(57)【要約】本発明は、一体となったセキュリティ要素を有する延伸発泡物品、およびその物品の製造方法に関する。本発明の延伸フォーム物品は、通貨、株券および債券、出生証明書および死亡証明書、土地権原証書および要約書などの印刷されたセキュリティ文書の作成に特に有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの配向された高溶融強度ポリプロピレンフォーム層と、少なくとも１つのセキュリティ要素とを含むセキュリティ基材。
【請求項２】
前記セキュリティ要素が視覚的セキュリティ要素である、請求項１に記載のセキュリティ基材。
【請求項３】
前記視覚的セキュリティ要素が、印刷された標示、裏刷り、カラーシフティング、条件等色性、偏光性、蛍光性、ルミネセンス、リン光性、真珠光沢性、ホログラフィック、反射性、金属性、磁性のフィルム、糸、粒子、または繊維；すかし、エンボス、透明または半透明の領域、液晶；ホログラム、光学レンズ、マイクロレンズ、フレネルレンズ、光学フィルター、偏光フィルター、および反射要素；フォトクロミック要素、サーモクロミック要素、液晶、モアレパターン、屈折性、レンズ状、および透明の格子、エンボス加工された要素またはその他の三次元要素、裏刷り、すかし；ならびにカラーシフティングインク、条件等色性インク、偏光インク、蛍光インク、リン光インク、真珠光沢インク；ならびに以上の組み合わせからなる群より選択される、請求項２に記載のセキュリティ基材。
【請求項４】
前記セキュリティ要素がエンボスである、請求項１に記載のセキュリティ基材。
【請求項５】
前記エンボスによって実質的に透明な領域が得られる、請求項４に記載のセキュリティ要素。
【請求項６】
請求項１に記載のフォーム層と、少なくとも１つの熱可塑性フィルム層とを含む多層物品。
【請求項７】
前記セキュリティ要素が前記熱可塑性フィルム層と一体となっている、請求項６に記載の多層物品。
【請求項８】
前記セキュリティ要素が前記フォーム層と一体となっている、請求項６に記載の多層物品。
【請求項９】
前記セキュリティ要素が、印刷された標示、裏刷り、カラーシフティング、条件等色性、偏光性、蛍光性、ルミネセンス、リン光性、真珠光沢性、ホログラフィック、反射性、金属性、磁性のフィルム、糸、粒子、または繊維；すかし、エンボス、透明または半透明の領域、液晶；ホログラム、光学レンズ、マイクロレンズ、フレネルレンズ、光学フィルター、偏光フィルター、および反射要素；フォトクロミック要素、サーモクロミック要素、液晶、モアレパターン、エンボス加工された画像またはその他の三次元要素、裏刷り、すかし、ならびにカラーシフティングインク、条件等色性インク、偏光インク、蛍光インク、リン光インク、真珠光沢インクまたは磁性インク；ならびに以上の組み合わせの群より選択される、請求項６に記載の多層物品。
【請求項１０】
前記セキュリティ要素が、前記フォーム層中の実質的に透明な領域を通して現れる、請求項６に記載の多層物品。
【請求項１１】
少なくとも２つのセキュリティ要素を含み、それらの位置を合わせることによって視覚的セキュリティ要素が形成される、請求項６に記載の多層物品。
【請求項１２】
前記セキュリティ要素が偏光要素またはモアレパターンである、請求項１１に記載の多層物品。
【請求項１３】
前記セキュリティ要素が、前記熱可塑性フィルム層中に埋め込まれた少なくとも１つのコアを含む、請求項６に記載のセキュリティ基材。
【請求項１４】
前記セキュリティ要素が、前記熱可塑性フィルム層中に埋め込まれた複数の横方向に間隔をあけて配置されたコアを含む、請求項６に記載のセキュリティ基材。
【請求項１５】
前記コアが、染料または顔料、あるいは、カラーシフティング粒子、偏光粒子、蛍光粒子、ルミネセンス粒子、リン光粒子、反射粒子、金属性粒子、または 磁性粒子が内部に溶解または分散した熱可塑性ポリマーを含む、請求項１３に記載のセキュリティ要素。
【請求項１６】
前記コアが、着色ポリマー、リン光性ポリマー、真珠光沢性ポリマー、または蛍光性ポリマーを含む、請求項１３に記載のセキュリティ基材。
【請求項１７】
封入同時押出方法によって、前記セキュリティ要素が前記フォーム層と同時押出されたものである、請求項１３に記載の基材。
【請求項１８】
封入同時押出方法によって、前記セキュリティ要素が前記フィルム層と同時押出されたものである、請求項１３に記載の基材。
【請求項１９】
２つの高溶融強度の配向されたポリマーフォーム層と、それらの間に配置される熱可塑性フィルム層とを有する、請求項６に記載の基材。
【請求項２０】
前記熱可塑性フィルム層が前記フォーム層と同時押出されたものである、請求項６に記載の基材。
【請求項２１】
前記熱可塑性フィルム層が前記フォーム層に積層されている、請求項６に記載の基材。
【請求項２２】
前記熱可塑性フィルム層が配向されている、請求項６に記載の基材。
【請求項２３】
前記熱可塑性フィルム層が配向されていない、請求項６に記載の基材。
【請求項２４】
前記熱可塑性フィルム層と、前記高溶融強度フォーム層とを含み、曲げ剛性が少なくとも４０ニュートンである、請求項６に記載の多層基材。
【請求項２５】
前記高溶融強度ポリマーが、１９０℃において２５〜６０ｃＮの溶融強度を有する、請求項１に記載の基材。
【請求項２６】
前記配向が二軸である、請求項１に記載の基材。
【請求項２７】
前記ポリマーが、５０重量％以上のプロピレンモノマー単位を含有するホモポリマーおよびコポリマーを含む高溶融強度ポリプロピレンである、請求項１に記載の基材。
【請求項２８】
前記ポリプロピレンコポリマーが、プロピレンと、Ｃ３〜Ｃ８α−オレフィン、およびＣ４〜Ｃ１０ジエンからなる群より選択されるα−オレフィンとのランダム、ブロック、およびグラフトコポリマーから選択される、請求項２７に記載の基材。
【請求項２９】
前記高溶融強度ポリプロピレンが、より多量の前記高溶融強度ポリプロピレンと、より少量の追加の半結晶質または非晶質ポリマーとの混合物を含む、請求項１に記載の基材。
【請求項３０】
前記フォーム層の表面上にセキュリティ要素を含む、請求項１に記載の基材。
【請求項３１】
前記フォーム層中に分散したセキュリティ要素を含む、請求項１に記載の基材。
【請求項３２】
前記セキュリティ要素が前記フォーム層に積層されている、請求項１に記載の基材。
【請求項３３】
請求項１に記載の基材を含むセキュリティ文書。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一体となったセキュリティ要素を有する配向された発泡物品を含むセキュリティ基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
セキュリティ文書を作成する場合、長年ラグペーパーが好ましい基材とされてきた。ラグペーパーは、印刷適性、折りたたみ性、および引裂抵抗などの多くの望ましい性質を有する。しかし、紙は、特に耐久性の基材ではなく、取り扱い、環境への曝露、および水によって損傷しうる。
【０００３】
ポリマーのセキュリティ文書は、対応する紙のセキュリティ文書よりもいくつかの利点が得られる。特に、ポリマーの銀行券では、耐久性と、セキュリティ要素を組み込むことによる偽造防止性とを大きく増加させることができる。ポリマーの銀行券では、偽造を妨げるように設計されたセキュリティ要素を組み込むための独自の自由度が得られる。銀行券に関する多くの特許は、銀行券上のどこかへの透明なウインドウの可能性に言及しているが、これによって、信頼性を迅速に目視で確認することができ、複写技術による複製が困難になる。
【０００４】
ポリマーの銀行券の必要条件の１つは、ある物理的性質が、より一般的に使用されている紙の銀行券と類似することである。これらの性質は、触感、強度、引裂抵抗、取り扱い、折りたたみ、および耐揉性に関連するものである。しかし、多くの用途では、ポリマーフィルムでは、紙基材と同じテクスチャーおよび取り扱いの特徴は得られない。
【０００５】
米国特許第４，５３６，０１６号明細書は、二軸配向ポリマーフィルムと、セキュリティフィーチャーを組み込むための印刷されていないウインドウとを有する銀行券用積層体の使用を教示している。しかし、米国特許第５，６９８，３３３号明細書および同第５，９３５，６９６明細書では、’０１６号の教示に基づく銀行券の欠点について議論しており、改善された物理的性質が得られるポリオレフィン積層体を主要要素とする基材構造体を提供している。米国特許第５，３９３，０９９号明細書および同第５，４４９，２００号明細書には、’０１６号と異なるさらに別のものが提供されており、紙のような性質を有するように、ポリマーコアに積層された紙の外層を含む銀行券が記載されている。
【０００６】
米国特許第５，２３４，７２９号明細書は、多数の層を有し、光学的に独特の性質を示すポリマー積層体を教示している。さらに’７２９号特許は、この特許の主題をプラスチック通貨に成形できることを示唆しているが、その用途に要求される物理的性質への対処に失敗している。さらなる参考文献として、米国特許第４，１６２，３４３号明細書、同第４，９３７，１３４号明細書、および同第５，０８９，３１８号明細書を参照されたい。米国特許第６，０４５，８９４号明細書は、ある種の有価証券上のセキュリティ要素として使用することが可能な独特の光学的性質を有する多層光学フィルムを教示しているが、この場合も、銀行券として有用となるそのようなフィルムの、特に銀行券に必要な物理的性質を有する、必要な実施態様の教示は行っていない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも１つの配向された高溶融強度ポリプロピレンフォーム層と、基材の視覚的、触覚的、または電子的な承認が可能となりそれによって偽造が抑止される少なくとも１つのセキュリティ要素とを含むセキュリティ基材を提供する。場合によっては、セキュリティ基材は、インク受容層をさらに有することができる。
【０００８】
本発明はさらに、少なくとも１つの配向された高溶融強度ポリプロピレンフォーム層と、少なくとも１つの非フォーム層と、少なくとも１つのセキュリティ要素とを含む多層物品を提供する。好ましくは、非フォーム層は熱可塑性フィルム層である。セキュリティ要素は、フォーム層、非フォーム層と一体となることができるし、フォームと非フォーム層との間の界面に存在することができるし、あるいはフォーム層または非フォーム層のいずれかの表面上に存在することができる。好ましくは、この多層構造体は、２つの配向された高溶融強度ポリプロピレンフォーム層と、それらのフォーム層の間にある熱可塑性フィルム層とを含む。一実施態様においては、熱可塑性フィルム層は、剛性を多層物品に付与する熱可塑性ポリマーを含む。別の実施態様においては、熱可塑性フィルム層が、ホログラムまたは光学フィルムなどのセキュリティ要素であるか、またはそのセキュリティ要素を含む。
【０００９】
本発明は、少なくとも１つの配向された高溶融強度ポリプロピレンフォーム層と、少なくとも１つの熱可塑性フィルム層とを含み、セキュリティ要素は、フォーム層、非フォーム層と一体となることができるし、フォームと非フォーム層との間の界面に存在することができるし、あるいはフォーム層または非フォーム層のいずれかの表面上に存在することができる、セキュリティ基材物品を製造する方法も提供する。この多層物品は、フォーム層とフィルム層とを別々に製造し、それらを互いに積層、接合、または他の方法で取り付けることによって製造することができるし、あるいは別々の層を多層物品に同時押出することもできる。同様に、セキュリティ要素も、フォーム層および／またはフィルム層のいずれかに積層、接合、または他の方法で取り付けることができるし、あるいは他の層とともに同時押出して多層物品にすることもできる。
【００１０】
本発明の配向フォーム物品は、印刷されたセキュリティ文書、たとえば通貨、株券および債券、出生証明書および死亡証明書、小切手、権原証書および要約書などの作成に特に有用である。ポリマーの文書は、対応する紙の文書よりもいくつかの利点が得られる。特に、ポリマーのセキュリティ文書では、耐久性、およびセキュリティ要素を組み込むことによる偽造防止性を大きく増加させることができる。
【００１１】
一部のポリマーの銀行券の必要条件の１つは、ある物理的性質が、より一般的に使用されている紙の銀行券と類似することである。これらの性質は、触感、強度、引裂抵抗、取り扱い、折りたたみ、および耐揉性に関連するものである。セキュリティ文書中に使用される場合、これらの物品は、しわ試験、耐薬品性試験、および洗濯試験などの米国印刷局（Ｂｕｒｅａｕ  ｏｆ  Ｅｎｇｒａｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）の１つ以上の必要条件に適合するか、またはそれを超える。印刷局（Ｂｕｒｅａｕ  ｏｆ  Ｅｎｇｒａｖｉｎｇ）標準試験方法３００．００２、３００．００４、および３００，００５を参照することができる。
【００１２】
好都合なことには、本発明の物品によって、信頼性が保証され偽造を抑止するための視覚的、触覚的、または電子的な要素を含むセキュリティ基材が提供される。このようなセキュリティ要素としては、カラーシフティング、偏光性、蛍光性、リン光性、真珠光沢性、磁性のフィルム、糸、または繊維；すかし、エンボス、半透明または透明の領域、液晶、ホログラム表示、裏刷り、微細印刷、回折要素、反射要素、モアレ誘発パターン、光学レンズ、マイクロレンズ、フレネルレンズ、光学フィルター、偏光フィルター、蛍光インク、リン光インク、真珠光沢性インク、カラーシフティングインク、または磁性インク、三次元パターン、またはエンボス、などが挙げられる。
【００１３】
本発明において使用される場合：
「高溶融強度ポリプロピレン」とは、５０重量％以上のプロピレンモノマー単位を含有し、１９０℃において２５〜６０ｃＮの範囲の溶融強度を有するホモポリマーおよびコポリマーを意味する。
【００１４】
「セキュリティ要素」は、セキュリティ基材の視覚的、触覚的、または電子的な承認が得られる要素、またはそれより得られるセキュリティ文書である。
【００１５】
「一体となったセキュリティ要素」とは、そのセキュリティ要素が、基材の外観および機能を実質的に変化させずにセキュリティ基材から除去することが不可能であることを意味する。
【００１６】
「セキュリティ文書」とは、偽造される可能性のある文書を意味し、たとえば、通貨、株券および債券、出生証明書および死亡証明書、自動車権原証書、土地権原証書および要約書などの形態を取ることができるが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
「インク受容性」とは、インクがぬれて、そのインクがそこに付着するコーティング、処理、または層を意味する。
【００１８】
α転移温度Ｔαcとは、ポリマーのクリスタリットサブユニットが、より大きな層状結晶単位内に移動できる温度を意味する。この温度を超えると、層のすべりが発生することができ、引き伸ばされた鎖の結晶が形成され、ポリマーの非晶質領域が層状結晶構造中に引き込まれるときに結晶化度が増加する効果を伴う。
【００１９】
「小型セルフォーム」とは、１００マイクロメートル（μｍ）未満、好ましくは５〜５０μｍ（配向前）の平均セル寸法を有するフォームを意味し；
「独立気泡」とは、一方の外面から材料を通過して他方の外面まで延在する連続したセル経路を実質的に含まないフォームを意味し、
「作業温度」とは、メルトミックス中のすべてのポリマー材料を溶融させるために押出工程で達成される必要のある温度を意味し、
「出口温度」および「出口圧力」とは、押出機の１つ以上の最終ゾーン中の押出物の温度および圧力を意味し、
「溶融溶液」または「溶融混合物」または「メルトミックス」とは、ポリマー材料と、あらゆる所望の添加剤と、発泡剤との溶融混合された混合物であって、押出機を通過して加工されるために十分な流体である混合物を意味し、
「ニートポリマー」とは、少量の典型的な熱安定化添加剤を含有するが、充填剤、顔料またはその他の着色剤、発泡剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、潤滑剤、可塑剤、加工助剤、帯電防止剤、紫外光安定剤、およびその他の適切な改質剤は含有しないポリマーを意味し、
「フォーム密度」とは、所与の体積のフォームの重量を意味し、
「密度低下」とは、次式に基づくフォームの空隙体積を測定するための一方法を意味し：
【数１】
2005530632.tif 000002
式中、ρRは密度低下であり、ρfはフォーム密度であり、ρoは元の材料の密度であり、
「多分散性」とは、個々のフォーム試料の重量平均セル直径を数平均セル直径で割ったものを意味し、これは試料中のセル寸法の均一性を測定する一手段となり、式：
【数２】
2005530632.tif 000003
によって定義され、
「均一な」とは、セル寸法分布が１．０〜２．０の多分散性を有することを意味し、
「球形の」とは、ほぼ丸いことを意味し、球形、楕円形、または円形の構造を含むことができ、
「ポリマーマトリックス」とは、フォームのポリマー領域、すなわち「非セル」領域を意味し、
「α−オレフィン」とは、３個以上の炭素原子を有し、−ＣＨ＝ＣＨ2基を有するオレフィンを意味する。
【００２０】
「全延伸比」とは、機械方向および横方向の延伸比の積、すなわち、＝ＭＤ×ＣＤを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のセキュリティ基材は、セキュリティ文書を承認するための１つ以上のセキュリティ要素を含み、それによって、通常の観察では本物の文書と類似しているが、本物の文書には存在することが知られている視覚的、触覚的、または電子的なセキュリティフィー要素が不足する文書を偽造者が作成することが防止される。
【００２２】
視覚的または明白なセキュリティ要素としては、熱または圧力を加えることによる、観察する角度を変化させることによる、または照明条件を調整することによる、可逆的で、予測可能で、再現性のある方法において外観が変化する要素が挙げられる。視覚的セキュリティ要素としては、たとえば、カラーシフティング、条件等色性、偏光性、蛍光性、リン光性、真珠光沢性、ホログラフィック、反射性、磁性のフィルム、糸、粒子、または繊維；すかし、エンボス、透明または半透明の領域、液晶；ホログラム、光学レンズ、マイクロレンズ、フレネルレンズ、光学フィルター、偏光フィルター、および反射要素；フォトクロミック要素、サーモクロミック要素、液晶、モアレパターン、あるいは重なり合いを有するまたは有さない二次元格子によって形成されるその他の同様のパターン、屈折性、レンズ状、および透明の格子、エンボス加工された画像またはその他の三次元要素、裏刷り、すかし、およびカラーシフティングインク、条件等色性インク、偏光インク、蛍光インク、リン光インク、ルミネセンスインク、真珠光沢性インク、磁性インク、ならびに以上の組み合わせが挙げられる。
【００２３】
一部の視覚的セキュリティ要素は、ある波長の光、偏光、または再帰反射光のもとでの検査など、ある条件下でのみ見ることができる。さらにより洗練されたシステムでは、文書の検査およびその信頼性の確認に、磁性インクおよび電子デバイスなどの特殊な電子装置が必要となる。視覚的セキュリティ要素は、三次元パターンまたはエンボス加工されたパターンも基材上に含み、これによって、さらに触覚的な承認も可能となるため好都合である。
【００２４】
触覚的セキュリティ要素としては、触感により感知することができる要素が挙げられる。個々の三次元要素を、本明細書ではエンボスと呼ぶ場合があり、これは、エンボスロールまたはスタンプによって物品に付与することができるが、コーティング、積層、成形、押出、および微細複製などの他の手段によって付与することもできる。エンボスは、あるパターンまたはその他の標示の形態であってよい。「パターン」は、規則的な繰り返し配列を必ずしも意味するのではなく、三次元要素が触感によって感知できるのであれば、同じまたは異なる寸法の構造の不規則な配列も意味することができる。エンボスの数および間隔、ならびに個々のエンボスの性質、たとえば１つ以上の層を通過するその深さ、鋭い反射端の程度、寸法、および形状は、希望に応じて変動させることができる。
【００２５】
１つ以上のフォーム層と１つ以上の非フォーム層とを含む多層セキュリティ物品においては、セキュリティ要素は、フォーム層、非フォーム層、またはその両方と一体となることができる。セキュリティ要素は、基材の一方または両方の主面上のばらばらの要素をさらに含むことができるし、あるいは中間層となることもできる。複数のセキュリティ要素の組み合わせも本発明の範囲内である。
【００２６】
視覚的および触覚的の両方で有用なセキュリティ要素の１つは、基材の主面上の三次元パターンまたはエンボスである。セキュリティ基材がフォームおよび非フォーム層を含む場合、このような三次元エンボスまたはパターンが、フォームまたは非フォームのいずれかの表面上にあってもよいし、あるいは物品の厚さ全体に延在していてもよい。このような三次元パターンは、パターンが形成されたダイを使用する成形、押出、またはエンボス加工によって形成することができる。
【００２７】
フォームのセル寸法が小さいと、光の散乱が増加し、そのため不透明剤を添加しなくてもフォーム層が不透明になる。エンボス加工は、フォームおよびフォームセル／ポリマー界面からの光の散乱を大きく軽減することができ、それによって半透明のまたは実質的に透明な領域を形成することができる。「実質的に透明」とは、４００〜７００ｎｍの波長の光の少なくとも約２０％、好ましくは少なくとも３０％が、本明細書に記載される試験方法により厚さ１ｍｍの領域を透過することを意味する。エンボス加工の工具を選択することによって、表示を含む一部の領域をエンボス加工せずに残しておくことができ（引き続き実質的に不透明となり）、一方他の領域は実質的に透明になり、反射光または透過光により確認することができる。このような透明領域は、カラー複写機またはその他のデジタル画像手段を使用して偽造することが不可能である。エンボス加工された領域の透明性、およびエンボス加工されていない領域の不透明性は、透明フィルムを加えることによる偽造が意図されていないことを判断する場合に有用である。減圧、加圧ジェット、ピーニング、ドットマトリックス印字ヘッドを使用する衝突、触覚圧、および局所的な溶融などの実質的に透明な領域を形成するための他の方法も考慮される。物品をエンボス加工することによって触知できるセキュリティ要素を得ることができ、これは視覚障害者には望ましいことである。
【００２８】
このようなエンボス加工方法では、適切なエンボスパターンを選択することによって、実質的に透明なフレネルレンズなどの視覚的セキュリティ要素を有するセキュリティ基材を提供することもできる。一実施態様においては、フォーム層を含むセキュリティ基材をエンボス加工して、実質的に透明な光学セキュリティ要素、たとえば、フレネルレンズ、拡大レンズ、マイクロレンズ、またはその他の透明な光学要素を形成することができる。別の実施態様においては、フォーム層と熱可塑性フィルム層とを含むセキュリティ基材をフォーム層上でエンボス加工して、セキュリティ要素がフィルム層上に現れるようにすることができる。この実施態様においては、フォーム層の光学要素とフィルム層のセキュリティ要素との位置を合わせることができる。
【００２９】
フォーム／フィルム／フォーム構造体においては、エンボス加工によりフォーム層の厚さ全体に実質的に透明な領域を形成することによって、中央フィルムが現れるようにすることができる。中央フィルムは、透明な着色染料、または不透明な着色顔料、またはその他の前述の視覚的セキュリティ要素を含むことができ、これらは透過光中にセキュリティ文書をかざして見る場合に容易に識別することができる。あるいは、このような透明領域によって、非フォームフィルム層のセキュリティ要素、たとえば、ホログラムおよびその他の光学的に変化する要素、反射要素、金属化フィルムまたは糸、フォトクロミック、液晶、モアレパターン、偏光要素、その他の透明または半透明の領域、画像、標示、すかし、および印刷が現れるようにすることができる。このようなセキュリティ要素は、エンボス加工されていない領域中では不明瞭となる。
【００３０】
特に有用なセキュリティ基材の１つは、エンボス加工されたフォーム／フィルム／フォーム構造体中の熱可塑性フィルム層に染料または着色剤を加える実施態様を含む。染料または着色剤は、フィルム層自体に加えることができ、同時押出要素として加えることもでき、あるいは粒子または糸の形態で加えることもできる。通常、フォーム層は不透明であるため、フィルム層中の着色剤は容易に見ることはできない。しかし、一方または両方のフォーム層をエンボス加工することによって、半透明または実質的に透明な領域が形成され、着色されたフィルムが見えるようになる。しかし、蛍光性またはリン光性の染料または顔料が加えられる場合、このような特徴は、透明ウインドウが無くても透過光または反射光の下で見ることができる。
【００３１】
セキュリティ要素は、米国特許第５，８８２，７７４号明細書（ジョンザ（Ｊｏｎｚａ）ら）または２００２年５月６日に出願された譲受人の同時係属中の米国特許出願第１０／１３９，８９３号明細書（ヘブリンク（Ｈｅｂｒｉｎｋ）ら）に記載されるような多層光学フィルムを含むことができ、フォームセルが破壊されているエンボス加工された領域で、これはより十分に見えるようになる。ある実施態様においては、エンボスが、フォーム層を通過して多層光学フィルム中まで延在する場合があり、この場合には多層フィルムの光学的性質が変化する。本発明に有用な多層フィルムとしては、可視または不可視の波長の任意の部分におよぶミラー、偏光子、および部分偏光子が挙げられる。好都合なことには、多層光学フィルムは、ポリプロピレンフォームと同じ温度で配向できるので、経済的な１段階の製造を行うことができる。別の方法では、フィルムが積層によってフォーム層の内側に配置される場合は、フィルムは連続である必要はない。別の実施態様においては、フォーム層を互いに積層する前に、通常のインクまたはセキュリティインクを使用して内面に印刷することもできる。
【００３２】
セキュリティ要素は、「Ｋ−タイプ」のような偏光フィルム層を含むことができる。このような有用なフィルムの１つが２００２年２月１２日に出願された譲受人の同時係属中の米国特許出願第１０／０７４，８７４号明細書に記載されている。偏光フィルムは、独立して製造して、フォーム層に積層、接合、またはその他の方法で取り付けることができるし、あるいはフォームと偏光フィルムとを同時押出して延伸することもできる。一実施態様においては、セキュリティ物品は、フォーム／偏光フィルム／フォーム構造体を含み、一方または両方のフォーム層上の一部がエンボス加工されることで実質的に透明な領域が形成され、偏光フィルムを見ることができる。
【００３３】
セキュリティ要素は、マイクロレンズシーティングを含むこともでき、この場合、合成画像がシーティングの上または下、あるいはその両方に浮かんで見える。合成画像は、二次元であっても三次元であってもよい。放射線をマイクロレンズと隣接する放射線感受性材料層に使用することなどによる、このような画像が形成されたシーティングを製造する方法が、米国特許第６，２８８，８４２号明細書（フロークザック（Ｆｌｏｒｃｚａｋ）ら）、および２００２年７月２日に出願された譲受人の同時係属中の米国特許出願第０９／８９８，５８０号明細書、および米国特許第５，７１２，７３１号明細書（ドリンクウォーター（Ｄｒｉｎｋｗａｔｅｒ）ら）に開示されており、これらに記載内容を本明細書に援用する。
【００３４】
セキュリティ基材は、２つ以上のセキュリティ要素を含むことができ、これらの位置を合わせることで目視によりそれ自体で承認できる。一実施態様においては、セキュリティ基材が２つの独立した偏光要素を含むことができ、これらの位置を合わせた場合には光が透過することができるが、第１の偏光要素を第２の偏光要素に対して回転させることによって透過が減少する。このような偏光要素は、熱可塑性フィルム層に積層、接合、またはその他の方法で取り付けることができるし、熱可塑性フィルム層と同時押出することができるし、熱可塑性フィルム層自体が偏光フィルムとなることもできる。別の実施態様においては、セキュリティ基材は、２つの独立したモアレ誘発パターンを含むことができ、これらを重ね合わせるとトールボット（Ｔａｌｂｏｔ）の縞として知られる暗い帯が形成される。当技術分野で公知のように、印刷、エンボス加工、または彫刻によって、モアレ誘発パターンを独立した要素上に形成することができる。
【００３５】
このような第２の要素が提供されることが条件であるが、セキュリティ基材上にはこのようなセキュリティ要素は１つしか存在する必要はないことは、当業者であれば理解できるであろう。たとえば、セキュリティ基材は、１つの偏光セキュリティ要素を含むことができる。これによって得られるセキュリティ文書の信頼性は、別に提供された偏光フィルターによって確認することができ、これを位置合わせして、偏光軸上でフィルターを回転させると光の透過が減少する。にもかかわらず、このような２つのセキュリティ要素を有するセキュリティ基材の自己承認構造が、多くの用途では望ましい。
【００３６】
他のセキュリティ要素も実施することができ、たとえば、ホログラムのホットスタンプ（透明またはアルミニウム蒸気がコーティングされる）、カラーシフティングインクおよび／または磁性インクを使用した印刷、強い逆光にかざした場合に見えるようになる小さな孔を形成するためのレーザーアブレーションを実施することができる。このようなセキュリティ要素は、フォーム層、フィルム層（存在する場合）、または両方の層に適用することができる。
【００３７】
所望なら、白色不透明化コーティングを使用した物品のコーティング、およびセキュリティ印刷用インクの使用も考慮される。一般に、ＴｉＯ2またはＣａＣＯ3などの不透明剤をインク受容コーティングに加えることができる。フォーム層は、小さなフォームセル寸法および入射光の散乱のため本来不透明であり、追加の不透明剤が必要とならない場合もある。所望なら、一部の領域をコーティングしないまま残して、熱および／または圧力を加えることによって、少なくとも部分的にフォーム層が溶融し、セルが破壊されて、物品上にエンボス加工された透明または半透明の領域を形成することができる。
【００３８】
配向された高溶融強度ポリプロピレンフォームは、より多量の高溶融強度ポリプロピレンと、半結晶質または非晶質熱可塑性ポリマーを含む、より少量の第２のポリマー成分とを含む発泡性混合物を使用することによって製造することができる。高溶融強度ポリプロピレンと、２種類以上の追加のポリマーとを含むポリマー混合物およびブレンドも、本発明の範囲内である。
【００３９】
本発明に有用な高溶融強度ポリプロピレンとしては、５０重量％以上のプロピレンモノマー単位を含有し、好ましくは少なくとも７０重量％を含有し、１９０℃において２５〜６０ｃＮの範囲の溶融強度を有するホモポリマーおよびコポリマーが挙げられる。溶融強度は、伸張粘度計を使用して、１９０℃において速度０．０３０ｃｃ／秒で、ポリマーを、直径が２．１ｍｍで長さが４１．９ｍｍの細管から押し出し、得られたストランドを次に一定速度で延伸しながら、特定の伸びまで延伸するための力を測定することによって、好都合に測定することができる。好ましくは、ポリプロピレンの溶融強度は、国際公開第９９／６１５２０号パンフレットに記載されるように３０〜５５ｃＮの範囲である。
【００４０】
従来のイソタクチックポリプロピレンなどの線状または直鎖ポリマーの溶融強度は、上昇する温度とともに急速に低下する。対照的に、高度に分岐したポリプロピレンの溶融強度は、上昇する温度とともに急速に低下することはない。この溶融強度および伸張粘度の差は、長鎖分岐の存在に起因すると一般に考えられている。有用なポリプロピレン樹脂は、分岐または架橋したポリプロピレン樹脂である。このような高溶融強度ポリプロピレンは、当技術分野で一般に知られている方法によって調製することができる。米国特許第４，９１６，１９８号明細書（シェーブ（Ｓｃｈｅｖｅ）ら）を参照することができ、これには、制御された酸素環境中で線状プロピレンに放射線照射することによって調製される、ひずみ硬化性伸張粘度を有する高溶融強度ポリプロピレンが記載されている。他の有用な方法としては、化合物を溶融ポリプロピレンに加えて分岐および／または架橋を誘導する方法、たとえば、米国特許第４，７１４，７１６号明細書（パーク（Ｐａｒｋ））、国際公開第９９／３６４６６号パンフレット（モード（Ｍｏａｄ）ら）、および国際公開第００／００５２０号パンフレット（ボーブ（Ｂｏｒｖｅ）ら）に記載される方法が挙げられる。高溶融強度ポリプロピレンは、米国特許第５，６０５，９３６号明細書（デニコラ（Ｄｅｎｉｃｏｌａ）ら）に記載されるように樹脂に放射線照射することによって調製することもできる。さらに別の有用な方法としては、Ｊ．Ｉ．ローコラ（Ｒａｕｋｏｌａ），ポリプロピレンフォームシートおよび二軸配向フォームフィルムを製造するための新しい技術（Ａ  Ｎｅｗ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｔｏ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ  Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｆｏａｍ  Ｓｈｅｅｔ  Ａｎｄ  Ｂｉａｘｉａｌｌｙ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｆｏａｍ  Ｆｉｌｍ），ＶＴＴパブリケーションズ（ＶＴＴ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ）３６１，フィンランド技術研究センター（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｏｆ  Ｆｉｎｌａｎｄ），１９９８、および米国特許第４，９４０，７３６号明細書（アルティーピング（Ａｌｔｅｅｐｐｉｎｇ）およびネイブ（Ｎｅｂｅ））に記載されるようなバイモーダルな分子量分布の形成が挙げられる。
【００４１】
発泡性ポリプロピレンは、プロピレンホモポリマーのみで構成されてもよいし、５０重量％以上のプロピレンモノマー含有率を有するコポリマーを含んでもよい。さらに、発泡性プロピレンは、プロピレンホモポリマーまたはコポリマーと、プロピレンホモポリマーまたはコポリマー以外のホモポリマーまたはコポリマーとの混合物またはブレンドを含んでもよい。高溶融強度ポリプロピレンは、混合物が所望の溶融強度、すなわち３０〜５５ｃＮを有するのであれば、従来のポリプロピレンと混合することができる。
【００４２】
特に有用なプロピレンコポリマーは、プロピレンと１種類以上の非プロピレン系モノマーとのプロピレンコポリマーである。プロピレンコポリマーとしては、プロピレンと、エチレン、Ｃ３〜Ｃ８α−オレフィン、およびＣ４〜Ｃ１０ジエンからなる群より選択されるオレフィンモノマーとのランダム、ブロック、およびグラフトコポリマーが挙げられる。プロピレンコポリマーとしては、プロピレンと、Ｃ３〜Ｃ８α−オレフィンからなる群より選択されるα−オレフィンとのターポリマーを挙げることもでき、このようなターポリマーのα−オレフィン含有率は、好ましくは４５重量％未満である。Ｃ３〜Ｃ８α−オレフィンとしては、１−ブテン、イソブチレン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、３，４−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、３−メチル−１−ヘキセンなどが挙げられる。Ｃ４〜Ｃ１０ジエンの例としては、１，３−ブタジエン、１，４−ペンタジエン、イソプレン、１，５−ヘキサジエン、２，３−ジメチルヘキサジエンなどが挙げられる。
【００４３】
本発明の発泡性組成物中の高溶融強度ポリプロピレンに加えることができる、より少量（５０重量％未満）の他の半結晶質ポリマーとしては、高密度、中密度、低密度、および線状低密度ポリエチレン、フルオロポリマー、ポリ（１−ブテン）、エチレン／アクリル酸コポリマー、エチレン／酢酸ビニルコポリマー、エチレン／プロピレンコポリマー、スチレン／ブタジエンコポリマー、エチレン／スチレンコポリマー、エチレン／アクリル酸エチルコポリマー、アイオノマー、ならびにスチレン／エチレン／ブチレン／スチレン（ＳＥＢＳ）、およびエチレン／プロピレン／ジエンコポリマー（ＥＰＤＭ）などの熱可塑性エラストマーが挙げられる。
【００４４】
少量（５０重量％未満）の非晶質ポリマーを、高溶融強度ポリプロピレンに加えることができる。好適な非晶質ポリマーとしては、たとえば、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリル、ポリメタクリル、エラストマー、たとえばスチレン系ブロックコポリマー、たとえば、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、スチレンおよびジエンのランダムおよびブロックコポリマー（たとえば、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ））、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）が挙げられる。非晶質ポリマーの他の例としては、たとえば、ポリスチレン−ポリエチレンコポリマー、ポリビニルシクロヘキサン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ポリウレタン、芳香族エポキシ、非晶質ポリエステル、非晶質ポリアミド、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマー、ポリフェニレンオキシドアロイ、高衝撃ポリスチレン、ポリスチレンコポリマー、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、フッ素化エラストマー、ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルイミド、非晶質フルオロポリマー、非晶質ポリオレフィン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンオキシド−ポリスチレンアロイ、少なくとも１種類の非晶質成分を含有するコポリマー、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００４５】
好ましくは、多層物品のフォーム層の厚さは、厚さ約２０〜約１００ミル（約５００〜２５００μｍ（μｍ））の範囲である。多層基材の各非フォーム層は、１〜４０ミル（約２５〜１０００μｍ）とすることができる。非フォーム層が内部剛化層である場合、その厚さは一般に約１０〜３０ミル（約２５０〜７５０μｍ）である。非フォーム層がインク受容性熱可塑性フィルム層である場合、その厚さは一般に約１〜４ミル（約２５〜１００μｍ）である。多層物品の全体の厚さは所望の最終用途に依存して変動させることができるが、セキュリティ文書の場合、配向前の厚さは一般に約２０〜１２０ミル（約５００〜３０５０μｍ）である。配向後の厚さはより小さくなる。多層物品および個々のフィルムおよびフォーム層の厚さ（または体積分率）は、主として、多層フィルムの最終用途および所望の複合的な機械的性質に依存する。このような多層物品は、少なくとも２層、好ましくは少なくとも３層の構造を有する。
【００４６】
高溶融強度ポリプロピレン以外に、本発明のフォーム層は、他の追加成分、たとえば、染料、粒子材料、着色剤、紫外線吸収材料、無機添加剤、セキュリティ要素などを含むことができる。有用な無機添加剤としては、ＴｉＯ2、ＣａＣＯ3、または高アスペクト比充填剤、たとえばウォラストナイトガラス繊維およびマイカが挙げられる。本発明のフォーム層は、セキュリティ要素も含むことができ、特に、糸、粒子、繊維、またはフィルムの形態でカラーシフティング性、偏光性、蛍光性、リン光性、ルミネセンス性、真珠光沢性、反射性、磁性、またはホログラフィック特性を有する少量混入物として加えて、溶融させ、同時押出することができるセキュリティ要素も含むことができる。
【００４７】
本発明は、少なくとも１つの配向された高溶融強度ポリプロピレンフォーム層と、少なくとも１つの非フォーム層と、少なくとも１つのセキュリティ要素とを含む多層セキュリティ基材も提供する。セキュリティ要素は、フォーム層、非フォーム層、またはその両方と一体となることができる。好ましくは、非フォーム層は熱可塑性フィルム層である。たとえば、フォーム／フィルム／フォーム構造体において、フォーム層中の実質的に透明な領域から、下にあるフィルム層を見ることができる。フィルム層は、たとえば着色されてもよく、カラーシフティング成分、ホログラム、再帰反射成分、反射成分、偏光成分、または通常はフォーム層によって不明瞭となるその他の視覚化可能な成分を含むことができる。
【００４８】
熱可塑性フィルム層は、インク受容層を提供する以外の目的で多層構造体中に使用することができる。このような層は、曲げ剛性などの取り扱い特性を含む、物品の物理的性質を改善するために加えることができる。したがって、多層物品は、フォーム／フィルム／フォーム構造を有することができ、最外フォーム層の一方または両方がインク受容性となり、内部フィルム層は曲げ剛性などの取り扱いの性質の改善に使用される。好都合なことに、外側により軟質のフォーム層を有するフォーム／フィルム／フォーム構造体は、紙により近い触感が得られる。
【００４９】
本発明の多層フィルムの非フォーム層中に使用されるポリマー材料としては、１種類以上の溶融加工可能な有機ポリマーが挙げられ、これらは熱可塑性または熱可塑性のエラストマー材料を含むことができる。熱可塑性材料は一般に、ガラス転移温度よりも十分高温に加熱されると、または半結晶質である場合にはその溶融温度よりも十分高温に加熱されると流動し、冷却されると固体となる材料である。
【００５０】
一般に非エラストマーであると見なされる本発明に有用な熱可塑性材料としては、たとえば、ポリオレフィン、たとえばイソタクチックポリプロピレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリブチレン、非エラストマーポリオレフィンコポリマーまたはターポリマー、たとえばエチレン／プロピレンコポリマー、およびそれらの混合物；エチレン−酢酸ビニルコポリマー、たとえば、デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・インコーポレイテッド（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．，Ｗｉｌｉｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）より商品名エルバックス（ＥＬＶＡＸ）で入手可能なもの；エチレンアクリル酸コポリマー、たとえばＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ）のプリマコール（ＰＲＩＭＡＣＯＲ）；エチレンメタクリル酸コポリマー、たとえばＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・インコーポレイテッド（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．）より商品名サーリン（ＳＵＲＬＹＮ）で入手可能なもの；エチレン酢酸ビニルアクリレートコポリマー、たとえば、Ｅ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・インコーポレイテッド（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．）より商品名バイネル（ＢＹＮＥＬ）で入手可能なもの；ポリメタクリル酸メチル；ポリスチレン；エチレンビニルアルコール；非晶質ポリエステルなどのポリエステル；脂環式非晶質ポリオレフィン、たとえばゼオン・ケミカル（Ｚｅｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）より入手可能なゼオネックス（ＺＥＯＮＥＸ）、ならびにポリアミドが挙げられる。クレーおよびタルクなどの充填剤を加えて、熱可塑性材料の曲げ剛性を改善することができる。
【００５１】
本発明においては、好ましい有機ポリマー、ならびにポリオレフィンのホモポリマーおよびコポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリブチレンのホモポリマーおよびコポリマーが挙げられる。
【００５２】
エラストマー性を有する熱可塑性材料は、典型的には熱可塑性エラストマー材料と呼ばれる。熱可塑性エラストマー材料は、周囲温度において共有結合により架橋したかのように機能して、高弾性および低クリープを示し、さらに軟化点より高温に加熱すると、熱可塑性非エラストマーのように加工されて流動する材料として一般に定義される。本発明の多層フィルム中に有用な熱可塑性エラストマー材料としては、たとえば、線状、放射状、星形、およびテーパー型のブロックコポリマー（たとえば、スチレン−イソプレンブロックコポリマー、スチレン−（エチレン−ブチレン）ブロックコポリマー、スチレン−（エチレン−プロピレン）ブロックコポリマー、およびスチレン−ブタジエンブロックコポリマー）；ポリエーテルエステル、たとえばＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・インコーポレイテッド（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．）より商品名ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）で入手可能なもの；エラストマーエチレン−プロピレンコポリマー；熱可塑性エラストマーポリウレタン、たとえばイリノイ州シカゴのモートン・インターナショナル・インコーポレイテッド（Ｍｏｒｔｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ）より商品名モータン（ＭＯＲＴＨＡＮＥ）で入手可能なもの；ポリビニルエーテル；ポリ−α−オレフィン系熱可塑性エラストマー材料、たとえば、式−（ＣＨ2ＣＨＲ）xで表され、式中のＲが２〜１０個の炭素原子を含むアルキル基であるもの、ならびにメタロセン触媒反応に基づくポリ−α−オレフィン、たとえばミシガン州ミッドランドのダウ・プラスチックス・カンパニー（Ｄｏｗ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｃｏ．，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）より入手可能なエチレン／ポリ−α−オレフィンコポリマーであるアフィニティ（ＡＦＦＩＮＩＴＹ）が挙げられる。 
【００５３】
本発明の多層フィルムは、典型的には溶融加工（たとえば押出成形）によって製造される。好ましい方法においては、フォームおよび非フォーム層は、一般に、同時に形成され、溶融状態で接合されて、そして冷却される。すなわち、好ましくは、これらの層が実質的に同時に溶融加工され、より好ましくは層が実質的に同時に同時押出される。この方法によって製造される製品は、一体となった構造を有し、さらに、多種多様の有用で、独特で、予期せぬ性質を有し、これによって多種多能のセキュリティ文書の用途が得られる。これらの層は、別々に製造した後、互いに積層、接合、またはその他の方法で取り付けることもできる。
【００５４】
セキュリティ基材は、層間の接着性を改善するために、フォーム層、非フォーム層、またはセキュリティ要素の間に任意に結合層を有することもできる。有用な結合層としては、押出成形可能なポリマー、たとえば、エチレン酢酸ビニルポリマー、および改質エチレン酢酸ビニルポリマー（酸、アクリレート、無水マレイン酸を単独または組み合わせて使用して改質される）が挙げられる。結合層は、これらの材料単独からなってよいし、またはこれらのポリマーと熱可塑性ポリマー成分との混合物からなってもよい。結合層ポリマーの使用は当技術分野で公知であり、結合させる２つの層の組成に依存して変動する。押出コーティングのための結合層は、前述と同じ種類の材料、および、押出コーティングされた層の接着性を向上させるために一般に使用されるポリエチレンイミンなどの他の材料を含むことができる。結合層は、同時押出法、押出コーティング法、積層法、または溶剤コーティング法によってフォーム層、非フォーム層、またはセキュリティ要素に適用することができる。
【００５５】
選択されるポリマーおよび添加剤、層の厚さ、ならびに使用される加工パラメーターに依存するが、多層物品は典型的には、異なる数の層で異なる性質を有する。すなわち、同じ性質（たとえば、引張強度、弾性率、曲げ剛性、引裂抵抗）は、他の２種類の材料と比較した場合に、特定の２種類の材料で、異なる数の層において最大となりうる。たとえば、フォーム層は一般に良好な引裂伝播抵抗性を有するが、引裂開始抵抗性が劣る。熱可塑性フィルムは一般に良好な引裂開始抵抗性を有するが、引裂伝播抵抗性が劣る。フォームおよび熱可塑性フィルム層の両方を有する多層物品では、両方の望ましい性質が得られる。各非フォーム層は典型的には、同じ材料または材料の組み合わせを含むが、異なる材料または材料の組み合わせを含むこともできる。
【００５６】
向上した曲げ剛性が望ましい場合には、好ましくは、非フォーム層は熱可塑性フィルム層である。曲げ剛性は、内部層または外部層によって向上させることができるが、多層物品中の内部層であることが好ましい。曲げ剛性は、実施例の項に記載の試験方法を使用しハンドル−Ｏ−メーターTM（Ｈａｎｄｌｅ−Ｏ−ＭｅｔｅｒTM）を使用して測定することができる。多層物品の曲げ剛性は、好ましくはフォーム層自体の曲げ剛性の少なくとも２倍であり、最も好ましくはハンドル−Ｏ−メーターTM（Ｈａｎｄｌｅ−Ｏ−ＭｅｔｅｒTM）を使用して測定して少なくとも４０Ｎである。このような値は、セキュリティ文書に使用される紙基材の値と同等である。
【００５７】
曲げ剛性を向上させるために有用な剛性材料は、非晶質および半結晶質の熱可塑性ホモポリマーおよびコポリマー（それらの混合物およびブレンド）を含む。特に有用な材料としては、粒子が充填されたポリオレフィン、たとえば粒子が充填されたポリプロピレン、特に１０〜４０重量％のＴｉＯ2、ＣａＣＯ3、または高アスペクト充填剤、たとえばウォラストナイト、マイカ、またはガラス繊維を含有するポリプロピレンが挙げられる。
【００５８】
他の有用な剛性材料の例としては、メタクリル酸メチル、スチレン、α−メチルスチレンなどのアルキルスチレン、アクリロニトリル、およびメタクリロニトリルのホモポリマーおよびコポリマー、エチレンとビニルアルコールとのコポリマー（たとえばＥＶＯＨ）、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン；エチレンと環状オレフィンとのコポリマー、たとえばエチレン−ノルボルネンコポリマー（たとえばゼオネックスTM（ＺｅｏｎｅｘTM））、ある種の高弾性率ポリプロピレン、ならびにポリカーボネートが挙げられる。 
【００５９】
本発明のセキュリティ基材は、場合によっては、インク受容面をさらに含むことができる。インク受容面を形成するための有用な手段の１つは、特殊な処理を使用して、表面エネルギーを増加させることによって表面の状態を変化させることである。表面エネルギーを増加させるための表面処理としては、酸化前処理、またはインク受容コーティングの使用が挙げられる。酸化前処理としては、火炎、紫外線、コロナ放電、プラズマ、化学的酸化剤などの使用が挙げられる。
【００６０】
インク受容面は、火炎処理、またはコロナ処理によって最初にフォーム（または、多層である場合にはフィルム）基材を処理することによって得ることができる。これらの表面処理は、フォーム表面に３つの特徴を付与すると考えられている。これら３つにまとめられる特徴とは、材料全体と比較した場合の処理面の酸素またはアミノの含有率の増加、表面の親水性の増加、および表面の酸性度の増加である。これらの基材表面処理によって、適用されるインクのぬれ性および付着力が改善される。
【００６１】
別のインク受容層は、ポリマーコーティングから得ることができる。有用なインク受容コーティングは、フォーム層上にコーティングして付着させることが可能な、水系または有機溶剤系から得られるあらゆるポリマーであってよい。好ましくは、インク受容コーティングは耐水性であり、さらに、水系分散系からコーティングすることができる。このようなインク受容コーティングの非限定的な例としては、エチレン−アクリル酸コポリマーおよびその塩、スチレン−アクリル酸コポリマーおよびその塩、およびその他の（メタ）アクリル部分含有ポリマー、ビニルピロリドンホモポリマーおよびコポリマーおよびそれらの置換誘導体、酢酸ビニルコポリマー（たとえば、ビニルピロリドンと酢酸ビニルとのコポリマー、酢酸ビニルとアクリル酸とのコポリマーなど）およびそれらの加水分解誘導体、ポリビニルアルコール；ハロゲン置換炭化水素ポリマー、アクリル酸ホモポリマーおよびコポリマー；アクリルアミドホモポリマーおよびコポリマー；ポリエチレンイミン；セルロース系ポリマー；アリルアルコール、アクリル酸および／またはマレイン酸、あるいはそれらのエステルとのスチレンコポリマー、アルキレンオキシドポリマーおよびコポリマー；ゼラチンおよび変性ゼラチン；多糖類；ならびに米国特許第５，７６６，３９８号明細書、同第４，７７５，５９４号明細書、同第５，１２６，１９５号明細書、同第５，１９８，３０６に開示されるようなものが挙げられる。
【００６２】
好ましくは、インク受容層は、フォーム層に永続的に付着し、親水性のインク吸着性コーティング材料であってよい。インク受容層は、目視で透明、半透明、または不透明であってよい。画像が透けて見えるインク受容層は、多種多様の親水性インク吸着性コーティング材料から形成することができる。現在の工業的方法では、インク受容層は典型的には、特定の印刷技術およびそれに使用される関連するインクに合わせた好適なインク受容性が得られるように配合される。一般に、インク受容層の好適な配合物は、デジャレ（Ｄｅｓｊａｒｌａｉｓ）の米国特許第４，７７５，５９４号明細書、ライト（Ｌｉｇｈｔ）の米国特許第５，１２６，１９５号明細書、およびクルーズ（Ｋｒｕｓｅ）の米国特許第５，１９８，３０６号明細書に開示されている。
【００６３】
インク受容層は、水溶性であってもよい少なくとも１種類の親水性ポリマーまたは樹脂を含むことができる。好適な親水性ポリマーまたは樹脂としては、置換ポリビニルアルコールを含むポリビニルアルコール；置換ポリビニルピロリドンを含むポリビニルピロリドン；ビニルピロリドン／酢酸ビニルコポリマー；酢酸ビニル／アクリルコポリマー；アクリル酸ポリマーおよびコポリマー；アクリルアミドポリマーおよびコポリマー；セルロース系ポリマーおよびコポリマー；アリルアルコール、アクリル酸、マレイン酸、エステル、または無水物などのスチレンコポリマー；アルキレンオキシドポリマーおよびコポリマー；ゼラチンおよび変性ゼラチン；多糖類などが挙げられる。好ましい親水性ポリマーとしては、ポリ（ビニルピロリドン）、置換ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ビニルアルコール）、置換ポリ（ビニルアルコール）、ビニルピロリドン／酢酸ビニルコポリマー、酢酸ビニル／アクリルコポリマー、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、ゼラチン、および多糖類が挙げられる。
【００６４】
特に有用なインク受容コーティングとしては、エチレン酢酸ビニルと、一酸化炭素とアクリル酸メチルとのコポリマー；酸および／またはアクリレート改質エチレンと酢酸ビニルとのコポリマー；ならびにエチレンと、任意の２種類のモノマー、たとえば酢酸ビニルおよび一酸化炭素とのターポリマーが挙げられる。インク受容コーティングとして有用な市販の改質オレフィン樹脂としては、酸−アクリレート改質エチレン酢酸ビニルコポリマーのバイネル（ＢＹＮＥＬ）３１０１；エチレン／酢酸ビニル／一酸化炭素ターポリマーのエルバロイ（ＥＬＶＡＬＯＹ）７４１；エチレン／酢酸ビニル／一酸化炭素ターポリマーのエルバロイ（ＥＬＶＡＬＯＹ）４９２４；エチレンとアクリル酸メチルとのコポリマーのエルバロイ（ＥＬＶＡＬＯＹ）１２１８ＡＣ；ならびに改質エチレン／アクリレート／一酸化炭素ターポリマーのフサボンド（ＦＵＳＡＢＯＮＤ）ＭＧ−４２３Ｄが挙げられる。すべて、デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール（Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ  Ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ  ＤＥ）より入手可能である。
【００６５】
他の有用なインク受容コーティングとしては、米国特許第５，７２１，８０６号明細書、第６，３１６，１２０号明細書、第５，２４０，７６７号明細書、第５，８３４，０９８号明細書、および２００１年６月２９日に出願された譲受人の同時係属出願の米国特許出願第０９／８９６，４９７号明細書（現在許可されている）に記載のものが挙げられる。
【００６６】
インク受容層は、適切な程度の親水性および／または他の望ましい物理的および化学的性質を付与するために、他の水不溶性または疎水性のポリマーまたは樹脂を含むこともできる。この種類の好適なポリマーまたは樹脂としては、スチレン、アクリル、ウレタンなどのポリマーおよびコポリマーが挙げられる。この種類の好ましいポリマーおよび樹脂としては、スチレン化アクリルコポリマー、スチレン／アリルアルコールコポリマー、ニトロセルロース、カルボキシル化樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、またはそれらの混合物が挙げられる。
【００６７】
ポリマー成分または樹脂成分以外に、インク受容層は、媒染剤、界面活性剤、粒子材料、着色剤、紫外線吸収材料、有機酸、蛍光増白剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤などの他の追加成分を含むことができる。印刷されたインクをインク受容層に定着させるために使用することができる媒染剤は、あらゆる従来の媒染剤であってよく、たとえばポリマーの第４級アンモニウム塩、ポリ（ビニルピロリドン）などであってよい。インク受容層のコーティング助剤として使用される界面活性剤は、あらゆる非イオン、陰イオン、または陽イオン界面活性剤であってよい。フッ素系界面活性剤、アルキルフェノキシポリグリシドールなどが特に有用である。
【００６８】
インク受容層は、粒子状添加剤を含むこともできる。そのような添加剤は、特に印刷後に、インク受容面の粗さ特性を向上させることができる。好適な粒子状添加剤としては、無機粒子、たとえばシリカ、チョーク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、焼成クレー、葉ろう石、ベントナイト、ゼオライト、タルク、合成アルミニウムおよびカルシウムケイ酸塩、珪藻土、無水ケイ酸粉末、水酸化アルミニウム、バライト、硫酸バリウム、石膏、硫酸カルシウムなど；および有機粒子、たとえば、ポリメタクリル酸メチル、コポリ（メタクリル酸メチル／ジビニルベンゼン）、ポリスチレン、コポリ（ビニルトルエン／ｔ−ブチルスチレン／メタクリル酸）、ポリエチレンなどを含むポリマービーズが挙げられる。このようなポリマービーズは、ポリマーを架橋させるための少量のジビニルベンゼンを含むことができる。
【００６９】
インク受容層は、着色剤、たとえば染料または顔料を含むこともできる。この層は、紫外線を強く吸収することによって下にある画像の周囲紫外光による損傷を軽減する成分を含むことができ、たとえば、２−ヒドロキシベンゾフェノン；オキサルアニリド；アリールエステルおよび類似のもの；ヒンダードアミン光安定剤、たとえばセバシン酸ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）および類似のもの；ならびにそれらの組み合わせを含むことができる。
【００７０】
インク受容層中のｐＨおよび親水性を調整するために使用することができる有機酸は典型的には、不揮発性有機酸、たとえばアルコキシ酢酸、グリコール酸、二塩基カルボン酸およびその半エステル、三塩基カルボン酸およびその部分エステル、芳香族スルホン酸、ならびにそれらの混合物である。好ましい有機酸としては、グリコール酸、メトキシ酢酸、クエン酸、マロン酸、酒石酸、リンゴ酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、シュウ酸、５−スルホ−サリチル酸、ｐ−トルエンスルホン酸、およびそれらの混合物が挙げられる。画像形成された層の目視による外観を向上させるために使用することができる蛍光増白剤は、あらゆる従来の適合した蛍光増白剤であってよく、たとえば、チバガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）より商標チノパールTM（ＴｉｎｏｐａｌTM）で販売される蛍光増白剤などであってよい。
【００７１】
別の有用なインク受容コーティングが、米国特許第６，００８，２８６号明細書に記載されており、これによると、炭化水素ポリマーと、ハロゲン置換炭化水素ポリマーと、置換脂肪族イソシアネートとの混合物を含む組成物が提供され、溶剤からコーティングされ、低エネルギー基材と、接着剤、コーティング、印刷用インクなどとの間の接合が改善される。
【００７２】
火炎またはコロナの前処理を使用せずに、溶剤系または水性の熱硬化性プライマーを、インク受容コーティングに使用することができる。米国特許第６，００１，４６９号明細書には、熱可塑性ポリオレフィンなどと併用されるこの種類のプライマーおよびトップコートが記載されている。これらの材料は、基材上で、約１３０℃の温度で３０分間かけて適切に硬化させることができる。同様に、国際公開第９４／２８０７７号パンフレットには、１３０℃において４０分間の加熱処理が必要な水性組成物が記載されている。高温処理は、熱可塑性ポリオレフィンポリマーの表面形態にも影響しうることが知られている（たとえば、Ｒ．リンツ（Ｒｙｎｔｚ）による、「水性高固形分粉末コーティングシンポジウム」（Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ，Ｈｉｇｈ  Ｓｏｌｉｄｓ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ），南ミシシッピ大学（Ｕｎｉｖ．ｏｆ  Ｓｏｕｔｈｅｒｎ  Ｍｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉ）１９９５、を参照されたい）。このような変化は場合によっては有益となりうるが、その他の場合では硬化による比較的高い温度が、材料の融点に十分近づくため、基材寸法の変化および関連する問題が発生することがある。
【００７３】
別の有用なインク受容コーティング組成物は、譲受人の同時係属中の出願公開第２００２／００１３３９９号明細書（グローブズ（Ｇｒｏｖｅｓ））。この参考文献には、ハロゲン化炭化水素ポリマーを有機溶媒中に含む溶液を含む水に分散させたプライマー組成物が記載されており、この溶液に分散剤を加えることで、水中に分散する流体プライマーが形成されて、水に分散したプライマー組成物が得られる。有機溶媒は、シクロヘキサン、ヘプタン、ヘキサン、キシレン、トルエン、クロロトルエン、混合炭化水素溶媒、およびそれらの混合物から選択することができる。
【００７４】
インク受容コーティング層は、インクを吸収する能力を有する無機粒子を含むこともできる。好ましい実施態様においては、無機粒子は、インク着色剤を結合させる能力を有する。インク吸収能力は、吸収されるインクの組成とともに変化しうるので、好ましい吸収能力は給水度で記載される。好ましい実施態様においては、有機粒子は２０μｌ／ｇ〜０．２ｍｌ／ｇの間の給水度を有する。
【００７５】
好適な無機粒子は、金属酸化物を含むことができる。好ましい金属酸化物としては、酸化チタン、たとえばルチル、一酸化チタン、三二酸化チタン；酸化ケイ素、たとえばシリカ、界面活性剤がコーティングされたシリカ粒子、ゼオライト、および表面処理されたそれらの誘導体、たとえばＰＣＴ公開特許出願国際公開第９９／０３９２９号パンフレットに記載されるようなフッ素化シリカ；酸化アルミニウム、たとえばアルミナ、たとえば、ベーマイト、擬ベーマイト、バイヤライト、オキシ水酸化アルミニウムなどの混合酸化物、シリカコアを有するアルミナ粒子；ジルコニアなどの酸化ジルコニウムおよび水酸化ジルコニウム；およびそれらの混合物が挙げられ、酸化ケイ素および酸化アルミニウムが特に好ましい。
【００７６】
シリカは、インク中の顔料粒子およびあらゆる顔料粒子と関連する分散剤（着色インク中）と相互作用することが分かっている。本発明に有用なシリカとしては、非晶質沈降シリカ単独、またはヒュームドシリカとの混合物が挙げられる。このようなシリカは、典型的には一次粒径が約１５ｎｍ〜約６μｍの範囲である。２つの異なる種類のシリカが本発明において有用となるため、これらの粒径は大きな範囲を有する。任意選択のヒュームドシリカは、非晶質沈降シリカよりもはるかに小さい粒径を有し、典型的には、両方が存在する場合のシリカ混合物のより少ない方の比率を構成する。一般に、混合物中に両方が存在する場合、シリカの重量比（非晶質：ヒュームド）は、約１：１を超え、好ましくは約３：１を超える範囲となる。
【００７７】
本発明による好ましい方法においては、キャラクター、画像、テキスト、ロゴなどの印刷された標示は、印刷方法を使用してインク受容層に適用される。有機溶剤系インク、水性インク、相変化インク、および放射線重合性インクなどの多くのインクを本発明とともに使用することができる。使用される印刷技術に依存するが、好ましいインクとしては水性インクを挙げることができる。種々の着色剤を使用するインクを本発明とともに使用することができる。一部の用途で好適となりうる着色剤の例としては、染料系着色剤、および顔料系着色剤が挙げられる。好適となりうる印刷方法の例としては、レーザー印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、静電印刷、凹版印刷、およびフレキソ印刷が挙げられる。
【００７８】
配向高溶融強度ポリプロピレンフォームは、
（１）少なくとも１種類の高溶融強度ポリプロピレンと、少なくとも１種類の発泡剤とを、出口成形オリフィスを有する装置中で、溶融混合物を形成するのに十分な温度および圧力において混合するステップであって、前記発泡剤を前記ポリプロピレン全体に均一に分散させるステップと、
（２）前記装置の出口における前記溶融混合物の温度を、ニートポリプロピレンの溶融温度よりも３０℃以下高温である出口温度まで低下させながら、発泡を防止するのに十分な圧力に前記溶融混合物を維持するステップと、
（３）前記混合物を前記出口成形オリフィスに通し、前記混合物を大気圧に曝露し、それによって前記発泡剤を膨張させてセルを形成することで、フォームを形成するステップと、
（４）前記フォームを配向させるステップとによって製造することができる。
【００７９】
こうして製造されたフォームは１００μｍ未満の平均セル寸法を有し、好都合には配向ステップ前に均一な５０μｍ未満の平均セル寸法を有するフォームを得ることができる。さらに、製造されたフォームは、独立気泡含有率が７０％以上となる。押出、および引き続く配向の結果、元の球形セルは、機械方向に伸張されて、扁平楕円体構造になると推測される。フォームのセル寸法が小さいことで光の散乱が増加し、好都合には、不透明剤を添加しなくてもフォームが不透明になる。
【００８０】
一軸スクリュー、二軸スクリュー、またはタンデム押出システムを使用する押出方法によって、本発明のフォームを製造することができる。この方法は、１種類以上の高溶融強度プロピレンポリマー（さらに場合によっては、プロピレンポリマーブレンドを得るためのあらゆるポリマー）と、発泡剤、たとえば物理または化学発泡剤とを混合し、加熱して、溶融混合物を得ることを含む。押出システム中の温度および圧力の条件は、ポリマー材料および発泡剤が均一溶液または分散体として維持されるために十分であることが好ましい。好ましくは、ポリマー材料は、ニートポリプロピレンの溶融温度よりも３０℃以下高温で発泡し、それによって均一および／または小さなセル寸法などの所望の性質が得られる。
【００８１】
化学発泡剤が使用される場合、発泡剤がニートポリマーに加えられ、混合され、ポリプロピレンのＴmよりも高温に加熱されて（押出機内部で）、密接な混合が実現され、化学発泡剤の活性化温度までさらに加熱されて、発泡剤の分解が起こる。システムの温度および圧力は、実質的に単一の相が維持されるように制御される。活性化により精製される気体は、溶融混合物中に実質的に溶解または分散する。出口／成形ダイの前の押出機中の冷却ゾーンを混合物が通過することによって、得られた単一相混合物がニートポリマーの溶融温度よりも３０℃以下高温まで冷却され、同時に圧力が１０００ｐｓｉ（６．９ＭＰａ）以上に維持される。一般に、化学発泡剤は、押出機に導入される前に、混合ホッパー中などでニートポリマーと乾式混合される。
【００８２】
化学発泡剤または物理発泡剤のいずれが使用されても、溶融混合物が押出機を出て成形ダイを通過するときに、はるかに低圧の大気圧に曝露して、発泡剤（またはその分解生成物）の膨張が起こる。これによってセルが形成され、溶融混合物の発泡が起こる。溶融混合物出口温度が、ニートポリプロピレンのＴmよりも３０℃以下高温である場合、発泡剤が溶液から放出されるときにポリマーのＴmが上昇してポリプロピレンの結晶化が起こり、これによって、数秒以内、または最も典型的には数分の１秒以内にフォームセルの成長および合体が阻止される。これによって、好ましくは、ポリマー材料中に小さく均一な空隙が形成される。出口温度がニートポリプロピレンのＴmよりも３０℃以下高温である場合、発泡剤が溶液から放出されてポリプロピレンが急速に結晶化するときに、ポリマーの伸張粘度が増加する。高溶融強度ポリプロピレンが使用される場合、この伸張粘度増加挙動が特に顕著になる。これらの要因によって、数秒以内、または最も典型的には数分の１秒以内にフォームセルの成長および合体が阻止される。好ましくは、これらの条件下で、ポリマー材料中に小さく均一なセルの形成が起こる。出口温度がニートポリマーのＴmよりも３０℃を超えて高くなると、ポリマー材料の冷却により長時間を要し、そのため不均一で抑制されないセルの成長が起こりうる。発泡剤が膨張するときには、Ｔmの上昇以外に、フォームの断熱冷却が生じうる。
【００８３】
物理発泡剤または化学発泡剤はいずれも、ポリマー材料を可塑化することができ、すなわち、ＴmおよびＴgを低下させることができる。発泡剤を加えると、溶融混合物は、他の場合で必要となりうる温度よりもはるかに低い温度で加工および発泡させることができ、場合によっては、高溶融強度ポリプロピレンの溶融温度よりも低温で加工することができる。より低い温度によって、フォームを冷却して安定化させることができ、すなわち、さらなるセルの成長を防止し、より小さくより均一なセル寸法を得るために十分凝固した状態に到達させることができる。
【００８４】
化学発泡剤は、発泡剤の分解温度よりも低温でポリマーに加えられ、典型的には押出機に導入される前の室温のポリマー供給材料に加えられる。次に、ポリプロピレンの溶融温度よりも高いが、化学発泡剤の活性化温度よりも低い温度で、発泡剤を混合して、分解していない形態でポリマー全体に分散させる。分散させた後、化学発泡剤の分解温度よりも高い温度まで混合物を加熱することによって、化学発泡剤を活性化させることができる。発泡剤の分解によって、Ｎ2、ＣＯ2、および／またはＨ2Ｏなどの気体が遊離し、さらに系の温度および圧力によってセル形成が抑制される。有用な化学発泡剤は典型的には１４０℃以上の温度で分解し、分解助剤を含むことができる。発泡剤の混合物を使用することもできる。
【００８５】
このような材料の例としては、合成アゾ系、カーボネート系、およびヒドラジド系分子が挙げられ、たとえばアゾジカルボンアミド、アゾジイソブチロニトリル、ベンゼンスルホンヒドラジド、４，４−オキシベンゼンスルホニル−セミカルバジド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、アゾジカルボン酸バリウム、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソテレフタルアミド、およびトリヒドラジノトリアジンが挙げられる。これらの材料の具体例は、セロゲンＯＴ（Ｃｅｌｏｇｅｎ  ＯＴ）（４，４’オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）、ヒドロセロールＢＩＦ（Ｈｙｄｒｏｃｅｒｏｌ  ＢＩＦ）（炭酸化合物とポリ炭酸の配合物）、セロゲンＡＺ（Ｃｅｌｏｇｅｎ  ＡＺ）（アゾジカルボンアミド）、およびセロゲンＲＡ（Ｃｅｌｏｇｅｎ  ＲＡ）（ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド）である。その他の化学発泡剤としては、吸熱反応性材料、たとえば二酸化炭素を放出する重炭酸ナトリウム／クエン酸混合物が挙げられ、具体例としては、リーディー・インターナショナル・コーポレーション（Ｒｅｅｄｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｒｐ）サフォームTM（ＳＡＦＯＡＭTM）製品が挙げられる。
【００８６】
発泡性ポリマー混合物中に混入される発泡剤の量は、密度低下によって測定した場合の空隙率が１０％を超える、より好ましくは２０％を超えるフォームが得られるように選択される。一般に、フォームの空隙率が増加すると、フォーム密度、重量、および後の最終用途での材料費が減少する。
【００８７】
１段階押出装置を使用してフォームを製造することができ、化学発泡剤を使用する場合にはそれが好ましい方法である。二軸スクリュー押出機を使用してポリプロピレンと発泡剤との溶融混合物を形成することができるが、一軸スクリュー押出機も使用できることを理解されたい。ポリプロピレンはホッパーによって押出機内に導入することができる。化学発泡剤は典型的にはポリマーとともに加えられるが、さらに下流で加えることもできる。物理発泡剤は、ポリマーが溶融している位置よりも下流の位置で流体取り扱い手段を使用して加えることができる。
【００８８】
化学発泡剤が使用される場合、一般に中間ゾーンは、化学発泡剤の反応を開始するのに十分な高温に維持され、この次には冷却ゾーンが続く。押出機の最初のゾーンの温度は、ポリプロピレンを溶融させ、発泡剤との均一溶融混合物を得るために十分な温度である必要がある。押出機の１つ以上の最終ゾーンは、所望の押出物出口温度が実現されるように設定される。均一な発泡性混合物を得るために１段階押出法を使用する場合、作業温度および圧力から出口温度および圧力への混合および移行がより短距離で行われることが必要となる。好適なメルトミックスを得るためには、押出機スクリューの最初のほぼ半分では、要素の混合および運搬を行うことができ、それによってポリマーが混練されて押出機中を移動する。スクリューの第２の半分では、混合要素を分散させて、ポリマー材料および発泡剤を混合して、均一混合物を得ながら、冷却することができる。
【００８９】
作業および出口圧力（および温度）は、発泡剤による押出機中でのセル形成を防止するために十分であるべきである。作業温度は、好ましくはポリマー材料を溶融させるために十分であるが、押出機の最後の１つ以上のゾーンは好ましくは、押出物を出口温度にする温度である。
【００９０】
押出機の出口端において、発泡性で押出可能な組成物が、成型出口オリフィスを有するダイに定量供給される。一般に、発泡剤が溶融混合物から分離するときに、発泡剤のポリマー材料に対する可塑化効果が減少し、ポリマー材料のずり粘度および弾性率が増加する。ずり粘度の増加は、ＴgよりもＴmにおける方がはるかに急激であり、半結晶質ポリマーの発泡温度の選択は、非晶質ポリマーの場合よりもはるかに厳しくなる。ポリマー材料の温度がニートポリマーのＴmに到達して、より粘稠になると、セルは容易に膨張または合体ができなくなる。フォーム材料がさらに冷却されると、ダイの出口成形オリフィスの全体的な形状で固化する。
【００９１】
発泡剤濃度、出口圧力、および出口温度は、結果として得られるフォームの性質、たとえばフォーム密度、セル寸法、および均一性、およびセル寸法分布に対して有意な影響を与えることができる。一般に、出口温度が低いほど、発泡材料のセル寸法がより均一になりより小さくなる。これは、低い出口温度では、伸張粘度が高く、セルの成長が遅くなるからである。通常の押出温度よりも低温、すなわちニートポリマー材料のＴmよりも３０℃以下高温で材料を押し出すと、小さく均一なセル寸法を有するフォームが得られる。
【００９２】
一般に、溶融混合物がダイを出るときには、短距離で大きな圧力低下が起こることが好ましい。ダイを出るまで溶液を比較的高い圧力に維持すると、均一なセル寸法を得やすい。出口圧力と周囲圧力との間で大きな圧力低下を維持することで、溶融混合物の迅速な発泡も可能となる。均一なセルを有するフォームを製造するための下限は、使用される個々の発泡剤／ポリマー系に依存する。一般に、本発明に有用な高溶融強度ポリプロピレンの場合、許容できる均一セルを形成するための出口圧力の下限は約７ＭＰａ（１０００ｐｓｉ）であり、好ましくは１０ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）、より好ましくは１４ＭＰａ（２０００ｐｓｉ）である。最小セル寸法は、低い出口温度および高い発泡剤濃度で得ることができる。しかし、あらゆる所与の温度および圧力において、それ以上では多分散性が増加するという発泡剤濃度が存在するが、その理由は、ポリマーがで過飽和となって２相系が形成されるからである。
【００９３】
個々の溶融混合物における最適な出口温度、出口圧力、および発泡剤濃度は、使用されるポリマーの種類および量、粘度などのポリマーの物理的性質、ポリマーと発泡剤との相互溶解性、使用される添加剤の種類および量、製造されるフォームの厚さ、所望の密度およびセル寸法、フォームを別のフォームまたは未発泡材料と同時押出するかどうか、ならびにダイギャップおよびダイオリフィスの設計などの多数の要因に依存する。
【００９４】
高溶融強度配向フォームの製造に関するさらなる詳細は、譲受人の国際公開第０２／００４１２号パンフレットに見ることができ、これは、現在は放棄された米国特許出願第０９／６０２，０３２号明細書に対する優先権を主張している。
【００９５】
フォームの物理的性質を最適化するために、ポリマー鎖は、少なくとも１つの主軸（一軸）に沿って配向させる必要があり、さらに２つの主軸（二軸）に沿って配向させることもできる。分子配向の程度は一般に、延伸比、すなわち最終長さの最初の長さに対する比によって定義される。
【００９６】
配向させることによって、より大きな結晶度がフォームのポリプロピレン成分に付与され、フォームセルの寸法が変化する。典型的なセルは、主方向ＸおよびＹを有し、それぞれ機械方向および横方向における延伸率に比例する。フォームの面に対して垂直である副方向Ｚでは、延伸前のセルの断面寸法と実質的に同じに維持され（またはわずかに小さくなる場合もあり）、そのため、フォームの密度は配向によって減少する。配向後、セルの形状はほぼ扁平楕円体となる。
【００９７】
配向条件は、フォームの完全性が維持されるように選択される。したがって、機械方向および／または横方向に配向させる場合、配向温度は、連続相の実質的な引き裂けまたは断片化が回避され、さらにフォームの完全性が維持されるように選択される。配向温度が低すぎる場合、配向比が過度に大きすぎる場合にはフォームは、引裂、セル破壊、またはさらにひどい破壊を特に受けやすい。一般に、フォームは、ニートポリプロピレンのガラス転移温度と溶融温度との間の温度で延伸される。好ましくは配向温度は、ニートポリマーのα転移温度よりも高温である。このような温度条件によって、フォームの完全性を損なうこと無くＸ方向およびＹ方向で最適な配向を行うことができる。
【００９８】
配向後、セルは比較的平面状の形状となり、明確な境界を有するようになる。セルは、フォームの主面とほぼ同一平面上にあり、機械方向（Ｘ）および横方向（Ｙ）（配向方向）に主軸を有する。セルの寸法は、均一であり、発泡剤濃度、押出条件、および配向率に比例する。独立気泡のパーセント値は、溶融強度ポリプロピレンを使用する場合には、配向後も実質的に変化しない。対照的に、従来のポリプロピレンフォームの配向では、セルの破壊およびフォームの引き裂けが起こり、独立気泡のパーセント値が減少する。フォームマトリックス中のセルの寸法、分布、および量は、走査型電子顕微鏡などの技術によって測定することができる。好都合には、より大きなセル寸法を有するフォームと比較すると、小さなセル寸法では、フォーム物品の不透明性が増加し、不透明剤が必要とならない場合もある。
【００９９】
配向ステップにおいて、フォームは機械方向に延伸されるが、同時またはまたは続いて横方向に延伸することができる。延伸条件は、ポリマーマトリックスの結晶度およびフォームの空隙体積を増加させるように選択される。未延伸フォームと比較すると、比較的低密度である場合でさえも、延伸されたフォームは非常に向上した引張強度を有することが分かった。
【０１００】
フォームは、ポリプロピレンのα転移温度より高く溶融温度より低い温度において、互いに直交する方向に延伸することによって、二軸配向することができる。一般に、最初にフィルムをある方向に延伸し、続いて第１の方向と直交する第２の方向に延伸する。しかし、延伸は、所望なら同時に両方向で実施することもできる。二軸配向が望ましい場合、２つの主軸に沿ってフォームを逐次配向させるよりも、フォームを同時に配向させる方が望ましい。逐次二軸配向と比較すると、同時二軸配向では、引張強度および引裂抵抗などの物理的性質が改善され、非フォーム層がより低温で溶融するポリマーである場合のフォーム／非フォーム多層構造体の製造が可能となることが分かった。この同時二軸配向は、平坦または管状のいずれのフィルムラインでも実施することができる。
【０１０１】
同時二軸配向されたフォームを含む多層物品も本発明の範囲内にある。しかし、フォーム層を製造し、延伸して、続いて別に製造した延伸または未延伸熱可塑性フィルム層に積層することもできる。多層物品がフォーム／熱可塑性フィルム（一体となったセキュリティ要素を有することができる）を含むことが望ましい場合、層を同時押出して、複合物品を同時二軸配向することが好ましい。
【０１０２】
典型的な逐次延伸方法では、フィルムは、１組の回転ローラー上で押出方向に最初延伸され、続いて、その横断方向にテンター装置によって延伸される。あるいは、フォームは、テンター装置で機械方向および横方向の両方に延伸することができる。フォームは、一方向または両方向で３〜７０倍の全延伸比（ＭＤ×ＣＤ）で延伸することができる。一般に、小さいセル寸法のフォームを使用すると、より大きな延伸を実施することができ、１００μｍを超えるセル寸法を有するフォームでは２０倍を超える延伸は容易ではないが、５０μｍ以下のセル寸法を有するフォームでは、最大７０倍までの全延伸比で延伸することができる。さらに、小さい平均セル寸法を有するフォームは、延伸後に、より大きな引張強度、破断時伸び、向上した屈曲性、および不透明性を示す。
【０１０３】
第１の配向（または延伸）ステップ中のポリマーフォームの温度はフォームの性質に影響を与える。一般に、第１の延伸ステップは機械方向で行われる。延伸温度は、当技術分野で公知のように、加熱ロールの温度、または赤外ランプなどによる照射エネルギーの供給によって制御することができる。複数の温度制御方法を組み合わせて使用することもできる。延伸温度が低すぎると、フォームが引き裂かれたり、セルが破壊されたりする場合がある。延伸温度が高すぎると、セルの破壊、およびローラーへの付着が発生しうる。延伸は一般に、ニートポリプロピレンのガラス転移温度と溶融温度との間の温度、または約１１０〜１７０℃、好ましくは１１０〜１４０℃で実施される。第１の延伸と垂直方向の第２の延伸が望ましい場合がある。このような第２の延伸の温度は一般に、第１の延伸の温度と同様またはより高温となる。
【０１０４】
フォームが延伸された後、これをさらに加工することができる。たとえば、ポリプロピレンをさらに結晶化させるために十分な温度にフォームを維持しながら、両延伸方向でのフォームの収縮を抑制することによって、フォームのアニーリングまたは熱硬化を行うことができる。
【０１０５】
所望なら、当技術分野で公知の技術によって、熱および／または圧力のもとで物品をエンボス加工することによって、透明または半透明の領域をフォーム物品または多層物品に付与することができる。エンボス加工ステップは、独立したステップとして、フォームを押し出した直後に行ったり、後の印刷またはコーティング工程中に行ったりすることができるが、エンボス加工ステップは、延伸された物品に対して実施することが好ましい。エンボス加工によってフォーム層のセルが破壊されて、写真複写を妨害する透明または半透明の領域が得られる
【０１０６】
フォームの最終厚さは、押出厚さ、延伸率、およびあらゆる追加工程によって一部は決定される。本発明の方法は、従来技術の方法によって一般に実現されるよりも薄いフォームを提供する。ほとんどのフォームは、セル寸法によって厚さが制限される。小さいセル寸法（＜５０μｍ）と延伸との組み合わせによって、フォーム厚さを１〜１００ミル（約２５〜２５００μｍ）にすることができ、より大きなセルのフォームよりも高い不透明性が得られる。セキュリティ文書用途の場合、延伸フォーム層の厚さは、約１〜１０ミル（約２５〜２５９μｍ）、好ましくは２〜６ミル（約５０〜１５０μｍ）となることが好ましい。
【０１０７】
本発明は、少なくとも１つの高溶融強度ポリプロピレンフォーム層を含む多層物品を製造するために使用することができる。このフォームは、フォームの加工温度よりも実質的に高いまたは低い加工温度を有する材料と同時押出することができるが、それでも所望の構造およびセル寸法を得ることができる。押し出されるときにフォームが隣接する高温のポリマーに曝露すると、特により高温の材料と直接接触すると、所望の寸法を超えてフォームセルの成長および合体が持続したり、フォーム材料の溶融または崩壊が起こる場合があると推測される。フォームは、非フォーム熱可塑性ポリマー層と同時押出することができるし、またはインク受容層と同時押出することができる。好都合なことに、熱可塑性フィルム層が、前述したようなセキュリティ要素であってもよい。
【０１０８】
あるいは、フォーム層は、別に製造した熱可塑性ポリマーフィルム層またはインク受容層に接合、積層、またはその他の方法で取り付けることができる。フォーム層は、熱可塑性ポリマーフィルム層またはインク付着層を溶融コーティングすることもできる。熱可塑性フィルムであってもよいセキュリティ要素も、別に製造した熱可塑性ポリマーフィルム層またはフォーム層に接合、積層、またはその他の方法で取り付けることができる。別の実施態様においては、セキュリティ要素は、フォーム層と熱可塑性フィルム層との間に接合、積層、またはその他の方法で取り付けられる独立した層を含むことができる。
【０１０９】
本発明の同時押出方法は、２層以上を含むフォーム材料の製造に使用することができる。層状材料または物品は、ダイに適切なフィードブロック、たとえば多層フィードブロックを取り付けることによって、あるいはマルチベーンまたはマルチマニホールドダイ、たとえばテキサス州オレンジのクローレン（Ｃｌｏｅｒｅｎ，Ｏｒａｎｇｅ，Ｔｅｘａｓ）より入手可能な３層ベーンダイを使用することによって製造することができる。複数の隣接するフォーム層を有する材料または物品は、同じまたは異なる材料を含むフォーム層を使用して製造することができる。本発明のフォーム物品は、１つ以上の内部および／または外部フォーム層を含むことができる。このような場合、高溶融強度ポリプロピレン発泡性材料を含むそれぞれの押出可能な材料は、前述の押出方法の１つを使用して加工することができ、溶融混合物は多層フィードブロックまたはマルチマニホールドダイの異なる入口に供給され、ダイを出る前に合流する。多層方法は、本発明のフォームを、セキュリティ要素が得られる場合もある熱可塑性フィルムまたは結合層などの他の種類の材料とともに押出成形するために使用することもできる。多層物品が製造される場合、類似した粘度を有し層間接着が形成される材料を使用して隣接する層を形成することが好ましい。多層物品がフォーム層およびフィルム層（一方または両方の表面上に）を含む場合、単一層フォームを使用するよりも大きな延伸率および改善された引張特性を実現することができる。
【０１１０】
好都合なことに、セキュリティ要素は、米国特許第６，４４７，８７５号明細書（ノーキスト（Ｎｏｒｑｕｉｓｔ）ら）および同第５，４２９，８５６号明細書（クルーガー（Ｋｒｕｅｇｅｒ）ら）に記載されるような「封入同時押出（ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ  ｃｏｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）」方法によって、フォーム層中または熱可塑性フィルム層中に組み込むことができる。この方法によって、少なくとも１つ、好ましくは複数のセキュリティ要素の「コア」が、フォームまたは熱可塑性フィルムのいずれかのマトリックス中に埋め込まれる。これらのコアは、押出方向（長手方向）で連続であり、横方向に間隔を開けて配置され、横方向で不連続である。コアの熱可塑性ポリマーは、フォーム層または熱可塑性フィルム層のポリマーと同じ場合も異なる場合もある。コアの数、断面寸法、および形状は、希望に応じて変化させることができる。
【０１１１】
コアセキュリティ要素は、溶融加工可能な熱可塑性ポリマーと、その中に溶解または分散した視覚的セキュリティ要素とを含む。コアの熱可塑性ポリマー中に溶解または分散することができるコアセキュリティ要素に有用な材料としては、染料、顔料、ならびにカラーシフティング粒子、偏光粒子、蛍光粒子、リン光粒子、真珠光沢粒子、反射粒子、金属粒子、および磁性粒子が挙げられる。あるいは、コアは、本来、有色、蛍光性、リン光性、カラーシフティング、または偏光性である熱可塑性ポリマーを含むことができる。たとえば、コアは、ＵＶ光下で蛍光を発するポリエチレンナフタレートを含むことができる。
【０１１２】
コア要素は、フォーム層中、熱可塑性フィルム層中に完全に埋め込むことができるし、あるいは多層構造体中の隣接するフィルムおよび／またはフォーム層の間の界面に埋め込むこともできる。たとえば、セキュリティ基材は、コア要素が２つの層の界面に埋め込まれるフォーム／フォーム構造体を含むことができる。あるいは、セキュリティ物品は、コア要素が隣接するフィルム層の間の界面、またはフォームとフィルム層との間の界面に埋め込まれるフォーム／フィルム／フィルム構造体を含むことができる。さらに、セキュリティ物品は、熱可塑性フィルムが、熱可塑性フィルムマトリックス中に埋め込まれた複数のセキュリティ要素コアを含む、フォーム／熱可塑性フィルム／フォーム構造体を含むことができる。この実施態様においては、セキュリティ要素は、フォーム層中の実質的に透明な領域によって、またはフォーム層の触覚によるくぼみによって、不透明なフォーム層を通して存在を明らかにすることができる。ある実施態様においては、蛍光性またはリン光性コア要素を使用する場合など、このような透明領域が不要となることもある。
【０１１３】
多層フォーム物品は、非フォーム層をフォーム層に積層することによって、または、それぞれの成形オリフィスを出るときに、接着剤などのある種の取付手段を使用して押し出されたフォームを層状に重ねることによっても製造することができる。有用な積層構造体としては、高溶融強度ポリプロピレンフォーム層に、熱可塑性フィルム層またはスクリム層、たとえば不織層または紙層を有するものが挙げられる。このような不織層または紙層は、場合によっては前述のようなセキュリティ要素を含むことができる。使用可能なその他の技術としては、押出コーティング、および米国特許第５，４２９，８５６号明細書に記載されている封入同時押出が挙げられる。多層物品は、前述したように延伸することができる。
【０１１４】
場合によってはインク受容面は、フォームまたは非フォーム（フィルム）表面のコロナ処理、プラズマ処理、または火炎処理などの表面処理を含むことができるし、またはフォーム表面上のプライマーコーティングなどのインク受容コーティングを含むことができるし、あるいは積層または同時押出されたインク受容性ポリマーフィルムを含むこともできる。
【０１１５】
窒素コロナ処理は、当業者に公知のようにあらゆる市販のコロナ処理装置を使用して行うことができる。コロナ領域には窒素がパージされて、酸素濃度が２００ｐｐｍ未満、好ましくは５０ｐｐｍ未満となる。コロナエネルギーは、０．１〜５．０Ｊ／ｃｍ2の間となるべきである。窒素コロナ処理中のポリプロピレンフォーム基材の温度は、フィルムのガラス転移温度よりも高いがフィルムの融点よりは低くなるべきであり、好ましくは室温である。
【０１１６】
この方法の場合のコロナにおける好ましい酸素濃度は２００ｐｐｍ未満であり、最も好ましくは２０ｐｐｍ未満である。これらの低酸素濃度の副次的な利点は、少量のＮＯxおよびＯ3しか生成しないため排出物の環境制御が不要なことである。
【０１１７】
火炎処理は、当業者に公知のあらゆる市販のガス火炎装置を使用して行うことができる。高速バーナーまたはリボンバーナーのいずれも使用できる。燃焼混合物の空気：燃料比は、化学量論比（典型的には空気：天然ガス混合物の場合に９．６）未満となる必要があり、好ましくは体積基準で８．８〜９．４の間である。この空気：燃料混合物によって、いわゆる「還元」炎または「濃」火炎が得られる。約１０００ＢＴＵ／立方フィートのエネルギー値を有する天然ガスが好ましい燃料であるが、空気：燃料比が化学量論比未満に調整されるのであれば、その他の気体炭化水素、たとえばアセチレン、エタン、プロパン、ブタン、または液化石油ガス（ＬＰＧ）も使用することができる。空気は好ましい酸化剤であるが、酸素または酸素含有率の高い空気を使用することができ、この場合も空気：燃料比が化学量論比未満に調整されることが条件である。
【０１１８】
燃料の所望の流速は、ポリプロピレンフォームバッキングの所与の幅、厚さ、および加工速度において、最適な熱出力が得られるように調整することができる。燃焼されるガスの体積は、火炎処理されるポリプロピレンフォーム１平方メートル当たり０．４〜６．０リットルの天然ガスとなるべきであり、好ましくは天然ガス０．６〜１．５リットル／ｍ2ポリプロピレンフォームの間である。火炎への曝露時間は、ポリプロピレンフォームの熱による損傷を防止するために、０．００１〜０．０５秒の間とするべきである。
【０１１９】
一部の用途で好適となりうる火炎処理装置は、米国ニューヨーク州ニューロシェル（Ｎｅｗ  Ｒｏｃｈｅｌｌｅ  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）のフリン・バーナー・コーポレーション（Ｆｌｙｎｎ  Ｂｕｒｎｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、英国オールトン（Ａｌｔｏｎ）のジ・エアロゴン・カンパニー・リミテッド（Ｔｈｅ  Ａｅｒｏｇｏｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｌｔｄ．）、および英国テーム（Ｔｈａｍｅ）のシャーマン・トリーターズ・リミテッド（Ｓｈｅｒｍａｎ  Ｔｒｅａｔｅｒｓ  Ｌｔｄ．）より市販されている。一部の用途で好適となりうるコロナ処理装置は、米国ウィスコンシン州モノモニーフォールズ（Ｍｅｎｏｍｏｎｅｅ  Ｆａｌｌｓ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）のエネルコン・インダストリーズ・コーポレーション（Ｅｎｅｒｃｏｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、米国ウィスコンシン州ハートランド（Ｈａｒｔｌａｎｄ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）のピラー・テクノロジーズ（Ｐｉｌｌａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）、および米国コネチカット州ファーミントン（Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）のコロテック・コーポレーション（Ｃｏｒｏｔｅｃ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）より市販されている。
【０１２０】
延伸フォーム基材上にインク受容コーティングを使用する場合、インク受容層は約０．５〜約２５０ｇ／ｍ2の間の重量を有する。好ましい実施態様においては、画像受容層は約１〜約１００ｇ／ｍ2の間の重量を有する。特に好ましい実施態様においては、画像受容層は約２〜約５０ｇ／ｍ2の間の重量を有する。コーティング重量は、充填剤、無機材料、添加剤などに依存して変動しうることを理解されたい。
【０１２１】
一部の用途で好適となりうるインク受容コーティングの適用技術の例としては、コーティング、印刷、浸漬、吹き付け、およびはけ塗りが挙げられる。一部の用途で好適となりうるコーティング方法の例としては、直接およびリバースロールコーティング、ナイフコーティング、スプレー塗装、フラッドコーティング、および押出コーティングが挙げられる。一部の用途で好適となりうる印刷方法の例としては、スクリーン印刷、フレキソ印刷、およびグラビア印刷が挙げられる。
【０１２２】
インク受容層のコーティング溶液は増粘剤を含むことができる。特に、増粘剤は、低剪断速度において高粘度および高剪断速度において低粘度の組み合わせが得られるように選択することができる。一部の用途で好適となりうる増粘剤の例としては、デンプン、アラビアゴム、グアーガム、およびカルボキシメチルセルロースが挙げられる。さらに、コーティング溶液は、不透明剤をさらに含むことができ、たとえば前述したものが挙げられ、これは当技術分野で公知である。
【０１２３】
コーティング溶液、本発明の意図および範囲から逸脱せずに種々の溶剤を含むことができる。好ましい実施態様においては、コーティング溶液の溶剤および粒子は、溶剤に対して粒子が実質的に不溶性となるように選択される。好ましい溶剤は、水および／またはグリコールエーテル（たとえば、ジエチレングリコール）を含む。
【０１２４】
ある用途では、基材のぬれを促進するためにコーティング溶液中に界面活性剤を含むと好都合となる場合がある。一部の用途で好適となりうる界面活性剤の例としては、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、および両性イオン界面活性剤が挙げられる。界面活性剤の商品名の例としては、ゾニル（ＺＯＮＹＬ）およびフルオラド（ＦＬＵＯＲＡＤ）が挙げられる。ゾニルＦＳＮ（ＺＯＮＹＬ  ＦＳＮ）は米国デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）のＥ．Ｌ．デュポン・ドゥ・ヌムール・コーポレーション（Ｅ．Ｌ  Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）より入手可能なフッ素化界面活性剤の商品名であり、フルオラドＦＣ−７５４ウェル・スティミュレーション・アディティブ（ＦＬＵＯＲＡＤ  ＦＣ−７５４  ＷＥＬＬ  ＳＴＩＭＵＬＡＴＩＯＮ  ＡＤＤＩＴＩＶＥ）は米国ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）のミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ（３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ））より入手可能なフッ素化界面活性剤の商品名である。
【０１２５】
スクリーン印刷技術によってインク受容コーティングを適用するために有用な界面活性剤は、陽イオン性、陰イオン性、非イオン性であってよい。スクリーン印刷による適用に好ましい界面活性剤は陽イオン界面活性剤である。スクリーン印刷による適用に有用な溶液は、約０％〜約５０％の間のグリコールエーテルを含むことができる。スクリーン印刷による適用に好ましい溶液は、約５％〜約４０％の間のグリコールエーテルを含むことができる。スクリーン印刷による適用に特に好ましい溶液は、約１０％〜約３５％の間のグリコールエーテルを含むことができる。
【０１２６】
試験方法
エンボス加工
本発明のフォーム基材を、磁性ロールと鋼製アンビルロールとによってニップ形態でエンボス加工した。彫刻された鋼板を、磁性ロール周囲に巻き付けた。磁性ロールおよび鋼製アンビルロールは、設定点まで誘導加熱した。この板は、高さ２５〜１４０μｍの隆起した画像を特徴とし、化学エッチング方法によって作製した（ニューメキシコ州リオランチョのキシナテック（Ｘｙｎａｔｅｃｈ，Ｒｉｏ  Ｒａｎｃｈｏ，Ｎｅｗ  Ｍｅｘｉｃｏ）。これらの基材を、ハウスの空気を介してニップに圧力を加えながら、１．５ｍ／分で、間隔を開けずに閉じたニップに通した。熱と圧力とを組み合わせて基材を圧縮すると、鋼板の画像が上昇し、彫刻された隆起画像に正確に類似した、より薄くより透明の透明領域が形成された。
【０１２７】
画像透明度
基材中にエンボス加工された画像の透明度を、ポラロイドＭＰ−３（Ｐｏｌａｒｏｉｄ  ＭＰ−３）コピースタンドを使用し、透過光ベースとタムロン３５−８０（Ｔａｍｒｏｎ  ３５−８０）マクロズームレンズを取り付けたライカＤＣ−３００（Ｌｅｉｃａ  ＤＣ−３００）デジタルカメラとを使用して測定した。カメラの出力をパーソナルコンピュータ上に収集し、ＡＤＣＩＳアフェリオン（ＡＤＣＩＳ  Ａｐｈｅｌｉｏｎ）画像分析ソフトウェアパッケージを使用して分析した。エンボス加工された基材の各試料の場合に、透過率が５％、１０％、および２０％である３つの減光フィルターを、カメラの視野内の１０ｃｍ×１５ｃｍの清浄で傷のないガラス片の上に置いて、較正画像を取り込んだ。フィルターおよびガラスを取り外して、試料をスタンド上に置き、これが平坦に維持されるようにガラス片で覆い、エンボス加工された画像を透過する光（エンボス加工された画像の光／較正された光の比として与えられる）を、「エンボス加工」として測定した。フィルムのエンボス加工されていない領域を透過する光を「背景」として測定した。画像透明度は、エンボス加工の値から背景の値を減じた値として定義される。
【０１２８】
フォーム密度（ＡＳＴＭ  Ｄ７９２−８６）
フォーム試料を１２．５ｍｍ×１２．５ｍｍの試料に切断し、精密天秤（スイスのグレイフェンゼー（Ｇｒｅｉｆｅｎｓｅｅ）のメトラー−トレド（Ｍｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ）のモデルＡＧ２４５）で秤量した。室温（２３±１℃）において置き換えられる水の質量を測定することによって、各試料の体積を求めた。天秤の特殊付属品を使用して、各試料の浮力をグラムの単位で測定した。質量を浮力で割った値としてフォームの密度を求め、ここで２３℃における水の密度を１ｇ／ｃｍ3と仮定した。この測定の精度は±０．０２ｇ／ｃｍ3である。
【０１２９】
フォームセル寸法
走査型電子顕微鏡（マサチューセッツ州ピーボディー（Ｐｅａｂｏｄｙ，ＭＡ）のＪＥＯＬ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．のモデルＪＳＭ−３５Ｃ）を使用し、５および１０ｋＶで作動させて、走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）を全フォーム試料に対して実施した。試料は、液体窒素中で２〜５分間凍結させた後に破壊することによって作製した。試料上に薄いパラジウム−金コーティングを蒸着して、導電性表面を形成した。最低１０個のセルの直径を測定し、記録した。
【０１３０】
トラウザー（Ｔｒｏｕｓｅｒ）引裂
約２３℃における引裂伝播抵抗性を測定するために、シンテック試験装置（Ｓｉｎｔｅｃｈ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）（ＭＴＳ、ノースカロライナ州リサーチ・トライアングル・パーク（Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｔｒｉａｎｇｌｅ  Ｐａｒｋ，ＮＣ））を使用してトラウザー引裂試験を行った。試料を５７ｍｍ×１０２ｍｍの試験片に切断した後、それらの厚さを測定した。間隔２５ｍｍおよび長さ３２ｍｍの２本のスリットを、長辺と平行な方向の一端から切り込んだ。これによって形成されたタブを、次に折りたたみ、上部ジョーで留め、底部の２つのタブを底部ジョーで留めた。形成されたタブに沿って２５４ｍｍ／分で引き離すことで引き裂いた。タブ端部に沿って引き裂けが伝播する平均の力を測定した。平均引裂力は、クロスヘッドの移動の中間部８０％に関して計算し、１つの試料当たり２つのスリットがあるので、平均荷重を２で割る。各試料について試験を少なくとも５回実施した。
【０１３１】
グレーブズ（Ｇｒａｖｅｓ）引裂
約２３℃における引裂伝播および開始抵抗性の組み合わせを測定するために、シンテック試験装置（Ｓｉｎｔｅｃｈ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）を使用してグレーブズ引裂試験を行った。グレーブズ引裂の寸法のダイを使用して試料を打ち抜き、それらの厚さを測定し記録した。試料は長さ約１００ｍｍ、幅２０ｍｍであり、中央に９０°のノッチを有し、これに沿って引裂を開始した。試料をシンテック（Ｓｉｎｔｅｃｈ）に固定し、２５４ｍｍ／分で引き離し、および応力−ひずみ曲線を作成した。曲線下の面積として定義される破断時エネルギー（ＥＴＢ）を測定した。各試料について試験を少なくとも６回実施した。
【０１３２】
曲げ剛性
室温でハンドル−Ｏ−メーター（Ｈａｎｄｌｅ−Ｏ−Ｍｅｔｅｒ）試験装置（ペンシルバニア州フィラデルフィアのトウィング−アルバート・インストルメント・カンパニー（Ｔｈｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ））を使用して曲げ剛性試験を実施した。試料を１００ｍｍの正方形に切り取り、それらの厚さを測定し記録した。機械的アームによって１０ｍｍのスリットを介して試料に力を加えた。これに必要なピークの力を各試料についてＭＤおよびＴＤの両方で測定した。各試料について試験を少なくとも６回実施した。
【０１３３】
印刷適性／インク付着性
フィルム試料を８０℃に設定した加熱パッド上に置き、数分間かけて平衡化させた。米国印刷局（Ｂｕｒｅａｕ  ｏｆ  Ｅｎｇｒａｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）（ＢＥＰ、ワシントンＤＣ（Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ））より入手した標準黒色通貨用インクを、＃６メイヤー（Ｍｅｙｅｒ）ロッドを使用して８０℃でフォーム表面に塗り広げた。次に、インクが塗られたフォームを７５℃で３時間エージングしたが、これは、ＢＥＰにより推奨される室温で２週間エージングした場合とほぼ同等である。乾燥後、マスキングテープ（ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）の１３ｍｍのストリップを、２ｋｇのローラーを３回通してロール掛けして貼り付けた。スリップ／剥離試験器（Ｓｌｉｐ／Ｐｅｅｌ  Ｔｅｓｔｅｒ）（オハイオ州ストロングズビルのインストルメンターズ・インコーポレイテッド（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅｒｓ，Ｉｎｃ．，Ｓｔｒｏｎｇｓｖｉｌｌｅ，ＯＨ））を使用して、９０°の角度および２．８ｍ／分の速度で試験テープを表面から直ちに剥離した。次にフォームについて、試験テープによって除去されたインク量を基準にして１〜５の尺度で定量的に評価を行い、１はインクが全く除去されない場合であり、５は実質的にすべてのインクが除去された場合であった。記録する場合、乾燥し硬化させたインクコーティングは、１．２５ｃｍの間隔でホルダーに取り付けられた２枚の平行なカミソリの刃を使用して１組の平行線の切れ目を入れた。約９０°の角度で第１の組と交差する第２の組の平行線の切れ目を入れた。切れ目ありの試料に対するインク試験は、切れ目なしのインク試験と比較すると、ある程度厳しい試験になると考えられる。
【０１３４】
しわ評価
フォーム基材材料の耐揉性および回復を評価するために、次の方法を使用した。材料の厚さを測定するデジマチック・インディケーター・モデル１ＤＦ−１１２Ｅ（Ｄｉｇｉｍａｔｉｃ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  Ｍｏｄｅｌ  １ＤＦ−１１２Ｅ）（日本、ミツトヨ（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ））に合わせて修正を行った。直径２５．４ｍｍで厚さ７ｍｍのポリカーボネートの円板を作製し、デジマチック（Ｄｉｇｉｍａｔｉｃ）の直径４．８３ｍｍのシューの上に取り付け、これによってより広い面積に負荷力が広がるようになった。したがって、同じバネの力で、フォーム厚さを測定するために押し下げられる応力は元の力の３．６％となった。６７×６７ｍｍの正方形のそれぞれについて、元のフィルムまたは紙の厚さ、およびしわを形成した後の試料の厚さの５回の測定を記録した。これらは、中央と、各コーナーから約１５ｍｍ下で内側の位置とで実施した。試料のしわ形成は、リサーチ・ノース・アメリカ（Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ）（ニュージャージー州チェリーヒル（Ｃｈｅｒｒｙ  Ｈｉｌｌ，ＮＪ））製造のＩＧＴしわ試験機（ＩＧＴ  Ｃｒｕｍｐｌｅ  Ｔｅｓｔｅｒ）を使用して行った。８回のしわ形成を行い、ダウンウェブおよびクロスウェブで交互に試料のロール掛けを行った。しわが形成された試料の回復は、厳密に平坦なステンレス鋼ブロックの下にしわ形成した試料を配置し、試料に０．７、１．４、および２．１ｋＰａの圧力を、機械工の花崗岩のテーブル上で２４時間加え、続いて、再び試料を５箇所で測定し平均することによって求めた。
【０１３５】
全体不透明度
カラースフィア（Ｃｏｌｏｒ  Ｓｐｈｅｒｅ）を取り付けたＴＣＳＩＩ分光高度計（ＴＣＳ  ＩＩ  Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）、モデル８８６０（メリーランド州シルバースプリングのＢＹＫ−ガードナーＵＳＡ（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ  ＵＳＡ，Ｓｉｌｖｅｒ  Ｓｐｒｉｎｇ，ＭＤ））を使用して、ＴＡＰＰＩ試験方法Ｔ−４２５に準拠して試料の不透明度を測定した。
【０１３６】
耐洗濯性
米国印刷局（Ｂｕｒｅａｕ  ｏｆ  Ｅｎｇｒａｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）試験方法ＳＴＭ３００．００２．９４ａに従って基材を洗濯した。洗浄およびすすぎの水温は６２℃であった。
【０１３７】
比較例１
オフセット印刷用に意図されたコーティングを有する、市販のポリオレフィン系微小空隙合成紙（ポリアート７５＃（Ｐｏｌｙａｒｔ  ７５＃）、ノースカロライナ州シャルロットのアルホベックス・アメリカ（Ａｒｊｏｂｅｘ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ）について、上記試験の一部に従って試験した。この材料の全体不透明度は９８％であり、厚さは１３０μｍであった。微細空隙および微細空隙形成粒子が存在することによって、高い不透明度が得られ、そのため紙の代替品として有用となる。この合成紙についてしわ評価および引裂試験を実施し、その種々の機械的性質を求めた（表１参照）。インク付着性を測定すると、切れ目なしの場合で値２、切れ目ありの場合で値３となり、良好なインク付着性に対応している（表２参照）。
【０１３８】
比較例２
比較例１の合成紙を、前述の方法を使用してエンボス加工した。この材料を、９１℃および圧力３９ｋｇ／線ｃｍのニップで１．５ｍ／分においてエンボス加工した。エンボス加工した画像は、反射光でかすかに見ることができ、透過光ではさらに見えにくくなった。この画像透明度を測定すると０．１であった。この値は、非常に低い透明度に対応し、透過光では画像を見ることが困難であった。エンボス加工した材料の試料について、しわ評価試験を行った。エンボス加工された画像を、しわが形成された試料中に見いだすことは非常に困難であり、すなわち、エンボス加工されしわが形成された試料は、比較例１のエンボス加工せずにしわが形成された試料と非常に類似しており、これはエンボス加工された合成紙が視覚的セキュリティ要素にはならないことを示している。しわを形成した後の画像透明度を測定すると０であり、すなわち、しわが形成されたエンボス加工済み画像を、しわが形成された試料の残りの部分と区別できなかった。このエンボス加工された材料の別の試料について前述の耐洗濯性試験を行うと同様の結果が得られ、すなわち、エンボス加工された洗濯済み試料をエンボス加工されていない洗濯済み試料と区別することが非常に困難であった。偽造者があらゆる未承認の銀行券にしわを形成することができ、それが「使い古した」紙幣として合格するかどうかが、耐洗濯性および耐揉性試験によって分かる。しわが形成されたエンボスは、反射光および透過光のどちらにおいても明瞭にはならなかった。
【実施例】
【０１３９】
実施例１
４３％の高溶融強度ポリプロピレン（プロファックスＰＦ８１４TM（Ｐｒｏｆａｘ  ＰＦ８１４TM）、デラウェア州ウィルミントンのモンテル・ノース・アメリカ・インコーポレイテッド（Ｍｏｎｔｅｌｌ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ））と、４０％の従来のポリプロピレン（ＰＰ  ３５７６  テキサス州ダラスのフィナ・インコーポレイテッド（Ｆｉｎａ  Ｉｎｃ．，Ｄａｌｌａｓ，ＴＸ））と、１５％のエラストマーポリエチレン（アフィニティTM８２００（ＡｆｆｉｎｉｔｙTM  ８２００）  ミシガン州ミッドランドのダウ・ケミカル（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ））と、１．５重量％のＦＭ１３０７化学発泡剤（５０％のアゾジカルボンアミドが充填されたポリエチレン）（ニューヨーク州タリータウンのアムパセット・カンパニー（Ａｍｐａｃｅｔ  Ｃｏ．，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）と、０．５％の「エンチャンテッド・フォレスト」（Ｅｎｃｈａｎｔｅｄ  Ｆｏｒｅｓｔ）濃縮物（４：１の緑色顔料／ＰＰ比、、ポリワン・コーポレーション（ＰｏｌｙＯｎｅ  Ｃｏｒｐ．））との混合物を、サクストン（Ｓａｘｔｏｎ）単段スクリューを取り付けた６．４ｃｍ一軸スクリュー押出機（ニュージャージー州シーダーグローブのデービス−スタンダード・コーポレーション（Ｄａｖｉｓ−Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｃｏｒｐ．，Ｃｅｄａｒ  Ｇｒｏｖｅ，ＮＪ））中、４０ｒｐｍおよび温度プロファイル１４４℃〜２２６℃〜１４７℃で押し出した。出口溶融温度は１３４℃であり、出口圧力は１２４ｋｇ／ｃｍ2（１７６０ｐｓｉ）となった。押し出した混合物の約半分を、「Ｔ」接合器を使用して２つの流れに分割して、２０．３ｃｍフィードブロック／ダイ組立体中１８２℃において２つのスキン層を形成した。４４ｍｍデービス・スタンダード（Ｄａｖｉｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）一軸スクリュー押出機を使用して、非発泡コア層をダイに供給した（２３ＲＰＭ）。このコア層は、ＰＰ  ３３７６とウォラストナイト５２０ＳTM（Ｗｏｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ  ５２０ＳTM）（マサチューセッツ州ブリッジウォーターのファイバーテック・インコーポレイテッド（Ｆｉｂｅｒｔｅｃ  Ｉｎｃ．，Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ，ＭＡ））との７５／２５混合物からなった。このウォラストナイトは、フォームの曲げ剛性を増加させるために使用される高アスペクト比のクレー充填剤である。得られたフォームシートを、静電ピニングを取り付けた４８℃のクロム製キャストロール上で冷却し、続いて、ライン速度１．８２ｍ／分で回収した。厚さ比４０／２０／４０のフォーム／非フォーム／フォーム（Ｆ／ＮＦ／Ｆ）が形成された。
【０１４０】
このフォームシートを、長さオリエンター（ＬＯ）およびテンターを使用して、延伸比２．８（ＭＤ）×５．８（ＣＤ）で厚さ１４０μｍまで二軸延伸した。ＬＯロールの温度は１３３℃であり、テンターゾーンはすべて１６６℃であった。発泡スキンによって非常に有用な紙のような触感が得られ、一方、非発泡コアによって引張弾性率／曲げ剛性が増加し、そのためこの材料は、機械的性質でもより紙と類似している。
【０１４１】
インク付着性を向上させるために、このフォームシートを、窒素の存在下、１Ｊ／ｃｍ2においてコロナ処理した。インク付着性を測定すると、切れ目なし場合の測定値は２であり、切れ目ありの場合で４であったことから、非常に良好なインク付着性を示した（表２参照）。
【０１４２】
フォーム中の着色剤によって、新しい米国１ドル紙幣の未印刷領域と非常に類似した色が得られる。
【０１４３】
この配向フォームは不透明であり、発泡スキンのため紙のような触感を有し、オーストラリア５ドル紙幣などのセキュレンシーTM（ＳｅｃｕｒｅｎｃｙTM）銀行券（セキュレンシー（Ｓｅｃｕｒｅｎｃｙ  Ｐｔｙ  Ｌｔｄ．）、クレーギーバーン（Ｃｒａｉｇｉｅｂｕｒｎ）、ＶＩＣ、オーストラリア）のプラスチック様触感とは対照的であった。さらに、トラウザーおよびグレーブズ引裂試験で測定した曲げ剛性および引裂特性は、新しい米国１ドル紙幣と同等であり、印刷されたセキュレンシーTM（ＳｅｃｕｒｅｎｃｙTM）に対して明らかな改善が見られる。印刷によって基材の厚みが増すため、フォームの曲げ剛性および引裂特性を印刷によって改善することができる。
【０１４４】
実施例２
試験方法の項に記載の方法を使用して、実施例１の多層フォームをエンボス加工した。この材料を、９１℃および圧力３９ｋｇ／線ｃｍのニップで１．５ｍ／分においてエンボス加工した。エンボス加工は、発泡材料の全体不透明度、曲げ剛性、および引裂特性には影響しなかった。画像がエンボス加工されて、１４０μｍの特徴から透明標示が得られ、より小さな特徴からはテクスチャー領域が得られた。テクスチャーが形成されたエンボス加工領域は、反射光ではわずかに確認でき、透過光では非常によく確認でき、すかし型のセキュリティフィーチャーが得られた。画像透明度を測定すると０．２６であった。これは良好な画像透明度に対応しており、画像は、反射光および透過光で見ることができた。
【０１４５】
発泡材料のしわ評価試験を行った後、数か所で試料の厚さは１７３μｍであり、２．１ｋＰａの力を加えて平滑化した後の厚さは依然として１５０μｍであり、これに対してしわを形成していない試料の厚さは１３０μｍであった。エンボス加工したセキュリティ要素は無傷のまま残留し、これは比較例２で形成したエンボスとは異なっている。エンボス加工した後にしわを形成した試料の画像透明度を測定すると０．２４であった。エンボス加工した画像は、比較例２の合成紙よりも、しわ形成後にはるかによく残存した。
【０１４６】
実施例３
４３．５％の高溶融強度ポリプロピレン（プロファックスTMＰＦ８１４（ＰｒｏｆａｘTM  ＰＦ８１４）、デラウェア州ウィルミントンのモンテル・ノース・アメリカ・インコーポレイテッド（Ｍｏｎｔｅｌｌ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ））と、４０％の従来のポリプロピレン（ＰＰ  ３５７６  テキサス州ダラスのフィナ・インコーポレイテッド（Ｆｉｎａ  Ｉｎｃ．，Ｄａｌｌａｓ，ＴＸ））と、１５％のエラストマーポリエチレン（アフィニティTM８２００（ＡｆｆｉｎｉｔｙTM  ８２００）  ミシガン州ミッドランドのダウ・ケミカル（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ））と、１．５重量％のＦＭ１３０７化学発泡剤（５０％のアゾジカルボンアミドが充填されたポリエチレン）（アムパセット・カンパニー（Ａｍｐａｃｅｔ  Ｃｏ．）との混合物を、サクストン（Ｓａｘｔｏｎ）単段スクリューを取り付けた６．４ｃｍ一軸スクリュー押出機中、４０ｒｐｍおよび温度プロファイル１３８℃〜２２４℃〜１４８℃で押し出した。出口溶融温度は１３７℃であり、出口圧力は１６．６ＭＰａであった。押し出した混合物の約半分を、「Ｔ」接合器を使用して２つの流れに分割して、２０．３ｃｍフィードブロック／ダイ組立体中１８２℃において２つのスキン層を形成した。３８ｍｍデービス・スタンダード（Ｄａｖｉｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）一軸スクリュー押出機を使用して、非発泡コア層をダイに供給した（２３ＲＰＭ）。このコア層は、ＰＰ  ３３７６、ウォラストナイト５２０Ｓ（Ｗｏｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ  ５２０Ｓ）、およびシグナル・グリーン（Ｓｉｇｎａｌ  Ｇｒｅｅｎ）蛍光着色剤（オハイオ州クリーブランドのデグロー（Ｄａｙ−Ｇｌｏ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）の７４／２５／１混合物からなった。得られたフォームシートをクロム製キャストロール上１６℃においてライン速度２．８１ｍ／分で冷却した。厚さ比が４０／２０／４０のフォーム／非フォーム／フォーム（Ｆ／ＮＦ／Ｆ）構造体が形成された。このフォームシートを、長さオリエンター（ＬＯ）およびテンターを使用して、延伸比３（ＭＤ）×４．５（ＣＤ）で厚さ１４０μｍまで延伸した。ＬＯロールの温度は１３３℃であり、テンターゾーンは１６０℃に設定した。試験方法の項に記載の方法を使用して、この延伸フォームをエンボス加工した。この材料を、９１℃および圧力３９ｋｇ／線ｃｍのニップで１．５ｍ／分においてエンボス加工した。画像がエンボス加工されて、１４０μｍの特徴からは透明標示が得られ、より小さな特徴からはテクスチャー領域が得られた。テクスチャーが形成されたエンボス加工領域は、反射光ではわずかに確認でき、透過光では非常によく確認でき、すかし型のセキュリティフィーチャーが得られた。
【０１４７】
画像透明度を測定すると０．３８であり、これは優れた画像透明度であることを示しており、画像は反射光および透過光の両方で容易に見ることができた。この特徴は、しわ試験後も維持され、試験後のエンボス加工された試料の画像透明度は０．３６であった。エンボス加工した画像は、比較例２の合成紙よりも、しわ形成後にはるかによく残存した。
【０１４８】
延伸フォームの引裂および曲げ剛性特性を測定し、表１においてそれらの結果を新しい米国１ドル紙幣および新しいオーストラリア５ドル紙幣と比較した。これらの結果は、エンボス加工前後で類似していた。機械的性質は、新しい米国１ドル紙幣と非常に類似している。
【０１４９】
コア層中の蛍光着色剤は、隠れたセキュリティ要素として加えた。これは周囲光条件では検出できないが、ＵＶ光を照射すると明るい緑色の蛍光を発する。ＵＶ光下で検査すると、エンボス加工領域と非エンボス加工領域との間のコントラストが強調され、エンボス加工領域は、明るい緑色の背景よりも暗く見える。
【０１５０】
インク付着性を向上させるために、この延伸フォームを、窒素の存在下、１Ｊ／ｃｍ2においてコロナ処理した。インク付着性を測定すると、切れ目なしおよびありの両方で２の値が得られ、これらは非常に良好なインク付着性に対応している（表２参照）。
【０１５１】
実施例４
２つのフォーム層および１つの多層光学フィルム（ＭＯＦ）を使用してＦ／ＭＯＦ／Ｆサンドイッチ構造の積層体を作製した。７８％の高溶融強度ポリプロピレン（プロファックスＰＦ８１４TM（Ｐｒｏｆａｘ  ＰＦ８１４TM）、デラウェア州ウィルミントンのモンテル・ノース・アメリカ・インコーポレイテッド（Ｍｏｎｔｅｌｌ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ））と、７．５％の従来のポリプロピレン（ＰＰ  ３３７６  テキサス州ダラスのフィナ・インコーポレイテッド（Ｆｉｎａ  Ｉｎｃ．，Ｄａｌｌａｓ，ＴＸ））と、１０％のエラストマーポリエチレン（アフィニティTM８２００（ＡｆｆｉｎｉｔｙTM  ８２００）  ミシガン州ミッドランドのダウ・ケミカル（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ））と、２．５％のウォラストナイト５２０Ｓ（Ｗｏｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ  ５２０Ｓ）と、２．０重量％のＦＭ１３０７化学発泡剤（５０％のアゾジカルボンアミドが充填されたポリエチレン）（アムパセット・カンパニー（Ａｍｐａｃｅｔ  Ｃｏ．）との混合物を、サクストン（Ｓａｘｔｏｎ）単段スクリューを取り付けた６．４ｃｍ一軸スクリュー押出機中、４０ｒｐｍおよび温度プロファイル１３８℃〜２２６℃〜１３８℃で押し出した。出口溶融温度は１３２℃であり、出口圧力は８４ｋｇ／ｃｍ2（１２００ｐｓｉ）であった。押し出した混合物の約半分を、「Ｔ」接合器を使用して、２０．３ｃｍフィードブロック／ダイ組立体中１８２℃において２つの流れに分割した。この試料では非フォームコア層が存在しなかった。得られたフォームシートをクロム製キャストロール上３８℃においてライン速度５．０５ｍ／分で冷却した。このフォーム材料を、長さオリエンター（ＬＯ）およびテンターを使用して、延伸比２．８（ＭＤ）×６．５（ＣＤ）で厚さ６４μｍまで延伸した。ＬＯロールの温度は１３３℃であり、テンターゾーンは１５５℃に設定した。
【０１５２】
多層光学フィルム（ＭＯＦ）は、幅１０ｍｍのストリップに切断した放射光フィルムＣＭ５９０（Ｒａｄｉａｎｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｆｉｌｍ  ＣＭ５９０）（ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）であった。このＭＯＦおよびフォームを、ポリエチレン−アクリル酸コポリマー（ＥＡＡ、バイネル３１０１（Ｂｙｎｅｌ  ３１０１）、デラウェア州ウィルミントンのデュポン（Ｄｕｐｏｎｔ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）の８μｍフィルムを接着層として使用して互いに積層した。このＥＡＡフィルムをフォームの表面に置き、ＭＯＦストリップをＭＤ方向にストリップ間隔１５０ｍｍで置いた。ＥＡＡシートおよびフォーム層を表面に配置して、Ｆ／ＥＡＡ／ＭＯＦ／ＥＡＡ／Ｆ構造体を作製した。この材料を、１２９℃、０．２８ＭＰａ、およびライン速度３．１ｍ／分のラミネーターに通した。反射光では、ストリップは黄色いオレンジ色に見えたが、透過光（すなわち、この構造体を光源にかざす）では、ストリップは薄青色となり、信頼性の迅速で独特の確認が可能となった。
【０１５３】
比較例３
実施例４で使用した条件と同じ条件で、比較例１の合成紙（ＳＰ）を、ＭＯＦストリップおよびＥＡＡフィルムに積層して、ＳＰ／ＥＡＡ／ＭＯＦ／ＥＡＡ／ＳＰ構造体を作製した。この合成紙は不透明度が高いため、反射光または透過光で認識可能なＭＯＦのあらゆる光学的効果が妨害された。
【０１５４】
実施例５
試験方法の項に記載の方法を使用して、実施例４のフォーム積層体をエンボス加工した。この積層体を、９１℃および圧力３９ｋｇ／線ｃｍのニップで１．５ｍ／分においてエンボス加工した。画像がエンボス加工されることで、独特の光学的セキュリティ要素が得られた。１４０μｍの特徴から得られた標示は、反射光で金箔のように見える多色となった。透過光（すなわち、この構造体を光源にかざす）では、標示は緑、青、および紫に見える多色となった。実施例４の未エンボス加工試料とエンボス加工試料との間の透過色の差は、ＭＯＦ層の圧縮によるものであり、これによってフィルムの光学的性質が変化する。
【０１５５】
比較例４
試験方法の項に記載の方法を使用して、比較例４のＳＰ／ＥＡＡ／ＭＯＦ／ＥＡＡ／ＳＰ積層構造体をエンボス加工した。この積層体を、９１℃および圧力３９ｋｇ／線ｃｍのニップで１．５ｍ／分においてエンボス加工した。エンボス加工領域および非エンボス加工領域のいずれにおいても、この合成紙は不透明度が高いため、反射光または透過光で認識可能なＭＯＦのあらゆる光学的効果が妨害された。
【０１５６】
実施例６
米国特許第６，０９６，２４７号明細書に記載される方法を使用して多層光学フィルムを火炎エンボス加工したことを除けば、実施例４に記載のように積層体を作製した。フィルムは、リボンバーナー（ニューヨーク州ニューロシェルのフリン・バーナー・コーポレーション（Ｆｌｙｎｎ  Ｂｕｒｎｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎｅｗ  Ｒｏｃｈｅｌｌｅ，ＮＹ）を空気：燃料設定値比９．６で使用することで得られる開放天然ガスによる火炎（５０ＢＴＵ／時）の上に８０ｍ／分で通した。フィルム裏面は、クロロスルホン化エラストマーで覆われた冷却ロール（ウィスコンシン州ユニオングローブのアメリカン・ローラー・カンパニー（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｒｏｌｌｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｕｎｉｏｎ  Ｇｒｏｖｅ，ＷＩ））と接触させた。続いて、フィルムを９３℃および圧力６．２ｋｇ／ｃｍ2でエンボス加工した。
【０１５７】
火炎エンボス加工したＭＯＦおよびフォーム層を次に、実施例４と同じ手順および条件を使用して、積層しエンボス加工した。１４０μｍの特徴から得られた標示は、反射光で金箔のように見える多色となった。反射光では、ＭＯＦストリップは黄色いオレンジ色に見えたが、透過光では薄青色となり、信頼性の迅速で独特の確認が可能となる。ＭＯＦ中の火炎エンボス加工された画像も、透過光で見ることができ、さらに高レベルのセキュリティが得られた。
【０１５８】
実施例７
米国特許第６，４４７，８７５号明細書に記載の方法を使用して、フォームマトリックス中に埋め込まれたコアによるセキュリティ要素を形成した。これらのコアは、５％青色着色剤（アムパセット・カンパニー（Ａｍｐａｃｅｔ  Ｃｏ．）で着色した３３７６ポリプロピレンからなった。これらのコアを、３８％のプロファックスTMＰＦ８１４（ＰｒｏｆａｘTM  ＰＦ８１４）ポリプロピレンと、２０％のアフィニティTM８２００（ＡｆｆｉｎｉｔｙTM８２００）ポリエチレンと、３８％のＰＰ３３７６ポリプロピレンと、４重量％のＦＭ１３０７Ｈ化学発泡剤との溶融混合物と同時押出した。青色のコアは、４．４ｃｍキリオン（Ｋｉｌｌｉｏｎ）一軸スクリュー押出機を使用し５６ｒｐｍおよび２３２℃で押し出した。マトリックス形成材料は、サクストン（Ｓａｘｔｏｎ）単段スクリューを取り付けた６．４ｃｍ一軸スクリュー押出機（デービス−スタンダード・コーポレーション（Ｄａｖｉｓ−Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｃｏｒｐ．））中、３５ｒｐｍおよび温度プロファイル１３２℃〜２３７℃〜１６５℃で溶融混合した。出口溶融物の圧力は２６ＭＰａであった。２つの押出機を、１９３℃で操作される４５７ｍｍの「コア」ダイに連結した。このコアダイは、第’８７５号特許に記載のものと類似のものである。内部に着色未発泡コアを有する押し出されたフォームシートを、クロム製キャストロール上、３２℃においてライン速度１．６ｍ／分で冷却した。押出物の密度は０．５ｇ／ｃｃであり、厚さは１．２７ｍｍであった。組み込まれたコアは、幅３．０ｍｍ、厚さ０．２８ｍｍであった。
【０１５９】
次に、この同時押出フォームを、カロＩＶバッチオリエンター（Ｋａｒｏ  ＩＶ  ｂａｔｃｈ  ｏｒｉｅｎｔｅｒ）（ブルックナー（Ｂｒｕｃｋｎｅｒ  ＧｍｂＨ））を使用して延伸比５（ＭＤ）×５（ＣＤ）で、機械方向（ＭＤ）および横方向（ＣＤ）の両方に同時延伸した。オリエンターの温度は１５５℃であった。延伸したフォームは、コアのない領域で厚さ０．０５ｍｍであり、コアの存在する領域では０．１２７ｍｍであった。組み込まれたコアの幅は９．２７ｍｍであった。コアの厚さは測定不可能であった。コアは、フォームの表面から反射光および透過光の両方で非常にはっきり見ることができ、これよりすかし型のセキュリティ要素が得られた。
【０１６０】
実施例８
マトリックスが３３７６ポリプロピレンのみからなり発泡剤を含有しなかったことを除けば、実施例７のようにして同時押出フィルムを作製した。青色のコアは、４．４ｃｍキリオン（Ｋｉｌｌｉｏｎ）一軸スクリュー押出機を使用し２５ｒｐｍおよび２３２℃で押し出した。マトリックス形成ポリプロピレンは、サクストン（Ｓａｘｔｏｎ）単段スクリューを取り付けた６．４ｃｍ一軸スクリュー押出機（デービス−スタンダード・コーポレーション（Ｄａｖｉｓ−Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｃｏｒｐ．））中、３５ｒｐｍおよび温度プロファイル１３７℃〜２１５℃〜２３２℃で溶融混合した。出口溶融物の圧力は２０ＭＰａであった。２つの押出機を、１９３℃で操作される４５７ｍｍの「コア」ダイに連結した。このコアダイは、第’８７５号特許に記載のものと類似のものである。内部に着色未発泡コアを有する押し出されたフォームシートを、クロム製キャストロール上、３２℃においてライン速度３．５ｍ／分で冷却した。押出物の密度は０．５ｇ／ｃｃであり、厚さは０．２７９ｍｍであった。組み込まれたコアは幅１．５４ｍｍであった。コアの厚さは正確に測定できなかった。
【０１６１】
次に、この同時押出フォームを、カロＩＶバッチオリエンター（Ｋａｒｏ  ＩＶ  ｂａｔｃｈ  ｏｒｉｅｎｔｅｒ）（ブルックナー（Ｂｒｕｃｋｎｅｒ  ＧｍｂＨ））を使用して延伸比５（ＭＤ）×５（ＣＤ）で、機械方向（ＭＤ）および横方向（ＣＤ）の両方に同時延伸した。オリエンターの温度は１５５℃であった。延伸したフォームは、コアのない領域で厚さ０．０１５２ｍｍであった。組み込まれたコアは幅６．３５ｍｍであった。これらのコアは、１層のフィルムを通して透過光でかすかに見ることができ、２層のフィルムを通して見ると容易に確認できた。スプレーマウント接着剤（Ｓｐｒａｙｍｏｕｎｔ  ａｄｈｅｓｉｖｅ）（ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）を使用して実施例４で作製した単層フォームの２層の間にこの延伸フィルムを積層した。青色のコアは、特に透過光によってフォーム層を通して見ることができ、これよりすかし型のセキュリティ要素が得られた。
【０１６２】
実施例９
９５％の３３７６ポリプロピレンと、５％の赤色顔料マスターバッチ（イリノイ州エルクグローブビレッジのポリワン（Ｐｏｌｙｏｎｅ，Ｅｌｋ  Ｇｒｏｖｅ  Ｖｉｌｌａｇｅ，ＩＬ）との混合物を、小型ハーケ（Ｈａａｋｅ）円錐型二軸押出機を２００℃で使用して溶融混合し、続いてペレット化した。これらのペレットを、２００℃および３５２ｋｇ／ｃｍ2（５０００ｐｓｉ）でホットプレスを使用して厚さ０．６３５ｍｍのシートにプレスし、続いて、カロＩＶ（Ｋａｒｏ  ＩＶ）オリエンターを使用して機械方向および横方向の両方で４倍に延伸して、厚さ０．０２５ｍｍのフィルムを得た。この材料の幅１．０ｃｍのストリップを、スプレーマウント接着剤（Ｓｐｒａｙｍｏｕｎｔ  ａｄｈｅｓｉｖｅ）（ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）を使用して実施例４で作製した単層フォームの２つの層の間に積層した。赤色コアは反射光および透過光の両方でフォーム層を通して見ることができ、これよりすかし型のセキュリティ要素が得られた。
【０１６３】
実施例１０
９５％の３３７６ポリプロピレンと、５％のリン光顔料（ニュージャージー州リンドハーストのユナイテッド・ミネラル・アンド・ケミカル・コーポレーション（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｍｉｎｅｒａｌ  ＆  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐ．，Ｌｙｎｄｈｕｒｓｔ，ＮＪ）との混合物を、小型ハーケ（Ｈａａｋｅ）円錐型二軸押出機を２００℃で使用して溶融混合し、続いてペレット化した。これらのペレットを、２００℃および３５２ｋｇ／ｃｍ2（５０００ｐｓｉ）でホットプレスを使用して厚さ０．６３５ｍｍのシートにプレスし、続いて、カロＩＶ（Ｋａｒｏ  ＩＶ）オリエンターを使用して機械方向および横方向の両方で４倍に延伸して、厚さ０．０２５ｍｍのフィルムを得た。この材料の幅１．０ｃｍのストリップを、スプレーマウント接着剤（Ｓｐｒａｙｍｏｕｎｔ  ａｄｈｅｓｉｖｅ）（ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）を使用して実施例４で作製した単層フォームの２つの層の間に積層した。このコアは反射光および透過光で見えなかったが、ＵＶ（「ブラック」）ランプの下に置くと緑がかった青色の光を発した。
【０１６４】
【表１】
2005530632.tif 000004
【０１６５】
【表２】
2005530632.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】反射モードによる実施例３のセキュリティ要素の顕微鏡写真である。
【図２】透過モードによる実施例３のセキュリティ要素の顕微鏡写真である。
【図３】実施例８の未延伸物品の顕微鏡写真である。
【図４】実施例７の未延伸物品の顕微鏡写真である。
【図１】
2005530632.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年4月4日(2005.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの配向された高溶融強度ポリプロピレンフォーム層と、少なくとも１つのセキュリティ要素とを含み、該高溶融強度ポリマーは１９０℃において２５〜６０ｃＮの溶融強度を有する、セキュリティ基材。
【請求項２】
前記セキュリティ要素が視覚的セキュリティ要素である、請求項１に記載のセキュリティ基材。
【請求項３】
前記視覚的セキュリティ要素が、印刷された標示、裏刷り、カラーシフティング、条件等色性、偏光性、蛍光性、ルミネセンス、リン光性、真珠光沢性、ホログラフィック、反射性、金属性、磁性のフィルム、糸、粒子、または繊維；すかし、エンボス、透明または半透明の領域、液晶；ホログラム、光学レンズ、マイクロレンズ、フレネルレンズ、光学フィルター、偏光フィルター、および反射要素；フォトクロミック要素、サーモクロミック要素、液晶、モアレパターン、屈折性、レンズ状、および透明の格子、エンボス加工された要素またはその他の三次元要素、裏刷り、すかし；ならびにカラーシフティングインク、条件等色性インク、偏光インク、蛍光インク、リン光インク、真珠光沢インク；ならびに以上の組み合わせからなる群より選択される、請求項２に記載のセキュリティ基材。
【請求項４】
前記セキュリティ要素がエンボスである、請求項１に記載のセキュリティ基材。
【請求項５】
前記エンボスによって実質的に透明な領域が得られる、請求項４に記載のセキュリティ要素。
【請求項６】
請求項１に記載のフォーム層と、少なくとも１つの熱可塑性フィルム層とを含む多層物品。
【請求項７】
前記セキュリティ要素が、前記フォーム層中の実質的に透明な領域を通して現れる、請求項６に記載の多層物品。
【請求項８】
少なくとも２つのセキュリティ要素を含み、それらの位置を合わせることによって視覚的セキュリティ要素が提供される、請求項６に記載の多層物品。
【請求項９】
前記セキュリティ要素が偏光要素またはモアレパターンである、請求項８に記載の多層物品。
【請求項１０】
前記セキュリティ要素が、前記熱可塑性フィルム層中に埋め込まれた少なくとも１つのコアを含む、請求項６に記載の多層物品。
【請求項１１】
前記コアが、染料または顔料、あるいは、カラーシフティング粒子、偏光粒子、蛍光粒子、ルミネセンス粒子、リン光粒子、反射粒子、金属性粒子、または 磁性粒子が内部に溶解または分散した熱可塑性ポリマー、又は、着色ポリマー、リン光性ポリマー、真珠光沢性ポリマー、または蛍光性ポリマーを含む、請求項１０に記載の多層物品。
【請求項１２】
２つの高溶融強度の配向されたポリマーフォーム層と、それらの間に配置される熱可塑性フィルム層とを有する、請求項６に記載の多層物品。
【請求項１３】
前記熱可塑性フィルム層と、曲げ剛性が少なくとも４０ニュートンである前記高溶融強度フォーム層とを含む、請求項６に記載の多層物品。
【請求項１４】
前記高溶融強度ポリマーが、１９０℃において２５〜６０ｃＮの溶融強度を有する、請求項１に記載の基材。
【請求項１５】
前記ポリマーが、５０重量％以上のプロピレンモノマー単位を含有するホモポリマーおよびコポリマーを含む高溶融強度ポリプロピレンである、請求項１に記載の基材。
【請求項１６】
前記ポリプロピレンコポリマーが、プロピレンと、Ｃ３〜Ｃ８α−オレフィンからなる群より選択されるα−オレフィンと、Ｃ４〜Ｃ１０ジエンとのランダム、ブロック、およびグラフトコポリマーから選択される、請求項１５に記載の基材。
【請求項１７】
前記高溶融強度ポリプロピレンが、より多量の前記高溶融強度ポリプロピレンと、より少量の追加の半結晶質または非晶質ポリマーとの混合物を含む、請求項１に記載の基材。
【請求項１８】
前記フォーム層の表面上にセキュリティ要素を含むか、前記フォーム層中に分散したセキュリティ要素を含むか、又は、前記フォーム層に積層されているセキュリティ要素を含む、請求項１に記載の基材。
【請求項１９】
請求項１に記載の基材を含むセキュリティ文書。
【国際調査報告】
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