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Dokumentenidentifikation DE69329662T2 09.08.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0678074
Titel VERFAHREN ZUR VERBESSERUNG DER SICHTBARKEIT VON MIT BEUGUNGSMUSTERN GEPRÄGTEN OBERFLÄCHEN.
Anmelder Avery Dennison Corp., Pasadena, Calif., US
Erfinder MEIKKA, Richard, G., Sudbury, MA 01776, US;
FOTLANO, Richard, A., Holliston, MA 01746, US;
MEIKKA, Frederick N., Billerica, MA 01821, US;
FITCH, John, J., Natick, MA 01760, US;
JOSEPHY, Karl, Los Angeles, CA 90036, US
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69329662
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 10.05.1993
EP-Aktenzeichen 939112082
WO-Anmeldetag 10.05.1993
PCT-Aktenzeichen US9304411
WO-Veröffentlichungsnummer 9323251
WO-Veröffentlichungsdatum 25.11.1993
EP-Offenlegungsdatum 25.10.1995
EP date of grant 12.07.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.08.2001
IPC-Hauptklasse B41M 3/14
IPC-Nebenklasse B42D 15/10   G03H 1/02   B44F 7/00   

Beschreibung[de]
1. GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verzierung von Folien und insbesondere die Verzierung von Materialien, wie beispielsweise dünnen transparenten Kunststoffolien. Die Erfindung betrifft auch das Prägen von Kunststoffolie und insbesondere verbesserte Verfahren zum Herstellen von Prägemustern, die für das menschliche Auge sichtbar sind.

2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Es gibt zahlreiche Einsatzgebiete für geprägte Kunststoffolien. Ein Beispiel sind Kunststoffolien, in die holographische Muster geprägt sind. Diese werden eingesetzt, wenn sicherheitsempfindliche Gegenstände, wie beispielsweise holographische Etiketten, eingesetzt werden. Sie werden auch für dekorative Zwecke, so beispielsweise für Aufkleber und Geschenkpapier, eingesetzt.

Die oben beschriebenen Prägungen auf Kunststoffolien sind im allgemeinen deutlich sichtbar, da eine Dünnschicht aus Metall (normalerweise Aluminium) auf die geprägten Flächen aufgetragen wird, um ihnen einen spiegelartigen Glanz zu verleihen, durch den die Sichtbarkeit der Prägungen verstärkt wird. Die Dünnschicht aus Metall wird im allgemeinen mit einem Verfahren auf die Oberfläche aufgetragen, das als Vakuummetallisierung bekannt ist. Bei diesem Verfahren wird die zu metallisierende Folie in eine große Vakuumkammer gelegt, und nachdem ein starkes Vakuum hergestellt worden ist, wird sie über eine Reihe von Tiegeln und Bedampfungsschiffchen geleitet, die geschmolzenes Metall enthalten. Das Metall lagert sich aus der Dampfphase auf der sich bewegenden Kunststoffbahn ab. Dieses Metallisierungsverfahren kann bei hohen Geschwindigkeiten (bis zu 10,15 m/s (2000 Fuß pro Minute)) bei breiten Bahnen ausgeführt werden, es weist jedoch einige schwerwiegende Nachteile auf. Ein Nachteil besteht darin, daß die Metallisierungsanlage sehr teuer ist. Ein zweiter Nachteil besteht darin, daß das Metall nur als einheitliche Beschichtung oder beim Einsatz entsprechender Masken in Streifen in der Maschinen(Längs)-Richtung der Kunststoffolienbahn aufgetragen werden kann. Wenn ein separates metallisiertes Muster hergestellt werden soll, wird dies in der Regel hergestellt, indem zunächst die gesamte Oberfläche metallisiert wird und dann das unerwünschte Metall mit einem korrodierenden Ätzmittel, wie beispielsweise Ätznatron oder einer Säure, weggeätzt wird. Das Ätzverfahren ist teuer, da dafür ein zusätzlicher Herstellungsschritt sowie spezielle Maschinen erforderlich sind und Probleme beim Transport und bei der Entsorgung des Ätzmittels auftreten. Ein weiterer Nachteil beim Vakuumverfahren besteht darin, daß das Metall nur auf einer Ablagerungsschicht aufgetragen werden kann, während es jedoch häufig wünschenswert ist, verschiedene Schichten Metall an unterschiedlichen Punkten auf dem Kunststoffilm abzulagern, um teilweise Durchsichtigkeit oder andere spezielle Effekte zu erzielen. Ein weiterer Nachteil des Vakuummetallisierungsverfahrens besteht darin, daß es nicht für den Einsatz auf schmalen Bahnen oder kleinen Folienrollen geeignet ist, und daß es besonders unwirtschaftlich ist, wenn die Folie in Bogenform vorliegt.

Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, verbesserte und vereinfachte Verfahren zu schaffen, mit denen Bilder sichtbar gemacht werden können.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Auftragen von Metall oder Metallikeffektmaterialien auf geprägte Folien zu ermöglichen, ohne daß kostenaufwendige Vakuumeinrichtungen erforderlich sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Metallikeffektverzierung von geprägten Filmen auf herkömmlichen Druckpressen zu ermöglichen.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, Verfahren zum Herstellen von metallischen oder metallartigen Ablagerungen auf separaten Bereichen geprägter Folien zu schaffen, ohne daß der Einsatz von korrodierenden Ätzmitteln erforderlich ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Einrichtungen zu schaffen, mit denen ein breites Spektrum metallischer oder metallartiger Ablagerungen hergestellt werden kann, das von nahezu vollständig durchsichtig bis vollständig undurchsichtig reicht, wobei dies alles in einem Verfahren auf einer Standardpresse ausgeführt werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Metallisieren von kleinen Mengen geprägter Folie auf wirtschaftliche Weise zu ermöglichen.

D1 (GB-A-2231572) offenbart eine Druckfarbenzusammensetzung, die reflektierende Flocken enthalten kann. Die Druckfarbe wird zum Drucken eines Sicherheitsdokumentes eingesetzt. Die Metallteilchen weisen eine harte schützende Beschichtung auf, die in Spalte 7, Zeile 8 bis 19, beschrieben ist. Zu bedruckende Träger sind typische Sicherheitsdokumente, wie beispielsweise Papier- oder Kunststoffpapier, so beispielsweise Geld oder Bankkarten. Um den Glanz in bestimmten Bereichen zu verstärken, wird die farbige metallische Druckfarbe Kalandern durch Tiefdruckpressen unterzogen.

D2 (WO-A-90/02658) offenbart eine Sicherheitsvorrichtung, die ein Substrat umfaßt, das normalerweise Banknotenpapier umfaßt. Es wird mit Sicherheitsmustern vorzugsweise mit einer metallischen Druckfarbe bedruckt, und anschließend wird ein Sicherheitsbild auf die metallisierte Druckfarbe geprägt. Die Prägungen umfassen verschiedene Strukturen von Linien mit einem bestimmten Abstand und einer Tiefe, die nicht genau definiert ist.

D3 (US-A-5084351) offenbart Flocken einer optisch veränderbaren Beschichtung, die in einer Farbe bzw. Druckfarbe enthalten ist, die auf einen Träger aufgedruckt wird, um eine optisch veränderbare Folie herzustellen. Ein großer Teil der Beschreibung betrifft das Auftragen der optisch veränderbaren Flockenmaterialien auf Trägerblätter zunächst beim Verfahren zum Herstellen von Flocken. Spalte 17 beschreibt eine Einsatzmöglichkeit der Flocken, d. h. normalerweise in einer Druckfarbe, die auf Geldscheine aufgedruckt wird.

D4 (WO-A-90/04812) betrifft keine Sicherheitserzeugnisse mit der Möglichkeit, die optischen Effekte der vorliegenden Erfindung herzustellen. D4 offenbart ein holographisches Bildmuster, das auf einem Stempel ausgebildet ist, der zur Herstellung von geformten Behältererzeugnissen, wie beispielsweise einer Kosmetiktasche, eingesetzt wird. Das Formmaterial kommt mit dem Stempel in Kontakt. Das Formmaterial kann eine Schicht von aus der Dampfphase abgeschiedenem Aluminium auf seiner Oberfläche aufweisen, um die Reflexion und die Erkennbarkeit des holographischen Bildes zu verbessern. Als Alternative dazu kann das Hologramm mit einer aufgesprühten Beschichtung beschichtet werden, die reflektierende Flocken enthält, oder durch Spritzgießen einer Beschichtung mit Flocken auf den Hologrammstempel. Dieses Bezugsbeispiel lehrt einen durchsichtigen massiven Körper, in den ein Hologrammbild zusammen mit feinverteilten spiegelnden Metallteilchen eingebettet ist, durch die das Bild besser erkennbar wird.

D5 (EP-A-0320638) offenbart eine dekorative Oberflächenbeschichtung, bei der eine Schaumschicht gesteuert verschäumt wird, um das fertige Erzeugnis chemisch zu prägen. Eine Flockenschicht wird auf die chemisch geprägte Schicht aufgedruckt und kann durch eine durchsichtige Schicht hindurch sichtbar sein.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um die obenstehenden und damit zusammenhängende Aufgaben zu erfüllen, wird bei der Erfindung eine Metallflockendruckfarbe bzw. eine "Metallikeffekt"-Druckfarbe auf eine transparente oder durchscheinende Folie aufgedruckt, die eine geprägte Struktur auf wenigstens einer Fläche aufweist. Die Struktur kann eine Größe haben, die für ein Brechungsmuster, ein holographisches Bild oder mikroskopisch sichtbares Bild geeignet ist. Sie kann auch größer sein und sich für makroskopisch sichtbare Bilde bzw. Strukturen eignen. Die "Metallikeffekt"-Druckfarbe bzw. die Metallflockendruckfarbe enthält ein Lösungsmittel, bei dem es sich um Wasser oder organisches Lösungsmittel handeln kann, das jedoch kein starkes Lösungsmittel für die Kunststoffolie oder die Prägung darstellt.

Die Systeme der vorliegenden Erfindung, die einen Ersatz für aus dem Vakuum abgeschiedene Metallfilme darstellen, lassen sich in vier Typen unterscheiden. Beim System vom Typ 1 wird Druckfarbe eingesetzt, bei der als Pigment eine spezielle Form einer Metallflocke verwendet wird. Diese Form ist stark reflektierend, sehr dünn (vorzugsweise 0,01 bis 0,05 um (100 bis 500 Ångström)) und weist erhebliche Länge und Breite (Durchmesser) auf (funktionell 0,1 bis 5,0 und vorzugsweise 10 bis 50 um (Mikron)). Von besonderer Bedeutung ist eine neue Klasse derartiger Flocken, die geprägt sind.

Bei den Systemen vom Typ 2 werden bestimmte Farbstoffe eingesetzt, durch die, wenn sie in geeigneter Weise zum Einsatz kommen, die optischen Wirkungen simuliert und verstärkt werden, die von den aus dem Vakuum abgeschiedenen Metallfilmen bewirkt würden.

Zu den Systemen vom Typ 3 gehören Druckfarben, bei denen als Pigment ein kristallines Material, wie beispielsweise Graphit oder Sulfide oder Selenide, einschließlich MoS&sub2;, PbS, FeS&sub2;, CoS, Ni&sub3;S&sub2;, SnS&sub2;, ZrS&sub2; gehören, die delokalisierte Elektronen enthalten.

Die Systeme vom Typ 4 sind Druckfarben, bei denen als Pigment Teilchen optischer Schichtanordnungen (optical stacks) eingesetzt werden, und zwar insbesondere die mit einer geprägten Fläche.

Bei einem typischen Anwendungsgebiet wird eine durchsichtige Kunststoffolie auf einer Seite geprägt. Die geprägte Seite wird dann mit den zu der vorliegenden Erfindung gehörenden Druckfarben bedruckt. Es kann selektiv bedruckt werden, d. h. ein Teil der Folie kann undurchsichtig sein, ein Teil durchscheinend und ein Teil durchsichtig, jedoch farbig und ein Teil nicht bedruckt und daher durchsichtig. Die geprägte und bedruckte Seite kann dann an einer bedruckten Seite einer lichtundurchlässigen Karte aus Karton oder Kunststoff angeklebt werden, um Fälschung bzw. Manipulation der Karte zu erschweren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Der Charakter der Erfindung wird jedoch am besten unter Bezugnahme auf eine ihrer Ausführungsformen verständlich, wie sie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, wobei:

Fig. 1 eine Querschnittansicht einer laminierten Zierfolie ist, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung beinhaltet,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer zweiten laminierten Folie ist, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung beinhaltet,

Fig. 3 ein Flußdiagramm ist, das die Verfahrensschritte veranschaulicht, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung beinhalten, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen laminierter Zierfolien ist, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung beinhalten.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Wie zunächst in Fig. 1 dargestellt ist, in der die allgemeinen Merkmale einer laminierten Zierfolie, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung beinhaltet, am besten zu sehen sind, enthält die Folie, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist, eine Trägertolle 11 sowie eine durchsichtige Deckfolie 12, die an einer Fläche der Trägerfolie 11 mit Klebstoff 19 angeklebt ist.

Die Innenfläche der Deckfolie 12 ist mit einem Beugungsgitter oder einem holographischen Bild geprägt. Diese Innenfläche wird mit einer Schicht aus der Druckfarbe 13 des Typs 1, 2 oder 3 bedruckt, durch die der optische Effekt der Metallisierung dieser Fläche simuliert wird, wenn die Deckfolie 12 von der Außenseite her gesehen wird. Bei diesem einfachen Laminat hat der optische Effekt nicht nur einen dekorativen Aspekt, sondern er erschwert auch das Kopieren durch Fälscher.

In Fig. 2 ist eine komplexere Struktur dargestellt. Bei dieser Struktur sind auf die Innenfläche der Trägefolie 21 Informationen 24 aufgedruckt, die vor Fälschung und Veränderung geschützt werden müssen. Die durchsichtige geprägte Deckfolie 22 ist mit der Schicht aus der Druckfarbe 23 von Typ 1, 2 oder 3 bedruckt, jedoch nicht einheitlich. In Zone 25 und 26 ist die Druckfarbe dick und im wesentlichen undurchsichtig. Der Aufdruck 24 ist durch die Deckfolie 22 nicht zu sehen. In Zone 27 ist die Druckfarbe dünn und durchscheinend, so daß der Aufdruck 24 sichtbar, jedoch leicht verdeckt ist. In Zone 28 ist keine Druckfarbe vorhanden, so daß der Aufdruck durch den Klebstoff 29 hindurch deutlich sichtbar und die Prägung nicht sichtbar ist. Diese Struktur läßt sich nur sehr schwer und kompliziert kopieren oder fälschen. Daher stellt sie ein wirkungsvolles System zum Verhindern von Fälschung und Veränderung dar Da die Druckfarbe in einem Druckverfahren aufgetragen wird, lassen sich der Bereich bzw. die Ausschnitte der Folie und der Dekorationsstruktur bzw. die Abdeckung genau steuern.

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm der Schritte, die beim typischen Einsatz der vorliegenden Erfindung verwendet werden. In Schritt 1 wird die Karte bzw. Trägerfolie hergestellt, im Schritt 2 wird die Karte mit den empfindlichen Informationen bedruckt. In Schritt 3 wird die Deckfolie geprägt. In Schritt 4 wird die geprägte Oberfläche wahlweise mit Druckfarbe vom Typ 1, 2 oder 3 bedruckt. In Schritt S werden die bedruckte Seite der Karte und die bedruckte Seite der Abdeckung angeklebt, um das Erzeugnis herzustellen.

Bei einer Alternative könnte die empfindliche Information auf die geprägte Fläche aufgedruckt werden, bevor oder nachdem die Druckfarbe der vorliegenden Erfindung auf die geprägte Fläche aufgedruckt wird.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Verfahrens, mit dem das Erzeugnis, das die vorliegende Erfindung beinhaltet, hergestellt werden kann. Zuführrolle 51 erzeugt ein längliches Band der Trägertolle 52. Wenn die Trägertolle 52 den Weg durchläuft, druckt Druckwalze 53 empfindliche Informationen 54 auf die Oberfläche der Trägerfolie 52 auf. Gleichzeitig führt Zuführrolle 55 eine glatte Deckfolie der Weichmachlampe (softener lamp) 57, der Prägewalze 58 und der Stützwalze 59 zu. Die Innenfläche der Deckfolie wird geprägt.

Die geprägte Fläche 61 wird dann von Druckkopf 64 selektiv mit der Metalleffekt-Druckfarbe 62 bedruckt. Der Klebstoff 66 wird mit Klebkopf 68 auf die Deckfolie aufgetragen. Dann drückt Walze 69 die Trägerfolie 52 und die Abdeckfolie 56 zusammen, um die bedruckten Flächen zu verkleben. Das entstehende Laminat wird auf einer Aufwickelrolle 71 aufbewahrt. Anschließend wird das Erzeugnis in nutzbare Größen geschnitten.

Die Systeme der vorliegenden Erfindung, die einen Ersatz für aus dem Vakuum abgeschiedene Metallfilme darstellen, lassen sich in vier Typen unterteilen. Beim System vom Typ 1 werden Druckfarben eingesetzt, bei denen als Pigment eine spezielle Form einer Metallflocke verwendet wird. Diese Form ist stark reflektierend, sehr dünn (vorzugsweise 0,01 bis 0,05 um (100 bis 500 Ångstrröm) wenn Aluminium eingesetzt wird) und hat große Länge und Breite (Durchmesser) (funktionell 0,1 bis 50 und vorzugsweise 10 bis 50 u), wenn Aluminium eingesetzt wird. Von besonderer Bedeutung ist eine neue Klasse derartiger Flocken, die selbst geprägt sind.

Die Metallflocken werden in zwei separaten Durchmesserbereichen eingesetzt und funktionieren so auf zweierlei verschiedene Weise. Bei der ersten, bevorzugten Weise werden Flocken mit durchschnittlichen Durchmessern eingesetzt, die größer sind oder erheblich größer als der durchschnittliche Spitzenabstand (Wellenlänge) der Prägung. Diese Flocken scheinen die Prägungsspitzen zu überbrücken, um ihren spiegelartigen optischen Effekt zu erzielen.

Bei der zweiten Vorgehensweise werde Flocken mit Durchmessern eingesetzt, die kleiner sind als die Wellenlänge der Prägungen, und insbesondere kleiner als die Schrägen(Spitze-Tal)-Länge. Diese Flocken neigen dazu, die Schrägen der Prägung abzudecken, um ihren spiegelartigen optischen Effekt zu erzielen.

Bei den Systemen vom Typ 2 werden bestimmte Verbindungen eingesetzt, die, wenn sie entsprechend verwendet werden, die optischen Effekte simulieren und verstärken, die von den aus dem Vakuum abgeschiedenen Metallfilmen bewirkt würden.

Bei den Systemen vom Typ 3 werden Druckfarben eingesetzt, bei denen Pigmente, wie beispielsweise Graphit, eingesetzt werden, die stark optisch absorbierend wirken. Bei dem System des Typs 4 werden Druckfarben eingesetzt, bei denen als Pigment Teilchen optischer Schichtanordnungen eingesetzt werden, und zwar insbesondere die mit einer geprägten Fläche.

Die Metallflocken der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise die, die durch Vakuummetallisierung einer in Lösungsmittel lösbaren Beschichtung auf einem Träger zur Herstellung einer spiegelartigen Ablagerung erzeugt werden, deren Dicke im allgemeinen zwischen ungefähr 0,01 bis 0,5 um (100 bis 500 Ångströmeinheiten) (für Aluminium) liegt. Der Träger und die Beschichtungen werden dann in Lösungsmittelbad eingetaucht, um die lösbare Beschichtung aufzulösen, so daß die Metallschicht frei in dem Lösungsmittel schwimmt. Nach wiederholtem Spülen und Filtern bzw. Zentrifugieren ist die Dispersion, die die Metallschicht enthält, nahezu frei von dem mit Lösungsmittel lösbarem Beschichtungsmaterial. Die gereinigte Metallschicht wird dann durch Schermischen (shear mixing) in feine Teilchen zerkleinert. Das entstehende Material wird schließlich mit einem geeigneten Lösungsmittel verdünnt, und ein Bindemittel wird hinzugefügt, um die fertige Druckfarbe herzustellen. Für die vorliegende Erfindung ist es ausschlaggebend, daß das Bindemittel-Metallflockenverhältnis sorgfältig eingestellt werden kann, wie dies weiter unten erläutert wird. Diese Druckfarben haben, wenn sie richtig hergestellt werden, niedrige Viskosität. Sie können aufgesprüht oder im Tiefdruck mit Flexodruckeinrichtungen auf glatte transparente Folien aufgedruckt werden. So entsteht eine spiegelartige Metallfläche, wenn man durch die unbedruckte Fläche des transparenten Films hindurchsieht (als Unterseitensehen (second surface viewing) bekannt). Ein beispielhaftes Metallflockenerzeugnis des beschriebenen Typs ist unter dem Warenzeichen MetalureTM bekannt und wird von Avery Dennison Corporation hergestellt.

Die "Metallikeffekt"-Farben der Erfindung werden vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Kristallviolett und Rhodamin B besteht. Andere Farbstoffe, die auch eingesetzt werden können, sind Fuchsin, Methylviolett, Safranin, Fluoreszein, Rhodamin und Mauvein. Kristalline Materialien vom Typ 3 mit delokalisierten Elektronen eignen sich für diesen Einsatzzweck ebenfalls. Obwohl das bevorzugte Material Graphit ist, sind andere geeignete Materialien FeS&sub2;, MoS&sub2; oder PbS. Geeignete Materialien müssen (1) eine kristalline Struktur mit delokalisierten Elektronen aufweisen, (2) eine starke optische Absorption von mehr als 10&sup4; cm&supmin;¹ aufweisen und dabei gutes Reflexionsvermögen an der Oberfläche haben, und (3) eine glatte Oberfläche im mikroskopischen Maßstab aufweisen. Des weiteren ist es, da das bevorzugte Verfahren zum Anbringen des kristallinen Materials an der geprägten Fläche das Auftragen als Pigment in einem Bindemittel beinhaltet, vorteilhaft, wenn das Material ein hohes Pigment-Bindemittel-Verhältnis aufweisen kann. Andere mögliche Materialien sind Kaliumpermanganat, Iod, Kadmiumselenid, Polydiacetylene, Silicium oder Germanium.

Bei der Ausführung der Erfindung wird eine Kunststoffolie unter Verwendung bekannter Verfahren geprägt (z. B. Prägen der Oberfläche einer Polyethylenteraphthalatfolie, indem sie mit einer erhitzen Nickelprägescheibe bei hohem Druck in Kontakt gebracht wird). Derartige Prägungen können eine Tiefe von weniger als 0,5 um (Mikron) und eine Raumfrequenz (Wellenlänge) von 1,5 um (Mikron) oder weniger haben. Nachdem die transparente Folie geprägt worden ist, kann das Muster erkannt werden, wenn man es unter günstigen Beleuchtungsbedingungen, wie beispielsweise heller Beleuchtung mit einer Punktlichtquelle, betrachtet, es ist jedoch sehr schwach oder nahezu nicht mehr sichtbar, wenn es unter diffuseren Beleuchtungsbedingungen (beispielsweise Leuchtstofflampen) betrachtet wird. Das Muster auf der Folie wird besser sichtbar, wenn es mit einer Metallflocken-Druckfarbe bedruckt wird, die nicht mehr als 2,5 Teile Bindemittel- Feststoffe (des Volumens) pro Teil der Metallflocken enthält. Mehr als 2,5 Teile Bindemittel pro Teil des Metallpigmentes bewirken, daß das geprägte Muster an Kontrast verliert, da das Bindemittel das geprägte Muster ausfüllt und es "abdeckt" bzw. "löscht". Dies liegt daran, daß das Bindemittel einen Brechungsindex aufweist, der nahe an dem der Folie liegt, so daß, wenn es die Prägung ausfüllt, der Eindruck entsteht, daß es sich um eine flache, nichtgeprägte Folie handelt. Wenn der Bindemittelgehalt unter ungefähr 0,1 pro Teil der Metallflocken fällt, haften die Flocken nicht fest aneinander und können leicht entfernt werden, so beispielsweise mit Klebeband.

Das heißt, der funktionelle Bereich des Bindemittel-Flocken-Verhältnisses beträgt 0,01 bis 2,5, und der vorteilhafteste Bereich liegt zwischen 0,5 und 1,0. Zu Bindemitteln gehören Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymere, Vinyl-Acryl-, Polyurethan-, Polyester-, Terpentin-/Phenol-, Polyolefin-, Silikon-, Cellulose-, Polyamid- sowie Terpentinester-Kunststoffe. Polyamid und Acryl weisen die beste Haftung an Mylar auf.

Obwohl beim bevorzugten Verfahren die Flocken mit einem Bindemittel und durch dieses an der geprägten Fläche angebracht werden, sind andere Verfahren möglich. So könnte beispielsweise auf eine kurze Spülung der geprägten Fläche mit einem Lösungsmittel an der Oberfläche, die ausreicht, damit die Oberfläche klebrig zu machen, das Aufbringen der Flocken an der noch klebrigen Fläche folgen, so daß sie an der Oberfläche haften. Desgleichen könnte die Oberfläche durch heiße Luft oder Strahlungswärme oder warme Flocken klebrig gemacht werden, um die Flocken aufzutragen und zu halten. Das einfachste Verfahren bestünde darin, die Flocken auf die Oberfläche aufzutragen, wenn sie von dem Prägeschritt noch weich und klebrig ist. Es wäre dann möglich, eine Haltefolie auf die Rückseite der Flocken auf der Oberfläche aufzutragen, um die Flocken an der Oberfläche zu halten. Die Flocken haben auch ohne Bindemittel eine Tendenz dazu, zwar nur schwach, jedoch mitunter ausreichend auch ohne Bindemittel an der geprägten Oberfläche und aneinander zu haften.

Eine Variante dieses Grundprinzips der Druckfarbe auf Basis von Metallflocken, die ebenfalls neuartig ist, besteht darin, den Flocken selbst geprägte Oberflächen zu verleihen. Dieses Verfahren ist in einer gleichzeitig eingereichten Anmeldung ausführlich beschrieben. Dazu wird das obenbeschriebene Verfahren zum Herstellen von Metallflocken so abgewandelt, daß die ursprünglichen Metallfolien auf einem löslichen Substrat hergestellt werden, das selbst geprägt ist. Diese einzige Abwandlung des herkömmlichen Verfahrens bewirkt, daß die entstehenden Metallflocken auf beiden Seiten geprägt sind. Wenn diese Flocken verwendet werden, um Druckfarbe herzustellen und dann auf eine geprägte oder auch auf eine Kunststoffolie aufgedruckt werden, führt dies zu einem bemerkenswerten optischen Effekt.

Als Alternative dazu wird das Muster auf der Folie durch das Auftragen von Kristallviolettfarbstoff oder Rhodaminfarbstoff aus Lösung stärker sichtbar gemacht, wobei abschließende trockene Beschichtungsgewichte des Farbstoffs zwischen minimal 10&supmin;³ Gramm pro Quadratmeter und maximal 1,0 Gramm pro Quadratmeter erreicht werden. Unterhalb des minimalen Farbstoffauftrags erhält die Prägung eine stark violette Färbung, jedoch wird der Effekt der Sichtbarkeit des Prägemusters nicht verstärkt. Bei den unteren Auftragegewichten der Farbstoffe kann der Metallikeffekt verstärkt werden, wenn hinter dem Farbstoff eine schwarze Beschichtung oder eine metallische Beschichtung (z. B. herkömmliche Aluminiumdruckfarben) aufgetragen werden. Die ungewöhnliche Wechselwirkung zwischen den Farbstoffen in ausreichender Dicke und der geprägten plastischen Fläche führt zur Simulierung des optischen Effekts der metallisierten geprägten Fläche.

Ein weiteres Verfahren, mit dem die Struktur auf der Folie besser sichtbar gemacht wird, besteht darin, eine Beschichtung unter Verwendung von Pigmenten mit stark delokalisierten Elektronen, wie beispielsweise Graphit und Sulfiten, aufzutragen.

Ein spezieller Typ Pigment, der bei den Druckfarben der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden könnte, wird als optische Schichtung (optical stack) bezeichnet und ist im US-Patent 4,168,986 von Joseph J. Venis unter dem Titel "Method for Preparing Lamellar Pigments" (Verfahren zum Herstellen von Laminarpigmenten) sowie im US- Patent 5,084,351 von Roger W. Philips et al. unter dem Titel "Optically Variable Multilayer Thin Film Interference Stack On Flexible Insoluble Web" (Optisch veränderbare Mehrschicht-Dünnfilm-Interterenz-Schichtung auf flexibler nichtlösbarer Bahn) beschrieben. Die Lehren dieser beiden Patente werden hiermit durch Verweis einbezogen.

Indem die Dicke von Schichten optisch wirksamer Materialien und die Bildung von optisch wirksamen Schichtgrenzen genau gesteuert wird, können interessante und nützliche optische Effekte erzeugt werden, wenn Licht auf die optische Schichtung auftrifft.

Von besonderem Interesse für die vorliegende Erfindung wäre ein Verfahren zum Herstellen von Pigmentflocken einer optischen Schichtung, die zunächst auf einem geprägten Träger (bzw. einer geprägten Trage-Löse-Schicht) hergestellt werden. Auf diese Weise würde die optische Schichtung die Prägung tragen. Die Schichtung könnte auf dem geprägten Träger entweder mit der Vorderseite zu dem Träger gerichtet oder von ihr abgewandt ausgebildet werden. Des weiteren kann die an den Träger angrenzende Schicht aufgetragen werden, um die Prägung auszufüllen, so daß folgende Schichten parallele Grenzen aufweisen, und/oder die erste Schicht kann eine zusätzliche Deckschicht sein, die lediglich eine geprägte Abdeckung auf den Rest der Schichtung auflegt. Als Alternative dazu können die Lagen der Schichtung so aufgetragen werden, daß jede der Prägung folgt oder proportional der Prägung folgt (d. h. einheitliche Frequenz jedoch verringerte Amplitude). Wenn die Schichtung von dem Träger entfernt wird und als Pigment verwendet wird, würden die optischen Effekte der Schichtung und der Prägung auf jedem Beschichtungsteilchen auftreten. Die vorliegende Erfindung würde auch das Herstellen der optischen Schichtung auf einer geprägten durchsichtigen oder undurchsichtigen Trägerfläche und den Einsatz des entstehenden Erzeugnisses in Folienform mit oder ohne den Träger für Dekorations- oder Sicherheitserzeugnisse beinhalten.

Bei seinem bevorzugten Einsatz würde die dekorative Folie der vorliegenden Erfindung über einen druckempfindlichen Klebstoff oder einen herkömmlichen Laminierklebstoff auf der Vorderseite von Karton- oder Kunststoff-Identifizierungskarten oder dergleichen laminiert werden, um das Fälschen oder die unbefugte Änderung der Karten zu erschweren. Bei einer Ausführung ist die Dicke der Druckfarbenschicht so gering, daß die Karteninformationen durch die dekorative Folie hindurch sichtbar sind. Bei einer anderen Ausführung ist nur ein Teil der Karte mit einer undurchsichtigen Schicht abgedeckt, die eine optische Verzierung, wie beispielsweise ein holographisches Bild, zeigt. Normalerweise würde die beschichtete geprägte Seite zwischen der Folie und dem Substrat liegen.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitserzeugnisses, das die folgenden Schritte umfaßt:

(a) Herstellen einer Folie aus einem Grundmaterial, wobei die Folie eine erste Fläche und eine zweite Fläche aufweist,

(b) Herstellen einer Druckfarbe, die an der ersten Fläche der Folie haftet, und

(c) Auftragen der Druckfarbe auf wenigstens einen Abschnitt der ersten Fläche der Folie unter Einsatz von herkömmlichen Druckeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Folie aus Grundmaterial durchsichtig ist und die Druckfarbe eine Metallikeffekt-Druckfarbe ist, und die erste Fläche der Folie mit einer optischen Beugungsgitterstruktur oder einer holographischen Bildstruktur oder einem mikroskopisch sichtbaren Bild geprägt ist, und wobei die erste Fläche der Folie an einer Trägerfolie angeklebt wird, die optische Informationen trägt, und die optischen Informationen durch die Metallikeffekt-Druckfarbe selektiv verdeckt oder sichtbar sind, oder durch die geprägte Folie hindurch sichtbar ist, wenn das Erzeugnis durch die geprägte Folie aus Grundmaterial hindurch betrachtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Druckfarbe aus einem Bindemittel und Metallflocken besteht, und wobei das Verhältnis von Bindemittel zu Metallflocken so groß ist, daß die Flocken an der ersten Fläche haften, und so klein, daß Auslöschen des durch die Prägung bewirkten optischen Effekts verhindert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Volumenverhältnis von Bindemittel zu Metallflocken im Bereich von 0,01 bis 2,5 liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Druckfarbe so viel Bindemittel enthält, daß die Flocken an der ersten Fläche haften, und wobei die Menge an Bindemittel unter der Menge liegt, die erforderlich ist, damit das Bindemittel die Prägung im wesentlichen ausfüllt und den optischen Effekt der Prägung auslöscht.

5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Metallflocken eine Dicke von 0,01 bis 0,5 Mikrometer (100 bis 500 Ångstrröm) und einen durchschnittlichen Durchmesser von 10 bis 20 um (Mikron) haben.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Druckfarbe aus der Gruppe hergestellt wird, die besteht aus:

(1) einem Bindemittel, das Metallflocken enthält;

(2) einem Farbstoff, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Kristallviolett, Rhodamin B, Fuchsin, Methylviolett, Safranin, Fluoreszein, Rhodamin und Mauvein besteht;

(3) einer Druckfarbe, die Graphit als ein Pigment enthält; und

(4) Schwefelverbindungen von Elementen, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Eisen, Blei, Kobalt, Nickel, Zinn und Zirkonium besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Druckfarbe ein Pigment enthält, das aus optischen Schichtungen besteht, die eine geprägte Fläche aufweisen, und wobei eine optische Schichtung auf einer Seite der Folie ausgebildet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Metallflocken in der Druckfarbe enthalten sind, und wobei die Schicht der Flocken durch Vakuummetallisieren einer dünnen Metallschicht auf einem geprägten Träger hergestellt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Folie vor dem Aufdrucken der Metallikeffekt-Druckfarbe auf die geprägte Fläche geprägt wird.

10. Sicherheitserzeugnis, das umfaßt:

(a) eine Folie aus Grundmaterial, wobei die Folie eine erste Fläche und eine zweite Fläche aufweist, und

(b) eine Schicht aus Druckfarbe, die an wenigstens einem Abschnitt der ersten Fläche der Folie haftet, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus Grundmaterial durchsichtig ist, die Druckfarbe eine Metallikeffekt-Druckfarbe ist und die erste Fläche mit einer optischen Beugungsgitterstruktur oder einer holographischen Bildstruktur oder einem mikroskopisch sichtbaren Bild geprägt ist, wobei die erste Fläche des Erzeugnisses an einer Trägerfolie angeklebt wird, die optische Informationen trägt, und die optischen Informationen durch die Metallikeffekt-Druckfarbe selektiv verdeckt oder durch sie hindurch sichtbar ist, oder durch die geprägte Folie hindurch sichtbar ist, wenn das Erzeugnis durch die geprägte Folie aus Grundmaterial hindurch betrachtet wird.

11. Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 10, wobei die Druckfarbe aus einem Bindemittel und Metallflocken besteht und das Verhältnis von Bindemittel zu Metallflocken so groß ist, daß die Flocken an der ersten Fläche haften und so klein, daß Auslöschen des durch die Prägung verursachten optischen Effekts verhindert wird.

12. Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 11, wobei das Volumenverhältnis von Bindemittel zu Metallflocken im Bereich von 0,01 bis 2,5 liegt.

13. Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 11, wobei die Druckfarbe soviel Bindemittel enthält, daß die Flocken an der ersten Fläche haften, und wobei die Menge an Bindemittel unter der Menge liegt, die erforderlich ist, damit das Bindemittel die Prägung im wesentlichen ausfüllt und den optischen Effekt der Prägung auslöscht.

14. Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 11, wobei die Metallflocken eine Dicke von 100 bis 500 Ångström haben, und wobei die Metallflocken einen durchschnittlichen Durchmesser von 10 bis 50 Mikron haben.

15. Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 10, wobei die Druckfarbe ein Pigment enthält, das aus optischen Schichtungen besteht, die eine geprägte Fläche aufweisen.

16. Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 10, wobei die Druckfarbe aus der Gruppe hergestellt wird, die besteht aus:

(1) einem Bindemittel, das Metallflocken enthält

(2) einem Farbstoff, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Kristallviolett, Rhodamin B, Fuchsin, Methylviolett, Safranin, Fluoreszein, Rhodamin und Mauvein besteht;

(3) einer Druckfarbe, die Graphit als ein Pigment enthält; und

(4) Schwefelverbindungen von Elementen, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Eisen, Blei, Kobalt, Nickel, Zinn und Zirkonium besteht.







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