EP4357521A1 - Oberflächen-leimungsmittel für ein sicherheitspapier, verfahren zur oberflächenleimung eines sicherheitspapiersubstratmaterials, sicherheitspapier und wertdokument - Google Patents

Oberflächen-leimungsmittel für ein sicherheitspapier, verfahren zur oberflächenleimung eines sicherheitspapiersubstratmaterials, sicherheitspapier und wertdokument Download PDF

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EP4357521A1
EP4357521A1 EP23020476.0A EP23020476A EP4357521A1 EP 4357521 A1 EP4357521 A1 EP 4357521A1 EP 23020476 A EP23020476 A EP 23020476A EP 4357521 A1 EP4357521 A1 EP 4357521A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
surface sizing
security
security paper
sizing agent
substrate material
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
EP23020476.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ronald Sigl
Rudolf Seidler
Bernhard Wiedner
Merlin Geschke
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 EP4357521A1 publication Critical patent/EP4357521A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
    • 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
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29—Securities; Bank notes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
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    • B42D25/465—Associating two or more layers using chemicals or adhesives
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/71—Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes
    • D21H17/72—Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes of organic material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/40—Agents facilitating proof of genuineness or preventing fraudulent alteration, e.g. for security paper

Definitions

  • the invention relates to a surface sizing agent for a security paper, a method for surface sizing a security paper substrate material, a method for further processing the security paper substrate material into a security paper or a value document, as well as security paper substrate materials, security papers and value documents which have a surface sizing with the surface sizing agent.
  • the value documents are in particular banknotes.
  • mass sizing and surface sizing When sizing paper, a distinction is made between mass sizing and surface sizing. While mass sizing agents are added to the fiber mass before the sheet is formed, surface sizing agents are applied to the paper surface after the paper has been produced using suitable application devices such as size presses, doctor blades or spray devices. The surface sizing partially penetrates the paper and also forms a film on the paper surface. Surface sizing reduces the paper's tendency to produce dust, which is mainly caused by fillers, increases the paper's hydrophobicity in order to limit its absorbency and make it easier to write on or print with aqueous or solvent-based inks, and increases the surface strength of the paper and thus its resistance to picking and erasing. Surface sizing also improves the flatness of the paper, which is important for further machine processing, since crooked or curved sheets cannot be processed by machine. Unlike coating colors, surface sizing agents do not contain pigments.
  • Valuable documents within the meaning of the present invention are in particular means of payment such as banknotes, but also all other documents for which forgery security plays a role, such as passports and other identification documents, admission tickets, travel tickets, or credit cards.
  • Some security papers contain security features and/or security elements that are contained in the fabric, i.e. the security paper substrate material, and are therefore already in the paper before surface sizing.
  • security features and security elements are, for example, watermarks and window security threads. These must not be damaged or impaired in their visibility by the surface sizing agent.
  • security features and/or security elements must be applied to surfaces of the security paper substrate material, e.g. printed or glued on.
  • security elements are glued on with a layer structure with numerous functional layers and auxiliary layers, for example with a holographic security feature, print acceptance, protective and laminating layers, color layers, fluorescent prints, etc.
  • the security elements can also have a carrier film in their layer structure. These so-called patches are preferably used on security paper substrate materials with continuous openings to cover the opening. Other embodiments do not have a carrier film and are typically adhered to the security paper substrate material in an area that does not have an opening. The bonding is typically done by heat sealing.
  • the security elements can be glued directly onto the glued substrate material, i.e. without prior application of primer.
  • the glued substrate material should also retain its bonding ability for as long as possible, since security paper substrate materials are often not processed immediately after surface gluing, but rather numerous rolls of security paper substrate material are first produced and stored, and only at a later point in time are the security elements glued on or the security paper substrate material printed on. The same applies to prints as to security elements to be glued on.
  • the security paper substrate material should preferably be easy to print on without pre-treatment and even after storage for a few months, for example.
  • the required good and durable bonding ability of the surface-sized security paper substrate material is difficult to reconcile with another important property of security papers, namely a low tendency to soiling.
  • Valuable documents such as banknotes are exposed to a wide range of contamination during their circulation, such as solid, liquid, hydrophilic or hydrophobic dirt. They are also subjected to strong mechanical stress, for example they are frequently folded or crumpled, or forgotten in pockets of items of clothing that are to be washed and accidentally washed along with them. In tropical areas, banknotes are permanently exposed to moisture and high temperatures, while in other areas they are exposed to very low temperatures.
  • An optimal surface sizing for security paper should be able to withstand all of these stresses without losing the adhesive strength of the prints and applied security elements.
  • the surface sizing must of course not change the haptic properties and sound of the special paper, especially in the case of banknotes.
  • sizing agents based on different materials are known from the state of the art. Most surface sizing agents contain polymeric compounds, as these seal the pores of paper substrate materials very well.
  • DE 40 40 347 C2 A process is known for sizing paper based on cotton or linen or on other plant fibers using a sizing agent that contains a low-viscosity polyvinyl alcohol. Carboxymethylcellulose, starch or alginates can also be added to the sizing agent.
  • a disadvantage of sizing agents that are essentially based on polyvinyl alcohol is their ability to enclose fiber materials. The fiber materials are therefore no longer easily accessible to the printing ink in a subsequent coloring process, for example in a printing process.
  • the printing ink can no longer be sufficiently anchored to the fiber materials and the color fastness of the printed paper, such as its washability in particular, but also its wet creasing properties, are impaired.
  • the colors can come off even under conditions of use such as high humidity or rain. Even the added alginates, starch and carboxymethylcellulose cannot completely overcome these disadvantages.
  • an anionic surface sizing agent for paper in the form of an aqueous colloidal solution of a salt of a copolymer consisting of (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid ester of a C10 to C22 fatty alcohol, styrene, N,N-dimethylaminoethyl acrylate or methacrylate, methyl (meth)acrylate and isobutyl (meth)acrylate. Due to the high proportion of acrylic acid-based monomers, this surface sizing agent forms a good surface film on paper. However, the porosity of paper sized with this surface sizing agent is not sufficiently reduced. As a result, the paper does not achieve sufficiently high strengths, nor are fillers contained in the paper effectively prevented from detaching, known as dusting.
  • WO 2019/170287 A1 discloses a surface sizing agent for a paper product comprising at least one polyvinyl alcohol, a dispersion comprising at least one acrylic acid-based polymer and/or at least one acrylic acid-based copolymer, at least one crosslinking agent for the acrylic acid-based polymer and/or the acrylic acid-based copolymer, and at least one solvent.
  • This surface sizing agent represents an improvement over the aforementioned sizing agents, but a security paper substrate material sized with the surface sizing agent cannot be bonded to a security element without using a primer. The surface sizing agent does not impart sufficient bonding ability to the security paper substrate material.
  • the object of the present invention is to avoid the disadvantages of the prior art and to provide a surface sizing agent optimized for use in security papers.
  • the surface sizing agent must be compatible with all materials and techniques used in the production of security papers and valuable documents and must not change the feel and sound of the paper.
  • the surface sizing agent should also be as cost-effective as possible.
  • a further object of the present invention is to provide value documents with a high circulation stability.
  • the surface sizing agent the method for surface sizing a security paper substrate material, the method for producing a security paper or a value document, the security paper substrate material, the security paper and the value document, each with the features as specified in the independent claims.
  • Specific embodiments of the present invention are specified in the respective dependent claims.
  • a surface sizing agent for a security paper which comprises a binder, a crosslinking agent and a dispersant, wherein the binder comprises a polyvinyl alcohol component and a polyurethane component, the crosslinking agent is a carbodiimide, and the dispersant consists of at least 95% by mass of water.
  • the surface sizing agent, the method for surface sizing a security paper substrate material, the method for producing a security paper or a value document, the security paper substrate material, the security paper and the value document represent aspects of the same invention. Therefore, disclosure in connection with one aspect of the present invention applies equally to the remaining aspects of the present invention.
  • Fiber paper Both fiber paper and polymer paper and hybrid paper are used as security paper for producing valuable documents.
  • Fiber paper as the name suggests, consists of fibers, preferably exclusively of plant fibers. Cotton fibers are particularly preferred for the production of security paper.
  • fiber papers can also contain a certain proportion of plastic fibers or even consist entirely of plastic fibers. Suitable plastics are, for example, polyethylene terephthalate, polypropylene and polyethylene.
  • Polymer "papers" consist of polymer materials, i.e. they are plastic films, for example made of polyethylene terephthalate, biaxially stretched polypropylene or polyethylene.
  • Hybrid papers are fiber papers that have a plastic film on one or both surfaces, as is also used for polymer papers, as well as plastic films that have fiber papers on one or both surfaces.
  • fiber papers made from plant fibers Natural fiber substrate materials
  • fiber papers made from synthetic fibers synthetic fiber substrate materials
  • fiber papers made from a mixture of natural fibers and synthetic fibers mixed fiber substrate materials
  • hybrid papers with a film/fiber substrate and fiber substrate/film/fiber substrate structure hybrid substrate materials
  • surface sizing is only carried out on the surface of the fiber substrate, while in the case of the other substrate materials, both surfaces are preferably surface-sized.
  • a surface sizing agent is understood to mean a composition that essentially has no color-imparting properties, since it is at least largely free of pigments and/or fillers, as are usual for coating colors for paper.
  • the surface sizing agent according to the invention preferably contains no pigments and/or fillers. Due to their high proportion of pigments and fillers, coating colors are not able to penetrate the capillaries of a paper to any significant extent, anchor themselves in the pores of the paper and at the same time improve the printability of the paper.
  • the surface sizing agent according to the invention is in the form of a dispersion, that is to say, at least some of the components of the surface sizing agent are dispersed in the dispersion agent. However, some of the components, namely at least the polyvinyl alcohol component, are dissolved therein.
  • the invention is based on the finding that the properties of a surface sizing agent, which essentially contains polyvinyl alcohol as a binding agent, can be improved by adding polyurethanes.
  • the low ageing resistance of surface sizing agents can be significantly improved by adding polyurethanes.
  • This has the advantage that security elements can be glued onto the glued surfaces of prefabricated security paper substrate materials even after a long storage period, and without the use of a primer, which makes the production of the security papers significantly more convenient and comfortable. It also has the advantage that the risk of the security elements becoming detached during the circulation period of a security document due to signs of ageing of the surface sizing is significantly reduced.
  • polyvinyl alcohol surface sizing agents are in no way impaired by the addition of polyurethanes, but are partially improved. slightly improved. Polyurethanes are generally more expensive than polyvinyl alcohols, but this price disadvantage is hardly significant, since it has been shown that the advantages of polyurethanes are already apparent when the proportion of polyurethanes in the binder is relatively low.
  • the surface sizing agent according to the invention can be prepared from commercially available products.
  • the binder contains at least two components, a polyvinyl alcohol component and a polyurethane component.
  • the polyvinyl alcohol component consists of a polyvinyl alcohol or a mixture of polyvinyl alcohols, i.e. the polyvinyl alcohol component can contain several polyvinyl alcohols which can differ in their chemical structure, for example in their degree of polymerization, or in one or more physical properties, for example in their viscosity or their solubility properties.
  • polyvinyl alcohol or polyvinyl alcohols is essentially not limited. Suitable products include Poval 28-99, Poval 23-88, Poval 26-88, Poval 32-28, Poval 40-28, Poval 47-88 and Poval 23-95 from Kuraray, Japan.
  • the polyvinyl alcohol component should preferably dissolve well in the dispersant used, which consists essentially of water. Dissolved components of the surface sizing agent are better able to penetrate into capillaries and pores of the paper substrate material, fill them and close them. This results in a more or less closed surface of the paper substrate material, which reduces the tendency of the paper substrate material to dust and increases its strength.
  • Polyvinyl alcohols that are readily soluble in water have a high degree of saponification. Polyvinyl alcohols with a degree of saponification of at least 97 mol% are preferred, and higher degrees of saponification such as at least 98 mol% or at least 99 mol% are more preferred. It is particularly preferred to use fully saponified polyvinyl alcohols. But of course partially saponified polyvinyl alcohols can also be used if they dissolve to the desired extent.
  • a further improvement in the capillary and pore-closing properties of the surface sizing agent can be achieved by a particularly suitable viscosity of the polyvinyl alcohol.
  • a particularly suitable viscosity is present when a 4% aqueous solution of the polyvinyl alcohol component at 20°C has a viscosity, measured according to DIN 53015 2001:2, in a range from 5 to 35 mPa•s, preferably from 9 to 30 mPa•s.
  • the proportion of the polyvinyl alcohol component in the total mass of the surface sizing agent is preferably 2.0 to 5.0 mass%, particularly preferably 2.5 to 3.5 mass%. In this range, an advantageous combination of surface sizing properties (good penetration into the paper substrate material, improvement in printability and the strength and performance properties of the sized paper substrate material), processing properties and storage stability of the surface sizing agent is achieved.
  • the polyurethane component of the surface sizing agent according to the invention consists of at least one polyurethane homopolymer or at least one polyurethane-acrylate copolymer or of a mixture of at least one polyurethane homopolymer and at least one polyurethane-acrylate copolymer.
  • the binder can also contain a polyacrylate or a mixture of polyacrylates. Other polymers are preferably not contained in the binder.
  • the polyacrylate or the mixture of polyacrylates can replace some of the polyurethane components and thus reduce the costs of the surface sizing agent without impairing the positive properties of the surface sizing agent achieved by the polyurethane component.
  • Polyurethane homopolymers are polyurethane polymers that consist exclusively of polyurethane units. In contrast, copolymers consist of at least two different types of polymers.
  • the polyurethane component can contain polyurethane homopolymers and mixtures of polyurethane homopolymers. These can be homologous mixtures, i.e. homopolymers with only different molecular weights, as well as mixtures of chemically different homopolymers, i.e. mixtures of homopolymers each consisting of different monomers.
  • polyacrylates can be polyacrylate homopolymers and mixtures of polyacrylate homopolymers.
  • the mixtures can be homologous mixtures and/or mixtures of chemically different homopolymers.
  • polyurethane-acrylate copolymers Like homopolymers, the components of the copolymers can be homologous or chemically different.
  • the polyurethanes or the polyurethane units of the polyurethane-acrylate copolymers are preferably polyether polyurethanes and/or polyester polyurethanes and/or polyether polyester polyurethanes.
  • Polyesters can be both organic and inorganic polyesters, i.e. the polyester polyurethanes or polyether polyester polyurethanes can be polycarbonate polyurethanes or polyether polycarbonate polyurethanes.
  • Polyether polyurethanes are particularly preferred.
  • the polyurethane polymers are preferably linear, i.e. made up of bifunctional subunits. This is primarily due to the fact that the surface sizing agent according to the invention is an aqueous dispersion.
  • Aqueous dispersions are preferable to solutions in organic solvents for environmental reasons, and they also have application-related advantages. They are easy to handle and even at very high molecular weights, the viscosity is only determined by the particle size of the dispersed polymer and by its volume fraction in the dispersion. However, when producing the desired high molecular weights, branched polymers tend to form gels. Minor branching is generally not a problem.
  • polyurethane dispersions typically have a solids content of 30 to 50% by mass, although polyurethane contents of up to 60% by mass are also possible.
  • the surface sizing agents according to the invention preferably contain pure water as a dispersant.
  • Commercially available polyurethane dispersions can However, due to the manufacturing process, they also contain water-dilutable organic solvents, the proportion of which is normally less than 5% by mass.
  • the surface sizing agent according to the invention can contain, in addition to the dispersant water, a certain proportion of one or more other dispersants and/or solvents, the proportion of the other dispersants and/or solvents not exceeding 5% by mass, based on the total mass of the dispersant.
  • Aliphatic polyurethane homopolymers and polyurethane-acrylate copolymers with aliphatic polyurethane content are preferred over aromatic polyurethane homopolymers and polyurethane-acrylate copolymers with aromatic polyurethane content, since aromatic polyurethanes can yellow when exposed to light. Such a color change can be very disadvantageous for security papers.
  • the polyurethane homopolymers contained in the surface sizing agent according to the invention are functionalized by incorporating carboxyl groups.
  • the carboxyl groups can be introduced, for example, via chain extenders during the synthesis of the polyurethane homopolymers from their prepolymers.
  • the carboxy functionality serves, on the one hand, to stabilize the polyurethane particles in the dispersed state, but above all the carboxyl groups enable the polyurethane homopolymers to be crosslinked to form a film using a suitable crosslinking agent.
  • a suitable chain extender for introducing the carboxy functionality is, for example, dimethylolpropionic acid.
  • Polyurethane-acrylate copolymers already contain carboxyl groups due to their acrylate units, which allow them to be cross-linked. It is possible, but not absolutely necessary, to incorporate additional carboxyl groups into the polyurethane units.
  • Dispersions containing polyurethane homopolymers or polyurethane-acrylate copolymers or polyacrylates are commercially available. Suitable products include the NeoRez ® series (polyurethanes), the NeoPac ® series (polyurethane-acrylate copolymers) and the NeoCryl ® series (polyacrylates), all from Covestro.
  • the polyurethane content of the surface sizing agent means that the properties of the sizing agent are determined by the polyurethane component rather than by the polyvinyl alcohol component.
  • the binding properties and the aging resistance of the surface sizing are determined to a large extent by the polyurethane component of the binder. It is assumed, without wishing to be bound to theory, that the wetting properties of the surface sizing agent are improved by the polyurethane homopolymers and/or the polyurethane-acrylate copolymers, thereby enabling better penetration of the polymer chains.
  • the crosslinking of the polyurethane homopolymers and/or the polyurethane-acrylate copolymers forms a network that includes the polyvinyl alcohol component, with the polyvinyl alcohol component being located more in the pores and capillaries of the security paper substrate material, while the polyurethane component, which, unlike polyvinyl alcohol, is not soluble in the dispersion medium, is located more on the surface of the security paper substrate material, but is anchored excellently to the surface by the network formation and entanglement with the polyvinyl alcohol polymers.
  • polyacrylates allow cross-linking via their carboxyl groups.
  • polyacrylates do not have the advantageous properties of polyurethanes in terms of improved bonding ability and, in particular, improved resistance to aging of the bonding ability. Therefore, only a limited proportion of the polyurethane component can be replaced by polyacrylates.
  • the proportion of the polyurethane component in the surface sizing agent according to the invention is preferably 0.2 to 5.0% by mass, particularly preferably 0.2 to 2.0% by mass. It is also preferred that the proportion of polyurethane homopolymers in the polyurethane component is at least as high as the proportion of polyurethane-acrylate copolymers. Particularly preferably, at least 70% by mass of the polyurethane component consists of polyurethane homopolymers, and very particularly preferably the polyurethane component consists exclusively of polyurethane homopolymers.
  • the polyacrylates preferably replace polyurethane-acrylate copolymers, i.e. the proportion of polyurethane homopolymers in the total of polyurethane component and polyacrylate component is at least 50% by mass.
  • the mass ratio of polyvinyl alcohol component: polyurethane component or the mass ratio of polyvinyl alcohol component: polyurethane component + polyacrylate component can vary within a wide range and be approximately 95:5 to 5:95, preferably 80:20 to 20:80, particularly preferably 60:40 to 40:60, and in particular 50:50.
  • a carbodiimide is used as a cross-linking agent.
  • Carbodiimides react with the carboxyl groups built into the polyurethanes and thus cause stable cross-linking of the polyurethane component. They can react in the same way with the carboxyl groups of acrylates, so that they can advantageously cross-link both homopolymers and copolymers of the polyurethane component as well as polyacrylates, which may replace part of the polyurethane component.
  • Carbodiimides are also readily available and can be easily dispersed in aqueous media. Highly reactive carbodiimides are available that can be used in small doses. The reaction is typically started by lowering the pH value to the slightly acidic range or by increasing the temperature. Instead of a polycarbodiimide, a mixture of different polycarbodiimides can of course also be used.
  • the proportion of the carbodiimide crosslinking agent in the total mass of the surface sizing agent is preferably 0.02 to 0.5 mass%, particularly preferably 0.1 to 0.4 mass%.
  • An advantageous mass ratio of polymer to be crosslinked: crosslinking agent is in the range of 20:1 to 5:1, preferably 13:1 to 8:1, particularly preferably 10:1. This achieves an optimal degree of crosslinking with good integration of the polyvinyl alcohol component.
  • a suitable carbodiimide crosslinking agent is, for example, Desmodur 2802 from Covestro.
  • the surface sizing agent according to the invention can contain, in addition to the above-mentioned components, usual sizing agents, such as defoamers, viscosity modifiers, thickeners, dispersing agents, flow agents, wetting agents and plasticizers.
  • usual sizing agents such as defoamers, viscosity modifiers, thickeners, dispersing agents, flow agents, wetting agents and plasticizers.
  • pigments, fillers and extenders are preferably not included.
  • Polyurethane dispersions have a tendency to foam, which is why the surface sizing agent according to the invention preferably contains a defoamer in an amount of about 0.01 to 0.1% by mass, preferably 0.03 to 0.05% by mass, based on the total mass of the surface sizing agent.
  • a defoamer is the mineral oil-free and silicone-free polyoxyalkylene defoamer Agitan 299 from Münzing.
  • Plasticizers can be present in larger amounts, i.e. preferably in an amount of 1.0 to 5.0% by mass, particularly preferably in an amount of 2.0 to 4.0% by mass, based on the total mass of the surface sizing agent.
  • Preferred plasticizers are neopentyl alcohol, trimethylolpropane, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and polyethylene glycol.
  • the optional plasticizer serves to improve the elasticity of the polymer network formed and thus to reduce the tendency to crack. Smaller molecules that can be integrated into the polymer network or can be placed between the polymer chains are particularly suitable as plasticizers.
  • the surface sizing of a security paper substrate material is carried out in accordance with the invention by bringing a surface sizing agent according to the invention into contact with one or both surfaces of the security paper substrate material and then drying the sized security paper substrate material and crosslinking the surface sizing agent, wherein the crosslinking process can be accelerated by heating.
  • the application of the sizing agent can be carried out in a completely conventional manner, for example online in the paper machine in the dipping bath with subsequent size press, or by means of a size press in sump operation, or by means of a coating unit in the paper machine.
  • the surface sizing agent can also be applied in a separate process (offline), for example in a coating machine.
  • the surface sizing agent according to the invention is basically suitable for surface sizing of any paper, but is specially adapted to the requirements of security paper.
  • the substrate materials to be glued in this area are natural fiber papers, in particular papers made of cotton fibers, synthetic fiber papers or mixed fiber papers.
  • hybrid papers with a plastic film/fiber substrate structure or a fiber substrate/plastic film/fiber substrate structure can also be glued.
  • the fiber substrates of the hybrid papers can in turn consist of natural fibers, synthetic fibers or mixed fibers.
  • only the surface of the fiber substrate is glued with the surface sizing agent according to the invention.
  • security paper substrate materials can have security features or security elements such as watermarks and window security threads incorporated into the fabric. These security features/security elements must not be damaged or impaired in their visibility by the surface sizing.
  • the surface-sized security paper substrate material is further processed into security paper and finally into valuable documents.
  • various prints and/or functional layers (layers with security features) and/or security elements are typically applied to the security paper substrate material. applied.
  • adhesion-enhancing pretreatments are carried out or a primer layer is applied to conventional surface-glued security paper substrate materials.
  • Some surface gluings can also be printed on without adhesion-enhancing pretreatment and/or have security elements stuck to them without prior application of a primer, provided this is done after the gluing process, i.e. without intermediate storage of the glued security paper substrate material.
  • security paper substrate material webs are produced, these webs are rolled up onto rolls (tambours), and the rolls are stored until they are further processed.
  • the security paper substrate material webs can also be cut into sheets and stored as stacked sheets. The storage time can be several months.
  • a tambour with rolled up security paper substrate material or a stack of security paper substrate material sheets is delivered from the paper mill's warehouse to a security paper manufacturer.
  • the security paper substrate material is provided with the security features required for a specific security document and then either immediately processed into security documents or stored again in a rolled-up or stacked state.
  • individual panels in the form of the desired security documents, such as banknotes, are finally separated from the security paper webs or sheets.
  • the surface-sized security paper substrate material can be stored without any problems for a period of several months until it is further processed into security paper and can then be printed on or stuck with security elements of any kind without any adhesion-improving pretreatment or primer application.
  • the prints and the glued-on security elements adhere well and permanently to the surface-sized security paper substrate material according to the invention.
  • Security paper substrate materials even under the adverse conditions to which, for example, a banknote may be exposed during its life in circulation.
  • Known adhesives can be used to stick on the security elements, especially heat-sealing adhesives.
  • Preferred adhesives are purely thermally activated heat-sealing adhesives, heat-sealing adhesives that already adhere at room temperature but can be thermally activated, and UV-crosslinkable and LED-crosslinkable heat-sealing adhesives.
  • Security paper substrate materials made of cotton vellum with a basis weight of 86 g/m 2 were sized on an Einlehner size press at room temperature with four different surface sizing agents, dried for 10 minutes in a vacuum dryer and for 5 minutes at 120°C in a drying cabinet or allowed to crosslink the surface sizing agents, printed using the intaglio printing process and the steel printing process (color: SICPA blue 9 SL 4752) and then subjected to various paper tests.
  • Three of the four surface sizing agents were surface sizing agents according to the invention, each containing a fully saponified polyvinyl alcohol (Poval 28/99 from Kuraray), an aliphatic polyester polyurethane (Liopur 2004-140 from Synthopol), a polyether polyurethane (DU 5055 F from Morchem), a carbodiimide crosslinking agent (Desmodur 2802 from Covestro) and the remainder water as a dispersant.
  • a fully saponified polyvinyl alcohol Poval 28/99 from Kuraray
  • an aliphatic polyester polyurethane Liopur 2004-140 from Synthopol
  • DU 5055 F from Morchem
  • carbodiimide crosslinking agent Desmodur 2802 from Covestro
  • compositions are given in Table 1 below.
  • the fourth surface sizing agent was a comparative sizing agent.
  • the composition is given below, with the percentages indicating the solids content based on the total sizing agent mass.
  • the comparative sizing agent contained 3 wt.% polyvinyl alcohol (Poval 28/99 from Kuraray), 1.2 wt.% polyamidoamine-epichlorohydrin crosslinker (Kycoat from Solenis) and the remainder water as a dispersant.
  • Test pieces were cut from the security paper substrate materials of all examples and the comparative example, each of which had been surface-glued on both surfaces. The following paper tests were carried out on the test pieces:
  • the test pieces were printed using the steel printing process and subjected to a reproducible crease, partly in a dry state and partly in a wet state.
  • the crease process imitates the stress on a banknote in circulation.
  • a test piece is rolled up, pushed into a sleeve and compressed using a stamp. The crumpled test piece is then removed, unrolled and smoothed out. This process is repeated eight times.
  • test pieces are placed in distilled water for 15 minutes before the test and then couched with blotting paper. Four creasing processes are then carried out, the test piece is placed in distilled water again for 1 minute, couched and another four creasing processes are carried out.
  • test pieces are soiled with a defined dirt mixture (mixture of solid and liquid hydrophilic and hydrophobic dirt) and then visually evaluated.
  • the test simulates the circulation properties of banknotes.
  • the test consists of placing a sample in a container, adding glass beads (7 mm diameter) and the dirt mixture, and moving the container back and forth for 20 minutes. The sample is then removed and cleaned as thoroughly as possible with paper towels.
  • the brightness level L is then measured and compared with the brightness level L before contamination.
  • test pieces are used that are not only surface-glued but also printed, partly using the steel printing process, partly using the offset printing process. The print is always directly on the surface glue.
  • One test piece is put into a linen bag, fixed in place and washed in a washing machine with detergent. Some of the test pieces are washed at 60°C, the other part at 95°C.
  • the wash test is intended to imitate an unintended but conceivable stress that a banknote may be subjected to in daily circulation. It is also referred to as a wet ink adhesion test.
  • test pieces After spinning, the test pieces are removed, allowed to dry and visually assessed using a grading scale from 0 to 4, as described above for the crease test.
  • the double fold number was determined in the longitudinal and transverse directions of the test pieces according to ISO 5626-1993. The results are given in Table 2 below together with the calculated mean values.
  • the ultimate load was determined in both the dry and wet condition (wet ultimate load) in the longitudinal and transverse directions of the test pieces according to ISO 1924-2. The results are given in Table 2 below, together with the calculated mean values.
  • the roughness was determined on the wire side (SS) and on the felt side (FS) of the test pieces according to ISO 8791-2. The results are given in Table 2 below together with the calculated mean values.
  • Porosity was determined by flowing air from the screen side to the felt side of the test pieces according to ISO 5636/3. The results are given in Table 2 below.
  • the drying time is determined to test the absorption behavior and drying time of printing inks on the paper in question.
  • a drying time tester from excbau was used. The results are shown in Table 2 below.
  • Test pieces containing T-LEAD and L-LEAD security elements were used for the test.
  • the security elements were bonded directly to the surface-glued security paper substrate materials using a heat-seal adhesive, without the use of a primer.
  • Half of the test pieces had security elements that had been bonded immediately after surface gluing, while the other half of the test pieces had the security elements bonded after three months of storage.
  • Tesa test In the Tesa test, one end of a strip of Tesa tape is folded over and stuck to the other end to form a loop, with the adhesive side facing outwards. The Tesa strip is then stuck to a test piece so that it covers the security element on it and is pressed firmly into place. It is then torn off the test piece with a jerk at an angle of around 45° and stuck next to it.
  • test was carried out on dry and wet test pieces.
  • the test pieces were placed in water for 30 minutes after the Tesa tape had been stuck on, and the Tesa tape was torn off immediately after being removed from the water.
  • the dry test was carried out on test pieces with freshly bonded security elements as well as on test pieces three days after bonding of the security elements; the wet test was carried out only on test pieces three days after bonding of the security elements.
  • the adhesive strip used was Tesafilm from Beiersdorf, type no. 4104.
  • the assessment is done visually according to a grading scale with grades from 0 to 4 as indicated above in the crease test.
  • Example 3 which was sized with a surface sizing agent with a polyurethane:polyvinyl alcohol mass ratio of 6:94, was rated with the top grade of 4 in all Tesa tests if the security elements were glued on immediately after surface sizing.
  • the paper of Example 2 in which only 17% by mass of the polyvinyl alcohol had been replaced by polyurethane, was rated with the top grade of 4 in all Tesa tests.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Oberflächen-Leimungsmittel für ein Sicherheitspapier, aufweisend ein Bindemittel, ein Vernetzungsmittel und ein Dispersionsmittel, wobei das Bindemittel eine Polyvinylalkohol-Komponente und eine Polyurethan-Komponente aufweist, das Vernetzungsmittel ein Carbodiimid ist, und das Dispersionsmittel zu mindestens 95 Masse-% aus Wasser besteht. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Oberflächenleimung eines Sicherheitspapiersubstratmaterials mit dem Oberflächen-Leimungsmittel, ein Verfahren zur Weiterverarbeitung des Sicherheitspapiersubstratmaterials zu einem Sicherheitspapier, sowie ein Sicherheitspapiersubstratmaterial, ein Sicherheitspapier und ein Wertdokument, die jeweils eine Oberflächenleimung mit dem erfindungsgemäßen Oberflächen-Leimungsmittel aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Oberflächen-Leimungsmittel für ein Sicherheitspapier, ein Verfahren zur Oberflächenleimung eines Sicherheitspapiersubstratmaterials, ein Verfahren zur Weiterverarbeitung des Sicherheitspapiersubstratmaterials zu einem Sicherheitspapier oder einem Wertdokument, sowie Sicherheitspapiersubstratmaterialien, Sicherheitspapiere und Wertdokumente, die eine Oberflächenleimung mit dem Oberflächen-Leimungsmittel aufweisen. Die Wertdokumente sind insbesondere Banknoten.
  • Bei der Leimung von Papier unterscheidet man zwischen Masseleimung und Oberflächenleimung. Während Masse-Leimungsmittel der Fasermasse vor der Blattbildung zugegeben werden, werden Oberflächen-Leimungsmittel nach der Herstellung des Papiers mittels geeigneter Auftragsvorrichtungen wie beispielsweise Leimpressen, Rakel oder Sprühvorrichtungen auf die Papieroberflächen aufgebracht. Die Oberflächenleimung dringt zum Teil in das Papier ein und bildet außerdem einen Film auf der Papieroberfläche. Durch eine Oberflächenleimung wird die im Wesentlichen durch Füllstoffe bedingte Staubneigung des Papiers verringert, die Hydrophobie des Papiers erhöht, um seine Saugfähigkeit zu begrenzen und es besser beschreibbar oder mit wässrigen oder mit lösemittelhaltigen Druckfarben bedruckbar zu machen, und die Oberflächenfestigkeit des Papiers und damit seine Rupf- und Radierfestigkeit erhöht. Die Oberflächenleimung verbessert auch die Planlage des Papiers, was für die maschinelle Weiterverarbeitung wichtig ist, da krumme oder gewölbte Bögen nicht maschinell verarbeitbar sind. Im Gegensatz zu Streichfarben enthalten Oberflächen-Leimungsmittel keine Pigmente.
  • Das Leimen von Papier sowie Einzelheiten zur Durchführung von Oberflächenleimungen sind Fachleuten auf dem Gebiet der Papiertechnologie bekannt.
  • Sehr spezielle und teilweise scheinbar unvereinbare Anforderungen werden an Leimungsmittel gestellt, die zur Oberflächenleimung von Sicherheitspapieren, also von Papieren, die zur Herstellung von Wertdokumenten dienen, verwendet werden.
  • Wertdokumente im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Zahlungsmittel wie Banknoten, aber auch alle anderen Dokumente, bei denen Fälschungssicherheit eine Rolle spielt, wie Pässe und andere Ausweisdokumente, Eintrittskarten, Fahrkarten, oder Kreditkarten.
  • Sicherheitspapiere enthalten zum Teil Sicherheitsmerkmale und/oder Sicherheitselemente, die in der Stoffbahn, das heißt dem Sicherheitspapiersubstratmaterial enthalten sind, die sich also bereits vor der Oberflächenleimung im Papier befinden. Derartige Sicherheitsmerkmale und Sicherheitselemente sind beispielsweise Wasserzeichen und Fenstersicherheitsfäden. Diese dürfen durch das Oberflächen-Leimungsmittel nicht beschädigt oder in ihrer Sichtbarkeit beeinträchtigt werden. Außerdem müssen zur Herstellung eines Sicherheitspapiers aus einem Sicherheitspapiersubstratmaterial (weitere) Sicherheitsmerkmale und/oder Sicherheitselemente auf Oberflächen des Sicherheitspapiersubstratmaterials aufgebracht werden, z.B. aufgedruckt oder aufgeklebt werden. Aufgeklebt werden typischerweise Sicherheitselemente mit einem Schichtaufbau mit zahlreichen funktionellen Schichten und Hilfsschichten, beispielsweise mit einem holografischen Sicherheitsmerkmal, Druckannahme-, Schutz- und Kaschierschichten, Farbschichten, fluoreszierenden Aufdrucken, etc. Die Sicherheitselemente können in ihrem Schichtaufbau auch eine Trägerfolie aufweisen. Diese sogenannten Patches werden bevorzugt bei Sicherheitspapiersubtratmaterialien mit durchgehenden Öffnungen zur Abdeckung der Öffnung verwendet. Andere Ausführungsformen weisen keine Trägerfolie auf und werden in der Regel in einem Bereich, der keine Öffnung aufweist, auf das Sicherheitspapiersubstratmaterial aufgeklebt. Die Verklebung erfolgt typischerweise durch Heißsiegeln.
  • Um den Herstellungsprozess zu vereinfachen ist es wünschenswert, dass die Sicherheitselemente direkt auf das geleimte Substratmaterial aufgeklebt werden können, d.h. ohne vorherigen Primer-Auftrag. Das geleimte Substratmaterial sollte auch seine Bindungsfähigkeit möglichst lange beibehalten, da Sicherheitspapiersubstratmaterialien nach der Oberflächenleimung häufig nicht sofort weiterverarbeitet werden, sondern zunächst zahlreiche Rollen an Sicherheitspapiersubstratmaterial hergestellt und gelagert werden, und erst zu einem späteren Zeitpunkt die Sicherheitselemente aufgeklebt werden oder das Sicherheitspapiersubstratmaterial bedruckt wird. Für Aufdrucke gilt dasselbe wie für aufzuklebende Sicherheitselemente. Bevorzugt sollte das Sicherheitspapiersubstratmaterial ohne Druckvorbehandlung und auch nach einer Lagerung von beispielsweise einigen Monaten gut bedruckbar sein.
  • Die geforderte gute und dauerhafte Bindungsfähigkeit des oberflächengeleimten Sicherheitspapiersubstratmaterials ist schwer vereinbar mit einer anderen bei Sicherheitspapieren wichtigen Eigenschaft, nämlich einer geringen Verschmutzungsneigung.
  • Wertdokumente wie Banknoten sind während ihrer Umlaufzeit den unterschiedlichsten Verschmutzungen ausgesetzt, wie festem, flüssigem, hydrophilem oder hydrophobem Schmutz. Außerdem sind sie starken mechanischen Belastungen ausgesetzt, werden zum Beispiel häufig gefaltet oder zerknittert, oder auch in Taschen von Kleidungsstücken, die gewaschen werden sollen, vergessen und versehentlich mitgewaschen. In tropischen Gebieten sind die Banknoten dauerhaft Feuchtigkeit und hohen Temperaturen ausgesetzt, in anderen Gegenden wiederum sehr tiefen Temperaturen.
  • Allen diesen Belastungen sollte eine optimale Oberflächenleimung für Sicherheitspapiere standhalten ohne dabei an Haftkraft bezüglich ihrer Aufdrucke und aufgebrachten Sicherheitselemente zu verlieren. Darüber hinaus darf die Oberflächenleimung insbesondere bei Banknoten natürlich die haptischen Eigenschaften und den Klang des speziellen Papiers nicht verändern.
  • Aus dem Stand der Technik sind Oberflächen-Leimungsmittel auf unterschiedlicher Basis bekannt. Zumeist enthalten die Oberflächen-Leimungsmittel polymere Verbindungen, da diese die Poren von Papiersubstratmaterialien sehr gut verschließen. Aus DE 40 40 347 C2 ist ein Verfahren zur Leimung von Papier auf Baumwoll- oder Leinenbasis oder auf der Basis anderer pflanzlicher Fasern unter Verwendung eines Leimungsmittels, das einen niedrigviskosen Polyvinylalkohol enthält, bekannt. Desweiteren können dem Leimungsmitteln Carboxymethylcellulose, Stärke oder Alginate zugesetzt werden. Nachteilig an im Wesentlichen aus Polyvinylalkohol basierenden Leimungsmitteln ist deren Eigenschaft, Fasermaterialien zu umschließen. Die Fasermaterialien sind somit in einem nachfolgenden farbgebenden Prozess, beispielsweise in einem Druckverfahren, der Druckfarbe nicht mehr gut zugänglich. Dies hat zur Folge, dass die Druckfarbe nicht mehr ausreichend auf den Fasermaterialien verankert werden kann und die Farbbeständigkeit des bedruckten Papiers, wie insbesondere seine Waschbeständigkeit, aber auch die Nassknittereigenschaften, verschlechtert werden. Die Farben können sich bereits bei Gebrauchsbedingungen wie hoher Luftfeuchtigkeit oder Regen ablösen. Auch durch die zugesetzten Alginate, Stärke und Carboxymethylcellulose können diese Nachteile nicht vollständig überwunden werden.
  • Aus DE 37 42 330 A1 ist ein anionisches Oberflächen-Leimungsmittel für Papier in Form einer wässrigen kolloidalen Lösung eines Salzes eines Copolymers, das aus (Meth)-Acrylsäure, (Meth)-Acrylsäureester eines C10- bis C22-Fettalkohols, Styrol, N, N-Dimethylaminoethylacrylat oder -methacrylat, Methyl-(meth)-acrylat und Isobutyl-(meth)-acrylat besteht, bekannt. Durch den hohen Anteil an auf Acrylsäure basierenden Monomeren bildet dieses Oberflächen-Leimungsmittel einen guten Oberflächenfilm auf Papier. Allerdings wird die Porosität eines mit diesem Oberflächen-Leimungsmittel geleimten Papiers nicht ausreichend vermindert. Somit werden weder ausreichend hohe Festigkeiten des Papiers erzielt noch im Papier enthaltene Füllstoffe effizient an einem sich Ablösen, dem sogenannten Stauben gehindert.
  • WO 2019/170287 A1 offenbart ein Oberflächen-Leimungsmittel für ein Papiererzeugnis, umfassend mindestens einen Polyvinylalkohol, eine Dispersion umfassend mindestens ein auf Acrylsäure basierendes Polymer und/oder mindestens ein auf Acrylsäure basierendes Copolymer, mindestens ein Vernetzungsmittel für das auf Acrylsäure basierende Polymer und/der auf Acrylsäure basierende Copolymer, und mindestens ein Lösungsmittel. Dieses Oberflächen-Leimungsmittel stellt eine Verbesserung gegenüber den vorgenannten Leimungsmitteln dar, aber ein mit dem Oberflächen-Leimungsmittel geleimtes Sicherheitspapiersubstratmaterial kann nicht ohne Verwendung eines Primers mit einem Sicherheitselement verklebt werden. Das Oberflächen-Leimungsmittel verleiht dem Sicherheitspapiersubstratmaterial keine ausreichende Bindungsfähigkeit.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden und ein für die Verwendung für Sicherheitspapiere optimiertes Oberflächen-Leimungsmittel bereitzustellen.
  • Das Oberflächen-Leimungsmittel sollte insbesondere eine lange Umlaufdauer von Wertdokumenten, die unter Verwendung des oberflächengeleimten Sicherheitspapiersubstratmaterials hergestellt sind, sicherstellen, indem es
    • die Beständigkeit des Papiers gegen Verschmutzungen aller Art verbessert,
    • die Knitterfestigkeit und Reißfestigkeit des Papiers sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand verbessert,
    • eine dauerhafte Haftung von Aufdrucken und von aufgeklebten Sicherheitselementen unter widrigen Bedingungen wie großer Hitze oder Kälte, Trockenheit oder Nässe, auch bei gleichzeitiger mechanischer Belastung wie einem Waschvorgang in einer Waschmaschine gewährleistet, und
    • bei einem Waschvorgang keine aufhellenden Substanzen aufnimmt, um den Nachweis von Fälschungen nicht zu erschweren.
  • Außerdem sollte das Oberflächen-Leimungsmittel bei der Herstellung eines Sicherheitspapiers oder eines Wertdokuments den Herstellungsprozess vereinfachen, indem es
    • ermöglicht, dass das oberflächengeleimte Sicherheitspapiersubstratmaterial ohne Verblocken aufgerollt und gelagert werden kann, und
    • ein Bedrucken des oberflächengeleimten Sicherheitspapiersubstratmaterials ohne Druckvorbehandlung und ein Aufkleben von Sicherheitselementen auf das oberflächengeleimte Sicherheitspapiersubstratmaterial ohne vorheriges Auftragen eines Primers ermöglicht, auch wenn das oberflächengeleimte Sicherheitspapiersubstratmaterial vor dem Aufkleben der Sicherheitselemente bzw. vor dem Bedrucken einige Monate gelagert wurde.
  • Es versteht sich, dass das Oberflächen-Leimungsmittel mit allen bei der Herstellung von Sicherheitspapieren und Wertdokumenten verwendeten Materialien und Techniken verträglich sein muss und die Haptik und den Klang des Papiers nicht verändern darf.
  • Schließlich und endlich sollte das Oberflächen-Leimungsmittel auch möglichst kostengünstig sein.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, ein Verfahren zur Oberflächenleimung eines Sicherheitspapiersubstratmaterials sowie ein vereinfachtes Verfahren zur Weiterverarbeitung des Sicherheitspapiersubstratmaterials zur Herstellung eines Sicherheitspapiers und schließlich zur Herstellung eines Wertdokuments aus dem Sicherheitspapier bereitzustellen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es außerdem, ein oberflächengeleimtes Sicherheitspapiersubstratmaterial bereitzustellen, das in einfacher Weise mit Sicherheitsmerkmalen ausgestattet und zu Sicherheitspapieren und schließlich zu Wertdokumenten mit hoher Umlaufbeständigkeit weiterverarbeitet werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es darüber hinaus, Wertdokumente mit hoher Umlaufbeständigkeit bereitzustellen.
  • Die Aufgaben werden gelöst durch das Oberflächen-Leimungsmittel, das Verfahren zur Oberflächenleimung eines Sicherheitspapiersubstratmaterials, das Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers oder eines Wertdokuments, das Sicherheitspapiersubstratmaterial, das Sicherheitspapier und das Wertdokument, jeweils mit den Merkmalen, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen angegeben sind. Spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß wird ein Oberflächen-Leimungsmittel für ein Sicherheitspapier bereitgestellt, das ein Bindemittel, ein Vernetzungsmittel und ein Dispersionsmittel aufweist, wobei das Bindemittel eine Polyvinylalkohol-Komponente und eine Polyurethan-Komponente aufweist, das Vernetzungsmittel ein Carbodiimid ist, und das Dispersionsmittel zu mindestens 95 Masse-% aus Wasser besteht.
  • Das Oberflächen-Leimungsmittel, das Verfahren zur Oberflächenleimung eines Sicherheitspapiersubstratmaterials, das Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers oder eines Wertdokuments, das Sicherheitspapiersubstratmaterial, das Sicherheitspapier und das Wertdokument stellen Aspekte derselben Erfindung dar. Daher gilt Offenbarung im Zusammenhang mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise für die übrigen Aspekte der vorliegenden Erfindung.
  • Die Begriffe "ein, eine, einer, eines" sind stets im Sinne von "mindestens ein, mindestens eine, mindestens einer, mindestens eines" zu verstehen.
  • Als Sicherheitspapier zur Herstellung von Wertdokumenten wird sowohl Faserpapier als auch Polymerpapier und Hybridpapier verwendet. Faserpapier besteht, wie der Name sagt, aus Fasern, bevorzugt ausschließlich aus Pflanzenfasern. Besonders bevorzugt zur Herstellung von Sicherheitspapier sind Baumwollfasern. Faserpapiere können jedoch auch einen gewissen Anteil an Kunststofffasern aufweisen oder sogar vollständig aus Kunststofffasern bestehen. Geeignete Kunststoffe sind beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyproplyen und Polyethylen. Polymer"papiere" bestehen aus Polymermaterialien, das heißt es sind Kunststofffolien, beispielsweise aus Polyethylenterephthalat, biaxial gerecktem Polypropylen oder Polyethylen. Hybridpapiere sind Faserpapiere, die an einer oder an beiden Oberflächen mit einer Kunststofffolie versehen sind, wie sie auch für Polymerpapiere verwendet wird, sowie Kunststofffolien, die an einer oder an beiden Oberflächen mit Faserpapieren ausgestattet sind.
  • Bei der vorliegenden Erfindung werden als Sicherheitspapiersubstratmaterialien Faserpapiere aus Pflanzenfasern (Naturfaser-Substratmaterialien), Faserpapiere aus Kunststofffasern (Kunstfaser-Substratmaterialien), Faserpapiere aus einem Gemisch von Naturfasern und Kunststofffasern (Mischfaser-Substratmaterialien) und Hybridpapiere mit Folie/Fasersubstrat- sowie Fasersubstrat/Folie/Fasersubstrat-Aufbau (Hybrid-Substratmaterialien) verwendet. Bei Hybrid-Substratmaterialien wird eine Oberflächenleimung nur an der Oberfläche des Fasersubstrats durchgeführt, während bei den übrigen Substratmaterialien bevorzugt beide Oberflächen oberflächengeleimt werden.
  • Unter einem Oberflächen-Leimungsmittel wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung verstanden, die im Wesentlichen keine farbgebenden Eigenschaften aufweist, da sie zumindest weitestgehend frei von Pigmenten und/oder Füllstoffen ist, wie sie für Streichfarben für Papier üblich sind. Bevorzugt enthält das erfindungsgemäße Oberflächen-Leimungsmittel keinerlei Pigmente und/oder Füllstoffe. Streichfarben sind aufgrund ihres hohen Anteils an Pigmenten und Füllstoffen nicht in der Lage, in wesentlichem Umfang in die Kapillaren eines Papiers einzudringen, sich in den Poren des Papiers zu verankern und gleichzeitig die Bedruckbarkeit des Papiers zu verbessern.
  • Das erfindungsgemäße Oberflächen-Leimungsmittel liegt in Form einer Dispersion vor, das heißt, mindestens ein Teil der Komponenten des Oberflächen-Leimungsmittels ist in dem Dispersionsmittel dispergiert. Ein Teil der Komponenten, nämlich zumindest die Polyvinylalkohol-Komponente, ist jedoch darin gelöst.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Eigenschaften eines Oberflächen-Leimungsmittels, das im Wesentlichen Polyvinylalkohol als Bindemittel enthält, durch den Zusatz von Polyurethanen verbessert werden können. Insbesondere die geringe Alterungsbeständigkeit von Oberflächen-Leimungsmitteln kann durch den Zusatz von Polyurethanen deutlich verbessert werden. Dies hat zum einen den Vorteil, dass Sicherheitselemente auch noch nach einer längeren Lagerzeit von vorgefertigten Sicherheitspapiersubstratmaterialien auf die geleimten Oberflächen aufgeklebt werden können, und zwar ohne die Verwendung eines Primers, was die Herstellung der Sicherheitspapiere deutlich bequemer und komfortabler macht. Zum anderen hat es den Vorteil, dass die Gefahr einer Ablösung der Sicherheitselemente während der Umlaufdauer eines Wertdokuments durch Alterungserscheinungen der Oberflächenleimungerheblich verringert wird. Im Übrigen werden die Eigenschaften von Polyvinylalkohol-Oberflächen-Leimungsmitteln durch den Zusatz von Polyurethanen keineswegs verschlechtert, sondern teilweise leicht verbessert. Polyurethane haben zwar im Allgemeinen einen höheren Preis als Polyvinylalkohole, aber dieser Preisnachteil fällt kaum ins Gewicht, da sich gezeigt hat, dass die Vorteile der Polyurethane bereits dann zum Tragen kommen, wenn der Anteil der Polyurethane an dem Bindemittel relativ gering ist.
  • Das erfindungsgemäße Oberflächen-Leimungsmittel kann aus im Handel erhältlichen Produkten hergestellt werden.
  • Das Bindemittel enthält mindestens zwei Komponenten, eine Polyvinylalkohol-Komponente und eine Polyurethan-Komponente.
  • Die Polyvinylalkohol-Komponente besteht aus einem Polyvinylalkohol oder aus einem Gemisch von Polyvinylalkoholen, das heißt die Polyvinylalkohol-Komponente kann mehrere Polyvinylalkohole enthalten, die sich in ihrer chemischen Struktur, beispielsweise in ihrem Polymerisationsgrad, oder in einer oder mehreren physikalischen Eigenschaften, beispielsweise in ihrer Viskosität oder ihren Löslichkeitseigenschaften, unterscheiden können.
  • Die Art des Polyvinylalkohols bzw. der Polyvinylalkohole ist im Wesentlichen nicht beschränkt. Es eignen sich beispielsweise die Produkte Poval 28-99, Poval 23-88, Poval 26-88, Poval 32-28, Poval 40-28, Poval 47-88 und Poval 23-95 von Kuraray, Japan.
  • Die Polyvinylalkohl-Komponente sollte sich bevorzugt gut in dem verwendeten Dispersionsmittel, das im Wesentlichen aus Wasser besteht, lösen. Gelöste Bestandteile des Oberflächen-Leimungsmittels vermögen besser in Kapillaren und Poren des Papiersubstratmaterials einzudringen, sie zu füllen und zu verschließen. Dadurch wird eine mehr oder weniger geschlossene Oberfläche des Papiersubstratmaterials erzielt, was die Neigung des Papiersubstratmaterials zum Stauben verringert und seine Festigkeit erhöht. In Wasser gut lösliche Polyvinylalkohole weisen einen hohen Verseifungsgrad auf. Bevorzugt sind Polyvinylalkohole mit einem Verseifungsgrad von mindestens 97 Mol-%, und höhere Verseifungsgrade wie mindestens 98 Mol-% oder mindestens 99 Mol-% sind bevorzugter. Besonders bevorzugt ist es, vollverseifte Polyvinylalkohole zu verwenden. Aber natürlich können auch teilverseifte Polyvinylalkohole verwendet werden, wenn sie sich in dem gewünschten Ausmaß lösen.
  • Eine weitere Verbesserung der Kapillaren und Poren verschließenden Eigenschaften des Oberflächen-Leimungsmittels kann durch eine besonders geeignete Viskosität des Polyvinylalkohols erhalten werden. Eine besonders geeignete Viskosität liegt vor, wenn eine 4%-ige wässrige Lösung der Polyvinylalkohol-Komponente bei 20°C eine Viskosität, gemessen nach DIN 53015 2001:2, in einem Bereich von 5 bis 35 mPa•s, bevorzugt von 9 bis 30 mPa•s, aufweist. Bei einer Viskosität von mehr als 35 mPa•s besteht die Gefahr, dass sich Polyvinylalkohol als kolloidale Phase aus der Dispersion ausscheidet, und bei einer Viskosität von weniger als 5 mPa•s ist die Handhabung des Oberflächen-Leimungsmittels erschwert, da es bei der Auftragung zum Abtropfen oder Abfließen neigt. (Diese Offenbarung stammt aus WO 2019/170287 A1 , Seite 8, Zeile 15 bis Seite 9, Zeile 16).
  • Der Anteil der Polyvinylalkohol-Komponente an der Gesamtmasse des Oberflächen-Leimungsmittels beträgt bevorzugt 2,0 bis 5,0 Masse-%, besonders bevorzugt 2,5 bis 3,5 Masse-%. In diesen Bereich wird eine vorteilhafte Kombination von Oberflächen-Leimungseigenschaften (gutes Eindringen in das Papiersubstratmaterial, Verbesserung der Bedruckbarkeit und der Festigkeits- und Gebrauchseigenschaften des geleimten Papiersubstratmaterials), Verarbeitungseigenschaften und Lagerstabilität des Oberflächen-Leimungsmittels erzielt.
  • Die Polyurethankomponente des erfindungsgemäßen Oberflächen-Leimungsmittels besteht aus mindestens einem Polyurethan-Homopolymer oder mindestens einem Polyurethan-Acrylat-Copolymer oder aus einem Gemisch von mindestens einem Polyurethan-Homopolymer und mindestens einem Polyurethan-Acrylat-Copolymer.
  • Das Bindemittel kann außerdem ein Polyacrylat oder ein Gemisch von Polyacrylaten enthalten. Weitere Polymere sind bevorzugt nicht in dem Bindemittel enthalten. Das Polyacrylat bzw. das Gemisch von Polyacrylaten kann einen Teil der Polyurethan-Komponenten ersetzen und so die Kosten des Oberflächen-Leimungsmittels verringern ohne die durch die Polyurethan-Komponente erzielten positiven Eigenschaften des Oberflächen-Leimungsmittels zu verschlechtern.
  • Polyurethan-Homopolymere sind Polyurethan-Polymere, die ausschließlich aus Polyurethan-Einheiten bestehen. Im Gegensatz dazu bestehen Copolymere aus mindestens zwei verschiedenen Arten von Polymeren. Die Polyurethan-Komponente kann Polyurethan-Homopolymere und Gemische von Polyurethan-Homopolymeren enthalten. Dabei kann es sich sowohl um homologe Gemische handeln, das heißt um Homopolymere mit lediglich unterschiedlicher Molmasse, als auch um Gemische von untereinander chemisch verschiedenen Homopolymeren, das heißt um Gemische von Homopolymeren, die jeweils aus unterschiedlichen Monomeren bestehen.
  • Dasselbe gilt für die Polyacrylate. Diese können Polyacrylat-Homopolymere und Gemische von Polyacrylat-Homopolymeren sein. Die Gemische können homologe Gemische sein und/oder Gemische von untereinander chemisch verschiedenen Homopolymeren.
  • Analoges gilt für die Polyurethan-Acrylat-Copolymere. Wie die Homopolymere können auch die Bestandteile der Copolymere homolog oder chemisch unterschiedlich sein.
  • Die Polyurethane bzw. die Polyurethan-Einheiten der Polyurethan-Acrylat-Copolymere sind bevorzugt Polyether-Polyurethane und/oder Polyester-Polyurethane und/oder Polyether-Polyester-Polyurethane. Polyester können sowohl organische als auch anorganische Polyester sein, das heißt bei den Polyester-Polyurethanen bzw. den Polyether-Polyester-Polyurethanen kann es sich um Polycarbonat-Polyurethane bzw. um Polyether-Polycarbonat-Polyurethane handeln. Besonders bevorzugt sind Polyether-Polyurethane.
  • Die Polyurethan-Polymere sind bevorzugt linear, also aus bifunktionellen Untereinheiten aufgebaut. Dies ist vor allem dadurch bedingt, dass das erfindungsgemäße Oberflächen-Leimungsmittel eine wässrige Dispersion ist. Wässrige Dispersionen sind gegenüber Lösungen in organischen Lösungsmitteln zum einen aus Gründen des Umweltschutzes zu bevorzugen, zum anderen haben sie auch anwendungstechnische Vorteile. Sie sind einfach zu handhaben und auch bei sehr hohen Molmassen wird die Viskosität nur durch die Teilchengrößen des dispergierten Polymers und durch seinen Volumenanteil in der Dispersion bestimmt. Bei der Erzeugung der gewünschten hohen Molmassen neigen verzweigte Polymere jedoch zur Gelbildung. Eine geringfügige Verzweigung ist in der Regel nicht störend.
  • Handelsübliche Polyurethan-Dispersionen haben einen Festkörpergehalt von typischerweise 30 bis 50 Masse-%, wobei auch Polyurethan-Gehalte von bis zu 60 Masse-% möglich sind.
  • Die erfindungsgemäßen Oberflächen-Leimungsmittel enthalten bevorzugt als Dispersionsmittel reines Wasser. Im Handel erhältliche Polyurethan-Dispersionen können herstellungsbedingt jedoch auch wasserverdünnbare organische Lösungsmittel enthalten, wobei deren Anteil normalerweise unter 5 Masse-% liegt. Insofern kann das erfindungsgemäße Oberflächen-Leimungsmittel außer dem Dispersionsmittel Wasser einen gewissen Anteil an einem oder mehreren weiteren Dispersionsmitteln und/oder Lösungsmitteln enthalten, wobei der Anteil der weiteren Dispersionsmittel und/oder Lösungsmittel einen Anteil von 5 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Dispersionsmittels, nicht überschreitet.
  • Aliphatische Polyurethan-Homopolymere und Polyurethan-Acrylat-Copolymere mit aliphatischem Polyurethan-Anteil sind gegenüber aromatischen Polyurethan-Homopolymeren und Polyurethan-Acrylat-Copolymeren mit aromatischem Polyurethan-Anteil bevorzugt, da aromatische Polyurethane unter Lichteinwirkung vergilben können. Eine derartige Farbveränderung kann bei Sicherheitspapieren sehr nachteilig sein.
  • Die in dem erfindungsgemäßen Oberflächen-Leimungsmittel enthaltenen Polyurethan-Homopolymere sind durch Einbau von Carboxylgruppen funktionalisiert. Die Carboxylgruppen können zum Beispiel über Kettenverlängerer bei der Synthese der Polyurethan-Homopolymere aus ihren Präpolymeren eingeführt werden. Die Carboxyfunktionalität dient einerseits dazu, die Polyurethan-Teilchen im dispergierten Zustand zu stabilisieren, vor allem aber ermöglichen die Carboxylgruppen die Vernetzung der Polyurethan-Homopolymere mittels eines geeigneten Vernetzungsmittels zu einem Film. Ein geeigneter Kettenverlängerer zur Einführung der Carboxyfunktionalität ist beispielsweise Dimethylolpropionsäure.
  • Polyurethan-Acrylat-Copolymere enthalten aufgrund ihrer Acrylat-Einheiten bereits Carboxylgruppen, die ihre Vernetzung erlauben. Es ist zwar möglich, aber nicht unbedingt erforderlich, zusätzliche Carboxylgruppen in die Polyurethan-Einheiten einzubauen.
  • Dispersionen, die Polyurethan-Homopolymere bzw. Polyurethan-Acrylat-Copolymere bzw. Polyacrylate enthalten, sind im Handel verfügbar. Geeignete Produkte sind beispielsweise die NeoRez®- Reihe (Polyurethane), die NeoPac®-Reihe (Polyurethan-Acrylat-Copolymere) und die NeoCryl®-Reihe (Polyacrylate), jeweils von Covestro.
  • Der Polyurethan-Anteil an dem Oberflächen-Leimungsmittel bewirkt, dass die Eigenschaften des Leimungsmittels eher von der Polyurethan-Komponente als von der Polyvinylalkohol-Komponente bestimmt werden. Insbesondere werden die Bindungseigenschaften sowie die Alterungsbeständigkeit der Oberflächenleimung wesentlich von der Polyurethan-Komponente des Bindemittels bestimmt. Es wird angenommen, ohne an die Theorie gebunden sein zu wollen, dass durch die Polyurethan-Homopolymere und/oder die Polyurethan-Acrylat-Copolymere die Benetzungseigenschaften des Oberflächen-Leimungsmittels verbessert werden und dadurch eine bessere Durchdringung der Polymerketten erfolgen kann. Außerdem wird durch die Vernetzung der Polyurethan-Homopolymere und/oder der Polyurethan-Acrylat-Copolymere ein Netzwerk ausgebildet, das die Polyvinylalkohol-Komponente einbezieht, wobei sich die Polyvinylalkohol-Komponente eher in den Poren und Kapillaren des Sicherheitspapiersubstratmaterials befindet, während sich die Polyurethan-Komponente, die im Gegensatz zum Polyvinylalkohol in dem Dispersionsmittel nicht löslich ist, eher an der Oberfläche des Sicherheitspapiersubstratmaterials befindet, aber durch die Netzwerkbildung und Verschlaufung mit den Polyvinylalkohol-Polymeren hervorragend an der Oberfläche verankert wird.
  • Ein ähnlicher Effekt, nämlich eine Netzwerkbildung unter Einbeziehung der Polyvinylalkohol-Komponente, kann auch durch Polyacrylate erzielt werden, da diese eine Vernetzung über ihre Carboxylgruppen erlauben. Polyacrylate besitzen jedoch nicht die vorteilhaften Eigenschaften der Polyurethane hinsichtlich verbesserter Bindungsfähigkeit und insbesondere verbesserter Alterungsbeständigkeit der Bindungsfähigkeit. Daher kann nur ein begrenzter Anteil der Polyurethan-Komponente durch Polyacrylate ersetzt werden.
  • Der Anteil der Polyurethan-Komponente an dem erfindungsgemäßen Oberflächen-Leimungsmittel beträgt bevorzugt 0,2 bis 5,0 Masse-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 2,0 Masse-%. Außerdem ist es bevorzugt, dass der Anteil der Polyurethan-Homopolymere an der Polyurethan-Komponente mindestens so hoch ist wie der Anteil der Polyurethan-Acrylat-Copolymere. Besonders bevorzugt bestehen mindestens 70 Masse-% der Polyurethan-Komponente aus Polyurethan-Homopolymeren, und ganz besonders bevorzugt besteht die Polyurethan-Komponente ausschließlich aus Polyurethan-Homopolymeren.
  • Wird ein Teil der Polyurethan-Komponente durch Polyacrylate ersetzt, ersetzen die Polyacrylate bevorzugt Polyurethan-Acrylat-Copolymere, das heißt der Anteil der Polyurethan-Homopolymere an der Gesamtheit aus Polyurethan-Komponente und Polyacrylat-Komponente beträgt mindestens 50 Masse-%.
  • Das Masseverhältnis von Polyvinylalkohol-Komponente : Polyurethan-Komponente bzw. das Masseverhältnis von Polyvinylalkohol-Komponente : Polyurethan-Komponente + Polyacrylat-Komponente kann in einem breiten Bereich variieren und etwa 95 : 5 bis 5 : 95, bevorzugt 80 : 20 bis 20 : 80, besonders bevorzugt 60 : 40 bis 40 : 60, und insbesondere 50 : 50 betragen.
  • Als Vernetzungsmittel wird ein Carbodiimid verwendet. Carbodiimide reagieren mit den in die Polyurethane eingebauten Carboxylgruppen und bewirken so eine stabile Vernetzung der Polyurethan-Komponente. In gleicher Weise vermögen sie mit den Carboxylgruppen von Acrylaten zu reagieren, so dass sie in vorteilhafter Weise sowohl Homopolymere als auch Copolymere der Polyurethan-Komponente sowie Polyacrylate, die gegebenenfalls einen Teil der Polyurethan-Komponente ersetzen, miteinander vernetzen können. Carbodiimide sind darüber hinaus leicht verfügbar und sehr gut in wässrigen Medien dispergierbar. Es stehen hochreaktive Carbodiimide zur Verfügung, die in geringer Dosierung eingesetzt werden können. Die Reaktion wird typischerweise durch Absenkung des pH-Werts in den leicht sauren Bereich oder durch Temperaturerhöhung gestartet. Anstelle eines Polycarbodiimids kann natürlich auch ein Gemisch verschiedener Polycarbodiimide verwendet werden.
  • Der Anteil des Carbodiimid-Vernetzungsmittels an der Gesamtmasse des Oberflächen-Leimungsmittels beträgt bevorzugt 0,02 bis 0,5 Masse-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 0,4 Masse-%. Ein vorteilhaftes Massenverhältnis von zu vernetzendem Polymer: Vernetzungsmittel liegt in dem Bereich von 20 : 1 bis 5 : 1, bevorzugt 13 : 1 bis 8 : 1, besonders bevorzugt 10 : 1. So wird ein optimaler Vernetzungsgrad mit guter Einbindung der Polyvinylalkohol-Komponente erzielt. Ein gut geeignetes Carbodiimid-Vernetzungsmittel ist beispielsweise Desmodur 2802 von Covestro.
  • Das erfindungsgemäße Oberflächen-Leimungsmittel kann außer den oben genannten Bestandteilen leimungsmittelübliche Hilfsstoffe enthalten wie beispielsweise Entschäumungsmittel, Viskositäts-Modifizierungsmittel, Verdickungsmittel, Dispergier-Hilfsmittel, Verlaufmittel, Netzmittel und Weichmacher. Bevorzugt nicht enthalten sind jedoch Pigmente, Füllstoffe und Extender.
  • Polyurethan-Dispersionen haben eine Tendenz zum Schäumen, weshalb das erfindungsgemäße Oberflächen-Leimungsmittel bevorzugt ein Entschäumungsmittel in einer Menge von etwa 0,01 bis 0,1 Masse-%, bevorzugt 0,03 bis 0,05 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Oberflächen-Leimungsmittels, enthält. Ein bewährtes Entschäumungsmittel ist das mineralölfreie und silikonfreie Polyoxyalkylen-Entschäumungsmittel Agitan 299 von Münzing.
  • Auch sonstige Zusatzstoffe, die optional enthalten sein können, sind bevorzugt in einer Menge von jeweils 0,01 bis 0,1 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Oberflächen-Leimungsmittels, enthalten. Weichmacher können in größerer Menge vorhanden sein, das heißt bevorzugt in einer Menge von 1,0 bis 5,0 Masse-%, besonders bevorzugt in einer Menge von 2,0 bis 4,0 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Oberflächen-Leimungsmittels. Bevorzugte Weichmacher sind Neopentylalkohol, Trimethylolpropan, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol und Polyethylenglycol.
  • Besonders bevorzugte Oberflächen-Leimungsmittel gemäß dieser Erfindung weisen folgende Zusammensetzung auf:
    • 2,5 bis 3,5 Masse-% vollverseiften Polyvinylalkohol,
    • 2,0 bis 3,0 Masse-% Polyether-Polyurethan,
    • 0,1 bis 0,4 Masse-% Polycarbodiimid-Vernetzungsmittel,
    • 0,03 bis 0,05 Masse-% Polyoxyalkylen-Entschäumungsmittel,
    • Rest Wasser.
  • Der optional enthaltene Weichmacher dient der Verbesserung der Elastizität des gebildeten Polymernetzwerks, und damit zur Verringerung der Neigung zur Rissbildung. Als Weichmacher geeignet sind insbesondere kleinere Moleküle, die in das Polymernetzwerk integrierbar sind bzw. sich zwischen die Polymerketten legen können.
  • Die Oberflächenleimung eines Sicherheitspapiersubstratmaterials erfolgt in erfindungsgemäßer Weise dadurch, dass ein erfindungsgemäßes Oberflächen-Leimungsmittel mit einer oder beiden Oberflächen des Sicherheitspapiersubstratmaterials in Kontakt gebracht wird und dann das geleimte Sicherheitspapiersubstratmaterial getrocknet und das Oberflächen-Leimungsmittel vernetzt wird, wobei der Vernetzungsprozess durch Erwärmen beschleunigt werden kann.
  • Die Auftragung des Leimungsmittels kann in völlig konventioneller Weise erfolgen, beispielsweise online in der Papiermaschine im Tauchbad mit anschließender Leimpresse, oder mittels Leimpresse im Sumpfbetrieb, oder mittels Streichwerk in der Papiermaschine. Alternativ kann das Oberflächen-Leimungsmittel aber auch in einem separaten Prozess (offline) aufgetragen werden, beispielsweise in einem Streichwerk.
  • Es ist prinzipiell möglich, eine oder beide Oberflächen des Sicherheitspapiersubstratmaterials jeweils nur partiell mit dem Oberflächen-Leimungsmittel auszustatten, aber üblicherweise werden beide Oberflächen vollflächig geleimt. Dabei werden etwa 0,7 bis 3,5 g Oberflächen-Leimungsmittel pro m2 Fläche jeder Oberfläche des Sicherheitspapiersubstratmaterials aufgetragen, bevorzugt 1,0 bis 2,5 g Oberflächen-Leimungsmittel pro m2 Fläche einer jeden Oberfläche.
  • Das erfindungsgemäße Oberflächen-Leimungsmittel ist grundsätzlich zur Oberflächenleimung beliebiger Papiere geeignet, ist aber speziell an die Erfordernisse bei Sicherheitspapieren angepasst. Die zu leimenden Substratmaterialien sind auf diesem Gebiet Naturfaserpapiere, insbesondere Papiere aus Baumwollfasern, Kunstfaserpapiere oder Mischfaserpapiere. Geleimt werden können aber auch Hybridpapiere mit dem Aufbau Kunststofffolie/Fasersubstrat oder dem Aufbau Fasersubstrat/Kunststofffolie/Fasersubstrat. Die Fasersubstrate der Hybridpapiere können wiederum jeweils aus Naturfasern, Kunstfasern oder Mischfasern bestehen. Bei Hybridpapieren mit dem Aufbau Kunststofffolie/Fasersubstrat wird nur die Oberfläche des Fasersubstrats mit dem erfindungsgemäßen Oberflächen-Leimungsmittel geleimt.
  • Eine Besonderheit bei Sicherheitspapiersubstratmaterialien ist, dass sie in die Stoffbahn eingebrachte Sicherheitsmerkmale bzw. Sicherheitselemente wie Wasserzeichen und Fenstersicherheitsfäden aufweisen können. Diese Sicherheitsmerkmale/Sicherheitselemente dürfen durch die Oberflächenleimung nicht beschädigt oder in ihrer Sichtbarkeit beeinträchtigt werden.
  • Das oberflächengeleimte Sicherheitspapiersubstratmaterial wird zu einem Sicherheitspapier und schließlich zu Wertdokumenten weiterverarbeitet.
  • Bei der Weiterverarbeitung des Sicherheitspapiersubstratmaterials zu einem Sicherheitspapier, das heißt bei der Herstellung eines Sicherheitspapiers, werden auf das Sicherheitspapiersubstratmaterial typischerweise verschiedene Aufdrucke und/oder Funktionsschichten (Schichten mit Sicherheitsmerkmalen) und/oder Sicherheitselemente aufgebracht. Zur Erzielung einer festen und dauerhaften Haftung von Aufdrucken, Funktionsschichten und aufgeklebten Sicherheitselementen werden bei konventionellen oberflächengeleimten Sicherheitspapiersubstratmaterialien haftungsverbessernde Vorbehandlungen durchgeführt bzw. eine Primerschicht aufgetragen. Manche Oberflächenleimungen können auch ohne haftungsverbessernde Vorbehandlung bedruckt und/oder ohne vorherige Auftragung eines Primers mit Sicherheitselementen beklebt werden, sofern dies im Anschluss an den Leimungsvorgang, das heißt ohne Zwischenlagerung des geleimten Sicherheitspapiersubstratmaterials geschieht.
  • In der Praxis erfolgt die Herstellung von Wertdokumenten jedoch nicht in der Weise, dass sämtliche Schritte von der Herstellung des Papiers bis zur Fertigstellung des Wertdokuments unmittelbar nacheinander durchgeführt werden. Vielmehr erfolgt die Herstellung der Sicherheitspapiersubstratmaterialien, ihre Weiterverarbeitung zu Sicherheitspapieren, und schließlich die Weiterverarbeitung der Sicherheitspapiere zu umlauffähigen Wertdokumenten meist sowohl räumlich als auch zeitlich getrennt. Zunächst wird ein Vorrat an Sicherheitspapiersubstratmaterial-Bahnen hergestellt, diese Bahnen auf Rollen (Tamboure) aufgerollt und die Rollen gelagert bis zum Zeitpunkt ihrer Weiterverarbeitung. Alternativ können die Sicherheitspapiersubstratmaterial-Bahnen auch zu Bögen geschnitten und als gestapelte Bögen gelagert werden. Die Lagerzeit kann mehrere Monate betragen. Schließlich wird ein Tambour mit aufgerolltem Sicherheitspapiersubstratmaterial bzw. ein Stapel mit Sicherheitspapiersubstratmaterial-Bögen aus dem Lager der Papierfabrik an einen Hersteller von Sicherheitspapieren ausgeliefert. Dort wird das Sicherheitspapiersubstratmaterial mit den für ein bestimmtes Wertdokument erforderlichen Sicherheitsmerkmalen ausgestattet und anschließend entweder sofort zu Wertdokumenten weiterverarbeitet oder erneut in aufgerolltem oder gestapeltem Zustand gelagert. Jedenfalls werden zuletzt von den Sicherheitspapier-Bahnen oder -Bögen Einzelnutzen in Form der gewünschten Wertdokumente, beispielsweise Banknoten, abgetrennt.
  • Nach einer Oberflächenleimung mit dem erfindungsgemäßen Oberflächen-Leimungsmittel kann das oberflächengeleimte Sicherheitspapiersubstratmaterial bis zu seiner Weiterverarbeitung zu Sicherheitspapier problemlos über einen Zeitraum von mehreren Monaten gelagert werden und dann ohne haftungsverbessernde Vorbehandlung oder Primerauftrag bedruckt bzw. mit Sicherheitselementen beliebiger Art beklebt werden. Die Aufdrucke sowie die aufgeklebten Sicherheitselemente haften gut und dauerhaft auf den erfindungsgemäß oberflächengeleimten Sicherheitspapiersubstratmaterialien, auch unter den widrigen Bedingungen, denen beispielsweise eine Banknote im Laufe ihrer Umlaufdauer ausgesetzt sein kann.
  • Zum Aufkleben der Sicherheitselemente können die bekannten Klebstoffe verwendet werden, insbesondere Heißsiegelklebstoffe. Bevorzugte Klebstoffe sind rein thermisch aktivierbare Heißsiegelklebstoffe, bei Raumtemperatur bereits haftende, aber thermisch aktivierbare Heißsiegelklebstoffe und UV-vernetzbare sowie LEDvernetzbare Heißsiegelklebstoffe.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen noch weiter veranschaulicht. Die Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, sie aber in keiner Weise beschränken.
    • Beispiele
  • Sicherheitspapiersubstratmaterialien aus Baumwollvelin mit einem Flächengewicht von 86 g/m2 wurden auf einer Einlehner Leimpresse bei Raumtemperatur mit vier verschiedenen Oberflächen-Leimungsmitteln geleimt, jeweils 10 Minuten lang im Vakuumtrockner und 5 Minuten lang bei 120°C im Trockenschrank getrocknet bzw. die Oberflächen-Leimungsmittel vernetzen lassen, im Intaglio-Druckverfahren und im Stahldruckverfahren bedruckt (Farbe: SICPA blau 9 SL 4752) und anschließend verschiedenen Papierprüfungen unterzogen.
  • Drei der vier Oberflächen-Leimungsmittel waren erfindungsgemäße Oberflächen-Leimungsmittel, die jeweils einen vollständig verseiften Polyvinylalkohol (Poval 28/99 von Kuraray), ein aliphatisches Polyester-Polyurethan (Liopur 2004-140 von Synthopol), ein Polyether-Polyurethan (DU 5055 F von Morchem), ein Carbodiimid-Vernetzungsmittel (Desmodur 2802 von Covestro) und Rest Wasser als Dispersionsmittel enthielten.
  • Die Zusammensetzungen sind in der folgenden Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
    Beispiel Masse% Festkörper bezogen auf die Leimungsmittel-Gesamtmasse
    PVA PU Carbodiimid
    1 3% 1,2 % 0,12 %
    2 3% 0,6 % 0,06 %
    3 3% 0,2 % 0,02 %
    PVA = Polyvinylalkohol
    PU = Polyurethan
  • Das vierte Oberflächen-Leimungsmittel war ein Vergleichs-Leimungsmittel. Die Zusammensetzung ist nachfolgend angegeben, wobei die Prozentsätze jeweils den Festkörpergehalt bezogen auf die Leimungsmittelgesamtmasse bezeichnen.
  • Das Vergleichsleimungsmittel (für das Vergleichsbeispiel) enthielt 3 Masse-% Polyvinylalkohol (Poval 28/99 von Kuraray), 1,2 Masse-% Polyamidoamin-Epichlorhydrin-Vernetzer (Kycoat von Solenis) und Rest Wasser als Dispersionsmittel.
  • Von den jeweils an beiden Oberflächen oberflächengeleimten Sicherheitspapiersubstratmaterialien aller Beispiele und des Vergleichsbeispiels wurden Prüfstücke abgetrennt. An den Prüfstücken wurden jeweils die folgenden Papierprüfungen durchgeführt:
    • Knittertest
  • Für den Knittertest wurden die Prüfstücke im Stahldruckverfahren bedruckt und zum Teil im trockenen Zustand, zum Teil im nassen Zustand einem reproduzierbaren Knittern unterzogen. Der Knittervorgang imitiert die Belastung einer Banknote im Umlauf.
  • Beim Knittertest wird jeweils ein Prüfstück zusammengerollt, in eine Hülse geschoben und mittels eines Stempels zusammengedrückt. Dann wird das geknitterte Prüfstück entnommen, entrollt und geglättet. Dieser Vorgang wird achtmal durchgeführt.
  • Beim Nassknittern werden die Prüfstücke vor dem Test für 15 Minuten in destilliertes Wasser gelegt und dann mit Fließpapier abgegautscht. Danach werden vier Knittervorgänge durchgeführt, das Prüfstück nochmals für 1 Minute in destilliertes Wasser gelegt, abgegautscht und weitere vier Knittervorgänge durchgeführt.
  • Die Beurteilung erfolgt visuell nach einer Notenskala mit Noten von 0 bis 4. Note 4 bezeichnet dabei das beste Ergebnis. Die Note 0 wird nur bei Prüfstücken mit aufgeklebtem Sicherheitselement vergeben.
    • 4 = Prüfstück unterscheidet sich nicht vom neuen Muster
    • 3 = Prüfstück zeigt nur minimale Fehler, zum Beispiel nur leichte Farbspuren oder einzelne verletzte Druckstellen
    • 2 = Prüfstück zeigt beträchtliche Veränderungen; weniger als 50%
    • 1 = Prüfstück zeigt starke Veränderungen; mehr als 50%
    • 0 = Element verschwunden
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten angegeben
    • Bestimmung der Verschmutzungsneigung
  • Für die Bestimmung der Verschmutzungsneigung werden oberflächengeleimte Prüfstücke mit einer definierten Schmutzmischung (Mischung aus festem und flüssigem hydrophilem und hydrophobem Schmutz) verschmutzt und anschließend optisch ausgewertet. Der Test stellt die Umlaufeigenschaften von Banknoten nach.
  • Bei dem Test wird jeweils ein Prüfstück in einen Behälter gelegt, Glasperlen (7 mm Durchmesser) und die Schmutzmischung darauf gegeben und der Behälter 20 Minuten lang hin- und herbewegt. Dann wird das Prüfstück herausgenommen und mit Papiertüchern so gut wie möglich gesäubert.
  • Danach wird der Helligkeitsgrad L gemessen und mit dem Helligkeitsgrad L vor der Verschmutzung verglichen. Je größer der Differenzwert der Helligkeiten ΔL, desto stärker die Verschmutzung.
  • Bei jedem Prüfstück wird die Verschmutzungsneigung sowohl an der Siebseite als auch an der Filzseite geprüft.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten angegeben.
    • Waschtest
  • Für den Test werden Prüfstücke verwendet, die nicht nur oberflächengeleimt, sondern auch bedruckt sind, und zwar teilweise im Stahldruckverfahren, teilweise im Offset-Druckverfahren. Der Aufdruck befindet sich jeweils unmittelbar auf der Oberflächenleimung. Es wird jeweils ein Prüfstück in ein Leinensäckchen geschoben, fixiert und in einer Waschmaschine mit Waschmittel gewaschen. Ein Teil der Prüfstücke wird bei 60°C gewaschen, der andere Teil der Prüfstücke bei 95°C.
  • Der Waschtest soll eine im täglichen Umlauf einer Banknote unbeabsichtigte, aber denkbare Belastung imitieren. Man spricht auch von einer Prüfung der Nassfarbhaftung.
  • Nach dem Schleudern werden die Prüfstücke entnommen, trocknen lassen und visuell nach einer Notenskala mit Noten von 0 bis 4 beurteilt, wie oben beim Knittertest beschrieben.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten angegeben.
    • Doppelfalztest
  • Die Doppelfalzzahl wurde in Längsrichtung und in Querrichtung der Prüfstücke nach ISO 5626-1993 bestimmt. Die Ergebnisse sind zusammen mit den errechneten Mittelwerten in Tabelle 2 unten angegeben.
    • Bruchlast
  • Die Bruchlast wurde sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand (Nassbruchlast) in Längsrichtung und in Querrichtung der Prüfstücke nach ISO 1924-2 bestimmt. Die Ergebnisse sind zusammen mit den errechneten Mittelwerten in Tabelle 2 unten angegeben.
    • Rauigkeit
  • Die Rauigkeit wurde an der Siebseite (SS) und an der Filzseite (FS) der Prüfstücke nach ISO 8791-2 bestimmt. Die Ergebnisse sind zusammen mit den errechneten Mittelwerten in Tabelle 2 unten angegeben.
    • Porosität
  • Die Porosität wurde durch Strömung von Luft von der Siebseite zur Filzseite der Prüfstücke nach ISO 5636/3 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten angegeben.
    • Trocknungszeit
  • Die Ermittlung der Trocknungszeit dient der Prüfung des Wegschlagverhaltens und der Trockenzeit von Druckfarben auf dem betreffenden Papier. Es wurde ein Trockenzeitprüfgerät von Prüfbau verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten angegeben.
    • Tesatest
  • Für den Test wurden T-LEAD- und L-LEAD-Sicherheitselemente (Multifunktionsschicht-Sicherheitselemente ohne bzw. mit Trägerfolie) aufweisende Prüfstücke verwendet. Die Sicherheitselemente wurden mittels Heißsiegelklebstoff unmittelbar auf die oberflächengeleimten Sicherheitspapiersubstratmaterialien aufgeklebt, ohne Verwendung eines Primers. Eine Hälfte der Prüfstücke besaß Sicherheitselemente, die unmittelbar nach der Oberflächenleimung aufgeklebt worden waren, während bei der anderen Hälfte der Prüfstücke die Sicherheitselemente erst nach drei Monaten Liegezeit aufgeklebt worden waren.
  • Beim Tesatest wird ein Ende eines Streifens Tesafilm umgeklappt und auf das andere Ende aufgeklebt, so dass eine Schlaufe entsteht, wobei die klebende Seite nach außen weist. Dann wird der Tesastreifen so auf ein Prüfstück aufgeklebt, dass er das darauf befindliche Sicherheitselement bedeckt, und fest angedrückt. Anschließend wird er mit einem Ruck in einem Winkel von etwa 45° von dem Prüfstück abgerissen und daneben aufgeklebt.
  • Der Test wurde an trockenen und nassen Prüfstücken durchgeführt. Für den Nasstest wurden die Prüfstücke nach dem Aufkleben des Tesafilms 30 Minuten lang in Wasser gelegt, und der Tesastreifen unmittelbar nach der Entnahme aus dem Wasser abgerissen.
  • Der Trockentest wurde sowohl an Prüfstücken mit frisch aufgeklebten Sicherheitselementen als auch an Prüfstücken drei Tage nach dem Aufkleben der Sicherheitselemente durchgeführt, der Nasstest wurde nur an Prüfstücken drei Tage nach dem Aufkleben der Sicherheitselemente durchgeführt.
  • Als Klebestreifen wurde Tesafilm der Firma Beiersdorf, Typ Nr. 4104 verwendet.
  • Die Beurteilung erfolgt visuell nach einer Notenskala mit Noten von 0 bis 4 wie oben beim Knittertest angegeben.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten angegeben.
  • Es versteht sich, dass jeder Test bei allen Beispielen und dem Vergleichsbeispiel jeweils unter denselben Bedingungen durchgeführt wurde, um Vergleichbarkeit zu gewährleisten. Tabelle 2
    Einheit Varianten
    Leimung Vergleichsbeispiel Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3
    PVA:PU-Mischungsverhältnis (in Bezug auf Festkörper) 100 : 0 70 : 30 83 : 17 94 : 6
    Flächengewicht g/m2 87,7 89,2 88,2 87,3
    Leimaufnahme g/m2 1,7 3,2 2,2 1,3
    Waschen Stahldruck ECE 60°C Note 4-0 2 3- 2+ 3-
    ECE 95°C Note 4-0 2 2+ 2+ 2+
    Knittern Stahldruck trocken Note 4-0 4 4 4 4
    nass Note 4-0 4 4 4 4
    Waschen Offsetdruck ECE 60°C Note 4-0 2+ 2+ 2+ 2+
    ECE 95°C Note 4-0 2 2 2 2
    Verschmutzung SS Δ L 32,9 33,8 31,3 35,1 30,4
    FS 32,1 33,2 33,1
    Doppelfalz längs Falzzahl 3004 2423 2462 2351
    quer Falzzahl 1020 965 1334 1041
    mittel Falzzahl 2012 1694 1898 1696
    Porosität SS / FS ml/min 37 16 18 23
    Rauigkeit SS ml/min 644 609 692 654
    FS ml/min 495 532 474 468
    mittel ml/min 569 570 583 561
    Bruchlast längs N/15mm 114 124 120 122
    quer N/15mm 48 48 44 46
    mittel N/15mm 81 86 82 84
    Nassbruchlast längs N/15mm 47 47 47 46
    quer N/15mm 19 19 18 19
    mittel N/15mm 33 33 32 32
    Trocknungszeit Prüfbau Std. 11,5 12,5 13 12,5
    Tesatest / T-LEAD L-LEAD sofort Note 4-0 4 4 4 4
    4 4 4 4
    Tesatest /T-LEAD L-LEAD nach 3 Note 4-0 4 4 4 4
    Tagen 4 4 4 4
    Nasstesa / T-LEAD L-LEAD nach 3 Note 4-0 2 4 4 4
    Tagen 1 4 4 4
    nach 3 Monaten Liegezeit der Papiere gesiegelt
    Tesatest / T-LEAD L-LEAD sofort Note 4-0 3 4 4 4
    4 4 4 4
    Tesatest / T-LEAD L-LEAD nach 3 Note 4-0 4 4 4 4
    Tagen 4 4 4 4
    Nasstest / T-LEAD L-LEAD nach 3 Note 4-0 2 4 4 3
    Tagen 1 4 4 3
  • Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, erzielten alle Oberflächenleimungen der Beispiele und des Vergleichsbeispiels grundsätzlich gute Ergebnisse hinsichtlich relevanter Eigenschaften wie Verschmutzung, Falzzahlen, Porosität, Rauigkeit und Bruchlasten (sowohl trocken als auch nass). Leimungsmittel mit reinem Polyurethan als Bindemittel sind darüber hinaus sehr alterungsbeständig jedoch leider unverhältnismäßig teuer. Wie Tabelle 2 zeigt, ist es möglich, bei einem Oberflächen-Leimungsmittel mit preiswertem Polyvinylalkohol als Bindemittel einen gewissen Teil des Polyvinylalkohols durch Polyurethan zu ersetzen und dadurch die vorteilhafteste Eigenschaft des Polyurethan-Leimungsmittels, nämlich seine Alterungsbeständigkeit, auf das preiswerte Polyvinylalkohol-Leimungsmittel zu übertragen, ohne sonstige Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Bereits das Papier von Beispiel 3, das mit einem Oberflächen-Leimungsmittel geleimt war, das ein Masseverhältnis Polyurethan : Polyvinylalkohol von 6 : 94 aufwies, konnte bei allen Tesatests mit der Bestnote 4 bewertet werden, wenn die Sicherheitselemente sofort nach der Oberflächenleimung aufgeklebt worden waren. Wenn die Sicherheitselemente auf ein bereits gealtertes Papiersubstratmaterial (3 Monate nach erfolgter Oberflächenleimung) aufgeklebt worden waren, konnte immerhin das Papier des Beispiels 2, bei dem lediglich 17 Masse-% des Polyvinylalkohols durch Polyurethan ersetzt worden waren, in allen Tesatests mit der Bestnote 4 bewertet werden.

Claims (17)

  1. Oberflächen-Leimungsmittel für ein Sicherheitspapier, aufweisend
    ein Bindemittel,
    ein Vernetzungsmittel und
    ein Dispersionsmittel, wobei
    das Bindemittel eine Polyvinylalkohol-Komponente und eine Polyurethan-Komponente aufweist,
    das Vernetzungsmittel ein Carbodiimid ist, und
    das Dispersionsmittel zu mindestens 95 Masse-% aus Wasser besteht.
  2. Oberflächen-Leimungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyvinylalkohol oder die Polyvinylalkohole, die die Polyvinylalkohol-Komponente bilden, einen Verseifungsgrad von mindestens 95 Mol-%, bevorzugt von mindestens 98 Mol-% aufweisen.
  3. Oberflächen-Leimungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethan-Komponente aus einem oder mehreren Polyurethan-Homopolymeren oder aus einem oder mehreren Polyurethan-Acrylat-Copolymeren oder aus einem Gemisch von einem oder mehreren Polyurethan-Homopolymeren und einem oder mehreren Polyurethan-Acrylat-Copolymeren besteht.
  4. Oberflächen-Leimungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Polyacrylat oder ein Gemisch von Polyacrylaten enthält, wobei das Polyacrylat oder Gemisch von Polyacrylaten einen Teil der Polyurethan-Komponente ersetzt.
  5. Oberflächen-Leimungsmittel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethan-Homopolymere oder die Polyurethan-Einheiten der Polyurethan-Acrylat-Copolymere Polyether-Polyurethane und/oder Polyester-Polyurethane und/oder Polyether/Polyester-Polyurethane, bevorzugt Polyether-Polyurethane, sind.
  6. Oberflächen-Leimungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es frei von Pigmenten und/oder Füllstoffen ist.
  7. Oberflächen-Leimungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyvinylalkohol-Komponente 2,0 bis 5,0 Masse-%, bevorzugt 2,5 bis 3,5 Masse-% der Gesamtmasse des Oberflächen-Leimungsmittels ausmacht.
  8. Oberflächen-Leimungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethan-Komponente 0,2 bis 5,0 Masse-%, bevorzugt 0,2 bis 2,0 Masse-% der Gesamtmasse des Oberflächen-Leimungsmittels ausmacht.
  9. Verfahren zur Oberflächenleimung eines Sicherheitspapiersubstratmaterials, folgende Schritte aufweisend:
    (a) in Kontakt bringen einer oder beider Oberflächen des Sicherheitspapiersubstratmaterials mit einem Oberflächen-Leimungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, und
    (b) Trocknen und Vernetzen des Oberflächen-Leimungsmittels.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass pro Oberfläche des Sicherheitspapiersubstratmaterials 0,7 bis 3,5 g Oberflächen-Leimungsmittel/m2 Oberfläche, bevorzugt 1,0 bis 2,5 g/m2 aufgetragen werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitspapiersubstratmaterial ein Naturfaserpapier oder ein Kunstfaserpapier oder ein Mischfaserpapier oder ein Hybridpapier mit dem Aufbau Kunststofffolie/Fasersubstrat oder mit dem Aufbau Fasersubstrat/Kunststofffolie/Fasersubstrat ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitspapiersubstratmaterial ein Sicherheitsmerkmal wie ein Wasserzeichen oder einen Fenstersicherheitsfaden aufweist.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers, aufweisend ein Weiterverarbeiten des nach einem der Ansprüche 9 bis 12 geleimten Sicherheitspapiersubstratmaterials durch Bedrucken mindestens einer Oberfläche des geleimten Sicherheitspapiersubstratmaterials und/oder durch Aufkleben eines Sicherheitselements auf mindestens eine Oberfläche des geleimten Sicherheitspapiersubstratmaterials, wobei das Sicherheitspapiersubstratmaterial ohne Druckvorbehandlung bedruckt wird und/oder das Sicherheitselement ohne Verwendung eines Primers aufgeklebt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterverarbeitung durchgeführt wird nachdem das geleimte Sicherheitspapiersubstratmaterial mindestens einen Monat lang gelagert wurde.
  15. Sicherheitspapiersubstratmaterial, insbesondere Banknotenpapiersubstratmaterial, das mit einem Oberflächen-Leimungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8 geleimt ist.
  16. Sicherheitspapier, insbesondere Banknotenpapier, aufweisend ein Sicherheitspapiersubstratmaterial nach Anspruch 15.
  17. Wertdokument, insbesondere Banknote, aufweisend ein Sicherheitspapier nach Anspruch 16.
EP23020476.0A 2022-10-18 2023-10-17 Oberflächen-leimungsmittel für ein sicherheitspapier, verfahren zur oberflächenleimung eines sicherheitspapiersubstratmaterials, sicherheitspapier und wertdokument Pending EP4357521A1 (de)

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