EP4232513A1 - Verfahren zur herstellung von plättchenförmigen pigmenten - Google Patents

Verfahren zur herstellung von plättchenförmigen pigmenten

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EP4232513A1
EP4232513A1 EP21782637.9A EP21782637A EP4232513A1 EP 4232513 A1 EP4232513 A1 EP 4232513A1 EP 21782637 A EP21782637 A EP 21782637A EP 4232513 A1 EP4232513 A1 EP 4232513A1
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EP
European Patent Office
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layer
film structure
water
film
thin
Prior art date
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Pending
Application number
EP21782637.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Maik Rudolf Johann Scherer
Kai Herrmann SCHERER
Michael Sobol
Sebastian Wetter
Florian FRÖHLICH
Manfred Heim
Thomas Gegenfurtner
Andreas Rauch
Norbert Vogt
Ivo Quirino
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
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • C09C2220/00—Methods of preparing the interference pigments
    • C09C2220/20—PVD, CVD methods or coating in a gas-phase using a fluidized bed

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of platelet-shaped pigments.
  • Effect pigments can, for example, be integrated into the substrate of the data carrier or applied to the substrate of the data carrier.
  • Pigments such as effect pigments can be produced, among other things, by coating a carrier material, such as a carrier film, with a thin-layer system having an optically variable effect, with the coating then being detached from the carrier material and ground into small fragments (see, for example, WO 2019/ 057321 A1). These fragments can be dispersed as pigments in a binder and finally printed.
  • the controlled detachment of the coating from the flexible carrier material takes place, for example, by means of a special separating coating or release layer which is designed in such a way that the adhesion of the coating to be detached to the carrier material provided with the release layer is poor.
  • Detachment can take place, for example, by subjecting the layer structure to be detached to mechanical stress, for example by rubbing, brushing, scraping, or by guiding the carrier material over deflection rollers with small diameters.
  • the thin-layer system which has an optically variable effect, is thus detached from the flexible carrier material, while the release layer remains on the carrier material.
  • the production method known in the prior art has the disadvantage of mechanical stress on the sensitive, optically variable thin-layer system, which leads to damage and thus to impairment of the optical effect obtained.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a method for producing pigments which is improved over the prior art.
  • the production should take place in such a way that damage to the thin-layer system is avoided.
  • This problem is solved on the basis of the combination of features defined in the independent claim. Developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
  • the water-soluble release layer is based on a material selected from the group consisting of polyinylpyrrolidone, modified starch, polyacrylic acid, polyethylene glycol, hydroxypropyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, casein, gum arabic, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, dextrin, or a mixture of two or more of the substances mentioned above.
  • the pigment material layer is a thin-layer system having an optically variable effect, namely a color-shifting thin-layer element, which gives a viewer a different color impression at different viewing angles, and optionally an additional - Lich present magnetic layer for magnetic alignment of the pigment.
  • the color-shifting thin-film element has a reflection layer, a dielectric spacer layer and an absorber layer and is preferably formed with a symmetrical multi-layer arrangement
  • the symmetrical multi-layer arrangement having the following layer sequence, in which an additionally present magnetic layer can optionally be included, has: absorber layer-dielectric spacer layer-reflection layer-dielectric spacer layer-absorber layer.
  • the process according to the invention for the production of pigments comprises the following steps:
  • a film structure comprising a carrier substrate, a water-soluble release layer and a pigment material layer;
  • the pigments are in particular effect pigments.
  • the carrier substrate is in particular a carrier film and is preferably in the form of a continuous film.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • the so-called dry stripping is known, according to which the entire layer structure is mechanically stressed, e.g. by rubbing, brushing or scraping, whereupon the pigment material layer (herein also referred to as a useful coating), in particular a thin-layer system having an optically variable effect, from Carrier substrate replaces while the release coating or release layer remains on the carrier substrate.
  • the mechanical force leads to damage Utility coating, carrier material or tool.
  • the manufacturing method according to the invention is distinguished by the fact that no undesired damage of any kind occurs to the useful coating, carrier material or tool.
  • the production method according to the invention is distinguished by the fact that, as a result of the use of water, there are no risks associated with organic solvents, in particular the risk of fire or explosion or toxicity. This means that no safety precautions are required when removing the wear coating and during further processing, eg separating solvent and wear coating.
  • the water-based manufacturing process of the present invention is associated with low costs in terms of procurement, processing and treatment of the solvents and the exposed materials.
  • the production method according to the invention is implemented in the form of a roll-to-roll process in which the film structure (also referred to simply as film below), as shown schematically below with reference to FIG Processing steps is performed by a stripping system.
  • the sequential processing steps are in particular the following steps:
  • the pigment material layer or the wear coating (in particular the thin-layer system having an optically variable effect) is broken open by the action of mechanical force in order in this way to allow water access to the release layer and thus to simplify the detachment of the wear coating.
  • This can be done, for example, by means of a printing unit with an anilox roller, gravure cylinder or nickel cylinder or similarly structured rollers and, if necessary, a counter-pressure roller.
  • the structured roller can be structured microscopically in such a way that the useful coating, in particular a metallization, is stressed either randomly or in a well-defined shape and size in order to produce well-defined pigment particles.
  • the structure roller has structures with lateral dimensions in the order of a few micrometers up to a few hundred micrometers.
  • Printing water or water-surfactant solutions in the printing unit supports the dissolving of the separating coating or release layer.
  • the film can be pulled over a so-called edge breaker, in particular an elongated body whose cross-sectional geometry has a very small radius of curvature or an edge (see, for example, Figures 3 and 4) be driven or redirected.
  • the edge breaker causes the wear coating to break up randomly to accelerate water ingress. In order to prevent damage to the carrier substrate or carrier foil by the edge breaker bend it is convenient to lubricate with water.
  • Another way of mechanically loading the film and breaking up the useful coating is, for example, the use of tension groups to stretch the film mechanically.
  • the elastic carrier film is stretched by a few percent and the metalized, glass-like layers above it are broken.
  • ultrasound can be used to break up the wear coating.
  • the foil is run through a water-filled basin in which one or more ultrasonic probes are located.
  • the film is preferably sprayed in a wet chamber with mist nozzles in order to achieve a thin water film (i.e. wetting film) on the wear coating.
  • a long, meandering web path is preferably set up by deflection rollers in the wet chamber.
  • Mist nozzles have the advantage that a considerable amount of water is saved.
  • mist is advantageous over direct exposure to water, such as an immersion bath, because water mist can be more easily introduced into the cracks, particularly when the water is heated.
  • wetting agents such as isopropanol or suitable surfactants could promote wetting. This process enables higher machine speeds and saves an enormous amount of water.
  • Another disadvantage of water basins is the accumulation of washed-off pigments in the basins.
  • the foil goes into a final cleaning, which is separated from the rest of the wet area. It is advantageous here to spray the film on both sides with a water jet in order to remove pigments that have been deposited on the film again during the detachment process using high-pressure nozzles.
  • An optional final drying then takes place by means of a squeezing mechanism and/or by thermal drying, for example by means of hot air, IR radiators, heated rollers or microwaves. The film is then rolled up and can be disposed of or reused.
  • the detached pigment preferably collects in a slightly sloping floor pan.
  • the pigment is advantageously collected at the lowest point in the tank by means of a water flow and then transported by means of a pump for further processing.
  • water can be taken from a circuit so that little or no fresh water has to be used.
  • the water-soluble release layer is preferably based on a material selected from the group consisting of polyinylpyrrolidone, modified starch, polyacrylic acid, polyethylene glycol, hydroxypropyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, casein, gum arabic, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, dextrin, or a mixture of two or more of the aforementioned substances is selected.
  • the water-soluble release layer can be applied to the carrier substrate, for example, by dissolving the water-soluble material in water or an organic solvent, for example an alcohol, ethyl acetate, methyl ethyl ketone or a mixture thereof, followed by drying.
  • the solution preferably has a solids content in a range from 5 to 70% by weight.
  • a free-radical scavenger or inhibitor for inhibiting polymerizations into the water-soluble release layer.
  • a free-radical scavenger or inhibitor for inhibiting polymerizations into the water-soluble release layer.
  • the thin-layer system with an optically variable effect is later applied by vapor deposition, during which metals or other materials such as silicon dioxide are deposited, UV radiation, X-rays and electron beams occur in addition to higher temperatures .
  • the material used in the water-soluble release layer may crosslink and the solubility of the release layer is reduced as a result. It has been found that adding a certain amount of an inhibitor for inhibiting polymerization or an antioxidant to the formulation of the water-soluble release layer can advantageously suppress caking of the release layer during thermal evaporation.
  • the inhibitor for inhibiting polymerization is present in the water-soluble release layer in a proportion of 0.1 to 10% by weight.
  • the inhibitor for inhibiting polymerization is preferably selected from the group consisting of a phenol derivative, in particular dibutylmethylphenol or butylated hydroxytoluene (BHT), butylated hydroxyanisole (BHA), 4-methoxyphenol (MEHQ), tert- Butyl methoxyphenol or a thioether-functionalized phenol derivative, an aromatic amine, alkylated Phenyl-alpha-naphthylamine, octylated diphenylamine, butylated diphenylamine, tris(di-tert-butyl-phenyl)phosphite, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxyl (4-Hydroxy-TEMPO), a tocopherol , in particular tocopherol a
  • the water-soluble release layer can be applied to the carrier substrate, for example, by means of gravure printing or flexographic printing.
  • the application weight of the water-soluble release layer is preferably in a range from 0.05 to 20 g/m 2 , particularly preferably in a range from 0.2 to 5 g/m 2 .
  • a preferred layer thickness of the water-soluble release layer produced on the carrier substrate is in a range from 0.05 to 20 ⁇ m, particularly preferably in a range from 0.1 to 10 ⁇ m.
  • the pigment material layer arranged above the water-soluble release layer is in particular a thin-layer system having an optically variable effect and is also in particular a color-shifting thin-layer element that gives a viewer a different color impression at different viewing angles.
  • the thin-layer system can be produced, for example, by means of a PVD or a CVD method.
  • Color-shifting thin-film elements are based, for example, on an absorbing layer (e.g. Cr) and a reflective layer (e.g Al), the two layers being spaced apart from one another by a dielectric spacer layer (eg SiO 2 , MgF 2 or ZnS) arranged in between.
  • the thin-layer system having an optically variable effect can in particular have a symmetrical structure, eg with the Cr/SiO 2 /Al/SiO 2 /Cr layer sequence or the Al/SiO 2 /Al/SiO 2 /Al layer sequence. Due to the symmetrical layer structure, the effect pigments produced after the thin-layer system has been comminuted have the same optical effect both when viewed from the front and from the rear, and are therefore particularly advantageous.
  • drying techniques can be used to separate the pigments obtained from the process water: filtering, decanting, centrifuging, heating.
  • the water-soluble release layer and/or the thin-layer system with an optically variable effect with additives that have a positive effect on the properties of the resulting pigments, e.g. to improve the corrosion resistance or to modify the surface properties for others process steps.
  • additives that have a positive effect on the properties of the resulting pigments, e.g. to improve the corrosion resistance or to modify the surface properties for others process steps.
  • the following measures are suitable for this: self-assembled monolayers, in particular phosphates, phosphoric acid, phosphoric acid esters, silanes, sol-gel or silicate coatings; stabilizers; pH controller.
  • 1 shows a film structure, comprising a layer system applied to a carrier substrate via a release layer, from which the pigments are produced; 2 shows the film structure after the measure of mechanically breaking open the thin-layer system present in the film structure at specific points;
  • FIG. 3 shows an example of the mechanical breaking up, in which the film structure is guided under tension over an edge breaker
  • FIG. 6 shows an example of the implementation of the manufacturing method according to the invention in the form of a roll-to-roll process, in which the film structure or the film is guided through a stripping system in the course of sequential processing steps.
  • FIG. 1 shows a film structure 4 comprising a layer system 3 applied to a carrier substrate 1 via a release layer 2, from which the pigments 8 are produced.
  • a PET film which is in the form of a continuous film, serves as the carrier substrate 1 .
  • the carrier substrate 1 has a water-soluble release layer 2 .
  • Above the water-soluble release layer 2 is a pigment material layer 3, namely a A thin-layer system having an optically variable effect, in the example a layer system with the layer sequence Cr/SiO 2 /Al/SiO 2 /Cr.
  • FIG. 1 which is in the form of a roll or continuous film, is unwound under tension and then broken open by the action of mechanical force with the aim of allowing water access to the release layer 2.
  • Figure 2 shows the film structure 4 after the measure of mechanically breaking up the thin-layer system 3 present in the film structure at certain points 5.
  • the breaking up can take place, for example, by means of a printing unit with an anilox roller.
  • a mechanical load can be applied to the thin-layer system 3 by guiding or deflecting the film structure 4 under tension over an edge breaker (see reference number 6 in FIG. 3 and reference number 7 in FIG. 4).
  • the edge breaker 6 is a body with a right-angled edge.
  • the block arrows illustrate the running direction of the film structure 4.
  • the edge breaker 6 causes the thin-layer system 3 to break open at certain points 5.
  • the edge breaker 7 is a body with a triangular cross section.
  • the block arrows illustrate the erection of the film structure 4.
  • the edge breaker 7 causes the thin-layer system 3 to break up randomly at certain points 5.
  • the cracks or fractures 5 do not necessarily have to be evenly spaced, as in FIG is indicated, but the cracks or Fractures 5 can also be present at different, randomly distributed distances.
  • the edge breaker has a round cross section with a very small radius of curvature.
  • edge breakers shown in the figures are shown schematically simplified. In reality, the edge is rounded.
  • Another way of mechanically loading the film structure 4 and creating breaks 5 in the thin-layer system 3 would be, for example, the use of tensile groups to stretch the film 4 mechanically. As a result, the elastic carrier substrate 1 is stretched by a few percent and the overlying layers of the thin-layer system 3 are broken. Furthermore, ultrasound can be used to break up the thin-layer system 3 .
  • FIG. 6 shows an example of the implementation of the manufacturing method according to the invention in the form of a roll-to-roll process, in which the film structure or the film 4 is guided through a stripping system in the course of sequential processing steps.
  • the film structure 4 in the form of a continuous film is initially unrolled at the unwinder 9 and is subjected to tensile stress by successive rollers.
  • the thin-layer system 3 can be broken up at certain points 5 (see FIG. 2).
  • the thin-layer system 3 can be broken up by means of an edge breaker 11 .
  • the edge crusher 11 arranged in a wet module.
  • the wet module (outlined in FIG.
  • the thin-layer system 3 is then removed from the carrier substrate 1 in the cleaning area 13 in order to obtain individual effect pigments 8 in this way (see FIG. 5).
  • cleaning is carried out using brushes 14.
  • a final cleaning and drying as well as the winding up of the film can be carried out as an option.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von plättchenförmigen Pigmenten, umfassend die Schritte: - das Bereitstellen eines Folienaufbaus, der ein Trägersubstrat, eine wasserlösliche Releaseschicht und eine Pigmentmaterialschicht umfasst; - das mechanische Aufbrechen der im Folienaufbau vorhandenen Pigmentmaterialschicht an bestimmten Stellen; - das Einweichen des Folienaufbaus mit wässriger Lösung; - das Beaufschlagen des Folienaufbaus mit mechanischer Kraft, sodass die Pigmentmaterialschicht in Entsprechung zu den an bestimmten Stellen vorhandenen Brüchen als eine Vielzahl von Pigmenten vom Trägersubstrat abgelöst wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von plättchenförmigen Pigmenten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von plättchenförmigen Pigmenten.
Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertge- genstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Effekt- pigmenten versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Datenträgers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Effektpigmente können beispielsweise in das Substrat des Datenträgers inte- griert sein oder auf das Substrat des Datenträgers aufgebracht werden.
Pigmente wie etwa Effektpigmente können unter anderem durch Beschich- ten eines Trägermaterials, wie etwa eine Trägerfolie, mit einem einen optisch variablen Effekt aufweisenden Dünnschichtsystem hergestellt werden, wobei die Beschichtung anschließend vom Trägermaterial abgelöst und zu kleinen Bruchstücken gemahlen wird (siehe z.B. die WO 2019/057321 A1). Diese Bruchstücke können als Pigmente in einem Bindemittel dispergiert und schließlich verdruckt werden. Das kontrollierte Ablösen der Beschichtung vom flexiblen Trägermaterial erfolgt z.B. mittels einer besonderen Trennbe- schichtung bzw. Releaseschicht, die so beschaffen ist, dass das Haftvermögen der abzulösenden Beschichtung auf dem mit der Releaseschicht versehenen Trägermaterial schlecht ist. Das Ablösen kann z.B. durch ein mechanisches Beanspruchen des abzulösenden Schichtaufbaus erfolgen, z.B. durch Reiben, Bürsten, Abschaben oder durch Führen des Trägermaterials über Umlenkrol- len mit kleinen Durchmessern. Das einen optisch variablen Effekt aufwei- sende Dünnschichtsystem wird somit vom flexiblen Trägermaterial abgelöst, während die Releaseschicht auf dem Trägermaterial verbleibt. Das im Stand der Technik bekannte Herstellungsverfahren ist jedoch mit dem Nachteil der mechanischen Beanspruchung des empfindlichen, optisch variablen Dünnschichtsystems verbunden, was zu Beschädigungen und da- mit zu Beeinträchtigungen des erhaltenen optischen Effekts führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gegen- über dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Herstellen von Pigmenten bereitzustellen. Insbesondere soll die Herstellung so erfolgen, dass eine Beschädigung des Dünnschichtsystems vermieden wird. Diese Aufgabe wird auf Grundlage der im unabhängigen Anspruch definierten Merkmalskombination gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen- stand der abhängigen Ansprüche.
Zusammenfassung der Erfindung
1. (Erster Aspekt der Erfindung) Verfahren zur Herstellung von plättchen- förmigen Pigmenten, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Folienaufbaus, der ein Trägersubstrat, eine wasserlösli- che Releaseschicht und eine Pigmentmaterialschicht umfasst; b) das mechanische Aufbrechen der im Folienaufbau vorhandenen Pig- mentmaterialschicht an bestimmten Stellen; c) das Einweichen des Folienaufbaus mit wässriger Lösung; d) das Beaufschlagen des Folienaufbaus mit mechanischer Kraft, sodass die Pigmentmaterialschicht in Entsprechung zu den an bestimmten Stellen vor- handenen Brüchen als eine Vielzahl von Pigmenten vom Trägersubstrat ab- gelöst wird. 2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 1, wobei die Pig- mentmaterialschicht ein einen optisch variablen Effekt aufweisendes Dünn- schichtsystem ist.
3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 1 oder 2, wobei die wässrige Lösung im Schritt c) mindestens 90 Gew.-% Wasser, weiter bevor- zugt mindesten 95 Gew.-% Wasser und insbesondere bevorzugt mindestens 99 Gew.-% Wasser enthält, wobei der Restanteil insbesondere Benetzungs- mittel und/ oder organische Lösungsmittel umfasst.
4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 3, wobei das mechanische Aufbrechen im Schritt b) mittels eines Druckwerks erfolgt, insbesondere mittels eines eine Rasterwalze, einen Tiefdruckzylinder oder einen Nickelzylinder aufweisenden Druckwerks.
5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 4, wobei das mechanische Aufbrechen im Schritt b) so erfolgt, dass der Folien- aufbau unter Zugspannung über einen Kantenbrecher, d.h. einem senkrecht zur Laufrichtung des Folienaufbaus angeordneten, länglichen Körper umge- lenkt wird, wobei der längliche Körper vorzugsweise einen runden oder dreieckigen oder viereckigen Querschnitt aufweist.
6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 5 mit Rückbezug auf Absatz 4, wobei das mechanische Aufbrechen im Schritt b) mittels eines Druckwerks als eine vorstrukturierende Maßnahme und ergänzend dazu so erfolgt, dass der Folienaufbau unter Zugspannung über einen Kantenbre- cher, d.h. einem senkrecht zur Laufrichtung des Folienaufbaus angeordne- ten, länglichen Körper, umgelenkt wird. 7. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 6, wobei das Einweichen des Folienaufbaus mit wässriger Lösung im Schritt c) innerhalb einer Nasskammer durch Besprühen mittels Nebeldüsen erfolgt, wobei vorzugsweise ein ausgedehnter, mäanderförmiger, durch Umlenk- walzen bewerkstelligter Transportweg des Folienaufbaus in der Nasskam- mer eingerichtet ist.
8. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 7, wobei das Beaufschlagen des Folienaufbaus mit mechanischer Kraft im Schritt d) durch den Einsatz von Ultraschall und/ oder durch den Einsatz von Bürsten und/ oder durch den Einsatz eines Filzbretts oder durch den Einsatz einer mit Filz belegten Walze und/ oder durch den Einsatz von Hochdruckdüsen realisiert wird und vorzugsweise durch den Einsatz von Hochdruckdüsen realisiert wird.
9. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 8, wobei die wasserlösliche Releaseschicht auf einem Material basiert, das von der Gruppe bestehend aus Polyinylpyrrolidon, modifizierte Stärke, Polyac- rylsäure, Polyethylenglycol, Hydroxypropylcellulose, Hydroxyethylcellulo- se, Casein, Gummi arabicum, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol, Dextrin, oder einem Gemisch zweier oder mehrerer der vorstehend genann- ten Stoffe gewählt ist.
10. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 9, wobei die wasserlösliche Releaseschicht ein Auftragsgewicht in einem Be- reich von 0,05 bis 20 g/ m2, bevorzugt 0,1 bis 10 g/ m2, besonders bevorzugt 0,2 bis 5 g/ m2, aufweist. 11. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 10, wobei die wasserlösliche Releaseschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 0,05 bis 20 μm, bevorzugt 0,1 bis 10 μm, besonders bevorzugt 0,2 bis 5 μm, aufweist.
12. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 11, wobei die Pigmentmaterialschicht ein einen optisch variablen Effekt aufwei- sende Dünnschichtsystem, nämlich ein farbkippendes Dünnschichtelement, ist, das einem Betrachter bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Farbeindruck vermittelt, und gegebenenfalls eine zusätz- lich vorhandene Magnetschicht zur magnetischen Ausrichtung des Pigments aufweist.
13. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 12, wobei das farb- kippende Dünnschichtelement eine Reflexionsschicht, eine dielektrische Ab- standsschicht und eine Absorberschicht aufweist und vorzugsweise mit ei- ner symmetrischen Mehrschichtanordnung gebildet ist, wobei die symmetri- sche Mehrschichtanordnung die folgende Schichtenfolge, in der gegebenen- falls eine zusätzlich vorhandene Magnetschicht beinhaltet sein kann, auf- weist: Absorberschicht - dielektrische Abstandsschicht - Reflexionsschicht - dielektrische Abstandsschicht - Absorberschicht.
14. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 13, wobei das farb- kippende Dünnschichtelement mit einer symmetrischen Mehrschichtanord- nung gebildet ist, wobei die symmetrische Mehrschichtanordnung die Schichtenfolge Cr/SiO2/Al/SiO2/Cr oder die Schichtenfolge Al/SiO2/Al/SiO2/Al oder die Schichtenfolge Cr/SiO2/Al/FeSi/Al/SiO2/Cr aufweist. Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Pigmenten umfasst die folgenden Schritte:
- das Bereitstellen eines Folienaufbaus, der ein Trägersubstrat, eine wasser- lösliche Releaseschicht und eine Pigmentmaterialschicht umfasst;
- das mechanische Aufbrechen der im Folienaufbau vorhandenen Pigment- materialschicht an bestimmten Stellen;
- das Einweichen des Folienaufbaus mit wässriger Lösung;
- das Beaufschlagen des Folienaufbaus mit mechanischer Kraft, sodass die Pigmentmaterialschicht in Entsprechung zu den an bestimmten Stellen vor- handenen Brüchen als eine Vielzahl von Pigmenten vom Trägersubstrat ab- gelöst wird.
Bei den Pigmenten handelt es sich insbesondere um Effektpigmente.
Das Trägersubstrat ist insbesondere eine Trägerfolie und liegt vorzugsweise in Form einer Endlosfolie vor. Als Trägerfolie eignet sich z.B. Polyethylen- terephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC). hn Stand der Technik ist das sogenannte Trockenstrippen bekannt, gemäß dem der gesamte Schichtaufbau mechanisch beansprucht wird, z.B. durch Reiben, Bürsten oder Schaben, woraufhin sich die Pigmentmaterialschicht (hierin auch Nutzbeschichtung genannt), insbesondere ein einen optisch va- riablen Effekt aufweisendes Dünnschichtsystem, vom Trägersubstrat ablöst, während die Trennbeschichtung bzw. Releaseschicht auf dem Trägersubstrat verbleibt. Die mechanische Krafteinwirkung führt dabei zu Schäden an Nutzbeschichtung, Trägermaterial oder Werkzeug. Demgegenüber zeichnet sich das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren dadurch aus, dass keiner- lei unerwünschte Beschädigungen an Nutzbeschichtung, Trägermaterial o- der Werkzeug entstehen. Des Weiteren zeichnet sich das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren dadurch aus, dass infolge des Einsatzes von Wasser keine in Verbindung mit organischen Lösungsmitteln stehenden Risiken, insbesondere Feuer- oder Explosionsgefahr sowie Toxizität, vorhanden sind. Somit sind beim Ablösen der Nutzbeschichtung und beim Weiterverarbei- ten, z.B. Separieren von Lösemittel und Nutzbeschichtung, keine Sicher- heitsvorkehrungen erforderlich. Verglichen mit der Verwendung organi- scher Lösungsmittel ist das erfindungsgemäße, auf Wasser basierende Her- stellungsverfahren mit geringen Kosten verbunden, was Beschaffung, Verar- beitung und Aufbereitung der Lösemittel und der exponierten Materialien angeht.
Unter dem hierin verwendeten Begriff „Strippen" ist das Ablösen der Pig- mentmaterialschicht vom Trägersubstrat zu verstehen.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren wird gemäß einer bevorzug- ten Ausführungsform in Form eines Rolle-zu-Rolle-Prozesses realisiert, bei dem der Folienaufbau (nachstehend auch einfach als Folie bezeichnet), wie weiter unten anhand der Figur 6 schematisch dargestellt, im Zuge sequenzi- eller Bearbeitungsschritte durch eine Stripp- Anlage geführt wird. Die se- quenziellen Bearbeitungs schritte sind insbesondere die folgenden Schritte:
- Abrollen der Folie;
- mechanisches Aufbrechen der Nutzbeschichtung;
- Einweichen der Folie mit wässriger Lösung; - Ausüben von mechanischem Stress, insbesondere mechanische Kraftein- wirkung, auf die Folie;
- Sammeln und Abpumpen der pigmenthaltigen wässrigen Lösung;
- Endreinigung der Folie;
- Aufwickeln bzw. Aufrollen der Folie.
Nach dem Abwickeln bzw. Abrollen der Folie wird die Pigmentmaterial- schicht bzw. die Nutzbeschichtung (insbesondere das einen optisch variab- len Effekt aufweisende Dünnschichtsystem) durch mechanische Krafteinwir- kung aufgebrochen, um auf diese Weise den Wasserzutritt zur Release- schicht zu ermöglichen und damit das Ablösen der Nutzbeschichtung zu vereinfachen. Dies kann beispielweise mittels eines Druckwerks mit Raster- walze, Tiefdruckzylinder oder Nickelzylinder oder ähnlichen strukturierten Walzen und ggf. einer Gegendruckwalze geschehen. Die strukturierte Walze kann mikroskopisch so strukturiert sein, dass die Nutzbeschichtung, insbe- sondere eine Metallisierung, entweder zufällig oder in wohldefinierter Form und Größe belastet wird, um wohldefinierte Pigmentpartikel zu erzeugen. Die Strukturwalze weist dementsprechend Strukturen mit lateralen Dimen- sionen in der Größenordnung von einigen Mikrometern bis zu einigen Hun- dert Mikrometern auf. Ein Aufdrucken von Wasser oder Wasser-Tensid- Lösungen im Druckwerk unterstütz das Auflösen der Trennbeschichtung bzw. Releaseschicht. Um alternativ oder zusätzlich eine mechanische Belas- tung auf die Nutzbeschichtung auszuüben, kann die Folie unter Zug über einen sogenannten Kantenbrecher, insbesondere ein länglicher Körper, des- sen Querschnitt-Geometrie einen sehr kleinen Krümmungsradius oder eine Kante aufweist (siehe z.B. die Figuren 3 und 4) gefahren bzw. um gelenkt werden. Der Kantenbrecher verursacht ein zufälliges Aufbrechen der Nutz- beschichtung, um den Wassereintritt zu beschleunigen. Um einer Beschädi- gung von Trägersubstrat bzw. Trägerfolie durch den Kantenbrecher vorzu- beugen ist es zweckmäßig, mit Wasser zu schmieren. Eine weitere Möglich- keit, die Folie mechanisch zu belasten und die Nutzbeschichtung aufzubre- chen, ist z.B. der Einsatz von Zuggruppen, um die Folie mechanisch zu deh- nen. Dadurch wird die elastische Trägerfolie um wenige Prozent gedehnt und die darüber liegenden metallisierten, glasartigen Schichten werden ge- brochen. Des Weiteren kann Ultraschall zum Aufbrechen der Nutzbeschich- tung eingesetzt werden. Hierzu wird die Folie durch ein wasserbefülltes Be- cken gefahren, in dem sich eine oder mehrere Ultraschallsonden befinden.
Nach der mechanischen Krafteinwirkung wird die Folie vorzugsweise in ei- ner Nasskammer mit Nebeldüsen besprüht, um einen dünnen Wasserfilm (d.h. Benetzungsfilm) auf der Nutzbeschichtung zu erzielen. Um eine ausrei- chende Einwirkzeit zum Anlösen der Releaseschicht bzw. Trennbeschich- tung zu gewährleisten, wird vorzugsweise ein langer, mäanderförmiger Bahnweg durch Umlenkwalzen in der Nasskammer eingerichtet. Nebeldü- sen haben den Vorteil, dass eine erhebliche Wassermenge eingespart wird. Zudem ist Nebel gegenüber einer direkten Wassereinwirkung wie z.B. ein Tauchbad vorteilhaft, weil Wassernebel leichter in die Risse eingeleitet wer- den kann, insbesondere wenn das Wasser beheizt wird. Zudem könnten Netzmittel wie z.B. Isopropanol oder geeignete Tenside die Benetzung för- dern. Dieser Prozess ermöglicht höhere Maschinengeschwindigkeiten und spart eine enorme Wassermenge ein. Ein weiterer Nachteil von Wasserbe- cken ist die Ansammlung von heruntergewaschenen Pigmenten in den Be- cken.
Im Anschluss erfolgt das Entfernen der Nutzbeschichtung, insbesondere eine Metallisierung, von der Folie durch mechanische Krafteinwirkung. Dies wird durch den Einsatz von Ultraschallleisten, Bürsten, durch den Einsatz eines Filzbretts, durch den Einsatz einer mit Filzstoff belegten Walze und/ oder bevorzugt mittels Hochdruckdüsen realisiert. hn nächsten, optionalen Schritt geht die Folie in eine Endreinigung, die vom restlichen Nassbereich abgetrennt ist. Vorteilhaft ist hierbei, die Folie beid- seitig mit einem Wasserstrahl abzuspritzen, um Pigmente, die sich während des Ablösevorgangs mittels Hochdruckdüsen wieder auf der Folie abgela- gert haben, zu entfernen. Eine optionale Endtrocknung findet danach mittels eines Quetschwerks und/ oder durch eine thermische Trocknung, z.B. durch Heißluft, IR-Strahler, Heizwalze oder Mikrowellen, statt. Die Folie wird im Anschluss aufgewickelt und kann entsorgt oder wiederverwendet werden.
Das abgelöste Pigment sammelt sich während des Stripp-Prozesses vor- zugsweise in einer leicht schräg gestellten Bodenwanne. Das Pigment wird dabei mit Vorteil mittels Wasserströmung in der Wanne am tiefsten Punkt gesammelt und danach mittels einer Pumpe zur Weiterverarbeitung trans- portiert. Um Prozesswasser einzusparen, kann hierbei Wasser einem Kreis- lauf entnommen werden, sodass kein oder weniger Frischwasser eingesetzt werden muss. Um eine Anreicherung der Releaseschicht bzw. Trennbe- schichtung im Prozesswasser zu vermeiden, ist es von Vorteil, dass nur ein gewisser Anteil des Wassers im Kreislauf gefahren wird.
Die wasserlösliche Releaseschicht basiert vorzugsweise auf einem Material, das von der Gruppe bestehend aus Polyinylpyrrolidon, modifizierte Stärke, Polyacrylsäure, Polyethylenglycol, Hydroxypropylcellulose, Hydroxyethyl- cellulose, Casein, Gummi arabicum, Carboxymethylcellulose, Polyvinylal- kohol, Dextrin, oder einem Gemisch zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Stoffe gewählt ist. Das Aufbringen der wasserlöslichen Releaseschicht auf das Trägersubstrat kann z.B. mittels eines Auflösens des wasserlöslichen Materials in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel, z.B. einem Alkohol, Ethylacetat, Me- thylethylketon oder einem Gemisch hiervon, erfolgen, gefolgt von einem Trocknen. Die Lösung hat vorzugsweise einen Feststoffgehalt in einem Be- reich von 5 bis 70 Gew.-% .
Des Weiteren ist es von Vorteil, zusätzlich einen Radikalfänger bzw. Inhi- bitor für das Hemmen von Polymerisationen in die wasserlösliche Release- schicht einzubringen. Beim späteren Aufbringen des einen optisch variablen Effekt aufweisenden Dünnschichtsystems mittels Aufdampfen, bei dem Me- talle oder auch andere Materialien, wie Siliciumdioxid, abgeschieden wer- den, ereignen sich neben dem Entstehen einer höheren Temperatur auch die Entstehung von UV-Strahlung, Röntgenstrahlen und Elektronenstrahlen. In- folge dieser harten Strahlung erfolgt unter Umständen ein Vernetzen des in der wasserlöslichen Releaseschicht eingesetzten Materials und damit eine Herabsetzung der Löslichkeit der Releaseschicht. Es wurde gefunden, dass das Hinzufügen einer gewissen Menge eines Inhibitors für das Hemmen von Polymerisationen bzw. eines Antioxidans in die Formulierung der wasser- löslichen Releaseschicht ein Verbacken der Releaseschicht während des thermischen Verdampfens in vorteilhafter Weise unterdrücken kann. Hierfür ist es von Vorteil, dass der Inhibitor für das Hemmen von Polymerisationen in der wasserlöslichen Releaseschicht in einem Anteil von 0,1 bis 10 Gew.-% enthalten ist. Für das Erzielen besonders vorteilhafter Ergebnisse wird der Inhibitor für das Hemmen von Polymerisationen vorzugsweise von der Gruppe bestehend aus einem Phenol-Derivat, insbesondere Dibutylmethyl- phenol bzw. Butylhydroxytoluol (BHT), Butylhydroxyanisol (BHA), 4- Methoxyphenol (MEHQ), tert-Butylmethoxyphenol oder ein Thioether- funktionalisiertes Phenol-Derivat, einem aromatischen Amin, alkyliertem Phenyl-alpha-naphthylamin, octyliertem Diphenylamin, butyliertem Diphe- nylamin, Tris-(di-tert-butyl-phenyl)phosphit, 4-Hydroxy-2,2,6,6- tetramethylpiperidinyloxyl (4-Hydroxy-TEMPO), einem Tocopherol, insbe- sondere Tocopherolacetat, Betacarotin, Ubichinon-10, Glutathion, Cystein, Thiomilchsäure, Melatonin, einem Gallat, insbesondere Ethylgallat, Propy- Igallat, Octylgallat oder Dodecylgallat, Ascorbinsäure, Ascorbylpalmitat, As- corbylstearat, Citronensäure, einem Carotinoid, einer polyphenolischen Ver- bindung, insbesondere ein Flavonoid, ein Anthocyan oder ein Phytoöstro- gen, oder einem Gemisch zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Stoffe gewählt.
Die wasserlösliche Releaseschicht kann z.B. drucktechnisch mittels Tiefdruck oder Flexodruck auf das Trägersubstrat aufgebracht werden. Das Auftrags- gewicht der wasserlöslichen Releaseschicht liegt vorzugsweise in einem Be- reich von 0,05 bis 20 g/ m2, insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 5 g/ m2.
Eine bevorzugte Schichtdicke der auf dem Trägersubstrat erzeugten, wasser- löslichen Releaseschicht liegt in einem Bereich von 0,05 bis 20 μm, insbeson- dere bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 10 μm.
Die oberhalb der wasserlöslichen Releaseschicht angeordnete Pigmentmate- rialschicht ist insbesondere ein einen optisch variablen Effekt aufweisendes Dünnschichtsystem und ist weiter im Besonderen ein farbkippendes Dünn- schichtelement, das einem Betrachter bei unterschiedlichen Betrachtungs- winkeln einen unterschiedlichen Farbeindruck vermittelt. Das Erzeugen des Dünnschichtsystems kann z.B. mittels eines PVD- oder eines CVD- Verfahrens erfolgen. Farbkippende Dünnschichtelemente beruhen z.B. auf einer absorbierenden Schicht (z.B. Cr) und einer reflektierenden Schicht (z.B. Al), wobei die beiden Schichten durch eine dazwischen angeordnete dielekt- rische Abstandsschicht (z.B. SiO2, MgF2 oder ZnS) voneinander beabstandet sind. Des Weiteren kann das einen optisch variablen Effekt aufweisende Dünnschichtsystem insbesondere einen symmetrischen Aufbau aufweisen, z.B. mit der Schichtenfolge Cr/SiO2/Al/SiO2/Cr oder der Schichtenfolge Al/SiO2/Al/SiO2/Al. Die nach einem Zerkleinern des Dünnschichtsystems erzeugten Effektpigmente haben infolge des symmetrischen Schichtaufbaus sowohl bei der Betrachtung von der Vorderseite, als auch von der Rückseite her den gleichen optischen Effekt und sind damit besonders vorteilhaft.
Für das Abtrennen der erhaltenen Pigmente vom Prozesswasser können z.B. eine oder mehrere der folgenden Trocknungstechniken eingesetzt werden: Filtrieren, Dekantieren, Zentrifugieren, Erhitzen.
Es ist von Vorteil, die wasserlösliche Releaseschicht und/ oder das einen op- tisch variablen Effekt aufweisende Dünnschichtsystem mit Additiven zu versehen, die die Eigenschaften der entstehenden Pigmente positiv beein- flussen, z.B. zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit oder zur Modifi- zierung der Oberflächeneigenschaften für weitere Prozessschritte. Hierfür eignen sich z.B. die folgenden Maßnahmen: Self-Assembled-Monolayers, insbesondere Phosphate, Phosphorsäure, Phosphorsäureester, Silane, Sol- Gel- oder Silikatbeschichtungen; Stabilisatoren; pH-Regler.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren weiter erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 einen Folienaufbau, umfassend ein über eine Releaseschicht auf ein Trägersubstrat aufgebrachtes Schichtsystem, von dem aus- gehend das Erzeugen der Pigmente erfolgt; Fig. 2 den Folienaufbau nach der Maßnahme des mechanischen Auf- brechen des im Folienaufbau vorhandenen Dünnschichtsys- tems an bestimmten Stellen;
Fig. 3 ein Beispiel für das das mechanische Aufbrechen, bei dem der Folienaufbau unter Zugspannung über einen Kantenbrecher geführt wird;
Fig. 4 ein weiteres Beispiel für das das mechanische Aufbrechen, bei dem der Folienaufbau unter Zugspannung über einen Kanten- brecher geführt wird;
Fig. 5 vier nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Pig- mente; und
Fig. 6 ein Beispiel für die Ausführung des erfindungsgemäßen Her- stellungsverfahrens in Form eines Rolle-zu-Rolle-Prozesses, bei dem der Folienaufbau bzw. die Folie im Zuge sequenzieller Be- arbeitungsschritte durch eine Stripp-Anlage geführt wird.
Die Figur 1 zeigt einen Folienaufbau 4, umfassend ein über eine Release- schicht 2 auf ein Trägersubstrat 1 aufgebrachtes Schichtsystem 3, von dem ausgehend das Erzeugen der Pigmente 8 erfolgt. Als Trägersubstrat 1 dient eine PET-Folie, die in Form einer Endlosfolie vorliegt. Das Trägersubstrat 1 weist eine wasserlösliche Releaseschicht 2 auf. Oberhalb der wasserlöslichen Releaseschicht 2 befindet sich eine Pigmentmaterialschicht 3, nämlich ein ei- nen optisch variablen Effekt aufweisendes Dünnschichtsystem, im Beispiel ein Schichtsystem mit der Schichtenfolge Cr/SiO2/Al/SiO2/Cr.
Der in der Fig. 1 gezeigte Folienaufbau 4, der in Form einer Rolle bzw. End- losfolie vorliegt, wird unter Spannung abgewickelt und danach durch me- chanische Krafteinwirkung auf gebrochen mit dem Ziel, den Wasserzutritt zur Releaseschicht 2 zu ermöglichen. Die Figur 2 zeigt den Folienaufbau 4 nach der Maßnahme des mechanischen Aufbrechen des im Folienaufbau vorhandenen Dünnschichtsystems 3 an bestimmten Stellen 5.
Das Aufbrechen kann beispielweise mittels eines Druckwerks mit Raster- walze erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann eine mechanische Belastung auf das Dünnschichtsystem 3 ausgeübt werden, indem der Folienaufbau 4 unter Zug über einen Kantenbrecher (siehe die Bezugsnummer 6 in der Fi- gur 3 sowie die Bezugsnummer 7 in der Figur 4) geführt bzw. umgelenkt wird. hn Falle der Figur 3 ist der Kantenbrecher 6 ein Körper mit einer rechtwink- ligen Kante. Die Blockpfeile veranschaulichen die Laufrichtung des Folien- aufbaus 4. Der Kantenbrecher 6 verursacht ein zufälliges Aufbrechen des Dünnschichtsystems 3 an bestimmten Stellen 5. hn Falle der Figur 4 ist der Kantenbrecher 7 ein Körper mit dreieckigem Querschnitt. Die Blockpfeile veranschaulichen die Eaufrichtung des Folien- aufbaus 4. Der Kantenbrecher 7 verursacht infolge seiner spitzwinkligen Kante ein zufälliges Aufbrechen des Dünnschichtsystems 3 an bestimmten Stellen 5. Die Risse bzw. Brüche 5 müssen nicht unbedingt gleichmäßig beab- standet vorliegen, wie in der Figur 4 angedeutet ist, sondern die Risse bzw. Brüche 5 können auch in unterschiedlichen, zufällig verteilten Abständen vorliegen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in den Figuren nicht ge- zeigt ist, verfügt der Kantenbrecher über einen runden Querschnitt mit sehr kleinem Krümmungsradius.
Die in den Figuren dargestellten Kantenbrecher sind schematisch vereinfacht dargestellt. In der Realität ist die Kante abgerundet.
Eine weitere Möglichkeit, den Folienaufbau 4 mechanisch zu belasten und Brüche 5 im Dünnschichtsystem 3 zu erzeugen wäre z.B. der Einsatz von Zuggruppen, um die Folie 4 mechanisch zu dehnen. Dadurch wird das elas- tische Trägersubstrat 1 um wenige Prozent gedehnt und die darüber liegen- den Schichten des Dünnschichtsystems 3 werden gebrochen. Des Weiteren kann Ultraschall zum Aufbrechen des Dünnschichtsystems 3 eingesetzt wer- den.
Die Figur 6 zeigt ein Beispiel für die Ausführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens in Form eines Rolle-zu-Rolle-Prozesses, bei dem der Folienaufbau bzw. die Folie 4 im Zuge sequenzieller Bearbeitungs schritte durch eine Stripp-Anlage geführt wird. Der Folienaufbau 4 in Form einer Endlosfolie wird anfänglich am Abwickler 9 abgerollt und durch aufeinan- derfolgende Walzen unter Zugspannung gesetzt. In einem optional vorhan- denen Druckwerk 10 mit einer strukturierten Rasterwalze und einer Gegen- druckwalze kann an bestimmten Stellen 5 ein Aufbrechen des Dünnschicht- systems 3 erfolgen (siehe Figur 2). Alternativ oder zusätzlich kann ein Auf- brechen des Dünnschichtsystems 3 mittels eines Kantenbrechers 11 bewerk- stelligt werden. Gemäß dem in der Figur 6 gezeigten Beispiel ist der Kanten- brecher 11 in einem Nassmodul angeordnet. Das Nassmodul (in der Figur 6 mit einer durchzogenen Linie in Form eines Rechtecks skizziert) enthält ne- ben dem Kantenbrecher 11 einen gestrichelt dargestellten Ein weichbereich 12, in dem das Einweichen des Folienaufbaus 4 mit wässriger Lösung erfolgt, und einen gestrichelt dargestellten Reinigungsbereich 13, in dem mittels Bürsten 14 eine Reinigung der Folie stattfindet. Im Einweichbereich 12 wird die Folie mit Nebeldüsen besprüht, um einen dünnen Wasserfilm als Benet- zungsfilm oberhalb des Dünnschichtsystems 3 zu erzielen. Für das Gewähr- leisten einer ausreichenden Einwirkzeit für das Anlösen der Releaseschicht 2 wird ein langer, mäanderförmiger Bahnweg durch Umlenkwalzen eingerich- tet. Anschließend erfolgt im Reinigungsbereich 13 das Entfernen des Dünn- schichtsystems 3 vom Trägersubstrat 1, um auf diese Weise einzelne Effekt- pigmente 8 zu gewinnen (siehe Figur 5). Gemäß dem in der Figur 6 gezeig- ten Beispiel erfolgt die Reinigung durch den Einsatz von Bürsten 14. In der Figur 6 nicht gezeigt ist eine leicht schräg gestellte Bodenwanne für das Auf- sammeln der Pigmente 8. In weiteren Schritten, die in der Figur 6 nicht ab- gebildet sind, kann optional eine Endreinigung und Trocknung sowie das Aufwickeln der Folie erfolgen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung von plättchenförmigen Pigmenten, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Folienaufbaus, der ein Trägersubstrat, eine wasserlösli- che Releaseschicht und eine Pigmentmaterialschicht umfasst; b) das mechanische Aufbrechen der im Folienaufbau vorhandenen Pig- mentmaterialschicht an bestimmten Stellen; c) das Einweichen des Folienaufbaus mit wässriger Lösung; d) das Beaufschlagen des Folienaufbaus mit mechanischer Kraft, sodass die Pigmentmaterialschicht in Entsprechung zu den an bestimmten Stellen vor- handenen Brüchen als eine Vielzahl von Pigmenten vom Trägersubstrat ab- gelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Pigmentmaterialschicht ein einen optisch variablen Effekt aufweisendes Dünnschichtsystem ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wässrige Lösung im Schritt c) mindestens 90 Gew.-% Wasser, weiter bevorzugt mindesten 95 Gew.-% Wasser und insbesondere bevorzugt mindestens 99 Gew.-% Wasser enthält, wobei der Restanteil insbesondere Benetzungsmittel und/ oder organische Lösungsmittel umfasst.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das mechanische Auf- brechen im Schritt c) mittels eines Druckwerks erfolgt, insbesondere mittels eines eine Rasterwalze, einen Tiefdruckzylinder oder einen Nickelzylinder aufweisenden Druckwerks.
5. Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 4, wobei das mechanische Aufbre- chen im Schritt c) so erfolgt, dass der Folienaufbau unter Zugspannung über einen Kantenbrecher, d.h. einem senkrecht zur Laufrichtung des Folienauf- baus angeordneten, länglichen Körper umgelenkt wird, wobei der längliche Körper vorzugsweise einen runden oder dreieckigen oder viereckigen Quer- schnitt aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 5 mit Rückbezug auf Anspruch 4, wobei das mechanische Aufbrechen im Schritt b) mittels eines Druckwerks als eine vor- strukturierende Maßnahme und ergänzend dazu so erfolgt, dass der Folien- aufbau unter Zugspannung über einen Kantenbrecher, d.h. einem senkrecht zur Laufrichtung des Folienaufbaus angeordneten, länglichen Körper, umge- lenkt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Einweichen des Folienaufbaus mit wässriger Lösung im Schritt c) innerhalb einer Nasskam- mer durch Besprühen mittels Nebeldüsen erfolgt, wobei vorzugsweise ein ausgedehnter, mäanderförmiger, durch Umlenkwalzen bewerkstelligter Transportweg des Folienaufbaus in der Nasskammer eingerichtet ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Beaufschlagen des Folienaufbaus mit mechanischer Kraft im Schritt d) durch den Einsatz von Ultraschall und/ oder durch den Einsatz von Bürsten und/ oder durch den Einsatz eines Filzbretts oder durch den Einsatz einer mit Filz belegten Walze und/ oder durch den Einsatz von Hochdruckdüsen realisiert wird und vor- zugsweise durch den Einsatz von Hochdruckdüsen realisiert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die wasserlösliche Re- leaseschicht auf einem Material basiert, das von der Gruppe bestehend aus Polyinylpyrrolidon, modifizierte Stärke, Polyacrylsäure, Polyethylenglycol, Hydroxypropylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Casein, Gummi arabicum, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol, Dextrin, oder einem Gemisch zweier oder mehrerer der vorstehend genannten Stoffe gewählt ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die wasserlösliche Releaseschicht ein Auftragsgewicht in einem Bereich von 0,05 bis 20 g/ m2, bevorzugt 0,1 bis 10 g/ m2, besonders bevorzugt 0,2 bis 5 g/ m2, aufweist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die wasserlösliche Releaseschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 0,05 bis 20 μm, bevor- zugt 0,1 bis 10 μm, besonders bevorzugt 0,2 bis 5 μm, aufweist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Pigmentmateri- alschicht ein einen optisch variablen Effekt aufweisende Dünnschichtsystem, nämlich ein farbkippendes Dünnschichtelement, ist, das einem Betrachter bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Farbein- druck vermittelt, und gegebenenfalls eine zusätzlich vorhandene Magnet- schicht zur magnetischen Ausrichtung des Pigments aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das farbkippende Dünnschichtele- ment eine Reflexionsschicht, eine dielektrische Abstandsschicht und eine Absorberschicht aufweist und vorzugsweise mit einer symmetrischen Mehr- schichtanordnung gebildet ist, wobei die symmetrische Mehrschichtanord- nung die folgende Schichtenfolge, in der gegebenenfalls eine zusätzlich vor- handene Magnetschicht beinhaltet sein kann, aufweist: Absorberschicht - dielektrische Abstandsschicht - Reflexionsschicht - dielektrische Abstands- schicht - Absorberschicht.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das farbkippende Dünnschichtele- ment mit einer symmetrischen Mehrschichtanordnung gebildet ist, wobei die symmetrische Mehrschichtanordnung die Schichtenfolge
Cr/SiO2/Al/SiO2/Cr oder die Schichtenfolge Al/SiO2/Al/SiO2/Al oder die Schichtenfolge Cr/SiO2/Al/FeSi/Al/SiO2/Cr aufweist.
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