ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ НОСИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2007 года по МПК C09D5/02 D21H19/80 

Изобретение относится к композиции для покрытия содержащих целлюлозу или бесцеллюлозных ценных бумаг и/или бумаги для денежных знаков, для бумаги с термоактивируемым покрытием и носителей информации, например, из синтетического материала, а также к снабженным этой композицией для покрытия ценным бумагам и/или бумагам для денежных знаков, и/или бумаге с термоактивируемым покрытием, и/или носителю информации, а также к способу получения покрытых подобным образом ценных бумаг и/или бумаг для денежных знаков и/или носителей информации.

Банкноты состоят обычно из бумаги, свободной от целлюлозы, другие ценные бумаги изготавливают из бумаги, содержащей целлюлозу, или бумаги с термоактивируемым покрытием; носители информации, как, например, кредитные карты и пропуска, часто состоят из пластика.

Все эти ценные документы имеют в своей структуре элементы защиты, будь то в виде водяных знаков, мелированных волокон или введенных внутрь или нанесенных защитных нитей, полос или других форматов, причем эти элементы защиты, в особенности, если они нанесены на документ, подвергаются особенной нагрузке.

Но и поверхность этих носителей информации и ценных документов, таких как банкноты, карты, пропуска и им подобные, также при их частом употреблении подвергается особому износу.

Для уменьшения изнашивания банкнот, вызванного их употреблением, в документе AU 488652 уже предлагалось изготавливать их из пластика. Хотя элементы защиты могут быть введены внутрь или нанесены на поверхность пластиковых основ, однако поверхности пластиков также подвергаются изнашиванию при частом употреблении.

В заявке WO 00/00697 предлагается поверхностное покрытие для свободной от целлюлозы эмиссионной бумаги, которое должно обеспечить повышенный срок службы и содержит только одно связующее и никаких наполнителей. Это поверхностное покрытие подходит для бесцеллюлозной бумаги, такой как эмиссионная бумага, а для покрытия пластиковых поверхностей, как, например, ценные или кредитные карты и им подобные, или бумаги с термоактивируемым покрытием подобное покрытие не предусмотрено.

Кроме того, хотя поверхностное покрытие, описанное в заявке WO 00/00697, и обеспечивает повышенный срок службы банкнот, но без учета загрязнения этих банкнот за счет частого употребления.

Поэтому задачей изобретения была разработка композиции для поверхностного покрытия бумаг, содержащих или свободных от целлюлозы, для бумаги с термоактивируемым покрытием или для пластиков, которое может быть частично или полностью нанесено любым известным способом печатания или нанесения покрытий, причем это поверхностное покрытие служит для сохранения свойств бумаги, устойчиво к загрязнениям, обеспечивает повышенный срок службы основы с нанесенным покрытием, а также пригодно для печатания.

Объектом изобретения является поэтому композиция для покрытия поверхности бесцеллюлозной и содержащей целлюлозу бумаги, бумаги с термоактивируемым покрытием и/или пластиковых основ, отличающаяся тем, что композиция для покрытия поверхности получена на основе дисперсий акриловых полимеров, или дисперсий акрилостирольных сополимеров, или полиуретановых дисперсий, или полиэфиракрилата, причем суспензии акриловых полимеров или дисперсии акрилостирольных сополимеров имеют T_g в диапазоне от -20 до +100°C и MFT в диапазоне 0-100°C, причем композиция дополнительно содержит полиимин, и композиция для покрытия поверхности наносится по меньшей мере двумя слоями, причем вязкость композиции для покрытия поверхности составляет от 25 до 500 мПа·сек и в отдельных слоях может быть различной.

В предпочтительной композиции для покрытия поверхности согласно изобретению может содержаться также активный компонент, например органическое соединение с гидроксильными концевыми группами, как, например, полиэфирполиолы с содержанием гидроксильных групп > примерно 3%.

Композиция согласно изобретению отличается, в частности, тем, что она пригодна для нанесения на любую основу, в частности, например как на свободную от целлюлозы, так и на содержащую целлюлозу бумагу, и на пластик.

Основные дисперсии имеют предпочтительно T_g в диапазоне от -20 до 100°C и MFT в диапазоне 0-100°C.

Композиция согласно изобретению содержит 0,1-20 вес.% полиимина, особенно предпочтительно 0,5-5 вес.%. Содержанием полиимина воздействуют на частичное сшивание композиции при ее нанесении, благодаря чему, с одной стороны, защищается поверхность покрытой таким образом основы, а с другой стороны, сохраняется также пригодность поверхности для печатания.

Далее, композиция согласно изобретению может отверждаться при облучении, например, посредством теплового или, предпочтительно, УФ-излучения, причем для отверждения УФ-излучением предпочтительно пригодны ртутные лампы среднего давления или легированные Hg/Ga-, Hg/Wo- или Hg/Fe-лампы.

Далее, поверхностное покрытие согласно изобретению может содержать еще растворитель, например воду или спирты, например C₁-C₈-спирты, как метанол, этанол, изопропанол, бутанол и им подобные, или простые эфиры гликолей, или смесь спиртов с водой, причем доля растворителя может составлять до 50%.

В зависимости от доли растворителя температура пленкообразования может варьироваться. Чем выше доля растворителя, тем ниже температура пленкообразования. Как правило, температура пленкообразования для композиций согласно изобретению составляет в зависимости от содержания растворителя от -10° до 100°C.

Вязкость композиции для покрытия поверхности согласно изобретению составляет 25-500 мПа·сек.

Регулировать желаемую вязкость целесообразно путем подбора содержания растворителя. Предпочтительно в качестве растворителя применяют смесь вода/изопропиловый спирт в отношении 1:1.

Вязкость можно, в частности, подбирать также специально в зависимости от применяемого способа нанесения.

В частности, при нанесении нескольких слоев отдельные слои могут обладать разной вязкостью, причем также могут благоприятным образом применяться различные по весу слои.

Особенно предпочтительно при первом нанесении, например, на впитывающую основу, такую как бумага, нетканый материал и им подобные, в первом слое наносить композицию для покрытия согласно изобретению с вязкостью 20-70 мПа·сек и весом наносимого слоя 0,25-0,75 г/м².

Благодаря этому снижается впитываемость основы, возможно, имеющей покрытие. Затем вторым слоем наносят композицию согласно изобретению для покрытия поверхности с вязкостью 300-500 мПа·сек, причем вес наносимого слоя может составлять в этом случае примерно 1-2 г/м². Тем самым улучшается защита основы, возможно, имеющей покрытие, от химических, физических и/или механических воздействий, без ущерба детектируемости функционального покрытия, возможно имеющегося на основе.

В другом способе осуществления может наноситься композиция согласно изобретению для покрытия поверхности с вязкостью от 200 до 450 мПа·сек и весом наносимого слоя примерно 1,2-1,7 г/м².

В этом случае также первым нанесенным слоем, прежде всего уменьшают, если необходимо, впитываемость основы, возможно, имеющей покрытие. Для основы с ограниченной впитываемостью с помощью первого покрытия достигается внутреннее соединение композиции для поверхностного покрытия с основой и защита от химических, механических и/или физических воздействий.

Дальнейшим нанесением слоя композиции для поверхностного покрытия достигается более высокая защита основы от химических, физических и/или механических воздействий без нанесения ущерба детектируемости функциональных покрытий, имеющихся на основе.

Еще в одном варианте осуществления на основу, при необходимости с покрытием, могут наноситься также три или более слоев, причем при этом вязкость композиции согласно изобретению для покрытия поверхности преимущественно составляет 80-220 мПа·сек при весе наносимого слоя примерно 0,6-0,9 г/м².

Передаточный растр выбирается при этом в зависимости от вязкости, причем чем ниже вязкость, тем меньший выбирают заполняемый объем ячейки передаточного растра.

Композиции для покрытия поверхности, нанесенные в разных слоях, могут иметь одинаковые или различные составы, в частности, иметь одинаковые или различные основные компоненты и/или добавки.

В одном предпочтительном варианте осуществления композиция для покрытия поверхности может, как уже описано, иметь соединение с концевыми гидроксильными группами. Тогда основа, покрываемая композицией для покрытия поверхности, может предпочтительно содержать реактивный компонент, который реагирует с компонентом композиции для покрытия поверхности, содержащим реакционноспособные гидроксильные группы. Этот реактивный компонент может также находиться в покрытии, уже находящемся на основе. Примерами подобных реактивных компонентов являются, например, изоцианаты.

При нанесении поверхностного покрытия реактивный компонент композиции для покрытия реагирует с реактивным компонентом на основе, при этом достигаются улучшенная адгезия и улучшенная защитная функция.

Описанные способы многослойного нанесения способствуют ровному расположению лакового покрытия и повышенной плотности.

Поверхностное покрытие согласно изобретению может быть нанесено любым известным способом нанесения лака или покрытия или способом печатания, например способом трафаретной печати, глубокой печати, флексографической печати, или предпочтительно способом наката или растровым способом, или с линейным растром соответственно при совместном движении или с противотоком, технологией Slot-Eye или покрытием, наносимым поливом, или путем намазывания, распыления и подобными.

Предпочтительно композицию для покрытия поверхности согласно изобретению наносят на основу, направляемую охлажденными или нагретыми валками, в терморегулируемых условиях.

Композиция для покрытия согласно изобретению обеспечивает покрытую ею основу повышенным сроком службы.

Она снижает при необходимости впитываемость основы и, в особенности, является также устойчивой к загрязнению.

Покрытие согласно изобретению может, кроме того, быть нанесено любым способом печати или нанесения покрытий в несколько слоев на всю поверхность или часть поверхности, и оно может при необходимости также быть снабжено поверхностной структурой.

В качестве основы, помимо свободной от целлюлозы бумаги или бумаги, содержащей целлюлозу, могут рассматриваться также все основы, основанные на пластике, таком как, например, из PI, PPMOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, ПВХ.

Далее, в качестве основы может служить также металлическая фольга, например фольга из Al, Cu, Sn, Ni, Fe или высокосортной стали. Фольга может также иметь обработанную поверхность, иметь покрытие или быть кашированной, например, пластиком, или лакированной.

Далее, в качестве основы могут применяться текстильные материалы, такие как ткани или нетканые материалы, как нетканые материалы из комплексных нитей, штапельного волокна и им подобные, которые при необходимости могут быть прошиты или каландрированы. Предпочтительно такие ткани или нетканые материалы состоят из синтетических материалов, таких как PP, PET, PA, PPS и им подобных, но могут также применяться ткани или нетканые материалы из натуральных, при необходимости обработанных, волокон, такие как ткани и нетканые материалы из вискозного волокна, пеньки или кенафа, или их смеси с синтетическими волокнами.

Далее, основы уже могут быть снабжены одним или несколькими слоями краски и/или лака или также иметь введенные внутрь элементы или элементы, нанесенные с помощью клея горячей или холодной сварки или самоклеящегося компонента, в частности элементы защиты всевозможных видов и форматов.

Поверхностное покрытие согласно изобретению отличается, кроме всего прочего, также и тем, что оно может быть нанесено описанными далее слоями краски и/или лака, которые также могут находиться на основе. Кроме того, можно также с помощью известного способа тиснения снабдить покрытие поверхности поверхностной структурой, например микроструктурой, дифракционной структурой, голографической структурой или рельефной структурой, причем эти структуры также уже могут находиться на основе.

В качестве слоев краски или лака могут соответственно применяться различные композиции. Композиция отдельного слоя может меняться, в частности, в зависимости от его назначения, то есть от того, служат ли отдельные слои исключительно для декоративных целей или должны представлять собой функциональные слои, или от того, является ли слой как декоративным, так и функциональным слоем.

Напечатанные слои могут быть окрашенными или неокрашенными. В качестве пигментов могут применяться все известные пигменты, например пигменты на неорганической основе, такие как диоксид титана, сульфид цинка, каолин, сульфат бария, ATO, FTO, алюминий, оксиды хрома и кремния, или пигменты на органической основе, такие как фталоцианин синий, изоиндолидин желтый, диоксазин фиолетовый и им подобные, а также цветные и/или инкапсулированные пигменты в связующих системах, осушаемых химически, физически или реакционно. В качестве красителей рассматриваются, например, 1,1- или 1,2-хром-кобальтовые комплексы. При этом применимы содержащие растворитель системы красителей и/или лакокрасочные системы, водные системы, а также лакокрасочные системы, не содержащие растворителей.

В качестве связующего могут рассматриваться различные натуральные или синтетические связующие, такие как, например, натуральные масла и смолы, такие как фенолформальдегидная, мочевиноформальдегидная, меламиновая, кетональдегидная, альдегидная, эпоксидная, политерпеновая смолы. В качестве дополнительного связующего могут применяться, например, полиэфиры, поливиниловые спирты, поливинилацетаты, поливиниловые эфиры, поливинилпропионаты и поливинилхлориды, поли(метил)акрилаты, полистиролы, олефины, нитроцеллюлоза, полиизоцианат, уретановые системы.

Функциональные слои, могут иметь, например, определенные электрические, магнитные, химические, физические, а также оптические свойства.

Для регулирования электрических свойств, например проводимости, могут добавляться, например, графит, сажа, проводящие органические или неорганические полимеры, металлические пигменты (например, медь, алюминий, серебро, золото, железо, хром и им подобные), металлические сплавы, такие как медь-цинк или медь-алюминий, или также аморфные или кристаллические керамические пигменты, такие как ITO, ATO и им подобные. Далее, в качестве добавок могут применяться также легированные или нелегированные полупроводники, такие как, например, кремний, германий, арсенид галлия, селен, или ионные проводники, такие как аморфные или кристаллические оксиды металлов или сульфиды металлов. Далее, для регулирования электрических свойств слоя могут применяться или добавляться полярные или частично полярные соединения, такие как ПАВ, или неполярные соединения, такие как силиконовые добавки, или гигроскопичные или негигроскопичные соли. Также могут добавляться органические полимеры с собственной проводимостью, такие как полианилин, полиацетилен, полиэтилендиокситиофен и/или полистиролсульфонат.

Для регулирования магнитных свойств могут применяться парамагнитные, диамагнитные, а также ферромагнитные вещества, такие как железо, никель, барий и кобальт, или их соединения или соли (например, оксиды или сульфиды). Особенно подходят оксиды Fe(II) и Fe(III), ферриты бария и кобальта, редкие земли и им подобные.

На оптические свойства слоя можно влиять с помощью видимых красок или пигментов, люминесцирующих красителей или пигментов, которые флюоресцируют или фосфоресцируют в диапазоне видимого света, в УФ-диапазоне или в ИК-диапазоне, термочувствительными красками или пигментами, пигментами, создающими эффекты, такими как жидкие кристаллы, пигменты переменного цвета с перламутровым блеском, бронзовые и/или многослойные. Они могут применяться во всех возможных комбинациях.

Можно также комбинировать разные свойства путем добавления различных вышеназванных добавок. Так, можно применять окрашенные и/или проводящие магнитные пигменты. При этом применимы все указанные проводящие добавки.

В частности, для окрашивания магнитных пигментов можно применять все известные растворимые и нерастворимые красители или пигменты. Так, например, коричневой магнитной краске может быть придан металлический, например серебристый, оттенок путем добавления металлов.

Композиция для покрытия поверхности согласно изобретению пригодна, в частности, для нанесения на впитывающие основы, такие как бумага, нетканый материал, ткань и им подобные, но также и для нанесения на менее впитывающие основы, такие как пластиковые основы или металлические основы.

Пример 1.

Поверхностное покрытие следующего состава:

акрилатная дисперсия (AVECIA; NeoCryl А1052) Tg=20°С, MFT=50°C60 вес.%вода20 вес.%изопропанол17 вес.%полиимин (AVECIA Cross Linker CX100)3 вес.%

наносили на эмиссионную бумагу с обеих сторон флексографическим способом печатания в 2 слоя. Покрытая таким образом эмиссионная бумага устойчива к загрязнению, и затем на нее может наноситься печать.

Пример 2.

акрилатная дисперсия (Trub AG, Tecryl) Tg=5°С, MFT=30°C70 вес.%вода15 вес.%изопропанол11 вес.%полиимин (AVECIA Cross Linker CX 100)4 вес.%

Вышеуказанную композицию наносили на эмиссионную бумагу в три слоя, затем на эмиссионную бумагу наносили печать.

Изобретение относится к композиции для покрытия поверхности бумаги, содержащей и не содержащей целлюлозу, бумаги с термоактивируемым покрытием и/или пластиковыми основами, причем композиция для покрытия поверхности образована на основе дисперсий акриловых полимеров, или дисперсий акрилостирольных сополимеров, или полиуретановых дисперсий, или полиэфиракрилата, причем дисперсии акриловых полимеров или дисперсии акрилостирольных сополимеров имеют T_g в диапазоне от -20 до+100°С и MFT в диапазоне 0-100°С, причем дополнительно композиция содержит полиимин, и композицию для покрытия поверхности наносят по меньшей мере двумя слоями, причем вязкость композиции составляет от 25 до 500 мПа·сек и в отдельных слоях может быть различной, причем содержание растворителя в композиции для покрытия составляет от 5 до 50 мас.% от массы композиции, а также относится к изделию, представляющему собой ценные бумаги, бумагу для денежных знаков, бумагу с термореактивным покрытием, пластиковые основы или металлические основы, снабженные двумя или более слоями указанной выше композиции для покрытия. Покрытие служит для сохранения свойств бумаги, устойчиво к загрязнениям, обеспечивает повышенный срок службы основы с нанесенным покрытием, а также пригодно для печатания. 2 н. и 24 з.п. ф-лы.

1. Композиция для покрытия поверхности бумаги, свободной от целлюлозы, бумаги, содержащей целлюлозу, бумаги с термоактивируемым покрытием и/или пластиковых основ, отличающаяся тем, что композиция для покрытия поверхности образована на основе дисперсий акриловых полимеров, или дисперсий акрилостирольных сополимеров, или полиуретановых дисперсий, или полиэфиракрилата, причем суспензии акриловых полимеров или дисперсии акрилостирольных сополимеров имеют температуру стеклования (T_g) от -20 до+100°С и температуру течения расплава (MFT) в диапазоне 0-100°С, причем композиция дополнительно содержит полиимин, и композиция для покрытия поверхности наносится по меньшей мере двумя слоями, причем вязкость композиции для покрытия поверхности составляет от 25 до 500 мПа·с и может быть различной в отдельных слоях, причем содержание растворителя в композиции для покрытия составляет от 5 до 50% от массы композиции.2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что композиция для покрытия поверхности образована на основе анионных дисперсий акриловых полимеров, или дисперсий акрило-стирольных сополимеров, или полиуретановых дисперсий, или полиэфиракрилата.3. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что композиция содержит 0,1-20 мас.% полиимина.4. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит соединение с концевыми гидроксильными группами, представляющее собой полиэфирполиол с содержанием гидроксильных групп > примерно 3%.5. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что композиция содержит соединение с концевыми гидроксильными группами, представляющее собой полиэфирполиол с содержанием гидроксильных групп > примерно 3%.6. Композиция по одному из пп.1, 2 и 5, отличающаяся тем, что композиция отверждается при облучении, в частности при облучении УФ-излучением.7. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что композиция отверждается при облучении, в частности при облучении УФ-излучением.8. Композиция по п.4, отличающаяся тем, что композиция отверждается при облучении, в частности при облучении УФ-излучением.9. Композиция по одному из пп.1, 2, 5, 7 и 8, отличающаяся тем, что она пригодна для печати несколькими слоями краски и/или лака и/или может быть снабжена поверхностной структурой.10. Композиция по п.6, отличающаяся тем, что она пригодна для печати несколькими слоями краски и/или лака и/или может быть снабжена поверхностной структурой.11. Композиция по одному из пп.1, 2, 5, 7, 8 и 10, отличающаяся тем, что она может быть нанесена на бумагу, свободную от целлюлозы, или на целлюлозосодержащую бумагу, на бумагу с термоактивируемым покрытием, на пластиковые основы, на металлические основы, на нетканый материал или ткань любым способом нанесения на основу лака, покрытия или способом печатания.12. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что она может быть нанесена на бумагу, свободную от целлюлозы, или на целлюлозосодержащую бумагу, на бумагу с термоактивируемым покрытием, на пластиковые основы, на металлические основы, на нетканый материал или ткань любым способом нанесения на основу лака, покрытия или способом печатания.13. Композиция по п.4, отличающаяся тем, что она может быть нанесена на бумагу, свободную от целлюлозы, или на целлюлозосодержащую бумагу, на бумагу с термоактивируемым покрытием, на пластиковые основы, на металлические основы, на нетканый материал или ткань любым способом нанесения на основу лака, покрытия или способом печатания.14. Композиция по п.6, отличающаяся тем, что она может быть нанесена на бумагу, свободную от целлюлозы, или на целлюлозосодержащую бумагу, на бумагу с термоактивируемым покрытием, на пластиковые основы, на металлические основы, на нетканый материал или ткань любым способом нанесения на основу лака, покрытия или способом печатания.15. Композиция по п.9, отличающаяся тем, что она может быть нанесена на бумагу, свободную от целлюлозы, или на целлюлозосодержащую бумагу, на бумагу с термоактивируемым покрытием, на пластиковые основы, на металлические основы, на нетканый материал или ткань любым способом нанесения на основу лака, покрытия или способом печатания.16. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что она может быть нанесена на основу, содержащую реактивный компонент, или вместе с покрытием, который содержит реактивный компонент.17. Композиция по п.4, отличающаяся тем, что она может быть нанесена на основу, содержащую реактивный компонент, или вместе с покрытием, который содержит реактивный компонент.18. Композиция по п.6, отличающаяся тем, что она может быть нанесена на основу, содержащую реактивный компонент, или вместе с покрытием, который содержит реактивный компонент.19. Композиция по п.9, отличающаяся тем, что она может быть нанесена на основу, содержащую реактивный компонент, или вместе с покрытием, который содержит реактивный компонент.20. Композиция по п.13, отличающаяся тем, что она может быть нанесена на основу, содержащую реактивный компонент, или вместе с покрытием, который содержит реактивный компонент.21. Композиция по одному из пп.5, 7, 8, 10, 12-15, отличающаяся тем, что она может быть нанесена на основу, содержащую реактивный компонент, или вместе с покрытием, который содержит реактивный компонент.22. Изделие, представляющее собой ценные бумаги, бумагу для денежных знаков, бумагу с термоактивируемым покрытием, пластиковые основы или металлические основы, снабженные двумя или более слоями композиции по одному из пп.1-21.23. Изделие по п.22, отличающееся тем, что отдельные слои композиции имеют одинаковые или разные составы.24. Изделие по п.22 или 23, отличающееся тем, что ценные бумаги, или бумаги для денежных знаков, или пластиковые основы имеют введенные внутрь или нанесенные элементы защиты.25. Изделие по п.22 или 23, отличающееся тем, что поверхностное покрытие пригодно для нанесения дополнительных слоев краски или лака и/или снабжено поверхностной структурой.26. Изделие по п.24, отличающееся тем, что поверхностное покрытие пригодно для нанесения дополнительных слоев краски или лака и/или снабжено поверхностной структурой.