 20% Stabilisator, vorzugsweise gewählt von der Gruppe der HALS (z.B. Tinuvin 292).
  • Durch butyliertes Hydroxytoluol oder butyliertes Hydroxyanisol erfolgt insbesondere eine Inaktivierung umhüllter Bakteriophagen. Des Weiteren inaktiviert Butyliertes Hydroxytoluol inaktiviert lipidhaltige Viren. Darüber hinaus kann zweckmäßigerweise gemäß einer Alternative Nitrosylradikal beigemengt werden, das antiviral wirkt.
  • Ein besonderes Beispiel für ein radikalisches Lacksystem basiert auf der folgenden Zusammensetzung (Angaben, sofern nicht anders angegeben, in Gew.-%):
    • 55% Polyester-Acrylat, z.B. Laromer PE 55 F der Firma BASF;
    • 5% Kapseln mit darin enthaltenem antimikrobiellem Wirkstoff;
    • 10% Acrylsäureester, z.B. Laromer TMPTA der Firma BASF;
    • 21% Acrylsäureester (Reaktivverdünner), z.B. Laromer HDDA der Firma BASF;
    • 5% Photoinitiator, z.B. Darocure 1173 der Firma CIBA;
    • 3% reaktives Amin als Trocknungsbeschleuniger, z.B. Ebecryl P 115 der Firma UCB;
    • 0,5% Entschäumer auf Silikonbasis, z.B. Coatosil 100 E;
    • 0,5 % Anti-Slip-Mittel, z.B. Dow Corning 57 der Firma DOW.
  • Ein besonderes Beispiel für eine Polyvinylalkohol-Leimung weist die folgende Zusammensetzung auf:
    • 15% Polyvinylalkohol, z.B. 4-88 der Firma Mowiol;
    • 5% Kapseln mit darin enthaltenem antimikrobiellem Wirkstoff;
    • 1% Entschäumer, z.B. 093 der Firma Byk;
    • 79% Wasser.
  • Geeignete Substrate sind insbesondere Papiersubstrate, Foliensubstrate bzw. Polymersubstrate und sogenannte Hybridsubstrate, worunter bevorzugt Folienverbundsubstrate zu verstehen sind, die entweder einen Kern auf der Basis von Papier und Folien als Außenschichten oder aber einen Kern aus einem folienähnlichen Kunststoffmaterial und Außenschichten auf Papierbasis aufweisen. Aber auch die Kombination mehrerer Folienlagen auf Basis eines oder unterschiedlicher Polymertypen ist möglich. Papier bzw. Faserverbund und Folien können auf Basis von künstlichen (z.B. biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP), Polyethylen (PE), Polyamid (PA), Polyethylenterephthalat (PET)) und biologischen Polymeren (z.B. Polysaccharose, Polylactat) aufgebaut sein. Es wird bevorzugt, Substrate auf Basis von Baumwollfasern (d.h. das Polymer ist Polysaccharose bzw. Cellulose) zu verwenden.
  • Das Substrat kann bestimmte Beschichtungen, Imprägnierungen oder auch Aufdrucke und/oder Sicherheitselemente bzw. Folienelemente aufweisen.
  • Im Falle eines Foliensubstrats bzw. Polymersubstrats oder eines Verbundsubstrats mit einem Kern aus Papier und Außenschichten aus Folien ist es zweckmäßig, auf die Folien eine oder mehrere Beschichtungen aufzubringen, die die Haftung des auf das jeweilige Substrat aufzubringenden Aufdrucks sicherstellen. Diese auf die Folien aufgebrachte Schicht wird üblicherweise als Farbannahmeschicht bezeichnet. Im Falle eines Papiersubstrats sind Farbannahmeschichten in der Regel entbehrlich, allerdings kann das Papiersubstrat ganz oder teilweise beschichtet werden, um es mit bestimmten Eigenschaften, z.B. lumineszierenden Eigenschaften aufgrund aufgebrachter Lumineszenzstoffe, oder eben antiviral/antibakteriell auszustatten. Farbannahmeschichten basieren üblicherweise auf in einem geeigneten Bindemittel eingebrachten Füllstoffen, z.B. Titandioxid-, Aluminiumoxid- oder Siliciumdioxid-Pigmente.
  • Die erfindungsgemäße, für das Beschichten eines Wertdokumentsubstrats geeignete Zusammensetzung kann z.B. mittels eines Flexodruckverfahrens, Siebdruckverfahrens oder Tiefdruckverfahrens auf das Wertdokumentsubstrat aufgebracht werden.
  • Das Beschichten des Wertdokumentsubstrats erfolgt vorzugsweise im finalen Schritt der Wertdokumentherstellung, im Falle von Banknoten nach dem (Stichtief-)Druck. Speziell das Aufdrucken einer Seriennummer kann bei Bedarf erst nach dem Aufbringen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf das Wertdokumentsubstrat erfolgen.
  • Vorteilhafterweise bedecken die Beschichtungen die Oberflächen des Wertdokumentsubstrats jeweils vollflächig, wobei es natürlich grundsätzlich auch möglich ist, die Substrate an nur einer Oberfläche und/oder nur teilflächig zu beschichten.
  • Die Beschichtung des Wertdokumentsubstrats kann des Weiteren gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung so beschaffen sein, dass sie eine antibakterielle und/oder antivirale Oberfläche aufweist, die z.B. auf einer UV- oder Elektronenstrahl-härtenden Schutzlackformulierung basiert, wobei die Formulierung zumindest einen antibakteriellen und/ oder antiviralen Wirkstoff enthält, der vorzugsweise gleichzeitig die Funktion eines Stabilisators, eines Photoinitiators, eines Rheologieadditivs oder eines Füllstoffs erfüllt. Der Stabilisator kann z.B. aus der Gruppe der sogenannten HALS (hindered amine light stabilizer), insbesondere in einem Gewichtsanteil in einem Bereich von 0,01% bis 20%, gewählt werden und/oder ein Phenolderivat, insbesondere in einem Gewichtsanteil in einem Bereich bis zu 5%, und/oder ein Nitrosamin, insbesondere in einem Gewichtsanteil bis zu 5%, sein. Gemäß einer besonderen Variante ist der HALS-Stabilisator als eine mitvernetzende Komponente dauerhaft wirksam in den ausgehärteten Polymerfilm eingebaut, z.B. in Form einer Polyolkomponente. Das Einbauen eines HALS-Stabilisators als eine mitvernetzende Komponente in ein Polymer ist z.B. aus der EP 0 839 844 A1 bekannt. Als HALS-Stabilisator kann z.B. ein Tetramethylpiperidin-Derivat eingesetzt werden. Im Falle der gleichzeitigen Funktion des Wirkstoffs als Photoinitiator kann z.B. ein Coinitiator aus der Gruppe der tertiären Amine herangezogen werden, insbesondere in einem Gewichtsanteil in einem Bereich bis zu 10%.
  • Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend in Verbindung mit der Figur erläutert.
  • Es zeigt:
    Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Wertdokumentsubstrat, im vorliegenden Fall eine Banknote, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Wertdokumentsubstrat 1, im vorliegenden Fall eine Banknote, gemäß einem Ausführungsbeispiel in Querschnittansicht. Die Banknote 1 basiert auf einem Papiersubstrat 2, das sowohl an seiner oberen als auch an seiner unteren Hauptfläche eine Beschichtung 3 bzw. 4, nämlich einen Lack, aufweist.
  • Das Beschichten des Papiersubstrats 2 erfolgte mittels eines Flexodruckverfahrens, und zwar im finalen Schritt nach dem Bedrucken des Papiersubstrats mit einem Untergrundruck und einem Stichtiefdruckmuster, aber vor dem Aufdrucken einer Seriennummer.
  • Der für das Beschichten des Wertdokumentsubstrats 1 herangezogene Lack enthielt mit Desinfektionsmittel gefüllte Mikrokapseln mit einer Teilchengröße D50 von 20 µm. Als Desinfektionsmittel diente ein Gemisch aus Ethanol und 1,2-Benzisothiazol-3(2H)-on (BIT) als ein zusätzliches antimikrobielles Mittel.
  • Der für das Beschichten herangezogene UV-trocknende radikalische Lack basierte auf der folgenden Zusammensetzung:
    • 65% Präpolymere;
    • 20% Reaktivverdünner;
    • 10% Kapseln mit darin enthaltenem antimikrobiellem Wirkstoff;
    • 5% Photoinitiator;
    • 1,5% Wachs;
    • 0,5% Anti-Slip-Mittel;
    • 0,5% Benetzungsmittel;
    • 1% Entschäumer;
    • 2,5% Trocknungsbeschleuniger;
    • 2,5% Phenolderivat-Stabilisator (BHT);
    • 10% Stabilisator, gewählt von der Gruppe der HALS (z.B. Tinuvin 292).
  • Die Herstellung der Kapseln erfolgte durch Einbringen der flüssigen Inhaltsstoffe in ein vernetztes Polymer, im vorliegenden Beispiel Polyacrylsäure.

Claims (12)

  1. Wertdokumentsubstrat zur Herstellung von Banknoten, Ausweisdokumenten oder Urkunden, das zumindest teilweise mit einer antimikrobiellen Beschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet dass die Beschichtung Mikrokapseln mit darin enthaltenem Desinfektionsmittel aufweist.
  2. Wertdokumentsubstrat nach Anspruch 1, wobei die Mikrokapseln so beschaffen sind, dass die Kapselwand bei mechanischer Belastung oder durch Einwirkung von energiereicher Strahlung aufbricht, um auf diese Weise das Austreten der innerhalb der Kapsel enthaltenen Inhaltsstoffe zu ermöglichen.
  3. Wertdokumentsubstrat nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Desinfektionsmittel flüssig oder gasförmig ist.
  4. Wertdokumentsubstrat nach Anspruch 3 wobei das Desinfektionsmittel flüssig ist und ein Alkohol, insbesondere Phenol oder ein Phenolderivat, ein quartäres Amin, ein Nitrosamin oder ein komplexgebundenes Nitrosamin oder eine Wasserstoffperoxidlösung ist; oder wobei das Desinfektionsmittel flüssig ist und es sich hierbei um verkapselte metallische Nanopigmente, z.B. Silber, Kupfer oder Zinkoxid, handelt, die in einem wässrigen und/oder alkoholischen Lösungsmittel dispergiert vorliegen, wobei das alkoholische Lösungsmittel insbesondere Glycerin ist.
  5. Wertdokumentsubstrat nach Anspruch 3 wobei das Desinfektionsmittel gasförmig ist und Ozon ist.
  6. Wertdokumentsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Desinfektionsmittel in Kombination mit einem zusätzlichen antimikrobiellen Mittel eingesetzt wird, das bevorzugt von der Gruppe bestehend aus 1,2-Benzisothiazol-3(2H)-on (BIT), 3-Iod-2-propinylbutylcarbamat (IPBC), einer Silber enthaltenden Verbindung, einem Silbersalz wie etwa Silberphosphatglas und einer Kombination zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Elemente gewählt ist.
  7. Wertdokumentsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kapseln eine Teilchengröße D50 in einem Bereich von 10 µm bis 30 µm aufweisen.
  8. Wertdokumentsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Substrat ein Papiersubstrat, ein Foliensubstrat bzw. Polymersubstrat oder ein Folienverbundsubstrat ist, wobei das Folienverbundsubstrat insbesondere einen Kern auf der Basis von Papier und Außenschichten auf der Basis von Folien oder einen Kern aus einem Kunststoffmaterial und Außenschichten auf Papierbasis oder ein Verbund aus mindestens zwei Folienlagen aufweist.
  9. Wertdokumentsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Beschichtung eine Schutzschicht auf Basis einer strahlungshärtenden Zusammensetzung ist und bevorzugt auf einem kationisch vernetzenden UV-Lack oder einem radikalisch vernetzenden UV-Lack beruht.
  10. Wertdokumentsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Beschichtung eine Farbannahmeschicht ist und vorzugsweise auf einer lösemittelhaltigen oder strahlungshärtenden oder wässrigen Zusammensetzung basiert, wobei eine wässrige Zusammensetzung insbesondere bevorzugt ist.
  11. Wertdokumentsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Formulierung zumindest einen weiteren antimikrobiellen und/oder antibakteriellen und/oder antiviralen Wirkstoff enthält, der vorzugsweise gleichzeitig die Funktion eines Stabilisators, eines Photoinitiators, eines Rheologieadditivs oder eines Füllstoffes erfüllt.
  12. Zusammensetzung für das Beschichten eines Wertdokumentsubstrats nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend Mikrokapseln mit darin enthaltenem Desinfektionsmittel.
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