WO2004076198A1 - Mehrschichtlaminat - Google Patents

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WO2004076198A1
WO2004076198A1 PCT/CH2003/000850 CH0300850W WO2004076198A1 WO 2004076198 A1 WO2004076198 A1 WO 2004076198A1 CH 0300850 W CH0300850 W CH 0300850W WO 2004076198 A1 WO2004076198 A1 WO 2004076198A1
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WO
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paper
layer
plastic layer
range
plastic
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PCT/CH2003/000850
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English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Smith
Jakob Grob
Kirill Feldman
Original Assignee
Landqart
Eidgenössische Technische Hochschule Zürich
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Publication date
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Application filed by Landqart, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich filed Critical Landqart
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Priority to US10/547,099 priority patent/US20060198987A1/en
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    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/10—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of paper or cardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29—Securities; Bank notes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • B32B2398/20—Thermoplastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2554/00—Paper of special types, e.g. banknotes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24322—Composite web or sheet

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer laminate which can be used, for example, as a print carrier, in particular as security paper, but also as packaging material, cover material, card substrate, etc.
  • the multilayer laminate comprises at least one plastic layer with an upper and a lower side, an upper paper layer connected to the plastic layer on the upper side of the plastic layer and optionally a lower paper layer connected to the plastic layer on the lower side of the plastic layer.
  • Combinations of paper and plastic in a laminate are used in many ways.
  • Such a laminate usually increases the resistance of paper (tear resistance, resistance to dirt, etc.).
  • Typical uses of such laminates are, for example, packaging materials, printed or unprinted, covering materials such as tablecloths, inserts for drawers, etc., gift paper, etc.
  • such laminates are also used as print carriers, for example as cover sheets for journals, as greeting cards, as substrates for maps, and, so far to a small extent, as security paper, especially as a banknote.
  • the plastic layer and the paper layer are connected via an adhesion promoter.
  • the conventional banknote papers are traditionally based on cotton as the main fiber raw material.
  • flax, synthetic fibers and linen are added to increase the mechanical strength.
  • These are not only renewable raw materials, in the case of cotton noils, a by-product of the spinning industry is also used sensibly, which only enhances the sustainability of banknote paper production from an ecological perspective. With the help of additives, the high values for wet strength are achieved.
  • banknote substrates Due to the open pore structure of the paper substrates, they are susceptible to contamination and therefore have a limited lifespan in terms of their circulation time as banknotes. Since the late 1990s, this problem has been addressed with banknote substrates that have a sealed surface with the help of a thin line. An inadequate coordination of printing ink and surface coating often has a disadvantage, which in turn counteracts a longer life expectancy of the banknotes.
  • First attempts to introduce a polymer-based banknote were made for Haiti made. Another attempt is known for the Isle of Man. However, due to its extremely hydrophobic properties, the material suffered from a high susceptibility to contamination with regard to oleophilic substances.
  • the reason for the relatively modest market success of the polymer substrates may be the overall low number of security features that has been demonstrated with this material at all.
  • the clear window should be shown as a noteworthy feature.
  • the window part of the substrate allows new security features that require transparent areas.
  • the additional effort for printing and the high substrate costs lead to an overall effort which, even with heavily used notes, can hardly be justified by the longer service life.
  • the polymer thus has an advantage in particular with regard to the possibility of integrating a "window", the mechanical strength at room temperature and the ability to be soiled. It is therefore important to optimize the paper substrate and to a certain extent allow the positive properties of polymers to flow into the paper substrate.
  • the invention is therefore based on the object of a new multilayer laminate, for example to be made available as a new printing medium, in particular but not exclusively for security applications, but also for other applications such as packaging material, label material, covering material, envelope material, etc.
  • Print carriers should combine at least some of the positive properties of a paper carrier with the positive properties of plastic carriers without showing any new disadvantages.
  • a lower paper layer connected to the plastic layer can also be arranged on the underside of the plastic layer, i.e. the plastic layer can be surrounded on both sides by paper.
  • thermoplastic polymeric material 15 is one (or more) thermoplastic polymeric material, and that the
  • Plastic layer are melted with the mass of the fiber composite of the paper layer is guaranteed, the penetration zones essentially not entirely
  • ⁇ 0 extends to the surfaces of the paper layer facing away from the plastic layer.
  • Paper layer there is preferably such a fusion with penetration zones with both paper layers.
  • the penetration zones can also be up to the respective
  • thermoplastic flows around the cellulose and embeds it as a matrix.
  • laminates according to the state of the art using reactive adhesives or solvent-based adhesives as adhesion promoters between paper and plastic layer have the problem in heavily stressful uses such as packaging material, label material, cover material or envelope material and in particular in the extremely demanding use as bank notes delamination, this can be prevented by a (multilayer) laminate according to the invention.
  • the laminate according to the invention makes the connection available in that the uppermost layers of the plastic layer are fused directly with the lowermost layers of the paper layers, ie the fibers of the paper layers are at least partially embedded in a plastic matrix.
  • the resulting penetration zones in the respective border areas between the plastic layer and the paper layer are set so that the plastic partially penetrates the paper layers, but without completely penetrating as far as the surface of the paper layer (s) facing away from the plastic layer. This ensures that on the one hand the haptic properties of the paper on the resulting print carrier are preserved, and that on the other hand the thickness properties of the multilayer laminate or print carrier also remain essentially the same.
  • the penetration of the paper layers with the Theniioplast also leads to a reduction in susceptibility to air pollution (anti-soiling), which may be desirable.
  • anti-soiling air pollution
  • the anti-soiling properties together with the haptic and printing properties can thus be controlled via the degree of penetration of the paper matrix with the thermoplastic.
  • the plastic layer can be constructed as a single layer from a single material, but it can also be constructed as a multilayer laminate (multilayer Structure) can be built up, whereby individual layers can consist of different thermoplastic materials (different polymers or same polymers with different properties).
  • thermoplastics which have a different or better flow behavior (lower molecular weight, lower glass transition temperature or lower flow temperature) than the central layers can be used, for example, as layers which come into direct contact with the paper.
  • At least one of the paper layers is paper which was produced in a rotary screen machine.
  • a fourdrinier machine or a steep sieve machine can also be used.
  • This is preferably, for example, a typical banknote paper, ie a paper which has been produced using cotton (typically main fiber raw material) and / or flax and / or linen as a raw fiber material.
  • the desired properties with regard to fusion between the plastic layer and paper layers can preferably be achieved by using a polymeric material with a glass transition temperature or melting temperature in the range from 50 to 250 ° C., preferably in the range from 75 to 225 ° C., as the material for the plastic layer in the range from 100 to 200 ° C., particularly preferably from 120 to 180 ° C.
  • a polymeric material with a glass transition temperature or melting temperature in the range from 50 to 250 ° C., preferably in the range from 75 to 225 ° C., as the material for the plastic layer in the range from 100 to 200 ° C., particularly preferably from 120 to 180 ° C.
  • the polymeric material can be a transparent, for example partially amorphous or fully amorphous, polyamide, a polypropylene or a polyethylene, particularly preferably a polyamide based on aliphatic and cycloaliphatic building blocks.
  • Transparent polymeric material is particularly advantageous when the possibility of clear transparent windows or at least one-sided exposed transparent areas is provided.
  • a colored or non-transparent material as the polymeric material, and partially transparent materials are also conceivable.
  • Such polymers are available for example from Finna EMS-CHEMIE (CH) under the trade names GRILAMID ® , GRILON ® or GRIVORY ® . If necessary, these materials can be colored accordingly and / or contain further functional components. Suitable dyes are dyes in the visible range, but also fluorescent or phosphorescent dyes.
  • the thermoplastic material can contain magnetic components, electrically conductive components, thennochromic or photochromic components, UV absorbers etc. or several of these components at the same time.
  • the following polymers can be used as the material for the plastic layer:
  • Polymers of monoolefins and diolefins e.g. B. polypropylene, polyisobutylene, polybut-1-ene, poly-4-methylpent-l-ene, polyvinylcyclohexane, polyisoprene or polybutadiene, and polymers of cycloolefins, e.g. B. of cyclopentene or norbornene, polyethylene (which may optionally be crosslinked), e.g. B. High Density Polyethylene (HDPE), Medium Density Polyethylene (MDPE), Low Density Polyethylene (LDPE), Linear Low Density Polyethylene (LLDPE), (VLDPE) and (ULDPE).
  • HDPE High Density Polyethylene
  • MDPE Medium Density Polyethylene
  • LDPE Low Density Polyethylene
  • LLDPE Linear Low Density Polyethylene
  • VLDPE Linear Low Density Polyethylene
  • ULDPE ULDPE
  • Copolymers of monoolefins and diolefins with one another or with other vinyl monomers e.g. B. ethylene / propylene copolymers, linear low density polyethylene (LLDPE) and mixtures thereof with low density polyethylene (LDPE), propylene / but-1-en copolymers, propylene / isobutylene copolymers, ethylene / but-1-en copolymers, ethylene hexene Copolymers, ethylene-methylpentene copolymers, ethylene-heptene copolymers, ethylene-octene copolymers, ethylene-vinylcyclohexane copolymers, ethylene / cycloolefin copolymers (e.g.
  • ethylene / norbornene such as COC
  • ethylene / l-olefin copolymers the 1-olefin being produced in situ becomes; Propylene butadiene copolymers, isobutylene / isoprene copolymers, ethylene / vinylcyclohexene copolymers, ethylene / alkyl acrylate copolymers, ethylene / alkyl methacrylate copolymers, ethylene / vinyl acetate copolymers or ethylene / acrylic acid copolymers and their salts (ionomers) and terpolymers of ethylene with propylene and a diene such as, for example Hexadiene, dicyclopentadiene or ethylidene norbornene.
  • the homopolymers and copolymers mentioned can have any spatial structure (Stereo structure), such as syndiotactic, isotactic, hemi-isotactic or atactic. Stereo
  • Polystyrene poly (p-methylstyrene), poly (a-methylstyrene).
  • Homopolymers and copolymers can have any spatial structure, including syndiotactic, isotactic, hemi-isotactic or atactic.
  • Stereoblock polymers are also included.
  • Copolymers including the above-mentioned vinyl aromatic monomers and comonomers selected from ethylene, propylene, dienes, nitriles, acids, maleic anhydrides, maleimides, vinyl acetates and vinyl chlorides or acrylic derivatives and mixtures thereof, for example styrene / butadiene, styrene / acrylonitrile, styrene / ethylene (interpolymers) , Styrene / alkyl methacrylate, styrene / butadiene / alkyl acrylate, styrene / butadiene / alkyl methacrylate, styrene / maleic anhydride,
  • Styrene / acrylonitrile / methyl acrylate Mixtures with high impact strength from styrene copolymers and other polymers, e.g. B. polyacrylates, diene polymers or ethylene propylene / diene terpolymers; and block copolymers made from styrene, such as styrene / butadiene styrene, styrene / isoprene styrene, styrene / ethylene / butylene / styrene or styrene / ethylene propylene / styrene.
  • block copolymers made from styrene such as styrene / butadiene styrene, styrene / isoprene s
  • Hydrogen-saturated aromatic polymers derived from hydrogen saturation of the polymers mentioned, in particular including polycyclohexylethylene (PCHE), produced by the hydrogenation of atactic polystyrene (often referred to as polyvinylcyclohexane (PVCH)). Graft copolymers of vinyl aromatic monomers such as e.g. B.
  • styrene or ⁇ -methylstyrene for example styrene on polybutadiene, styrene on polybutadiene-styrene or polybutadiene-acrylonitrile copolymers; Styrene and acrylonitrile (or methacrylonitrile) on polybutadiene; Styrene, acrylonitrile and methyl methacrylate on polybutadiene; Styrene and maleic anhydride on polybutadiene; Styrene, acrylonitrile and maleic anhydride or maleimide on polybutadiene; Styrene and maleimide polybutadiene; Styrene and alkyl acrylates or methacrylates on polybutadienes; Styrene and acrylonitrile on ethylene / propylene / diene terpolymers; Styrene and acrylonitrile on polyalkyl acrylates or polyalkyl methacrylates,
  • Halogen-containing polymers such as polychloroprene, chlorinated rubbers, chlorinated and brominated copolymers of isobutylene-isoprene (halobutyl rubber), chlorinated or sulfochlorinated polyethylene, copolymers of ethylene and chlorinated ethylene, epichlorohydrin homo- and copolymers, in particular polymers of halogen-containing vinyl Components, e.g. B.
  • polyvinyl chlorides polyvinylidene chlorides, polyvinyl fluorides, polyvinylidene fluorides, and copolymers thereof, such as vinyl chloride / vinylidene chloride, vinyl chlorides / vinyl acetate or vinylidene chlorides / vinyl acetate copolymers.
  • Polymers derived from ⁇ , ⁇ -unsaturated acids and derivatives thereof such as polyacrylates and polymethacrylates; Polymethyl methacrylates, polyacrylamides and polyacrylonitriles, impact modified with butyl acrylate.
  • Homopolymers and copolymers of cyclic ethers such as polyalkylene glycols, polyethylene oxide, polypropylene oxide or copolymers thereof with bisglycidyl ethers.
  • Polyacetals such as polyoxyethylene and those polyoxymethylenes which contain ethylene oxide as a comonomer; Polyacetals modified with thermoplastic Polyurethanes, acrylates or MBS.
  • Polyamides and copolyamides derived from diamines and dicarboxylic acids and / or from aminocarboxylic acids or the corresponding lactams for example polyamide 4, polyamide 6, polyamide 6/6, 6/10, 6/9, 6/12, 4/6, 12/12, Polyamide 1 1, polyamide 12, aromatic polyamides starting from m-xylene diamine and adipic acid; Polyamides prepared starting from hexamethylenediamine and isophthalic and terephthalic acid and with or without elastomer as a modifier, for example poly-2,4,4-trimethylhexamethylene terephthalamide or poly-m-phenylene isophthalamide; and also block copolymers of said polyamides with polyolefins, olefin copolymers, ionomers or chemically bonded or grafted elastomers; or with polyethers, e.g. B. with polyethylene glycol, polypropylene glycol or polytetramethylene glycol
  • Polyha nscher Polyimides, polyamide imides, polyetherimides, polyesterimides, polyhydantoins and polybenzimidazoles.
  • Polyesters derived from dicarboxylic acids and diols and / or from hydroxycarboxylic acids or the corresponding lactones for example polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, poly-1,4-dimethylolcyclohexane terephthalate, polyalkylene naphthalate (PAN) and polyhydroxybenzoate, and also block copolyether esters derived from hydroxyl-tinned polyethers.
  • Polycarbonates and polyester carbonates, polyketones, polysulfones, polyether sulfones and polyether ketones are polycarbonates and polyester carbonates, polyketones, polysulfones, polyether sulfones and polyether ketones.
  • Unsaturated polyester resins derived from copolyesters of saturated and unsaturated dicarboxylic acids, polyhydric alcohols and vinyl components as crosslinking agents, as well as halogen-containing modifications thereof with low flammability.
  • Crosslinkable acrylic resins derived from substituted acrylates, e.g. B. epoxy acrylates, urethane acrylates or polyester acrylates.
  • Alkyd resins polyester resins and acrylate resins crosslinked with melamine resins, urea resins, isocyanates, isocyanurates, polyisocyanates or epoxy resins.
  • Crosslinked epoxy resins derived from aliphatic, cycloaliphatic, heterocyclic or aromatic glycidyl components, e.g. B. Products of diglycidyl ethers of bisphenol A and bisphenol F, which are crosslinked with conventional hard materials, such as with anhydrides or amines, with or without accelerators.
  • Cellulose acetate, cellulose propionate and cellulose butyrate, or cellulose ether such as
  • thermoplastics can also be used as an alternative, the glass transition temperature or melting temperature of which is below the above-mentioned glass transition temperatures, but which are in the solid state within the service temperature of a product (e.g. banknote) and whose flow temperature is in the range from 50 to 250 ° C., preferably in the range from 75 to 225 ° C, or in the range from 100 to 200 ° C, particularly preferably from 120 to 180 ° C.
  • a product e.g. banknote
  • PVDC polyvinylidene chloride
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the Paper layers have a basis weight in the range from 50 to 500 g / m 2 , or even 5 to 500 g / m 2 , preferably in the range from 20 to 80 g / m 2 , or 10 to 80 ⁇ m, particularly preferably in the range from 20 to 50 have g / m 2 .
  • the plastic layer preferably has a thickness in the range from 5 to 500 ⁇ m, preferably in the range from 10 to 80 ⁇ m, particularly preferably in the range from 20 to 50 ⁇ m.
  • the print carrier should have a total basis weight in the range from 15 to 1500 g / m 2 , or 50 to 500 g / m 2 , preferably in the range from 80 or 60 to 180 or to 200 g / m 2 , particularly preferably in the range from 90 show up to 120 g / m 2 or from 80 to 150 g / m 2 . It is particularly advantageous in connection with the proposed multilayer laminate or print carrier that it can be combined with the multitude of security features known from the field of pure paper carriers. For this purpose, such security features can simply be installed in at least one of the paper layers either before, during or after the lamination process. A wide variety of types and types come into question as security features. B.
  • security features with corresponding information means of optical, electronic, electrical or magnetic nature, for example watermarks, in particular gray scale watermarks, security threads, so-called optically variable devices (OVDs), mottled fibers, security pigments, iridescent color applications, micro-perforations, microdmats, offset, gravure printing, Magnetic stripes, chips etc.
  • ODDs optically variable devices
  • the plastic layer can also be provided with security features.
  • the simplest version can be an imprint which is not visible in reflection due to the paper layers lying on top (and accordingly cannot be reproduced with a copier, for example), but which can be recognized in transmission.
  • the multilayer laminate according to the invention or the print carrier according to the invention has the exceptional advantage that, despite the appearance and feel like paper, it offers the possibility of installing additional information as security features and in particular security features in the form of or built into windows.
  • a window is not to be understood exclusively as a transparent area which is delimited all around (by paper), a window in the sense of the present invention can be delimited all around, but can also be arranged on the edge in the final intended multi-layer laminate or printing medium, that the window area borders directly on the edge.
  • a window is also not exclusively to be understood as a cutout which contains a transparent area, but also cutouts which expose colored and, for example, non-transparent or partially transparent, fluorescent, phosphorescent, polarizing, optically refractive or holographic plastic areas. Recesses in which only the paper on one side exposes the plastic layer (s) are also possible in the case of multilayer laminates which are loaded with paper on both sides.
  • a window can be made available in that at least one of the paper layers has a continuous cutout, so that the plastic layer is exposed in this area (one-sided window, for example, for viewing a security feature of the plastic layer).
  • a really transparent one Windows when using a transparent plastic layer is provided in that both paper layers have such a recess in an at least partially overlapping manner to form a window.
  • the area of the window or the one-sided recess is particularly well suited for the arrangement of security features in the plastic film.
  • security features with polarizing properties can be installed in these areas.
  • Such windows are also very suitable for so-called "self-verifying" properties, i. H. the verification of other security features using the window.
  • polarizing properties of a security feature can be verified by placing a window area with also polarizing transmission properties over the security feature by folding the banknote.
  • the present invention further relates to a method for producing a multilayer laminate, such as, for example, a print carrier, as described above.
  • the procedure is preferably such that in a laminator the at least one paper layer is at least partially fused to the plastic layer, a temperature in the range from 50 to 250 ° C., preferably in the range from 75 to 225 ° C, or in the range from 100 to 200 ° C, particularly preferably from 140 to 180 degrees.
  • a program can be run, e.g. B.
  • the process can either be carried out batchwise in presses, but can also be carried out continuously.
  • the individual carriers are fed from rolls accordingly, and the laminator is a roll laminator, the plastic layer and possibly also security features such as security thread being fed in the middle and the two paper layers from above and from below.
  • a recess unit must be installed in the process, in which e.g. with laser, water jet, under punching or similar the recesses in the paper webs can be made. Further preferred embodiments of the method according to the invention are described in the further dependent claims.
  • the present invention relates to the use of such a print medium as security paper, in particular as a banknote, check, ticket, certificate, stock document, bond document, certificates, identification papers, packaging material, label material, envelope material, covering material, etc.
  • FIG. 1 shows a multilayer laminate with a medium plastic layer according to the prior art in a section
  • FIG. 2 shows a multilayer laminate with a middle plastic layer according to the invention in a section; 3 shows a top view of a multilayer laminate;
  • Fig. 4 shows a section. Fig. 2 in an alternative representation
  • Fig. 5 shows a section. Fig. 4, wherein edge fusions are shown;
  • Fig. 6 a a section through an exemplary embodiment with only one paper layer and recesses in the edge area, b) a section ge. 4, wherein at least one window bordering on the edge is shown and paper is arranged on both sides; c) a supervision of parts of a substrate acc. Fig. 6b);
  • 8 shows a section through a multilayer laminate with a multiplicity of layers; 9 a) -c) sections through multilayer laminates with different penetration depths, d) a section through a multilayer laminate with locally different penetration depths;
  • FIG. 11 shows a top view a) and a section b) through a multilayer laminate with discontinuities in the plastic layer;
  • 13 shows the tests for determining the strength of the bond between the paper layers and the plastic layer
  • 14 shows a schematic illustration of the starting material for producing a print carrier with edge fusion
  • 15 shows a plan view of a multilayer laminate with a window or a recess which completely separates the paper layers on one side; 16 is a plan view of an exemplary embodiment with a self-verifying security feature; and
  • FIG. 1 shows a section through a print carrier in the form of a security paper 1 according to the prior art.
  • a multilayer laminate e.g. in the form of security paper
  • It is a layer structure comprising a central plastic layer 4, which is covered on both sides by a paper layer 2 or 3.
  • a UV-curing reactive adhesive which can be recognized as a separate layer 5, is used as an adhesion promoter for attaching the paper layers to the plastic layer 4.
  • Such layer structures according to the prior art have the problem that they have a tendency to delaminate, in particular when used very intensively, as is customary for banknotes. H. after a certain period of circulation, the paper layers 2, 3 begin to detach from the plastic layer 4. This delamination results, among other things, from the frequent folding of banknotes.
  • a central plastic film or plastic layer 22 made of a (also multi-layer) thermoplastic, transparent plastic is covered directly on the top 20 and on the bottom 21 with paper layers 11 and 12 respectively.
  • the plastic layer 22 is shown here as a single layer, but can also consist of several layers.
  • An adhesive is not used for adhesion, the connection between paper layers 11 and 12 and the plastic layer 22 is ensured in this case by penetration zones 13 and 14.
  • penetration zones 13 and 14 the material of the plastic layer 22 penetrates the respective paper layer to a certain depth.
  • a certain part of the paper layers is more or less completely embedded in a matrix of plastic, so that an extremely stable and intimate connection between the individual layers is guaranteed.
  • the paper layers 11 and 12 are, for example, banknote-like paper with a basis weight of 40 g / m 2 , but a weight in the range from 20 to 50 g / m 2 or from 5 to 500 g / m 2 is possible in principle .
  • the paper layers 11 and 12 accordingly contain cellulosic materials such as cotton as the main fiber material and are produced, for example, on a rotary screen machine.
  • the paper in one of these layers contains, for example, a grayscale watermark, a particularly high level of security can optionally be ensured by arranging 1 1 or ⁇ different watermarks in a registered manner in the two paper layers.
  • the plastic layer 22 is a film, for example 40 ⁇ m thick, made of fully amorphous, transparent polyamide.
  • Such films can be obtained, for example, from EMS-CHEMIE (CH) under the trade name GRILAMID ® TR90 LX or under the name GRIVORY ® G21.
  • the multilayer laminate or security paper according to Fig. 2 was produced by placing the three layers in a laminate or on top of one another, then heating them for 30 seconds and then pressing them at this temperature for 30 seconds. It was found that when GRIVORY ® G21 was used, a temperature of 120 ° C was sufficient to fuse with the paper, while when GRILAMID ® TR90 LX was used, a temperature of 180 ° C was better. However, the use of GRILAMID ® TR90 LX resulted in mechanically more stable supports. In the phase of increased pressure, a pressure of approx. IMPa was used (area of 0.2 * 0.2 m, 4 tons).
  • line pressure in the range of 1-500 N / mm can be used.
  • security strips 19 can be installed in one or both paper layers.
  • watermarks 18 are possible in at least one of the paper layers to provide, which are very well visible with a transparent plastic layer 22.
  • windows as security features. Window means that the paper layers in the area of the window have a relaxation, while the plastic layer is continuous.
  • the reference number 15 indicates a rectangular window, but the window can also have a complex outer line, as is illustrated, for example, by the number (reference number 17) and by the Swiss cross (reference number 16).
  • Polarization directions are parallel. If, however, the window 15 is placed obliquely at the bottom right over the window 16 by folding the top left corner, the two polarization directions will be orthogonal and the two windows will accordingly appear dark when viewed through. More complex effects can be achieved if different colors are also brought into play and if different polarization directions are also formed in the areas of different windows.
  • FIGS. 4 to 11 show different possibilities of the multilayer laminates and the arrangement of windows in the broader sense.
  • FIG. 4 again shows a schematic representation of a multilayer laminate 21 analogous to FIG. 2, the different layers being shown hatched this time.
  • a particularly preferred embodiment is shown in FIG. 5.
  • an edge fusion 23 at the edge of the object.
  • Such an edge fusion 23 substantially increases the tear resistance. It can be held in different ways. For example, it is possible to cut out the plastic layer 22 somewhat larger than the two paper layers 11 or 12. During the subsequent lamination, the protruding plastic area melts with the edge, as shown in FIG. 5.
  • Fig. 6 shows that it is also possible to provide a paper layer only on one side. It is also illustrated that not only windows completely enclosed by paper of paper layer 11 are possible, but also edge regions 24, 25, 26 with exposed plastic.
  • the driers can be of various types, for example entire strips along the edge of the substrate, in which the plastic is exposed either on one side or on both sides. Corresponding corners or any shapes protruding into the pressure carrier (for example shown in the middle in FIG. 6c) are also possible.
  • Paper layers 11 and 12 are possible. Then lies in these areas
  • FIGS. 9a and b show how the penetration zones can have different depths. It turns out that typically for a conventional printability, at least 10 microns of the paper should not be penetrated by plastic (i.e. the non-double hatched upper area in FIGS. 9a and b should have a thickness of at least 10 microns).
  • the thickness of the paper layers, which is not impregnated with plastic, is typically less than 30 micrometers. For a complete seal, however, it is also possible, as shown in FIG. 9c), to completely soak the paper layer with the plastic.
  • Fig. 9d Another special feature is shown in Fig. 9d.
  • the plastic layer 22 can also be constructed from several layers. These layers do not have to extend over the entire surface of the plastic layer 22, as shown in FIG. 10a), but can also, as shown in FIG. 10b, in the sense of inclusions (e.g. lenticular, strip-shaped, etc.) be locally available.
  • FIG. 10a it is shown that the plastic layer can in turn be structured.
  • embossing embossing, embossing, grating, etc. is possible.
  • a through hole 28 is shown, as is conceivable, for example, in the case of a perforated document with an edge secured against tearing.
  • Paper • Paper A: 80 gm 2 , recycled Xerox paper.
  • Paper B 50 g / m 2 , landqart, Landquart, Switzerland.
  • Paper C 40 g / m 2 , landqart, Landquart, Switzerland.
  • Polymer flies The films were produced in a melt melting process at the following temperatures:
  • Isotactic polypropylene 200 ° C
  • Nylon 11 200 ° C
  • a carver press, model M 25T was used for this.
  • the applied pressure was 2 MPa over a period of 5 minutes, followed by cooling to room temperature. Films approximately 80 ⁇ m thick were obtained.
  • Paper / polymer / paper laminates Layer structures of layers of paper / polymer / paper were put together and placed in the heated carver press between two copper plates, and initially left for 30 seconds without applying pressure. Subsequently, different pressures were applied during different periods. The temperature during the pressure phase in the different examples was in the range from 125 ° C to 250 ° C. The examples were then cooled to room temperature.
  • Instron tension meter (model 4464) used. The sample length at the beginning was 12.5 mm, the width 2 mm and the speed of the crosshead is 10 mm / min. Bursting pressure (DIN ISO 2758), breaking strength, double fold number (Tappi T423), tear resistance (DIN EN 21974) and stiffness (DIN 53121) were measured in standard methods for some selected samples, each according to the norm given in parentheses.
  • Example 1 was repeated, but a larger piece of Grilamid ® TR 90 LX of 24 mm x 44 mm x 0.1 mm was cut out. Again, this piece was placed between two layers of paper made of paper A, with each now a small area of the polymer film protruded beyond the edge of the paper layers (see FIG. 14). The presence of the resulting fusion area 23 in the area of the edge dramatically increased the tear resistance (in particular the initiation of the tear) of the corresponding multilayer laminate when compared to Example 1.
  • Example 1 was repeated, but instead of a 5 mm window, windows up to 16 mm in diameter were produced. In all cases, satisfactory multilayer laminates with excellent mechanical properties were obtained.
  • Example 1 was repeated, but instead of a 5 mm window, a structure was produced in which the 2 layers of paper were not continuous (see FIG. 15). In these cases too, satisfactory multilayer laminates with good mechanical properties were obtained.
  • Paper / polymer / paper laminates were made as described in Example 1, but using Paper B and Grilamid ® TR 90 LX at 200 ° C. The multilayer laminate was then immersed in boiling water and kept under vigorous stirring for 30 minutes. For reference, a sheet of paper (Paper B) was also exposed to the same conditions. This reference sheet decomposed completely under these conditions, while the multilayer laminate remained intact and showed no delamination, neither during the treatment nor afterwards.
  • Example 6 Paper C / Grivory ® G21 30 micron film / paper laminates D of 80 mm x 150 mm were prepared as illustrated in Example 1 was laminated with min at 150 ° C and 0.5 MPa for 1, 2, respectively, 10th The tear strength of the multilayer laminates was then measured as indicated above. Essentially, no differences were found between the different multilayer laminates and tear strengths of approximately 11 km were measured, which is essentially the value of paper D and is 50% higher than that of the polymer film alone and 30% higher than that of paper C. The various Multi-layer laminates showed different visual appearances and different surface structures.
  • multi-layer laminates made at a lamination time of 10 minutes showed polymer on the surface of the paper, indicating that the melted polymer at least partially diffuses through the paper under these conditions. This was expressed in a shiny appearance and in a smoother surface and smoother haptic properties.
  • Laminates of 80 mm x 150 mm Paper C / Grilamid ® TR 90 LX 60 micron film / paper D (laminate I) and paper C / Grilamid ® ELY 60 / paper D (laminate II) were as described in Example 1, laminating was carried out at 180 ° C. and a pressure of 0.75 MPa for a period of 1 min. A number of different parameters were measured using the methods described above. For comparison, the same properties were measured for a paper as is used in the production of a conventional 100sFr banknote (reference). Test conditions: 23 ° C and 50% relative humidity (test room conditions)
  • Example 7 was repeated, and multilayer laminates of paper C / Grilamid ® TR 90 LX 60 micron film / paper D were prepared. They had a transparent window measuring 10 mm x 10 mm. The double fold number was determined in an area in which the window was arranged. The procedure was to cut a test strip (or position it in such a way) that it was folded in the window and in the surrounding paper (corresponding to Tappi T 423). The resulting value of the double fold number was 7510.
  • Example 8 was repeated, and multilayer laminates of paper C / Grilamid ® TR 90 LX 60 micron film / paper D were prepared. They had a transparent window measuring 10 mm x 10 mm. The laminates were then subjected to a standard wrinkle test, using an IGT crumpling tester 1, 4 or. Was used 8 times. The multilayer laminates survived these tests essentially unchanged, no delamination was observed, not even in the area of the windows. Furthermore the windows remained transparent.
  • Example 9 was repeated, this time paper C containing a watermark, while paper D had no watermark.
  • the multilayer laminate produced in this way showed the watermark in paper C with astonishing clarity and recognition.
  • the watermark in the multilayer laminate produced in this way appeared sharper than in paper C in the unlaminated state. This is especially true when viewed under reflection.
  • Example 9 was repeated.
  • the multilayer laminates in this experiment were subjected to a hot washing machine test, which test was carried out at a temperature of 95 ° C. for 1 hour in 4 liters of water, and 50 ml of a standard washing agent (Omo) was added to this water.
  • the multilayer laminate survived this test essentially unchanged, no delamination was observed, not even in the area of the window.
  • the window survived the test without becoming cloudy.
  • Aqueous dye solutions at a concentration of 0.25 mg / g of Kongorot (Aldrich Chemicals Co., Milwaukee) and Chicago Sky Blue (Sigma Chemical Co., St. Louis) were prepared by dissolving 12.5 mg of the dye in 50 ml of distilled water. 10g of poly (vinyl alcohol) (PVA, 98-99% hydrolyzed, weight average molecular weight of 10 5 g / mol, Aldrich Chemicals Co., Milwaukee) was stirred in 490 ml of boiling distilled water for 2 hours, with a 2% w / w PVA Solution was obtained. The solution was then cooled to room temperature.
  • PVA poly (vinyl alcohol)
  • Three PVA / dye blend films were made by one The amount of the corresponding dye solution was mixed with 10 g of the 2% w / w PVA solution, and the water was evaporated in a solution-casting process in petri dishes with a diameter of 9 cm at room temperature.
  • the films thus produced had the following compositions: (A) 0.2% w / w Congo Red (based on solids content), produced by the
  • Solids content produced by a mixture of 1.6 g Congo red dye solution and 3.2 g Chicago Sky Blue dye solution with 10 g PVA solution.
  • the dried PVA / dye blend films were cut into strips 2 cm wide and then uniaxially stretched on a hot shoe (Wagner & Münz, model WME) with a draw ratio (ratio of length after stretching to length before stretching) of 6 a temperature of 200 ° C.
  • the polarizing filters obtained showed dichroic ratios of more than 50 (determined at the absorption maxima in the spectrum) and had a thickness of typically 15 ⁇ m.
  • Multi-layer laminates of a size of 80 mm x 150 mm consisting of paper C and D, Grivory ® G21 film has a thickness of 30 microns were prepared using the dichroic filter as described above (see FIG. 16, wherein (A), (B), and (C) refer to blend films of the above compositions).
  • the following layer structure was built up:
  • a first layer of polymer film 3. a strip from the dichroic filter (C), which covers both holes # 1 and # 2; a strip from the dichroic filter (A), which covers the hole # 3 in such a way that its direction of pull is aligned parallel to the clearing of the strip (A); 4. a strip from the dichroic filter (B) on the layer from the dichroic filter (A), whereby the hole # 3 was also covered and the strip (B) was aligned such that the direction of pull of the strip (B) was perpendicular was aligned with the direction of pull of the strip (C);
  • the stack was laminated at a temperature of 120 ° C for 1 min and at a pressure of 0.5 MPa.
  • a multilayer laminate with three windows # 1, # 2 and # 3 was obtained, all of which had a lavender gray color.
  • window # 3 shows a blue color.
  • window # 3 turns red.
  • a self-verifying object can thus be produced in a simple manner.
  • An object according to FIG. 17 can be produced in a similar manner.
  • two polarizing strips C are built into the laminate, the layer structure being obtained analogously to the example above.
  • Example 13 Example 6 was repeated using paper E on both sides of the different polymer films instead of papers C and D. In this case too, excellent multilayer laminates were obtained, which proves that such multilayer laminates can be obtained using different papers.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrschichtlaminat wie beispielsweise einen Druckträger, insbesondere als Sicherheitspapier wie beispielsweise als Banknote. Das Mehrschichtlaminat respektive der Druckträger umfasst wenigstens eine Kunststoffschicht (22) mit einer Ober- (20) und einer Unterseite (21), eine mit der Kunststoffschicht (22) verbundene obere Papierlage (11) auf der Oberseite (20) der Kunststoffschicht (22) und optional eine mit der Kunststoffschicht (22) verbundene untere Papierlage (12) auf der Unterseite (21) der Kunststoffschicht (22). Eine besonders innige Verbindung zwischen den einzelnen Schichten bei gleichzeitig guter Bedruckbarkeit und bei ähnlichen haptischen Eigenschaften wie jene von reinen Papierträgern kann erreicht werden, in dem als Kunststoffschicht (22) ein thermoplastisches polymeres Material verwendet wird, und indem die Verbindung zwischen den Papierlagen (11, 12) und der Kunststoffschicht (22) im wesentlichen ohne zusätzlichen Haftvermittler jeweils durch Penetrationszonen (13, 14), in welchen Teile der Kunststoffschicht (22) mit der Masse des Faserverbunds der Papierlagen (11, 12) verschmolzen sind, gewährleistet ist, wobei sich die Penetrationszonen (13, 14) im wesentlichen nicht bis zu den der Kunststoffschicht (22) abgewandten Oberflächen der Papierlagen erstreckt.

Description

BESCHREIBUNG
TITEL Mehrschichtlaminat
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrschichtlaminat, welches beispielsweise als Druckträger, insbesondere als Sicherheitspapier, aber auch als Verpackungsmaterial, Abdeckungsmaterial, Kartensubstrat, etc. Verwendung finden kann. Das Mehrschichtlaminat umfasst wenigstens eine Kunststoffschicht mit einer Ober- und einer Unterseite, eine mit der Kunststoffschicht verbundene obere Papierlage auf der Oberseite der Kunststoffschicht sowie ggf. eine mit der Kunststoffschicht verbundene untere Papierlage auf der Unterseite der Kunststoffschicht.
STAND DER TECHNIK
Kombinationen von Papier und Kunststoff in einem Laminat finden vielfältige Verwendung. Üblicherweise wird durch ein derartiges Laminat die Widerstandsfähigkeit von Papier erhöht (Reissfestigkeit, Verschmutzungsresistenz, etc.). Typische Verwendungen von derartigen Laminaten sind beispielsweise Verpackungsmaterialien, bedruckt oder unbedruckt, Abdeckungsmaterialien wie Tischdecken, Einlagen für Schubladen etc., Geschenkpapier, etc.. Derartige Laminate finden aber auch Anwendung als Druckträger beispielsweise als Deckblätter für Journale, als Glückwunschkarten, als Substrat für Landkarten, und, bisher jedoch in geringem Masse, als Sicherheitspapier insbesondere als Banknote. Typischerweise werden dabei die Kunststoffschicht und die Papierlage über einen Haftvermittler verbunden.
Die langjährige Diskussion über die Vor- und Nachteile von Papier und Polymermaterialien als Substrate für Banknoten ist nunmehr in eine reife Phase gelangt. Obwohl die Polymersubstrate auch heute nicht mehr als einige Prozent Marktanteil am Banknotenmarkt haben und ihre erfolgte Einführung teilweise als Fehlentscheidung erachtet wurde, sind doch bestimmte Eigenschaften der Banknoten aus Polymermaterial als Fortschritt erachtet worden und könnten das Eigenschaftsportfolio der erfolgreichen Papiernoten sinnvoll ergänzen, sofern eine Synthese aus beiden Produkten technisch denkbar wäre.
Weitere Zielgrössen sind darüber hinaus neben der Fälschungssicherheit des neuen Substrates die Bedruckbarkeit mit konventionellen Banknotendruckverfahren sowie die Kompatibilität mit den üblichen Sortiermaschinen und Bankautomaten, aber eben auch weitere Sicherheitsmerkmale, die ohne oder nur mit einfachen Hilfsmitteln erkennbar sind.
Parallel zu dieser Entwicklung fand in den letzten Jahren eine Diskussion über das Für und Wider des Papiersubstrates gegenüber dem Polymersubstrat statt. Die Kunststoffnoten, die insbesondere im australischen Markt ihren Kernmarkt haben, weisen dagegen den Vorteil des günstigeren Anti-Ageing Verhalten im Sinne der mechanischen Stabilität und der Anschmutzbarkeit auf. Daneben ist bei den Polymemoten häufig ein Klarsichtfenster integriert, das in dieser Form in Papiernoten bisher nicht demonstriert worden ist. Das Klarsichtfenster ist in der Diskussion als Erststufenmerkmal von hohem Wert eingestuft worden, im Urteil einiger Experten allerdings das einzige polymertypische Sicherheitsmerkmal von Wert.
Obwohl die Polymernoten bis heute nur einige Prozent des Banknotenmarktes erobert haben, übten diese doch auf die Marktteilnehmer einen erheblichen Druck aus und veranlassten andere Hersteller ebenfalls synthetische bzw. halbsynthetische Substrate zu lancieren, ohne jedoch in spürbarem Umfang einen Markterfolg zu generieren. Bei den Zentralbanken herrscht heute überwiegend die Meinung, dass die Zukunft dennoch dem Papier gehört, dieses aber in einer weiteren Evolutionsstufe zusätzlich bestimmte wünschenswerte Eigenschaften des Polymers erhalten sollte. In diesem Kontext sei bemerkt, dass mancher Banknotenherausgeber seine Entscheidung zur Einführung von Polymernoten wieder zu Gunsten des Papiers revidiert hat. Zusammen mit dem Bedürfnis nach neuen Erststufenmerkmalen lässt sich deutlich der Wunsch nach einer Papiernote mit möglichem integriertem Klarsichtfenster und vielleicht weiteren Erststufenmerkmalen ausmachen. Je nach Anwendung (Gebrauchshäufigkeit, Klima, etc.) lassen sich noch Wünsche nach hoher Reissfestigkeit oder geringerer Anschmutzbarkeit ("Anti-Soiling Verhalten") feststellen.
Die herkömmlichen Banknotenpapiere basieren traditionell auf Baumwolle als Hauptfaserrohstoff. Daneben werden auch Flachs, synthetische Fasern und Leinen zur Verstärkung der mechanischen Festigkeiten beigemischt. Es handelt sich dabei nicht nur um nachwachsende Rohstoffe, im Fall der Baumwollkämmlinge wird zudem ein Nebenprodukt der Spinnereiindustrie einer sinnvollen Verwendung zugeführt, was die Nachhaltigkeit der Banknotenpapierherstellung aus ökologischer Sicht nur verstärkt. Mit Hilfe von Zusatzstoffen werden die hohen Werte für Nassfestigkeit erreicht.
Seit den 70er Jahren sind Multitonwasserzeichen im Banknotenbereich üblich, die im Laufe der Jahre ständig verfeinert wurden. Seit der Einführung der Rundsiebtechnologie gehören Sicherheitsfaden im Papier zum Stand der Technik. Auch hier wurden laufend neue Varianten wie Fensterfäden, breite Fäden oder personalisierte Fäden eingeführt. Sicherheitsmerkmale, die durch einfache Zugabe in den Faserstoff in den Herstellprozess eingeführt werden können wie z. B. Pigmente oder Tracerfasem, sind leicht in das Papier zu integrieren, andererseits durch einen Fälschungsprozess, der auf Dnαckverfahren beruht, meist nur schwer zu imitieren. Dies begründet den Wert des Papiers für Sicherheitsanwendungen und machen es seit langem zu einem bevorzugten Substrat für Banknoten.
Durch die offene Porenstruktur der Papiersubstrate sind diese anfällig gegen Verschmutzungen und haben damit in Bezug auf ihre Umlaufzeit als Banknoten eine begrenzte Lebensdauer. Seit Ende der 90er Jahre begegnet man diesem Problem mit Banknotensubstraten, die mit Hilfe eines dünnen Striches eine versiegelte Oberfläche aufweisen. Nachteilig wirkt sich dabei oft eine ungenügende Abstimmung von Druckfarbe und Oberflächenstrich aus, die auch wiederum einer höheren Lebenserwartung der Banknoten entgegenwirkt. Erste Versuche zur Einführung einer Banknote auf Polymerbasis wurden für Haiti unternommen. Ein weiterer Versuch ist für die Isle of Man bekannt. Das Material litt aber aufgrund seiner extrem hydrophoben Eigenschaften unter einer starken Verschmutzungsanfälligkeit in Bezug auf oleophile Substanzen.
In gewisser Weise als erfolgreich können die Bemühungen in Australien gelten, wo noch heute derartige Banknoten Verwendung finden, der Erfolg wäre allerdings nicht ohne die spezifisch für dieses Substrat entwickelten Druckfarben denkbar. Die zur Anpassung der Farben an diese spezifischen Bedingungen erforderlichen Zusätze verhindern aber die zur Verfugungstellung von bestimmten Farbtönen.
Ursache für den relativ bescheidenen Markterfolg der Polymersubstrate dürfte die insgesamt geringe Zahl an Sicherheitsmerkmalen sein, die überhaupt mit diesem Material demonstriert worden ist. Als nennenswertes Merkmal wäre hier wie schon erwähnt lediglich das Klarsichtfenster aufzuzeigen. Der Fensterteil des Substrates lässt neue Sicherheitsmerkmale zu, die transparente Bereiche bedingen. Andererseits führt der Mehraufwand für den Druck und die hohen Substratkosten zu einem Gesamtaufwand, der auch bei stark beanspruchten Noten kaum durch die höhere Lebensdauer gerechtfertigt werden kann.
Im Folgenden werden in einer sehr kompakten Form einige Vorteile von Papier- und Polymersubstraten (insbesondere biaxial gerecktes Polypropylen PP) für die Verwendung als Banknotensubstrate aufgelistet:
Vorteile Papier:
• Griff und Klang von der Öffentlichkeit in hohem Masse akzeptiert
• Möglichkeit der Einbringung von Wasserzeichen
• Einfache Integrierbarkeit von faserigem Material (Melierfasern) in versteckter oder offensichtlicher Form
• Funktionelle Additive oder (hydrophile) Polymere können in einfacher Weise inkorporiert werden
• Beständig gegen übliche Lösungsmittel • Sehr gute Bedruckbarkeit und Druckfarbenhaftung
• Gute thermische Beständigkeit
• Niedriger, akzeptierter Preis
Vorteile von Kunststoff (PP)-Substrat:
• Relativ geringe Anschmutzbarkeit aufgrund der geringeren Hydrophilie
• Einfache Integrierbarkeit von transparenten oder zumindest freiliegenden Kunststoffbereichen
• Exzellente Reissfestigkeit bei Gebrauchstemperatur
Damit zeigt das Polymer insbesondere einen Vorteil in Bezug auf die Möglichkeit einer Integrierbarkeit eines "Fensters", die mechanischen Festigkeiten bei Raumtemperatur sowie die Anschmutzbarkeit. Es gilt also, das Papiersubstrat zu optimieren und gewissermassen die positiven Eigenschaften von Polymeren in das Papiersubstrat einfliessen zu lassen.
Ein Versuch der Kombination der positiven Eigenschaften von papier-basierten Druckträgem mit den positiven Eigenschaften von Kunststofffolien ist in der US 5,449,200 beschrieben. Dabei wird vorgeschlagen, zwischen zwei Papierschichten eine Kunststoffschicht vorzusehen, wobei diese Kunststoffschicht bedruckt ist, sodass der entsprechende Aufdrack nur in Transmission sichtbar ist, nicht aber in Reflexion. Die Verbindung zwischen Kunststoffschicht und den Papierschichten wird hergestellt, • indem die Schichten laminiert werden, wobei ein Adhäsiv zur Anwendung kommt. Problematisch an diesem Ansatz ist die inakzeptabel grosse Gefahr einer Delaminierung von derartigen Substraten, wenn sie in den Umlauf gebracht werden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein neues Mehrschichtlaminat, z.B. als neuen Druckträger insbesondere aber nicht ausschliesslich für Sicherheitsanwendungen, aber auch für andere Anwendungen wie beispielsweise als Verpackungsmaterial, Etikettenmaterial, Abdeckungsmaterial, als Umschlagmaterial etc., zur Verfügung zu stellen. Das Mehrschichtlaminat respektive bevorzugt der
5 Druckträger soll dabei möglichst mindestens einige der positiven Eigenschaften von einem Papierträger mit den positiven Eigenschaften von Kunststoffträgern vereinen, ohne neue Nachteile zu zeigen. Dabei geht es um Mehrschichtlaminat respektive um einen Druckträger umfassend wenigstens eine Kunststoffschicht, welche ggf. mehrlagig ausgebildet sein kann, mit einer Ober- und einer Unterseite, sowie wenigstens eine mit
10 der Kunststoffschicht verbundene obere Papierlage auf der Oberseite der wenigstens einen Kunststoffschicht. Optional kann ausserdem eine mit der Kunststoffschicht verbundene untere Papierlage auf der Unterseite der Kunststoffschicht angeordnet sein, d.h. es kann die Kunststoffschicht beidseitig von Papier umgeben sein.
Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht, dass es sich bei der Kunststoffschicht
15 um ein (oder mehrere) thermoplastisches polymeres Material handelt, und dass die
Verbindung zwischen der Papierlage und der Kunststoffschicht im wesentlichen ohne zusätzlichen Haftvermittler jeweils durch Penetrationszonen, in welchen Teile der
Kunststoffschicht mit der Masse des Faserverbunds der Papierlage verschmolzen sind, gewährleistet ist, wobei sich die Penetrationszonen im wesentlichen nicht gänzlich bis
^0 zu den der Kunststoffschicht abgewandten Oberflächen der Papierlage erstreckt. Bei beidseitig auf der Kunststoffschicht angeordneten Papierlagen (obere und untere
Papierlage) ist vorzugsweise eine derartige Verschmelzung mit Penetrationszonen mit beiden Papierlagen gegeben. Die Penetrationszonen können aber auch bis zur jeweiligen
Oberfläche der Papierlagen hindurchdringen, und damit jeweils die Papierlagen
25 vollständig gewisser assen tränken.
Der Kern der Erfindung besteht somit in der erstaunlichen Erkenntnis, dass sich Papierschichten und thermoplastische Kunststoffschichten trotz deren sehr unterschiedlichen chemischen Verhaltens (technischer Thermoplast vs. Zellulose) teilweise miteinander verschmelzen lassen, wobei eine äusserst stabile und innige 3Cf Verbindung zwischen Papierschicht und Kunststoffschicht entsteht. Verschmelzen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Thermoplast die Zellulose umfliesst und diese als Matrix einbettet. Während nämlich Laminate nach dem Stand der Technik unter Verwendung von reaktiven Adhäsiven oder von lösungsmittelbasierten Adhäsiven als Haftvermittler zwischen Papier und Kunststoffschicht das Problem aufweisen, bei stark belastenden Verwendungen wie beispielsweise als Verpackungsmaterial, Etikettenmaterial, Abdeckungsmaterial oder Umschlagmaterial und insbesondere bei der äusserst beanspruchenden Verwendung als Banknoten zu delaminieren, kann dies durch ein erfindungsgemässes (Mehrschicht-)Laminat verhindert werden. Das erfmdungsgemässe Laminat stellt die Verbindung dadurch zur Verfügung, dass oberste Schichten der Kunststoffschicht mit untersten Schichten der Papierlagen direkt verschmolzen werden, d. h. dass die Fasern der Papierlagen in eine Kunststoffmatrix wenigstens teilweise eingebettet sind. Die dabei entstehenden Penetrationszonen in den jeweiligen Grenzbereichen zwischen Kunststoffschicht und Papierlage werden dabei so eingestellt, dass der Kunststoff die Papierlagen zwar teilweise durchdringt, ohne aber vollständig bis zur der Kunststoffschicht abgewandten Oberfläche der Papierlage(n) hindurch zu treten. Dies gewährleistet, dass auf der einen Seite die haptischen Eigenschaften des Papiers am resultierenden Druckträger erhalten bleiben, und dass auf der anderen Seite die Dπickeigβnschaften des Mehrschichtlaminats respektive Druckträgers ebenfalls im wesentlichen gleich bleiben. Durchdringt nämlich Kunststoff den Papierträger vollständig bis zur Oberfläche oder nahe bis zur Oberfläche, so ändert sich nicht nur der Griff, sondern auch die Porosität (führt gewissermassen zu einem Versiegeln), was die Haftung von Druckfarben oder Tinten massiv erschweren kann und deren Abrieb erleichtern kann.
Auf der anderen Seite führt die Durchdringung der Papierschichten mit dem Theniiopl asten auch zu einer Reduktion der Versclimutzungsanfälligkeit (anti-soiling), welche durchaus gewünscht sein kann. Die anti-soiling-Eigenschaften zusammen mit den haptischen und den Druckeigenschaften können somit über den Grad der Durchdringung der Papiermatrix mit dem Thermoplasten gesteuert werden.
Die Kunststoffschicht kann, wie bereits erwähnt als einzelne Schicht aus einem einzigen Material aufgebaut sein, sie kann aber auch als Mehrschichtlaminat (Multilayer- Struktur) aufgebaut werden, wobei einzelne Schichten aus unterschiedlichen thermoplastischen Materialien (unterschiedliche Polymere oder gleiche Polymere mit unterschiedlichen Eigenschaften) bestehen können. Insbesondere können beispielsweise als Schichten, welche direkt mit dem Papier in Kontakt kommen, Thermoplasten verwendet werden, welche ein anderes oder besseres Fliessverhalten (niedrigeres Molekulargewicht, niedrigere Glasübergangstemperatur oder niedrigere Fliesstemperatur) zeigen als die zentralen Schichten.
Gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei mindestens einer der Papierlagen um Papier, welches in einer Rundsiebmaschine hergestellt wurde. Alternativ kann auch eine Langsiebmaschine oder eine Steilsiebmaschine verwendet werden. Vorzugsweise handelt es sich dabei z.B. um ein typisches Banknoten-Papier, d. h. um ein Papier, welches unter Verwendung von Baumwolle (typischerweise Hauptfaserrohstoff), und/oder Flachs, und/oder Leinen als Faseirohsto ff hergestellt wurde. Die gewünschten Eigenschaften in Bezug auf Verschmelzung zwischen Kunststoffschicht und Papierlagen lassen sich vorzugsweise erreichen, indem als Material für die Kunststoffschicht ein polymeres Material mit einer Glasübergangstemperatur oder Schmelztemperatur im Bereich von 50 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 75 bis 225 °C, oder im Bereich von 100 bis 200 °C, insbesondere bevorzugt von 120 bis 180 °C verwendet wird. Grundsätzlich sollte es sich um einen Thennoplasten handeln, welcher bei einer Temperatur zu schmelzen oder aufzuweichen beginnt, bei welcher das Papier keinen Schaden nimmt. Beispielsweise kann es sich beim polymeren Material um ein transparentes, beispielsweise teilamorphes oder vollamorphes Polyamid, ein Polypropylen oder ein Polyethylen handeln, insbesondere bevorzugt um ein Polyamid auf der Basis aliphatischer und cycloaliphatischer Bausteine. Transparentes Polymeres Material ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Möglichkeit von klaren transparenten Fenstern oder wenigstens einseitig freiliegenden transparenten Bereichen vorgesehen ist. Es ist aber auch möglich, als polymeres Material ein eingefärbtes respektive nicht transparentes Material zu verwenden, auch teiltransparente Materialien sind denkbar. Derartige Polymere sind beispielsweise von der Finna EMS-CHEMIE (CH) unter dem Handelsnamen GRILAMID®, GRILON® oder GRIVORY® erhältlich. Diese Materialien können bei Bedarf entsprechend eingefärbt werden und/oder weitere funktioneile Komponenten enthalten. Als Farbstoffe kommen Farbstoffe im sichtbaren Bereich, aber auch fluoreszierende oder phosphoreszierende Farbstoffe in Frage. Ausserdem kann das thermoplastische Material magnetische Komponenten, elektrisch leitende Komponenten, thennochrome oder photochrome Komponenten, UV-Absorber etc. oder mehrere dieser Komponenten gleichzeitig enthalten.
Grundsätzlich kommen als Material für die Kunststoffschicht folgende Polymere in Frage:
Polymere von Monoolefinen and Diolefinen, z. B. Polypropylen, Polyisobutylen, Polybut-1-en, Poly-4-methylpent-l-en, Polyvinylcyclohexan, Polyisopren oder Polybutadien, sowie Polymere von Cycloolefinen, z. B. von Cyclopenten or Norbornen, Polyethylen (welches optional vernetzt sein kann), z. B. High Density Polyethylen (HDPE), Medium Density Polyethylen (MDPE), Low Density Polyethylen (LDPE), Linear Low Density Polyethylen (LLDPE), (VLDPE) und (ULDPE).
Copolymere von Monoolefinen und Diolefinen miteinander oder mit anderen Vinylmonomeren, z. B. Ethylen/Propylen Copolymere, Linear Low Density Polyethylen (LLDPE) und Mischungen davon mit Low Density Polyethylen (LDPE), Propylen/But-l-en Copolymere, Propylen/Isobutylen Copolymere, Ethylen/But-1-en Copolymere, Ethylen Hexen Copolymere, Ethylen Methylpenten Copolymere, Ethylen Hepten Copolymere, Ethylen Octen Copolymere, Ethylen Vinylcyclohexan Copolymere, Ethylen/Cycloolefin Copolymere (z. B. Ethylen/Norbornen wie COC), Ethylen/l-olefin Copolyme, wobei das 1-Olefin in-situ erzeugt wird; Propylen Butadien Copolymere, Isobutylen/Isoprene Copolymere, Ethylen/Vinylcyclohexen Copolymere, Ethylen/Alkylacrylat Copolymere, Ethylen/Alkylmethacrylat Copolymere, Ethylen/Vinylacetat Copolymere oder Ethylen/Acrylsäure Copolymere und deren Salze (Ionomere) sowie Terpolymere von Ethylen mit Propylen and einem Dien wie beispielsweise Hexadien, Dicyclopentadien oder Ethyliden-Norbornen. Die genannten Homopolymere and Copolymere können eine beliebige räumliche Struktur (Stereostruktur) aufweisen, wie beispielsweise syndiotaktisch, isotaktisch, hemi- isotaktisch oder ataktisch. Stereoblock-Polymere sind auch möglich.
Polystyrol, Poly(p-methylstyrol), Poly(a-methylstyrol). Aromatische Homopolymere und Copolymere abgeleitet von vinylaromatischen Monomeren einschliesslich Styrol, α-Methylstyrol, alle Isomere von Vinyltoluol, insbesondere p-Vinyltoluol, alle Isomere von Ethylstyrol, Propylstyrol, Vinylbiphenyl, Vinylnaphthalin, und Vinylanthracen, und Mischungen davon. Homopolymere and Copolymere können eine beliebige räumliche Struktur aufweisen, einschliesslich syndiotaktisch, isotaktisch, hemi-isotaktisch oder ataktisch. Stereoblock-Polymere sind auch eingeschlossen. Copolymere einschliesslich die obengenannten vinylaromatischen Monomere und Comonomere ausgewählt aus Ethylen, Propylen, Dienen, Nitrilen, Säuren, Maleinanhydriden, Maleimiden, Vinylacetaten and Vinylchloriden oder Acryl- Derivaten und Mischungen davon, beispielsweise Styrol/Butadien, Styrol/Acrylonitril, Styrol/Ethylen (Interpolymere), Styrol/Alkylmethacrylat, Styrol/Butadien/Alkylacrylat, Styrol/Butadien/Alkylmethacrylat, Styrol/Maleinsäureanhydrid,
Styrol/Acrylonitril/Methylacrylat; Mischungen mit hoher Schlagzähigkeit aus Styrol Copolymeren und anderen Polymeren, z. B. Polyacrylaten, Dienpolymeren oder Ethylen Propylen/Dienterpolymeren; sowie Blockcopolymere aus Styrol wie beispielsweise Styrol/Butadien Styrol, Styrol/Isopren Styrol, Styrol/Ethylen/Butylen/Styrol oder Styrol/Ethylen Propylen/Styrol. Wasserstoffgesättigte aromatische Polymere abgeleitet durch Wasserstoff-Sättigung der genannten Polymere insbesondere einschliesslich Polycyclohexylethylen (PCHE) hergestellt durch die Hydrogenierung von ataktischem Polystyrol (wird häufig als Polyvinylcyclohexan (PVCH) bezeichnet). Pfropf-Copolymere von vinylaromatischen Monomeren wie z. B. Styrol oder α- Methylstyrol, beispielsweise Styrol auf Polybutadien, Styrol auf Polybutadien-Styrol oder Polybutadien-acrylonitril Copolymeren; Styrol und Acrylonitril (oder Methacrylonitril) auf Polybutadien; Styrol, Acrylonitril und Methylrnethacrylat auf Polybutadien; Styrol und Maleinsäureanhydrid auf Polybutadien; Styrol, Acrylonitril und Maleinsäureanhydrid oder Maleimid auf Polybutadien; Styrol und Maleimid auf Polybutadien; Styrol und Alkylacrylate oder Methacrylate auf Polybutadienen; Styrol und Acrylonitril auf Ethylen/Propylen/Dienterpolymeren; Styrol und Acrylonitril auf Polyalkylacrylaten oder Polyalkylmethacrylaten, Styrol und Acrylonitril auf Acrylat/Butadien Copolymeren. Halogen-enthaltende Polymere wie beispielsweise Polychloropren, chlorierte Kautschuke, chlorierte und bromierte Copolymere von Isobutylen-Isopren (Halobutyl Kautschuk), chloriertes oder sulfochloriertes Polyethylen, Copolymere von Ethylen und chloriertes Ethylen, epichlorohydrin Homo- and Copolymere, insbesondere Polymere von Halogen-enthaltenden Vinyl-Komponenten, z. B. Polyvinylchloride, Polyvinylidenchloride, Polyvinylfluoride, Polyvinylidenfluoride, sowie Copolymere daraus wie beispielsweise Vinylchlorid/Vinylidenchlorid, Vinylchloride/Vinylacetat oder Vinylidenchloride/Vinylacetat Copolymere.
Polymere abgeleitet von α,ß-ungesättigten Säuren und Derivate davon wie beispielsweise Polyacrylate und Polymethacrylate; Polymethylmethacrylate, Polyacrylamide und Polyacrylonitrile, schlägzäh-modifiziert mit Butylacrylat. Copolymere der genannten Monomere untereinander oder mit anderen ungesättigten Monomeren, wie beispielsweise Acrylonitril/Butadien Copolymere,
Acrylonitril/Alkylacrylat Copolymere, Acrylonitril/Alkoxyalkylacrylate oder Acrylonitril/Vinylhalid Copolymere oder Acrylonitril/ Alkylmethacrylat/Butadien Terpolymere.
Polymere abgeleitet von ungesättigten Alkoholen und Aminen oder von Acylderivaten oder Acetalen davon, beispielsweise Polyvinyl-Alkohol, Polyvinylacetat, Polyvinylstearat, Polyvinylbenzoat, Polyvinylmaleat, Polyvinylbutyral,
Polyallylphthalat oder Polyallylmelamin; sowie deren Copolymere mit Olefmen. Homopolymere und Copolymere von cyclischen Ethern wie beispielsweise Polyalkylenglycole, Polyethylenoxid, Polypropylenoxid oder Copolymere davon mit Bisglycidylethern.
Polyacetale wie beispielsweise Polyoxy ethylen und jene Polyoxymethylene welche Ethylenoxid als Comonomer enthalten; Polyacetale modifiziert mit thermoplastischen Polyurethanen, Acrylaten oder MBS.
Polyphenylenoxide and -Sulfide.
Polyurethane abgeleitet von hydroxyl-terminierten Polyethern, Polyestern oder Polybutadienen auf der einen Seite und aliphatischen oder aromatischen Polyisocyanaten auf der anderen Seite, sowie Vorstufen davon.
Polyamide and Copolyamide abgeleitet von Diaminen and Dicarbonsäuren und/oder von Aminocarbonsäuren oder den korrespondierenden Lactamen, beispielsweise Polyamid 4, Polyamid 6, Polyamid 6/6, 6/10, 6/9, 6/12, 4/6, 12/12, Polyamid 1 1, Polyamid 12, aromatische Polyamide ausgehend von m-Xyloldiamin und Adipinsäure; Polyamide hergestellt ausgehend von Hexamethylendiamin und Isophthal- und Terephthalsäure und mit oder ohne Elastomer als Modifikator, beispielsweise Poly- 2,4,4,-trimethylhexamethylenterephthalamid oder Poly-m-phenylenisophthalamid; und auch Blockcopolymere von den genannten Polyamiden mit Polyolefinen, Olefincopolymeren, Ionomeren oder chemisch gebundenen oder gepfropten Elastomeren; oder mit Polyethern, z. B. mit Polyethylenglycol, Polypropylenglycol oder Polytetramethylenglycol; sowie auch Polyamiden oder Copolyamiden modifiziert mit EPDM oder ABS; und Polyamide kondensiert während der Herstellung (RIM Polyamid-systeme).
Polyha nstoffe, Polyimide, Polyamid-imide, Polyetherimide, Polyesterimide, Polyhydantoine and Polybenzimidazole.
Polyester abgeleitet von Dicarbonsäuren und Diolen und/oder von Hydroxycarbonsäuren oder den korrespondierenden Lactonen, beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Poly-1,4- dimethylolcyclohexanterephthalat, Polyalkylennaphthalat (PAN) und Polyhydroxybenzoat, sowie auch Blockcopolyetherester abgeleitet von hydroxyl- tenninierten Polyethem.
Polycarbonate and Polyestercarbonate, Polyketone, Polysulfone, Polyethersulfone und Polyetherketone.
Vernetzte Polymere abgeleitet von Aldehyden einerseits und Phenolen, Harnstoffen und Melaminen andererseits, wie beispielsweise Phenol/Formaldehyd Harze, Harnstoff/Formaldehyd Harze and Melamin/Fonnaldehyd Harze.
Ungesättigte Polyesterharze abgeleitet von Copolyestern von gesättigten und ungesättigten Dicarbonsäuren polyhydrischen Alkoholen and Vinyl-Komponenten als Vemetzungsmittel, und ebenso halogen-enthaltende Modifikationen davon mit niedriger Entflammbarkeit.
Vemetzbare Acryl-Harze abgeleitet von substituierten Acrylaten, z. B. Epoxyacrylate, Urethanacrylate oder Polyesteracrylate.
Alkyd-Harze, Polyester-Harze and Acrylat-Harze vernetzt mit Mela in-Harzen, Harnstoff-Harzen, Isocyanaten, Isocyanuraten, Polyisocyanaten oder Epoxy Harzen.
Vernetzte Epoxy-Harze abgeleitet von aliphatischen, cycloaliphatischen, heterocyclischen oder aromatischen Glycidyl-Komponenten, z. B. Produkte von Diglycidylethern von Bisphenol A und Bisphenol F, welche mit üblichen Hartem vernetzt werden wie beispielsweise mit Anhydriden oder Aminen, mit oder ohne Beschleuniger.
Cellulose-acetate, Cellulosepropionate and Cellulosebutyrate, oder Celluloseether wie
Methyleellulose.
Mischungen von zwei oder mehreren dieser genannten Polymere oder Coolymere sind ebenfalls möglich. Wesentlich ist wie gesagt die Fliessfähigkeit des verwendeten Thermoplasten. Entsprechend können alternativ auch Thermoplasten verwendet werden, deren Glasübergangstemperatur oder Schmelztemperatur unterhalb der oben angegebenen Glasübergangstemperaturen liegt, welche aber im Rahmen der Gebrauchstemperatur eines Produkts (z.B. Banknote) im festen Zustand sind und deren Fliesstemperatur im Bereich von 50 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 75 bis 225 °C, oder im Bereich von 100 bis 200 °C, insbesondere bevorzugt von 120 bis 180 °C liegt. So beispielsweise im Fall von Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyvinylidenchlorid (PVDC) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF).
Eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Papierlagen ein Flächengewicht im Bereich von 50 bis 500 g/m2, oder sogar 5 bis 500 g/m2, bevorzugt im Bereich von 20 bis 80 g/m2, oder 10 bis 80 μm, insbesondere bevorzugt im Bereich von 20 bis 50 g/m2 aufweisen. Vorzugsweise weist die Kunststoffschicht eine Dicke im Bereich von 5 bis 500 μm, bevorzugt im Bereich von 10 bis 80 μm, insbesondere bevorzugt im Bereich von 20 bis 50 μm auf. Der Druckträger sollte insgesamt ein Flächengewicht im Bereich von 15 bis 1500 g/m2, oder 50 bis 500 g/m2, bevorzugt im Bereich von 80 oder 60 bis 180 oder bis 200 g/m2, insbesondere bevorzugt von im Bereich von 90 bis 120 g/m2 zeigen oder von 80 bis 150 g/m2. Ganz besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Mehrschichtlaminat respektive Druckträger ist es, dass er mit der Vielzahl von aus dem Bereich der reinen Papierträger bekannten Sicherheitsmerkmalen kombiniert werden kann. Dazu können derartige Sicherheitsmerkmale einfach in wenigstens eine der Papierlagen entweder vor dem Laminationsprozess eingebaut werden, während oder danach. Als Sicherheitsmerkmale kommen die verschiedensten Arten und Typen in Frage, ganz allgemein also z. B. Sicherheitsmerkmale mit entsprechenden Infonnationsmitteln optischer, elektronischer, elektrischer oder magnetischer Natur, so zum Beispiel Wasserzeichen, insbesondere Graustufen-Wasserzeichen, Sicherheitsfäden, sogenannte optically variable devices (OVDs), Melierfasem, Sicherheitspigmente, irisierende Farbapplikationen, Mirkoperforationen, Mikrodmcke, Offset, Tiefdruck, Magnetstreifen, Chips etc.. Ebenso kann die Kunststoffschicht mit Sicherheitsmerkmalen versehen werden. Dabei kann es sich in der einfachsten Ausführung um einen Aufdruck handeln, welcher in Reflexion infolge der darüber liegenden Papierschichten nicht sichtbar ist (und entsprechend zum Beispiel mit einem Kopiergerät auch nicht reproduziert werden kann), welcher aber in Transmission erkannt werden kann. Es kommen aber bei der Kunststoffschicht auch andere Sicherheitsmerkmale, insbesondere im Bereich von den unten erwähnten Fenstern, in Frage, so zum Beispiel fluoreszierende Bereiche, polarisierende Bereiche, polarisiert fluoreszierende Bereiche, polarisiert absorbierende Bereiche, photochrome Bereiche, Hologramme, Prägen (Embossing), etc.. Das erfϊndungsgemässe Mehrschichtlaminat respektive der erfmdungsgemässe Druckträger weist den aussergewöhnlichen Vorteil auf, dass er, trotz Erscheinung und Griff wie Papier, die Möglichkeit bietet, zusätzliche Infonnationen als Sicherheitsmerkmale sowie insbesondere Sicherheitsmerkmale in Fonn von oder eingebaut in Fenstern einzubauen.
Als Fenster ist in diesem Zusammenhang nicht ausschliesslich ein transparenter Bereich zu verstehen, welcher rundum (von Papier) begrenzt ist, ein Fenster im Sinne der vorliegenden Erfindung kann rundum begrenzt sein, kann aber auch beim endgültigen bestimmungsgemässen Mehrschichtlaminat respektive Druckträger derart am Rand angeordnet sein, dass der Fensterbereich direkt an den Rand grenzt. Als Fenster ist grundsätzlich auch nicht ausschliesslich eine Aussparung zu verstehen, welche einen transparenten Bereich beinhaltet, sondern auch Aussparungen, welche eingefärbte sowie beispielsweise nicht-transparente oder teil-transparente, fluoreszierende, phosphoreszierende, polarisierende, optisch brechende oder holographische Kunststoffbereiche freilegen. Ebenfalls möglich sind bei Mehrschichtlaminaten, welche beidseitig mit Papier beaufschlagt sind, Aussparungen, bei welchen nur das Papier auf einer Seite die Kunststoffschicht(en) freilegt. Auch entsprechende Kombinationen sind möglich, bei welchen beispielsweise die Aussparungen in den zwei Papierbahnen nicht deckungsgleich ausgebildet sind, sodass einerseits Bereiche entstehen, bei welchen die Kunststoffschicht von beiden Seiten zugänglich ist, und andererseits wenigstens ein weiterer Bereich, bei welchem die Kunststoffschicht nur von einer Seite zugänglich ist.
Das Fenster selbst und viele der in das Fenster integrierten Informationsträger oder Sicherheitsmerkmale stellen so genannte First-Level Sicherheitsmerkmale, da sie ohne Zuhilfenahme von technischen Geräten von Auge vom Mann auf der Strasse leicht verifiziert werden können. Derartige Sicherheitsmerkmale, wenn sie so gut wie nicht reproduziert werden können, weisen einen aussergewöhnlich hohen Stellenwert auf. Beim erfmdungsgemässen Druckträger kann ein Fenster zur Verfügung gestellt werden, indem wenigstens eine der Papierlagen eine durchgängige Aussparung aufweist, sodass die Kunststoffschicht in diesem Bereich freiliegt (einseitiges Fenster zum Beispiel für den Blick auf ein Sicherheitsmerkmal der Kunststoffschicht). Ein richtig transparentes Fenster bei Verwendung einer transparenten Kunststoffschicht wird zur Verfügung gestellt, indem beide Papierlagen eine derartige Aussparang in wenigstens teilweise überlappender Weise unter Bildung eines Fensters aufweisen. Dabei erweist es sich als sicherheitstechnisch interessant, derartige Aussparungen einen unregelmässigem Rand und/oder sanfte Übergänge ohne Kanten zwischen Papier und Fenster aufweisen zu lassen. Erstaunlicherweise treten beim erfmdungsgemässen Druckträger die ansonsten insbesondere im Zusammenhang mit Fenstern komplexer Aussenlinie auftretenden Probleme des Ablösens von Papierlagen von der Kunststoffschicht im Randbereich so gut wie nicht auf. Um eine homogene Dicke des Mehrschichtlaminats respektive Druckträgers gewährleisten zu können, ist es ausserdem möglich, im Bereich der Aussparung bei der Herstellung eine weitere Kunststofflage mit der gleichen oder einer ähnlichen Kontur wie das Fenster in das Fenster hineinzulegen.
Grundsätzlich zeigt es sich, dass insbesondere der Bereich des Fensters respektive der einseitigen Aussparung für die Anordnung von Sicherheitsmerkmalen in der Kunststofffolie besonders gut geeignet sind. So können beispielsweise in diesen Bereichen Sicherheitsmerkmale mit polarisierenden Eigenschaften eingebaut werden. Ebenso eignen sich derartige Fenster sehr gut für so genannte "self-verifying" Eigenschaften, d. h. die Verifikation von anderen Sicherheitsmerkmalen unter Zuhilfenahme des Fensters. So können beispielsweise polarisierende Eigenschaften eines Sicherheitsmerkmals dadurch verifiziert werden, dass ein Fensterbereich mit ebenfalls polarisierenden Transmissionseigenschaften durch Falten der Banknote über das Sicherheitsmerkmal gelegt wird.
Weitere bevorzugte Ausführungsfomien des erfmdungsgemässen Druckträgers sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtlaminats wie beispielsweise eines Druckträgers, wie er oben beschrieben wurde. Vorzugsweise wird so vorgegangen, dass in einem Laminator die wenigstens eine Papierlage mit der Kunststoffschicht wenigstens teilweise verschmolzen wird, wobei eine Temperatur von im Bereich von 50 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 75 bis 225 °C, oder im Bereich von 100 bis 200 °C, insbesondere bevorzugt von 140 bis 180 Grad verwendet wird. Vorzugsweise wird ausserdem ein Druck von im Bereich von 10 Pa bis 10 MPa, bevorzugt von lkPa bis 10 MPa, oder von lkPa bis 5 MPa, insbesondere bevorzugt von im Bereich von 0.5 MPa bis 2 MPa verwendet. Dabei kann ein Programm gefahren werden, z. B. indem zunächst die Temperatur erhöht wird und anschliessend der Druck, oder umgekehrt. Das Verfahren kann entweder batchweise in Pressen geschehen, kann aber auch kontinuierlich geführt werden. Bei kontinuierlicher Führung werden entsprechend die einzelnen Träger von Rollen zugeführt, und es handelt sich beim Laminator um einen Rollenlaminator, wobei die Kunststoffschicht und ggf. auch Sicherheitsmerkmale wie Sicherheitsfaden mittig zugeführt wird und die beiden Papierlagen von oben respektive von unten.
Soll ein Fester ausgelassen werden, so muss in den Prozess ein Aussparungsaggregat eingebaut werden, in welchem z.B. mit Laser, Wasserstrahl, unter Stanzen oder ähnlichem die Aussparungen in den Papierbahnen registriert vorgenommen werden. Weitere bevorzugte Ausführungsfoπnen des erfindungsgemassen Verfahrens sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Zudem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines derartigen Druckträgers als Sicherheitspapier, insbesondere als Banknote, Check, Ticket, Zertifikat, Aktiendokument, Obligationendokument, Urkunden, Ausweispapiere, Verpackungsmaterial, Etikettenmarerial, Umschlagmaterial, Abdeckungsmaterial etc..
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausfuhrungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 ein Mehrschichtlaminat mit mittlerer Kunststoffschicht nach dem Stand der Technik in einem Schnitt ;
Fig. 2 ein Mehrschichtlaminat mit mittlerer Kunststoffschicht gemäss der Erfindung in einem Schnitt; Fig. 3 eine Aufsicht auf ein Mehrschichtlaminat;
Fig. 4 einen Schnitt gem. Fig. 2 in einer alternativen Darstellung ;
Fig. 5 einen Schnitt gem. Fig. 4, wobei Randverschmelzungen dargestellt sind ;
Fig. 6 a) einen Schnitt durch ein Ausfuhrungsbeispiel mit nur einer Papierlage und Aussparungen im Randbereich, b) einen Schnitt ge . Fig. 4, wobei wenigstens ein an den Rand grenzendes Fenster dargestellt ist und beidseitig Papier angeordnet ist; c) eine Aufsicht auf Teile eines Substrats gem. Fig. 6b) ;
Fig. 7 einen Schnitt durch ein Mehrschichtlaminat mit verschiedenen Aussparungen ;
Fig. 8 einen Schnitt durch ein Mehrschichtlaminat mit einer Vielzahl von Schichten ; Fig. 9 a)-c) Schnitte durch Mehrschichtlaminate mit unterschiedlichen Penetrationstiefen, d) einen Schnitt durch ein Mehrschichtlaminat mit lokal unterschiedlichen Penetrationstiefen;
Fig. 10 a), b) Schnitte durch mehrschichtige Kunststoffschichten ;
Fig. 11 eine Aufsicht a) sowie einen Schnitt b) durch ein Mehrschichtlaminat mit Diskontinuitäten in der Kunststoffschicht;
Fig. 12 eine schematische Darstellung der Anordnung der Schichtstruktur vor dem Laminieren ;
Fig. 13 eine Darstellung der Tests zur Ermittlung der Festigkeit der Bindung zwischen den Papierlagen und der Kunststoffschicht ; Fig. 14 eine schematische Darstellung des Ausgangsmaterials zur Herstellung eines Druckträgers mit Randverschmelzung ;
Fig. 15 eine Aufsicht auf ein Mehrschichtlaminat mit einem Fenster respektive einer Aussparung welche die Papierlagen auf der einen Seite vollständig voneinander trenn ; Fig. 16 eine Aufsicht auf ein Ausfühmngsbeispiel mit selbst- verifizierenden Sicherheitsmerkmal ; und
Fig. 17 eine Aufsicht a) sowie einen Schnitt b) durch ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel mit selbst-verifizierenden Sicherheitsmerkmalen.
WEGE ZUR AUSFUHRUNG DER ERFINDUNG Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Druckträger in Fonn eines Sicherheitspapiers 1 nach dem Stand der Technik. Ein derartiges Mehrschichtlaminat (z.B. in Form eines Sicherheitspapiers) 1 ist beispielsweise in der US 5,449,200 beschrieben. Es handelt sich dabei um eine Schichtstruktur umfassend eine zentrale Kunststoffschicht 4, welche auf beiden Seiten von einer Papierlage 2 respektive 3 bedeckt ist. Als Haftvermittler zur Befestigung der Papierlagen an der Kunststoffschicht 4 wird ein unter UV härtendes reaktives Adhäsiv verwendet, welches als separate Schicht 5 erkennbar ist. Derartige Schichtstrukturen nach dem Stand der Technik weisen das Problem auf, dass sie insbesondere bei der sehr intensiven Benutzung, wie sie bei Banknoten üblich ist, die Tendenz haben, zu delaminieren, d. h. nach einer gewissen Umlaufzeit beginnen die Papierlagen 2,3, sich von der Kunststoffschicht 4 abzulösen. Dieses Delaminieren resultiert unter anderem aus dem häufigen Falten von Banknoten.
Fig. 2 zeigt nun einen erfmdungsgemässen Druckträger 10. In diesem Fall ist eine zentrale Kunststofffolie oder Kunststoffschicht 22 aus einem (auch mehrlagigen) thennoplastischen, transparenten Kunststoff direkt auf der Oberseite 20 sowie auf der Unterseite 21 mit Papierlagen 11 respektive 12 bedeckt. Die Kunststoffschicht 22 ist hier als einzige Schicht dargestellt, kann aber auch aus mehreren Schichte bestehen. Ein Adhäsiv wird zur Haftvennittlung nicht verwendet, die Verbindung zwischen Papierlagen 11 respektive 12 und der Kunststoffschicht 22 wird in diesem Fall durch Penetrationszonen 13 und 14 gewährleistet. In diesen Penetrationszonen 13, 14 durchdringt das Material der Kunststoffschicht 22 die jeweilige Papierlage bis in eine bestimmte Tiefe. Ein gewisser Teil der Papierlagen ist entspfechend in einer Matrix von Kunststoff mehr oder weniger vollständig eingebettet, sodass eine äusserst beständige und innige Verbindung zwischen den einzelnen Lagen gewährleistet wird. Diese gewissermassen "verschmolzenen" Zonen 13 respektive 14 (unter dem Begriff verschmolzen ist hier zu verstehen, dass in diesen Zonen die Kunststoffschicht gewissenuassssen als Matrix Teile der Papierschicht umgibt) dürfen aber nicht völlig in die Papierlagen 1 1 respektive 13 hineinreichen, da ansonsten die Oberflächeneigenschaften der Papierlagen auf den der Kunststoffschicht 22 abgewandten Seiten modifiziert werden.
Bei den Papierlagen 11 und 12 handelt es sich z.B. um ein banknotenähnliches Papier mit einem Flächengewicht von 40g/m , möglich ist aber grundsätzlich ein Gewicht im Bereich von 20 bis 50 g/m2 oder von 5 bis 500 g/m2. Die Papierlagen 11 und 12 enthalten entsprechend als Hauptfasennaterial cellulosische Materialien wie Baumwolle und sind z.B. auf einer Rundsiebmaschine hergestellt. Das Papier einer dieser Lagen enthält z.B. ein Graustufen-Wasserzeichen, eine besonders grosse Sicherheit kann optional dadurch gewährleistet werden, indem in den beiden Papierlagen 1 1 respektive ^ unterschiedliche Wasserzeichen in registrierter Art und Weise angeordnet sind.
Bei der Kunststoffschicht 22 handelt es sich um eine Folie z.B. der Dicke 40 μm aus vollamorphem, transparenten Polyamid. Derartige Folien können beispielsweise bei der EMS-CHEMIE (CH) unter dem Handelsnamen GRILAMID® TR90 LX oder unter dem Namen GRIVORY® G21 bezogen werden.
Das Mehrschichtlaminat oder Sicherheitspapier gemäss Fig. 2 wurde hergestellt, indem die drei Lagen in einem Laminatoder übereinander gelegt wurden, anschliessend 30 Sekunden aufgeheizt wurde und dann auf dieser Temperatur 30 Sekunden lang gepresst wurde. Dabei zeigte sich, dass bei der Verwendung von GRIVORY® G21 eine Temperatur von 120 °C zur Verschmelzung mit dem Papier genügend war, während bei der Verwendung von GRILAMID® TR90 LX eine Temperatur von 180 °C besser war. Die Verwendung von GRILAMID® TR90 LX führte aber zu mechanisch stabileren Trägem. In der Phase erhöhten Dmckes wurde mit einem Dmck von ca. IMPa gearbeitet (Fläche von 0.2 * 0.2 m, 4 Tonnen).
In einem kontinuierlichen Rollenprozess kann mit einem Liniendruck im Bereich von 1- 500 N/mm gearbeitet werden.
Ein Vergleich der mechanischen Eigenschaften des Sicherheitspapiers gemäss Fig. 2 it dem Träger einer Schweizer 100 SFr. Banknote ist in Tabelle 1 dargestellt.
Figure imgf000023_0001
Dabei ist erkennbar, dass insbesondere die Falzzahl des neuen Sicherheitspapiers massiv überlegen ist, sowie in Bezug auf das Aussehen und die mechanischen Eigenschaften nach einer vollständigen Durchnässung (Waschmaschinentest).
Fig. 3 zeigt einen weiteren wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung, nämlich dass das erfindungsgemässe Laminat besonders gut mit unterschiedlichsten Sicherheitsmerkmalen kombiniert werden kann. So können beispielsweise in einer oder in beiden Papierlagen Sicherheitsstreifen 19 eingebaut werden, es ist möglich, wie bereits weiter oben erwähnt, in wenigstens einer der Papierlagen Wasserzeichen 18 vorzusehen, die bei transparenter Kunststoffschicht 22 sehr gut sichtbar sind. Ausserdem, und dies ist wohl eine der hervorstechenden Eigenschaften dieses Laminates, ist es möglich, Fenster als Sicherheitsmerkmale vorzusehen. Fenster bedeutet, dass die Papierlagen im Bereich des Fensters eine Ausspamng aufweisen, während die Kunststoffschicht durchgängig ist. Beispielsweise ist mit dem Bezugszeichen 15 ein rechteckiges Fenster angegeben, das Fenster kann aber auch eine komplexe Aussenlinie aufweisen, wie dies beispielsweise mit der Zahl (Bezugszeichen 17) als auch mit dem Schweizer Kreuz (Bezugszeichen 16) illustriert wird.
Derartige Fenster lassen nun ausserdem äusserst interessante Kombinationen von Sicherheitsmerkmalen zu. So ist es beispielsweise möglich, die Kunststofffolie 22 polarisierend auszugestalten. Wird nun die Banknote 10 derart gefaltet, dass das Fenster
15 über das Zeichen 17 zu liegen kommt (Faltlinie parallel zur kurzen Seite der
Banknote), so ist es möglich, durch beide Fenster hindurch zu sehen, da die beiden
Polarisationsrichtungen parallel liegen. Wird nun aber das Fenster 15 durch Falten der linken oberen Ecke nach schräg rechts unten über das Fenster 16 gelegt, so werden die beiden Polarisationsrichtungen orthogonal liegen und entsprechend die beiden Fenster in Durchsicht dunkel erscheinen. Komplexere Effekte können erreicht werden, wenn ausserdem unterschiedliche Farben ins Spiel gebracht werden, und wenn ausserdem in den Bereichen verschiedener Fenster unterschiedliche Polarisationsrichtungen ausgebildet werden.
Diese geometrische Anordnung von einem Sicherheitsmerkmal mit polarisierenden Eigenschaften und dessen Verifikationsmittel auf einer Banknote ist an sich und unabhängig von dem hier beschriebenen Laminat eine eigenständige Innovation. Sie könnte beispielsweise auch unter Zuhilfenahme von einem Laminat mit Adhäsiven zur Befestigung der Papierbahnen Anwendung finden.
Zur weiteren Illustrationen zeigen die Figuren 4 bis 11 unterschiedliche Möglichkeiten der Mehrschichtlaminate und der Anordnung von Fenstern im weiteren Sinne.
Fig. 4 zeigt nochmals in schematischer Darstellung ein Mehrschichtlaminat 21 analog zu Fig. 2, wobei diesmal die unterschiedlichen Schichten schraffiert dargestellt sind. Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 dargestellt. In diesem Fall befindet sich am Rand des Objekts eine Randverschmelzung 23. Eine derartige Randverschmelzung 23 erhöht die Einreissfestigkeit substanziell. Sie kann auf unterschiedlichen Wegen gehalten werden. Beispielsweise ist es möglich, die Kunststoffschicht 22 etwas grösser auszuschneiden als die beiden Papierlagen 11 respektive 12. Beim anschliessenden Laminieren verschmilzt der überstehende Kunststoffbereich mit dem Rand, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.
Alternativ ist es auch möglich, einen derartigen Träger in kontinuierlicher Weise herzustellen und anschliessend in entsprechende Stücke zu zerschneiden (z. B. in einzelne Banknoten, Glückwunschkarten etc.). Dieses Schneiden kann nun entweder unter Verwendung von erhöhter Temperatur (heisses Schneidwerkzeug), gegebenenfalls in Kombination mit der Anwendung von erhöhtem Dmck, geschehen. Dies so, dass in den Randbereichen die Kunststoffschicht 22 etwas aus dem Bereich der Papierlagen 1 1 respektive 12 herausgepresst wird und eine Randverschmelzung 23 resultiert. Weiterhin ist es möglich, nach dem Zuschneiden in einem separaten Prozess eine zusätzliche Lamination des Randes vorzunehmen, wobei wiederum Teile der Kunststoffschicht 22 zwischen den Papierlagen herausgepresst werden und zur Randverschmelzung 23 Anlass geben.
Fig. 6 zeigt, dass es auch möglich ist, nur auf der einen Seite eine Papierlage vorzusehen. Ausserdem ist illustriert, dass nicht nur vollständig von Papier der Papierlage 1 1 umschlossene Fenster möglich sind, sondern auch Randbereiche 24, 25, 26 mit freiliegendem Kunststoff. Die Fonnen können dabei unterschiedlichster Art sein, so beispielsweise ganze Streifen entlang des Substrats am Rand, bei welchen der Kunststoff entweder einseitig oder beidseitig freiliegt. Auch entsprechende Ecken oder beliebige in den Dmckträger hineinragenden Formen (beispielsweise in Fig. 6c in der Mitte dargestellt) sind möglich.
Fig. 7 dient der Illustration, dass auch Aussparungen 24,26 in nur einer der beiden
Papierlagen 11 respektive 12 möglich sind. In diesen Bereichen liegt anschliessend die
Kunststofffolie 22 frei, so ist entweder dann im Bereich 24 respektive 26 ein höherer Glanz sichtbar, es ist aber auch insbesondere möglich, in diesen Bereichen spezielle Sicherheitsmerkmale, welche in oder auf (z.B. opt. wirksame Gitter) der Kunststofffolie vorhanden sind, erscheinen zu lassen. Auch ist es möglich, beispielsweise bei der mittleren, nach unten offenen Aussparung 24 von Fig. 7 einen Dmck oder ein anderes Sicherheitsmerkmal auf der Unterseite der Papierlage 11 im Bereich der Aussparung 24 anzuordnen. Ein derartiger Dmck ist anschliessend durch die darüberliegende Kunststofffolie 22 vollständig geschützt.
Fig. 8 dient der Illustration, dass nicht nur einfache Laminate mit 2 oder 3 Schichten denkbar sind, sondern dass ein derartiger Aufbau auch mehrschichtig mit beispielsweise 4 und mehr Lagen aufgebaut sein kann. Fig. 9 zeigt, wie die Penetrationszonen unterschiedliche Tiefe aufweisen können. Es zeigt sich, dass typischerweise für eine konventionelle Bedmckbarkeit mindestens 10 Mikrometer des Papiers im wesentlichen nicht von Kunststoff durchdrangen sein sollten (d. h. der nicht doppelt schraffierte obere Bereich in den Figuren 9a respektive b sollte eine Dicke von wenigstens 10 Mikrometer aufweisen). Typischerweise beträgt die nicht von Kunststoff durchtränkte Dicke der Papierlagen weniger als 30 Mikrometer. Für eine vollständige Versiegelung ist es aber auch möglich, wie dies in Fig. 9c) dargestellt ist, die Papierlage vollständig mit dem Kunststoff zu durchtränken.
Eine weitere Besonderheit ist in Fig. 9d dargestellt. Durch eine lokal unterschiedliche Strukturierung der Penetrationszonen 14 (bereichsweise unterschiedliche Dicken) können auf der einen Seite unterschiedliche Opazitäten erhalten werden, es ist aber auch möglich, beispielsweise Zeichen für Sehbehinderte auf diese Weise zu ermöglichen (lokal unterschiedliche haptische Eigenschaften). Derartige lokale Penetrationszonen können beispielsweise durch regional unterschiedliches Heissstempeln (hot stamping) gehalten werden. Fig. 10 dient der Illustration, dass die Kunststoffschicht 22 auch aus mehreren Schichten aufgebaut sein kann. Diese Schichten müssen sich dabei nicht, wie in Fig. 10a) dargestellt, über die gesamte Fläche der Kunststofflage 22 erstrecken, sondern können auch, wie in Fig. 10b dargestellt, im Sinne von Einschlüssen (z. B. linsenförmig, streifenförmig etc.) lokal vorhanden sein. In Fig. 1 1 ist dargestellt, dass die Kunststoffschicht auch ihrerseits stmkturiert sein kann. Möglich ist beispielsweise Embossing, Prägung, Gitter etc.. Hier ist insbesondere ein durchgängiges Loch 28 dargestellt, wie es beispielsweise bei einem gelochten Dokument mit vor Einreissen gesichertem Rand denkbar ist.
Zur Illustration des erfindungsgemassen Gegenstands wurden weitere Ausfuhrungsbeispiele hergestellt und ausgemessen. Dabei wurden folgende Materialien verwendet:
Papier: • Papier A: 80 g m2, recycliertes Xerox-Papier.
• Papier B: 50 g/m2, landqart, Landquart, Schweiz.
• Papier C: 40 g/m2, landqart, Landquart, Schweiz.
© Papier D: 20 g/m2, Velina Molto RU, Orema Spa Ormea.
• Papier E, Kimwipes®, Kimberly-Clark Coip. Polymere: o Grivory® G21 film, 30 μm Dicke (EMS Chemie, Schweiz),
• Grilamid® TR 90 LX Film 30 μm und 60 μm Dicke (EMS Chemie, Schweiz),
• Grilamid® ELY 60 (EMS Chemie, Schweiz),
• Isotaktisches Polypropylen Moplen® FLF20 (Basell Polyolefins Co. NV, Hoofdorp, NL),
• Surlyn® K-based (E.I. DuPont De Nemours & Co., Wilmington, Delaware, USA),
• Surlyn® Na-based (E.I. DuPont De Nemours & Co., Wilmington, Delaware, USA), • Nylon 11 (Polysciences, Inc. Warrington, PA, USA), • Kynar® (Atochem North America, Inc., Philadelphia, PA, USA),
• Poly(ethylen-co-methylacrylat) (Aldrich Chemical Co.. Inc. Miwaukee, WI, USA).
Allgemein wurden dabei folgende Verfahren verwendet: Polymerflhne: Die Filme wurden in einem Dmckschmelzverfahren bei folgenden Temperaturen hergestellt:
• Grilamid® ELY 60: 180 °C,
• Isotaktisches Polypropylen: 200 °C,
• Surlyn® K: 125 °C, • Surlyn® Na: 125 °C,
• Nylon 11 : 200 °C,
• Kynar®: 200 °C,
• Poly(ethylen-co-methylacrylat): 125 °C.
Eine Carverpresse, Modell M 25T wurde dazu verwendet. Der angelegte Dmck war 2 MPa während einer Zeit von 5 min, gefolgt von einem Abkühlen auf Raumtemperatur. Es wurden Filme einer Dicke von ungefähr 80 μm erhalten.
Papier/Polymer/Papier Laminate: Schichtstmkturen von Lagen aus Papier/Polymer/Papier wurden zusammengestellt und in die geheizte Carverpresse zwischen zwei Kupferplatten gelegt, und zunächst während 30 sec ohne Anlegen von Dmck belassen. Anschliessend wurden unterschiedliche Drücke während unterschiedlichen Zeiträumen angelegt. Die Temperatur während der Dmckphase bei den unterschiedlichen Beispielen war im Bereich von 125 °C bis 250 °C. Anschliessend wurden die Beispiele auf Raumtemperatur abgekühlt.
Charakterisierung: Reissfestigkeit, Elastizitätsmodul, und Reissdehnung von ausgewählten Beispielen wurden ermittelt aus Spannungsdehnungsdiagrammen, welche durch Zugversuche bei Raumtemperatur (23°C) erhalten wurden. Dafür wurde ein
Instron Zugmessgerät (Modell 4464) verwendet. Die Probenlänge zu Beginn war 12.5 mm, die Breite 2 mm und die Geschwindigkeit des Kreuzkopfes betrag 10 mm/min. Berstdruck (DIN ISO 2758), Bruchkraft, Doppelfalzzahl (Tappi T423), Reissfestigkeit (DIN EN 21974) und Steifigkeit (DIN 53121) wurden in Standardverfahren für einige ausgewählte der Proben gemessen, jeweils entsprechend der in Klammem angegebenen Norm.
Beispiel 1
Proben von 20 mm x 100 mm von Papier A wurden ausgeschnitten, und ein Loch von 5 mm Durchmesser wurde jeweils an einem Ende von jedem Stück ausgestanzt. Anschliessend wurde ein Stück Polymerfilm von 20 mm x 40 mm x 0.1 mm ausgeschnitten und zwischen die beiden Papierlagen A gelegt, wobei die beiden Papierlagen derart übereinander gelegt wurden, dass die Löcher übereinander zu liegen kamen (vgl. Figur 12). Diese Schichtstraktur wurde zunächst zwischen zwei Polyimidfilme gelegt, um ein Kleben an den Kupferplatten der Presse zu verhindern. Anschliessend wurde die Kompression während 2 min bei 0.5 MPa für die verschiedenen Polymere bei folgenden Temperaturen durchgeführt: Grilamid® TR 90 LX: 155 °C und 200 °C, Surlyn® K: 125 °C, Surlyn® Na: 125 °C, Nylon 11: 155 °C und 200 °C, Poly(ethylen-co-naethylacrylat): 125 °C.
In allen Fällen wurde eine starke Bindung zwischen den Papierlagen und dem Polymer erhalten. Die zwei Bereiche des Papiers, welche nicht durch eine Polymerlage verbunden waren, wurden auseinandergerissen (vgl. Figur 13.) dies führte in jedem der Fälle zu einem Riss innerhalb der Papierlagen (Kohäsionsbruch im Papier) und nicht zu einer Delamination des Mehrschichtlaminates. Das Mehrschichtlaminat zeigte ein durchsichtiges Polymerfenster im Bereich der 2 Fenster der Papierlagen.
Beispiel 2
Beispiel l wurde wiederholt, aber es wurde ein grösseres Stück aus Grilamid® TR 90 LX von 24 mm x 44 mm x 0.1 mm ausgeschnitten. Wiederum wurde dieses Stück zwischen zwei Papierlagen aus Papier A gelegt, wobei nun jeweils ein kleiner Bereich des Polymer-Films über den Rand der Papierlagen hinausragte (vgl. Figur 14). Die Anwesenheit des daraus resultierenden Verschmelzungsbereiches 23 im Bereich des Randes erhöhte die Einreissfestigkeit (insbesondere die Auslösung des Risses) des entsprechenden Mehrschichtlaminates dramatisch wenn verglichen mit Beispiel 1.
Beispiel 3
Beispiel 1 wurde wiederholt, aber an Stelle eines Fensters von 5 mm wurden Fenster mit einem Durchmesser von bis zu 16 mm hergestellt. In allen Fällen wurden zufriedenstellende Mehrschichtlaminate mit exzellenten mechanischen Eigenschaften erhalten.
Beispiel 4
Beispiel 1 wurde wiederholt, aber an Stelle eines Fensters von 5 mm wurde eine Struktur hergestellt, bei welcher die 2 Papierlagen nicht kontinuierlich waren (vgl. Figur 15). Auch in diesen Fällen wurden zufriedenstellende Mehrschichtlaminate, mit guten mechanischen Eigenschaften erhalten.
Beispiel 5
Papier/Polymer/Papier Laminate wurden hergestellt wie unter Beispiel 1 beschrieben, aber unter Verwendung von Papier B und Grilamid® TR 90 LX bei 200 °C. Anschliessend wurde das Mehrschichtlaminat in kochendes Wasser getaucht und während 30 Minuten unter heftigen Rühren gehalten. Als Referenz wurde ausserdem ein Blatt Papier (Papier B) den gleichen Bedingungen ausgesetzt. Dieses Referenz-Blatt zersetzte sich unter diesen Bedingungen vollständig, während das Mehrschichtlaminat intakt verblieb und keine Delamination zeigte, weder während der Behandlung noch danach.
Beispiel 6 Papier C/Grivory® G21 30 μm Film/Papier D Laminate von 80 mm x 150 mm wurden hergestellt wie unter Beispiel 1 dargestellt, wobei bei 150 °C und 0.5 MPa während 1, 2 respektive 10 min laminiert wurde. Anschliessend wurde die Reissfestigkeit der Mehrschichtlaminate wie oben angegebenen gemessen. Im wesentlichen wurden keine Unterschiede zwischen den verschiedenen Mehrschichtlaminaten gefunden, und es wurden Reissfesrigkeiten von ungefähr 11 km gemessen, was im wesentlichen dem Wert von Papier D entspricht und 50 % höher liegt als beim Polymerfilm allein und 30 % höher als bei Papier C. Die verschiedenen Mehrschichtlaminate zeigten unterschiedliche visuelle Erscheinung und unterschiedliche Oberflächenstruktur. So zeigten Mehrschichtlaminate, welche bei einer Laminationszeit von 10 min hergestellt worden waren, Polymer an der Oberfläche des Papiers, was anzeigt, dass das geschmolzene Polymer durch das Papier unter diesen Bedingungen mindestens teilweise hindurch diffundiert. Dies äusserte sich in einer glänzenden Erscheinung und in einer glatteren Oberfläche und in glatteren haptischen Eigenschaften.
Beispiel 7
Laminate von 80 mm x 150 mm von Papier C/Grilamid® TR 90 LX 60 μm Film/Papier D (Laminat I) und von Papier C/Grilamid® ELY 60 /Papier D (Laminat II) wurden hergestellt wie unter Beispiel 1 beschrieben, wobei bei 180 °C und einem Dmck von 0.75 MPa während einer Zeit von 1 min laminiert wurde. Eine Anzahl von verschiedenen Parametern wurde mit den oben beschriebenen Methoden ausgemessen. Zum Vergleich wurden die gleichen Eigenschaften bei einem Papier gemessen, wie es bei der Herstellung einer konventionellen lOOsFr Banknote Anwendung findet (Referenz). Testkonditionen: 23 °C und 50% relative Feuchte (Prüfraumkonditionen)
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Die Daten belegen, dass die Mehrschichtlaminate tatsächlich überragende Eigenschaften zeigen, und in mancher Hinsicht die Eigenschaften einer Banknote nach dem Stand der Technik übertreffen. So beispielsweise in Bezug auf den Berstdruck, die Brachkraft und die Steifigkeit. Besonders bemerkenswert ist die Erhöhung respektive Verbesserung der Falzzahl-Werte für das Mehrschichtlaminat.
Beispiel 8
Beispiel 7 wurde wiederholt, und Mehrschichtlaminate aus Papier C/Grilamid® TR 90 LX 60 μm Film/Papier D wurden hergestellt. Sie hatten ein transparentes Fenster einer Grosse von 10 mm x 10 mm. Die Doppefalzzahl wurde in einem Bereich bestimmt, in welchem das Fenster angeordnet war. Dazu wurde so vorgegangen, dass ein Teststreifen so zugeschnitten wurde (respektive derart positioniert wurde), dass die Falzung im Fenster und im umgebenden Papier erfolgte (entsprechend Tappi T 423). Der resultierende Wert der Doppel falzzahl betrag 7510.
Beispiel 9
Beispiel 8 wurde wiederholt, und Mehrschichtlaminate aus Papier C/Grilamid® TR 90 LX 60 μm Film/Papier D wurden hergestellt. Sie hatten ein transparentes Fenster einer Grosse von 10 mm x 10 mm. Die Laminate wurden anschliessend einem Standard- Knittertest unterzogen, wobei ein IGT Crumplingtester 1, 4 resp. 8 mal verwendet wurde. Die Mehrschichtlaminate überstanden diese Tests im wesentlichen unverändert, es wurde keine Delamination beobachtet, auch nicht im Bereich der Fenster. Ausserdem blieben die Fenster transparent.
Beispiel 10
Beispiel 9 wurde wiederholt, wobei diesmal Papier C ein Wasserzeichen enthielt, während Papier D kein Wasserzeichen aufwies. Das derart hergestellte Mehrschichtlaminat zeigte in erstaunlicher Klarheit und Erkenntlichkeit das Wasserzeichen in Papier C. Erstaunlicherweise erschien das Wasserzeichen im derart hergestellten Mehrschichtlaminat schärfer als im Papier C im unlaminierten Zustand. Dies insbesondere bei Betrachtung unter Reflexion.
Beispiel 11
Beispiel 9 wurde wiederholt. Die Mehrschichtlaminate wurden in diesen Versuch einem heissen Waschmaschinentest unterzogen, wobei dieser Test bei einer Temperatur von 95 °C während einer Zeit von 1 Stunde in 4 1 Wasser durchgeführt wurden, und wobei diesem Wasser 50 ml eines Standardwaschmittels (Omo) zugefügt wurde. Das Mehrschichtlaminat überstand diesen Test im wesentlichen unverändert, es wurde keine Delamination beobachtet, auch nicht im Bereich des Fensters. Das Fenster überstand den Test, ohne dabei trüb zu werden.
Beispiel 12
Wässrige Farbstofflösungen einer Konzentration von 0.25 mg/g of Kongorot (Aldrich Chemicals Co., Milwaukee) and Chicago Sky Blue (Sigma Chemical Co., St. Louis) wurden hergestellt, indem jeweils 12.5 mg des Farbstoffs in 50 ml destilliertem Wasser gelöst wurden. 10g Poly(vinylalkohol) (PVA, 98-99% hydrolysiert, gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 105 g/mol, Aldrich Chemicals Co., Milwaukee) wurde während 2 h in 490 ml kochendem destilliertem Wasser gerührt, wobei eine 2% w/w PVA Lösung erhalten wurde. Man Hess die Lösung anschliessend auf Raumtemperatur abkühlen. Drei PVA/Farbstoff Blendfilme wurden hergestellt, indem eine bestimmte Menge der entsprechenden Farbstofflösung mit 10 g der 2% w/w PVA Lösung gemischt wurden, und in einem Solution-casting-Prozess in Petrischalen eines Durchmessers von 9 cm bei Raumtemperatur das Wasser verdampft wurde.
Die so hergestellten Filme hatten folgende Zusammensetzungen: (A) 0.2% w/w Congo Red (bezogen auf Feststoffgehalt), hergestellt durch die
Mischung von 1.6 g Kongorot-Farbstofflösung mit 10 g PVA Lösung,
(B) 0.4% w/w Chicago Sky Blue (bezogen auf Feststoffgehalt), hergestellt durch die Mischung von 3.2 g Chicago Sky Blue Farbstofflösung mit 10 g PVA Lösung, (C) 0.2% w/w Kongorot und 0.4% w/w Chicago Sky Blue (bezogen auf
Feststoffgehalt), hergestellt durch eine Mischung von 1.6 g Kongorot Farbstofflösung und 3.2 g Chicago Sky Blue Farbstofflösung mit 10 g PVA Lösung.
Die getrockneten PVA/Farbstoff Blendfilme wurden in Streifen von 2 cm Breite geschnitten, und anschliessend uniaxial gereckt auf einem heissen Schuh (Wagner & Münz, Modell WME) mit einem Zugverhältnis (Verhältnis der Länge nach dem Recken zur Länge vor dem Recken) von 6 bei einer Temperatur von 200 °C. Die erhaltenen polarisierenden Filter zeigten dichroische Verhältnisse von mehr als 50 (bestimmt bei den Absorptionsmaxima im Spektrum) und hatten eine Dicke von typischerweise 15 μ m.
Mehrschichtlaminate einer Grosse von 80 mm x 150 mm bestehend aus Papier C und D, Grivory® G21 Film eine Dicke von 30 μm wurden unter Verwendung der oben beschriebenen dichroischen Filter hergestellt (vergleiche Fig. 16, wobei (A), (B), und (C) sich auf Blendfilme der obigen Zusammensetzungen beziehen). Dabei wurde folgende Schichtstmktur aufgebaut:
1. eine erste Schicht aus Papier C mit 3 Löchern einer Grosse von 10 mm x 10 mm;
2. eine erste Schicht aus Polymerfilm 3. ein Streifen aus dem dichroischen Filter (C), welcher beide Löcher #1 und #2 überdeckt; ein Streifen aus dem dichroischen Filter (A), welcher das Loch #3 derart überdeckt, dass seine Zugrichtung parallel zur Zuglichtung des Streifens (A) ausgerichtet ist; 4. ein Streifen aus dem dichroischen Filter (B) auf der Schicht aus dem dichroischen Filter (A), wobei ebenfalls das Loch #3 überdeckt wurde, und der Streifen (B) derart ausgerichtet wurde, dass die Zugrichtung des Streifens (B) senkrecht zur Zugrichtung des Streifens (C) ausgerichtet war;
5. eine zweite Schicht aus Polymerfilm 6. eine zweite Schicht von Papier D mit Löchern an den entsprechenden Stellen für eine Durchsicht durch das gesamte Mehrschichtlaminat.
Der Stapel wurde bei einer Temperatur von den 120 °C während einer Zeit von 1 min und bei einem Dmck von 0.5 MPa laminiert. So wurde ein Mehrschichtlaminat mit drei Fenstern #1, #2 und #3 erhalten, welche alle eine lavendelgraue Farbe zeigten. Bei Betrachtung von Fenster #3 durch das Fenster #1 (indem das Mehrschichtlaminat entlang der Linie #a gefaltet wird), zeigt das Fenster #3 eine blaue Farbe. Im Gegensatz dazu beobachtet man bei Betrachtung von Fenster #3 durch Fenster #2 (indem das Mehrschichtlaminat entlang der Linie #b gefaltet wird), eine rote Färbung von Fenster #3. So kann in einfacher Weise ein selbst- verifizierendes Objekt hergestellt werden. In ähnlicher Weise kann ein Objekt gemäss Fig. 17 hergestellt werden. Hier sind zwei polarisierende Streifen C in das Laminat eingebaut, wobei der Schichtaufbau analog zum obigen Beispiel erhalten wurde.
Wird nun das Objekt gefaltet, sodass die Punkte a und c auf die Punkte b respektive d gelegt werden, so erscheinen das Kreuz sowie die Zahl intransparentem leichtem grau. Wird andererseits Punkt a auf den Punkt d gefaltet, so resultiert infolge der gekreuzten Polarisationsrichtungen ein schwarzes Fenster. Das Gleiche gilt für ein Falten von Punkt c auf Punkt b.
Beispiel 13 Beispiel 6 wurde wiederholt, wobei aber an Stelle der Papiere C und D Papier E auf beiden Seiten der verschiedenen Polymerfilme verwendet wurde. Auch in diesem Fall wurden exzellente Mehrschichtlaminate erhalten, was belegt, dass derartige Mehrschichtlaminate unter Verwendung von unterschiedlichen Papieren erhältlich sind.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Sicherheitspapier
2 obere Papierlage
3 untere Papierlage
4 Kunststoffschicht
5 Adhäsiv, Leim
10 Mehrschichtlaminat, z.B. Sicherheitspapier
1 1 obere Papierlage
12 untere Papierlage
13 untere Penetrationszone
14 obere Penetrationszone
15 Fenster (rechteckig)
16 Fenster (Fonn)
17 Fenster (Zahl)
18 Wasserzeichen
19 Sicherheitsstreifen
20 Oberseite
21 Unterseite
22 Kunststoffschicht ("side exposure")
23 Randverschmelzung
24 Aussparung
25 Fenster, angrenzend an Rand des Drackträgers
26 Aussparung, angrenzend an Rand des Drackträgers weitere Papieιiage(n) weitere Penetrationszone(n)
Loch in 22
Loch in 11
Loch in 12
Polarisationsrichtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Mehrschichtlaminat, insbesondere als Druckträger z.B. als Sicherheitspapier, umfassend: wenigstens eine, ggf. mehrlagig ausgebildete Kunststoffschicht (22) mit einer
Ober- (20) und einer Unterseite (21) ; wenigstens eine mit der Kunststoffschicht (22) verbundene obere Papierlage (1 1) auf der Oberseite (20) der Kunststoffschicht (22) ; dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kunststoffschicht (22) um ein thennoplastisches polymeres
Material handelt, und dass die Verbindung zwischen der oberen Papierlage (11) und der Kunststoffschicht (22) im wesentlichen ohne zusätzlichen Haftvermittler durch eine Penetrationszone (14), in welchen Teile der Kunststoffschicht (22) mit der Masse des Faseiverbunds der Papierlage (11) verschmolzen sind, gewährleistet ist, wobei sich die Penetrationszonen (13,14) im wesentlichen nicht bis zu der der Kunststoffschicht (22) abgewandten Oberflächen der Papierlage (1 1) erstreckt.
2. Mehrschichtlaminat nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine mit der Kunststoffschicht (22) verbundene untere Papierlage (12) auf der Unterseite (21) der Kunststoffschicht (22) angeordnet ist, und dass die Verbindung zwischen der unteren Papierlage (12) und der Kunststoffschicht (22) im wesentlichen ohne zusätzlichen Haftvemiittler durch eine Penetrationszone (13), in welchen Teile der Kunststoffschicht (22) mit der Masse des
Faserverbunds der Papierlage (12) verschmolzen sind, gewährleistet ist, wobei sich die Penetrationszone (13) im wesentlichen nicht bis zur der Kunststoffschicht (22) abgewandten Oberflächen der Papierlage (12) erstreckt.
3. Mehrschichtlaminat nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei wenigstens einer der Papierlagen (11 ,12) um Papier handelt, welches in einer Rundsiebmaschine oder in einer
Langsiebmaschine hergestellt wurde, vorzugsweise unter Verwendung von cellulosischem Fasennaterial wie Baumwolle, und/oder Flachs, und/oder Leinen als Hauptfaserrohstoff.
4. Mehrschichtlaminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material eine Glasübergangstemperatur im Bereich von 50 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 75 bis 225 °C, oder im Bereich von 100 bis 200 °C, insbesondere bevorzugt von 120 bis 180 Grad aufweist, oder eine Fliesstemperatur, wenn die Glasübergangstemperatur unterhalb der Raumtemperatur liegt, im Bereich von 50 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 75 bis 225 °C, oder im Bereich von 100 bis 200 °C, insbesondere bevorzugt von 120 bis 180 Grad aufweist.
5. Mehrschichtlaminat nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim polymeren Material um ein insbesondere transparentes, oder eingefärbtes, bevorzugt teil-amorphes oder vollamorphes Polyamid, Polypropylen oder
Polyethylen handelt, insbesondere bevorzugt um ein Polyamid auf der Basis aliphatischer und cycloaliphatischer Bausteine, ggf. mit aromatischen Anteilen.
6. Mehrschichtlaminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierlagen (1 1, 12) ein Flächengewicht im Bereich von 5 bis 500 g/m2, bevorzugt im Bereich von 10 bis 80 g/m2, insbesondere bevorzugt im Bereich von 20 bis 50 g/m2 aufweisen, und dass die Kunststoffschicht (22) eine Dicke im Bereich von 5 bis 500 μm, bevorzugt im Bereich von 10 respektive 20 bis 80 μm, insbesondere bevorzugt im Bereich von 20 bis 50 μm aufweist, wobei insbesondere bevorzugt das resultierende Mehrschichtlaminat respektive der Dmckträger insgesamt ein Flächengewicht von im Bereich von 15 bis 1500 g/m2, oder 50 bis 500 g/m2, bevorzugt im Bereich von 80 bis 180 g/m2, oder 60 bis 200 g/m2, insbesondere bevorzugt von im Bereich von 90 bis 120 g/m2 oder 80 bis 150 g/m2 aufweist.
7. Mehrschichtlaminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (22) wenigstens ein Sicherheitsmerkmal aufweist, wobei dieses Sicherheitsmerkmal in Form eines elektrischen, elektronischen, magnetischen, oder optischen Jnförrnationsrnitte] oder einer Kombination derartiger Infom ationsmittel besteht, bevorzugt ausgewählt aus: Aufdrack, fluoreszierender Bereich, polarisierender Bereich, polarisiert fluoreszierender Bereich, polarisiert absorbierender Bereich, Hologramm, photochrome Bereiche, Mikroprägung, Mikroperforation, Chip, elektrisch leitender Bereich, magnetischer Bereich.
8. Mehrschichtlaminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Papierlagen (11, 12) ein Sicherheitsmerkmal aufweist, wobei dieses Sicherheitsmerkmal bevorzugt ausgewählt wird aus: Wasserzeichen, insbesondere Graustufen-Wasserzeichen (18); Sicherheitsfaden (19); OVD; Melierfasem; Sicherheitspigmente; irisierende Farbapplikationen, Chip, Magnetstreifen.
9. Mehrschichtlaminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Papierlagen (11, 12) eine durchgängige Aussparung (15-17) aufweist, sodass die Kunststoffschicht (22) in diesem Bereich freiliegt, wobei insbesondere bevorzugt beide Papierlagen (11, 12) eine derartige Aussparung in wenigstens teilweise überlappender Weise unter Bildung eines Fensters (15-17), insbesondere bevorzugt mit unregelmässigem respektive gleitenden Rand, aufweisen.
10. Mehrschichtlaminat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens im Bereich des Fensters (15-17) die Kunststofffolie wenigstens ein Sicherheitsmerkmal aufweist.
1 1. Mehrschichtlaminat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass unter Zuhilfenahme wenigstens eines Fensters, insbesondere mit polarisierenden Eigenschaften, wenigstens ein weiteres Sicherheitsmerkmal, insbesondere mit polarisierenden Eigenschaften, überprüft werden kann.
12. Mehrschichtlaminat nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Ausspamng (15-17) bei der Herstellung eine weitere Kunststofflage mit der gleichen Kontur wie das Fenster in das
Fenster hingelegt wird.
13. Mehrschichtlaminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere in Fonu eines Drackträgers mit einer Doppelfalzzahl, welche mehr als doppelt so gross ist, wie die Doppelfalzzahl einer einzelnen Papierlage (11, 12), wobei die
Doppelfalzzahl bevorzugt mehr als 5 mal, insbesondere bevorzugt mehr als 10 mal oder sogar mehr als 100 mal so gross ist, wie die Doppelfalzzahl einer einzelnen Papierlage (11, 12).
14. Mehrschichtlaminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine mit der Kunststoffschicht (22) verbundene untere Papierlage (12) auf der Unterseite (21) der Kunststoffschicht (22) angeordnet ist, und dass die Verbindung zwischen der unteren Papierlage (12) und der Kunststoffschicht (22) im wesentlichen ohne zusätzlichen Haftvennittler durch eine Penetrationszone (13), in welchen Teile der Kunststoffschicht (22) mit der Masse des Faserverbunds der Papierlage (12) verschmolzen sind, gewährleistet ist, wobei sich die Penetrationszone (13) im wesentlichen nicht bis zur der Kunststoffschicht (22) abgewandten Oberflächen der Papierlage (12) erstreckt, und dass das Mehrschichtlaminat wenigstens eine Randkante aufweist, welche wenigstens abschnittsweise über eine Randverschmelzung (23) verfügt, welche die seitliche Randkante wenigstens einer der Papierlagen (11, 12) wenigstens teilweise abdeckt, wobei die Randverschmelzung (23) bevorzugt aus dem Material der Kunststoffschicht (22) gebildet ist.
15. Mehrschichtlaminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Penetrationstiefe (13, 14) derart ausgebildet ist, dass im wesentlichen wenigstens 10 μm der der Kunststoffschicht (22) abgewandten Oberfläche wenigstens einer der Papierlagen (1 1, 12) im wesentlichen nicht von
Kunststoff durchdrangen sind.
16. Mehrschichtlaminat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Penetrationstiefe (13, 14) derart ausgebildet ist, dass im wesentlichen wenigstens 15 μm, bevorzugt im wesentlichen wenigstens 20 μm, insbesondere bevorzugt im wesentlichen wenigstens 30 μm, der der Kunststoffschicht (22) abgewandten Oberfläche wenigstens einer der Papierlagen (11, 12) im wesentlichen nicht von Kunststoff durchdrungen sind.
17. Mehrschichtlaminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Penetrationstiefe (13, 14) eine Dicke von wenigstens 10 μm, bevorzugt von wenigstens 15 μm, insbesondere bevorzugt von wenigstens 30 μm aufweist.
18. Mehrschichtlaminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Penetrationstiefe (13, 14) bereichsweise eine unterschiedliche Dicke aufweist.
19. Mehrschichtlaminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (22) polarisierend und/oder fluoreszierend und/oder phosphoreszierend und/oder optisch brechend ausgebildet ist, wobei insbesondere bevorzugt eine polarisierte Absorption und/oder eine polarisierte Emission vorhanden ist.
20. Dmckträger, Verpackungsmaterial, Abdeckmaterial, Sicherheitspapier, insbesondere Banknote, Check, Ticket, Zertifikat, Aktiendokument, Obligationendokument, Urkunde, Ausweisdokument, Zutrittsdokument hergestellt ausgehend von einem Mehrschichtlaminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
21. Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtlaminates insbesondere eines Drackträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Laminator die Papierlagen (11, 12) mit der Kunststoffschicht (22) wenigstens teilweise verschmolzen werden, wobei eine Temperatur von im Bereich von 50 bis 250 °C, bevorzugt im Bereich von 75 bis 225 °C, oder im Bereich von 100 bis 200 °C, insbesondere bevorzugt von 140 bis 180 °C verwendet wird, und ein Dmck von im Bereich von 10 Pa bis 10 MPa, bevorzugt von lkPa bis 10 MPa, oder von lkPa bis 5 MPa, insbesondere bevorzugt von im
Bereich von 0.5 MPa bis 2 MPa verwendet wird.
22. Verfahren nach Ansprach 21, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst von Raumtemperatur auf die Zieltemperatur erhöht wird und anschliessend vom Nomialdrack auf den Zieldmck erhöht wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen kontinuierlichen Prozess handelt, bei welchem die einzelnen
Träger (11, 12, 22) von Rollen zugeführt werden, und dass es sich beim Laminator um einen Rollenlaminator handelt, wobei die Kunststoffschicht (22) mittig zugeführt wird und die beiden Papierlagen (11, 12) von oben respektive von unten, und wobei insbesondere bevorzugt ein Liniendrack im Bereich von 1 bis 500 N/mm angewendet wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoffschicht (22) wenigstens in Bereichen eine gereckte Folie mit polarisierenden Eigenschaften verwendet wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrschichtlaminat derart zugeschnitten und/oder nachbehandelt insbesondere lokal nachlaminiert wird, dass sich im Bereich wenigstens einer Randkante eine Randverschmelzung (23) ausgebildet.
26. Verfahren nach Ansprach 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Randverschmelzung (23) erzeugt wird, indem beim Schneiden eine erhöhte Temperatur und/oder ein erhöhter Dmck im Schnittbereich angelegt wird.
27. Verwendung eines Mehrschichtlaminates respektive eines Drackträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 20 als Abdeckmaterial, Verpackungsmaterial, Kartenmaterial, Sicherheitspapier, insbesondere als Banknote, Check, Ticket, Zertifikat, Aktiendokument, Obligationendokument, Urkunden, Ausweisdokumente, Zutrittsdokumente.
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