WO2007115662A1 - Sicherheitselement - Google Patents

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WO2007115662A1
WO2007115662A1 PCT/EP2007/002550 EP2007002550W WO2007115662A1 WO 2007115662 A1 WO2007115662 A1 WO 2007115662A1 EP 2007002550 W EP2007002550 W EP 2007002550W WO 2007115662 A1 WO2007115662 A1 WO 2007115662A1
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WO
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printing ink
ink according
printing
data carrier
printed image
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/002550
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christioph Mengel
Jörg Langer
Edith WÖRLEIN
Original Assignee
Giesecke & Devrient Gmbh
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Filing date
Publication date
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Priority to CA002647225A priority patent/CA2647225A1/en
Priority to AT07723504T priority patent/ATE451245T1/de
Priority to PL07723504T priority patent/PL2004414T3/pl
Priority to EP07723504A priority patent/EP2004414B1/de
Publication of WO2007115662A1 publication Critical patent/WO2007115662A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/10—Intaglio printing ; Gravure printing
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/50—Sympathetic, colour changing or similar inks

Definitions

  • the invention relates to a thermochromic printing ink for intaglio printing, a data carrier with a printed image produced by intaglio printing and using this ink and a method for producing such an ink and such a data carrier.
  • thermochromic materials for securing value documents.
  • EP 0827457 Bl describes a data carrier with a printed on screen, flexographic or gravure printing substrate background layer, which may contain thermochromic substances. It is not known to print thermochromic substances by intaglio printing.
  • the invention is therefore based on the object to provide a thermochromic ink for intaglio printing and to create a disk with a printed image produced by intaglio printing and using this ink.
  • a data carrier in the sense of the invention can be any object intended to be protected, such as branded articles or value documents.
  • Data carriers in the sense of the present invention are in particular bank notes, but also stocks, certificates, stamps, Checks, check cards, credit cards, identity cards, passports, entrance tickets, train tickets, air tickets and the like, as well as labels, seals, packaging or other elements for product security.
  • the simplified term "data carrier” therefore always includes documents of the type mentioned below.
  • thermochromic ink for intaglio printing comprises a microencapsulated three-component mixture of at least one electron donor, at least one electron acceptor and at least one solvent.
  • the electron donor is preferably an electron-rich organic dye, more preferably a leuco dye.
  • leuco dyes in particular spirolactones, fluorans, spiropuranes or fulgides are used.
  • the electron acceptor used is preferably a weak acid.
  • a weak acid for example, bisphenol A, alkyl p-hydroxybenzoate, 1,2,3-triazole or 4-hydroxycoumarin are suitable.
  • the solvent used is preferably a polar solvent.
  • a polar solvent for example, alcohols, ketones, esters or ethers are suitable.
  • the three components - electron acceptor, electron donor and solvent - are microencapsulated together, preferably with gelatin.
  • suitable components can be combined.
  • suitable components can be combined.
  • different microencapsulated three-component mixtures can be mixed.
  • Thermochromic is understood to mean the effect that the color of a material under consideration, in this case the printing ink or the printed image, changes reversibly under the influence of temperature at a certain reversal temperature
  • the color change can vary from color to colorless, from colorless to color and from color one color to another color.
  • the microencapsulated three-component mixture is preferably adjusted so that it is colored below the transition temperature, preferably black, and colorless above this temperature. In certain applications it may be useful to use a three-component mixture which is colorless below the transition temperature and above this temperature colored, preferably black.
  • the jacket temperature of the microencapsulated three-component mixture is preferably in the range from -10 0 C to 60 0 C, more preferably in the range from 25 0 C to 60 0 C.
  • the printing ink according to the invention is specially adapted to the intaglio printing process.
  • intaglio printing printing plates are used which have etched or engraved depressions in the surface.
  • the ink is located in the depressions.
  • the printing ink is viscous to pasty and has above-average viscosity values.
  • only the depressions introduced into the printing plate surface are ink-conducting, while the actual printing plate surface is colorless. This will achieved by the printing plate surface is freed after inking by a wiper cylinder or a squeegee of excess ink.
  • the data carrier to be printed is pressed against the printing plate by a pressure cylinder with an elastic surface at high pressure.
  • the at least partially compressible data carrier usually made of paper, is thereby pressed into the ink-filled depressions of the printing plate and thereby comes into contact with the printing ink.
  • detaching the data carrier from the printing plate it pulls the ink out of the recesses.
  • a printed image produced in this manner has areas that are covered with a different thickness of color depending on the depth of the printing plate engraving. Due to the high viscosity of the printing ink, very high layer thicknesses of the transferred printing ink are possible. The ink lies raised on the paper and gives a characteristic feel.
  • the substrate material Due to the high contact pressure, the substrate material additionally undergoes embossing, which also appears on the back of the data carrier. Given sufficient depth of the engravings in the printing plate, a printing medium printed in relief by embossing and high ink application acquires a printed image which forms a relief perceptible with the sense of touch.
  • the high pressures during the printing process act like calendering, which leads to a densification and smoothing of the data medium surface.
  • the weight ratio of three component blend to binder is in the range of 1: 6 to 2: 1.
  • Suitable binders are rosin resins and oils.
  • a mixture of Mn / Co-octoates, as thinners high-boiling mineral oils and used as varnish overcooked resins can be used.
  • Suitable fillers are CaCO 3 , BaSO 4 and ⁇ O 2.
  • the microcapsulated three-component mixture is mixed as a pigment directly or as an aqueous suspension with a suitable binder and optionally additives, such as fillers, solvents, varnish, thinner, dryer, etc.
  • the printing ink additionally comprises one or more colored pigments and / or effect pigments.
  • the weight ratio of colored pigments to three-component mixture is in the range from 1:40 to 1: 1.
  • the weight ratio of effect pigment to three-component mixture is preferably in the range from 1:40 to 1: 2. If colored and / or effect pigments are present in the printing ink, further attractive color effects can be achieved by combining them with the thermochromic color impression. For example, a yellow colored pigment and a three-component mixture, which changes color from blue to colorless when the temperature increases, can be combined in the printing ink. Below the turnover temperature, the viewer perceives a green color while perceiving a yellow color above the turnover temperature.
  • the printing ink of the invention has a very specific consistency.
  • the printing ink is pasty and has high viscosity values.
  • the viscosity preferably ranges from 100 to 600 Pa. s at 20 0 C and a shear rate of 4 s' 1 , more preferably from 200 to 500 Pa. s at 20 0 C and a shear rate of 4 S " 1 .
  • the printed image produced by the printing ink according to the invention in intaglio printing can either be produced directly on the data carrier or prepared on a separate support.
  • the data carrier or separate carrier as a substrate on which the printed image is located is in this case in no way limited in relation to the material used.
  • it is paper or plastic, also in the form of films.
  • a separate carrier may be a self-supporting label.
  • the printed data carrier may be, for example, a security paper, a security document, in particular a banknote, but also product packaging. Other data carriers that require a security-technical protection can of course be provided with the security element according to the invention. Above and / or below the thermochromic printed image according to the invention, further layers may optionally be present.
  • thermochromic printed image is overprinted with a layer of optically variable material and / or a layer of thermochromic liquid-crystalline material.
  • the optically variable material imparts different color impressions at different viewing angles.
  • Green-blue or copper-green color transitions have proven to be particularly suitable, these are preferably liquid-crystalline materials, and more preferably, this material exhibits light-polarizing properties at the same time having a color shift effect without exhibiting thermochromic effects.
  • liquid-crystalline material with an optically variable effect it is also possible to use thin-layer pigments with interference effects, such as the so-called IRIODIN®.
  • IRIODIN® are metal oxide coated mica pigments.
  • thermochromic liquid-crystalline material and the optically variable material are usually translucent, in particular translucent pigments, and have no or only a slight own body color, so that the visually recognizable visual impression of these pigments is strongly influenced by the substrate.
  • the pigments On a diffusely reflecting white or light background, the pigments hardly appear, because the diffusely reflected scattered light superimposes the optically variable effect.
  • the color play of these pigments shows particularly well in a dark background, as it absorbs the transmitted radiation.
  • Particularly beautiful optical effects therefore result when the liquid-crystalline thermochromic material or the optically variable material is arranged over a dark, preferably black background.
  • the thermochromic print image is therefore designed so that it shows a color change from black to colorless.
  • the printed image is preferably over the entire area, but may also be in the form of patterns and / or characters.
  • the printed image according to the invention is characterized by the easily recognizable thermochromic effect, which is additionally protected against imitation, in particular copying, by the haptic produced by intaglio printing.
  • thermochromic screen printing it is possible to dispense with the previously necessary for thermochromic screen printing and to achieve in a printing thermochromic effects as well as the engraving typical of intaglio printing of the substrate.
  • very fine line structures or microfills can be realized by intaglio printing, which are not possible in screen printing.
  • the reduction of the processing time and saving of other printing devices leads at the same time to a significant cost reduction.
  • the starting substance is the microencapsulated three-component mixture Matsui 25 Fast Black. This is a Aufschlärnmung of 70 wt.% Pigment in 30% by weight of water. This is concentrated so that the pigment is present. 23% by weight of the dried pigment are mixed with 62.5% by weight of transparent white (binder with filler, No. 9 SL 0700 Fa. SICPA). This mixture was further treated with 2.3% by weight of a Mn / Co-octoate mixture (dryer, No. 870950, Fa. SICPA), with 9.3 wt.% HT varnish (Varnish, No. 850090, Fa. SICPA) and with 2.9 wt.% High-boiling mineral oils (thinner, No. 859041, Fa. SICPA).
  • the pressure was applied to a mini-Orlof on cotton paper.
  • 32.5% by weight of the microencapsulated three-component mixture Matsui 25 Fast Black are mixed with the following components: 39.2% by weight of transparent white (binder with filler, No. 9 SL 0700 from SICPA), 2.3% by weight of one Mn / co-octoate mixture (dryer, No. 870950, Fa. SICPA), 23.2% by weight HT varnish (varnish, No. 850090, from SICPA), 2.8% by weight high-boiling mineral oils ( Thinner, No. 859041, Fa. SICPA).
  • the pressure was applied to a mini-Orlof on cotton paper.
  • Fig. 1 is a security document with an inventive
  • banknote 1 shows such a banknote 1 made of paper or plastic with a thermochromic printed image 2 of printing ink according to the invention, produced by intaglio printing, on the front side of the banknote in the form of a square.
  • the banknote 1 may have further security features, such as watermarks, security threads or luminescent or magnetic imprints or the like.
  • thermochromic print image 2 can also have further layers which, on their own or in combination with other layers of the print image, produce further conspicuous optical or machine-readable effects.
  • FIGS. 2 and 3 show the banknote 1 in cross section along the dot-dash line A - A in order to clarify the layer structure of the print image 2.
  • the paper or plastic substrate 3 of the banknote 1 is provided with a printed image in intaglio printing using the printing ink 4 according to the invention.
  • the layer thickness of the printing ink 4 is preferably in the range of 6 to 20 microns.
  • the intaglio printing can take place over the entire surface or in the form of signs or patterns. By pressing the substrate during the printing process, this is embossed and shows the embossing characteristic stamping 7.
  • the thermochromic ink shows at about 25 0 C (cover temperature) a color change from black to colorless.
  • the printed image according to the invention is over the entire surface or is characterized by very fine lines. Suitable printing plates for producing full-surface printed images produced by intaglio printing are described in EP 1 117537 Bl and in EP 1 119457 Bl.
  • the substrate 3 shows a layer structure in which the printed image according to the invention is combined with further layers.
  • the substrate 3 is provided in a first step with an offset print 5 in the form of patterns and / or characters.
  • the layer thickness of the offset imprint is preferably in the range of 0.8 to 1.5 ⁇ m.
  • the imprint can be one or more colors, but preferably black.
  • the ink layer 4 is a printing ink of the invention applied by intaglio printing, which at ambient temperature has a dark color, preferably black, and becomes colorless above the transfer temperature.
  • the layer is printed over the entire surface. Preferably, this layer has a thickness in the range of 6 to 20 microns.
  • a printing layer 6 is produced by the screen printing process, which comprises liquid-crystalline optically variable material.
  • the layer thickness of this screen printing layer is preferably in the range of 8 to 20 ⁇ m.
  • the printed image 2 appears to the viewer as a brilliant layer with a color change play.
  • the color shift effect is on the liquid-crystalline optically variable material, for which the black ink serves as a solid surface.
  • the ink When the ambient temperature rises above the reversal temperature, the ink becomes colorless and transparent, or at least translucent, so that the lowermost information-carrying layer 5 becomes visible. The viewer recognizes the information introduced there.
  • thermochromic cascade With a suitable choice of the turnover temperatures of the imprint 5 and the intaglio printing 4, a thermochromic cascade can be set. In this case, the temperature of the envelope Of advantageously located fsetauf pressure at about 35 0 C while the jacket temperature of the intaglio print is about 25 ° C.
  • thermochromic print image 2 and / or at least one of the further layers it is also possible for the thermochromic print image 2 and / or at least one of the further layers to have further visually and / or machine-testable properties, such as electrical conductivity, magnetism, luminescence or the like.
  • further visually and / or machine-testable properties such as electrical conductivity, magnetism, luminescence or the like.
  • electrical conductivity such as electrical conductivity, magnetism, luminescence or the like.
  • carbon black pigments it is sufficient, for example, to add a sufficient amount of carbon black pigments to the printing inks used.
  • the substrate should have a dark, preferably black intrinsic color, it can be equipped in a very simple way with magnetic properties by using dark magnetic pigments instead of color pigments.
  • the Cover print with a protective layer.
  • the protective layer may be a film laminated over the security element or a protective lacquer layer.
  • the protective lacquer layer can be applied over the entire surface or in partial areas.
  • UV varnishes, hybrid varnishes, oil-based varnishes or dispersion varnishes of the one- or two-component type can be used.
  • the protective lacquer layer is preferably printed, for example by means of flexographic printing or offset printing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft thermochrome Druckfarbe für den Stichtiefdruck, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mikroverkapselte Dreikomponenten-Mischung aus mindestens einem Elektronendonor, mindestens einem Elektronenakzeptor und mindestens einem Lösungsmittel umfasst.

Description

Sicherheitselement
Die Erfindung betrifft eine thermochrome Druckfarbe für den Stichtiefdruck, einen Datenträger mit einem im Stichtiefdruckverfahren und unter Verwendung dieser Druckfarbe erzeugten Druckbild und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Druckfarbe und eines derartigen Datenträgers.
Es ist bereits seit langem bekannt, thermochrome Materialien zur Absiche- rung von Wertdokumenten zu verwenden. So beschreibt beispielsweise die EP 0827457 Bl einen Datenträger mit einer im Sieb-, Flexo- oder Rastertiefdruckverfahren aufgedruckten Untergrundschicht, die thermochrome Stoffe enthalten kann. Thermochrome Stoffe im Stichtiefdruckverfahren zu verdrucken, ist hieraus nicht bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine thermochrome Druckfarbe für den Stichtiefdruck bereitzustellen und einen Datenträger mit einem im Stichtiefdruckverfahren und unter Verwendung dieser Druckfarbe erzeugten Druckbild zu schaffen.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, Verfahren zur Herstellung einer derartigen Druckfarbe und eines derartigen Datenträgers bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem Datenträger im Sinne der Erfindung kann es sich um jeden zu schützen beabsichtigten Gegenstand, wie beispielsweise Markenartikel oder Wertdokumente, handeln. Datenträger im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Banknoten, aber auch Aktien, Urkunden, Briefmarken, Schecks, Scheckkarten, Kreditkarten, Ausweise, Pässe, Eintrittskarten, Fahrkarten, Flugscheine und Ähnliches sowie Etiketten, Siegel, Verpackungen oder andere Elemente für die Produktsicherung. Die vereinfachende Benennung „Datenträger" schließt deshalb im Folgenden stets Dokumente der ge- nannten Art ein.
Gemäß der Erfindung umfasst die thermochrome Druckfarbe für den Stichtiefdruck eine mikroverkapselte Dreikomponenten-Mischung aus mindestens einem Elektronendonor, mindestens einem Elektrononenakzeptor und mindestens einem Lösungsmittel.
Bei dem Elektronendonor handelt es sich bevorzugt um einen elektronenreichen organischen Farbstoff, besonders bevorzugt um einen Leukofarbstoff. Als Leukofarbstoffe werden insbesondere Spirolactone, Fluorane, Spiropy- rane oder Fulgide eingesetzt.
Als Elektronenakzeptor wird vorzugsweise eine schwache Säure eingesetzt. Beispielsweise eignen sich Bisphenol A, Alkyl-p-hydroxybenzoat, 1,2,3- Triazol oder 4-Hydroxycoumarin.
Als Lösungsmittel wird bevorzugt ein polares Lösungsmittel eingesetzt. Beispielsweise eignen sich Alkohole, Ketone, Ester oder Ether.
Die drei Komponenten - Elektronenakzeptor, Elektronendonor und Lö- sungsmittel - sind gemeinsam mikroverkapselt, vorzugsweise mit Gelatine.
Je nach gewünschtem Farbeffekt können geeignete Komponenten kombiniert werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, Mischungen von Elektronenakzeptoren, Elektronendonoren und/ oder Lösungsmitteln einzu- setzen. Ebenso können unterschiedliche mikroverkapselte Dreikomponen- ten-Mischungen vermengt werden.
Unter „thermochrom" wird der Effekt verstanden, dass sich die Farbe eines betrachteten Materials, in diesem Fall der Druckfarbe oder des Druckbildes, reversibel unter Temperatureinfluss bei einer bestimmten Umschlagstemperatur ändert. Der Farbumschlag kann dabei von farbig nach farblos, von farblos nach farbig und von einer Farbe in eine andere Farbe erfolgen.
Die mikroverkapselte Dreikomponenten-Mischung ist bevorzugt so abgestimmt, dass sie unterhalb der Umschlagstemperatur farbig, vorzugsweise schwarz, ist und oberhalb dieser Temperatur farblos. Bei bestimmten Anwendungen kann es sinnvoll sein, eine Dreikomponenten-Mischung zu verwenden, die unterhalb der Umschlagstemperatur farblos und oberhalb die- ser Temperatur farbig, vorzugsweise schwarz ist. Die Umschlagstemperatur der mikroverkapselte Dreikomponenten-Mischung liegt vorzugsweise im Bereich von -10 0C bis 60 0C, besonders bevorzugt im Bereich von 25 0C bis 60 0C.
Die erfindungsgemäße Druckfarbe ist speziell auf das Stichtiefdruckverfahren abgestimmt.
Beim Stichtiefdruck werden Druckplatten eingesetzt, die in der Oberfläche geätzte bzw. gravierte Vertiefungen aufweisen. In den Vertiefungen befin- det sich die Druckfarbe. Die Druckfarbe ist dickflüssig bis pastös und weist überdurchschnittlich hohe Viskositätswerte auf. Beim Druckvorgang sind nur die in die Druckplattenoberfläche eingebrachten Vertiefungen farbführend, während die eigentliche Druckplattenoberfläche farbfrei ist. Dies wird erreicht, indem die Druckplattenoberfläche nach dem Einfärben durch einen Wischzylinder oder ein Rakel von überschüssiger Druckfarbe befreit wird.
Während des eigentlichen Druckvorgangs wird der zu bedruckende Daten- träger von einem Andruckzylinder mit elastischer Oberfläche mit hohem Druck gegen die Druckplatte gepresst. Der zumindest teilkompressible Datenträger, üblicherweise aus Papier, wird dabei in die mit Farbe gefüllten Vertiefungen der Druckplatte eingepresst und kommt dadurch mit der Druckfarbe in Berührung. Beim Ablösen des Datenträgers von der Druck- platte zieht dieser die Druckfarbe aus den Vertiefungen heraus. Ein in dieser Art erzeugtes Druckbild weist Bereiche auf, die in Abhängigkeit von der Tiefe der Druckplattengravur mit einer unterschiedlich dicken Farbschicht belegt sind. Aufgrund der hohen Viskosität der Druckfarbe sind sehr hohe Schichtdicken der übertragenen Druckfarbe möglich. Die Druckfarbe liegt erhaben auf dem Papier und vermittelt eine charakteristische Haptik.
Durch den hohen Anpressdruck erfährt das Substratmaterial zusätzlich eine Prägung, die sich auch auf der Rückseite des Datenträgers abzeichnet. Bei ausreichender Tiefe der Gravuren in der Druckplatte erhält ein im Stichtief - druck bedruckter Datenträger durch Prägung und hohen Farbauftrag ein Druckbild, das ein mit dem Tastsinn wahrnehmbares Relief bildet. In den unbedruckten, nicht mit Farbe belegten Oberflächenbereichen des Datenträgers wirken die hohen Drücke beim Druckvorgang wie eine Kalandrierung, was zu einer Verdichtung und Glättung der Datenträgeroberfläche führt. Durch diese Merkmale sind im Stichtiefdruck erzeugte Drucke jederzeit von Drucken, die mit anderen Techniken erzeugt wurden, unterscheidbar. Neben der mikroverkapselten Dreikomponenten-Mischung umfasst die Druckfarbe ein geeignetes Bindemittel, gegebenenfalls des Weiteren Füllstoffe, Trockner, Firnis und Verdünner.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße
Druckfarbe 10 bis 40 Gew.%, vorzugsweise 25 bis 35 Gew.% mikroverkapsel- te Dreikomponenten-Mischung.
Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis von Dreikomponenten-Mischung zu Bindemittel im Bereich von 1 : 6 bis 2 : 1. Geeignete Bindemittel sind Kolophoniumharze und Öle.
Als Trockner kann eine Mischung von Mn/Co-Octoaten, als Verdünner hochsiedende Mineralöle und als Firnis verkochte Harze verwendet werden. Als Füllstoffe eignen sich CaCO3, BaSO4 und ΗO2.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Druckfarbe wird die mikrov erkapselte Dreikomponenten-Mischung als Pigment direkt oder als wässrige Suspension mit einem geeigneten Bindemittel und gegebenenfalls Zusatzstoffen, wie Füllstoffen, Lösungsmittel, Firnis, Verdünner, Trockner etc., vermengt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Druckfarbe zusätzlich ein oder mehrere Buntpϊgmente und/ oder Effektpigmente. Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis Buntpigmente zu Dreikomponenten- Mischung im Bereich von 1 : 40 bis 1 : 1. Das Gewichtsverhältnis von Effektpigment zu Dreikomponenten-Mischung liegt vorzugsweise im Bereich von 1 : 40 bis 1 : 2. Sind Bunt- und/ oder Effektpigmente in der Druckfarbe vorhanden, können durch Kombination mit dem thermochromen Farbeindruck weitere attraktive Farbeffekte erzielt werden. Beispielsweise kann ein gelbes Buntpigment und eine Dreikomponenten-Mischung, die bei Temperaturerhöhung ihre Farbe von Blau nach farblos wechselt, in der Druckfarbe kombiniert werden. Unterhalb der Umschlagtemperatur nimmt der Betrachter eine grüne Farbe wahr, während er oberhalb der Umschlagtemperatur eine gelbe Farbe wahrnimmt.
Um für das Stichtiefdruckverfahren geeignet zu sein, weist die erfindungsgemäße Druckfarbe eine ganz bestimmte Konsistenz auf. Die Druckfarbe ist pastös und weist hohe Viskositätswerte auf. Die Viskosität reicht vorzugsweise von 100 bis 600 Pa. s bei 200C und einer Scherrate von 4 s'1, besonders bevorzugt von 200 bis 500 Pa. s bei 200C und einer Scherrate von 4 S"1.
Das mit der erfindungsgemäßen Druckfarbe im Stichtiefdruckverfahren erzeugte Druckbild kann entweder direkt auf dem Datenträger erzeugt oder auf einem separaten Träger vorbereitet werden. Der Datenträger bzw. separate Träger als Substrat, auf dem sich das Druckbild befindet, ist dabei im Bezug auf das verwendete Material in keiner Weise eingeschränkt. Bevorzugt handelt es sich aber um Papier oder Kunststoff, auch in Form von Folien. Bei einem separaten Träger kann es sich beispielsweise um ein selbsttragendes Etikett handeln.
Bei dem bedruckten Datenträger kann es sich beispielsweise um ein Sicherheitspapier, ein Sicherheitsdokument, insbesondere eine Banknote, aber auch um Produktverpackungen handeln. Auch andere Datenträger, die eine sicherheitstechnische Absicherung benötigen, können selbstverständlich mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement versehen werden. Oberhalb und/ oder unterhalb des erfindungsgemäßen thermochromen Druckbildes können sich gegebenenfalls weitere Schichten befinden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das thermochrome Druckbild mit einer Schicht aus optisch variablem Material und/ oder einer Schicht aus thermochromem flüssigkristallinen Material überdruckt.
Das optisch variable Material vermittelt bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln unterschiedliche Farbeindrücke. Man spricht auch vom soge- nannten „Farbkippeffekt". Als besonders geeignet haben sich Grün-Blauoder Kupfer-Grün-Farbübergänge erwiesen. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um flüssigkristalline Materialien. Besonders bevorzugt zeigt dieses Material lichtpolarisierende Eigenschaften. Insbesondere zeigen vernetzte flüssigkristalline Materialien lichtpolarisierende Eigenschaften bei gleichzei- tigern Vorliegen eines Farbkippeffektes, ohne thermochrome Effekte aufzuweisen.
Alternativ zum flüssigkristallinen Material mit optisch variablem Effekt können auch Dünnschichtpigmente mit Interferenzeffekten, wie das soge- nannte IRIODIN® eingesetzt werden. Bei IRIODIN® handelt es sich um mit Metalloxid beschichtete Glimmerpigmente.
Das thermochrome flüssigkristalline Material sowie das optisch variable Material sind üblicherweise lichtdurchlässig, insbesondere lichtdurchlässige Pigmente, und weisen keine oder nur eine geringe eigene Körperfarbe auf, so dass der visuell erkennbare optische Eindruck dieser Pigmente sehr stark vom Untergrund geprägt wird. Auf einem diffus reflektierenden weißen oder hellen Untergrund treten die Pigmente kaum in Erscheinung, da das diffus reflektierte Streulicht den optisch variablen Effekt überlagert. Auf ei- nem dunklen Untergrund dagegen kommt das Farbspiel dieser Pigmente besonders gut zu Geltung, da dieser die transmittierte Strahlung absorbiert. Besonders schöne optische Effekte ergeben sich daher, wenn das flüssigkristalline thermochrome Material bzw. das optisch variable Material über ei- nem dunklen, vorzugsweise schwarzen Untergrund angeordnet ist. Vorzugsweise wird das thermochrome Druckbild daher so ausgestaltet, dass es einen Farbwechsel von schwarz zu farblos zeigt. Das Druckbild liegt dabei vorzugsweise vollflächig vor, kann aber auch in Form von Mustern und/ oder Zeichen vorliegen.
Das erfindungsgemäße Druckbild zeichnet sich durch den leicht erkennbaren thermochromen Effekt aus, der durch die mittels Stichtiefdruck erzeugte Haptik zusätzlich gegen Nachahmung, insbesondere Kopieren, abgesichert ist. Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Druckfarbe ist es möglich, auf den bisher für thermochrome Farben notwendigen Siebdruck zu verzichten und in einem Druckvorgang thermochrome Effekte sowie die für Stichtiefdruck typischen Verprägungen des Substrats zu erzielen. Des Weiteren können mittels Stichtiefdruck sehr feine Linienstrukturen bzw. Mikroschriften realisiert werden, die im Siebdruck so nicht möglich sind. Die Reduzierung der Bearbeitungszeit und Einsparung von weiteren Druckvorrichtungen führt gleichzeitig zu einer deutlichen Kostenreduzierung.
Ausführungsbeispiel 1
Ausgangssubstanz ist die mikroverkapselte Dreikomponenten-Mischung Matsui 25 Fast Black. Hierbei handelt es sich um eine Aufschlärnmung von 70 Gew.% Pigment in 30 Gew% Wasser. Diese wird eingeengt, so dass das Pigment vorliegt. 23 Gew.% des getrockneten Pigments werden mit 62,5 Gew.% Transparentweiß (Bindemittel mit Füllstoff, Nr. 9 SL 0700 Fa. SICPA) angerieben. Diese Mischung wurde des Weiteren mit 2,3 Gew. % einer Mn/Co-Octoat Mischung (Trockner, Nr. 870950, Fa. SICPA), mit 9,3 Gew.% HT-Varnisch (Firnis, Nr. 850090, Fa. SICPA) und mit 2,9 Gew.% hochsiedenden Mineralölen (Verdünner, Nr. 859041, Fa. SICPA) vermengt.
Der Andruck erfolgte an einer Mini-Orlof auf Baumwollpapier.
Ausführungsbeispiel 2
32,5 Gew.% der mikroverkapselten Dreikomponenten-Mischung Matsui 25 Fast Black werden mit folgenden Komponenten vermengt: 39,2 Gew.% Transparentweiß (Bindemittel mit Füllstoff, Nr. 9 SL 0700 Fa. SICPA), 2,3 Gew.% einer Mn/Co-Octoat Mischung (Trockner, Nr. 870950, Fa. SICPA), 23,2 Gew.% HT-Varnisch (Firnis, Nr. 850090, Fa. SICPA), 2,8 Gew.% hoch- siedende Mineralöle (Verdünner, Nr. 859041, Fa. SICPA).
Der Andruck erfolgte an einer Mini-Orlof auf Baumwollpapier.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten Proportionen entsprechen nicht unbedingt den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen vornehmlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Sicherheitsdokument mit einem erfindungsgemäßen
Druckbild,
Fig. 2, 3 verschiedene Ausführungsformen des Sicherheitsdokuments im Querschnitt.
Die Erfindung wird aus Gründen der Übersichtlichkeit am Beispiel einer Banknote näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine derartige Banknote 1 aus Papier oder Kunststoff mit einem thermochromen im Stichtiefdruckverfahren erzeugten Druckbild 2 aus erfindungsgemäßer Druckfarbe auf der Vorderseite der Banknote in Form eines Quadrates. Die Banknote 1 kann selbstverständlich weitere Sicherheits- merkmale, wie Wasserzeichen, Sicherheitsfaden oder lumineszierende oder magnetische Aufdrucke oder Ähnliches, aufweisen.
Das thermochrome Druckbild 2 kann auch weitere Schichten aufweisen, die allein oder in Kombination mit anderen Schichten des Druckbildes weitere auffällige optische oder maschinenlesbare Effekte erzeugen.
Einige bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert, welche die Banknote 1 im Querschnitt entlang der strichpunktierten Linie A - A zeigen, um den Schichtaufbau des Druckbildes 2 zu ver- deutlichen.
Gemäß Fig. 2 wird das Papier- oder Kunststoffsubstrat 3 der Banknote 1 mit einem Druckbild im Stichtiefdruckverfahren unter Einsatz der erfindungsgemäßen Druckfarbe 4 versehen. Die Schichtdicke der Druckfarbe 4 liegt vorzugsweise im Bereich von 6 bis 20 μm. Der Stichtiefdruck kann vollflächig oder in Form von Zeichen oder Mustern erfolgen. Durch das Verpressen des Substrates während des Druckvorganges wird dieses verprägt und zeigt für den Stichtiefdruck charakteristische Verprägungen 7. Die thermochrome Druckfarbe zeigt bei ca. 25 0C (Umschlagstemperatur) einen Farbumschlag von schwarz nach farblos. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Druckbild vollflächig oder zeichnet sich durch sehr feine Linien aus. Geeignete Druckplatten zur Erzeugung vollflächiger im Stichtiefdruckverfahren erzeugter Druckbilder sind in der EP 1 117537 Bl und in der EP 1 119457 Bl beschrieben.
Fig. 3 zeigt einen Schichtaufbau, bei dem das erfindungsgemäße Druckbild mit weiteren Schichten kombiniert wird. Das Substrat 3 wird in einem ersten Schritt mit einem Offsetaufdruck 5 in Form von Mustern und/ oder Zeichen versehen. Die Schichtdicke des Offsetaufdruckes liegt vorzugsweise im Bereich von 0,8 bis 1,5 μm. Der Aufdruck kann ein- oder auch mehrfarbig gestaltet werden, vorzugsweise jedoch schwarz. Die Farbschicht 4 ist eine im Stichtiefdruck aufgebrachte erfindungsgemäße Druckfarbe, die bei Umgebungstemperatur eine dunkle Farbe, vorzugsweise Schwarz, aufweist und überhalb der Umschlagstemperatur farblos wird. Die Schicht wird vollflächig aufgedruckt. Vorzugsweise weist diese Schicht eine Dicke im Bereich von 6 bis 20 μm auf. Selbstverständlich ist es auch möglich eine Mischung aus erfindungsgemäßen Druckfarben mit verschiedenen Übergangstemperaturen einzusetzen oder verschiedene Druckfarben in unterschiedlichen Be- reichen aufzubringen. Denkbar ist beispielsweise, die im Stichtiefdruck übliche Farbschnitttechnik einzusetzen.
Über dieser Schicht 4 wird im Siebdruckverfahren eine Druckschicht 6 erzeugt, die flüssigkristallines optisch variables Material umfasst. Die Schicht- dicke dieser Siebdruckschicht liegt vorzugsweise im Bereich von 8 bis 20 μm.
Liegt die Umgebungstemperatur unterhalb der Umschlagstemperatur der thermochromen Druckfarbe, erscheint das Druckbild 2 dem Betrachter als brillante Schicht mit einem Farbwechselspiel. Der Farbkippeffekt ist auf das flüssigkristalline optisch variable Material zurückzuführen, für das die schwarze Druckfarbe als vollflächiger Untergrund dient.
Bei Erhöhung der Umgebungstemperatur über die Umschlagstemperatur hinaus wird die Druckfarbe farblos und transparent oder zumindest translu- zent, so dass die unterste informationsführende Schicht 5 sichtbar wird. Der Betrachter erkennt die dort eingebrachte Information.
Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen der Offsetaufdruck 5 ebenfalls thermochrom ausgestaltet ist. Bei geeigneter Wahl der Umschlagstemperaturen des Aufdruckes 5 und des Stichtiefdruckes 4 kann eine thermochrome Kaskade eingestellt werden. In diesem Fall liegt vorteilhafterweise die Umschlagstemperatur des Of fsetauf drucks bei ca. 350C, während die Umschlagstemperatur des Stichtiefdruckes bei ca. 25°C liegt.
In weiteren Ausführungsformen ist es ebenso möglich, dass das thermochrome Druckbild 2 und/ oder wenigstens eine der weiteren Schichten weitere visuell und/ oder maschinell prüfbare Eigenschaften, wie elektrische Leitfähigkeit, Magnetismus, Lumineszenz oder Ähnliches, aufweisen. Um dem jeweiligen Druckbild elektrisch leitfähige Eigenschaften zu verleihen, genügt es beispielsweise, den verwendeten Druckfarben eine ausreichende Menge an Rußpigmenten zuzusetzen. Da insbesondere der Untergrund eine dunkle, vorzugsweise schwarze Eigenfarbe aufweisen soll, kann dieser auf sehr einfache Weise mit magnetischen Eigenschaften ausgestattet werden, indem statt Farbpigmenten dunkle magnetische Pigmente verwendet werden.
Bei bestimmten Ausführungsformen, die im Gebrauch einer starken mechanischen oder chemischen Belastung ausgesetzt sind, bietet es sich an, den Aufdruck mit einer Schutzschicht abzudecken. Bei der Schutzschicht kann es sich um eine über das Sicherheitselement laminierte Folie oder eine Schutzlackschicht handeln. Die Schutzlackschicht kann dabei vollflächig oder in Teilflächen aufgebracht werden. Beim Lacksystem können z.B. UV-Lacke, Hybridlacke, Öldrucklacke oder Dispersionslacke vom Ein- bzw. Zweikomponententyp eingesetzt werden. Die Schutzlackschicht wird vorzugsweise aufgedruckt, z.B. mittels Flexodruck oder Offsetdruck.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Thermochrome Druckfarbe für den Stichtiefdruck, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mikroverkapselte Dreikomponenten-Mischung aus min- destens einem Elektronendonor, mindestens einem Elektronenakzeptor und mindestens einem Lösungsmittel umfasst.
2. Druckfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfarbe eine reversible Farbänderung zeigt.
3. Druckfarbe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronendonor ein organischer Farbstoff, bevorzugt ein Leukofarbstoff ist.
4. Druckfarbe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuko- farbstoff ausgewählt ist aus der Gruppe Spirolacton, Fluoran, Spiropyran und Fulgid.
5. Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenakzeptor eine schwache Säure ist.
6. Druckfarbe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die schwache Säure ausgewählt ist aus der Gruppe Bisphenol A, Alkyl-p-hydroxybenzoat und 1,2,3-Triazol, 4-Hydroxycoumärin.
7. Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel ein polares Lösungsmittel ist, vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe Alkohol, Keton, Ester und Ether.
8. Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie unterhalb einer Umschlagstemperatur farbig und oberhalb dieser Temperatur farblos ist.
9. Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschlagstemperatur im Bereich von -100C bis +600C liegt.
10. Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, dass sie wenigstens ein Buntpigment umfasst.
11. Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie 10 bis 40 Gew.% mikroverkapselte Dreikomponenten-Mischung umfasst.
12. Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Dreikomponenten- Mischung zu Bindemittel im Bereich von 1 : 6 bis 2 : 1 liegt.
13. Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie pastös ist.
14. Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Viskosität von 100 bis 600 Pa.s bei 200C und eine Scherrate von 4 s"1 aufweist.
15. Datenträger mit einem Druckbild, dadurch gekennzeichnet, dass es ein im Stichtiefdruckverfahren und unter Verwendung der Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14 erzeugtes Druckbild ist.
16. Datenträger nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Druckbild ein zumindest teilweise dunkler, vorzugsweise schwarzer Untergrund vorliegt.
17. Datenträger nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Druckbild eine Schicht aus thermochromen flüssigkristallinen Material oder aus optisch variablem Material vorliegt.
18. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das optisch variable Material flüssigkristallin ist.
19. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger ein Sicherheitspapier, ein Sicherheitsdokument oder eine Produktverpackung ist.
20. Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat zur Verfügung gestellt wird, das Substrat mittels Stichtiefdruckverfahren unter Verwendung der Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14 bedruckt wird.
21. Verfahren zur Herstellung einer Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet, dass eine mikroverkapselte Dreikomponenten-Mischung aus mindestens einem Elektronendonor, mindestens einem Elektronenakzeptor und mindestens einem Lösungsmittel als Pigment oder als wässrige Suspension einem Bindemittel beigemengt wird.
22. Verwendung der Druckfarbe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14 als Druckfarbe im Stichtiefdruckverfahren.
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