NO763021L - - Google Patents

Abstract

Folie eller foliesammensetning av termoplastisk kunststoff med optiske uhomogeniteter.

Description

Oppfinnelsen vedrører en folie eller en foliesammensetning av lysgjennomtrengelig termoplastisk kunststoff med optiske uhomogeniteter, som i en polarisasjonsoptisk anordning gir polarisasjonsoptiske bilder. Oppfinnelsen ved-

rører videre fremgangsmåter til fremstilling av en slik folie eller foliesammensetning, idet de optiske uhomogeniteter i folien og i foliesammensetning foreligger etter et ønsket eller et reproduserbart mønster. Oppfinnelsen vedrører videre anvend-elsen av en slik folie eller foliesammensetning til fremstilling av forfalskningssikre bruksartikler.

Bruksartikler som har en viss verdi, som dokumenter, betalingsmidler eller andre såkalte verdipapirer bør være be-skaffent således at deres forfalskning eller falskgjøring på

den ene side er vanskeligst mulig å bevirke, på den annen side lett og hurtig å oppdage.

I den senere tid anvendes i økende grad termoplastiske kunststoff-folier til fremstilling av slike bruksartikler som f.eks. identitetskort, kontokort, kredittkort. Her er det fremfor alt vanlig med sammensetninger av slike folier med hverandre samt med andre for det meste trykkede, påskrevne eller belagte informasjonsbærere, som f.eks. papir, fotografier, magnetsjiktbærere, idet disse sammensetninger også kan inneholde metallfolier, helflatet eller i strimler.

Det er kjent, for å øke forfalskningssikkerheten,

å anvende trykkmønstre som er vanskelige å kopiere og bestemte spesialtrykkfarver. Videre er det kjent å markere trykkbæreren ved vanntegn eller ved farvede fibre. Spesielt ved kunststoff-folier er sistnevnte metoder ikke anvendbare, da f.eks. ved innarbeidelse av fibre i den ved papir vanlige form opptrer for-arbeidelsesvanskelighéter ved flyteforstyrrelser etc, dessuten er et partielt forskjellig-farvet underlag ofte uønsket, da den

eksempelvis ofte påvirker den klare lesbarhet av trykket, spesielt ved ugunstig lysforhold og også ofte heller ikke tilfredsstiller estetisk. Dessuten blir en uten ethvert hjelpemiddel synlig markering lett erkjent av en eventuell forfalsker, hvilket nedsetter beskyttelsesvirkningen og muligheten nedsettes til å gripe benytteren av et falskt dokument eller betalingsmiddel på fersk gjerning.

Det kan også av andre grunner være ønskelig å kjennetegne termoplastiske kunststoff-folier resp. herav under glasstemperaturen for kunst-stoff-folien fremstilte bruksgjenstander ikke synlig med det blotte øye, eksempelvis kan fremstilleren av slike gjenstander ved eventuell reklama-sjon erkjenne om man har produsert den påklagede vare eller en annen har produsert, uten å måtte anbringe muligvis for-styrrende synlige kjennetegn, som påtrykk, pregninger etc.

på varene.

Por fremstilling av varemerkelignende mønstringer

i folier av polyvinylklorid eller beslektede kunststoffer er det kjent en fremgangsmåte, idet en i støpe- e.ller valse-fremgangsmåten fremstillet folie før strekking uten trykk føres over en til en temperatur over kunststoffets mykningspunkt oppvarmet valse, som på sin omkrets har en til det ønskede mønster svarende, svakt profilering (tysk patent nr. 890.712). Ved den forskjellige varmeovergang til folien ved de glatte resp. profilerte deler av den oppvarmede valse viser folien mattere deler i overflaten, som har form av det profilerte mønster på en generelt glinsende grunnflate.

Denne fremgangsmåte har den ulempe at kjennetegnet er synlig med det blotte øye og forsvinner helt eller delvis ved den termoplastiske videreforarbeidelse av slike folier,

alt etter forarbeidelsesbetingelser. Spesielt for fremstilling av umerkelig kjennetegnede sjekk-, kreditt- eller identitetskort er slike folier ubrukelige.

Det er videre kjent at det i termoplastiske kunst-stoffolier kan foreligge optiske uhomogeniteter, som beror på spenningstilstander og/eller molekylorienteringer, som vanligvis stammer fra folienes fremstillingsprosess og at ved iakttagelse av slike gjennomsiktige, dvs. lysgjennomtrengelige folier i en polarisasjonsoptisk anordning er polarisasjonsoptiske bilder synlige (tidsskriftet "Gummi-Asbest-Kunststoffe", nr. 8, 1972, side 724 til 730). Disse bilder har i forhold til de nevnte ved preging fremstilte vannmerker riktignok den fordel at de bare kan gjøres synlige i en polarisasjonsoptisk anordning, de er imidlertid lite egnet for en karakterisering av den innledningsvis omtalte type, da de ved tilfeldigheter i fremstillingsprosessen sterkt kan endres i deres stilling og form og derfor ikke er reproduserbare nøyaktig i deres form. Dette utelukker forfalskningssikkerheten av disse bilder.

Til grunn for oppfinnelsen ligger nå den oppgave

å tilveiebringe en termoplastisk kunststoffolie eller foliesammensetning, som har mønstringer (bilder), som ikke kan iakt-tas med det blotte øye og er sterk f offalskningssikker.

Denne oppgave løses ved hjelp av en folie eller

en foliesammensetning av lysgjennomtrengelig termoplastisk kunststoff med optiske uhomogeniteter, som i en polarisasjonsoptisk anordning gir polarisasjonsoptiske bilder med det kjennetegn at de optiske uhomogeniteter i folien og i foliesammensetningen foreligger et ønsket og reproduserbart mønster.

En fremgangsmåte til fremstilling av folien eller foliesammensetningen ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedat i en termoplastisk kunststoffolie frembringes ved en temperatur som ligger i kunststoffets flyteviskose temp eraturområde tykke steder etter et ønsket mønster og at den med mønstret utstyrte folie eventuelt sammen med minst en ytre folie presses ved en temperatur som ligger i kunststoffets gummielastiske temperaturområde for å glatte tykkstedene for frembringelse av optiske uhomogeniteter.

Frembringelsen av de tykke steder i folien må foregå under slike betingelser at det dermed ikke forblir eller bare forblir små spenningstilstander i folien. Dette er tilfelle når folien under frembringelse av de tykke steder har en temperatur som ligger i det flytende viskose temperaturområde for foliekunststoffet. Dette temperaturområdet er karak-teristisk for de enkelte termoplastiske kunststoffer, likeledes som deres glasstemperatur og det dertil tilknyttede gummielastiske temperaturområde og omtales i litteraturen (sammenlign eksempelvis "Die Physik der Hochpolymeren", 4. bind av H.A. Stuart, Springer-Verlag, Berlin 1956, side 16 til 19 eller "Polymer Handbook", 2. opplag av J. Brandrup, E.H. Immergut, Verlag Wiley-Interscience, New York). Følgelig foregår frem bringelsen av de tykke steder, eksempelvis i en mykningsmiddelfri, varmestabilisert polyvinylkloridolie ved en temperatur fra ca. l60 til 250°C, fortrinnsvis fra 190 til 230°C og i en folie av ikke krystallinsk polystyren ved 170 til 250°C, fortrinnsvis ved 190 til 230°C.

Frembringelsen av de tykke steder kan eksempelvis foregå under jPoliebanens fremstilling. Fremstilles de i kalan-dreringsfremgangsmåten, eksempelvis ved at man forsyrer overflaten av den ene eller de to siste kalandervalser med tilsvarende fordypninger eller utsparinger. Foliebanen, som går over valsen eller valsene- og derved vanligvis har en temperatur som ligger i det flytende viskose temperaturområdet av foliens kunststoff opptar valsene eller valsenes utsparingsmønster i seg og beholder det også under den etter å ha forlatt siste kalandervalse tilknyttede avkjølings- og oppviklingsprosess. Eksempelvis har de siste to kalandervalser ved kalandrering av en polyvinylklorid-hårdfolie vanligvis en temperatur fra l80 til 210°C, således at også foliebanen på dette sted oppvarmes til denne temperatur.

Ved fremstilling- av en foliebane ved ekstrudering kan det frembringes tykke steder i foliene, eksempelvis ved at man forsirer dysespalten med tilsvarende utsparinger.

Foregår fremstillingen av folien diskontinuerlig

i en presse fra råstoffblandingen, et forgranulat eller en forfolie, eksempelvis en valsefell, vil man utstyre en eller begge pressplater med fordypninger (utsparinger) i form av det senere ønskede mønster.

De i folien etter et bestemt ønsket mønster frembragte tykke steder bør heve seg minst 5%, referert til foliens tykkelse, målt absolutt rundt minst 5/Um, fortrinnsvis rundt 20 til 300^um, over foliegrunnflaten.

De ved fremstilling av en foliesammensetning be-nyttede ytterligere folier kan ha samme sammensetning som første folie. Det er imidlertid også mulig for dette formål å anvende folier av annen sammensetning, hvis det på denne måte lar seg virkeliggjøre målet ifølge oppfinnelsen. Hertil må framfor alt det termiske forhold være tilsvarende, dvs.

det flytende-viskose og gummielastiske temperaturområde må være tilsvarende eller likt.

Ved utpressing av de frembragte tykke steder bø^

det i kunststoffolien eller foliesammensetningen frembringes spennings- og/eller molekylorienteringstilstander. Det fore-

går ved en temperatur som ligger i kunststoffets gummielastiske temperaturområde. På fordelaktig måte foregår utpresningen av fortykkelsene ved en temperatur som ligger noe over foliekunststoffets glasspunkttemperatur. Følgelig sammenpresser man eksempelvis en mykningsmiddelfri varmestabilisert folie, som er utstyrt med et tykkstedmønster, av polyvinylklorid (glasspunkttemperatur 75°C) ved en temperatur fra 80 til 150°C, fortrinnsvis fra 120 til l4o°C og en folie av ikke krystallinsk polystyren (glasspunkttemperatur 85°C) ved 90 til 150°C, fortrinnsvis ved 110 til 130°C. Utpressingen foregår hensiktsmessig med de i kunststoff-forarbeidelsen vanlige pressmaskiner. Ved utpresning av tykkstedmønstre oppstår det i folien til dette mønster svarende uhomogeniteter.

En ytterligere fremgangsmåte til fremstilling av folien eller foliesammensetningen ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedat minst en folie av termoplastisk kunststoff presses sammen med et flategitter, hvis gittersteg tilsvarer det senere ønskede mønster ved en temperatur som ligger i kunststoffets gummielastiske område, til en folie resp. en foliesammensetning med glatt overflate.

For fremstilling av en sammensetning presses to eller flere folier (grunnfolier) med et flategitter (gitterfolie). Grunnfolie og gitterfolie består fortrinnsvis av samme termoplastiske kunststoff.

Grunnfolie og gitterfolie kan imidlertid også be-stå av forskjellige materialer, hvis derved er mulig med mønstre, som ikke kan sees med det blotte øye. Hertil må fremfor alt det termiske og optiske forhold være likt, dvs. det må for dette formål kombineres kunststoffer som har et likt eller tilsvarende flytende-viskost og gummi-elastisk temperaturområde og hvis brytningsindekser er like.

Flategittere som skal forarbeides ifølge oppfinnelsen kan eksempelvis fremstilles ved utstansning av bestemt formede mønstre av flaten av en termoplastisk kunststoffolie eller i sprøytestøpefremgangsmåten. Flategittere (gitterfolien) bør ha en tykkelse som ligger rundt minst 5% over tykkelsen av folien eller foliene som den skal sammenpresses med, absolutt målt rundt minst 5/Um, fortrinnsvis rundt 40^um til 400^um over.

Utseende av flategitteret kan velges etter ønske; dette gjelder også for anordningen av fortykningsstedene. Således kan det eksempelvis frembringes geometriske mønstre,

som sirkler, elipser, tre-, fire- eller flerkanter, kryss,

romber eller bølgelinjer samt blomstermønstre, skrifttegn,

tall eller andre grafiske gjengivelser. Fortrinnsvis anvendes uendelige tilbakevendende mønstre.

Sammenpresning av grunnfolie eller folier og flategittere som kan foretas i en vanlig pressmaskin foregår for samme formål (frembringelse av spenningstilstander, molekyl-orientering) og ved samme temperatur, som også sammenpresning av fortykningsstedmønstrene ble foretatt. På fordelaktig måte sammenpresser man altså grunnfolie eller folier og flategitter ved en temperatur som nå ligger noe over foliekunststoffets glasspunkttemperatur. Ved sammenpresning sammensveiser grunnfolie eller folier og gitterfolie i hverandre og mønstre av flategittere overføre i grunnfolien som optisk uhomogenitet.

Gåes det eksempelvis ut fra polyvinylkloridfolier (grunnfolie, gitterfolie) foregår pressingen ved en temperatur fra 80 til 150°C, fortrinnsvis fra 120 til l40°C. Selve sammenpres-

ningen kan foretas i de vanlige pressmaskiner.

For fremstilling av folie eller foliesammensetningen ifølge oppfinnelsen kommer det i betraktning alle de i det vesentlige ikke krystallinske termoplastiske kunststoffer, som lar seg forarbeide til folier etter de vanlige fremgangsmåter, som ekstruderings-, kalandrerings-, støpe- eller pressfremgangs-måter.

Eksempelvis skal det nevnes:

Polystyren, dens blandings- og podningspolymerisater med akrylnitril, butadien-, akryl- og metakrylsyreestere,

som metylmetakrylat, butylakrylat, polyvinylklorid, dets ko-

og podningspolymerisater med vinylestere av rettlinjede eller forgrenede karboksylsyrer med 2 til 20, fortrinnsvis 2 til 4 C-atomer, som vinylacetat, vinylpropionat, vinylstearat, vinyl-etere, akryl- og metakrylsyreestere, som butylakrylat, metylmetakrylat, N-cykloheksylmaleinimid, akrylnitril, styren, olefiner som etylen, propylen, diolefiner, som butadien, vinylhalogenider som vinylidenfluorid, vinylidenklorid, umettede

syrer som fumar-, malein-, akryl-, metakrylsyre og deres mono- og diestere med mono- eller dialkoholer med 1 til 10 C-atomer, N-substituerte maleinimidér. Kopolymerisatene kan også inneholde blandinger av tilsvarende monomere, polyakryl-syreestere, polymetakrylsyreestere, polyvinylestere, polyamider, polyestere, polykarbonater, termoplastiske celluloseestere,

som celluloseace.tobutyrat, polyvinylidenhalogenider, som poly-vinylidenklorid, polyolefiner som polyetylen eller propylen, termoplastiske p-lyuretaner etc.

Til podningspolymerisasjo^med yinylklorid kan

det eksempelvis anvendes elastomere polymerisater, som ble dannet ved polymerisasjon av en eller flere av følgende monomere: Diener som but.adien, cyklopentadien, olefiner, som etylen, propylen, styren, umettede syrer, som akryl- eller metakrylsyre samt'deres estere med mono- eller dialkoholer med 1 til 10 karbonatomer, akrylnitril, vinylforbindelser som vinylestere av rettlinjede eller forgrenede karboksylsyrer med 2 til 20, fortrinnsvis 2 til 4 karbonatomer, vinylhalogenider som vinylklorid, vinylidenklorid.

Spesielt egnet er homopolymerisater av vinylklorid eller styren samt'"'kopolymerisater eller podningsb landingspoly-merisater av vinylklorid eller styren med minst 60 vekt%, fortrinnsvis 85 vekt%, referert til polymerisat, av polymerisert vinylklorid-, resp. styrenenheter.

Til de termoplastiske kunststoffer kan det settes forarbeidelseshjelpestoffer, som stabilisatorer mot varme-, lys- og oksydativ påvirkning, eksempelvis organotinnstabili-satorer, urinstoff og tiourinstoff samt deres derivater, salter av jordalkalimetaller samt av sink, barium, kadmium eller bly med alifatiske karboksylsyrer eller oksykarboksylsyrer, eventuelt sammen med alkylsubstituerte aromatiske hydroksylforbind-elser, som ditertiærbutylparakresol, dibutylhydroksynaftalin eller tertiærbutylhydroksyanisol, glidemidler, eksempelvis stearinsyre, montansyre, glycerolmonooleat, bis-stearyl- resp. bis-palmitoyl-etylendiamin, montansyreester av etandiol eller 1,3-butandiol, videre oppløselige farvestoffer, optiske lys-gjørere, pigmenter og ytterligere egnede tilsetninger. Det må bare påses at de ifølge oppfinnelsen fremstilte folier eller foliesammensetninger har tilstrekkelig lysgjennomtrengelighet. Dette er nemlig tvangsmessige nødvendig, for i den polarisasjons optiske anordning også å få tydelige synlige mønstre. De an-vendte termoplastiske kunststoffer resp. termoplastiske kunst-stoff-folier er hensiktsmessig fri for mykningsmidler. De kan imidlertid prinsippielt også inneholde mykningsmidler, idet imidlertid innholdet av mykningsmidler bare bør være så høyt at de optiske uhomogeniteter ifølge oppfinnelsen ennu er frem-stillbare. Vanligvis er dette ennu å oppnå ved mykningsmiddel-deler inntil 10 vekt$, fortrinnsvis inntil<r>"5 vekt%, referert til kunststoff.

Tykkelsen av folien eller foliesammensetningen ifølge oppfinnelsen kan varieres innen vide grenser, hensiktsmessig ligger den i området på 75/Um til 2000/um, fortrinnsvis fra 150/Um til 1000/um.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fåes folier eller foliesammensetninger, som med det blotte øye ser full-stendig jevnt, mellom kryssende polarisasjonsfiltere (polarisatorjanalysator) viser imidlertid et klart omrisset bilde av de pressede fortykningssteder eller det pressede flategitter. Iakttagelse i polarisert lys mellom polarisator og analysator kan foregå såvel i gjennomlysning som også i reflektert lys. I sistnevnte tilfelle forstyrrer ikke lysugjennomtrengelig underlag, hvis de tillater en tilstrekkelig lysrefleksjon ved fase-grensen mellom folie og underlag.

Kjennetegning av folier eller foliesammensetninger samt herav fremstilte bruksgjenstander innen oppfinnelsens ramme er spesielt fordelaktig fordi disse kjennetegn hurtig kan gjøres synlig med enkle midler så ofte som ønskelig og uten ulempe for bruksgjenstanden. Dessuten er et valgt kjenne-tegnsmønster lett reproduserbart.

Foliene og ■ foliesammensetningene ifølge oppfinnelsen kan anvendes overalt hvor det kreves diskret markerte folier, eksempelvis til fremstilling av informasjonsbærere, spesielt av konto-, kreditt- og identitetskort samt dokumenter og andre verdipapirer. De egner seg også som bestanddeler av sammensetninger med andre folier og/eller papirer.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av noen eksempler.

Eksempel 1.

En blanding for en glassklar hård-PVC-folie, som i det vesentlige består av suspensjons-PVC av K-verdi 60 og er stabilisert med oktyltinn, forgeledannes over et blandings-valseverk (valsetemperatur 150°C). Den plastifiserte masse haes deretter på en fire-valsekalander, hvis siste valse ved et sted i valseballen har rombisk innfreste fordypninger av 0,2 mm dybde og 1 mm bredde. På kalanderen, hvis fire valser (i materialpasseringsretning) er oppvarmet til l80°C, 190°C,

195°C og 200°C frembringes en 200/Um tykk folie, som fjernes fra siste kalandervalse og på vanlig måte avkjøles over kjøle-valser og oppvikles. Innfresningen på ballen av siste kalandervalse danner seg i folien som lokale fortykninger i rombeform.

Fortykningene (rombeformmønster) holdige folie-stykker presses på en oppvarmet laboratoriepresse ved l40°C mellom høyglanspolerte blikk, således at fortykningene ut-

glattes og folien etter presning ikke mere har lokale fortykninger (presstrykk 100 kp/cm p). På den pressede folie kan det med det blotte øye ikke sees noe mønster. Ved iakttagelse av folien mellom to kryssende polarisasjonsfiltere (polarisator - analysator) er den i den upressede folie soml fortykning, til-stedeværende rastéring igjen tydelig ved mørke-lyse forskjeller. Eksempel 2.

Av et stykke av en 200^um tykk glassklar hård-PVC-folie (suspensjons-PVC av K-verdi 60) utstanses et mønster i form av et kvadratisk flategitter, flategitteret legges på en 300/um tykk folie av samme sammensetning (grunnfolie) og presses sammen med denne ved l40°C i en presse med polerte pressplater (presstrykk 100 kp/cm ), således at grunnfolie og flategitter sammensmeltes til en enhetlig jevn tykk folie. På denne kan det med det blotte øye ikke sees noe mønster. Ved iakttagelse mellom to polarisasjonsfiltere (polarisator - analysator) kan det imidlertid sees det kvadratiske mønster av det opprinnelige flategitter tydelig ved lys-mørke forskjeller.

Claims (13)

1. Folie eller foliesammensetning av lysgjennomtrengelig termoplastisk kunststoff med optiske uhomogeniteter, som i en polarisasj.onsoptisk anordning gir polarisasjonsoptiske bilder, k-.a^rna kterisert ved at de optiske uhomogeniteter i folien eller foliesammensetningen foreligger etter et ønsket og reproduserbart mønster.

2. Folie eller foliesammensetning ifølge krav 1, karakterisert ved at det termoplastiske kunst- stoff er et vinylkloridhomopolymerisat eller et vinylklorid-kopolymerisat med minst 60 vekt#, referert til blandingspolymerisat av polymerisert vinylklorid.

3- Fremgangsmåte til fremstilling av folier eller av foliesammensetninger ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at i en termoplastisk kunststoff-folie ved en temperatur, som ligger i det flytende-viskose temperaturområde for kunststoffet frembringes fortykningssteder etter et ønsket mønster og at den med mønstret utstyrte folie eventuelt sammen med minst en ytterligere folie presses ved en temperatur som ligger i kunststoffets gummielastiske temperaturområde for utglatning av fortykningsstedene for frembringelse av optisk uhomogenitet.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at den termoplastiske kunststoffolie er en hårdfolie av et vinylklorid-homopolymerisat eller et vinyl-kloridkopolymerisat med minst 60 vekt%, referert til blandingspolymerisat av polymerisert vinylklorid.

5- Fremgangsmåte ifølge krav 3 og I, karakterisert ved at fortykningsstedene hever seg rundt 20 til 300^ um over folieoverflaten.

6. Fremgangsmåte til fremstilling av folie eller foliesammensetning ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at minst en folie av termoplastisk kunststoff presses sammen med et flategitter, hvis gittersteg tilsvarer det senere ønskede mønster ved en temperatur som ligger i kunststoffets gummielastiske område, til en folie resp. en folie- sammensétning med glatt overflate.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at folie og flategitter består av et vinylklorid-homopolymerisat eller et vinylklorid-blandingspolymerisat med minst 60 vekt%, referert til blandingspolymerisatet av polymerisert vinylklorid.

8. Anvendelse av folie eller foliesammensetning ifølge krav 1 og 2 som informasjonsbærer.

9- Anvendelse av folie eller foliesammensetning ifølge krav 1 og 2 til fremstilling av konto-, kreditt- og identitetskort eller andre dokumenter.

10. Anvendelse av folie ifølge krav 1 og 2 som be-standdel av sammensetning med andre folier og/eller papir.

11. Porfalskningssikre bruksartikler, fortrinnsvis identitets-, konto- eller kredittkort, som inneholder folien eller foliesammensetningen ifølge krav 1 og 2.

12. Informasjonsbærer bestående av folie eller foliesammensetningen ifølge krav 1 og 2.

13. Sammensetninger av folier og papir, karakterisert ved at de inneholder folier ifølge krav 1 og 2.