HUT77829A

HUT77829A - Többrétegű fóliaszerkezetek, bankjegyek vagy hasonlók előállításában való felhasználásra

Info

Publication number: HUT77829A
Application number: HU9801172A
Authority: HU
Inventors: Gordon Leon Benoit; Rudolf van der Velden
Original assignee: Mobil Oil Corporation
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1998-08-28
Also published as: ZA955145B; CA2220444C; DE69524457D1; US6270610B1; HUT76649A; EP0857108A4; ATE210016T1; CZ360697A3; EP0857108A1; ES2167445T3; AU2999295A; NZ289993A; JPH11508498A; AU700625B2; TW326020B; HU9603182D0; PL323859A1; US5698333A; CA2220444A1; SK155597A3

Description

Többrétegű fóliaszerkezetek, bankjegyek vagy hasonlók előállításában való felhasználásra

A találmány tárgyát többrétegű fólia képezi papírszerű termékek, így bankjegyek és értékpapírok, például utazási és bankcsekkek előállításában való felhasználásra, továbbá az eljárás ezek előállítására. Közelebbről, a találmány olyan laminált, többrétegű fóliaszerkezetre vonatkozik, amely rendelkezik a bankjegyek és értékpapírok előállításában általában alkalmazott jóminőségű papírok jellemzőivel.

A bankjegyek és értékpapírok előállításához famentes (merített) papírt használtak több mint 300 éven át. Amint az jól ismert, a famentes papírnak több olyan tulajdonsága van, ami igen kívánatos az ilyen alkalmazásoknál, így a hajtogathatóság (dead foldability), a szakítószilárdság, a nyomtathatóság és a mélynyomásra való alkalmasság.

Ezek az igen kívánatos tulajdonságok a következőképpen jellemezhetők: a hajfogathatóság egy anyagnak az a képessége, hogy összehajtogatható vagy összehajtható és a hajtást megtartja, anélkül, hogy a rétegezés felhasadna; a szakítási szilárdság egy anyagnak az a képessége, hogy ellenáll mind a megkezdett, mind a meg nem kezdett • ·

- 2 szakításoknak és lyukasztásoknak; a nyomtathatóság az anyagnak az a képessége, hogy a litográfiái nyomtatási eljárás alatt a festékeket felszívja és megköti; a mélynyomásra való alkalmasság az anyagnak az a képessége, hogy deformálódik a mélynyomásos eljárás nyomásai alatt, és így domborképet ad az előállított bankjegyen vagy értékpapíron, a mélynyomás festéke a domborított, deformált részen marad, és így a bankjegynek vagy értékpapírnak nagyfokú tapinthatóságot vagy fogást ad. Érthető, hogy ezek a tulajdonságok együttesen adják a bankjegyek és hasonlók megszokott fogását és funkcionalitását.

A színes másolók és a számítógépes gráfika-letapogatók (scanners) megjelenésével jelentősen megnőtt a bankjegyek hamisítása. A bankjegypapírok fő előállítói ugyan hatásos programokat dolgoznak ki, hogy anyagaikat biztonságosabbá tegyék vízjelek, fémszálak és optikailag változó eszközök (optical variable devices - OVDs), így színes fényképezések, hologramok és diffrakciórácsok alkalmazásával, de ezek az erőfeszítések nem nyújtanak sok reményt a hamisítók visszaszorítására.

A műanyagok nagyobb biztonságot jelentenek, ha egy átlátszó ablak van a bankjegybe beépítve. Ez az ablak biztosítja, hogy egy scanner (letapogató) vagy egy színes másoló nem tudja a bankjegyet lemásolni. Ezenkívül egyéb biztonsági sajátosságok is bevihetők a bankjegybe vagy rávihetők a bankjegyre, így a bankjegy hátoldali nyomtatása, a biztonsági eszközök és a nyomás megvédése céljából.

A találmány szerint kunkorodásnak ellenálló, keresztmetszetileg szimmetrikus, laminált, többrétegű fóliaanyagot állítunk elő, bankjegyek és értékpapírok készítésében való felhasználásra, amely magába foglal:

(a) egy első réteget, belső és külső oldallal, és ez a réteg legalább 50 tömeg%, legalább 0,94 sűrűséggel rendelkező, nagysűrűségű polietilént tartalmaz, ez az első réteg egy első irányban legalább olyan mértékben van megnyújtva, ami legalább háromszor nagyobb, mint a nyújtásnak az a mértéke, ami az első irányra lényegileg • · ·

- 3 merőleges mmásodik irányban van jelen; és (b) egy második réteget, belső és külső oldallal, amely legalább 50 tömeg%, legalább 0,94 sűrűséggel rendelkező, nagysűrűségű polietilént tartalmaz, ez a második réteg egy első irányban legalább olyan mértékben van megnyújtva, ami legalább háromszor nagyobb, mint a nyújtásnak az a mértéke, ami az első irányra lényegileg merőleges, második irányban van jelen;

(c) egy rétegragasztó (kasírozó) gyantát, az (a) és (b) rétegek belső oldalai között elhelyezve, amely egy kissűrűségű polietilén (low density polyethylene = LDPE) vagy egy lineáris kissűrűségű polietilén (linear low density polyethylene = LLDPE) komponenst tartalmaz; és a második réteget úgy lamináljuk az első réteghez, hogy a második réteg nyújtásának első iránya lényegileg összhangban legyen az első réteg nyújtásának első irányával.

A találmány tárgyát képezi továbbá az eljárás bankjegyek előállítására a következőképpen:

i) egy (a) első réteget, amelynek belső és külső oldala van, és legalább 50 tömeg%, legalább 0,94 g/ml sűrűséggel rendelkező nagysűrűségű polietilént tartalmaz, és a réteg keresztirányban (transverse direction = TD) olyan mértékben van megnyújtva, ami legalább háromszor nagyobb, mint a nyújtásnak az a mértéke, ami a gépirányban (machine direction = MD) van jelen, egy második réteghez laminálunk (kasírozunk), amelynek belső és külső oldala van, és legalább 50 tömeg%, legalább 0,94 sűrűséggel rendelkező nagysűrűségű polietilént tartalmaz, és ez a második réteg keresztirányban olyan mértékben van megnyújtva, ami legalább háromszor nagyobb, mint a nyújtásnak az a mértéke, ami a gépirányban van jelen; a laminálást egy rétegragasztó gyantával végezve, amely egy kissűrűségű polietilén vagy egy lineáris kissűrűségű polietilén komponenst tartalmaz, és a második réteget a fóliaanyagban úgy lamináljuk, hogy a második réteg nyújtásának keresztiránya lényegileg összhangban legyen az . első réteg nyújtásának keresztirányával, s így nyomtatható alapanyagot képezünk; és ·· ···

- 4 ii) az alapanyagot nyomtatjuk.

Az ilyen módon készített fóliák jó hajtogatási jellemzőket és más tulajdonságokat mutatnak, így szimmetrikus szerkezetet, ami csavarodásmentes fóliát biztosít még magasabb, például 66°C hőmérsékleten is, s így igen alkalmassá teszi ezeket bankjegyek és más értékpapírok előállítására.

A találmány tárgyát képezik továbbá a nyomtatható, laminált, többrétegű alapanyagból előállított értékpapírok, így bankjegyek vagy részvények, amelyek alapanyaga tartalmaz:

(a) egy első réteget, amelynek belső és külső oldala van, és legalább 50 tömeg%, legalább 0,94 sűrűséggel rendelkező nagysűrűségű polietilént tartalmaz, és ez az első réteg keresztirányban olyan mértékben van megnyújtva, ami legalább háromszor nagyobb, mint a nyújtásnak az a mértéke, ami a gépirányban van jelen; és (b) egy második réteget, amelynek belső és külső oldala van, és legalább 50 tömeg%, legalább 0,94 sűrűséggel rendelkező nagysűrűségű polietilént tartalmaz, és ez a második réteg keresztirányban olyan mértékig van megnyújtva, ami legalább háromszor nagyobb mint a nyújtásnak az a mértéke, ami a gépirányban van jelen, és a második réteg úgy van az első réteghez laminálva, hogy a második réteg keresztirányú nyújtása lényegileg összhangban van az első réteg keresztirányú nyújtásával.

A találmány tárgyát képezi továbbá az eljárás nyomtatott csavarodásnak ellenálló, laminált többrétegű fólia-alapanyag előállítására, bankjegyek, értékpapírok és hasonlók előállításában való felhasználsára, oly módon, hogy i) kopolimer polipropilén bevonatokkal látjuk el egy nyújtott, nagysűrűségű polietilén réteg mindkét oldalát, amelynek belső és külső oldala van és legalább 50 tömeg% legalább 0,94 sűrűséggel rendelkező nagysűrűségű polietilént tartalmaz, ez a réteg keresztirányban olyan mértékban van megnyújtva, ami legalább háromszor nagyobb, mint a gépirányban jelenlétvő nyújtás mértéke;

·· ·· *·» • · · · • ··· ·«« « · « · ·«·· · · ···

- 5 ii) a réteg egyik oldalára felvitt kopolimer propilén bevonatot egy tapadást elősegítő alapozó réteggel látjuk el, s így egy első előkészítő réteget (a) létesítünk, alapozó bevonattal ;

iii) megismételve az i) és ii) műveleteket, egy második előkészítő réteget (b) létesítünk, alapozó felülettel;

iv) az egyik, alapozóval ellátott rétegen egy különálló, biztonsági eszközt létesítünk;

v) az alapozóval ellátott rétegek közé egy nyújtható, lamináló, ragasztó gyantát viszünk fel, és az alapozóval ellátott rétegeket kasírozással összeerősítjük, miközben a lamináló ragasztó gyantát megnyújtjuk, s így lényegileg transzparens laminátumot kapunk;

vi) a lényegileg transzparens laminátumnak legalább az egyik oldalára mélynyomással zavarosító (átláthatatlanná tevő) festéket viszünk fel, egybevágóan a biztonsági eszközzel, s így egy átlátszó ablakot létesítünk a biztonsági eszközzel egybevágóan, láthatóvá téve ezt a fóliaanyag legalább egyik oldaláról, előnyösen mindkét oldaláról.

A többrétegű fóliaanyagok előállításánál - amelyeket a találmány szerinti bankjegyek és értékpapírok előállításában használunk - a fóliaanyag legalább két rétegének nagyobb mennyiségben kell tartalmazni legalább 0,94, előnyösen legalább 0,945 sűrűséggel rendelkező nagysűrűségű polietilént (high density polyethylene = HDPE). Ezek a fóliarétegek készülhetnek egyetlen nagysűrűségű polietilén gyantából, nagysűrűségű polietilén gyanták keverékéből vagy olyan nagysűrűségű polietilénből, amely kisebb mennyiségben más polimer anyagot, így kissűrűségű polietilént (LDPE), lineáris kissűrűségű polietilént (LLDPE), polipropilént, et ilén/vinilalkohol (EVOH) kopolimert, et ilén/propilén/butén-1 (EPB) kopolimert tartalmaz, de egyetlen nagysűrűségű polietilén gyanta vagy nagysűrűségű polietilén gyanták keveréke kiváltképpen előnyös a jelen találmány gyakorlatában. Feldolgozási adalékok, így mikrokristályos viasz vagy hasonlók alkalmazhatók az előnyös

- 6 nagysűrűségű polietilén gyantákkal, ezek jobb feldolgozási tulajdonságokat biztosítanak az extruderban, mivel az extruder torziós nyomatékét csökkentik. Azt találtuk, hogy a nagysűrűségű polietilén gyanta keverékkel vagy a mikrokristályos viasszal készített fóliák csökkentik a fólia hasadását, ami abban nyilvánul meg, hogy a fólia keresztirányban törik.

Ha nagysűrűségű polietilén (HDPE) polimerek keverékeit alkalmazzuk, akkor ezek a keverékek tartalmazhatnak két vagy több polimert, amelyek mindegyikének sűrűsége előnyösen 0,94 vagy ennél nagyobb. A HDPE polimerek keverékei előnyösen tartalmaznak egy nagyobb rész HDPE polimert, amelynek olvadási indexe 0,6 - 1,2, és egy vagy több, ettől eltérő olvadási indexű polimert.

Célszerűek a hármas keverékek is. A megfelelő hármas keverékek tartalmaznak általában 50-98 tömeg%, előnyösen 84-96 tömeg% HDPE polimert, amelynek sűrűsége 0,96 vagy ennél nagyobb, és olvadási indexe nagyobb mint 0,5-2,0,tartalmaznak továbbá 1-25 tömeg%, előnyösen 3-8 tömeg% HDPE polimert, amelynek sűrűsége 0,94 vagy ennél nagyobb, és olvadási indexe 0,1-0,5,- és 1-25 tömeg%, előnyösen 3-8 tömeg% HDPE polimert, amelynek sűrűsége 0,96 vagy ennél nagyobb, és olvadási indexe nagyobb mint 2 - körülbelül 8. A második és harmadik HDPE polimer, amelyek kisebb mennyiségű komponensek, előnyösen körülbelül egyforma mennyiségben van jelen.

Amint az kiváltképpen előnyös, a találmány szerinti fóliaanyag magába foglal egy a) első réteget, amely tartalmaz legalább 50 tömeg%, legalább 0,94 sűrűséggel rendelkező nagysűrűségű polietilént, ez az első réteg egy első irányban, például keresztirányban, legalább olyan mértékben van megnyújtva, ami legalább háromszor nagyobb, mint a nyújtásnak az a mértéke, ami az első irányra lényegileg merőleges irányban, vagyis a gépirányban van jelen,· és magába foglal egy b) második réteget, amely szintén legalább 50 tömeg%, legalább 0,95 sűrűséggel rendelkező nagysűrűségű politeilént tartalmaz, és a második

- 7 ·»« ··« réteg is meg van nyújtva egy első irányban, például keresztirányban legalább olyan mértékig, ami legalább háromszor nagyobb mint a nyújtásnak az a mértéke, ami például az első irányra lényegileg merőleges gépirányban van jelen, és a második réteg úgy van a fóliaanyaghoz laminálva, hogy a második réteg nyújtásának első iránya lényegileg párhuzamos (vagy összhangban van) az első réteg első nyújtási irányával. A 4 870 122 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismertet egy eljárást HDPE fóliák előállítására nem összehangolt (imbalanced) biaxiális nyúj tással.

Abból a célból, hogy elérjük a tökéletesített szakítószilárdságot a fentiekben ismertetett típusú többrétegű fóliában, azt találtuk, hogy ha a nem összehangolt, biaxiálisan nyújtott HDPE fóliákat úgy rétegezzük, hogy a nyújtás első irányai lényegileg párhuzamosak egymással, akkor ezek fokozott szakítószilárdságot mutatnak ott, ahol egy nyújtható lamináló ragasztó gyantát, például egy LLDPE gyantát teszünk a rétegek közé, és nyújtásnak vetjük alá úgy, hogy a nyújtott gyantában a nyújtás első iránya lényegileg merőleges az első és második HDPE fóliarétegek első nyújtási irányára. Egy kivitelezésnél ezt a nyújtást a lamináló ragasztó gyanta első nyújtási irányában a laminálási művelet alatt valósítjuk meg, előnyösen a gépirányban.

A HDPE fóliarétegek megnyújtás! mértéke fontos jellemzője a találmánynak, mivel a nyújtás megfelelő mértéke a megkívánt fizikai tulajdonságokat biztosítja. Egy nagyobb sűrűségű HDPE gyantából, amelynek sűrűsége 0,957 vagy ennél nagyobb, készíthető ugyan közvetlenül fólia extrudálással (öntéssel), de fennáll a kunkorodás, egyenetlenség és a laposság problémája. Ezért 0,02-0,04 mm (0,8-1,5 mii) vékony HDPE fóliákat állítunk elő, amelyeknél a tulajdonságok legjobb egyensúlya áll fenn, kiegyensúlyozatlanul biaxiálisan nyújtott fóliákat használva, amelyeket 0,3-0,5 mm (12-20 mii) öntési vastagságú fóliákból állítunk elő, és nyújtással a kívánt vastagságúra csökkentünk.

• ·

- 8 A fóliákat hagyományos módon állítjuk elő és nyújtjuk meg. A fóliát nyújtási hőmérsékletére felmelegítjük, és először hosszirányú (gépirányú) nyújtásnak vetjük alá két készlet feszítőhenger (szorítóhenger) között, ahol a második henger nagyobb sebességgel forog, mint az első, olyan mértékben, ami megfelel a kívánt húzási aránynak. Ezután a fóliát keresztirányban nyújtjuk meg, úgy, hogy felmelegítjük és egy feszítőkeretben keresztirányú nyújtásnak vetjük alá. A hosszirányú nyújtást általában 60-120°C-on és a keresztirányú nyújtást 110-l45°C-on végezzük.

Előnyös ugyan, ha a nyújtás mértéke a fólia első irányában legalább háromszor nagyobb, mint a nyújtásnak az a mértéke, ami az első irányra lényegileg merőleges irányban van jelen, de -még inkább előnyös, ha mindegyik HDPE fóliaréteg 1,1-2,0-szeres mértékben van megnyújtva a hosszirányban és 6-12-szeres mértékben a keresztirányban. Azt találtuk, hogy a HDPE fóliarétegek kiváló minőségben állíthatók elő legfeljebb 33,5 méter/perc (110 fpm) öntési sebességgel, ami megfelel 46,9 méter/perc (140 fpm) átviteli sebességnek 1,25-szőrös hosszirányú nyújtásnál.

Ha alkalmazzuk, a kiegyensúlyozatlan megnyújtásnak ez a mértéke érdekes hatást idéz elő a szerkezet HDPE komponenseiben. A hatás egy láthatóan hullámos és barázdált megjelenésben nyilvánul meg, ahol a hullámosság párhuzamos a keresztirányú nyújtás irányával. Kis nagyítás alatt a HDPE fólia mindegyik négyzetcentiméterén 5-30 nem-folytonos (megszakításos) hullámosság és barázdáltás látható, amelyek a nyújtás irányával általában párhuzamosak. Ez a hatás a fóliának kissé áttetsző megjelenést ad, ami kissé elmosódottá teszi a távoli tárgyakat, ha azokat a fólián keresztül nézzük. Ez a jelenség jelzi, hogy a rétegek kiegyensúlyozatlan módon vannak megnyújtva. A találmány szerinti eljárás megvalósításához használható nagysűrűségű polietilének azok, amelyeket a 4 870 122 amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismertetett.

A találmálny szerinti papírszerű termékektől megkívánt felületi jellemzők elérése céljából egy vagy több felületi ·· ·· ···· • · · · • · · · · · · • · · · ·· ··· réteg alkalmazható bármely ismert módon a többrétegű HDPE alapanyaghoz, például bevonással vagy koextrudálással a nyújtás előtt, vagy a HDPE-t bevonva az egyik vagy mindkét nyújtási művelet után. A felületi réteg lehet bármely hagyományos anyag, amit erre a célra poliolefin fóliákkal, elsősorban polietilén-fóliákkal kapcsolatban használnak. A nyomtatáshoz kész felület készítése céljából egy polimer gyanta keverhető például töltőanyagokkal, rostokkal, pigmentekkel vagy hasonlókkal, ha szükséges. Rétegelhetünk továbbá kitöltetlen (hézagos) fóliákat, így azokat, amelyeket a 4 377 616, 4 632 869 és 4 758 462 számú és más ame rika i egyesült államokbeli szabadalmi leírások ismertettek a többrétegű HDPE anyagokhoz, hogy a találmány szerinti fóliáknak az ilyen szerkezetek tulajdonságait biztosítsuk.

A fentiekben ismertetett (a) és (b) HDPE-tartalmú rétegek tartalmazhatnak továbbá kopolimer polipropilén bevonatokat, például etilén/própilén/l-butén terpolimert a rétegek legalább egyik oldalán, előnyösen mind a belső, mind a külső oldalukon. Egy kiváltképpen előnyös kivitelezésnél maguk a bevonatok tartalmazhatnak még egy komponenst, amely az (a) és (b) rétegek laminálásához használt ragasztó gyanta komponenseihez hasonló. így például, egy kiváltképpen előnyös kivitelezésnél kissűrűségű polietilén (LDPE) képezheti a bevonatok 10-20 tömeg%-át, a többi a kopolimer polipropilén.

Az adhéziót elősegítő megfelelő alapozó bevonat, amely jobb tapadást biztosít a rétegelt felületek között, például olyan polimerekből áll, mint a polietilén-imid, epoxi, poliuretán és akrilpolimer, a kopolimer polipropilén bevonatok (az (a) és (b) rétegek belső oldalain) és a lamináló ragasztó gyanta közé vihető be. Ilyen alapozó bevonat készítményeket ismertet a 4 447 494 és 4 631 803 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás.

Mérlegelni kell azt is, hogy az anyag domborítható, festhető, nyomtatható, texturálható vagy más módon kezelhető a rétegelés előtt vagy után; ezt végezhetjük a laminált ·· · · ···· rétegek belső vagy külső felületén, úgy, hogy például a bankjegy jellege, jelentése vagy értéke vizuálisan és/vagy tapintással azonosítható legyen.

A rétegelési eljárások, amelyek a találmány szerinti fóliaszerkezetek előállításához használhatók, a szakterületen ismertek, és a következő műveleteket foglalják megukba: összeragasztás vagy összeerősítés, például lamináló ragasztó gyantával, előnyösen egy átlátszó anyaggal; oldószeres kötés, amikor egy porlasztott oldószert permetezünk az összeerősíteni kívánt felületekre; hővel végzett laminálás, amikor hőre lágyuló íveket vetünk alá forró hengerléses vagy préseléses műveletnek; öntéssel végzett laminálás, amikor az egyik réteget a másodikra öntjük, és a második réteg képezi az alapanyagot; vagy extrudálással vagy húzó rétegeléssel, amint az a szakterületen a kalanderezési műveleteknél ismeretes.

Ha különálló biztonsági eszközöket építünk be az anyagba, például optikailag változó eszközöket (opticallyvariable devices = OVDs); akkor ezek az alapanyaghoz erősített tasakokba bezárhatok. Másrészt, maguk az optikailag változó eszközök beépíthetők a rétegelt anyag egyik (vagy mindkét) rétegébe, vagy a rétegek közé; nem szükséges beépíteni egy fizikailag különálló eszközt egy világosan definiált tasakban, a rétegek között kialakítva.

A találmány szerint bármely megfelelő biztonsági eszköz alkalmazható, így optikailag változó eszközök, mágneses eszközök, elektronikus eszközök és ritka földfémet tartalmazó eszközök, kiváltképpen előnyösek az optikailag változó eszközök.

A jelen leírásban alkalmazott optikailag változó kifejezés bármely olyan eszközre (megoldásra) utal, amely könnyen elkészíthető, úgy, hogy változtatja a megjelenését (külsejét) reverzibilis, előre meghatározható és reprodukálható módon. Ezeknek az eszközöknek a megjelenése változhat például testmeleg vagy kéznyomás alkalmazására, a nézőszög (látásszög) változásával és a megvilágítási körülményekkel, amelyek között szemlélik. A jelen • · · · ·· ·· találmányhoz alkalmazható eszközök típusai: diffrakciórácsok, folyékony kristályok, moaréminták és hasonló minták, amelyeket keresztezett rácsozással készítenek, adott esetben föléhelyezett fénytörő, lencsealakú és átlátszó rácsozattal, mint amilyenek a Fresnel lencsék; térközökkel ellátott részben fényvisszaverő és részben átlátszó bevonatok, amelyek változó interferencia mintázatokat vagy hasonlókat eredményeznek; kettőstörő vagy polarizáló rétegek vagy zónalemezek.

Az ilyen jellegű, optikailag aktív eszközöket tapasztalatlan személyek is általában könnyen felismerik, de ezeket mégis igen nehéz reprodukálni fényképészeti vagy nyomtatási eljárásokkal. Ezenkívül bármely ilyen eszköznek az előállítása reprodukálható módon, és egy ilyen eszköz beépítése egy műanyag laminátumba, amint azt a jelen találmányban leírjuk, valószínűleg meghaladja a hamisítani szándékozók nagy többségének leleményességét. Ha egy flexibilis, papírszerű termékről, így egy bankjegyről van szó, akkor természetesen előnyös, ha az optikailag változó eszközök maguk lapszerűek, flexibilisek és vékonyak; az is előnyös továbbá, ha ezek az eszközök ősszeférhetők a műanyaggal, amit a laminátumhoz alkalmazunk a kötés megkönnyítésére és az idővel bekövetkező reaktív változások csökkentésére.

A találmány szerint az optikailag változó eszköz előnyös formája egy fényvisszaverő diffrakciórács, amely egy metallizált, hőre lágyuló fólia, domborítva diffrakciós mintával. A dombornyomásos képhez való jogtalan másolás céljára történő hozzáférhetőség megakadályozására a találmálny szerint előnyösen egy réteg hőre lágyuló műanyagot alkalmazunk a metallizált fólia mindkét oldalán, amely hasonló oldhatósági jellemzőkkel rendelkezik, mint a fémréteg, úgy, hogy a szétválasztás preferenciái is maratással igen nehéz. Egy másik előnyös eszköz egy moarémintázat, fényképészetileg reprodukálva finom vonalak vagy pontok mintáját a vékony fólia mindkét oldalán. A pontok és vonalak közötti távolságok könnyen készíthetők • · · · • · · • · · · • · · · · · · • · · · ···· ·· ···

- 12 olyan finomra, hogy nyomdatechnikailag reprodukálhatók, de mégis a moaré minta csak sokkal nagyobb léptékben emelkedik ki (mutatkozik meg) . A diffrakciót és a moarémintát gyakran előnyösen használják bankjegyeskben, és ismertek ezek előállítására szolgáló eljárások, számítógépes és fotoredukciós módszerek alakjában.

Kis címletű bankjegyek előállításánál a hamisítás ellen megfelelő biztonságot nyújthat csupán egy átlátszó ablakkal ellátni a bankjegyet. Amint azt a fentiekben jeleztük, egy ilyan ablak biztosítja azt, hogy egy scanner vagy színes másoló nem tudja a bankjegyet lemásolni. Ezenkívül más biztonsági intézkedések is bevihetők a bankjegybe vagy a bankjegyre, így a bankjegy ellentételes (fordított) nyomása, a biztonsági eszközök és a lenyomat megvédésére.

Azt találtuk, hogy a találmány szerinti fóliákhoz hasonló fóliák, amelyek azonban keresztben nyújtottak, hajlamosak a csavarodásra (kunkorodásra) 66 °C felett. Ezek a keresztben nyújtott fóliák hasonlók a találmány szerintiekhez, azzal az eltéréssel, hogy a második réteg úgy van a fóliaanyaghoz rétegelve, hogy a második réteg első nyújtási iránya lényegileg merőleges az első réteg első nyújtási irányára. Úgy véljük, hogy ez a kunkorodás azoknak a különbségeknek az eredménye, amelyek az egyes rétegek gépirányú és keresztirányú összehúzódása (zsugorodása) között magas hőmérsékleten fennállnak. További kunkorodási hajlam jöhet létre, ha a rétegek bevonatainak vagy külső felületeinek az összehúzódási koefficiensei eltérnek a rétegek HDPE komponensétől. Ez a kiegyensúlyozatlan összehúzódás és a vele járó kunkorodás elkerülhető az egyik réteg összes zsugorodási tulajdonságainak a kiegyensúlyozásával, úgy, hogy erre az első rétegre vele azonos második réteget laminálunk, amely az első rétegnek tükörképe. Más szavakkal, a rétegzett fóliaszerkezet egyik fele a másiknak tükörképe, ahol a szimmetriasík a rétegzett fóliaszerkezet keresztmetszetének horizontális középvonala. Ez egy keresztmetszetileg szimmetrikusan rétegzett

- 13 fóliaszerkezetet ad. Ilyen fóliák például az ABA, ABBA, ABCCBA és ABCDCBA szerkezetűek, amelyekben minden betű egy réteget, külső felületet, bevonatot vagy ragasztó réteget jelent. Egy ilyen keresztmetszetileg szimmetrikus, rétegzett fóliaszerkezet szükségszerűen párhuzamosan nyújtott szerkezet, vagyis az első réteg első nyújtási iránya párhuzamos a második réteg első nyújtási irányával, hogy a tükörkép követelménynek megfeleljen. Egy ilyen konstrukció olyan szimmetrikus szerkezetet eredményez, amelyben az ellentétes zsugorodási erők jelentős mértékben egymás ellen hatnak. Egy ilyen kétrétegű párhuzamos konstrukció azonban egy irányban, például keresztirányban, ahol két keresztirányban nyújtott fóliát alkalmaznak, nem kielégítő szakitási tulajdonságokra lehet hajlamos.

Azt találtuk, hogy ha lineáris kissűrűségű polietilén (LLDPE) lamináló ragasztó gyantát használunk, a nyújtásnak abban az első irányában megnyújtva, amely lényegileg merőleges azoknak a rétegeknek az első nyújtási irányára, amelyeket összeköt, akkor a szakadási hajlam csökkenése mutatkozik. Ma a a lamináló ragasztó gyanta a laminálás alatt alávethető nyújtásnak bizonyos mértékig, előnyösen az után, hogy a gyanta már legalább részben vagy teljesen megszilárdult, a nyújtást előnyösen a gépirányban végezve. Ez a nyújtás lehet 1,5-10-szeres, előnyösen 4-6-szoros, ami megfelel a lamináló ragasztó gyanta több mint 10 %-os, előnyösen több mint 20 %-os, így 75 %-os összes húzásának.

Azt találtuk, hogy ha az alkalmazott lamináló ragasztó gyanta molekulatömegét növelj ük, például nagyobb molekulatömegű LLDPE-t használunk, akkor a laminálási eljárásból eredő nyújtási hatások javúlnak, ami jobb szakítási tulajdonságokkal rendelkező többrétegű fóliát eredményez mind gépirányban, mind keresztirányban, miközben a fólia a kunkorodásnak ellenáll.

Egy kiváltképpen előnyös kivitelezésnél maga az extrudálással laminált ragasztó gyanta ABA szerkezetű, vagyis a gyantának van egy LLDPE magja (B réteg) és LDPE külső vagy bevonó rétegei (A rétegek). Az ABA szerkezet előnyös a lamináló ragasztó gyantához, mivel az A rétegek nagy kötési szilárdságot biztosítanak a lamináló ragasztó gyanta és a nyújtott HDPE rétegek között, miközben a nagyobb molekulatömegű mag (a B réteg) szakítószilárdságot biztosít a keresztirányban, ami a laminálás alatti gépirányú nyújtás eredménye. Egy csak LDPE-t tartalmazó lamináló ragasztó gyanta 300-800 g/2,54 cm (1 inch) kötésszilárdságot eredményez alapozó bevonat nélkül, és 600-1400 g/2,54 cm kötési szilárdságot alapozó bevonattal ellátott HDPE rétegekkel. Az ilyen kötési szilárdságok olyan terméket eredményeznek, amelynek rétegeit igen nehéz szétválasztani, és amely így csökkenti a hamisítás lehetőségeit a HDPE rétegek közé helyezett biztonsági eszközzel. Az ABA szerkezetű lamináló ragasztó gyanta használata hasonló kötési szilárdságokat eredményez, miközben legalább kétszeresére nő a keresztirányú szakítási szilárdság (g/mil).

A találmány kiviteli módját a példákkal szemléltetjük, amelyekben valamennyi rész tömegrész, hacsak másképpen nem írjuk elő.

1. példa

Ez a példa egy találmány szerint előállított többrétegű fóliaanyag készítését szemlélteti, amely jó hajtogathatósági (dead fold) tulajdonságokkal rendelkező bankjegyek előállítására alkalmas.

1,15 mii (1 mii = 0,025 mm) végső vastagságú, többrétegű, nyújtott fóliaanyagot készítünk, koextrudálva nagysűrűségű polietilént (HOPE) kopolimer polipropilén bevonatokkal mindkét oldalán, így képezve az első (a) réteget. Az alkalmazott HDPE gyanta az Oxychem M-6211, az Occidental Chemical Corporation, Dallas, Texas cég gyártmánya, amelynek sűrűsége 0,96 és olvadási indexe 1,0. A kopolimer polipropilén bevonatok 90 % Chisso 7510-et, egy etilén-propilén-butén-1 terpolimert (hármas kopolimert) tartalmaznak a Chisso Corporation of Japan cégtől, és 10 % Mobil LKA-753-at, egy kissűrűségű polietilént a Mobil

Chemical Co., Norwalk, Connecticut cégtől. A HDPE alkotja az így kapott (a) fóliaréteg 90 %-át, a bevonatok pedig a 10 %-át (5 % mindegyik oldalon) . Készítünk egy második (b) fóliaréteget, amely az (a) fóliaréteggel azonos. Az első (a) és második (b) fóliákat 1,4-szeres mértékben megnyújtjuk hosszirányban, körülbelül 115°C-on, feszítőkeretben.

A megnyújtott (a) és (b) rétegek belső oldalán lévő kopolimer fedőrétegeket ezután bevonjuk egy polietilénimin (PEI) alapozóval, így összességében 1,15 mii vastag OHD fóliákat készítünk.

Az (a) fólián elhelyezhetünk optikailag változó eszközöket (OVDs) egymástól előre meghatározott távolságokban, és így a fóliából végülis előállított bankjegyek mindegyikén ugyanazon a helyen biztosítjuk az optikailag változó eszközt.

Az (a) és (b) fóliákat lamináljuk, közöttük egy lamináló ragasztó LDPE (kissűrűségű polietilén) gyantát, a Chevron 1017-et használva, amely a Chevron Chemical Co. , Houston, Texas cég gyártmánya. A lamináló ragasztó gyanta a rétegelés művelete alatt nyújtáson megy át a gépirányban, és ezáltal fokozott szakítószilárdságot ad keresztirányban. A rétegelést a hagyományos eljárásokkal végezzük, így többrétegű fóliaanyagot kapunk, amelynek végső vastagsága körülbelül 0,7 mii vastag.

Az így előállított anyag lényegileg tiszta, fizikai jellemzőit az 1. táblázatban foglaljuk össze.

Az anyagot mélynyomással nyomtatjuk mindkét oldalán, fedőképes festéket használva. A mélynyomást oly módon végezzük, hogy a fedőképes festéket vagy bevonatot egybevágóan alkalmazzuk az anyagba helyezett optikailag változó eszközzel, vagyis a bevonatot úgy alkalmazzuk, hogy elkerüljük az optikailag változó eszköz eltakarását, s így ezzel az eszközzel egybevágóan egy tiszta ablakot létesítünk, az optikailag változó eszközt láthatóvá téve a nyomtatott anyag mindkét oldaláról. A mélynyomással nyomott anyag 3,75 mii vastag és a nyomtatás után felvihető egy hengerre,· vagy ívekben készíthető el, és síkvágókéssel ·

- 16 regiszterben szétvágható, és így nyomtatáshoz kész, körülbelül 76,2 x 76,2 cm (30 x 30 inch) nagyságú íveket kapunk, ezeket 5000 ívből álló egységekbe csomagoljuk. A termék jó hajtogathatósági·tulajdonságokat és mindkét irányban jó szakítószilárdságot mutat, a nyomtatást jól rögzíti, és jobb a képfelbontóképessége, mint a papír bankjegy-anyagoknak, miközben a nyomtatáshoz kevesebb festéket igényel. Ezenkívül a termék nem hajlamos a kunkorodásra magas tárolási hőmérsékleten (82°C 24 órán át). A termék tulajdonságai így lehetővé teszik, hogy előnyösen helyettesítse a bankjegyek nyomtatásánál használt hagyományos papíranyagokat.

A terméket nehéz továbbá rétegeire szétválasztani, és ez igen megnehezíti egy optikailag változó eszköz izolálását hamisítási célokra, ami az (a) és (b) fóliarétegek közötti nagy kötési szilárdságból adódik.

2. példa

Úgy járunk el mint az 1. példában, azzal az eltéréssel, hogy lamináló ragasztó gyantaként LLDPE lamináló minőségű ragasztó gyantát, a Dowlex 3010 gyantát használjuk, amely a Dow Chemical Co. of Midland, Michigan cég gyártmánya. A kapott anyag jellemzőit az alábbi táblázat szemlélteti. Ha nagyobb molekulatömegű LLDPE gyantát használunk, mint amilyen a 2. példa szerinti ragasztó gyanta, akkor a szakítószilárdság keresztirányban megnő.

3. példa

Az 1. példában leírtak szerint járunk el, azzal az eltéréssel, hogy az alkalmazott lamináló ragasztó gyanta ABA szerkezetű, ahol A egy LDPE gyanta, ez az összes lamináló gyanta 20 %-át teszi ki (10 % oldalanként) és B egy LLDPE gyanta, amely az összes lamináló gyanta 80 %-át adja. A kapott termék jellemzőit az alábbi táblázat szemlélteti. Az ABA lamináló ragasztó gyanta használata az (a) és (b) rétegek között, nagy kötési szilárdságot biztosít az (a) és (b) fóliarétegek között, ami valószínűleg az

LDPE • · · · ···· • · · · • · · · · · · • · · · ···· ·· ··· komponensek jelenlétének tulajdonítható mind a lamináló ragasztó gyantában, mind a kopolimer bevonatokban, amelyek egymásrsa vannak rétegezve. A sokkal könnyebben nyújtható, nagyobb molekulatömegű LLDPE jelenléte a lamináló ragasztó gyanta magjaiban, ezenkívül kitűnő keresztirányú szakítószilárdságot ad, ami annak az eredménye, hogy az ABA lamináló ragasztó gyantát gépirányban megnyújtjuk.

Táblázat

	1. példa 2.	példa	3. példa
Nyújthatóság	MD	6	6	6
(6,9 kPa x 10³)	MD	16	20	20
Modulusz	MD	365	380	380
Merevség	MD	17	20	20
(g)	TD	21	24	24
Szakítószilárdság	MD	89	63	80
(g/mil)	TD	4	5	20

Megjegyzés: MD = gépirány (hosszirány) TD = keresztirány

Claims

Szabadalmi igénypontok

1. Laminált, többrétegű fóliaanyag, amely magába foglal egy első réteget (a) és egy második réteget (b) , ezek a rétegek azonosak vagy eltérőek lehetnek, mindegyik tartalmaz legalább 50 tömeg% legalább 0,94 sűrűséggel rendelkező nagysűrűségű polietilént, és mindegyik meg van nyújtva legalább egy első irányban olyan mértékben, ami legalább háromszor nagyobb, mint a nyújtásnak az a mértéke, ami az első irányra lényegileg merőleges második irányban van jelen,· és a (b) réteg úgy van az (a) réteghez laminálva, hogy a (b) réteg első nyújtási iránya lényegileg összhangban van az (a) réteg-első nyújtási irányával.
2. Az l. igénypont szerinti fóliaanyag, amelynél mind az (a), mind a (b) réteg legalább egyik oldalán egy propilén-kopolimer bevonatot tartalmaz.
3. A 2. igénypont szerinti fóliaanyag, amelynél mind az (a) mind a (b) réteg belső és külső oldalain propilénkopolimer bevonatot tartalmaz.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti fóliaanyag, amelynél a propilén-kopolimer bevonatok 10-20 tőmeg% kissűrűségű polietilént (LDPE) tartalmaznak.
5. Az előző igénypontok bármelyike szerinti fóliaanyag, amelynél a (b) réteg az (a) réteghez termikusán van laminálva.
6. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti fóliaanyag, amelynél a többrétegű fóliaanyag az (a) és (b) rétegek belső oldalai között még egy (c) lamináló ragasztó gyantát tartalmaz.
7. A 6. igénypont szerinti fóliaszerkezet, amelynél a • · ·» • · • · « · • · · lamináló ragasztó gyanta kissűrűségű polietilént (LDPE) és/vagy lineáris kissűrűségű polietilént (LLDPE) tartalmaz.
8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti fóliaanyag, amelynél egy alapozó réteg van felvive az (a) és (b) rétegek belső oldalain lévő propilén-kopolimer bevonatok és a lamináló ragasztó gyanta közé.
9. A 6., 7. vagy 8. igénypont szerinti fóliaanyag, amelynél a (c) lamináló ragasztó gyanta ABA szerkezetű, s ez lineáris kissűrűségű polietilénből (LLDPE) álló B magot és kissűrűségű polietilénből (LDPE) álló A rétegeket tartalmaz.
10. A 6 . 7., 8. vagy 9. igénypont szerinti fóliaszerkezet, amelynél a lamináló ragasztó gyanta egy nyújtható komponenst tartalmaz, és ez gépirányban meg van nyújtva, ami azt eredményezi, hogy a gyanta az első és második rétegre lényegileg merőlegesen van megnyújtva.
11. Az előző irénypontok bármelyike szerinti fóliaanyag, amelynél az első irány a keresztirány és a második irány a gépirány.
12. Az előző igénypontok bármelyike szerinti fóliaanyag, amely az (a) és (b) rétegek között egy (d) biztonsági eszközt tartalmaz.
13. A 12. igénypont szerinti fóliaanyag, amelynél a (d) biztonsági eszköz az (a) és (b) rétegek belső oldalain lévő alapozó rétegek között van elhelyezve.
14. A 13. igénypont szerinti fóliaanyag, amelynél a (d) biztonsági eszköz legalább egy optikailag változó eszköz, egy mágneses eszköz, egy elektronikus eszköz vagy egy ritka földfémet tartalmazó eszköz.
15. A 14. igénypont szerinti fóliaanyag, amelynél (d) ···« · V ·«· • · ··

- 20 egy optikailag változó eszköz, és ez legalább egy diffrakciórács, egy folyékony kristály, keresztezett rácsozással előállított moaréminta, szuperponálással vagy anélkül; fénytörő, lencsealakú és átlátszó rácsozatok; térközökkel ellátott, részben fényvisszaverő, részben átlátszó bevonat, amely változó interferencia mintákat ad; kettőstörő vagy polarizáló réteg; vagy zónalemez.
16. A 15. igénypont szerinti fóliaanyag, amelynél az optikailag változó eszköz fényvisszaverő diffrakciórács, amely metallizált, hőre lágyuló fólia, diffrakciós mintával nyomtatva.
17. Az előző igénypontok bármelyike szerinti fóliaanyag, amelynek legalább az egyik külső oldala kívülről zavarosító bevonattal van ellátva.
18. A 17. igénypont szerinti fóliaanyag, amely egy tiszta ablakot foglal magába a fóliaanyagon keresztül.
19. A 18. igénypont szerinti fóliaanyag, amelynél az ablak az optikailag változó eszközzel összhangban (regiszterben) úgy van elhelyezve, hogy azt az anyag mindkét oldaláról láthatóvá teszi.
20. Az előző igénypontok bármelyike szerinti fóliaanyag értékjelzéssel, így bankjegy formájában.