Verfahren zur Herstellung eines virtuellen dreidimensionalen Musters in einer Beschichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines virtuellen dreidimensionalen Musters in einer Beschichtung, insbesondere zur Herstellung eines direkt sichtbaren, deutlich dreidimensional erscheinenden Musters in einer plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtung auf einem Substrat, auf eine nach einem derartigen

Verfahren hergestellte Beschichtung sowie auf die Verwendung einer solchen Beschichtung, vorzugsweise zur Herstellung von Dekorationsmaterialien wie Zeitschriften, Katalogen, Broschüren, Werbematerialien, Kalendern, Buchhüllen, Etiketten oder Tickets, sowie von Verpackungsmaterialien, Kunsterzeugnissen oder Sicherheitserzeugnissen.

Dekorative dreidimensionale Muster enthaltende Beschichtungen auf Tapeten, Möbeldekorfolien oder Verpackungsmaterialien sind bekannt und werden vorzugsweise für höherwertige Güter oder luxuriöse Verpackungen eingesetzt, weil sie den sie enthaltenden Endprodukten eine besondere Ausstrahlung verleihen. Häufig werden zu diesem Zwecke die entsprechenden Substrate und/oder die darauf aufgebrachten Beschichtungen so strukturiert, dass sie eine fühlbare, dreidimensionale Oberflächenstruktur aufweisen. Dieser Effekt ist oftmals sehr erwünscht um beispielsweise Möbeldekorfolien mit Holzmaserung neben der holzähnlichen Optik auch eine entsprechende Haptik zu verleihen. Derartige Strukturierungen erfolgen in der Regel über aufwändige Prägeprozesse, die aber einen hohen apparativen Aufwand sowie erhöhte Produktionskosten erfordern. Sollen die gewünschten dreidimensionalen Muster noch spezielle Effekte wie Metall ic-Effekte oder Perlglanz aufweisen, sind darüber hinaus noch Beschichtungs- und Prägemethoden erforderlich, die ohne Qualitätsverlust auch bei Beschichtungen einsetzbar sind, die entsprechende Effektpigmente enthalten oder aus aufgedampften Effektschichten bestehen. Aus dem Stand der Technik sind Strukturierungsverfahren bekannt, mit denen Substrate mit dreidimensionalen Mustern versehen werden können. So ist beispielsweise aus EP 0 1 15 038 ein Verfahren zur Herstellung von farbigen Dekorpapierfolien bekannt, bei dem die Folien mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehen werden, indem eine erste Druckschicht, die ein lackabstoßendes Mittel enthält und ein Muster aufweist, mit einer Überlackierung versehen wird. Das lackabstoßende Mittel führt zu Dickenunterschieden in der Überlackierung, die letztendlich ein optisch und haptisch wahrnehmbares dreidimensionales Muster erzeugen. Der Einsatz plättchenförmiger Effektpigmente ist nicht beschrieben.

Auch aus US 3,81 1 ,915 ist ein Druckverfahren bekannt, bei dem ein dreidimensionales Holzmuster dadurch erzeugt wird, dass als Musterschicht eine Druckfarbe, die neben üblichen Farbpigmenten und dem Druckfarbenbindemittel eine lackabstoßende Silikonverbindung enthält, auf eine Grundierschicht aufgedruckt wird. Die darauf aufgebrachte Deckschicht weist durch die lackabstoßende Wirkung der silikonhaltigen Schicht nicht nur ein sichtbares dreidimensionales Muster mit Holzstruktur, sondern auch eine fühlbare dreidimensionale Verformung der Oberfläche der Beschichtung auf. Der Einsatz plättchenförmiger Effektpigmente ist nicht beschrieben.

In US 6,150,009 ist ein Dekorationsartikel beschrieben, welcher auf einem Substrat ein Muster aus einem lackabstoßenden Material aufweist, das aus Wachs, Öl oder Silikon besteht und wobei die nicht mit dem lackabstoßenden Material beschichteten Flächenanteile des Substrates mit einem farbigen Harz beschichtet werden, das eine größere Oberflächenspannung aufweist als das lackabstoßende Material. Da das lackabstoßende Material die nachfolgende Harzbeschichtung so abstößt, dass an den mit dem lackabstoßenden Mittel beschichteten Stellen des Substrates die Harzschicht nicht haftet, werden Lackoberflächen mit unterschiedlicher Dicke und damit fühlbarer dreidimensionaler Struktur erhalten. In der Harzschicht können plättchenförmige Effektpigmente enthalten sein.

In der US 4,233,343 werden Dekorationsartikel offenbart, deren dreidimensionale Oberfläche ebenso durch den Auftrag einer Deckschicht auf eine Musterschicht erzeugt wird, wobei die Deckschicht eine höhere Oberflächenspannung aufweist als die Musterschicht. Durch Abstoßen der Deckschicht an den beschichteten Stellen der Musterschicht kommt es auf der Oberfläche der Deckschicht zur sieht- und fühlbaren Ausprägung von Erhebungen und Vertiefungen. Die Deckschicht kann bis zu 2 Gew.% Farbpigmente enthalten, der Einsatz plättchenförmiger Effektpigmente ist jedoch nicht beschrieben.

Aus der WO 2016/107673 der nunmehrigen Anmelderin ist ein Verfahren zur Herstellung von dreidimensional erscheinenden Mustern in einer Beschichtung bekannt, wobei eine Musterschicht auf ein Substrat aufgebracht und verfestigt wird, wonach eine mit Effektpigmenten versehene zweite Beschichtung aufgebracht wird. Das Verfahren nutzt die

unterschiedlichen Oberflächenspannungen von Beschichtungszusammen- setzungen aus um sichtbare dreidimensionale Muster in der Beschichtung zu erzeugen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass dieses Verfahren nicht zu befriedigenden Ergebnissen führt, sobald die Musterschicht aus ölhaltigen Beschichtungszusammensetzungen hergestellt wird. Ölhaltige Beschichtungszusammensetzungen werden jedoch im konventionellen Offsetdruck am häufigsten eingesetzt. Mit diesem Druckverfahren lässt sich die gesamte Palette der Printmedien in hoher Qualität produzieren. Daher ist das Offsetdruckverfahren ein weit verbreitetes Druckverfahren, welches sowohl die Herstellung von Massendruckwaren als auch von speziellen Druckerzeugnissen in geringerer Auflage ermöglicht. Es wäre daher von Vorteil, ein Verfahren zur Verfügung zu haben, mit Hilfe dessen

dreidimensionale Muster in Effektpigment-haltigen Beschichtungen auf Substraten auch dann ohne Verprägung von Substrat oder Beschichtung erzeugt werden können, wenn ein konventionelles Offsetdruckverfahren zur Anwendung kommt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional erscheinenden Musters in einer Beschichtung auf einem Substrat zur Verfügung zu stellen, bei dem zur Herausbildung eines attraktiven dreidimensional erscheinenden Musters in der Beschichtung weder das Substrat noch die Beschichtung verprägt oder verformt werden müssen und das dreidimensionale Muster in einer planen Beschichtung lediglich durch entsprechend ausgerichtete plättchenförmige Effektpigmente erzeugt wird, wobei zur Ausbildung zumindest eines Teils der Beschichtung eine ölhaltige Beschichtungszusammensetzung eingesetzt wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine plättchenförmige Effektpigmente enthaltende Beschichtung auf einem Substrat, welche das vorab erzeugte dreidimensional erscheinende Muster aufweist, zur Verfügung zu stellen.

Eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verwendung für derart hergestellte Beschichtungen aufzuzeigen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines virtuellen dreidimensionalen Musters in einer

Effektpigment-haltigen Beschichtung auf einem Substrat, wobei in einem ersten Schritt eine Oberfläche eines Substrates in Teilbereichen mit einer ersten Beschichtungszusammensetzung, die ölhaltig und frei von Silikonverbindungen ist, unter Ausbildung von Flächenelementen, die ein zweidimensionales Muster darstellen, beschichtet wird, und, solange die erste Beschichtungszusammensetzung noch unverfestigt ist, in einem zweiten Schritt die Oberfläche des Substrates ganz oder teilweise mit einer zweiten, plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtungs- Zusammensetzung beschichtet wird, wobei die plättchenförmigen Effektpigmente in der zweiten Beschichtungszusammensetzung eine Ausrichtung in verschiedenen Winkeln relativ zur Oberfläche des Substrates erfahren, die das zweidimensionale Muster der Flächenelemente virtuell dreidimensional nachbildet, und wobei nachfolgend die erste und zweite Beschichtungszusammensetzung unter Ausbildung einer planen

Zweischichtstruktur auf dem Substrat verfestigt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch eine plättchen- förmige Effektpigmente enthaltende Beschichtung auf einem Substrat gelöst, welche ein sichtbares, virtuelles dreidimensionales Muster aufweist, welches durch Orientierung der plättchenförmigen Effektpigmente in der Beschichtung in verschiedenen Winkeln, relativ zum Substrat, gebildet wird, wobei die Beschichtung aus mindestens zwei direkt aufeinander liegenden planen Schichten besteht und eine plane, unverprägte

Oberfläche aufweist.

Des Weiteren wird die Aufgabe der Erfindung auch gelöst durch die

Verwendung einer solchen Beschichtung in Dekorationsmaterialien, Verpackungsmaterialien, Kunsterzeugnissen und Sicherheitserzeugnissen.

Im Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Substrat eingesetzt, dessen Oberfläche (mindestens eine Oberfläche eines flächigen Substrates oder eines Körpers) in einem ersten Schritt in Teilbereichen mit Flächenelementen versehen wird, die ein zweidimensionales Muster darstellen. Zur Herstellung dieser Flächenelemente wird eine ölhaltige Beschichtungszusammensetzung eingesetzt, die frei ist von

Silikonverbindungen.

Das zweidimensionale Muster, das durch die Flächenelemente gebildet wird, stellt an sich bereits das zweidimensionale Grundmuster für das Muster dar, welches nach der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in dreidimensionaler Gestalt vorliegen soll.

Die Flächenelemente werden durch das Aufbringen einer fließfähigen ersten Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat erzeugt. Wie oben bereits ausgeführt, wird für den ersten Verfahrensschritt erfindungsgemäß eine Beschichtungszusammensetzung eingesetzt, die mindestens ein Öl enthält und frei ist von Silikonverbindungen.

Obwohl zur Ausführung des ersten Verfahrensschrittes alle gängigen Beschichtungsverfahren eingesetzt werden können, mit Hilfe derer sich ölhaltige Beschichtungszusammensetzungen auf ein Substrat aufbringen lassen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein klassisches Offsetdruck- verfahren bevorzugt. Vorteilhafterweise wird demnach zum Aufbringen der ersten Beschichtungszusammensetzung ein klassisches Offsetdruck- verfahren verwendet. Dieses zeichnet sich durch die Verwendung von hochviskosen, pastösen Offsetdruckfarben aus, die ölhaltig sind und frei von Silikonverbindungen. Im Gegensatz dazu werden silikonhaltige

Offsetdruckfarben nur für den wasserlosen Offsetdruck verwendet, der jedoch nicht als„klassisches Offsetdruckverfahren" bezeichnet wird.

Als Öle werden in den ölhaltigen Beschichtungszusammensetzungen bzw. in den Offsetdruckfarben Mineralöle, Pflanzenöle und/oder modifizierte Pflanzenöle eingesetzt. Je nach Art der Verfestigung der Beschichtungszusammensetzung kann es sich bei den Mineralölen um niedrigsiedende (Siedebereich <250°C) oder hochsiedende (Siedebereich 250-310°C) Mineralöle handeln. Letztere werden insbesondere für Heatset-Druckfarben verwendet, die unter Einwirkung von Wärme aushärten, während erstere für Coldset-Druckfarben eingesetzt werden, die durch Wegschlagen der Flüssigkomponenten in den Bedruckstoff (das Substrat) verfestigt werden. Das am häufigsten verwendete Pflanzenöl ist Leinöl, wobei inzwischen auch Sojaöle in Gebrauch sind. Der Anteil der Öle in der ersten Beschichtungszusammensetzung variiert und kann von 1 bis 40 Gew.%, vorzugsweise von 5 bis 35 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Beschichtungszusammensetzung, betragen.

Neben den öligen Bestandteilen enthält die erste Beschichtungszusammensetzung noch Harzkomponenten und optional Fettsäureester als Bindemittelkomponenten. Bei den Harzkomponenten handelt es sich in der Regel um Hartharze wie phenolmodifizierte Kolophoniumharze oder maleinsäuremodifizierte Phenolharze, sowie außerdem um Kohlenwasserstoffharze oder Alkydharze, beispielsweise um Leinöl-basierte Alkydharze. Diese werden der ersten Beschichtungszusammensetzung je nach Bedarf in unterschiedlichen Anteilen zugegeben.

Des Weiteren sind in der ersten Beschichtungszusammensetzung in der Regel neben Feuchtmitteln noch verschiedene Hilfsstoffe und/oder Additive enthalten, beispielsweise verschiedene Metallseifen als Trockenstoffe, sowie Wachse und/oder Strukturmittel.

Als weitere Additive kommen, neben den üblicherweise in ölhaltigen

Beschichtungszusammensetzungen eingesetzten Hilfsstoffen wie

beispielsweise Füllstoffe, UV-Stabilisatoren, Inhibitoren, Flammschutzmittel, Gleitmittel, Dispergiermittel, Redispergiermittel, Entschäumer, Verlaufsmittel, Filmbildner, Haftvermittler, Trocknungsbeschleuniger, Trocknungs- verzögerer, Fotoinitiatoren, etc., insbesondere auch farbgebende Pigmente oder Farbstoffe in Frage. Als Pigmente können organische oder anorganische Absorptionspigmente und/oder Effektpigmente, insbesondere plättchenförmige Effektpigmente, eingesetzt werden. Organische und anorganische Absorptionspigmente sind, ebenso wie Farbstoffe, kommerziell in vielfältigen Ausführungen erhältlich. In einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform enthält die erste Beschichtungszusammensetzung keine Pigmente, insbesondere keine farbgebenden Pigmente.

In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die erste Beschichtungszusammensetzung Farbstoffe, Absorptionspigmente und/oder Effektpigmente, die eine farbgebende Wirkung aufweisen und damit den optisch wahrnehmbaren Farbeindruck der Flächenelemente auf dem Substrat bestimmen, da in der Regel Bindemittelsysteme eingesetzt werden, die im verfestigten Zustand transparent und farblos sind.

Während die Flächenelemente auf dem Substrat gemäß der ersten Ausführungsform farblos sind oder im besten Falle als weißlicher Belag auf dem Substrat wahrgenommen werden, weisen die Flächenelemente der zweiten Ausführungsform eine sichtbare Farbgebung auf, die von den eingesetzten Farbstoffen und/oder Pigmenten und deren Wechselwirkungen untereinander bestimmt ist.

Erfindungsgemäß ist keine der genannten Ausführungsformen besonders bevorzugt. Vielmehr ist es von der gewünschten Farbgebung des dreidimensional erscheinenden Musters abhängig, ob für das Aufbringen der Flächenelemente auf dem Substrat die erste oder die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt.

Als Substrat werden gebräuchliche Substrate, die sich mit üblichen Beschichtungsmethoden beschichten lassen, eingesetzt, zum Beispiel Papier verschiedenster Qualität, Kartonagen, Tapeten, Laminate, Tissue- Materialien, Holz, Kunststoffkörper, Kunststofffolien, Metallkörper, Metallfolien, Glas oder Materialien, die Bestandteile aus mehreren dieser Stoffe enthalten. Die Substrate können optional elektrostatisch oder durch Aufbringen von Grundier- oder Satinierschichten vorbehandelt sein. Die zu beschichtende Oberfläche der eingesetzten Substrate sollte plan ausgebildet sein, d.h. weder Erhebungen noch Vertiefungen aufweisen.

Oftmals weisen übliche Grundier- oder Satinierschichten eine helle oder weiße Farbgebung auf. Solcherart vorbeschichtete Substrate sind an sich als Substrate für den Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren geeignet, allerdings sind die damit erzielbaren dreidimensional erscheinenden Effekte in der Beschichtung subtil und nicht sehr ausgeprägt wahrnehmbar.

Vorzugsweise weisen daher die Substrate eine schwarze, dunkle oder farbige Oberfläche auf. Diese Farbgebung des Substrates kann je nach eingesetztem Substratmaterial und beabsichtigtem Verwendungszweck des fertigen Produktes entweder durch Masseeinfärbung des Substratmaterials, beispielsweise bei Kunststofffolien, oder mittels Beschichten des

Substrates mit einer schwarzen, dunklen oder farbigen Beschichtung erhalten werden. Letztere kann zusätzlich oder alternativ zu Grundier- oder Satinierschichten aufgebracht werden. Unter einer dunklen Beschichtung sind zum Beispiel graue, braune, blaue, rote, violette oder grüne Beschich- tungen zu verstehen, die nur eine geringe Helligkeit aufweisen, also gemeinhin als dunkelgrau, dunkelbraun, dunkelblau, dunkelrot, dunkelviolett oder dunkelgrün bezeichnet werden. Sie können, genau wie farbige Be- schichtungen, durch den Zusatz üblicher Farbmittel zu entsprechenden Be- schichtungszusammensetzungen, wahlweise in Kombination mit Ruß oder anderen schwarzen Farbmitteln, erhalten werden. Vorzugsweise ist die gesamte zu beschichtende Oberfläche des Substrates mit einer solchen schwarzen, dunklen oder, alternativ, farbigen Beschichtung versehen.

Zusätzlich zu einer Satinier- oder Grundierschicht und/oder zu einer schwarzen oder dunklen Einfärbung des Substrates oder auch alternativ hierzu kann das Substrat vor dem Einsatz im erfindungsgemäßen

Verfahren auch mittels üblicher Druckverfahren ganzflächig vorbeschichtet oder mit einer Musterung versehen werden. Diese Vorbeschichtung kann mit jedem beliebigen Druckverfahren erfolgen. Vorzugsweise werden für eine solche Vorbeschichtung bzw. vorab ausgeführte Musterung allerdings Druckverfahren eingesetzt, die eine schnelle Weiterverarbeitung der erhaltenen beschichteten Substrate ermöglichen. Daher werden für die Vorbeschichtung der Substrate vorzugsweise Druckverfahren eingesetzt, die eine UV-Trocknung der eingesetzten Druckfarben ermöglichen, beispielsweise ein UV-Flexodruckverfahren oder ein UV-Tiefdruckverfahren. Die dabei erzeugten Färb- oder Mustereffekte können vorteilhaft mit dem im erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten virtuellen dreidimensionalen Muster kombiniert werden.

Die im ersten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgebrachten Flächenelemente bilden auf dem Substrat ein zweidimensionales Muster aus. Dabei kann jedes der Flächenelemente an sich bereits ein Muster darstellen und/oder die Gesamtheit oder Teile der Flächenelemente können miteinander ein Muster darstellen.

Dabei kommt es auf die Art des Musters nicht an, es kann sich beispielsweise um ein Phantasiemuster, ein Zufallsmuster, ein Punkt- oder Strichmuster, ein alphanumerisches Muster, ein Muster aus konkreten Objekten oder eine Kombination aus zwei oder mehreren davon handeln.

Erfindungsgemäß ist von Bedeutung, dass sich die Flächenelemente, die ein zweidimensionales Muster darstellen, lediglich auf Teilbereichen des Substrates befinden und dass darüber hinaus weitere Teilbereiche des Substrates vorhanden sind, die nicht mit den Flächenelementen beschichtet sind, wobei Teilbereiche, die mit Flächenelementen beschichtet sind und Teilbereiche, die nicht mit Flächenelementen beschichtet sind, einander benachbart sind, so dass sich zwischen beiden Arten von Teilbereichen Grenzlinien ausbilden. Das durch die Flächenelemente gebildete zweidimensionale Muster liegt also in regelmäßiger, unregelmäßiger oder statistischer Verteilung auf der Oberfläche des Substrates vor und kann sowohl auf einen Teilbereich des Substrates beschränkt sein, also zum Beispiel mittig gelagert sein, als auch über die gesamte Oberfläche des Substrates ausgedehnt vorliegen.

Das durch die Flächenelemente gebildete zweidimensionale Muster stellt ein makroskopisches Muster dar, wobei die einzelnen Flächenelemente eine Größe von mindestens 0,1 mm ² , insbesondere von mindestens 1 mm ² , aufweisen, aber, je nach Beschichtungstechnologie, auch Größen von mehreren Hundert Quadratzentimetern aufweisen können.

Die Flächenelemente weisen im verfestigten Zustand lediglich eine geringe Schichtdicke im Bereich von 0,2 bis 3 μιτι, insbesondere von 0,2 bis 1 μιτι, auf.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die Teilbereiche des Substrates, die mit den Flächenelementen versehen sind, und die Teilbereiche des Substrates, die nicht mit den Flächenelementen versehen sind, voneinander verschiedene Oberflächenspannungen auf. Die Oberflächenspannung des Substrates wird als σ1 und die Oberflächenspannung der

Flächenelemente als σ2 bezeichnet.

Erfindungsgemäß ist es wesentlich, dass die Oberflächenspannung σ1 des Substrates (welches vorbehandelt und/oder schwarz, dunkel oder farbig oder anderweitig vorbeschichtet sein kann, nachfolgend jedoch als unbeschichtetes Substrat bezeichnet wird) im festen Zustand und die Oberflächenspannung der Flächenelemente σ2, im un verfestigten Zustand, voneinander verschiedene Werte aufweisen, ausgedrückt in mN/m.

Dies ist praktisch immer der Fall, wenn das feste, trockene Substrat mit einer ölhaltigen, silikonfreien Beschichtungszusammensetzung in Teilbereichen beschichtet wird. Es ist erfindungsgemäß nicht von besonderer Bedeutung, ob die nicht mit den Flächenelementen beschichteten

Teilbereiche des Substrates oder die mit den Flächenelementen beschich- teten Teilbereiche des Substrates die nominell höhere Oberflächenspannung aufweisen. Erfindungswesentlich ist, dass zwischen den beschichteten oder den unbeschichteten Teilbereichen des Substrates ein Unterschied in der Oberflächenspannung vorhanden ist.

Die Oberflächenspannung σ1 des unbeschichteten Substrates kann mit jedem gebräuchlichen, sich für die Bestimmung von Oberflächenspannungen an festen Oberflächen eignenden Verfahren ermittelt werden.

Besonders gut geeignet sind Verfahren, mit deren Hilfe sich die totale Oberflächenspannung, aber auch der disperse und polare Anteil an der totalen Oberflächenspannung bestimmen lässt, wobei für jede Teilfläche die Beziehung

Ototal = 0 ^" dispers ⁺ 0 ^" polar gilt.

Gut geeignet ist hierfür beispielsweise das Verfahren nach Owens, Wendt, Rabel und Kaelbe.

Die Oberflächenspannung des mit der ölhaltigen ersten Beschichtungs- zusammensetzung beschichteten Substrates σ2 lässt sich dagegen nicht auf demselben Wege wie die Oberflächenspannung des unbeschichteten Substrates ermitteln, da die Oberfläche der Flächenelemente keine feste Oberfläche darstellt.

Die Messung der Oberflächenspannung der noch feuchten Flächenelemente erfolgt erfindungsgemäß mittels Kontaktwinkelmethode mit einem Drop Shape Analyzer DSA 100 der Krüss GmbH. Zur Messung des

Kontaktwinkels mit dem DSA100 wird ein Tropfen auf die mit der ölhaltigen ersten Beschichtungszusammensetzung beschichtete Probe aufgebracht, die sich auf einem beweglichen Probentisch befindet. Der Tropfen wird von einer Seite beleuchtet, auf der gegenüberliegenden Seite nimmt eine Kamera den Tropfen auf. Insgesamt werden vier verschiedene Tropfen aufgebracht, bestehend aus Wasser, Diiodmethan, Benzylalkohol oder 1 ,5- Pentandiol. Das Tropfenbild wird zu einem Computer mit einer Video- Digitalisierkarte übertragen und auf dem Monitor dargestellt. Die Software DSA1 enthält ausgereifte Werkzeuge zur Analyse des Tropfenbildes, die zur Berechnung von Kontaktwinkel, Oberflächenenergien und Oberflächenspannungen herangezogen wird.

Die erfindungsgemäß eingesetzte ölhaltige erste Beschichtungszusammen- setzung trocknet in der Regel sehr langsam. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist diese Eigenschaft vorteilhaft, weil in einem zweiten Verfahrensschritt die zweite, plättchenförmige Effektpigmente enthaltende

Beschichtungszusammensetzung auf die Oberfläche des Substrates und damit zumindest teilweise auf die Flächenelemente, die durch das

Aufbringen der ersten Beschichtungszusammensetzung erhalten werden, aufgebracht werden muss, solange die Flächenelemente (und damit die erste Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat) sich noch in einem feuchten, unverfestigten Zustand befinden.

Vorteilhafterweise erfolgt die Beschichtung der Oberfläche des Substrates mit der zweiten Beschichtungszusammensetzung demnach unmittelbar nach dem Aufbringen der ersten Beschichtungszusammensetzung oder in einem so kurzen Zeitabstand, dass die erste Beschichtungszusammensetzung noch nicht verfestigt (d.h. feucht, noch nicht trocken) ist. Ein Auftrag der zweiten Beschichtungszusammensetzung auf bereits

verfestigte, d.h. trockene, Flächenelemente führt dagegen nicht zum erfindungsgemäßen Erfolg.

Die Beschichtung des Substrates mit der zweiten, plättchenförmige

Effektpigmente enthaltenden Beschichtungszusammensetzung kann vollflächig erfolgen, was wegen der Einfachheit des Verfahrens auch bevorzugt ist, zumindest auf den Flächenteilen des Substrates, die das zweidimensionale Muster aus den Flächenelementen tragen. Es kann aber durchaus auch vorteilhaft oder gewünscht sein, wenn das Substrat teilflächig mit der plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtungszusannnnensetzung beschichtet wird. Bei einer teilflächigen Beschichtung ist jedoch darauf zu achten, dass zumindest ein Teil der Grenzlinien, die zwischen den Teilbereichen des Substrates, welche mit den Flächenelementen versehen sind und den Teilbereichen des

Substrates, welche nicht mit den Flächenelementen versehen sind, ausgebildet sind, mit der plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtungszusammensetzung beschichtet werden, und zwar in der Art, dass die Grenzlinien überlappend beschichtet sind und damit auch der an die Grenzlinien angrenzende Bereich des benachbarten Teilbereiches beschichtet wird. Diese Grenzlinien-überlappende Beschichtung ist notwendig, um das von den plättchenförmigen Effektpigmenten erzeugte dreidimensionale Muster in der finalen Beschichtung Sichtbar werden zu lassen.

Ob die vollflächige oder teilflächige Beschichtung erfolgt, ist von der gewünschten optischen Wirkung des fertigen Produktes abhängig.

Erfindungsgemäß weist die zweite Beschichtungszusammensetzung, die plättchenförmige Effektpigmente enthält, eine Oberflächenspannung σ3 auf, die geringer ist als die Oberflächenspannungen σ1 und σ2. Dabei gilt σ3 < σ1 und σ3 < σ2, sowie σ1 σ2.

Es ist hier zu beachten, dass die Oberflächenspannung σ3 mit Hilfe einer anderen Methode ermittelt werden muss als die Oberflächenspannungen σ1 und σ2, weil es sich bei der Oberflächenspannung σ3 um den Wert in einer fließfähigen Beschichtungszusammensetzung handelt. Zur Ermittlung der Oberflächenspannungen von flüssigen Systemen stehen dem Fachmann verschiedene Methoden zur Verfügung, beispielsweise die Ring- Methode nach Du Nouy, die Methode des hängenden Tropfens und verschiedene andere. Die erfindungsgemäß angegebenen Oberflächenspannungen σ3 werden aus dem Überstand der Beschichtungszusam- mensetzung nach dem Absetzen der plättchenförmigen Effektpigmente mit der Ring-Methode nach Du Nouy ermittelt.

Die Differenz zwischen den Oberflächenspannungen der zweiten

Beschichtungszusammensetzung und des unbeschichteten Substrates bzw. des mit den Flächenelementen beschichteten Substrates ermöglicht eine gute Verteilung der zweiten, plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtungszusammensetzung sowie deren gute Haftung sowohl auf den mit Flächenelementen versehenen Teilbereichen als auch auf den unbeschichteten Teilbereichen des Substrates.

Die zweite, plättchenförmige Effektpigmente enthaltende Beschichtungszusammensetzung, nachfolgend auch als Effektlack bezeichnet, enthält mindestens ein Bindemittel sowie mindestens eine Art an plättchenförmigen Effektpigmenten. Darüber hinaus können im Effektlack auch die üblichen Hilfsstoffe und Additive enthalten sein.

Als Bindemittel eignen sich übliche Bindemittel oder Bindemittelsysteme, die gewöhnlicherweise in Beschichtungsverfahren verschiedenster Art eingesetzt werden, beispielsweise wässrige und/oder lösemittelhaltige Bindemittel auf Nitrocellulosebasis, Polyamidbasis, Acrylbasis, Polyvinyl- butyralbasis, PVC-Basis, PUR-Basis oder geeignete Gemische aus diesen, solange die damit hergestellten Flächenelemente die erfindungsgemäßen Bedingungen hinsichtlich der Oberflächenspannung erfüllen, was durch einfache Vorversuche gut ermittelbar ist.

Obwohl prinzipiell wässrige und/oder lösemittelhaltige Beschichtungszu- sammensetzungen als zweite Beschichtungszusammensetzung geeignet sind, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn als zweite Beschichtungszusammensetzung UV-härtende Beschichtungszusammen- setzungen eingesetzt werden. Hierfür eignen sich UV-Flexodruckfarben ebenso gut wie UV-Tiefdruckfarben. Die entsprechenden Zusammen- Setzungen für die Lackfirnisse sind dem Fachmann bekannt und sind kommerziell erhältlich. Je nach den technologischen, qualitativen oder apparativen Erfordernissen des jeweiligen Anwenders können die entsprechend geeigneten Beschichtungszusammensetzungen ausgewählt werden. Es ist lediglich erfindungsgemäß darauf zu achten, dass die Oberflächenspannung σ3 des Effektlackes geringer sein muss als die Oberflächenspannung σ1 des unbeschichteten Substrates bzw. geringer als die Oberflächenspannung σ2 des mit den Flächenelementen beschichteten, unverfestigten Substrates. Daher müssen die Inhaltsstoffe des Effektlackes so ausgewählt werden, dass sie den erfindungsgemäßen Bedingungen entsprechen.

Für den Effektlack können, wie bereits erwähnt, erfindungsgemäß sowohl lösemittelhaltige, wässrige als auch strahlenhärtende Lacksysteme ausgewählt werden. Bevorzugt ist jedoch der Einsatz strahlenhärtender Lacke, insbesondere UV-härtender Lacke, da diese sehr schnell ausgehärtet werden können. Hier sind insbesondere solche Lacksysteme vorteilhaft einsetzbar, die relativ niedrige Viskositäten aufweisen.

Erfindungsgemäß besonders geeignet sind UV-härtende Acryllacke, die beispielsweise von der Firma Schmid Rhyner AG, Schweiz, unter der Bezeichnung WESSCO® kommerziell angeboten werden. Von diesen sind ebenfalls Lacksysteme mit vergleichsweise niedriger Viskosität, z. B. einer nach DIN EN ISO 2431 im 4mm Auslaufbecher bei 23°C bestimmten Viskosität von < 30 sec, bevorzugt.

Erfindungsgemäß enthält der Effektlack plättchenförmige Effektpigmente. Dabei wird die konkrete Art an plättchenförmigen Effektpigmenten oder gegebenenfalls Gemische verschiedener Effektpigmente durch die gewünschten optischen Wirkungen des resultierenden dreidimensional erscheinenden Musters in der Beschichtung bestimmt sowie optional auch von Farbmitteln, die in den sich auf dem Substrat befindlichen Vorbe- schichtungen gegebenenfalls bereits enthalten sind. Als plättchenförmige Effektpigmente können in der ersten, plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung Pigmente eingesetzt werden, die ausgewählt sind aus der Gruppe Perlglanzpigmente, Interferenzpigmente, Metalleffekt- pigmente, Flüssigkristallpigmente (Liquid Crystal Pigments), plättchenförmige funktionelle Pigmente, plättchenförmige strukturierte Pigmente, oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren von diesen.

Diese Effektpigmente sind aus einer oder mehreren Schichten aus gegebenenfalls unterschiedlichen Materialien aufgebaut und liegen plättchenförmig vor. Als plättchenförmig werden Pigmente oder

Trägermaterialien bezeichnet, wenn ihre äußere Form einem flachen Gebilde entspricht, welches mit seiner Ober- und Unterseite zwei annähernd parallel zueinander stehende Oberflächen aufweist, deren Ausdehnung in Länge und Breite die größte Ausdehnung des Pigmentes oder des Trägermaterials darstellt. Der Abstand zwischen den genannten Oberflächen, der die Dicke des Plättchens darstellt, weist dagegen eine geringere Ausdehnung auf.

Bevorzugt weisen diese Pigmente einen plättchenförmigen Träger auf, welcher optional mindestens eine Beschichtung aus einem Metall, Metalloxid, Metalloxidhydrat oder deren Gemischen, einem Metallmischoxid, - suboxid, -oxinitrid, Metallfluorid oder einem Polymer umfasst.

Perlglanzpigmente bestehen aus transparenten Plättchen mit hoher Brechzahl und zeigen bei paralleler Orientierung durch Mehrfach reflexion einen charakteristischen Perlglanz. Solche Perlglanzpigmente, die zusätzlich auch Interferenzfarben zeigen, werden als Interferenzpigmente bezeichnet.

Obwohl natürlich auch klassische Perlglanzpigmente wie TiO2-Plättchen, basisches Bleicarbonat, BiOCI-Pigmente oder Fischsilberpigmente prinzipiell geeignet sind, werden als Effektpigmente im Sinne der Erfindung vorzugsweise plättchenförmige Interferenzpigmente oder Metall effektpigmente eingesetzt, welche auf einem plättchenförmigen Träger mindestens eine Beschichtung aus einem Metall, Metalloxid, Metalloxidhydrat oder deren Gemischen, einem Metallmischoxid, Metallsuboxid, Metalloxinitrid, Metallfluorid oder einem Polymer aufweisen.

Die Metalleffektpigmente weisen bevorzugt mindestens einen Metallträger oder eine Metallschicht auf.

Der plättchenförmige Träger besteht vorzugsweise aus natürlichem oder synthetischem Glimmer, Kaolin oder einem anderen Schichtsilikat, aus Glas, Calcium-Aluminium-Borosilikat, S1O2, T1O2, AI2O3, Fe2O3, Polymer- plättchen, Graphitplättchen oder aus Metallplättchen, wie beispielsweise aus Aluminium, Titan, Bronze, Silber, Kupfer, Gold, Stahl oder diversen Metalllegierungen.

Besonders bevorzugt sind plättchenförmige Träger aus Glimmer, Glas, Calcium-Aluminium-Borosilikat, Graphit, S1O2, AI2O3, oder aus Aluminium.

Die Größe des plättchenförmigen Trägers ist an sich nicht kritisch. Die Träger weisen in der Regel eine Dicke zwischen 0,01 und 5 μιτι, insbesondere zwischen 0,05 und 4,5 μιτι und besonders bevorzugt von 0,1 bis 1 μιτι auf. Die Ausdehnung in der Länge bzw. Breite beträgt üblicherweise von 1 bis 200 μιτι, vorzugsweise von 5 bis 60 μιτι und insbesondere von 5 bis 25 μιτι. Sie besitzen in der Regel ein Aspektverhältnis (Verhältnis des mittleren Durchmessers zur mittleren Teilchendicke) von 2:1 bis 25000:1 ,

vorzugsweise von 3:1 bis 1000:1 und insbesondere von 6:1 bis 250:1 .

Die genannten Maße für die plättchenförmigen Träger gelten prinzipiell auch für die erfindungsgemäß verwendeten beschichteten Effektpigmente, da die zusätzlichen Beschichtungen in der Regel im Bereich von nur wenigen Hundert Nanometern liegen und damit die Dicke oder Länge bzw. Breite (Teilchengröße) der Pigmente nicht wesentlich beeinflussen. Die eingesetzten Pigmente müssen jedoch in ihrer Teilchengröße an die Erfordernisse des jeweils verwendeten Beschichtungsverfahrens angepasst werden.

Bevorzugt besteht eine auf dem Träger aufgebrachte Beschichtung aus Metallen, Metalloxiden, Metallmischoxiden, Metallsuboxiden oder Metall- fluoriden und insbesondere aus einem farblosen oder farbigen Metalloxid, ausgewählt aus T1O2, Titansuboxiden, Titanoxinitriden, Fe2O3, Fe3O ₄ , SnO ₂ , Sb ₂ O ₃ , SiO ₂ , AI2O3, ZrO ₂ , B2O3, Cr ₂ O ₃ , ZnO, CuO, NiO oder deren Gemischen.

Beschichtungen aus Metallen sind vorzugsweise aus Aluminium, Titan, Chrom, Nickel, Silber, Zink, Molybdän, Tantal, Wolfram, Palladium, Kupfer, Gold, Platin oder diese enthaltenden Legierungen.

Als Metallfluorid wird bevorzugt MgF ₂ eingesetzt.

Besonders bevorzugt sind Effektpigmente, welche einen plättchenförmigen Träger aus Glimmer, Glas, Calcium-Aluminium-Borosilikat, Graphit, S1O2, AI2O3, oder aus Aluminium und mindestens eine Beschichtung auf dem Träger aufweisen, welche aus T1O2, Titansuboxiden, Titanoxinitriden, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O , SnO ₂ , Sb ₂ O ₃ , SiO ₂ , AI ₂ O ₃ , MgF ₂ , ZrO ₂ , B ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ , ZnO, CuO, NiO oder deren Gemischen ausgewählt ist.

Die Effektpigmente können einen Mehrschichtaufbau aufweisen, bei dem sich auf einem metallischen oder nichtmetallischen Träger mehrere Schichten übereinander befinden, die vorzugsweise aus den vorab genannten Materialien bestehen und verschiedene Brechzahlen in der Art aufweisen, dass sich jeweils mindestens zwei Schichten unterschiedlicher Brechzahl abwechselnd auf dem Träger befinden, wobei sich die Brechzahlen in den einzelnen Schichten um wenigstens 0,1 und bevorzugt um wenigstens 0,3 voneinander unterscheiden. Dabei können die auf dem Träger befindlichen Schichten sowohl farblos als auch farbig, überwiegend transparent, semitransparent oder auch opak sein.

Je nach verwendetem Trägermaterial und Art der aufgebrachten Schichten sind damit auch die erhaltenen Effektpigmente farblos oder weisen eine Körperfarbe auf, bzw. sind überwiegend transparent, semitransparent oder opak. Durch das Ein- oder Mehrschichtsystem auf dem Träger sind sie aber zusätzlich in der Lage, mehr oder weniger intensive und glänzende

Interferenzfarben zu erzeugen.

Ebenso können die sogenannten LCPs (Liquid Crystal Pigments), die aus vernetzten, orientierten, cholesterischen Flüssigkristallen bestehen, oder aber auch als holographische Pigmente bezeichnete Polymer- oder

Metallplättchen als Effektpigmente eingesetzt werden.

Die vorab beschriebenen Effektpigmente können in den erfindungsgemäß eingesetzten Beschichtungszusammensetzungen (im Effektlack sowie optional auch in der ersten Beschichtungszusammensetzung für die

Flächenelemente) einzeln oder als Gemisch von zwei oder mehreren vorhanden sein. Ebenso können sie im Gemisch mit organischen und/oder anorganischen Farbstoffen oder Farbpigmenten und/oder auch in

Gemischen mit unbeschichtetem Glimmer eingesetzt werden. Dabei beträgt der Gewichtsanteil der plättchenförmigen Effektpigmente in der zweiten bindemittelhaltigen Beschichtungszusammensetzung im allgemeinen zwischen 1 und 40 Gewichtsprozent und vorzugsweise zwischen 15 und 30 Gewichtsprozent, wenn grobe virtuelle dreidimensionale Strukturmuster erzeugt werden sollen, und 5 bis 15 Gewichtsprozent, wenn feine virtuelle dreidimensionale Strukturmuster erzeugt werden sollen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der zweiten Beschichtungszusammensetzung. Als Effektpigmente können beispielsweise die im Handel erhältlichen funktionellen Pigmente, Interferenzpigmente oder Perlglanzpigmente, welche unter den Bezeichnungen Iriodin®, Colorstream®, Xirallic®,

Miraval®, Ronastar®, Biflair®, Minatec®, Iriotec®, Lustrepak®,

Colorcrypt®, Colorcode® und Securalic® oder Meoxal® von der Firma Merck KGaA angeboten werden, Mearlin® der Firma Mearl, Metalleffekt- pigmente der Firma Eckart sowie optisch variable Effektpigmente wie beispielsweise Variochrom® der Firma BASF, Chromafflair® der Firma Flex Products Inc., Helicone® der Firma Wacker, holographische Pigmente der Firma Spectratec sowie andere kommerziell erhältliche Effektpigmente eingesetzt werden.

Für den Erfolg der vorliegenden Erfindung sind die einzelnen Farb- und/oder Glanzeffekte, die durch die Effektpigmente erzielt werden können, an sich nicht ausschlaggebend. Vielmehr wird der erfindungsgemäße Erfolg durch die Veränderung des optisch wahrnehmbaren Effektes der plätt- chenförmigen Effektpigmente an den Stellen der Beschichtung erzielt, bei denen die plättchenförmige Effektpigmente enthaltende Beschichtungszu- sammensetzung auf die Grenzlinien zwischen den das zweidimensionale Muster ausbildenden Flächenelementen auf dem Substrat und dem unbeschichteten Substrat trifft. An diesen Grenzlinien werden die

plättchenförmigen Effektpigmente in der Beschichtungszusammensetzung, die ansonsten in der Beschichtung parallel zur Oberfläche des Substrates ausgerichtet vorliegen, derart aus ihrer Ausrichtung gelenkt, dass sie nachfolgend in einem Winkel zur Oberfläche des Substrates liegen, der schräg oder senkrecht zur Oberfläche des Substrates verläuft. Obwohl die Ursache dieser Pigmentauslenkung nicht vollständig geklärt ist, wird vermutet, dass die Auslenkung der Pigmente aus ihrer üblichen

Vorzugsrichtung durch die Unterschiede der Oberflächenspannungen der Flächenelemente und des unbeschichteten Substrates an den Grenzlinien erfolgt. Dadurch wird die Form des zweidimensionalen Musters, welches auf dem Substrat durch die Flächenelemente gebildet wird, als Grundform des dreidimensionalen Musters, das in der plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtungszusammensetzung durch die Effektpigmente gebildet wird, repliziert, kombiniert mit einem dreidimensionalen Effekt, der durch die vorab beschriebene Auslenkung der plättchenförmigen

Effektpigmente erzeugt wird.

Das in der Beschichtung sichtbare dreidimensionale Muster ist damit lediglich über die durch die Effektpigmente sichtbar gemachten optischen Effekte wahrnehmbar. Es ist dabei deutlich ausgeprägter als es die reale Auslenkung der plättchenförmigen Effektpigmente an den Grenzlinien erwarten ließe, weil eine Auslenkung der plättchenförmigen Effektpigmente aus der parallelen Lage auch um nur wenige Winkelgrade bereits eine deutliche Änderung ihrer Reflexionseigenschaften zur Folge hat, die sich optisch als scheinbare Tiefe des dreidimensional erscheinenden Musters bemerkbar macht. Die Bezeichnung virtuelles dreidimensionales Muster für das erfindungsgemäß erzeugte Muster ist daher gerechtfertigt.

Selbstverständlich werden aber bevorzugt Effektpigmente eingesetzt, mit denen optisch sehr ansprechende Druckergebnisse erzielt werden können, die mit klassischen organischen oder anorganischen Farbstoffen oder Farbpigmenten allein nicht erhalten werden können. So sind gerade im Verpackungsdruck glänzende intensive Interferenzfarben, Metallic-Effekte oder Druckbilder, die beim Abkippen ein Farbspiel und/oder eindrucksvolle Hell/Dunkel-Effekte zeigen (optisch variable Drucke), sehr begehrt. Dabei ist oft der Glitzereffekt der Druckbilder um so größer, je größer die Teilchengröße der Effektpigmente ist. Solche Färb- und Glanzeindrücke lassen sich nur mit plättchenförmigen Effektpigmenten erzielen.

Zeigen die eingesetzten plättchenförmigen Effektpigmente ein optisch variables Verhalten, ist dieses selbstverständlich in der erfindungsgemäß hergestellten gemusterten Beschichtung nicht nur dann wahrnehmbar, wenn der Betrachtungswinkel gegenüber der gesamten beschichteten Oberfläche geändert wird, sondern bereits bei Betrachtung der Oberfläche des beschichteten Substrates aus einem einzigen Betrachtungswinkel, so dass das erzeugte dreidimensionale Muster in verschiedenen Farben und/oder verschiedenen Helligkeitsabstufungen erscheint.

Die plättchenförmigen Effektpigmente können auch im Gemisch mit anderen, nicht plättchenförmigen Pigmenten eingesetzt werden, solange der Anteil an plättchenförmigen Effektpigmenten so groß ist, dass ein damit erzeugtes dreidimensionales Muster in der Beschichtung noch sichtbar ist. Dafür sollte der Anteil an plättchenförmigen Effektpigmenten in einer sie enthaltenden zweiten Beschichtungszusammensetzung mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise jedoch mindestens 70 Gew.-% der gesamten Pigmentbeladung der zweiten Beschichtungszusammensetzung

entsprechen.

Die plättchenförmige Effektpigmente enthaltende zweite Beschichtungszusammensetzung kann auf das unbeschichtete (wahlweise vorbehandelte oder vorbeschichtete, wie vorab beschrieben) Substrat mit jedem geeigneten Beschichtungsverfahren aufgebracht werden. Geeignete Verfahren sind beispielsweise übliche Beschichtungsverfahren, einschließlich der gebräuchlichen Druckverfahren, die gewöhnlich zur Herstellung einer Beschichtung auf einem Substrat herangezogen werden. Hier sind insbesondere Druckverfahren wie Siebdruck, Tiefdruck, Flexodruck, Papier- beschichtungsverfahren, oder Bar-Coating zu nennen, aber auch andere Beschichtungsverfahren wie Rakeln, Streichen, Stempeln, Gießen,

Fließverfahren, Walzen- oder Rasterauftragsverfahren oder Auftragen mittels Luftbürste.

Besonders bevorzugt werden Druckverfahren, insbesondere ein Flexo- druckverfahren oder ein Tiefdruckverfahren, eingesetzt. Insbesondere bevorzugt sind ein UV-Flexodruckverfahren oder ein UV-Tiefdruckverfahren. Selbst bei den mittels dieser Verfahren erhältlichen geringen Schichtdicken der verfestigten Beschichtung im Bereich weniger Mikrometer (1 -20 μητι, vorzugsweise 2-10 μηη) ist das erfindungsgemäß erzeugte, virtuelle, dreidimensional erscheinende Muster in der

Beschichtung klar erkennbar und optisch attraktiv.

Nach dem Aufbringen der zweiten Beschichtungszusammensetzung wird der entstandene Zweischichtaufbau aus erster Schicht (auf Teilflächen des Substrates befindliche Schicht aus Flächenelementen, bestehend aus der ersten, ölhaltigen Beschichtungszusammensetzung) und zweiter Schicht (auf Teilflächen oder der gesamten Oberfläche des mit den Flächenelementen vorbeschichteten Substrates befindliche Schicht, bestehend aus der zweiten, plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtungszusammensetzung) verfestigt. Das Verfestigen wird durch Trocknen und gegebenenfalls Härten des Zweischichtaufbaus erreicht, wobei beide Vorgänge je nach Bedarf durch die Zufuhr von Wärme und/oder UV- Strahlung unterstützt werden können. Die entsprechenden konkreten Maßnahmen richten sich nach der Art der jeweils eingesetzten Beschich- tungszusammensetzungen.

Es wird eine plane Zweischichtstruktur auf dem, gegebenenfalls vorbeschichteten, Substrat erhalten, bei der jede der beiden Schichten eine Oberfläche aufweist, die parallel zur Substratoberfläche angeordnet ist und wobei die Zweischichtstuktur insgesamt eine plane, äußere Oberfläche aufweist. Das virtuelle, dreidimensionale Muster, welches von der Oberflächenseite des beschichteten Substrates aus sichtbar ist, wird lediglich durch die Ausrichtung der plättchenförmigen Pigmente in der diese enthaltenden zweiten Beschichtungszusammensetzung erzeugt. Diese Ausrichtung erfolgt an den Grenzlinien der Flächenelemente zu den unbeschichteten Teilflächen des Substrates in verschiedenen Winkeln relativ zur Substratoberfläche.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine plättchenförmige Effektpigmente enthaltende, ein sichtbares, virtuelles dreidimensionales Muster aufweisende Besch ichtung auf einem Substrat, wobei das virtuelle dreidimensionale Muster durch eine Orientierung der plättchenförmigen Effektpigmente in verschiedenen Winkeln relativ zum Substrat gebildet wird und die Beschichtung nach dem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt ist.

Die erfindungsgemäße Beschichtung setzt sich mindestens aus zwei übereinander liegenden Schichten auf dem Substrat zusammen. Dabei wird die erste Schicht von einer verfestigten, ölhaltigen Beschichtungszusammen- setzung, und die zweite, darüber liegende Schicht von einer verfestigten, plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden zweiten Beschichtungszu- sammensetzung gebildet. Während die erste Schicht sich in Form von Flächenelementen jeweils nur auf Teilflächen des Substrates befindet, kann die zweite Schicht sich sowohl auf Teilflächen des Substrates, aber auch, vorzugsweise, auf der gesamten Oberfläche des Substrates befinden.

Sofern die zweite Schicht sich lediglich auf Teilflächen der Oberfläche des Substrates befindet muss jedoch gewährleistet sein, dass die Grenzlinien, die sich zwischen den Flächenelementen und den unbeschichteten

Teilflächen des Substrates ausbilden, überlappend zumindest teilweise mit der zweiten Schicht bedeckt sind, da anderenfalls das virtuelle

dreidimensionale Muster in der Beschichtung nicht sichtbar ist.

Details in Bezug auf die stoffliche Zusammensetzung der einsetzbaren Substrate, der Beschichtungszusammensetzung für die erste, die Flächenelemente bildende Schicht, sowie in Bezug auf die geeigneten plättchenförmigen Effektpigmente und die stoffliche Zusammensetzung der letztere enthaltenden zweiten Schicht sind vorab bereits ausführlich erläutert worden.

Das sichtbare, virtuelle dreidimensionale Muster in der erfindungsgemäßen Beschichtung wird, wie bereits erwähnt, ausschließlich durch die

Orientierung der enthaltenen plättchenförmigen Effektpigmente in verschie- denen Winkeln, relativ zur Oberfläche des Substrates, erzeugt. Dabei verstärkt das durch die nicht-parallele Ausrichtung der plättchenförmigen Effektpigmente an den Grenzlinien der Flächenelemente veränderte Reflexionsverhalten der Effektpigmente den optisch wahrnehmbaren dreidimensionalen Effekt erheblich. Weder das Substrat noch die darauf aufgebrachten Beschichtungen sind dabei dreidimensional verformt.

Insbesondere weist die Beschichtung eine plane Oberfläche auf.

Das erfindungsgemäß in der Beschichtung erhaltene virtuelle dreidimensionale Muster stellt ein makroskopisches Muster dar, wobei die einzelnen in der Beschichtung sichtbaren Flächenelemente eine Größe von mindestens 0,1 mm ² , insbesondere von mindestens 1 mm ² , aufweisen, aber auch Größen von mehreren Hundert Quadratzentimetern aufweisen können. Dabei hängt die Größe und äußere Form der sichtbaren, dreidimensional erscheinenden Flächenelemente direkt von der Größe und äußeren Form der auf dem Substrat ausgebildeten zweidimensionalen Flächenelemente ab und repliziert diese.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtung auf einem Substrat, welche ein virtuelles, dreidimensionales Muster aufweist und nach dem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt ist.

Da sich das vorab beschriebene Verfahren, insbesondere wenn zum Aufbringen der ersten als auch der zweiten Beschichtungszusammen- setzung Druckverfahren eingesetzt werden, in besonderer Weise für die Herstellung von Massenprodukten eignet, ist die Verwendung der so erzeugten Beschichtungen in Dekorationsmaterialien, Verpackungsmaterialien, Kunsterzeugnissen oder Sicherheitserzeugnissen von besonderem ökonomischen Vorteil. Unter Dekorationsmatenalien sollen alle Anwendungen verstanden werden, die sich durch besondere optische Effekte auszeichnen, beispielsweise Akzidenzdrucksachen, Kalender, Schmuckblätter, Werbematerialien, Glückwunschkarten, Sonderdrucke, Tapeten, aber auch Tickets, Zeitschriften, Kataloge, Broschüren, Buchhüllen, Etiketten, Dekorpapiere für Möbel- und Fußbodenlaminate und vieles mehr. Solche Produkte können durch den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten attraktiven virtuellen dreidimensionalen Effekt eine große Aufwertung erfahren, da sie

gleichzeitig auch die Glanz- und Glittereffekte sowie die gegebenenfalls auch optisch variablen Eigenschaften der eingesetzten plättchenförmigen Effektpigmente zeigen.

Gleiches trifft auf jede Art von Verpackungsmaterialien sowie auf Sicherheitserzeugnisse zu, die neben funktionellen Merkmalen auch optisch gut wahrnehmbare Effekte von hoher Attraktivität zeigen sollen.

Da die erfindungsgemäß hergestellten, ein virtuelles dreidimensionales Muster aufweisenden Beschichtungen auch optische Illusionen erzeugen können, sind sie auch für die Herstellung von Kunsterzeugnissen vorteilhaft einsetzbar.

Insgesamt weisen die erfindungsgemäß hergestellten, ein virtuelles dreidimensionales Muster aufweisenden Beschichtungen eine scheinbare optische Tiefe des sichtbaren dreidimensionalen Musters sowie die optischen Vorteile von plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtungen auf. Weder die eingesetzten Substrate noch die Beschichtungen müssen zu diesem Zwecke eine Verprägung oder Verformung erfahren. Darüber hinaus lassen sie sich auf wirtschaftliche Weise ohne maschinellen Zusatzaufwand in vielen kleinen und mittleren Druckereien erzeugen, die hauptsächlich mit Offsetdruckmaschinen ausgerüstet sind. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen sind daher gut geeignet, hochwertig erscheinende Produkte verschiedenster Art mit Hilfe einfacher und üblicher Verfahrensschritte kostengünstig und als Massenprodukte herzustellen.

Figur 1 zeigt die schematische Darstellung einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Effektpigment-haltigen Beschichtung mit dem Substrat (1 ), Flächenelementen (2) aus einer ölhaltigen, silikonfreien Beschichtungszusammensetzung und einer Beschichtung aus einer zweiten, plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtungszusammensetzung (3) gemäß Beispiel 1

Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend an Hand eines Beispiels näher erläutert, nicht jedoch auf dieses reduziert werden.

Beispiel 1 :

Es wird ein einseitig gestrichenes Papier vom Typ Sappi AlgroFiness mit einem Flächengewicht von 70g/m ² eingesetzt, welches auf der gestrichenen Seite zusätzlich mit einer vollflächigen schwarzen Grundierschicht versehen ist. Das so behandelte Substrat weist eine totale Oberflächenspannung ototai von 46,8 mN/m auf, die sich aus einer dispersen Oberflächenspannung Odispers von 40,3 mN/m und einer polaren Oberflächenspannung Opoiar von 6,5 mN/m zusammensetzt.

Das Substrat wird mit einer ersten Beschichtungszusammensetzung beschichtet, so dass sich auf dem Substrat ein Muster aus beschichteten und nicht beschichteten Teilflächen ergibt. Die Beschichtung erfolgt in einem Offsetdruckverfahren mit einem Flächenauftrag von 2 g/m ² . Die resultierende Nassfilmdicke beträgt etwa 2 μιτι. Es wird eine konventionelle weiße Offsetdruckfarbe vom Typ CV 909 der Fa. Superior Printing Ink, Teterboro, USA, eingesetzt. Das auf diese Weise erzeugte Muster auf der Oberfläche des Substrates ist nahezu unsichtbar. Die mit der Kontaktwinkelmethode mit dem Krüss DSA100 bestimmte totale Oberflächenspan- nung atotai beträgt an den beschichteten Flächeneinheiten 42,1 mN/m und setzt sich aus einer dispersen Oberflächenspannung Olpers von 41 ,7 mN/m und einer polaren Oberflächenspannung a _p0 iar von 0,4 mN/m zusammen.

Auf der frisch aufgebrachten, noch feuchten ersten Beschichtung wird nun in einem UV- Flexodruckverfahren eine zweite Beschichtungszusammen- setzung vollflächig auf das Substrat aufgebracht und mittels UV-Licht verfestigt. Der Auftrag erfolgt mit einem Anilox-Roller (60 l/cm,

Schöpfvolumen 20 cm ³ /m ² ). Die zweite Beschichtungszusammensetzung enthält den UV-Lack Wessco 301 1 der Firma Schmid Rhyner AG und 7 Gew.% eines Interferenzpigmentes vom Typ Iriodin® 325 der Firma Merck KGaA, Deutschland. Die mit der Ring-Methode nach Du Nuoy ermittelte Oberflächenspannung des Überstands der flüssigen Lackzusammensetzung beträgt 20,8 mN/m. Die Beschichtungszusammensetzung hat eine Viskosität von 20 sec, gemessen im DIN 4 mm Auslaufbecher.

In der durch UV-Licht verfestigten finalen Beschichtung kann ein deutliches, dreidimensional erscheinendes goldfarbenes Muster beobachtet werden, welches von den in der zweiten Beschichtungszusammensetzung enthaltenen Effektpigmenten gebildet wird und die zweidimensionale Grundgestalt der mit der Offsetdruckfarbe vorgedruckten Flächenelemente aufweist. Die beschichtete Oberfläche ist glatt und weist keine Verformungen auf. Die Gesamtschichtdicke der Beschichtung aus erster und zweiter Schicht beträgt etwa 5 μιτι. Die Beschichtung ist durch hohen Glanz und ein optisch attraktives Erscheinungsbild gekennzeichnet.