Heißsiegelfolie Die Erfindung betrifft eine Heißsiegelfolie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein Verfahren zur Herstellung der Heißsiegelfolie sowie eine Verpackung mit einem auf eine Verpackungsoberfläche aufgesiegelten Sicherheitsetikett.

Es besteht ein zunehmender Bedarf an fälschungssicheren Etiketten. Fälschungssichere Etiketten werden vielfach als Originalitätsnachweis auf die Verpackungen von Originalprodukten aufgebracht. Das fälschungssichere Etikett kennzeichnet, dass es sich bei dem verpackten Produkt um ein Originalprodukt handelt. Dazu sind die fälschungssicheren Etiketten nicht lösbar auf der Verpackung aufgebracht, und das Etikett selbst kann ein oder mehrere Sicherheitsmerkmale aufweisen, die oft durch bloßes Betrachten visuell erkennbar sind (offene Merkmale) und zum Teil nur mit Hilfe von Hilfsmitteln erkennbar gemacht werden können (verdeckte Merkmale).

Als besonders fälschungssicher gelten in Sicherheitsetiketten untergebrachte diffraktive Elemente, wie beispielsweise Hologramme, da eine Bildung von Duplikaten der Holo- gramme schwierig und zumindest sehr aufwändig ist.

Hologramme gibt es in vielen verschiedenen Varianten, dementsprechend gibt es viele Klassifikationen, abhängig von der Art der Herstellung, von der Funktionsweise, der Betrachtungsseite und von der Art der Rekonstruktion.

Die hier beschriebenen, für die Produktsicherung eingesetzten Hologramme sind oft Prägehologramme. Diese werden mittels eines Prägestempels in ein erwärmtes Trägermaterial geprägt. Die Hologramme sind weiterhin meistens Weißlichthologramme, deren holografische Informationen sich unter weißem Licht rekonstruieren lassen und so auch bei normaler Beleuchtung mit bloßem Auge erkennbar sind. Hologramme, die sich nur mit besonderen Lichtquellen, insbesondere Laserlicht rekonstruieren lassen, werden meistens als ver- decktes Merkmal eingesetzt.

Bei Prägehologrammen handelt es sich auch um Phasenhologramme. Bei Phasenhologrammen wird die Phase des einfallenden Lichtes beeinflusst, um die Rekonstruktion zu ermöglichen, beispielsweise durch Beeinflussung der Dichte des Hologrammmaterials. Im Unterschied dazu wird bei Amplitudenhologrammen die Intensität des Lichtes beeinflusst, etwa durch Schwärzung des Materials.

Schließlich werden fast ausschließlich Reflexionshologramme verwendet, bei denen Lichtquelle und Beobachter sich auf derselben Seite des Hologramms befinden können, da das Licht vom Etikett reflektiert wird.

Da für die Rekonstruktion Lichtbeugungseffekte genutzt werden, sind Hologrammbilder üblicherweise empfindlich gegenüber der Verformung des Hologramms. Je mehr von der Idealform des Hologramms abgewichen wird, desto unschärfer wird das Bild.

Eine besondere Form von Hologrammen sind Holospots®. Es handelt sich dabei um computerberechnete und laserlithographisch hergestellte Hologramme. Da sie auf einem computergenerierten Punktraster basieren, werden sie oft als Dotmatrix-Hologramme bezeichnet. Sie werden in Reflexion ausgelesen und nutzen Amplitudenänderungen zur Rekonstruktion, weshalb sie auch den Klassen Reflexionshologramm und Amplitudenhologramm zugeordnet werden können.

Bekannt ist es, einen Träger mit in ihn eingebrachten Hologrammen und ggf. weiteren Sicherheitsmerkmalen, beispielsweise sogenannten Holospots®, mittels eines Haftkle- bers auf eine Verpackung aufzukleben. Nachteilig daran ist, dass der so aufgebrachte Holospot® von der Verpackung lösbar ist.

Es ist auch bekannt, sehr dünne Etiketten im Heißsiegelverfahren auf eine Verpackungsoberfläche aufzusiegeln. Üblicherweise sind die Heißsiegeletiketten auch zur besseren Handhabung entlang einer Etikettenbahn in eine Heißsiegelfolie eingebracht. Während des Heißsiegeins werden einzelne Etiketten aus der Etikettenbahn passergenau mittels eines Prägestempels auf die Verpackungsoberfläche gesiegelt. Die Haftung des Etiketts auf der Verpackungsoberfläche ist durch den Heißsiegelkleber zum einen sehr hoch, und weil das Heißsiegeletikett zum anderen sehr dünn ist, kann das Etikett nicht mehr von der Verpackungsoberfläche gelöst werden. Nachteiligerweise drücken Rauheit und Welligkeit der Verpackungsoberfläche in erheblichem Maße durch das dünne aufgesiegelte Etikett durch, so dass ein in dem Heißsiegeletikett untergebrachtes Hologramm nicht mehr in lesbarer Weise durch Bestrahlen mit Laserlicht rekonstruierbar ist. Es ist in einem ersten Aspekt Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heißsiegelfolie für fälschungssichere Sicherheitsetiketten zu verbessern sowie in einem zweiten Aspekt ein Verfahren zu ihrer Herstellung und in einem dritten Aspekt eine Verpackung mit einem fälschungssicheren, besser lesbaren Sicherheitsetikett zur Verfügung zu stellen. In ihrem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch eine eingangs genannte Heißsiegelfolie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Damit ein optisches Sicherheitsmerkmal lesbar ist, darf das Sicherheitsmerkmal Randwerte von Rauheit und Welligkeit nicht überschreiten. Die erfindungsgemäße Heißsiegel- folie ermöglicht es, lesbare optische Sicherheitsmerkmale auf die Randwerte selbst überschreitende Oberflächen, vorzugsweise Kartonoberflächen, aufzusiegeln. Die erfindungsgemäße Heißsiegelfolie weist dazu einen mehrschichtigen Aufbau auf. Er umfasst eine Trägerschicht, vorzugsweise eine auf die Trägerschicht aufgebrachte Releaseschicht, günstigerweise eine auf die Releaseschicht aufgebrachte Heißsiegel- lackschicht und eine darauf aufgebrachte metallisierte Schicht, darauf aufgebracht eine Heißsiegelkleberschicht und letztlich darauf aufgebracht eine erfindungsgemäße Schmelzkleberschicht.

Die metallisierte Schicht kann Aluminiumanteile aufweisen oder eine vollständig aus Aluminium bestehende Schicht sein. Die metallisierte Schicht kann der eigentliche Träger des Sicherheitsmerkmals sein.

Das optische Sicherheitsmerkmal umfasst vorzugsweise ein diffraktives Element. Das Hologramm kann in die metallisierte Schicht mittels eines Lasers eingraviert oder einbelichtet werden. Das optische Sicherheitsmerkmal umfasst besonders bevorzugt ein Hologramm. Das Hologramm ist günstigerweise als rechnerisch erzeugtes Dotmatrix-Hologramm ausgebildet. Es kann jedoch auch durch entsprechende Laseranordnungen fotografisch erzeugt werden.

Während des Heißsiegelns wird der das optische Sicherheitsmerkmal, insbesondere das Hologramm, enthaltende Bereich der Heißsiegelfolie vorzugsweise mittels eines Prägestempels erhitzt und gleichzeitig auf die Oberfläche gedrückt. Die Schmelzkleberschicht ist vorzugsweise entlang der gesamten Ausdehnung der Klebseite der Heißsiegelkleberschicht aufgebracht. Heißsiegelkleber und Schmelzkleber schmelzen vorzugsweise nacheinander und verbinden sich und bilden zusammen nach dem Abkühlen im Bereich zwischen dem Sicherheitsmerkmal, insbesondere dem Hologramm und der Oberfläche, eine stark haftende Verbindung aus.

Die Trägerschicht besteht vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat (PET). Nach dem Heißsiegeln wird die Trägerschicht abgezogen. Die Heißsiegelfolie trennt im gesiegelten Bereich in einer Folienebene entlang der Releaseschicht, und im übrigen Bereich wird die Heißsiegelfolie wieder abgezogen. Dabei bricht entlang eines günstigerweise geschlos- senen Randes des gesiegelten Bereiches quer, vorzugsweise senkrecht, zur Folienebene die vorzugsweise vorhandene Lackschicht auf. Der gesiegelte, das optische Sicherheitsmerkmal umfassende Bereich der metallisierten Schicht verbleibt fest verbunden auf der Oberfläche zusammen mit dem oberflächenabseitig des optischen Sicherheitsmerkmals angeordneten Bereich der Lackschicht. Das fälschungssichere Etikett ist der in dem Heißsiegelvorgang auf die Oberfläche aufgesiegelte Teil der Heißsiegelfolie. Das optische Sicherheitsmerkmal bildet das fälschungssichere Etikett mit aus.

Zweckmäßigerweise sind die optischen Sicherheitsmerkmale entlang der Heißsiegelfolie in einer Bahn angeordnet. Die optischen Sicherheitsmerkmale werden vorzugsweise ein- zeln oder in vorbestimmten Gruppen passergenau der Bahn entlang getacktet auf vorbestimmte Positionen der Oberfläche aufgesiegelt.

Die Rauheit und die Welligkeit der Oberfläche führen zu einer Rauheit und Welligkeit des Hologramms des aufgesiegelten Sicherheitsetiketts, so dass die Rekonstruktion des ho- lographischen Bildes mittels eines Lasers üblicherweise mit zunehmender Rauheit und Welligkeit an Kontrast verliert und so die Erkennbarkeit des Bildes zunehmend erschwert. Sind die Rauheit und die Welligkeit zu groß, kann der Bildinhalt nicht mehr erkannt werden. Der Schwellwert dafür hängt auch vom Hologrammtyp und vom Bildmotiv ab - bei feinen Schriften ist er geringer, bei groben Symbolen höher.

Die Erfindung macht nun von dieser Erkenntnis Gebrauch und löst das Problem der schlechten oder mangelnden Lesbarkeit des optischen Sicherheitsmerkmals, insbesondere Rekonstruierbarkeit des holographischen Bildes, indem auf die Klebseite der Heißsiegelkleberschicht der Heißsiegelfolie eine Schmelzkleberschicht aufgebracht ist. Der Schmelzkleber glättet die Rauheit und ebnet die Welligkeit der Oberfläche, ohne dabei die Haftungseigenschaften des Heißsiegelklebers merkbar negativ zu beeinflussen Er macht das optische Sicherheitsmerkmal, insbesondere das Hologramm glatter und ebener und ermöglicht so seine Rekonstruktion. Schmelzkleber sind nach DIN EN 923 als thermisch aufschmelzbares Klebesystem definiert, das nach der Abkühlung Kohäsion entwickelt. Sie können grundsätzlich wenigstens ein Basispolymer, ergänzt durch Zusatzstoffe wie Pigmente und Stabilisatoren, aufweisen. Als Klebmassesystem für Heißprägefolienherstellung werden je nach Auftragsverfahren Dispersionen, lösemittelhaltige Formulierungen oder auch Heißschmelzklebmassen aus thermo-plastischen Polymeren eingesetzt, die in der Basis aus nahezu allen thermoplastischen Kunststoffe und deren Gemischen zusammengesetzt sein können, wie z. B. Po- lyacrylate und Acrylatcopolymere, Polyvinylacetate und Vinylacetat-Copolymere, PVC und PVC-Copolymere, Polystyrol und Polystyrol-Copolymere, Polyester und Polyurethane.

Um die mechanische oder verfahrenstechnische Eigenschaften der Klebmasse, wie z. B. Haftung bzw. Verarbeitungsviskosität, anzupassen oder zu beeinflussen, werden häufig in der Lackindustrie übliche Additive oder Füllstoffe eingesetzt.

Vorzugsweise kommt das Basispolymer des Schmelzklebers aus der Gruppe der Vinyl- verbindungen, insbesondere aus einer der Gruppen: Vinylacetat-Homopolymere (VAC), Ethylenvinylacetat-Copolymere (EVAC), Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymere. Dabei handelt es sich um Schmelzkleber mit niedrigem Schmelzbereich, der hier auch als Er- weichungspunkt bezeichnet wird, zwischen etwa T = 60 °C und etwa T = 100 °C je nach Molmasse. Die Basispolymere haben günstigerweise Molmassen von Mw = 10.000 bis 60.000 g/mol. Schmelzkleber sind ein Oberbegriff für Klebsysteme, die je nach Formulierung und Anwendungsbereich ab einer bestimmten Temperatur erweichen und nach Abkühlung unterhalb der Glastemperatur wieder erstarren und bei Erstarren eine Haftung zum Verkle- bungsuntergrund herstellen. Bei der Heißprägefolien-Herstellung werden Schmelzkleber eingesetzt, die auf die spezielle Anwendung der Heißprägefolie formuliert und entwickelt sind. Diese speziell formulierten Schmelzkleber werden auch als Heißsiegelkleber bezeichnet. Schmelzkleber umfassen begrifflich die Heißsiegelkleber.

Die beim Heißsiegelvorgang zwischen Heißsiegelkleberschicht und Oberfläche angeordnete Schmelzkleberschicht hat einen die Rauheit und Welligkeit beider Schichten aus- gleichenden und glättenden Effekt. Insbesondere liegen die Werte der Rauheit Ra und Welligkeit Wt der Außenfläche des erfindungsgemäßen Sicherheitsetikettes an der vorbestimmten Position der Oberfläche unter den Werten der Rauheit und Welligkeit der Oberfläche an der vorbestimmten Position. Vorzugsweise weist der Heißsiegelkleber der Heißsiegelkleberschicht einen ersten Schmelzbereich auf und der Schmelzkleber der Schmelzkleberschicht einen zweiten Schmelzbereich, wobei der zweite Schmelzbereich tiefer als der erste Schmelzbereich liegt. Dabei können sich die Schmelzbereiche überlappen. Der zweite Schmelzbereich liegt in hier verstandenem Sinne tiefer, wenn sein Mittelwert und/oder seine tiefere Be- reichsgrenze und/oder seine höhere Bereichsgrenze tiefer als der Mittelwert und/oder tiefere Bereichsgrenze und/oder höhere Bereichsgrenze des ersten Schmelzbereiches sind. Die Viskosität des Schmelzklebers liegt während des Siegelvorgangs vorzugsweise demnach deutlich niedriger als die Viskosität des eingesetzten Heißsiegelklebers. Besonders bevorzugt liegt der zweite Schmelzbereich zwischen etwa T = 60 °C bis etwa T = 100 °C und damit tiefer als der erste Schmelzbereich des Heißsiegelklebers, der üblicherweise bei über T = 85 °C liegt.

Während des üblicherweise bei deutlich höheren Temperaturen von vorzugsweise über T = 140°C stattfindenden Heißsiegeins, wird der Schmelzkleber geschmolzen. Aufgrund seiner vorzugsweise geringeren Viskosität bei Siegeltemperatur während des Siegelpro- zesses ist der Schmelzkleber in der Lage, auch bei kurzen Kontaktzeiten Unebenheiten des Untergrundes auszugleichen und so Rauheits- und Welligkeitswerte zu erreichen, die deutlich unter den zu erwartenden Werten für die unveredelte Folie liegen. In ihrem zweiten Aspekt wird die Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung einer Heißsiegelfolie gemäß Anspruch 10 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung einer oder aller der vorgenannten Heißsiegelfolien.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Heißsiegelfolie wird auf die der Trägerschicht abgewandten Seite der Heißsiegelkleberschicht eine zusätzliche Schmelzkleberschicht aufgebracht.

Vorzugsweise wird zunächst auf die Trägerschicht eine Releaseschicht, darauf danach eine Heißsiegellackschicht, darauf danach eine metallisierte Schicht und darauf danach eine Heißsiegelkleberschicht und darauf danach die erfindungsgemäße Schmelzkleberschicht aufgebacht. Wenigstens ein optisches Sicherheitsmerkmal, insbesondere ein diffraktives Element, vorzugsweise ein Hologramm, besonders bevorzugt ein Dotmatrix- Hologramm, kann nach Fertigstellen des Schichtaufbaus der Folie in die metallisierte Schicht eingebracht, vorzugsweise einbelichtet, werden. Es ist aber auch denkbar, dass das wenigstens eine optische Sicherheitsmerkmal erst nach dem Heißsiegelprozess in das Substrat eingebracht, vorzugsweise einbelichtet, wird.

Als Basispolymer des Schmelzklebers wird vorzugsweise eine Vinylverbindung verwendet, wobei der Schmelzkleber in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens in Lösemittel in Lösung gebracht wird, vorzugsweise in einer Toluol/Ethylacetat-Lösung in Lösung gebracht wird, und die Lösung dann auf die Heißsiegelkleberschicht aufgebracht wird, vorzugsweise mittels kontaktlosen Schlitzdüsen- oder Rakelverfahrens. Die Verfilmung der Schmelzkleberschicht erfolgt ausschließlich durch anschließende Verdunstung des in der Klebmasselösung enthaltenen Lösemittelgemisches.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, den Schmelzkleber zu 10-30% Feststoffgehlt in Lösung zu bringen. Die Viskosität des Schmelzkelbers liegt dabei vorzugsweise zwischen η=1 ,5 mPa sec und η=45 mPa sec. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden entlang einer Bahn gleiche oder individualisierte Hologramme in die metallisierte Schicht eingebracht. Vorzugsweise werden neben jedem der Hologramme Passer angeordnet, die durch ein Lesegerät der Heißsiegelmaschine lesbar sind. Ein Prägestempel der Heißsiegelmaschine prägt passergenau das Hologramm als fälschungssicheres Etikett einer Etikettenbahn auf die Oberfläche an eine vorzugsweise vorbestimmte Position.

In ihrem dritten Aspekt wird die Erfindung durch eine Verpackung mit den Merkmalen des Anspruchs 20 erfüllt.

Die erfindungsgemäße Verpackung weist ein auf eine Verpackungsoberfläche aufgesiegeltes fälschungssicheres Etikett mit einer metallisierten Schicht mit wenigstens einem optischen Sicherheitsmerkmal, insbesondere einem diffraktiven Element, vorzugsweise einem Hologramm, besonders bevorzugt einem Dotmatrix-Hologramm sowie einem Heißsiegelkleber und einem Schmelzkleber, auf, die beide zwischen der metallisierten Schicht und der Verpackungsoberfläche angeordnet sind.

Vorzugsweise weist die Oberfläche der Verpackung eine Rauheit von Ra größer als 0,8 μηη, eine Welligkeit von Wt größer als 1 ,1 μηη auf, wobei die Außenfläche des fäl- schungssicheren Etikettes eine Rauheit dennoch von höchstens Ra = 0,8 μηη und eine Welligkeit von höchstens Wt = 1 ,1 μηη aufweist. Die Werte von Rauheit Ra = 0,8 μηη und Welligkeit Wt = 1 ,1 μηη sind erfahrungsgemäß Randwerte, die es gerade noch ermöglichen, ein holographisches Bild aus einem in eine metallische Schicht eingebrachten Hologramm zu rekonstruieren. Bei höheren Rauheitswerten und / oder Welligkeitswerten ist die Rekonstruktion aufgrund fehlerhafter Interferenz des rekonstruierten holographischen Bildes nicht mehr möglich.

Vorzugsweise weist die Oberfläche der Verpackung höhere Rauheitswerte von Ra = 1 ,1 μηη oder Ra = 1 ,3 μηη und Welligkeitswerte von Wt = 1 ,3 μηη oder Wt = 1 ,5 μηη auf. Das holographische Bild ist dennoch rekonstruierbar, weil die Rauheit und Welligkeit des Hologramms unter den Randwerten liegen.

Die Erfindung wird beispielhaft in 8 Figuren beschrieben. Dabei zeigen: Fig. 1 a eine REM-Auf nähme der Klebseite einer Heißsiegelfolie in einer ersten

Vergrößerung,

Fig. 1 b eine REM-Auf nähme der Klebseite der Heißsiegelfolie in Fig. 1 a in einer zweiten Vergrößerung,

Fig. 2a eine REM-Auf nähme der Klebseite einer veredelten Heißsiegelfolie in einer ersten Vergrößerung,

Fig. 2b eine REM-Aufnahme der Klebseite der veredelten Heißsiegelfolie in Fig.

2a in einer zweiten Vergrößerung,

Fig. 3a ein holographisches Bild eines Hologramms einer unveredelten Heißsiegelfolie auf Kartonoberfläche,

Fig. 3b ein holographisches Bild des Hologramms in Fig. 3a einer veredelten

Heißsiegelfolie auf der Kartonoberfläche der Fig. 3a,

Fig. 4 einen schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Heißsiegelfolie,

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer Heißsiegelanlage.

Erfindungsgemäß werden Heißsiegelfolien, aus denen besonders fälschungssichere Sicherheitsetiketten siegelbar sind, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zur Verfügung gestellt. Dazu werden Hologramme aufweisende Sicherheitsetiketten schwer ablösbar auf die Außenfläche eines Faltschachtelkartons aufgebracht. Hologramme sind deutlich schwieriger und nur unter größerem Aufwand duplizierbar als die meisten sonst bekannten Sicherheitsmerkmale, wie etwa Sicherheitsstreifen und Wasserzeichen. Nachteilig bei Hologrammen ist jedoch die kritische Abhängigkeit der Qualität des rekonstruierten holographischen Bildes von einem sehr glatten und ebenen Hologramm. Damit ist gemeint, dass die Schicht, in die das Hologramm belichtet ist, glatt und eben sein muss. Die Hologramme können numerisch berechnet oder durch Belichtung einer Fotoplatte oder digitalen Platte erzeugt werden. Ihr Konstruktionsprinzip beruht darauf, dass ein Objekt mit kohärentem Licht eines Lasers bestrahlt wird und eine Objektwelle streut, die mit der einfallenden ungestreuten Referenzwelle desselben Lasers interferiert. Für ein Hologramm hoher Qualität muss ein zeitlich und räumlich stabiles Interferenzmuster bereitgehalten werden. Die Stabilität des Interferenzmusters wird durch von dem Laser erzeugtes, zeitlich und räumlich kohärentes Licht gewährleistet. Zur Rekonstruktion des holographischen Bildes wird das Hologramm mit einer Referenzwelle identischer Wellenlänge be- strahlt.

Die Unterschiede zwischen hellen und dunklen, d. h. belichteten oder unbelichteten Bereichen des Hologramms liegen somit im Bereich einer halben Wellenlänge des verwendeten sichtbaren Laserlichtes. Um ein holographisches Bild zu rekonstruieren, dürfen daher in das Hologramm keine zusätzlichen Rauheiten oder Welligkeiten hinzukommen, selbst wenn sie nur in der oben genannten Größenordnung einer halben Wellenlänge liegen.

Das Hologramm ist als Bestandteil des Sicherheitsetiketts in die metallisierte Schicht der Heißsiegelfolie hinein belichtet. Beim Aufsiegeln der einzelnen Sicherheitsetiketten aus der Heißsiegelfolie heraus auf eine raue und wellige Kartonoberfläche einer Verpackung drücken sich Rauheit und Welligkeit der Kartonoberfläche durch das Hologramm hindurch und stören die Rekonstruktion des holographischen Bildes oder machen es sogar unmöglich.

Die beiden Graphiken der Tabelle 1 a und Tabelle 1 b vergleichen eine Reihe von als Faltschachteln verwendbarer Kartonoberflächen in ihrer Oberflächenbeschaffenheit. Tab. 1 a zeigt eine Graphik, die die Rauheit verschiedener Kartonoberflächen vergleicht und Tab. 1 b eine Graphik, die die Welligkeit der Kartonoberflächen der Fig. 1 a vergleicht.

Die Beschaffenheit der Oberfläche zehn verschiedener, am Anmeldetag im Handel unter den in den Figuren aufgeführten Namen erhältlicher Kartons wird in Tab. 1 a auf Rauheit Ra verglichen und in Tab. 1 b auf Welligkeit verglichen. Es wurden die unter den nachfolgenden Bezeichnungen im Handel über die Faltschachtelhersteller Storaenso AB be- ziehbaren Kartons Ensogloss®, Tambrite®, Ensocoat®, CKB® gepresst, Performa white®, Performa cream® sowie die über den Faltschachtelhersteller Iggesund Holem Group beziehbaren Kartons Incada Silk® und New Invercote® und die über Beiersdorf AB bzw. tesa SE beziehbaren Nivea® Kartons und tesa® Kartons miteinander verglichen.

Tab. 1 a Tab. 1 b

Eine Oberfläche besteht aus sich überlagernden Gestaltabweichungen verschiedener Ordnung. Laut DIN 4760 werden Gestaltabweichungen einer Oberfläche in 6 Grade eingeteilt: Gestaltabweichungen der 1. Ordnung betreffen die Form der Oberfläche, Gestaltabweichungen der 2. Ordnung die Welligkeit und Gestaltabweichungen der 3. Ordnung die Rauheit in Form von Rillen, die der 4. Ordnung die Rauheit in Form von Riefen, Schuppen, Kuppen. Sie sind an der Oberfläche erkennbar. Gestaltabweichungen höherer Ordnungen, d. h. 5. Ordnung (Rauheit der Gefügestruktur) und 6. Ordnung (Gitteraufbau des Werkstoffs), sind dem Bereich der Werkstoffkunde zuzuordnen. Die Gestaltabweichungen 5. und 6. Ordnung sind nur noch unter dem Mikroskop zu erkennen und spielen für diese Erfindung hier keine Rolle. Scharfe Grenzen zwischen den Gestaltabweichungen der verschiedenen Ordnungen gibt es nicht. Die Übergänge sind fließend.

Die Rauheit ist hier die Gestaltabweichung 3. und 4. Ordnung. Die hier bestimmte Rauheit Ra ist genau genommen der Mittenrauwert. Das ist der theoretische Abstand zweier Linien, die entstehen würden, wenn der Inhalt der werkstofferfüllten Flächen oberhalb einer mittleren Linie, der Bezugslinie, und der Inhalt der werkstofferfüllten Flächen unter- halb der Bezugslinie in gleich große Rechtecke umgewandelt würden.

In Tab. 1 b wird die Welligkeit Wt, d. h. die Gestaltabweichung 2. Ordnung derselben zehn Kartonoberflächen verglichen. Unter der Welligkeit Wt wird hier die Wellentiefe verstanden. Die Wellentiefe zeigt die maximale Wellentiefe des gefilterten Oberflächenprofils an, wobei die Rauheit, also die höher frequenten Anteile, herausgefiltert wurde.

Die in den Tab. 1 a und 1 b gezeigten Werte für die Rauheit Ra und Welligkeit Wt wurden mit einem Tastschnittgerät bestimmt. Um Auslesbarkeit von Standardhologrammen zu gewährleisten, sind erfahrungsgemäß Maximalwerte für Rauheit und Welligkeit vorgegeben. Hologramme gelten noch als lesbar, wenn die Rauheit ihrer Oberfläche unter etwa, vorzugsweise exakt Ra = 0,08 μηη und ihre Welligkeit unter etwa, vorzugsweise exakt Wt = 1 ,1 μηη liegt. Die Rauheit Ra und Welligkeit Wt sollten daher Randwerte von Ra = 0,08 μηη und Wt = 1 ,1 μηη nicht überschreiten.

Tabellen 1 a und 1 b zeigen, dass die Rauheit und Welligkeit herkömmlicher Kartonober- flächen die genannten Randwerte teilweise deutlich überschreiten.

Tabellen 2a, 2b zeigen, wie weit sich Rauheit und Welligkeit der Kartonoberfläche durch verschiedene Heißsiegelfolien hindurchdrücken. Tab. 2 zeigt eine Graphik, die die Rauheit verschiedener, von auf unterschiedliche Kartons aufgebrachter Heißsiegelfolien ver- gleicht. Tab. 2b stellt eine Graphik dar, die die Welligkeit der auf die Kartons gemäß Fig. 2a aufgebrachten Heißsiegelfolien vergleicht.

Die Heißsiegelfolien sind unter den aufgeführten Kurzbezeichnungen im Handel erhältlich. AB Alufin® findet in der Buchbindeindustrie Anwendung, während GTS®, GTS 22130®, LX®, RHS®, GIO®, GTS Premium®, HC® in der graphischen Industrie Anwendung finden. Des Weiteren wurden die Heißsiegelfolien 373/000® und 6010 LC® untersucht. GIO®, GTS®, GTS 22130®, GTS Premium®, HC®, LX®, RHS® und AB® Alufin sind über die LEONHARD KURZ Stiftung & Co. KG beziehbar, während 6010LC® und 373/000® über WS Industrieservice GmbH Winfried Scheßl erhältlich sind.

Tab. 2a Tab. 2b In den Tabellen 2a und 2b sind Heißsiegelfolien jeweils von rechts oben nach rechts unten unter ihrer Handelsbezeichnung aufgeführt. Die Heißsiegelfolien werden auf vier verschiedene Untergründe aufgesiegelt und anschließend Rauheit und Welligkeit der dem Untergrund abgewandten Oberfläche der Heißsiegelfolien bestimmt. Die Untergründe sind tesa®-Karton, Nivea®-Karton, Ensogloss® und eine Polycarbonat(PC)-Platte. Es ergeben sich die in Tabelle 2 dargestellten beiden Graphiken. Unabhängig von der verwendeten Heißsiegelfolie liegt die Welligkeit der Heißsiegelfolienaußenfläche durchweg oberhalb des für die Belichtung akzeptablen Maximalwertes von Ra = 0,08 μηη, lediglich die auf die hochglatte PC-Platte aufgebrachten Heißsiegelfolien RHS®, GTS® und GTS 22130® ergeben eine noch unterhalb des Randwertes liegende Rauheit. Die Welligkeit der Außenfläche der Heißsiegelfolie liegt, abgesehen von der hochglatten PC-Platte, durchweg oder überwiegend oberhalb des Randwertes von Wt = 1 ,1 μηη. Für die Siegelversuche wurde eine diskontinuierliche Siegelmaschine verwendet Es zeigt sich daher, dass das Einbringen von mittels Laserbeschriftung eingebrachten Hologrammen in metallisierte Schichten handelsüblicher Heißsiegelfolien zu einem nicht ausreichenden Siegelergebnis auf herkömmlichen Kartons bzw. Faltschachteln führt, das keine Rekonstruktion digitaler holographischer Bilder erlaubt, weil die Rekonstruktion durch Rauheit und Welligkeit zu stark gestört wird

Figuren 1 a und 1 b zeigen die Klebseite der Heißsiegelschicht in zwei REM-Aufnahmen unterschiedlicher Vergrößerung. In den Figuren 1 a und 1 b ist der Maßstab jeweils links unten in die jeweiligen Fotografien eingestellt. In Fig. 1 a ist der Maßstab 10 μηη und in Fig. 1 b 1 μηη. Die zweite Vergrößerung der Fig. 1 b ist größer als die erste Vergrößerung der Fig. 1 a.

Fig. 1 a zeigt die Klebseite der Heißsiegelschicht. In der stärkeren Vergrößerung der Fig. 1 b zeigt sich die strukturierte Oberfläche. Die unebene Heißsiegeloberfläche ermöglicht es, beim Siegeln eine bessere und vor allem schnellere Benetzung der Kartonoberfläche zu erzielen. Durch die inhomogene Struktur erhöht sich aufgrund der geringeren Kontaktfläche der Druck an den„Spitzen" der Heißsiegelschicht.

Um die Kontaktfläche zwischen Kartonoberfläche und Klebseite der Heißsiegelschicht zu vergleichmäßigen und zu glätten, ist erfindungsgemäß eine zusätzliche Schmelzkleber- schicht auf die Klebseite der Heißsiegelklebschicht aufgebracht. Die Heißsiegelfolie wird durch das Aufbringen der Schmelzkleberschicht in einem Nachanstrich veredelt.

Die Veredelung wurde dabei wie folgt vorgenommen: Als Basispolymere des Schmelz- klebers wurden Polyvinylacetate (PVA), Ethylen-Vinylacetate (EVA) oder Vinylacetat- Vinylchlorid-Copolymere verwendet. Die verwendeten Polymere haben vorzugsweise Molmassen von 10.000 g/mol bis 60.000 g/mol und einen Schmelzbereich zwischen 65 °C bis 100 °C. Insbesondere ist der unter der Marke VINNOL® 40/43 erhältliche Schmelzkleber zur Veredelung der Heißsiegelfolien geeignet. VINNOL® 40/43 ist ein physikalisch trockenes thermoplastisches Bindemittel, das durch Verdunsten des Lösungsmittels verfilmt. Es weist 66 Gew. % Vinychlorid und ca. 34 Gew. % Vinylacetat auf. Es weist eine Viskosität von 5-45 mPa sec (DIN 53015, 50°C), wenn es zu 20 % in Methylethylketon (MEK) ge- löst ist. Es besitzt eine Gasübergangstemperatur von 58 °C und ein Molekulargewicht von Mw = 40.000-50.000 g/mol nach dem SEC-Standard.

Tab. 3 zeigt verschiedene Schmelzkleber (EVA-Polymere) mit Angabe des Schmelzbereiches (Erweichungspunkt) und der Molmasse sowie Fotos einer mit der jeweiligen Schmelzklebemasse veredelte Siegelfolie (RHS) nach dem Heißsiegeln auf den Nivea®- Karton.

Die in der Tab. 3 aufgeführten und getesteten Schmelzkleber 75 sind durchgängig über Wacker Chemie AG erhältliche Vinnapas®-Schmelzkleber 75.

Tab. 3

Tab. 3 zeigt in der ersten Spalte eine Reihe verschiedener auf die Heißsiegelkleber- schicht 74 aufgebrachter Schmelzkleber 75.

Beim gemäß Tab. 3 verwendeten Schmelzkleber 75 handelt es sich durchweg um feste, thermoplastische, niedermolekulare Vinylacetat Homopolymere (PVA) mit verschiedenen Molmassen gemäß Spalte 3 und Schmelzbereichen (Erweichungspunkten) gemäß Spalte 2. In der rechten Hälfte der Tab. 3 sind verschiedene Sicherheitsetiketten 3 auf einen Karton aufgesiegelt. Die auf den Karton aufgedrückten Sicherheitsetiketten 3 können an ihrem Rand Risse ausbilden. Dabei zeigt sich, dass Schmelzkleber mit niedriger Molmasse und niedrigem Schmelzpunkt wie Vinnapas® 1 ,5 sp und Vinnapas® B5 sp eine hohe Kantenschärfe aufweisen. Jedoch ist das Sicherheitsetikett 3 auf seiner Ober- fläche einer verstärkten Rissbildung unterworfen. Wenn Schmelzkleber mit höherer Molmasse und höherem Erweichungspunkt wie Vinnapas® B17 sp und Vinnapas® B30 sp verwendet werden, ist zwar die Kantenschärfe geringer, jedoch neigen diese Sicherheitsetiketten 3 zu geringerer Rissbildung auf ihrer Oberfläche, wie die unteren beiden Fotos der rechten beiden Spalten der Tab. 3 zeigen. Die verschiedenen Vinnapas® Schmelzkleber sind Vinylacetat-Homopolymere, die sich in der Molmasse und dem daraus resultierenden Schmelzbereich unterscheiden.

In Tab.3 wird der als Granulat vorliegende Schmelzkleber zu 10-25 % Masseanteil in einem Lösungsmittelgemisch (Ethylacetat/Toluol 1 :1 ) gelöst.

Als geeignete allgemeine Richtrezeptur für den Nachanstrich zur Veredelung ergibt sich: Polymer: 10 - 23 %, Ethylacetat: 30 - 50 %, Toluol: 30 - 50 %, Füllstoffe / Additive: 0 - 5 %. Das Polymer wird in einem Lösungsmittelgemisch aus Toluol und Ethylacetat gelöst und als sehr dünnflüssige Schmelzklebemasse auf die Heißsiegelkleberschicht 74 mittels einer Schlitzdüse oder anderer geeigneter kontaktloser Beschichtungsverfahren in einer Nassbeschichtung in einer Dicke von 2-3 μηη und vorzugsweise 4 g pro Quadratmeter aufgetragen. Nach Verdunsten der Lösemittel und Verfilmung des Schmelzklebers ergibt sich die erfindungsgemäß veredelte Heißsiegellackfolie. Die veredelte Heißsiegelfolie kann anschließend mit verschiedensten Ausführungen einer Heißsiegelanlage auf Karton aufgesiegelt werden.

Die Tabellen 4a und 4b zeigen gemessene Rauheiten und Welligkeiten einiger der in den Tabellen 2a und 2b dargestellten Heißsiegelfolien mit zusätzlicher Veredelung, die auf zwei verschiedene Kartons aufgesiegelt werden. Tab. 4a zeigt eine Graphik, die die Rauheit veredelter Heißsiegelfolien auf zwei verschiedenen Kartonoberflächen und Tab. 4b eine Graphik, die die Welligkeit der veredelten Heißsiegelfolien auf denselben Kartonoberflächen darstellt.

1 ^ÖJ

Tab. 4a Tab. 4b

Tab. 4a zeigt die Messwerte der Rauheit Ra der auf den Nivea®-Karton wie auch die der auf den Ensogloss® Karton aufgebrachten handelsüblichen Heißsiegelfolien, die veredelt werden. Die Oberflächenwerte einiger veredelter Heißsiegelfolien liegen noch unterhalb der Randwerte der Rauheit Ra = 0,08 μηη und der Welligkeit Wt = 1 ,1 μηη.

Der Vergleich der Graphiken der Tab. 2a und der Tab. 4a zeigt die Herabsetzung der Rauheit durch Veredelung der Heißsiegelfolien, und ein Vergleich der Graphiken der Tab. 2b und der Tab. 4b zeigt auch die Herabsetzung der Welligkeit durch Folienveredelung. Es ergibt sich eine ganz erhebliche Verbesserung zu den in Tab. 2 abgebildeten Rauig- keiten und Welligkeiten durch die Veredelung der Heißsiegelfolien.

Fig. 2a und Fig. 2b zeigen je eine REM-Auf nähme der veredelten Klebseite der RHS® Heißsiegelfolie in der ersten Vergrößerung in Fig. 2a und der zweiten Vergrößerung in Fig. 2b, die den Vergrößerungen der Figuren 1 a bzw. 1 b entsprechen. Ein Vergleich der REM-Aufnahmen zeigt die im Vergleich zur Klebseite der unveredelten RHS®- Heißsiegelfolie deutlich glattere veredelte RHS®-Heißsiegelfolie.

Fig. 3a zeigt ein holographisches Bild eines Hologramms in einer GTS Premium® Heiß- siegelfolie auf Nivea®-Karton; und Fig. 3b zeigt ein holographisches Bild des gleichen Holo-gramms in der GTS Premium® Heißsiegelfolie, aber mit Veredelung auf Nivea®- Karton. Das holographische Bild des Hologramms auf veredelter GTS Premium® Heißsiegelfolie (Fig. 3b) ist lesbar, das holographische Bild desselben Hologramms auf unveredelter GTS Premium® Heißsiegelfolie (Fig. 3a) ist nicht lesbar.

Fig. 4 stellt einen schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen veredelten Heißsiegelfolie 1 im Schnitt dar. Die in Fig. 4 dargestellte obere Seite wird auf eine Kartonoberfläche aufgesiegelt. Die Heißsiegelfolie 1 weist eine Trägerschicht 70, vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat (PET) auf, auf die eine Releaseschicht 71 vollflächig aufgebracht ist. Auf die Releaseschicht 71 ist, der Trägerschicht 70 gegenüberliegend, eine Heißsiegellackschicht 72 vollflächig aufgebracht, und auf die Heißsiegellackschicht 72 ist, der Releaseschicht 71 gegenüberliegend, eine Aluminiumschicht 73 aufgedampft. In die Aluminiumschicht 73 kann mittels Laserbeschriftung ein Hologramm 2 einbelichtet werden. Direkt auf das Hologramm 2 ist die Heißsiegelkleberschicht 74 aufgebracht. Auf die Heißsiegelkleberschicht 74 ist die erfindungsgemäße Schmelzkleberschicht 75, hier in Form eines (EVA) Ethylenvinylacetat-Nachanstrichs, aufgebracht.

Der vollständige Schichtaufbau lautet demnach: Trägerschicht 70, Releaseschicht 71 , Heißsiegellackschicht 72, Aluminiumbedampfung 73 und Heißsiegelkleberschicht 74 und Schmelzkleberschicht 75.

Im Siegelprozess wird nur ein Teil der mehrschichtigen Siegelfolie 1 , nämlich Heißsiegellackschicht 72, Aluminiumschicht 73, Heißsiegelkleberschicht 74 und Schmelzkleberschicht 75 unterhalb des Siegelstempels und in der Form des Siegelstempels auf das Substrat übertragen.

Fig. 5 zeigt beispielhaft für verschiedene Ausführungsformen einer Heißsiegelanlage eine Heißsiegelanlage vom Typ Foiljet 104 FBR, an der ein Teil der Siegelversuche durchgeführt wurde mit einem rotierenden Heizzylinder 80, an dessen äußerem Umfang geheizte Prägewerkzeuge 81 umlaufend angeordnet sind, und mit einem rotierenden Druckzylin- der 82. Um den Druckzylinder 82 ist ein Druckbogen 83 über einem Aufzug 84 aufgebracht, auf den Druckbogen 83 werden die Sicherheitsetiketten in vorbestimmten Positionen aufgeprägt. Der Heizzylinder 80 und der Druckzylinder 82 rotieren gegensinnig und ziehen dabei die erfindungsgemäße Heißsiegelfolie 1 mit Hologrammen 2 zwischen sich durch. Die Heißsiegelfolie 1 wird in Fig. 5 mit doppelter Passergenauigkeit auf den Druckbogen 83 aufgebracht. Das auf etwa 2.000 °C geheizte Prägewerkzeug 81 drückt das Hologramm 2 auf eine vorbestimmte Position auf dem Druckbogen 83. Durch die Hitzeentwicklung und die Druckausübung schmilzt zunächst der erfindungsgemäße Schmelzkleber 75 und vermindert Rauigkeit und Welligkeit sowohl des Heißsiegelklebers 74 als auch der Kartonoberfläche. Aufgrund des höheren Schmelzpunktes schmilzt der Heißsiegelkleber 74 zwischen Heißsiegellack 72 und Kartonoberfläche erst, nachdem der Schmelzkleber 75 geschmolzen ist. Beide Kleber 74, 75 verbinden sich und bilden eine Klebverbindung zwischen der Aluminiumbedampfung 73 des Heißsiegellacks 72 und der Kartonoberfläche aus. Nach dem Heißsiegeln wird die Trägerschicht 70 abgezogen, und es verbleibt ein Sicherheitsetikett auf der Kartonoberfläche.

Beim Abziehen der Trägerschicht 70 reißt die Heißsiegellackschicht 72 am Rand der Aluminumschicht 73 und entlang der Releaseschicht 71 oberhalb der Aluminiumschicht 73 auf. Durch die Erhitzung und anschließende Abkühlung ist die Haftung zwischen Klebschicht 74, 75, das ist die aus Heißsiegelkleberschicht 74 und Schmelzkleber 75 gebildete Klebschicht 74, 75, und Aluminiumbedampfung 73 größer als die Haftung zwischen der Trägerschicht 70 und der Klebschicht 74, 75. Die Haftung zwischen Aluminiumbedampfung 73 und Heißsiegellackschicht 72 ist größer als die Haftung zwischen Heißsiegellackschicht und Releaseschicht 71. Die Haftung zwischen Releaseschicht 71 und Heißsiegellackschicht 72 ist größer als die zwischen Klebschicht 74, 75 und Trägerschicht 70.

Tabelle 5 zeigt eine auf der Heißsiegelanlage Typ Foiljet 104 FBR durchgeführte Versuchsreihe, wobei zum einen auf den Standardkarton der Firma Steuer das veredelte Material TESA AS® und zum anderen eine herkömmliche Heißsiegelfolie KURZ AS aufgesiegelt wird Dabei entspricht KURZ AS dem Alufin® AS, und Tesa AS ist eine veredelte Variante des Alufin® AS. Der Aufzug 84 betrifft die Bespannung der Druckwalze 82, über die die Papierbögen 83 laufen. Dieser kann zwischen„speed" und„glänz" eingestellt werden. Zur Erreichung einer möglichst glatten Oberfläche wird die Druckma- schine auf„glänz" eingestellt.

Tab. 5

Des Weiteren werden die Prägestempel von einer rauen Oberfläche Ra = 0,3 μηη auf eine polierte Oberfläche Ra = 0,05 μηη gewechselt. Die Rauheit wird mittels Tastschnittgerät gemessen. Die besten Werte werden bei Glanzaufzug mit polierten Prägestempeln unabhängig von dem Kartonmaterial oder der Heißsiegelfolie erreicht.

In jedem Fall zeigt sich jedoch, dass bei gleicher Einstellung der Druckmaschine und bei gleichen Heißsiegelfolien, die sich lediglich durch Veredelung voneinander unterschei- den, deutlich geringere Rauigkeitswerte erzielt werden können. Diese eignen sich deutlich besser für das Aufbringen von Hologrammen als Sicherheitsetiketten. Bezugszeichenliste

1 Heißsiegelfolie

2 optisches Sicherheitsmerkmal (Holog

3 Siegeletiketten

70 Trägerschicht

71 Releaseschicht

72 Heißsiegellackschicht

73 Aluminiumschicht

74 Heißsiegelkleberschicht

75 Schmelzkleberschicht 80 Heizzylinder

81 Prägewerkzeuge

82 Druckzylinder

83 Druckbogen

84 Aufzug