Sicherheitselement und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertge¬ genstände oder dergleichen mit einem Substrat und einer bei Raumtempera- tur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Sicherheitspapier und einen Wertgegens¬ tand mit einem derartigen Sicherheitselement sowie ein Verfahren zur Her¬ stellung eines Sicherheitspapiers und eines Wertgegenstands mit einem sol- chen Sicherheitselement.
Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel oder Wertdokumente, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen ausgestattet, die eine Überprüfung der Echtheit des Wertgegenstands gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Wertgegenstände im Sinne der vorliegen¬ den Erfindung sind insbesondere Banknoten, Aktien, Ausweise, Kreditkar¬ ten, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Sie- gel, Verpackungen und dergleichen. Der Begriff „Wertgegenstand" schließt im Folgenden alle derartigen Gegenstände, Dokumente und Produktsiche¬ rungsmittel ein. Unter „Sicherheitspapier" wird hingegen die noch nicht um¬ lauffähige Vorstufe zu einem Wertdokument verstanden.
Es ist bekannt, in Sicherheitspapieren oder Wertdokumenten, wie beispiels¬ weise Banknoten, Wertpapieren, Ausweiskarten, Sicherheitselemente in Form von z.B. Sicherheitsfäden oder Patches einzulagern.
Bei fast allen Sicherheits- und Banknotenpapieren wird heute als Sicherheits- faden ein mit Heißsiegellack beschichteter Faden auf der Papiermaschine in das Papier eingebracht. Der Heißsiegellack dient dabei der verbesserten Ver-
ankerung des Fadens im Papier. Heißsiegellacke werden bei der Banknoten¬ herstellung außerdem zur Applikation von Hologrammen und Hologramm¬ streifen eingesetzt.
Beim Aufbringen von Sicherheitselementen mithilf e von Heißsiegellacken wird zumindest eines der zu verbindenden Substrate mit einer lösungsmit¬ telbasierten Polymerlösung oder einer wässrigen Lösung oder Dispersion beschichtet. Nach der physikalischen Trocknung liegt eine klebfreie Oberflä¬ che vor. Bei Temperatureinwirkung schmilzt die siegelfähige Masse auf und wirkt als Klebstoff.
Beispielsweise offenbart die US 4,758,296 ein auf einem Trägermaterial auf¬ gebrachtes Mehrschichtelement, bei dem ein Prägehologramm mithilfe einer mit flüssigem Harz versehenen Prägematrize erzeugt wird. Für den Transfer auf ein Dokument wird der Schichtaufbau mit einer Heißschmelzkleber¬ schicht versehen, die unter Einwirkung von Wärme und Druck aktiviert wird.
Nachteilig an dem Verfahren gemäß der US 4,758,296 ist vor allem die Tatsa- che, dass beim Aufschmelzen der Heißsiegellacke ein erheblicher Tempera¬ tureintrag in das Substrat erforderlich ist, wodurch die Qualität des Substrats (z.B. Papier) stark beeinträchtigt wird. Außerdem müssen Banknoten und andere Wertdokumente eine genügende Heißwasserbeständigkeit aufwei¬ sen, was wiederum einen ausreichend hohen Schmelzpunkt des Heißsiegel- Systems erforderlich macht.
Extrem nachteilig in Bezug auf die Fälschungssicherheit der mit den Holo¬ grammelementen gemäß der US 4,758,296 ausgestatteten Wertdokumente ist die Tatsache, dass das Hologrammelement durch ein erneutes Erwärmen des
Heißklebers von dem Dokument wieder abgelöst und auf ein anderes Do¬ kument übertragen werden kann. Zudem weisen beispielsweise Heißsiegel¬ lacksysteme auf 2-Komponenten-Basis, wie sie häufig verwendet werden, einen lagerzeitabhängigen Schmelzpunkt auf, was unerwünscht ist.
Daneben kommen bei der Banknotenherstellung strahlenhärtbare Klebstoffe zur Applikation von Hologrammen oder zur Verankerung von Sicherheits¬ fäden zum Einsatz. Diese Klebstoffe werden ohne Lösungsmittel (als so ge¬ nanntes 100%-System) flüssig aufgetragen und kurz vor, während oder un- mittelbar nach dem Zusammenführen der Substrate durch Strahlung, insbe¬ sondere ultraviolette (UV-)Stϊahlung oder Elektronenstrahlung, vernetzt.
Ein solches 100% -UV-System ist beispielsweise in der WO 93/05124 be¬ schrieben. Dabei wird ein Trägermaterial mit einem auf das Substrat auf ge- druckten Klebstoff in Kontakt gebracht, während dieser mittels UV-Strah¬ lung ausgehärtet wird.
Auch in der WO 94/19201 werden verschiedene solcher Klebstoffe beschrie¬ ben, u.a. ein kationisch reagierender UV-Klebstoff, der aufgedruckt und durch Bestrahlung mit UV-Strahlung aktiviert wird, sowie ein blaulichthär¬ tender Klebstoff, der nach In-Kontakt-Bringen von Transfermaterial und Substrat mit Blaulicht bestrahlt wird.
Solche flüssig strahlenhärtenden Systeme weisen allerdings den Nachteil auf, dass sie nicht offline appliziert werden können, da sie sofort zum Verblocken der Bahn und zum Klebstoffübertrag führen würden. Daneben enthalten sol¬ che 100%-Systeme Monomere (niedermolekulare Verbindungen als Reaktiv¬ verdünner), die sich durch Wegschlagen ins Papier der Härtung mittels UV- Strahlung und damit der Fixierung entziehen können. Diese nicht vernetz-
ten, oft toxikologisch bedenklichen Verbindungen können dann nachträglich bei Kontakt mit Flüssigkeiten wieder aus dem Papier extrahiert und über die Haut aufgenommen werden.
Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein Sicherheitspapier, ein Wertgegenstand, ein Ver¬ fahren zur Herstellung eines Sicherheitselements sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers bzw. eines Wertgegenstands sind Ge¬ genstand der nebengeordneten Ansprüche. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung ist bei dem Sicherheitselement der eingangs genann¬ ten Art das Substrat zumindest teilweise mit einer bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung ausgestattet. Die Beschichtung enthält wenigstens eine strahlenvernetzbare Komponente.
Die erfindungsgemäße Beschichtung kann in Form einer Lösung, einer E- mulsion oder in Form einer Dispersion aufgetragen werden. Die in dieser Form aufgetragene strahlenvernetzbare Beschichtung schmilzt bei niedrigen Temperaturen und dringt in das Substrat ein, was zu einer leichten Verar- beitbarkeit führt. Das erfindungsgemäße Sicherheitselement ist folglich mit einem niedrigschmelzenden, bei Raumtemperatur jedoch im Wesentlichen tackfreien System ausgestattet. Die Anwesenheit einer strahlenvernetzbaren Komponente in der Beschichtung erlaubt es, nach der Applikation der Be¬ schichtung eine Vernetzung durch Bestrahlung durchzuführen. Dabei ent-
steht ein hochschrαelzendes bis unschmelzbares System, wodurch eine hohe Stabilität und insbesondere eine genügende Heißwasserbeständigkeit z.B. beim Waschmaschinentest erreicht wird.
Bei der Vernetzung verbessert sich die Haftung auf dem Substrat, z.B. einer druckvorbehandelten Folie, und die innere Festigkeit der Beschichtung steigt an. Die unmittelbar vor, während und unmittelbar nach der Härtung herr¬ schende Temperatur der Beschichtung ist ein wichtiger, den erzielbaren Ver¬ netzungsgrad bestimmender Parameter. Bei höherer Temperatur kann ein höherer Vernetzungsgrad erzielt werden, da die Beweglichkeit der reaktiven Gruppen höher ist.
Die üblichen UV-Lacke sind vor der Vernetzung flüssig und erzeugen eine erhebliche Reaktionswärme, da viele reaktive Gruppen auf engem Raum vorliegen. Die strahlen- und insbesondere UV-härtbaren Beschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung hingegen bestehen aus Molekülen mit relativ hohem Molekulargewicht und sind bei Raumtemperatur fest. Durch die geringere Anzahl reaktiver Gruppen pro Volumen-/ Masseneinheit ist die Reaktionswärme geringer. Dadurch spielt der äußere Wärmeeintrag bei der Vernetzung eine größere Rolle. Durch die Temperatur bei der Härtung kön¬ nen daher die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung gesteuert wer¬ den.
Die auf diese Weise beschichteten, noch nicht vernetzten Sicherheitselemente sind lagerfähig ohne Schmelzpunktänderung. So sind beispielsweise mit der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung ausgestattete Folien aufwickelbar und ohne Änderung des Schmelzpunkts über längere Zeit lagerfähig.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegt die bei Raum¬ temperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung zumindest physikalisch getrocknet vor. Durch eine leichte Temperaturerhöhung auf beispielsweise 8O0C werden eventuell vorhandenes Lösungsmittel und/ oder Wasser aus der strahlungshärtbaren Dispersion, Lösung oder Emulsion ausgetrieben. Diese physikalische Trocknung bewirkt, dass die Beschichtung bei Raum¬ temperatur im Wesentlichen tackfrei vorliegt.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Begriff „im Wesent- liehen tackfrei" auch im Wesentlichen klebfrei im Sinne einer glatten, im We¬ sentlichen nicht klebrigen Oberfläche. Die Überprüfung kann dabei durch folgenden Test erfolgen: Beschichtete Folienstücke von etwa 100 cm2 werden gestapelt und mit einem Gewicht von 10 kg belastet und 72 Stunden bei 400C gelagert. Lassen sich die Folienstücke danach ohne Beschädigung der Be- Schichtungen mühelos voneinander trennen, ist die Beschichtung als im We¬ sentlichen tackfrei anzusehen.
Das Substrat des erfindungsgemäßen Sicherheitselements kann grundsätz¬ lich in jeder beliebigen Form vorliegen. So kann das erfindungsgemäJße Si- cherheitselement z.B. aus Fasern bestehen, die mit der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung ausgestattet sind. Gemäß einer vor¬ teilhaften Variante der Erfindung handelt es sich aber um ein flächiges Sub¬ strat mit zwei gegenüberliegenden Hauptflächen. Bevorzugt ist nur eine Hauptfläche des Substrats mit einer bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung versehen.
Grundsätzlich reicht es aus, wenn eine Hauptfläche des Substrats teilweise mit der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung aus¬ gestattet ist. Für eine optimale Einbettung des Sicherheitselements in ein Si-
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cherheitspapier oder in ein Wertdokument ist es aber zweckmäßig, wenn die Hauptfläche(n) des Substrats vollflächig mit der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung versehen ist. Je nach der Größe des Sicherheitselements kann es jedoch auch ausreichen, dass nur ein Teilbereich des Substrats mit der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Be¬ schichtung versehen ist.
Wird das Sicherheitselement vollständig in das Sicherheitspapier eingebettet, hat es sich als besonders zweckmäßig herausgestellt, wenn beide Hauptflä- chen des Substrats mit der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung versehen sind. Diese Variante kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn das Sicherheitselement nach Art eines Fenstersicherheitsfa¬ dens in ein Sicherheitspapier oder Wertdokument eingebettet wird. Die Hauptflächen können dabei sowohl mit gleichartigen Beschichtungen als auch mit unterschiedlichen Beschichtungen versehen sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung weist das Sicherheitselement eine Dicke von 1 μm bis 100 μm, be¬ vorzugt eine Dicke von 2 μm bis 50 μm auf. Dabei handelt es sich um die bei der Ausstattung von Wertdokumenten und Sicherheitspapieren mit Sicher¬ heitselementen leicht handhabbaren Dicken der Sicherheitselemente.
Bevorzugt ist das Substrat des erfindungsgemäßen Sicherheitselements mehrlagig und/ oder flexibel ausgestaltet. Die mit der Mehrlagigkeit des Si- cherheitselements verbundenen Vorteile werden nachfolgend noch näher beschrieben. Die Flexibilität des Sicherheitselements ist häufig erwünscht, da auch die mit dem Sicherheitselement ausgestatteten Wertdokumente, wie z.B. Banknoten oder Urkunden, in der Regel flexibel sind.
Die bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung wird be¬ vorzugt als Lösung, Emulsion oder Dispersion auf das Substrat aufgetragen und anschließend physikalisch getrocknet. Besonders bevorzugt wird eine wässrige Dispersion verwendet.
Eine solche wässrige Dispersion kann direkt auf ein Substrat, auf eine ent¬ sprechend druckvorbehandelte oder geprimerte, d.h. mit Primer versehene Folie (z.B. Hostaphan RNK 2600, Mitsubishi Polyester Film) oder in den Fäl¬ len, in denen zwischen dem Substrat und der bei Raumtemperatur im We- sentlichen tackfreien Beschichtung weitere Schichten vorliegen, auf diesen aufgetragen werden. Die so erhaltene Folie kann aufgewickelt, transportiert und gelagert werden. Durch Druck und Temperatur (ca. 1000C bis 1600C) kann die Folie auf Papier, eine weitere Folie oder ein Polymer appliziert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung ist die Dispersion ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus alipha- tischen Polyurethandispersionen, aromatischen Polyurethandispersionen, Acrylaten, anionischen acrylatmodifizierten Polyurethandispersionen, PoIy- urethan-Polyetheracrylaten und deren Gemischen.
Besonders gut geeignet sind acrylierte Polyurethandispersionen. Als Beispie¬ le solcher acrylierten Polyurethandispersionen sind DW7770, DW7773, DW7825, DW7772, D W7849 (UCB, Surf ace Specialties) und Actilane 340 E- poxynovolacacrylat in Butoxyethyiacetat ( Akzo) zu nennen.
Weitere strahlenhärtbare Dispersionen sind beispielsweise NeoRad R-440 (NeoResins), NeoRad R-441 (NeoResins), NeoRad R-445 (NeoResins), Laro- mer LR 8949 (BASF), Laromer LR 8983 (BASF), Laromer LR 9005 (BASF),
LUX 101 UV-Dispersion (Alberdingk), LUX 241 UV-Dispersion (Alberdingk), LUX 308 UV-Dispersion (Alberdingk), LUX 352 UV-Dispersion (Alberdingk), LUX 370 UV-Dispersion (Alberdingk), LUX 390 UV-Dispersion (Alberdingk), LUX 399 UV-Dispersion (Alberdingk), LUX 331 UV-Dispersion (Alberdingk), LUX 338 UV-Dispersion (Alberdingk), Halwedrol UV 95/92 W (Hüttenes- Albertus), Halwedrol UV 14/40 W (Hüttenes- Albertus), Halwedrol UV-TN 6711/40 W (Hüttenes-Albertus), Halwedrol UV 65/40 W (Hüttenes-Alber- tus), Halwedrol UV-TN 7561-3/40 W (Hüttenes-Albertus), Halwedrol UV- TN 7157/40 W (Hüttenes-Albertus) und Bayhydrol UV VP LS 2280 (Bayer).
Unter den genannten Dispersionen befinden sich anionische und nicht ioni¬ sche Dispersionen. Bei den meisten dieser Dispersionen handelt es sich um aliphatische Polyurethandispersionen (z.B. aliphatische Polyesterpolyu¬ rethane), daneben aber auch um aromatische Polyurethandispersionen und Copolymere (z.B. Dispersionen auf Basis von aliphatischen Polyurethan- und Acrylsäureester-Copolymeren), um Acrylate (Acrylsäureester-Copolymere) sowie anionische acrylatmodifizierte UV-härtende Polyurethandispersionen oder auch Polyurethan-Polyetheracrylate.
Bevorzugt liegt der Festkörperanteil der Dispersion zwischen 30 Gew.-% und 60 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 35 Gew.-% und 50 Gew.-%. Durch Ver¬ dünnen kann der Festkörpergehalt aber nach Bedarf eingestellt werden.
Handelsübliche Dispersionen weisen einen Festkörpergehalt zwischen 38 Gew.-% und 51 Gew.-% auf. Aufgrund der einfachen Verfügbarkeit werden solche Dispersionen im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Die in der Beschichtung enthaltene strahlenvernetzbare Komponente kann bevorzugt durch ultraviolette Strahlung oder durch Elektronenstrahlung
vernetzt werden. Vom spektralen Bereich her sind eisendotierte Strahler be¬ sonders gut geeignet. Alternativ können Strahler mit undotiertem Quecksil¬ ber oder Strahler mit Gallium-Dotierung verwendet werden. Hg-Strahler weisen bei Härtung durch zu applizierende Elemente hindurch allerdings einen etwas ungünstigeren Spektralbereich auf, während Ga-Strahler eine schlechtere Oberflächenhärtung bewirken.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung einen Photoinitiator. Die Vernetzung kann mithilfe eines Photoinitiators auf besonders einfache Weise gestartet und kontrolliert werden. Bevorzugte Beispiele solcher Photoinitiatoren sind Darocur 4265 (Ciba), Darocur 1173 (Ciba), Irgacure 500 (Ciba), Irgacure 184 (Ciba), Esacure KIP 100 F (Lamberti) und Irgacure 2959 (Ciba).
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Photoinitiator um einen was¬ serlöslichen Photoinitiator, einen in Wasser dispergierbaren Photoinitiator oder um einen mittels wasserkompatiblen Lösungsmitteln in Wasser lösli¬ chen Photoinitiator. Als Beispiel für einen wasserlöslichen Initiator sei Irga¬ cure 2959 (Ciba) genannt. Ein. in Wasser dispergierbarer (oder vordispergier- ter) Initiator ist z.B. Irgacure 819 DW (Ciba). Als ein mithilfe von weiteren wasserkompatiblen Lösungsmitteln löslicher Initiator sei beispielhaft Lucirin TPO (BASF) genannt.
Im Falle der mit Wasser mischbaren Lösungsmittel muss bei der Verarbei- tung gegebenenfalls ein erhöhter VOC- Anteil in Kauf genommen werden, da in der fertigen Dispersion ein Lösungsmittelanteil vorhanden sein sollte, der das Ausfallen der eingesetzten Photoinitiatoren verhindert. Ist dies nicht möglich, müssen Rheologieadditive (Antiabsetzadditive) eingesetzt werden.
Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Dispersion vor jeder An¬ wendung neu aufgerührt werden muss.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er- findung liegt die bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschich- tung als kationisch strahlenhärtendes Harz vor. Besonders gut geeignet sind epoxidmodifizierte Vinyl-Copolymere. Als Beispiel solcher epoxidmodifi- zierten Vinyl-Copolymere ist UCAR VERR-40 (The Dow Chemical Compa¬ ny) zu nennen.
Die in der tackfreien Beschichtung enthaltene strahlenvernetzbare Kompo¬ nente kann bevorzugt durch kurzwellige Strahlung, wie ultraviolette Strah¬ lung oder kurzwellige sichtbare Strahlung, oder durch Elektronenstrahlung vernetzt werden. Besonders bevorzugt können als Strahlenquelle Standard- UV-Strahler (dotiert oder undotiert) oder UV-Leuchtdioden eingesetzt wer¬ den.
Die das kationisch strahlenhärtende Harz umfassende tackfreie Beschichtung enthält bevorzugt einen für kationische Strahlenhärtung geeigneten Photo- initator. Mit dessen Hilfe kann die Vernetzung auf besonders einfache Weise gestartet werden. Optional kann das kationisch strahlenhärtende Harz auch mit weiteren Harzen kombiniert werden. Die das kationisch härtende Harz umfassende Beschichtung kann ferner auch nur rein thermisch vernetzt wer¬ den. In diesem Fall kann von der Verwendung eines Photoinitiators abgese- hen werden.
Bevorzugt umfasst das Sicherheitselement neben der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung wenigstens eine weitere Schicht, wo¬ bei es sich um eine mittels Strahlung zumindest vorvernetzte Schicht han-
delt. Diese Schicht wird bevorzugt zwischen dem Substrat und der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung aufgebracht. Mit¬ tels Strahlung kann diese Schicht soweit vernetzt werden, dass ein mit der Gefahr des Haftungsverlusts durch Entnetzen verbundenes späteres Auf- schmelzen ausgeschlossen wird, trotzdem aber noch eine gute Überdruck- barkeit gegeben ist. Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheits¬ elements wird die zusätzliche, mittels Strahlung zumindest vorvernetzte Schicht mit der erfindungsgemäßen Beschichtung, insbesondere mit einer UV-härtbaren Dispersion, überschichtet. Diese weitere Schicht wird dann lediglich physikalisch getrocknet, um Tackfreiheit zu erzielen und gleichzei¬ tig die Schmelzbarkeit zu erhalten.
Zur Erhöhung der Fälschungssicherheit umf asst das Sicherheitselement be¬ vorzugt außerdem zusätzlich wenigstens ein visuell und/ oder maschinell prüfbares Sicherheitsmerkmal.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann das visuell und/ oder ma¬ schinell prüfbare Sicherheitsmerkmal einen optisch variablen Effekt, insbe¬ sondere ein Beugungsmuster, ein Hologramm, einen Farbkippeffekt oder andere Interferenzeffekte umfassen. Nach einer anderen bevorzugten Aus¬ gestaltung ist das Sicherheitselement mit einem Druckbild, insbesondere mit Positiv- oder Negativmustern oder Positiv- oder Negativzeichen als Sicher¬ heitsmerkmal versehen. Das Sicherheitselement kann als weiteres Sicher¬ heitsmerkmal auch Fluoreszenzstoffe, Phosphoreszenzstoffe und/ oder mag- netische Stoffe enthalten, die insbesondere im Substrat vorliegen können. Es liegt auf der Hand, dass auch Kombinationen solcher Sicherheitsmerkmale möglich sind.
Bevorzugt wird als Substrat des erfindungsgemäßen Sicherheitselements eine transparente Kunststofffolie verwendet. Solche Folien haben den Vor¬ teil, dass die Bestrahlung mit UV-Licht durch die Folie hindurch vorgenom¬ men werden kann. So ist beispielsweise eine PET-Folie ausgehend vom sichtbaren Bereich im UV-Bereich bis ca. 310 nm transparent. Zur Bestrah¬ lung können daher handelsübliche UV-Strahler einsetzt werden. Alternativ kann das Substrat aber auch, gegebenenfalls zusätzlich, eine Papierschicht umfassen.
Besonders bevorzugt umf asst das Sicherheitselement neben dem Substrat und der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung we¬ nigstens eine weitere Schicht, wobei es sich um eine zumindest bereichsweise reflektierende Schicht handelt.
Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen das Sicherheitsele¬ ment neben dem Substrat und der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung wenigstens eine weitere Schicht umf asst, wobei es sich um eine Schicht handelt, in die eine Beugungsstruktur in Form eines Reliefs eingeprägt ist. Die Beugungsstruktur ist vorzugsweise wenigstens bereichsweise mit einer reflektierenden Schicht versehen.
Die bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung kann auch als Prägelack eingesetzt werden. Übliche thermoplastische Prägelacke erfor¬ dern entweder bei der Prägung hohe Temperaturen und Drucke oder wer- den bei der Applikation des Hologramms auf ein Substrat trüb bzw. matt, da die geprägten Strukturen unter Applikationsbedingungen erweichen und verdrückt werden. Bei üblichen, in der Regel flüssigen UV-Lacksystemen wiederum ist nur eine durchgehende Härtung der Prägeschicht möglich,
wodurch ein kantenscharfes Herausbrechen bei der Herstellung eines Pat¬ ches nicht oder nur bedingt möglich ist.
Wird ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einer bei Raumtempera- 5 tur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung auf einem Substrat, insbesonde¬ re einer Kunststofffolie, verwendet, die gegebenenfalls mit einer Trenn¬ schicht (z.B. Wachse) versehen ist, liegt zunächst ein niedrigschmelzender thermoplastischer Prägelack vor. In diese Lackschicht kann ein Motiv, insbe¬ sondere eine Beugungsstruktur in Form eines Reliefs geprägt werden. Wäh¬ lt) renddessen oder danach (bei blockfreier Einstellung und entsprechendem Glaspunkt der Dispersion auch nach Wickeln möglich) erfolgt die Härtung der Dispersion durch Maskenbelichtung. Das heißt, die später zu übertra¬ genden Bereiche (Patches) werden belichtet, die Zwischenbereiche nicht. Die Zwischenbereiche bleiben daher weich und schmelzbar, wodurch später ein 15 kantenscharfes Herausschmelzen möglich wird, während die belichteten Be¬ reiche auch beim Transferprozess hart bleiben und ihre Prägestrukturen be¬ halten. Die bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung können also während des Prägeprozes¬ ses vernetzt werden und sind daher auch bei hohen Drucken und Tempera- 20 turen dimensionsstabil und brillant.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Sicherheitselement daher neben dem Substrat eine bei Raum¬ temperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung, wobei in die bei Raum- 25 temperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung eine Beugungsstruktur in Form eines Reliefs eingeprägt ist. Vorteilhafterweise liegt die bei Raum¬ temperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung dabei in einer bereichs¬ weise gehärteten Form vor. Die bei Raumtemperatur im Wesentlichen tack-
freie Beschichtung ist bevorzugt nur in den gehärteten Bereichen mit der Beugungsstruktur versehen.
Vorteilhafterweise sind wenigstens die mit der Beugungsstruktur versehe- nen Bereiche der gehärteten Schicht wenigstens bereichsweise mit einer re¬ flektierenden Schicht ausgestattet. Die reflektierende Schicht liegt dabei be¬ vorzugt in Form von Positiv- oder Negativmustern vor.
Sicherheitselemente, die auf einer separaten Schicht, beispielsweise einer Kunststofffolie, in der umgekehrten Reihenfolge, wie sie später auf dem Si¬ cherheitspapier zu liegen kommt, vorbereitet werden und anschließend mit¬ tels einer Klebstoff- oder Lackschicht in den gewünschten Umrissformen auf das Sicherheitspapier übertragen werden, werden als Transferelemente be¬ zeichnet. Die separate Schicht kann dabei nach dem Übertrag von dem Schichtaufbau des Sicherheitselements abgezogen werden. Um das Ablösen der separaten Schicht nach dem Transfer des Sicherheitselements zu erleich¬ tern, kann zwischen dieser Schicht und dem abzulösenden Teil des Sicher¬ heitselements eine Trennschicht vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umf asst das Sicher¬ heitselement daher neben dem Substrat und der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung wenigstens eine weitere Schicht, wo¬ bei es sich um eine Trennschicht handelt. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Trennschicht zwischen dem Substrat und der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung angeordnet ist.
Die bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung des Sicher¬ heitselements liegt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mit Druckfarbe bedruckt und mittels Strahlung vernetzt vor. Insbesondere Be-
schichtungen von Papier sollten Schmutz abweisend sein, eine gute Druck¬ farbenhaftung bieten und bei Beständigkeitstests nicht als Trennstelle zwi¬ schen Papier und Druckfarbe fungieren. Durch Anwendung einer definierten Temperatur, bei der die Vernetzungsreaktion der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung erfolgt, kann der Vernetzungsgrad gesteuert werden und damit die Balance zwischen Druckfarbenhaftung und Schmutzabweisung eingestellt werden.
Das Bedrucken kann alternativ entweder nach der vollständigen Vernetzung der tackfreien Beschichtung erfolgen oder vor der Vernetzung. Erfolgt das Bedrucken vor der Vernetzung, so wird die bei Raumtemperatur im Wesent¬ lichen tackfreie Beschichtung bedruckt, wobei es zu einer Art Anlösen der Beschichtung durch die Druckfarbe kommt. Die Druckfarbe verbindet sich mit der Beschichtung, wodurch die Haftung weiter verbessert wird. Um Pro- bleme durch Wegschlagen bzw. ein zu starkes Aufsaugen der Beschichtung durch das Papier beim Auftragen zu vermeiden, können Rheologieadditive (speziell Verdicker) eingesetzt werden.
In einer ebenfalls vorteilhaften Variante wird die tackfreie Beschichtung vor dem Bedrucken mit Druckfarbe vorvernetzt. Eine vollständige Vernetzung erfolgt jedoch auch hier erst nach dem Bedrucken.
In bevorzugten Ausgestaltungen ist das Sicherheitselement in Form eines Sicherheitsbandes, eines Sicherheitsstreifens, eines Patches oder eines sonsti- gen flächigen Sicherheitselements ausgebildet.
Das Substrat des Sicherheitselements kann auch in Form von Fasern vorlie¬ gen, wobei die Fasern von der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tack¬ freien Beschichtung umgeben sind.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das Sicherheitselement über einem in einem Sicherheitspapier oder einem Wertgegenstand vorliegenden Fenster angeordnet ist. Dieses Fenster ist bevorzugt papiermacherisch hergestellt oder ausgestanzt.
Die vorliegende Erfindung umf asst auch ein Sicherheitspapier für die Her¬ stellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks, Ausweiskarten, Urkunden oder dergleichen, das mit einem oben beschriebe¬ nen Sicherheitselement ausgestattet ist. Vorteilhafterweise weist das Sicher- heitspapier neben dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement wenigstens ein zusätzliches Trägersubstrat auf. Als Trägersubstrat wird Papier bevor¬ zugt. Ebenso ist von der vorliegenden Erfindung ein Wertgegenstand, Mar¬ kenartikel, Wertdokument oder dergleichen mit einem derartigen Sicher¬ heitselement umf asst.
Bevorzugt kann das Sicherheitselement dabei auf dem Sicherheitspapier oder Wertdokument angebracht oder in dieses eingebettet sein. Alternativ ist das Sicherheitselement nach Art eines Fenstersicherheitsfadens in das Sicher¬ heitspapier oder Wertdokument eingebettet und ist in Fensterbereichen des Sicherheitspapiers oder Wertdokuments an dessen Oberfläche sichtbar. Das Sicherheitselement kann auch einen Pendelsicherheitsfaden bilden, der ab¬ wechselnd an gegenüberliegenden Oberflächen des Sicherheitspapiers oder Wertdokuments erscheint.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines der oben beschriebenen Sicherheits¬ elemente wird eine bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschich- tung auf ein Substrat zumindest teilweise aufgebracht. Die bei Raumtempe¬ ratur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung wird danach bevorzugt zu¬ mindest physikalisch getrocknet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird die bei Raum¬ temperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung als wässrige Dispersion aufgetragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante wird als bei Raum¬ temperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung ein kationisch strahlen¬ härtendes Harz aufgetragen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird vor Aufbringung der bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung wenigs¬ tens eine weitere Schicht auf das Substrat wenigstens bereichsweise aufge¬ bracht. Diese weitere Schicht kann eine mittels Strahlung vernetzbare Schicht sein, die mittels Strahlung zumindest vorvernetzt wird, bevor die tackfreie Beschichtung aufgetragen wird. Durch die Vorvernetzung kann ein mit der Gefahr des Haftungsverlusts zum Substrat verbundenes späteres Auf¬ schmelzen minimiert werden.
Bei einer ebenfalls vorteilhaften Variante wird die bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung durch ultraviolette Strahlung oder durch Elektronenstrahlung vernetzt.
Die vorliegende Erfindung umf asst auch ein Verfahren zur Herstellung eines oben beschriebenen Sicherheitspapiers oder Wertgegenstands, wobei das Sicherheitspapier oder der Wertgegenstand mit einem oben beschriebenen Sicherheitselement ausgestattet wird.
Gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante wird dabei das Sicherheits¬ element bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur auf ein Trägersub¬ strat aufgebracht und anschließend die bei Raumtemperatur im Wesentli-
chen tackfreie Beschichtung mittels Strahlung zumindest vorvernetzt. Liegt das Sicherheitselement als Transferelement vor, kann die bei Raumtempera¬ tur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung nach dem Entfernen des Sub¬ strats und, falls vorhanden, der Trennschicht vollständig vernetzt werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante wird die bei Raum¬ temperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung unmittelbar vor Auf¬ bringung des Sicherheitselements auf das Sicherheitspapier oder den Wert¬ gegenstand aus Richtung der Beschichtung mit kurzwelliger Strahlung, ins¬ besondere kurzwelliger sichtbarer Strahlung oder UV-Strahlung, bestrahlt und anschließend bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur auf ein Trä¬ gersubstrat aufgebracht. Die Belichtung von der Beschichtungsseite her ist vorteilhaft, da eine Belastung des Trägersubstrats durch UV-Strahlung sowie eine UV-Belastung des Materials des Sicherheitselements vermieden oder zumindest signifikant verringert wird.
Die vorliegende Erfindung umfasst daneben die Verwendung eines der oben beschriebenen Sicherheitselemente zur Herstellung von Folienverbund- Banknoten sowie die Verwendung als Verpackungsmaterial. Beispielsweise sind sterilisierbare Folienverpackungen mit einem erfindungsgemäßen Si- cherheitselement Siegel- und vernetzbar. Bei erfolgreicher UV-Sterilisation wird gleichzeitig die Siegelnaht vernetzt und fest.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nach¬ folgend anhand der Figuren erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Darstellung verzich¬ tet.
Es zeigen
Fig. 1 im Querschnitt eine schematische Darstellung eines erfin— dungsgemäßen Sicherheitselements mit einer bei Raumtempe¬ ratur im Wesentlichen tackfreien Beschichtung;
Fig. 2 im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Sicher¬ heitspapiers, das mit dem Sicherheitselement von Fig. 1 ausges¬ tattet ist;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Sicherheitselements nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung im Quer¬ schnitt;
Fig.4 im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Sicher¬ heitspapiers, das mit dem Sicherheitselement von Fig. 3 ausges- tattet ist;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Sicherheitspapiers nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung im Quer¬ schnitt;
Fig. 6 im Querschnitt eine schematische Darstellung des Sicher¬ heitspapiers von Fig. 5 nach dem Ablösen des Substrats des als Transferelement ausgebildeten Sicherheitselements;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Sicherheitselements bzw. eines Sicherheitspapiers nach einem anderen Ausführungsbei¬ spiel der Erfindung im Querschnitt;
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Sicherheitselements bzw.
eines Sicherheitspapiers nach einem anderen Ausführungsbei¬ spiel der Erfindung im Querschnitt;
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines als Transferelement ausge- bildeten Sicherheitselements nach einem anderen Ausfüh¬ rungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt;
Fig. 10 eine schematische Darstellung des Sicherheitselements von
Fig. 9 nach Belichtung mit UV-Strahlung im Querschnitt;
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Sicherheitspapiers nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung im Quer¬ schnitt;
Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Wertdokuments in Auf¬ sicht;
Fig. 13 einen Querschnitt durch das Wertdokument von Fig. 12.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Sicher¬ heitselements mit einem Substrat 1 und einer bei Raumtemperatur im We¬ sentlichen tackfreien Beschichtung 2. Zur Herstellung des Sicherheitsele¬ ments wird beispielsweise eine mittels UV-Strahlung härtbare Dispersion (UV-Dispersion) auf das Substrat 1, zum Beispiel auf eine Kunststofffolie, insbesondere eine PET- oder OPP-Folie, aufgetragen. Die UV-Dispersion wird getrocknet (z.B. bei 800C), wodurch eine bei Raumtemperatur im We¬ sentlichen tackfreie Beschichtung 2 entsteht.
Das Sicherheitselement sowie sämtliche nachfolgend beschriebenen Sicher¬ heitselemente können mit weiteren, in den jeweiligen Figuren nicht darge¬ stellten Sicherheitsmerkmalen, beispielsweise einem Hologramm oder einem Druckdesign, ausgestattet sein.
Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Sicherheits¬ papiers, das mit dem Sicherheitselement von Fig. 1 ausgestattet ist. Zur Her¬ stellung des Sicherheitspapiers wird das Sicherheitselement von Fig. 1 durch einen Heißsiegelvorgang bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur (z.B. bei 1400C) auf ein Trägersubstrat 3, z.B. Papier, übertragen. Die bei Raum¬ temperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung übernimmt in diesem Fall also die Funktion eines Heißsiegellacks.
Anschließend wird die Beschichtung 2 von Fig. 1 durch Einwirkung von UV- Strahlung (z.B. Hg- und Fe-Strahler) vernetzt, sodass schließlich ein Sicher¬ heitspapier mit einer strahlenvernetzten, unschmelzbaren Beschichtung 2 und einem abdeckenden Substrat 1, z.B. einer Kunststofffolie, erhalten wird.
Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Sicherheits- elements nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur Her¬ stellung des Sicherheitselements wird eine UV-Dispersion auf ein Substrat 1, zum Beispiel auf eine Kunststofffolie, aufgetragen. Bei der Kunststofffolie handelt es sich beispielsweise um eine PET- oder OPP-Folie. Die UV- Dispersion wird getrocknet (z.B. bei 800C) und durch Einwirkung von UV- Strahlung vernetzt, wodurch eine unschmelzbare Beschichtung 4 entsteht. Über dieser Beschichtung 4 wird eine weitere Beschichtung mit einer UV- Dispersion aufgetragen und getrocknet (z.B. bei 800C), wodurch eine bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung 2 entsteht. Die Ausbildung einer solchen zweilagigen Beschichtung hat den Vorteil, dass
eine gute Haftung zum Substrat 1 beim anschließenden Heißsiegelvorgang gewährleistet ist.
Fig. 4 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Sicherheits- papiers, das mit dem Sicherheitselement von Fig. 3 ausgestattet ist. Zur Her¬ stellung des Sicherheitspapiers wird das Sicherheitselement von Fig. 3 durch einen Heißsiegelvorgang bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur (z.B. bei 1400C) auf ein Trägersubstrat 3 aus Papier aufgetragen. Anschließend wird die Beschichtung 2 von Fig. 3 durch Einwirkung von UV-Strahlung (z.B. Hg- und Fe-Strahler) vernetzt, sodass schließlich ein Sicherheitspapier mit einer zweilagigen, strahlenvernetzten, unschmelzbaren Beschichtung 2, 4 und einem abdeckenden Substrat 1, hier einer Kunststofffolie, erhalten wird.
Die beschriebenen Sicherheitselemente zeichnen sich durch eine hervorra- gende Haftung der Beschichtungen 2, 4 an dem Substrat 1 aus. Diese Haf¬ tung geht selbst bei den erhöhten Temperaturen des Heißsiegelvorgangs nicht verloren. Sollten dennoch Haftungsprobleme bei einer der verwende¬ ten Kunststofffolien auftreten, so kann z.B. eine druckvorbehandelte Folie (z.B. Hostaphan RNK2600, Mitsubishi Polyester Film) eingesetzt werden.
Fig. 5 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Sicherheits¬ papiers nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur Her¬ stellung des hier als Transferelement ausgebildeten Sicherheitselements, mit dem das in Fig. 5 gezeigte Sicherheitspapier ausgerüstet wird, wird auf ein Substrat 1, zum Beispiel auf eine PET-Trägerfolie, ein Prägelack 6 aufgetra¬ gen. Optional kann zwischen der PET-Trägerfolie und der Prägelackschicht 6 eine Trennschicht, z.B. aus Wachs, aufgebracht werden. Der Prägelack 6 wird mit einer reflektierenden Schicht 7, beispielsweise einer Metallschicht¬ oder einer hochbrechenden Schicht, versehen. Als reflektierende Materialien
kommen alle Metalle und viele Metalllegierungen in Betracht. Beispiele für geeignete hochbrechende Materialien sind CaS, CrCh, ZnS, TiCfe oder SiOx. Die reflektierende Schicht 7 kann auch in Form von Mustern oder Zeichen, insbesondere Positiv- oder Negativmustern, aufgebracht werden. Die Prä- gung des Prägelacks 6, beispielsweise eine Beugungsstruktur in Form eines Reliefs, die hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt ist und auf der dem Substrat 1 abgewandten Seites des Prägelacks 6 vorliegt, kann vor oder nach dem Aufbringen der reflektierenden Schicht 7 erfolgen.
Über der reflektierenden Schicht 7 wird eine UV-Dispersion aufgetragen und thermisch getrocknet (z.B. bei 80°C), wodurch eine bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung 4 entsteht. Die bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung kann in diesem Fall also als Schutzlack für die Metallisierung dienen. Bei Bedarf kann ferner zwischen der reflektie- renden Schicht 7 und der Beschichtung 4 eine Primer-/ Haftvermittler- Schicht aufgetragen werden.
Durch eine UV-Bestrahlung aus Richtung der Beschichtung, d.h. von der im Wesentlichen für UV-Strahlung durchlässigen Seite des Sicherheitspapiers her, wird die UV-Dispersion vernetzt, wodurch eine unschmelzbare Be¬ schichtung 4 entsteht. Auf diese vernetzte UV-Dispersionsschicht wird an¬ schließend eine weitere Beschichtung mit einer UV-härtbaren Dispersion aufgebracht und thermisch getrocknet (z.B. bei 800C). Durch die Trocknung der UV-Dispersion entsteht eine bei Raumtemperatur im Wesentlichen tack- freie Beschichtung 2.
Dieses Sicherheitselement wird zur Herstellung des dargestellten Sicher¬ heitspapiers anschließend durch einen Heißsiegelvorgang bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur (z.B. bei 140°C) auf ein Trägersubstrat 3 aus
Papier aufgetragen. Anschließend kann die Beschichtung 2 durch Einwir¬ kung von UV-Strahlung (z.B. Hg- und Fe-Str ahler) durch die PET-Trägerfolie hindurch vorvernetzt werden, wobei die Vorvernetzung aber nicht zwin¬ gend erforderlich ist.
Anschließend wird die PET-Trägerfolie und, falls vorhanden, die Trenn¬ schicht abgezogen. Die PET-Trägerfolie kann aber auch auf der Prägelack¬ schicht 6 als Schutzschicht verbleiben. In diesem Fall ist keine Trennschicht vorgesehen. Schließlich wird die vorvernetzte Beschichtung 2 durch Einwir- kung von UV-Strahlung (z.B. Hg-undotierter-Strahler) durch die reflektie¬ rende Schicht 7 hindurch vernetzt, so dass schließlich das in Fig. 6 im Quer¬ schnitt schematisch gezeigte Sicherheitspapier mit einem Trägersubstrat 3 aus Papier, einer zweilagigen, strahlenvernetzten, unschmelzbaren Beschich¬ tung 2, 4, einer reflektierenden Schicht 7 und einer Prägelackschicht 6 erhal- ten wird.
Die Vernetzung mithilfe von UV-Strahlung durch eine Metallschicht hin¬ durch stellt kein technisches Problem dar, da Metallisierungen (speziell A- luminium) eine relativ hohe Transparenz, insbesondere im UV-Bereich, auf- weisen. Eine Metallisierung mit Aluminium (Optische Dichte = 2,0) ist bei¬ spielsweise für Strahlung im langwelligen UV-Bereich zu 5 % bis 10 % trans¬ parent. Zudem bewirkt die Prägelackschicht 6 im Zusammenhang mit der Metallschicht einen sehr guten Sauerstoffausschluss, was zu einer verbesser¬ ten UV- Vernetzung der Beschichtungen 2, 4 führt.
Fig. 7 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Sicherheits¬ elements bzw. eines Sicherheitspapiers nach einem anderen Ausführungs¬ beispiel der Erfindung. Zur Herstellung des Sicherheitselements bzw. -pa- piers wird eine UV-Dispersion auf ein Substrat 21 aus Papier vollflächig auf-
getragen. Die UV-Dispersion kann auch beidseitig, auf das Substrat 21 aufge¬ bracht werden, so dass das Substrat 21 von der Beschichtung 22 vollständig umschlossen ist, was hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Bei Bedarf kann die UV-Dispersion außerdem Rheologieadditive enthal- ten. Die UV-Dispersion wird getrocknet (z.B. bei 8O0C), wodurch eine bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung 22 entsteht. An¬ schließend wird die im Wesentlichen tackfreie Beschichtung 22 mit einer Druckfarbe 9 bedruckt.
Dadurch wird die UV-härtbare Beschichtung 22 im oberen, dem Papier- Substrat abgewandten Bereich 10 „angelöst", d.h. die Druckfarbe verbindet sich mit der Beschichtung 22. Dann wird die Beschichtung 22 durch Einwir¬ kung von UV-Strahlung (z.B. Hg- und Fe-Strahler) vernetzt, so dass ein er¬ findungsgemäßes Sicherheitselement- bzw. papier mit einer Papierschicht, einer nunmehr strahlenvernetzten, unschmelzbaren Beschichtung 22, die mit der Druckfarbe 9 bedruckt ist, erhalten wird.
Alternativ wird zur Herstellung des in Fig. 8 im Querschnitt schematisch dargestellten Sicherheitselements bzw. -papiers nach einem anderen Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung eine UV-Dispersion auf ein Substrat 21 aus Pa¬ pier vollflächig aufgetragen. Auch hier kann die UV-Dispersion beidseitig auf das Substrat 21 aufgebracht werden. Die UV-Dispersion wird getrocknet (z.B. bei 800C), wodurch eine bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung 22 entsteht. Anschließend wird die Beschichtung 22 durch Einwirkung von UV-Strahlung (z.B. Hg- und Fe-Strahler) vernetzt, so dass ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement bzw. -papier mit einer strahlen¬ vernetzten, unschmelzbaren Beschichtung 22 erhalten wird. Die strahlenver¬ netzte Beschichtung 22 kann anschließend mit Druckfarbe 9 bedruckt wer¬ den, wobei die Druckfarbenhaftung und die Schmutz abweisenden Eigen-
schaften über den Vernetzungsgrad der Beschichtung 22 angepasst werden können.
Fig. 9 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung eines als Transfer- element ausgebildeten Sicherheitselements nach einem anderen Ausfüh¬ rungsbeispiel der Erfindung. Zur Herstellung des Sicherheitselements wird eine Beschichtung mit einer UV-Dispersion auf ein Substrat 1, zum Beispiel auf eine PET-Trägerf olie, aufgetragen. Die UV-Dispersion wird thermisch getrocknet (z.B. bei 800C), wodurch eine bei Raumtemperatur im Wesentli- chen tackfreie Beschichtung 2 entsteht. Optional kann zwischen der PET- Trägerf olie und der Beschichtung 2 eine Trennschicht 5 aufgebracht werden.
In die Beschichtung 2 kann eine Beugungsstruktur 11 eingeprägt werden. Die UV-härtbare Dispersion wird in diesem Fall also als Prägelack eingesetzt. Während dieses Vorgangs oder anschließend erfolgt die Härtung der Be¬ schichtung 2 durch Einwirkung von UV-Strahlung. Die Belichtung wird durch eine Maske hindurch vorgenommen. Wie aus der Fig. 10 zu ersehen ist, wird die UV-Belichtung nur an den Stellen 12 vorgenommen, an denen zuvor ein Motiv in Form einer Beugungsstruktur 11 eingeprägt wurde. Es werden auf diese Weise die in einem nachfolgenden Schritt zu übertragen¬ den Patches belichtet, die dazwischen liegenden Bereiche aber nicht. Die Zwischenbereiche 13 bleiben daher weich und schmelzbar, wodurch ein kan¬ tenscharfes Herausschmelzen beim Übertragen des Sicherheitselements auf ein Trägersubstrat möglich wird. Die belichteten Bereiche 12 hingegen blei- ben auch beim Transferprozess hart und ihre Prägestrukturen bleiben erhal¬ ten. Optional kann die Beschichtung 2 einschließlich der Beugungsstrukturen 11 oder auch nur die mit einer Beugungsstruktur versehenen Bereiche mit einer Metallschicht oder einer hochbrechenden Schicht versehen werden, die hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Die Metallschicht
bzw. hochbrechende Schicht kann ferner in Form von Mustern oder Zeichen, insbesondere Positiv- oder Negativmustern, aufgebracht werden.
Fig. 11 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Sicherheits- papiers, das mit dem Sicherheitselement von Fig. 10 ausgestattet ist. Nach der in Fig. 10 dargestellten, durch UV-Belichtung bewirkten Vernetzung der Beschichtung 2 an den Stellen 12 der Beschichtung 2, an denen zuvor ein Mo¬ tiv in Form einer Beugungsstruktur 11 eingeprägt wurde, sowie gegebenen¬ falls der Aufbringung einer Metallschicht bzw. einer hochbrechenden Schicht, wird der Patch mittels eines Heißsiegelklebstoffs 14 auf ein Träger¬ substrat 3 appliziert. Durch die auf die Stellen 12 begrenzte UV-Belichtung bleiben die Zwischenbereiche 13 weich und schmelzbar, wodurch beim Transfer des Sicherheitselements durch einen heißen Stempel ein kanten¬ scharfes Herausschmelzen möglich wird. Die belichteten Bereiche 12 hinge- gen bleiben auch beim Transferprozess hart und ihre Prägestrukturen blei¬ ben erhalten.
Es ist aber auch möglich, anstelle des Heißsiegelklebstoffs eine Beschichtung aus UV-vernetzbarer Dispersion zu verwenden. Dabei ist allerdings zu be- achten, dass die UV- vernetzbare Dispersion erst nach Entfernen der nicht gehärteten Zwischenbereiche 13 transferiert und mittels UV-Strahlung ver¬ netzt wird.
Fig. 12 zeigt in Aufsicht ein Wertdokument 15, beispielsweise eine Banknote, das mit einer durchgehenden Öffnung 16 ausgestattet ist. Die Öffnung 16 ist bevorzugt papiermacherisch hergestellt oder ausgestanzt. Die maschinelle Herstellung solcher Fensteröffnungen 16 ist in der DE 101 63 381 Al be¬ schrieben.
Fig. 13 zeigt einen Querschnitt des in Fig. 12 dargestellten Wertdokuments 15 mit dem Unterschied, dass die Öffnung 16 durch ein erfindungsgemäßes Si¬ cherheitselement verschlossen ist. Das Sicherheitselement weist ein Substrat 1 und eine bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung 2 auf.
Das Sicherheitselement ist vorzugsweise in einer Vertiefung 17 angeordnet, die die Öffnung 16 umgibt. Die Vertiefung 17 kann durch nachträgliches Ka¬ landrieren der Papierbahn erzeugt werden, d. h. durch Komprimierung der Papierfasern. Alternativ kann die Vertiefung 17 auch durch eine tatsächliche Verringerung der Papierdicke in diesem Bereich erzeugt werden. Dies ge¬ schieht am einfachsten direkt während der Herstellung der Papierbahn, in¬ dem die Blattbildung in diesem Bereich durch entsprechende Ausbildung des Siebs dünner ausgeführt wird.
In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Si¬ cherheitselement aus einem Substrat und einer bei Raumtemperatur im We¬ sentlichen tackfreien Beschichtung. Zur Herstellung des Sicherheitselements wird beispielsweise ein kationisch strahlenhärtendes Harz, insbesondere ein epoxidmodifiziertes Vinyl-Copolymer (z. B. UCAR VERR-40, The Dow
Chemical Company), das mit einem für kationische Strahlenhärtung geeigne¬ ten Photoinitiator versehen ist, auf das Substrat, zum Beispiel auf eine Kunst¬ stofffolie, insbesondere eine PET- oder OPP-Folie, aufgetragen. Das kano¬ nisch strahlenhärtende Harz wird getrocknet (z.B. bei 800C), wodurch eine bei Raumtemperatur im Wesentlichen tackfreie Beschichtung entsteht.
Zur Herstellung eines mit dem vorstehend beschriebenen Sicherheitselement ausgestatteten Sicherheitspapiers wird das Sicherheitselement durch einen Heißsiegelvorgang bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur (z.B. bei
14O0C) auf ein Trägersubstrat, z.B. Papier, übertragen. Dabei wird die ther¬ mische Vernetzung bereits gestartet. Anschließend wird die kationisch strah¬ lenhärtbare Beschichtung durch Einwirkung von UV-Strahlung (z.B. Hg- und Fe-Strahler) vernetzt, sodass schließlich ein Sicherheitspapier mit einer strahlenvernetzten, unschmelzbaren Beschichtung und einem abde¬ ckenden Substrat, z.B. einer Kunststofffolie, erhalten wird.
Alternativ kann die Beschichtung auch nur rein thermisch vernetzt werden. Dazu wird das Sicherheitselement nur durch einen Heißsiegelvorgang bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur (z.B. bei 1400C bis 16O0C) auf ein Trägersubstrat, z.B. Papier, übertragen. Die thermische Vernetzung erfolgt dabei im Rahmen des Heißsiegelvorgangs. Es liegt auf der Hand, dass bei dieser Verfahrensvariante von der Verwendung eines Photoinitiators abge¬ sehen werden kann.
Die kationische Strahlenhärtung ist im Gegensatz zur radikalischen Strah¬ lenhärtung ein langsamerer Prozess, der auch nach Bestrahlungsende noch weiterläuft. Während Radikale in kurzer Zeit abgefangen werden, wird bei der kationischen Strahlenhärtung eine Säure freigesetzt, die in der Beschich- tung die Vernetzungsreaktion katalysiert. Daher kann die kationisch strah¬ lenhärtbare Beschichtung in einer weiteren Variante des vorstehenden Aus¬ führungsbeispiels unmittelbar vor der Applikation des Sicherheitselements von der Beschichtungsseite her mit kurzwelliger Strahlung (UV- oder kurz¬ wellige blaue Strahlung) belichtet werden. Als Strahlenquelle können ent- weder übliche UV-Strahler (dotiert oder undotiert) oder bevorzugt UV- Leuchtdioden eingesetzt werden. UV-Leuchtdioden weisen neben positiven sicherheitstechnischen Aspekten auch technische Vorteile auf, da ein gerin¬ gerer Wärmeeintrag sowie ein geringerer Energieverbrauch anfällt. Die Be¬ lichtung von der Beschichtungsseite her ist vorteilhaft, da keine Belastung
des Trägersubstrats, z. B. Papier, durch UV-Strahlung sowie eine geringere UV-Belastung des Materials des Sicherheitselements stattfindet. Durch die Belichtung wird die Vernetzungsreaktion gestartet. Zum Zeitpunkt der Ap¬ plikation auf das Trägersubstrat ist sie aufgrund der kurzen Zeitspanne noch nicht so weit fortgeschritten, dass das Aufschmelzen der Beschichtung er¬ schwert würde. Da die Reaktion aber ohne weitere Maßnahmen von alleine weiterläuft, zeigt das mit dem Sicherheitselement versehene Sicherheitspa¬ pier die geforderten Beständigkeiten.