EP4634456A1 - Sicherheitssubstrat, sicherheitspapier und herstellungsverfahren - Google Patents

Sicherheitssubstrat, sicherheitspapier und herstellungsverfahren

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Publication number
EP4634456A1
EP4634456A1 EP23840618.5A EP23840618A EP4634456A1 EP 4634456 A1 EP4634456 A1 EP 4634456A1 EP 23840618 A EP23840618 A EP 23840618A EP 4634456 A1 EP4634456 A1 EP 4634456A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dirt
security
dry weight
substrate body
repellent
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
EP23840618.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Mengel
Thomas Bodendieck
Alexander TANTSCHER
Bernhard Wiedner
Michael Böhm
Rudolf Seidler
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 EP4634456A1 publication Critical patent/EP4634456A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
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    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/80—Paper comprising more than one coating
    • D21H19/84—Paper comprising more than one coating on both sides of the substrate

Definitions

  • the invention relates to a security substrate for the production of security and value documents, a security paper with such a security substrate and a method for producing such a security substrate.
  • Security substrates which often consist of paper or have a paper core and have special security features, such as an at least partially embedded security thread or a watermark.
  • banknote paper Since banknote paper is very porous, it has a relatively large surface and a high level of surface roughness. The size of the resulting protrusions and cavities is below the resolution limit of the human eye, but compared to a smooth surface they still represent starting points for dirt deposits.
  • the publication WO 2021/023601 A1 proposes a wrinkle- and dirt-resistant fiber substrate obtained by a wet process, which has a high mechanical strength in order to prevent banknotes made from the fiber substrate from being exposed to excessive microbial stress during their ageing in circulation.
  • the invention is based on the task of further improving the circulation time of known security substrates.
  • Typical properties of paper banknotes, such as sound, colour, feel and transmission properties, are retained.
  • a security substrate for the production of security and value documents comprises a fiber substrate body which contains by mass:
  • the fiber substrate body is provided with a dirt-repellent layer on at least one of its main surfaces.
  • a fiber substrate body of the type mentioned has been proposed as a fiber substrate in the publication WO 2021/023601 Al.
  • the inventors have now found that although the known fiber substrate body has a high z-strength, measured according to the Scott-Bond method, its resistance to rotation can surprisingly be increased by an additional dirt-repellent layer.
  • the fiber substrate body is provided with a dirt-repellent film on each of its opposite main surfaces and together these two films form a composite safety substrate.
  • the fiber substrate body is provided with a dirt-repellent coating on at least one of its main surfaces.
  • the fiber substrate body can also be provided with a dirt-repellent coating on its two opposite main surfaces in order to achieve a particularly high resistance to circulation.
  • the dirt-repellent coating consists of a composition that contains an acrylate system as the exclusive binder and no fillers.
  • the composition is preferably present on the fiber substrate body in a basis weight of between 1 and 6 g/m 2 , in particular between 2 and 3 g/m 2 .
  • the dirt-repellent coating can consist of a composition as described in the publication WO 00/00697 A1, the disclosure content of which is incorporated in the present application.
  • compositions can contain acrylates or a mixture of polymers or copolymers with a high acrylate content as a binding agent.
  • the composition can also contain at least one substance with a visually and/or mechanically detectable property for security features and/or
  • the material mentioned advantageously has luminescent, magnetic, electrically conductive, light-diffracting, light-interfering or light-polarizing properties, and it can also be provided only partially, preferably in the form of a pattern in the coating.
  • the dirt-repellent coating is formed on the basis of polyurethanes.
  • the dirt-repellent coating can advantageously consist of a composition which contains 50% to 70% dry weight of a transparent or translucent binder and 30% to 50% of a silicon oxide and optionally at least one functional additive, the sum of the said components making up 100% of the composition, and the elastomeric binder being selected from the group formed by polyurethanes which can be used in the form of stabilized aqueous dispersions. Further details and advantageous embodiments of such a composition can be found in the publication WO 2002/020902 A1, the disclosure content of which is incorporated in the present application.
  • a dirt-repellent coating formed on the basis of polyurethanes can also consist of a composition which contains a non-pigmented polyurethane and optionally at least one functional additive. Further details and advantageous embodiments of such a composition can be found in the publication WO 96/28610 A1, the disclosure content of which is incorporated in the present application.
  • the dirt-repellent coating in all variants of the invention advantageously contains biocidal additives as functional additives, in particular fungicidal, bactericidal and/or virucidal additives.
  • biocidal additives in this case are, in particular, quaternary ammonium salt compounds, diiodomethyl-p-tolylsulfone and 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate (IPBC) and thiabendazole.
  • IPBC 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate
  • thiabendazole quaternary ammonium salt compounds, diiodomethyl-p-tolylsulfone and 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate (IPBC) and thiabendazole.
  • the dirt-repellent coating contains visually and/or mechanically testable feature substances as functional additives.
  • luminescent, IR-absorbing and/or magnetic feature substances come into consideration.
  • the fiber substrate body itself can also have a biocidal finish and contain, for example, 0.001% to 1% dry weight of at least one biocidal agent.
  • a biocidal finish on the fiber substrate body itself can be combined with the above-described biocidal finish on the dirt-repellent coating of the fiber substrate body.
  • the anionic polymer of the fiber substrate body is advantageously selected from carboxylated styrene-butadiene copolymers.
  • the fiber substrate body is advantageously designed like the fiber substrate of the publication WO 2021/023601 A1, the disclosure content of which is fully incorporated in the present application. This applies in particular to the advantageous embodiments of the anionic polymer, the cationic precipitant and the fibers of the fiber substrate body described in WO 2021/023601 A1.
  • a biocide, a humectant and fillers, as described in more detail in WO 2021/023601 A1, can also be present in the fiber substrate body.
  • a partial or full-surface inner printing layer is provided between the fiber substrate body and at least one dirt-repellent layer.
  • the inner printing layer can be, for example, an offset, engraving or screen printing layer.
  • the security substrate then represents a pre-printed security substrate whose inner printing layers are well protected by the dirt-repellent layer.
  • the invention also includes a security paper with a security substrate of the type described and at least one partial or full-surface external printing layer applied to a dirt-repellent layer.
  • the external printing layer can in particular be an offset, intaglio or screen printing layer.
  • external printing layers can be covered with a further layer, for example a lacquer layer or a further dirt-repellent layer.
  • the further dirt-repellent layer can in particular be a film or a coating of the type described above.
  • the term 'external printing layer' therefore only refers to the position of the printing layer outside the dirt-repellent layer mentioned. layers on the fiber substrate body and does not mean that such a printing layer represents the outermost layer of the security paper.
  • the security paper can in particular represent a banknote or other valuable document.
  • the invention also includes a method for producing a security substrate of the type described.
  • a fiber substrate body with the above-mentioned composition is provided.
  • the fiber substrate body can advantageously be produced according to one of the methods described in WO 2021/023601 A1.
  • a dirt-repellent coating is applied to the fiber substrate body on one or both main surfaces.
  • the dirt-repellent coating is preferably applied by squeegee or printed on with a basis weight of between 1 and 6 g/m 2 , in particular between 2 and 3 g/m 2 .
  • a printing layer can be applied to the fiber substrate in order to form an internal printing layer in the security substrate.
  • the security substrate can be further processed in order to increase the smoothness of the surface, for example by calendering.
  • the fiber substrate body is provided with a dirt-repellent film on both sides in order to form a composite safety substrate.
  • the fiber substrate body can be laminated together with the two films, for example. Further embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures, in which a true-to-scale and true-to-proportion reproduction was omitted in order to increase clarity.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a banknote with a security substrate according to the invention
  • Fig. 2 and 3 each show a security substrate according to an embodiment of the invention
  • Fig. 4 shows a printed security paper produced using the security substrate of Fig. 3,
  • Fig. 5 shows a security substrate according to another embodiment of the invention
  • Fig. 6 shows a printed security paper made using the security substrate of Fig. 5, and
  • Fig. 7 shows a security substrate according to a further embodiment of the invention with dirt-repellent films.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a banknote note 10 with a security substrate 12 which is provided with printing elements 14, 16, a portrait watermark 18 and, if appropriate, further security features not shown in the figure.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a security substrate 20 that can be used in the production of the banknote 10.
  • the security substrate 20 contains a fiber substrate body 22 and a dirt-repellent coating 24 applied to the fiber substrate body 22.
  • the fiber substrate body 22 is designed in the manner described in more detail above.
  • the fiber substrate body 22 specifically comprises 60% to 96%, preferably even 70% to 96% dry weight of fibers, in particular cellulose fibers, based on the dry weight of the fiber substrate body. It also comprises 1% to 10%, preferably 3% to 8% dry weight of a carboxylated styrene-butadiene copolymer, which preferably has a glass transition temperature of -30 °C to -20 °C and particularly preferably of -25 °C, and 0.8% to 3.5% dry weight of at least one cationic precipitant, based on the dry weight of the fibers, preferably a polyamide-polyamine-epichloride resin.
  • the fiber substrate body 22 has a particularly high z-strength or splitting strength, which can be determined, for example, according to the Scott-Bond method.
  • the dirt-repellent coating 24 applied to the fiber body consists of a composition that contains an acrylate system as the exclusive binder and no fillers.
  • the coating 24 was applied over the entire surface of the fiber substrate body 22 doctored or printed, the basis weight of the coating being between 1 and 6 g/m 2 and in particular 2-3 g/m 2 .
  • the dirt-repellent coating 24 does not contain any fillers, the composition wets the fibers of the fiber substrate body 22 in the surface area and forms a closed surface film that minimizes access to the fibers by dirt.
  • the dirt-repellent coating 24 then provides a smooth surface that offers little opportunity for dirt to accumulate.
  • the layer thickness of the coating 24 is so small that the familiar and desired properties of the fiber substrate body 22, such as its grip and printability, are not impaired.
  • the transmission properties of the fiber substrate body are also retained, so that the recognizability of watermarks, such as the portrait watermark 18 of Fig. 1, is not impaired by the dirt-repellent finish.
  • the fiber substrate body 22 is provided on its two opposite main surfaces with a dirt-repellent coating 24, 26 of the type described, as shown in the security substrate 25 of Fig. 3.
  • the security substrates 20, 25 of Figures 2 and 3 have a high z-strength due to the fiber substrate body used and a particularly high resistance to circulation due to the dirt-repellent coating.
  • the coatings 24, 26 also provide an ideal printing surface for high print resolution and good ink adhesion. Nevertheless, the typical properties of the fiber substrate body 22, such as color, sound, feel and transmission properties, are retained.
  • the dirt-repellent coating 24 advantageously contains biocidal additives, in particular fungicidal, bactericidal and/or virucidal additives, as functional additives.
  • the dirt-repellent coating 24 can contain, for example, a benzalkonium halide and a compound selected from the group consisting of didecyldimethylammonium halides, 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate, diiodomethyl-p-tolylsulfone and thiabendazole.
  • Figure 4 shows an example of a printed security paper 30 that was produced using the security substrate 25 of Figure 3.
  • a front print 34 and a back print 36 are applied to the dirt-repellent coatings 24, 26, for example by offset, intaglio or screen printing.
  • the printed security paper 30 can in particular be a banknote, such as the banknote 10 of Figure 1.
  • a partial or full-surface internal printing layer 42 is provided in a security substrate 40 between the fiber substrate body 22 and one of the dirt-repellent coatings 24. It is understood that such an internal printing layer can also be provided on both sides of the security substrate 40 between the fiber substrate body 22 and the respective dirt-repellent coating 24, 26.
  • the dirt-repellent coating can also be provided on only one of the two main surfaces of the fiber substrate body 22, as in Fig. 2.
  • a pre-printed security substrate 40 may be
  • Fig. 5 with additional dirt-repellent coatings 24, 26 applied, external printing layers, for example in the form of a front and/or back print 34, 36, in order to obtain a printed security paper 50.
  • the inner printing layer 42 can provide a background print common to an entire series of banknotes, while the front and back prints 34, 36 form individual designs for the various denominations.
  • Figure 7 shows a security substrate 60 according to a further embodiment of the invention, in which a fiber substrate body 22 of the type described above is provided on its opposite main surfaces with a dirt-repellent film 62 and together these two films form a composite security substrate.
  • a front or back print can be applied to the dirt-repellent films 62, as already described in principle above in connection with Figures 4 and 6.
  • a partial or full-surface print layer can be provided between the fiber substrate body 22 and one or both of the dirt-repellent films 62 in order to obtain a partially pre-printed security substrate.
  • the dirt-repellent films 62 can be provided with a biocidal treatment, for example based on quaternary ammonium salt compounds. List of reference symbols

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssubstrat (20) für die Herstellung von Sicherheits- und Wertdokumenten, mit einem Fasersubstratkörper (22), der nach Masse enthält: - 40 % bis 96 % Trockengewicht an Fasern, insbesondere Zellulosefasern, bezogen auf das Trockengewicht des Fasersubstratkörpers, - 1 % bis 20 % Trockengewicht, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, mindestens eines anionischen Polymers mit einer Glasübergangstemperatur Tg von über - 40 °C, insbesondere eines carboxylierten Polymers, und - 0,5 % bis 5 % Trockengewicht mindestens eines kationischen Fällungsmittels, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, wobei das anionische Polymer in einer ausgefällten Form an der Oberfläche der Fasern vorliegt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Fasersubstratkörper (22) auf zumindest einer seiner Hauptflächen mit einer schmutzabweisenden Schicht (24, 26; 62) versehen ist.

Description

Sicherheitssubstrat, Sicherheitspapier und Herstellungsverfahren
Die Erfindung betrifft ein Sicher heits Substrat für die Herstellung von Sicher- heits- und Wertdokumenten, ein Sicherheitspapier mit einem solchen Sicherheitssubstrat und Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitssubstrats.
Banknoten und andere Wertdokumente werden aus Sicherheitssubstraten gefertigt, die oft aus Papier bestehen oder einen Papierkern aufweisen und besondere Sicherheitsmerkmale, wie etwa einen zumindest teilweise eingebetteten Sicherheitsfaden oder ein Wasserzeichen aufweisen.
Es ist bekannt, dass die Umlaufdauer von Banknoten stark von der Beanspruchung der Noten abhängt. Dabei gilt eine frühzeitige Verschmutzung als eine der Hauptursachen für die eingeschränkte Umlaufzeit von Banknoten. Da Banknotenpapier sehr porös ist, weist es eine relativ große Oberfläche und hohe Oberflächenrauigkeit auf. Die Größenordnung der resultierenden Vorsprünge und Hohlräume liegt zwar unterhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges, dennoch stellen sie gegenüber einer glatten Oberfläche Ansatzpunkte für Schmutzablagerungen dar.
In der Druckschrift WO 2021/023601 Al wird ein durch ein Nassverfahren erhaltenes, knitter- und schmutzbeständiges Fasersubstrat vorgeschlagen, das eine hohe mechanische Festigkeit aufweist, um zu verhindern, dass aus dem Fasersubstrat hergestellte Banknoten während ihre Alterung im Umlauf einer zu starken mikrobiellen Belastung ausgesetzt sind.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Umlaufdauer bekannter Sicherheitssubstrate weiter zu verbessern. Idealerweise werden dabei typische Eigenschaften von Papierbanknoten, wie Klang, Farbe, Griffigkeit und die Transmissionseigenschaften beibehalten.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der Erfindung enthält ein Sicherheitssubstrat für die Herstellung von Sicherheits- und Wertdokumenten einen Fasersubstratkörper, der nach Masse enthält:
40 % bis 96 % Trockengewicht an Fasern, insbesondere Zellulosefasern, bezogen auf das Trockengewicht des Fasersubstratkörpers,
1 % bis 20 % Trockengewicht, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, mindestens eines anionischen Polymers mit einer Glasübergangstemperatur Tg von über - 40 °C, insbesondere eines carboxylierten Polymers, und
0,5 % bis 5 % Trockengewicht mindestens eines kationischen Fällungsmittels, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, wobei das anionische Polymer in einer ausgefällten Form an der Oberfläche der Fasern vorliegt.
Als Besonderheit ist der Fasersubstratkörper auf zumindest einer seiner Hauptflächen mit einer schmutzabweisenden Schicht versehen.
Ein Fasersubstratkörper der genannten Art ist in der Druckschrift WO 2021 / 023601 Al als Fasersubstrat vorgeschlagen worden. Die Erfinder haben nun festgestellt, dass der bekannte Fasersubstratkörper zwar eine hohe z- Festigkeit, gemessen nach der Scott-Bond-Methodik aufweist, dass seine Umlaufbeständigkeit aber überraschend durch eine zusätzliche schmutzabweisende Schicht noch erhöht werden kann. In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist der Fasersubstratkörper auf seinen gegenüberliegenden Hauptflächen jeweils mit einer schmutzabweisenden Folie versehen und bildet zusammen diesen beiden Folien ein Verbund-Sicherheitssubstrat.
Gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung ist der Fasersubstratkörper auf zumindest einer seiner Hauptflächen mit einer schmutzabweisenden Beschichtung versehen. Der Fasersubstratkörper kann auch auf seinen beiden gegenüberliegenden Hauptflächen mit einer schmutzabweisenden Beschichtung versehen sein, um eine besondere hohe Umlaufbeständigkeit zu erreichen.
Die schmutzabweisende Beschichtung besteht in einer vorteilhaften Erfindungsvariante aus einer Zusammensetzung, die ein Acrylatsystem als ausschließliches Bindemittel und keine Füllstoffe enthält. Die Zusammensetzung liegt dabei auf dem Fasersubstratkörper vorzugsweise in einem Flächengewicht zwischen 1 und 6 g/ m2, insbesondere zwischen 2 und 3 g/ m2 vor. Insbesondere kann die schmutzabweisende Beschichtung aus einer Zusammensetzung bestehen, wie sie in der Druckschrift WO 00/00697 Al, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird, beschrieben ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Zusammensetzung sind in der WO 00/ 00697 Al beschrieben. So kann die Zusammensetzung insbesondere als Bindemittel Acrylate oder eine Mischung aus Polymeren bzw. Copolymeren mit einem hohen Acrylatanteil enthalten. Die Zusammensetzung kann auch in geringer Konzentration wenigstens einen Stoff mit einer visuell und/ oder maschinell nachweisbaren Eigenschaft für Sicherheitsmerkmale und/ oder Codierungen enthalten. Der genannte Stoff weist dabei vorteilhaft lumines- zierende, magnetische, elektrisch leitfähige, lichtbeugende, lichtinterferierende oder lichtpolarisierende Eigenschaften auf, und er kann auch nur partiell, vorzugsweise in Form eines Musters in der Beschichtung vorgesehen sein.
Nach einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Erfindungs Variante ist die schmutzabweisende Beschichtung auf Basis von Polyurethanen gebildet.
In diesem Fall kann die schmutzabweisende Beschichtung mit Vorteil aus einer Zusammensetzung bestehen, die 50 % bis 70 % Trockengewicht eines durchsichtigen oder durchscheinenden Bindemittels und 30 % bis 50 % eines Siliziumoxids und gegebenenfalls zumindest einen funktionellen Zusatzstoff enthält, wobei die Summe der genannten Komponenten 100% der Zusammensetzung ausmacht, und wobei das elastomere Bindemittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die von den Polyurethanen, die in Form von stabilisierten wässrigen Dispersionen verwendbar sind, gebildet wird. Weitere Details und vorteilhafte Ausgestaltungen einer solchen Zusammensetzung können der Druckschrift WO 2002/ 020902 Al entnommen werden, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Eine auf Basis von Polyurethanen gebildete schmutzabweisende Beschichtung kann auch aus einer Zusammensetzung bestehen, die ein nicht pigmentiertes Polyurethan und gegebenenfalls zumindest einen funktionellen Zusatzstoff enthält. Weitere Details und vorteilhafte Ausgestaltungen einer solchen Zusammensetzung können der Druckschrift WO 96/28610 Al entnommen werden, deren Offenbarungs gehalt insoweit in die vorliegende Anmeldung auf genommen wird. Mit Vorteil enthält die schmutzabweisende Beschichtung in allen Erfindungsvarianten als funktionelle Zusatzstoffe biozide Additive, insbesondere fungizide, bakterizide und/ oder viruzide Additive. Als biozide Additive kommen dabei insbesondere quartäre Ammoniumsalzverbindungen, Diiod- methyl-p-tolylsulfon und 3-Iod-2-propinylbutylcarbamat (IPBC) und Thiabendazol in Betracht. Diese und weitere vorteilhaft einsetzbare biozide Additive sind in der Druckschrift WO 2022/189043 Al beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Auch der Einsatz von Singulett-Sauerstoff-Katalysatoren als biozide Additve kommt vorteilhaft in Betracht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthält die schmutzabweisende Beschichtung als funktionelle Zusatzstoffe visuell und/ oder maschinell prüfbare Merkmalsstoffe. Dabei kommen insbesondere lumineszente, IR-absorbierende und/ oder magnetische Merkmalsstoffe in Betracht.
Auch der Fasersubstratkörper selbst kann eine biozide Ausstattung aufweisen und beispielsweise 0,001 % bis 1% Trockengewicht mindestens eines bio- ziden Mittels enthalten. Für eine verstärkte Wirkung kann eine biozide Ausstattung des Fasersubstratkörpers selbst mit der oben beschriebenen biozi- den Ausstattung der schmutzabweisenden Beschichtung des Fasersubstratkörpers kombiniert sein.
Das anionische Polymer des Fasersubstratkörpers ist mit Vorteil aus car- boxylierten Styrol-Butadien-Copolymeren ausgewählt. Der Fasersubstratkörper ist mit Vorteil wie das Fasersubstrat der Druckschrift WO 2021/023601 Al ausgebildet, deren Offenbarungsgehalt vollständig in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Insbesondere gilt dies für die in der WO 2021/023601 Al beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen des anionischen Polymers, des kationischen Fällungsmittels und der Fasern des Fasersubstratkörpers. Auch ein Biozid, ein Feuchthaltemittel und Füllstoffe, wie sie in der WO 2021/023601 Al genauer beschrieben sind, können in dem Fasersubstratkörper vorliegen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Fasersubstratkörper und zumindest einer schmutzabweisenden Schicht eine partielle oder vollflächige innenliegende Druckschicht vorgesehen. Bei der innenliegenden Druckschicht kann es sich beispielsweise um eine Offset-, Stich- oder Siebdruckschicht handeln. Das Sicherheitssubstrat stellt dann ein vorbedrucktes Sicherheitssubstrat dar, dessen innenliegende Druckschichten gut durch die schmutzabweisende Schicht geschützt sind.
Die Erfindung enthält auch ein Sicherheitspapier mit einem Sicherheitssubstrat der beschriebenen Art und zumindest einer, auf einer schmutzabweisenden Schicht aufgebrachten, partiellen oder vollflächigen außenliegenden Druckschicht. Bei der außenliegenden Druckschicht kann es sich insbesondere um eine Offset-, Stich- oder Siebdruckschicht handeln. Um auch Schmutzanlagerungen an einer außenliegenden Druckschicht zu verhindern, können außenliegende Druckschichten mit einer weiteren Schicht, beispielsweise einer Lackschicht oder einer weiteren schmutzabweisenden Schicht abgedeckt sein. Die weitere schmutzabweisenden Schicht kann dabei insbesondere eine Folie oder eine Beschichtung der oben beschriebenen Art sein. Die Bezeichnung 'außenliegende Druckschicht' bezieht sich daher nur auf die Lage der Druckschicht außerhalb der genannten schmutzabweisenden Schichten auf dem Fasersubstratkörper und bedeutet nicht, dass eine solche Druckschicht die äußerste Schicht des Sicherheitspapiers darstellt.
Das Sicherheitspapier kann insbesondere eine Banknote oder an anderes Wertdokument darstellen.
Die Erfindung enthält schließlich auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitssubstrats der beschriebenen Art. Dabei wird zunächst ein Fasersubstratkörper mit der oben genannten Zusammensetzung bereitgestellt. Der Fasersubstratkörper kann dabei vorteilhaft nach einem der in der WO 2021/023601 Al beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
Dann wird bei einer ersten Verfahrens Variante auf den Fasersubstratkörper auf einer oder beiden Hauptflächen eine schmutzabweisende Beschichtung aufgebracht. Vorzugsweise wird die schmutzabweisende Beschichtung mit einem Flächengewicht zwischen 1 und 6 g/ m2, insbesondere zwischen 2 und 3 g/ m2 aufgerakelt oder aufgedruckt. Vor dem Aufbringen der schmutzabweisenden Beschichtung kann eine Druckschicht auf das Fasersubstrat aufgebracht werden, um eine innenliegende Druckschicht im Sicherheitssubstrat zu bilden. Nach dem Aufbringen der schmutzabweisenden Beschichtung kann das Sicherheitssubstrat noch nachbearbeitet werden, um die Glätte der Oberfläche zu erhöhen, beispielsweise durch eine Kalandrierung.
Bei einer anderen Verfahrens Variante wird der Fasersubstratkörper auf beiden Seiten jeweils mit einer schmutzabweisenden Folie versehen, um zusammen mit diesen ein Verbund-Sicherheitssubstrat zu bilden. Der Fasersubstratkörper kann dazu beispielsweise mit den beiden Folien zusammenlaminiert werden. Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportions getreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitssubstrat,
Fig. 2 und 3 jeweils ein Sicherheitssubstrat nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4 ein bedrucktes Sicherheitspapier, hergestellt unter Verwendung des Sicherheitssubstrats der Fig. 3,
Fig. 5 ein Sicher heits Substrat nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 6 ein bedrucktes Sicherheitspapier, hergestellt unter Verwendung des Sicherheitssubstrats der Fig. 5, und
Fig. 7 ein Sicher heits Substrat nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit schmutzabweisenden Folien.
Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitssubstraten für Banknoten erläutert. Figur 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Bank- note 10 mit einem Sicherheitssubstrat 12, das mit Druckelementen 14, 16, einem Portrait-Wasserzeichen 18 und gegebenenfalls weiteren, in der Figur nicht dargestellten Sicherheitsmerkmalen versehen ist.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines bei der Herstellung der Banknote 10 verwendbaren Sicherheitssubstrats 20. Das Sicherheitssubstrat 20 enthält einen Fasersubstratkörper 22 und eine auf dem Fasersubstratkörper 22 aufgebrachte schmutzabweisende Beschichtung 24.
Der Fasersubstratkörper 22 ist dabei in der oben näher beschrieben Weise ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 umfasst der Fasersubstratkörper 22 konkret nach Masse 60 % bis 96 %, vorzugsweise sogar 70 % bis 96 % Trockengewicht an Fasern, insbesondere Zellulosefasern, bezogen auf das Trockengewicht des Fasersubstratkörpers. Er umfasst weiter 1 % bis 10 %, vorzugsweise 3 % bis 8 % Trockengewicht, eines carbo xylierten Styrol- Butadien-Copolymers, das vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur von -30 °C bis -20 °C und besonders bevorzugt von -25 °C besitzt, sowie 0,8 % bis 3,5 % Trockengewicht mindestens eines kationischen Fällungsmittels, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, vorzugsweise eines Polyamid-Poly- amin-Epichloridrin-Harzes .
Der Fasersubstratkörper 22 weist eine besonders hohe z-Festigkeit bzw. Spaltfestigkeit auf, die beispielsweise nach der Scott-Bond-Methodik bestimmt werden kann.
Die auf den Faserkörper aufgebrachte schmutzabweisende Beschichtung 24 besteht aus einer Zusammensetzung, die ein Acrylatsystem als ausschließliches Bindemittel und keine Füllstoffe enthält, hn Ausführungsbeispiel wurd die Beschichtung 24 vollflächig auf eine Oberfläche des Fasersubstratkörpers 22 aufgerakelt oder aufgedruckt, wobei das Flächengewicht der Beschichtung zwischen 1 und 6 g/ m2 liegt und insbesondere 2-3 g/ m2 beträgt.
Da die schmutzabweisende Beschichtung 24 keine Füllstoffe enthält, benetzt die Zusammensetzung die Fasern des Fasersubstratkörpers 22 im Oberflächenbereich und bildet einen geschlossenen Oberflächenfilm, der den Schmutzzugang zu den Fasern minimiert. Die schmutzabweisende Beschichtung 24 stellt dann eine glatte Oberfläche bereit, die wenig Schmutzanlagerungsmöglichen bietet. Zugleich ist die Schichtdicke der Beschichtung 24 so gering, dass die vertrauten und gewünschten Eigenschaften des Fasersubstratkörpers 22, wie etwa seine Griffigkeit und Bedruckbarkeit, nicht beeinträchtigt werden. Auch bleiben die Transmissionseigenschaften des Fasersubstratkörpers erhalten, so dass die Erkennbarkeit von Wasserzeichen, wie etwa dem Portrait-Wasserzeichen 18 der Fig. 1, durch die schmutzabweisende Ausstattung nicht beeinträchtigt ist.
Besonders bevorzugt wird der Fasersubstratkörpers 22 auf seinen beiden gegenüberliegenden Hauptflächen mit einer schmutzabweisenden Beschichtung 24, 26 der beschriebenen Art versehen, wie in dem Sicherheitssubstrat 25 der Fig. 3 gezeigt.
Die Sicherheitssubstrate 20, 25 der Figuren 2 und 3 weisen durch den verwendete Fasersubstratkörper eine hohe z-Festigkeit und durch die schmutzabweisende Beschichtung auch eine besonders hohe Umlaufbeständigkeit auf. Die Beschichtungen 24, 26 stellen zudem eine ideale Druckoberfläche für hohe Druckauflösung und gute Druckfarbenhaftung bereit. Dennoch bleiben die typischen Eigenschaften des Fasersubstratkörpers 22, wie Farbe, Klang, Griffigkeit und die Transmissionseigenschaften erhalten. Mit Vorteil enthält die schmutzabweisende Beschichtung 24 als funktionelle Zusatzstoffe biozide Additive, insbesondere fungizide, bakterizide und/ oder viruzide Additive. Hierzu kann die schmutzabweisende Beschichtung 24 beispielsweise ein Benzalkoniumhalogenid und eine Verbindung enthalten, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Didecyldimethylam- moniumhalogeniden, 3-Iod-2- propinylbutylcarbamat, Diiodmethyl-p- tolylsulfon und Thiabendazol besteht.
Figur 4 zeigt beispielhaft ein bedrucktes Sicherheitspapier 30, das unter Verwendung des Sicherheitssubstrats 25 der Fig. 3 hergestellt wurde. Auf die schmutzabweisenden Beschichtungen 24, 26 ist dabei, beispielsweise im Offset-, Stich- oder Siebdruck, jeweils ein Vorderseitendruck 34 und ein Rückseitendruck 36 aufgebracht. Bei dem bedruckten Sicherheitspapier 30 kann es sich insbesondere um eine Banknote, wie etwa die Banknote 10 der Fig. 1 handeln.
In einer in Fig. 5 illustrierten Weiterbildung der Erfindung ist bei einem Sicherheitssubstrat 40 zwischen dem Fasersubstratkörper 22 und einer der schmutzabweisenden Beschichtungen 24 eine partielle oder vollflächige innenliegende Druckschicht 42 vorgesehen. Es versteht sich, dass eine solche innenliegende Druckschicht auch auf beiden Seiten des Sicherheitssubstrats 40 zwischen dem Fasersubstratkörper 22 und der jeweiligen schmutzabweisende Beschichtung 24, 26 vorgesehen sein kann. Auch kann die schmutzabweisende Beschichtung wie bei Fig. 2 nur auf einer der beiden Hauptfläche des Fasersubstratkörpers 22 vorgesehen sein.
Mit Bezug auf Fig. 6 kann ein vorbedrucktes Sicher heits Substrat 40 nach
Fig. 5 mit zusätzlichen, auf den schmutzabweisenden Beschichtungen 24, 26 aufgebrachten, außenliegenden Druckschichten, beispielsweise in Form eines Vorder- und/ oder Rückseitendrucks 34, 36 versehen werden, um ein bedrucktes Sicherheitspapier 50 zu erhalten. So kann etwa die innere Druckschicht 42 einen einer ganzen Banknotenserie gemeinsamen Untergrunddruck bereitstellen, während die Vorder- und Rückseitendrucke 34, 36 individuelle Designs für die verschiedenen Denominationen bilden.
Figur 7 zeigt ein Sicherheitssubstrat 60 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Fasersubstratkörper 22 der oben beschriebenen Art auf seinen gegenüberliegenden Hauptflächen jeweils mit einer schmutzabweisenden Folie 62 versehen ist und zusammen diesen beiden Folien ein Verbund-Sicherheitssubstrat bildet.
Bei der Weiterverarbeitung zu einem Sicherheitspapier kann auf die schmutzabweisenden Folien 62 jeweils ein Vorder- bzw. Rückseitendruck aufgebracht werden, wie oben im Zusammenhang mit Figuren 4 und 6 bereits grundsätzlich beschrieben. Zudem kann eine partielle oder vollflächige Druckschicht zwischen dem Fasersubstratkörper 22 und einer oder beider der schmutzabweisenden Folien 62 vorgesehen sein, um ein teilweise vorbedrucktes Sicherheitssubstrat zu erhalten.
Die schmutzabweisenden Folien 62 können mit einer bioziden Ausstattung, beispielsweise auf Grundlage quartärer Amminiumsalzverbindungen versehen sein. Bezugszeichenliste
10 Banknote
12 Sicherheitssubstrat 14, 16 Druckelemente
18 Portrait-W asserzeichen
20, 25 Sicherheitssubstrat
22 Fasersubstratkörper
24, 26 schmutzabweisende Beschichtung 30 bedrucktes Sicherheitspapier
34 V orderseitendruck
36 Rückseitendruck
40 Sicherheitssubstrat
42 innenliegende Druckschicht 50 bedrucktes Sicherheitspapier
60 Sicherheitssubstrat
62 schmutzabweisende Folie

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Sicherheits substrat für die Herstellung von Sicherheits- und Wertdokumenten, mit einem Fasersubstratkörper, der nach Masse enthält:
40 % bis 96 % Trockengewicht an Fasern, insbesondere Zellulosefasern, bezogen auf das Trockengewicht des Fasersubstratkörpers,
1 % bis 20 % Trockengewicht, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, mindestens eines anionischen Polymers mit einer Glasübergangstemperatur Tg von über - 40 °C, insbesondere eines carboxylierten Polymers, und
0,5 % bis 5 % Trockengewicht mindestens eines kationischen Fällungsmittels, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, wobei das anionische Polymer in einer ausgefällten Form an der Oberfläche der Fasern vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Fasersubstratkörper auf zumindest einer seiner Hauptflächen mit einer schmutzabweisenden Schicht versehen ist.
2. Sicherheits substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fasersubstratkörper auf seinen gegenüberliegenden Hauptflächen jeweils mit einer schmutzabweisenden Folie versehen ist und zusammen diesen beiden Folien ein Verbund-Sicherheitssubstrat bildet.
3. Sicherheits substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fasersubstratkörper auf zumindest einer seiner Hauptflächen mit einer schmutzabweisenden Beschichtung versehen.
4. Sicherheits substrat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schmutzabweisende Beschichtung aus einer Zusammensetzung besteht, die ein Acrylatsystem als ausschließliches Bindemittel und keine Füllstoffe enthält.
5. Sicherheits substrat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schmutzabweisende Beschichtung auf Basis von Polyurethanen gebildet ist.
6. Sicherheits substrat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die schmutzabweisende Beschichtung aus einer Zusammensetzung besteht, die 50 %bis 70% Trockengewicht eines durchsichtiges oder durchscheinendes Bindemittels und 30 % bis 50 % eines Siliziumoxids und gegebenenfalls zumindest einen funktionellen Zusatzstoff enthält, wobei die Summe der genannten Komponenten 100% der Zusammensetzung ausmacht, und wobei das elastomere Bindemittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die von den Polyurethanen, die in Form von stabilisierten wässrigen Dispersionen verwendbar sind, gebildet wird.
7. Sicherheits substrat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die schmutzabweisende Beschichtung aus einer Zusammensetzung besteht, die ein nicht pigmentiertes Polyurethan und gegebenenfalls zumindest einen funktionellen Zusatzstoff enthält.
8. Sicherheits substrat nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die schmutzabweisende Beschichtung als funktionelle Zusatzstoffe biozide Additive, insbesondere fungizide, bakterizide und/ oder viruzide Additive enthält.
9. Sicherheits Substrat nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die schmutzabweisende Beschichtung als funktionelle Zusatzstoffe visuell und/ oder maschinell prüfbare Merkmalsstoffe enthält.
10. Sicherheits Substrat nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fasersubstratkörper 0,001 % bis 1% Trockengewicht mindestens eines bioziden Mittels enthält.
11. Sicherheits Substrat nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das anionische Polymer des Fasersubstratkörpers aus carboxylierten Styrol-Butadien-Copolymeren ausgewählt ist.
12. Sicherheits Substrat nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fasersubstratkörper und zumindest einer schmutzabweisenden Schicht eine partielle oder vollflächige innere Druckschicht vorgesehen ist.
13. Sicherheitspapier mit einem Sicherheitssubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und mit zumindest einer auf einer schmutzabweisenden Schicht aufgebrachten, partiellen oder vollflächigen außenliegenden Druckschicht.
14. Sicherheitspapier nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die außenliegende Druckschicht mit einer weiteren schmutzabweisenden Schicht, insbesondere einer schmutzabweisenden Beschichtung abgedeckt ist.
15. Verfahren zum Herstellen eines Sicher heits Substrats nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem ein Fasersubstratkörper bereitgestellt wird, der nach Masse enthält:
40 % bis 96 % Trockengewicht an Fasern, insbesondere Zellulosefasern, bezogen auf das Trockengewicht des Fasersubstratkörpers, ,
1 % bis 20 % Trockengewicht, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, mindestens eines anionischen Polymers mit einer Glasübergangstemperatur Tg von über - 40 °C, insbesondere eines car- boxylierten Polymers, und
0,5 % bis 5 % Trockengewicht mindestens eines kationischen Fällungsmittels, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, wobei das anionische Polymer in einer ausgefällten Form an der Oberfläche der Fasern vorliegt, und der Fasersubstratkörper auf zumindest einer seiner Hauptflächen mit einer schmutzabweisenden Schicht versehen wird, insbesondere mit einer schmutzabweisenden Beschichtung oder schmutzabweisenden Folien.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Fasersubstratkörper auf einer oder beiden Hauptflächen eine schmutzabweisende Beschichtung mit einem Flächengewicht zwischen 1 und 6 g/ m2, insbesondere zwischen 2 und 3 g/ m2 aufgerakelt oder aufgedruckt wird.
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