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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselementes
mit einem Wasserzeichen und einem damit in Beziehung stehenden weiteren
Sicherheitsmerkmal. Die Erfindung betrifft ferner einen Datenträger
und ein Transferelement mit einem erfindungsgemäß hergestellten
Sicherheitselement und die Verwendung eines Wasserzeichens zum Schaffen
eines weiteren Sicherheitsmerkmals.
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Datenträger,
wie Banknoten oder auch andere Wertgegenstände, wie etwa
Markenartikel, werden häufig mit Sicherheitselementen versehen,
die eine Sicherheitsfunktionalität bieten, indem sie die Überprüfung
der Echtheit des Gegenstandes gestatten und zugleich als Schutz
vor unerlaubter Reproduktion dienen. Dazu darf ein solches Sicherheitselement für
einen Fälscher nicht leicht nachahmbar sein, sollte jedoch
für einen autorisierten Hersteller kostengünstig
und reproduzierbar herzustellen sein und zudem leicht überprüfbar
sein.
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Ein
Beispiel für ein Sicherheitselement ist ein Wasserzeichen
in einer Papierschicht eines blattförmigen Substrats, wie
beispielsweise einer Banknote. Ein Wasserzeichen hat einen Vordergrund
und einen Hintergrund, wobei der Wasserzeichenvordergrund eine im
Vergleich zu dem Wasserzeichenhintergrund veränderte Höhe
der Oberfläche und eine veränderte Schichtdicke
ausweist. Die umgebende Papierschicht des blattförmigen
Substrats mit unveränderter Oberfläche und unveränderter
Schichtdicke stellt den Wasserzeichenhintergrund dar. Der Wasserzeichenvordergrund
wird durch einen gegenüber dem Wasserzeichenhintergrund
erhabenen, konvexen oder durch einen vertieften, konkaven Bereich
der Substratoberfläche gebildet. Somit bildet der Wasserzeichenhintergrund
im ersten Fall einen gegenüber dem Wasserzeichenvordergrund
vertieften Bereich, dagegen im zweiten Fall einen erhabenen Bereich.
Im Allgemeinen weist ein vertiefter Bereich auch eine erhöhte
Oberflächenrauhigkeit auf. Üblicherweise weist
der Wasserzeichenvordergrund auf beiden Seiten des Substrats jeweils
erhabene Bereich oder jeweils vertiefte Bereiche auf. Der Wasserzeichenvordergrund
kann jedoch auch auf einer Substratoberfläche einen erhabenen
und auf der anderen Substratoberfläche einen vertieften
Bereich aufweisen. In jedem Fall zeigt der Wasserzeichenvordergrund
eine gegenüber dem Wasserzeichenhintergrund veränderte
Schichtdicke der Papierschicht, wobei ein Wasserzeichen mit einer
im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds verringerten Schichtdicke
auch als negatives oder helles Wasserzeichen bezeichnet wird (da
der Wasserzeichenvordergrund gegenüber dem Wasserzeichenhintergrund
im Durchlicht hell erscheint), während ein Wasserzeichen
mit einer im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds erhöhten
Schichtdicke auch als positives oder dunkles Wasserzeichen bezeichnet
wird (da der Wasserzeichenvordergrund gegenüber dem Wasserzeichenhintergrund
im Durchlicht dunkel erscheint). Weiterhin zeigt der Wasserzeichenvordergrund
in jedem Fall eine gegenüber dem Wasserzeichenhintergrund
veränderte Höhe der Oberfläche, so dass
sich entweder im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds oder im Bereich
des Wasserzeichenhintergrunds eine Vertiefung ergibt.
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Die
Verwendung eines Wasserzeichens als Sicherheitselement ist jedoch
insofern problematisch, als eine hochqualitative Bedruckung eines
solchen Wasserzeichens nur mit besonderen Vorkehrungen möglich
ist. Dies liegt zum einen an dem veränderten Niveau der
Substratoberfläche im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds,
zum anderen auch an der insbesondere bei einer Vertiefung vorliegenden
erhöhten Oberflächenrauhigkeit. Werden solche besonderen
Vorkehrungen nicht getroffen, so ergibt sich an Stellen, an denen
die Substratoberfläche zurücktritt, beispielsweise
im Fall eines vertieften Wasserzeichens im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds
und im Fall eines erhabenen Wasserzeichens im Bereich des Wasserzeichenhintergrunds, ein
Aufdruck mit verringerter Qualität, welcher beispielsweise
Fehlstellen in der aufgetragenen Druckfarbschicht zeigt und somit
eine Druckfarbschicht mit räumlich variierender Schichtdicke
zeigt, welche gegebenenfalls bis auf Null zurückgeht, so
dass gänzlich unbedruckte Stelle entstehen. Solche Fehlstellen
sind innerhalb des betroffenen Bereichs des Wasserzeichens unregelmäßig
verteilt und variieren im Allgemeinen zwischen den Wasserzeichen
verschiedener Papiersubstrate.
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In
der
EP 1 201 821 wird
in diesem Zusammenhang die Herstellung eines Papiersubstrats mit einem
Wasserzeichen beschrieben, welches in Folge einer besonderen Behandlung
Vertiefungen auf nur einer Seite des Papiersubstrats zeigt. Das
Papiersubstrat besitzt somit eine Seite mit einer glatten Oberfläche,
auf der dann ein hochqualitativer Druck ohne die genannten Nachteile
auch im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds möglich ist.
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Da
die Verwendung eines Wasserzeichens wegen dessen intrinsischer Sicherheitsfunktionalität wünschenswert
ist und zudem ein ständiger Bedarf an einer Erhöhung
der Fälschungssicherheit von Sicherheitselementen besteht,
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sicherheitselement
mit einem Papiersubstrat mit Wasserzeichen mit erhöhter
Fälschungssicherheit anzugeben, welches dabei die aus dem
Stand der Technik bekannte besondere Behandlung des Papiersubstrats
vermeidet. Es ist weiterhin die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
entsprechendes Verfahren zu dessen Herstellung, einen Datenträger
und ein Transferelement mit einem solchen Sicherheitselement, sowie
eine Verwendung eines Wasserzeichens zur Erhöhung der Fälschungssicherheit
anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Sicherheitselement, einen
Datenträger, ein Transferelement und eine Verwendung gemäß den
unabhän gigen Ansprüchen gelöst. Die abhängigen
Ansprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung.
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Erfindungsgemäß wird
zum Schaffen des Sicherheitselements zunächst ein blattförmiges
Substrat bereitgestellt, welches eine Papierschicht mit einem Wasserzeichen
als erstem Sicherheitsmerkmal aufweist. Das Sicherheitselement umfasst
weiterhin ein zweites, weiteres Sicherheitsmerkmal, das eine Beschichtung
umfasst, welche derart auf dem blattförmigen Substrat geschaffen
ist, dass zumindest ein Teil der Beschichtung passgenau an eine
einen Wasserzeichenvordergrund von einem Wasserzeichenhintergrund
abgrenzende Wasserzeichenkontur angrenzt. Das auf dem blattförmigen
Substrat angeordnete Element und das Wasserzeichen sind somit räumlich
abhängig voneinander angeordnet.
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Im
Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst ein Sicherheitselement
eines oder eine Mehrzahl von Bauelementen, welche jeweils für
sich genommen oder in Kombination miteinander eine Sicherheitsfunktionalität
zeigen. Ein einzelnes Bauelement oder eine Kombination oder Unterkombination von
Bauelementen, welche eine Sicherheitsfunktionalität bieten,
werden als Sicherheitsmerkmal des Sicherheitselements bezeichnet.
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In
der vorliegenden Erfindung stellt das Wasserzeichen bereits für
sich genommen ein Sicherheitsmerkmal in dem Sicherheitselement dar.
Die exakte Passerung zwischen der auf dem blattförmigen Substrat
angeordneten Beschichtung und dem Wasserzeichen stellt das weitere
Sicherheitsmerkmal dar. Diese exakte Passerung kann zum einen leicht überprüft
werden. Dazu ist das auf dem blattförmigen Substrat angeordnete
Element für einen Betrachter vorzugsweise visuell oder
taktil wahrnehmbar. Alternativ kann das Element auch maschinell
detektierbar ausgebildet sein. Zum anderen sorgt der spezielle räumliche
Bezug von Wasserzeichen und Beschichtung in Form einer exakten Passerung
dafür, dass dieses Sicherheitsmerkmal von einem Fälscher
nicht leicht nachgestellt werden kann, während des Herstellungsverfahrens
durch einen autorisierten Hersteller jedoch aufwandsarm geschaffen
und durch einen Betrachter leicht überprüft werden
kann.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das blattförmige
Substrat mit einer Druckfarbe bedruckt, wodurch eine Druckfarbschicht auf
dem blattförmigen Substrat erzeugt wird. Dabei wird ausgenutzt,
dass das Wasserzeichen eine Vertiefung in der Substratoberfläche
umfasst und die Druckfarbe derart auf dem Substrat aufgebracht, dass
in dem vertieften Bereich des Wasserzeichens keine oder weniger
Druckfarbe als im erhabenen Bereich des Wasserzeichens aufgetragen
wird. Wurde im vertieften Bereich keine Druckfarbe aufgetragen, ergibt
sich somit oberhalb des erhabenen Bereichs des Wasserzeichens eine
Beschichtung, deren Begrenzung zumindest teilweise passgenau zu
der Wasserzeichenkontur liegt. Wurde im vertieften Bereich dagegen
eine geringere Menge Druckfarbe aufgetragen, ergibt sich oberhalb
des vertieften Bereichs des Wasserzeichens eine Druckfarbschicht, die
sich für den Betrachter visuell von der Druckfarbschicht
oberhalb des erhabenen Bereichs unterscheidet, indem die verringerte
Menge an aufgetragener Druckfarbe zu einer verringerten Schichtdicke der
Druckfarbschicht und dadurch beispielsweise zu einem veränderten
Farbton oder zu einer veränderten Lichtdurchlässigkeit
oder zum Auftreten von Fehlstellen führt. Somit ergibt
sich in diesem Fall dann oberhalb des erhabenen Bereichs des Wasserzeichens
ein Teilbereich der Druckfarbschicht, deren Begrenzung zumindest
teilweise passgenau zu der Wasserzeichenkontur liegt. Weiterhin
ergibt sich oberhalb des vertieften Bereichs des Wasserzeichens
ein weiterer visuell unterscheidbarer Teilbereich der Druckfarbschicht,
dessen Begrenzung ebenfalls passgenau zu der Wasserzeichenkontur und
auch zu dem an deren Teilbereich liegt. Somit ist der Übergang
zwischen den beiden Teilbereichen der Druckfarbschicht für
einen Betrachter klar erkennbar und er zeigt eine exakte Passerung
mit der Wasserzeichenkontur. Bei ausreichender Schichtdicke der Druckfarbschicht
oberhalb des erhabenen Bereichs des Wasserzeichens ist diese Begrenzung
auch taktil wahrnehmbar. Daher kann die exakte Passerung der Druckfarbschicht
auf dem erhabenen Bereich des Wasserzeichens zu der Wasserzeichenkontur,
wie auch gegebenenfalls die exakte Passerung der zumindest zwei
Teilbereiche der Druckfarbschicht oberhalb von Wasserzeichenvordergrund
und Wasserzeichenhintergrund zueinander, von einem Betrachter leicht überprüft
werden, da bereits geringe Abweichungen von der exakten Passerung
auch mit bloßem Auge leicht erkannt werden können.
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Das
Schaffen einer solchen Beschichtung, welche sich auf dem Wasserzeichenvordergrund deutlich
von dem Wasserzeichenhintergrund unterscheidet, wird durch eine
geeignete Wahl des Druckverfahrens und/oder der Druckwerkzeuge unterstützt.
Bevorzugt wird die Druckfarbe im Offsetdruck- oder Kissprint-Verfahren
(bei welchem der Druck einer Auftragswalze auf das Substrat minimal
ist) aufgebracht, da bei diesen Verfahren die Vertiefung innerhalb
des Wasserzeichens leicht von der Bedruckung ausgenommen werden
kann.
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Bevorzugt
wird ein harter Druckzylinder (Presseur) mit geringem mechanischen
Druck gegen das blattförmige Substrat gepresst. Der Druckzylinder
kann dabei der Vertiefung innerhalb des Wasserzeichens nicht folgen,
wodurch sich der Aufdruck auf dem Wasserzeichenvordergrund von dem
Aufdruck auf dem Wasserzeichenhintergrund unterscheidet.
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Im
einfachsten Fall wird die Druckfarbe unmittelbar auf die Papierschicht,
in der das Wasserzeichen eingebracht ist, gedruckt. Bevorzugt umfasst das
blattförmige Substrat jedoch noch eine Kunststofffolie,
welche sich oberhalb der Papierschicht befindet. Die Kunststofffolie
folgt der Höhe der Oberfläche der Papierschicht
und somit der Vertiefung des Wasserzeichens, welche entweder den
Wasserzeichenvordergrund oder den Wasserzeichenhintergrund darstellt.
Solche Folien sind beispielsweise auf Folienverbundbanknoten aufgebracht.
Bei der Druckfarbe kann es sich auch um eine Farbannahmeschicht
handeln, welche eine Grundierung für eine später
aufzubringende Buntfarbe darstellt. Eine solche Farb- oder Druckannahmeschicht
ist eine matte, farblose, stark pigmentierte und poröse
Schicht, die eine weitere Druckfarbe, beispielsweise eine Buntfarbe,
aufsaugt („wegschlägt”) und damit die
Bedruckbarkeit einer solchen Kunststofffolie erhöht.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung werden wenigstens zwei verschiedene
Druckfarben auf das Substrat aufgebracht, welche zwei voneinander
unabhängige Farbschichten bilden, welche beispielsweise
nebeneinander und/oder bereichsweise oder vollständig übereinander
liegen. Vorzugsweise wird das Substrat zuerst mit einer ersten der
beiden verschiedenen Druckfarben derart bedruckt, dass oberhalb
des erhabenen Bereichs des Wasserzeichens eine Farbschicht als Beschichtung
geschaffen wird, deren Begrenzungen zumindest teilweise passgenau zu
der Wasserzeichenkontur liegen. Dagegen wird oberhalb des vertieften
Bereichs des Wasserzeichens eine geringere Menge der ersten Druckfarbe als
oberhalb des erhabenen Bereichs des Wasserzeichens aufgebracht.
Somit liegt der Übergang zwischen den beiden Teilbereichen
der Druckfarbschicht der ersten Druckfarbe passgenau über
der Wasserzeichenkontur. Anschließend wird das Substrat
mit der zweiten Druckfarbe bedruckt, so dass in dem erhabenen Bereich
des Wasserzeichens eine weitere Farbschicht als weitere passgenaue
Beschichtung des erhabenen Bereichs geschaffen wird. Im vertieften
Bereich des Wasserzeichens wird dagegen keine Druckfarbe aufgetragen.
Dazu wird die erste Druckfarbe beispielsweise mit einem entsprechend
weichen Druckzylinder aufgebracht, während die zweite Druckfarbe
mit einem demgegenüber härteren Druckzylinder
aufgebracht wird. Somit besitzt die durch die zweite Druckfarbe
gebildete Druckfarbschicht eine kleinere Fläche als die
durch die erste Druckfarbe gebildete Druckfarbschicht. Mit anderen Worten
ergeben sich zwei Druckfarbschichten mit unterschiedlichen Flächen,
wobei sowohl die Begrenzung der durch die zweite Druckfarbe gebildeten Druckfarbschicht,
als auch der Übergang zwischen den beiden Teilbereichen
der durch die erste Druckfarbe gebildeten Druckfarbschicht passgenau
oberhalb der Wasserzeichenkontur liegen. Somit werden zwei passgenau
zueinander liegende Druckfarbschichten mit unterschiedlich großen
Flächen geschaffen.
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Die
verschiedenen Druckfarben unterscheiden sich in ihren spektralen,
magnetischen, elektrischen oder sonstigen Eigenschaften entsprechend der
gewünschten Sicherheitsfunktionalität und der gewünschten
Erkennbarkeit. Beispielsweise kann es sich um metamere Farben oder
auch einerseits um eine IR-aktive und andererseits um eine IR-inaktive Druckfarbe
handeln.
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Weiterhin
wird der Aufdruck der Druckfarbe(n) im einfachsten Fall nur auf
einer Seite des blattförmigen Substrats durchgeführt.
Da im Bereich des Wasserzeichens eine Vertiefung, sofern nicht besondere
Vorkehrungen getroffen werden, jedoch auf beiden Seiten der Papierschicht
auftritt, kann das oben beschriebene Bedrucken auf beiden Seiten
des Substrats vorgenommen werden. Dies ist besonders bei der Schaffung
eines Durchsichtsregisters vorteilhaft. Zur Schaffung eines Durchsichtsregisters
muss der Druck auf Vorder- und Rückseite eines Substrats
mit hoher Passergenauigkeit vorgenommen werden, was das Herstellungsverfahren
aufwendig macht. Da die Wasser zeichenkonturen auf beiden Seiden
des Substrats exakt übereinanderliegen, liegen somit auch
die Übergänge zwischen den auf Wasserzeichenvordergrund
und Wasserzeichenhintergrund aufgebrachten Druckschichten auf beiden
Seiten des Substrats passgenau zueinander, womit die Schaffung eines
Durchsichtsregisters mit Konturen entsprechend dem Wasserzeichen
ohne die üblichen hohen Anforderungen an das Herstellungsverfahren auf
Vorder- und Rückseite des Substrats möglich ist.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung werden die erste und die
zweite Druckfarbe wie oben beschrieben über den vertieften
und erhabenen Bereichen des Wasserzeichens aufgetragen, jedoch jeweils
auf die beiden gegenüberliegenden Seiten des blattförmigen
Substrats, so dass auf der einen Seite ausschließlich eine
Druckfarbschicht aus der ersten Druckfarbe und auf der anderen,
gegenüberliegenden Seite des Substrats ausschließlich
eine Druckfarbschicht aus der zweiten Druckfarbe geschaffen wird.
Dadurch entstehen auf Vorder- und Rückseite des Substrats
unterschiedlich große, zueinander gepasserte Flächen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das
Wasserzeichen als Belichtungsmaske für beispielsweise elektromagnetische Strahlung
verwendet. Mit anderen Worten wird die Tatsache ausgenutzt, dass
der Wasserzeichenvordergrund wegen der dort veränderten
Schichtdicke einfallende Strahlung stärker oder weniger
stark filtert als der umgebende Wasserzeichenhintergrund. Dementsprechend
wird auf dem Substrat in einem Bereich oberhalb des Wasserzeichens
eine strahlungssensitive Schicht aufgetragen, so dass die strahlungssensitive
Schicht die Wasserzeichenkontur überdeckt und somit ein
zusammenhängender Bereich der strahlungssensitiven Schicht
entsteht, der teilweise auf dem Wasserzeichenvordergrund und teilweise
auf dem Wasserzeichenhintergrund angeordnet ist. An schließend
wird diese strahlungssensitive Schicht durch das Substrat hindurch
bestrahlt, das heißt von der der strahlungssensitiven Schicht gegenüberliegenden
Seite aus. Wegen der je nach Schichtdicke verstärkten oder
verringerten Filterwirkung des Substrats im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds
gelangt in die strahlungssensitive Schicht oberhalb des Bereichs
des Wasserzeichenvordergrunds Strahlung mit einer Intensität,
die sich von der Intensität in der strahlungssensitiven
Schicht oberhalb des Bereichs des Wasserzeichenhintergrunds unterscheidet.
Die Wechselwirkung der strahlungssensitiven Schicht mit der einfallenden
Strahlung fällt oberhalb des Bereichs des Substrats mit
der geringeren Schichtdicke stärker aus als oberhalb des Bereichs
des Substrats mit der erhöhten Schichtdicke. Vereinfacht
werden diese beiden verschiedenen Bereiche der strahlungssensitiven
Schicht als belichteter und unbelichteter Bereich bezeichnet. Somit wird
ein Wechselwirkungsbereich von strahlungssensitiver Schicht und
Strahlung geschaffen, welcher passgenau zu der Wasserzeichenkontur
liegt. Die bestrahlte Schicht oberhalb des Wasserzeichenvordergrunds
bildet somit zumindest einen Teil einer passgenauen Beschichtung
des Wasserzeichens.
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Bei
der strahlungssensitiven Schicht handelt es sich um eine aktivierbare
Schicht, welche beispielsweise einen Farbumschlag, eine Farbänderung und/oder
eine Vernetzung und somit eine Polymerisation der strahlungssensitiven
Schicht zeigt, wie dies beispielsweise bei einer Photoresist-Schicht
der Fall ist. Wird dann die nicht-aktivierte strahlungssensitive
Schicht, beispielsweise nicht-polymerisierte Schicht, entfernt,
können vorzugsweise taktil wahrnehmbare Strukturen geschaffen
werden, welche passgenau zu dem Wasserzeichen innerhalb des Substrats
liegen. Anschließend können alle verbliebenen
reaktiven Stoffe in einer zweiten Belichtung vernetzt werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung wird auf die strahlungssensitive
Schicht noch eine weitere Schicht aufgebracht. Diese kann vor oder
nach dem Bestrahlen aufgebracht werden. Bei der weiteren Schicht
handelt es sich beispielsweise um eine Metallschicht und die strahlungssensitive
Schicht bildet vorzugsweise eine für einen Betrachter erkennbare Information,
beispielsweise in Form eines Motivs. Nach dem passgenauen Bestrahlen
der strahlungssensitiven Schicht wird, je nachdem, ob es sich um eine
positiv oder negativ arbeitende strahlungssensitive Schicht handelt,
der belichtete, stärker bestrahlte Bereich oder der unbelichtete,
weniger stark bestrahlte Bereich der strahlungssensitiven Schicht
zusammen mit der darrüberliegenden, weiteren Schicht entfernt.
Dies kann durch einen Löseprozess (Lift-Off) oder einen Ätzprozess
geschehen. Dadurch ergibt sich in den gewünschten Bereichen
eine exakte Passerung der weiteren Schicht zu der Wasserzeichenkontur.
Bei der weiteren Schicht kann es sich auch um eine Mehrzahl von
Schichten handeln, beispielsweise um eine Metallisierung und eine
geeignete Schutzschicht. Dadurch kann die beispielsweise darunterliegende
Metallisierung vor Umwelteinflüssen geschützt
werden.
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Weitere
Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung werden
nachfolgend beispielhaft anhand der begleitenden Figuren erläutert.
Die Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar,
die die Erfindung in keiner Weise beschränken. Die gezeigten
Figuren sind schematische Darstellungen, die die realen Proportionen
nicht widerspiegeln, sondern einer verbesserten Anschaulichkeit
der verschiedenen Ausführungsbeispiele dienen.
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Im
Einzelnen zeigen die Figuren:
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1 eine
Banknote mit einem Sicherheitselement;
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2a–2c eine
Schnittansicht des in 1 gezeigten Sicherheitselementes
und zwei Varianten davon;
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3a, 3b Schnittansichten
eines zweiten Ausführungsbeispiels und ein zugehöriges
Herstellungsverfahren; und
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4a–4c Schnittansichten
eines dritten Ausführungsbeispiels und ein zugehöriges
Herstellungsverfahren.
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Allgemein
werden Datenträger, wie Banknoten, Chipkarten, Wert- oder
Ausweisdokumente oder auch andere Wertgegenstände, wie
etwa Markenartikel, zur Absicherung mit Sicherheitselementen versehen,
die eine Überprüfung der Echtheit des Gegenstandes
gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion
dienen. Zudem erzeugen Sicherheitselemente häufig einen
gut sichtbaren optischen Eindruck, weswegen solche Sicherheitselemente
neben ihrer Funktion als Sicherungsmittel bisweilen auch ausschließlich
als dekorative Elemente für solche Datenträger
oder für deren Verpackung verwendet werden. Ein Sicherheitselement
kann in solche Datenträger, beispielsweise in eine Banknote oder
in eine Chipkarte, eingebettet sein oder als selbsttragendes oder
nicht-selbsttragendes Transferelement ausgebildet sein, beispielsweise
als ein nicht-selbsttragendes Patch oder als ein selbsttragendes
Etikett, das nach seiner Herstellung auf einen zu sichernden Datenträger
oder sonstigen Gegenstand aufgebracht wird, beispielsweise über
einen Fensterbereich des Datenträgers.
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Datenträger
im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Banknoten,
Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten,
aber auch andere fälschungsgefährdete Wertpapiere,
wie Passe oder sonstige Ausweisdokumente und auch kartenförmige
Datenträger, ins besondere Chipkarten sowie Produktsicherungselemente,
wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen. Der Begriff „Datenträger” umfasst
auch nicht-umlauffähige Vorstufen solcher Datenträger, die
beispielsweise im Fall von Sicherheitspapier in quasi endloser Form
vorliegen und zu einem späteren Zeitpunkt weiterverarbeitet
werden, etwa zu Banknoten, Schecks, Aktien und dergleichen.
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Sicherheitselemente
gestatten mit deren Sicherheitsmerkmalen die Überprüfung
eines Datenträgers oder sonstigen Wertdokuments auf Authentizität.
Dazu darf ein solches Sicherheitselement zum einen durch einen Fälscher
nicht leicht nachzustellen sein. Dies kann beispielsweise durch
die Verwendung von im Allgemeinen nicht zugänglichen Materialien
oder Herstellungsverfahren geschehen, welche beispielsweise eine
nachprüfbare, aber nicht nachstellbare Kombination von
Elementen zu einem Merkmal gestattet, welche dann als Sicherheitsmerkmal
dienen kann. Zum anderen muss ein solches Sicherheitselement mit
den Sicherheitsmerkmalen für den autorisierten Hersteller
reproduzierbar herstellbar sein, um den Nachweis seiner, die Authentizität gewährleistenden
Eigenschaften bei einer hohen Anzahl von beispielsweise individualisierten
Datenträgern zu gewährleisten.
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Dazu
ist die Verwendung von Wasserzeichen in blattförmigen Substraten,
wie beispielsweise Banknoten, bekannt. Das Wasserzeichen befindet sich
im Allgemeinen in einem Papiersubstrat, wobei das Papier bevorzugt
Baumwolle umfasst, jedoch auch aus Cellulose und sonstigen Fasern
bestehen kann. Ein Papiersubstrat wird durch Schöpfen aus
einer Pulpe beispielsweise mit einem Lang- oder Rundsieb hergestellt,
und die Wasserzeichen werden beim Schöpfen beispielsweise
mit Hilfe von Erhebungen oder Tiefprägungen auf dem Schöpfsieb
erzeugt. Da im Allgemeinen weder die Ausgangsmaterialien, wie beispielsweise
Baumwollfasern, noch das hergestellte Wasserzei chen-Papier frei
zugänglich sind, noch das Herstellungsverfahren leicht
nachgestellt werden kann, weist ein in dem Papier geschaffenes Wasserzeichen
bereits für sich genommen eine Sicherheitsfunktionalität
auf und kann somit als Sicherheitsmerkmal in einem übergeordneten
Sicherheitselement oder als eigenständiges Sicherheitselement dienen.
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Im
Folgenden werden als Ausführungsbeispiele Sicherheitselemente
dargestellt, deren Wasserzeichen beidseitige Vertiefungen des Substrats und
somit eine verringerte Schichtdicke des Papiersubstrats im Bereich
des Wasserzeichenvordergrunds aufweisen. Die gezeigten Ausführungsbeispiele
lassen sich jedoch auch unmittelbar auf Sicherheitselemente übertragen,
deren Wasserzeichen Erhöhungen des Substrats und/oder eine
erhöhte Schichtdicke im bereich des Wasserzeichenvordergrunds
aufweisen.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel mit einer Banknote 1 als
Datenträger mit einem Wasserzeichen und einem Sicherheitselement
in Draufsicht. 2a zeigt einen Schnitt durch
die in 1 dargestellte Banknote und das Sicherheitselement
entlang der Linie A-A'. Die Banknote 1 bildet hierbei zugleich den
zu sichernden Datenträger und auch das blattförmige
Substrat des Sicherheitselements mit einer Papierschicht 3 mit
darin eingebrachtem Wasserzeichen. Der Wasserzeichenvordergrund 2 des
Wasserzeichens ist in Draufsicht quadratisch, zeigt eine verminderte
Schichtdicke der Papierschicht 3 und Vertiefungen auf beiden
Oberflächenseiten der Papierschicht 3. Auf der
Vorderseite der Papierschicht 3 befindet sich eine Druckfarbschicht 4,
welche auf dem Wasserzeichenvordergrund 2 im Bereich 4b Fehlstellen
und eine geringere Schichtdicke als im Bereich 4a auf dem
Wasserzeichenhintergrund aufweist. Insgesamt ist auf dem Wasserzeichenvordergrund 2 im Bereich 4b weniger
Druckfarbe als auf dem Wasserzeichenhintergrund im Bereich 4a aufgebracht. Ebenso
ist auf der Rückseite der Papierschicht 3 eine davon
verschiedene Druckfarbschicht 5 aufgebracht, welche ebenfalls
innerhalb des Wasserzeichenvordergrunds 2 des Wasserzeichens
im Bereich 5b Fehlstellen und eine geringere Schichtdicke
als im Bereich 5a außerhalb des Wasserzeichenvordergrunds 2 zeigt.
Bereiche 4b und 5b bilden jeweils homogene Schichten
mit gleichmäßig verteilten Fehlstellen, deren
jeweilige Kontur gegenüber jeweils den Bereichen 4a und 5a für
einen Betrachter visuell leicht erkennbar sind. Dabei grenzen auf
der Vorderseite die Konturen zwischen den Bereichen 4a und 4b passgenau
an die Wasserzeichenkontur 2a an. In einem zentralen Bereich
des Wasserzeichens ist weder auf der Vorder- noch auf der Rückseite
eine Druckschicht aufgetragen, so dass sich in Draufsicht eine Aussparung 6 ergibt.
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Die
Farbschichten 4 und 5 auf Vorder- und Rückseite
der Banknote 1 weisen verschiedene Farbtöne auf
und bilden ein Durchsichtsregister. Wegen der verringerten Schichtdicke
der Druckfarbschichten 4 und 5 auf dem Wasserzeichenvordergrund 2 erzeugen
die Bereiche 4b und 5b beim Betrachter einen anderen
Farbeindruck als die jeweils auf dem Wasserzeichenhintergrund liegenden
Bereiche 4a und 5a, obwohl auf Vorder- und Rückseite
der Banknote 1 jeweils die identische Druckfarbe in jeweils
dem gleichen Herstellungsschritt aufgetragen worden ist. Dadurch
kann bei Draufsicht auf die Banknote 1 der Übergang
zwischen jeweils den Bereichen 4a und 4b sowie 5a und 5b visuell
gut erkannt werden. Da dieser Übergang durch die Wasserzeichenkontur 2a bestimmt
wird, zeigen diese Übergänge, beispielsweise im
in 1 angedeuteten Bereich 7, auf Vorder-
und Rückseite der Banknote 1 eine hohe Passergenauigkeit,
ohne dass dies besondere Anforderungen an das Druckverfahren bezüglich
der zu erreichenden Passergenauigkeit des Aufdrucks der Druckschichten 4 und 5 auf
Vorder- und Rückseite der Banknote stellt. Somit wird die Kontur 2a des
Wasserzeichens vorteilhaft für die Schaffung eines Durchsichtsregisters
mit hoher Passergenauigkeit verwendet.
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Als
Wasserzeichen eignen sich prinzipiell alle Arten von Wasserzeichen.
Besonders bevorzugt sind jedoch Wasserzeichen mit einer besonders
geringen Schichtdicke, einer besonders ausgeprägten Vertiefung
und/oder besonders steilen Flankenwinkeln an der Kontur 2a,
wie dies beispielsweise bei Wasserzeichen vom Typ E vorliegt. Diese
weisen eine verringerte Schichtdicke im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds
auf, werden daher auch als Highlights bezeichnet und entstehen vorzugsweise durch
Drahtstücke, die auf ein Rundsieb, welches beim Schöpfen
der Pulpe verwendet wird, aufgeschweißt sind.
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In 2b ist
eine Variante des in 2a gezeigten Ausführungsbeispiels
dargestellt. Dabei überdeckt die Druckfarbschicht 4 auf
der Vorderseite der Papierschicht 3 das gesamte Wasserzeichen
mit dem Wasserzeichenvordergrund 2 vollständig.
Dazu wurde die Druckfarbe mit einem geeignet weichen Druckzylinder
aufgetragen, so dass auch Druckfarbe innerhalb der Vertiefung des
Wasserzeichenvordergrunds 2 aufgetragen wird. Somit liegen
beide Teilbereiche 4a und 4b passgenau sowohl
zueinander als auch zu der Wasserzeichenkontur 2a. Dagegen überdeckt
die davon verschiedene Druckfarbschicht 5 auf der Rückseite
der Papierschicht 3 lediglich den Wasserzeichenhintergrund
des Wasserzeichens und umschließt den Wasserzeichenvordergrund 2 vollständig.
Dazu wurde die Druckfarbe mit einem geeignet harten Druckzylinder
aufgetragen, so dass die Druckfarbe lediglich außerhalb
der Vertiefung des Wasserzeichenvordergrunds 2 aufgetragen
wird. Somit liegt der Teilbereich 5a passgenau sowohl zu
der Wasserzeichenkontur 2a als zu dem Übergang
zwischen den Bereichen 4a und 4b auf der Vorderseite der
Papierschicht 3.
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In
der in 2c dargestellten Variante ist
die Druckfarbschicht 5 nicht auf der Rückseite
der Papierschicht 3, sondern auf der Vorderseite der Papierschicht 3 oberhalb
der Druckfarbschicht 4 aufgebracht. Die Druckfarbschicht 5 überdeckt
dabei wiederum lediglich den Wasserzeichenhintergrund, wodurch sich
die Gesamtschichtdicke der aufgetragenen Druckfarbschichten 4 und 5 auf
der Vorderseite der Papierschicht 3 erhöht, was
die taktile Wahrnehmbarkeit des Wasserzeichenhintergrunds verstärkt.
Zudem ergeben sich dabei weitere Freiheitsgrade für die
Gestaltung des bedruckten Wasserzeichens.
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In
den 3a und 3b ist
ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sicherheitselements
und das zugehörige Herstellungsverfahren gezeigt, bei dem
das Substrat neben einer Papierschicht 3 eine Kunststofffolie 8 aufweist.
Die Kunststofffolie folgt im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds 2 des
Wasserzeichens dessen Vertiefung.
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Weiterhin
ist in den 3a und 3b ein Druckzylinder 9 dargestellt,
welcher den Druckvorgang schematisch andeutet. Dabei ist der Druckzylinder
selbst hart und starr und wird mit nur geringem Anpressdruck über
das aus Kunststofffolie 8 und Papierschicht 3 bestehende
Substrat geführt. Wegen der im Bereich des Wasserzeichenhintergrunds
großen Schichtdicke der Papierschicht 3 folgt
der Druckzylinder 9 während des Druckvorgangs
der Vertiefung des Wasserzeichenvordergrunds 2 des Wasserzeichens
beim Abrollen über das Substrat nicht. Entsprechend wird
auf dem Wasserzeichenvordergrund 2 keine Druckfarbe aufgebracht.
Somit wird nur außerhalb des Wasserzeichens eine Druckfarbschicht erzeugt,
welche dann passgenau an die Konturen 2a des Wasserzeichens
angrenzt.
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Somit
wird das Wasserzeichen durch eine Aussparung in der Druckfarbschicht 4 hervorgehoben.
Die exakte Passerung der Aussparung oder der verschiedenen Bereiche
der Druckfarbschicht erfolgt wegen der Vertiefung in der Substratoberfläche
im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds 2 automatisch,
ohne dass beim Aufdrucken der Druckfarbe weitere Vorkehrungen notwendig
sind.
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Das
in dem Ausführungsbeispiel gezeigte Sicherheitselement
weist eine bedruckte Kunststofffolie 8 auf und ist daher
generell Spaltungsangriffen ausgesetzt. Ein solcher Spaltungsangriff
könnte dazu verwendet werden, die abgenommene Kunststofffolie auf
ein gefälschtes Substrat 3 zu übertragen,
um somit eine Fälschung mit zumindest einer echten Trägerfolie 8 mit
echter Druckfarbschicht 4 zu schaffen. In diesem Fall könnte
jedoch, auch wenn das gefälschte Substrat 3 ein
entsprechendes Wasserzeichen 2 aufweist, beim Zusammensetzen
von gefälschtem Substrat 3 und zuvor per Spaltungsangriff abgenommener
Kunststofffolie 8 das Sicherheitsmerkmal der exakten Passerung
zwischen Druckfarbschicht 4 und Wasserzeichenkontur 2a nicht
wiederhergestellt werden. Da dieses Sicherheitsmerkmal jedoch leicht überprüfbar
ist, besitzt das Ausführungsbeispiel einen erhöhten
Fälschungsschutz.
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In
den 4a, 4b und 4c ist
ein drittes Ausführungsbeispiel eines Sicherheitselements
und das zugehörige Herstellungsverfahren gezeigt.
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Zunächst
wird, wie in 4a gezeigt, eine strahlungssensitive
Schicht 10 auf das Wasserzeichen aufgebracht, so dass sowohl
Wasserzeichenvordergrund 2 als auch Wasserzeichenhintergrund zumindest
teilweise von einer durchgehenden Schicht 10 überdeckt
sind. Die Schicht 10 zeigt eine ausreichende Schichtdicke,
so dass auch im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds eine durchgehende Schicht
ohne Fehlstellen entsteht. Direkt auf der strahlungssensitiven Schicht 10 befindet
sich eine Metallisierung 11 als weitere Schicht.
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In
einem zweiten Schritt wird die strahlungssensitive Schicht 10 von
der gegenüberliegenden Seite (in 4b von
unten) durch das Substrat hindurch bestrahlt, wie dies durch die
Pfeile angedeutet ist. Bei der verwendeten Strahlung kann es sich
beispielsweise um UV-Strahlung, IR-Strahlung und/oder Laserstrahlung,
je nach Art der Strahlungssensitivität der verwendeten
Schicht 10 handeln. Die Strahlung wird beim Durchtritt
durch das Substrat 3 im Bereich des Wasserzeichenhintergrunds
wegen der dort erhöhten Schichtdicke des Substrats 3 stärker
abgeschwächt als im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds 2,
so dass im Bereich des Wasserzeichenvordergrunds 2 eine
Wechselwirkung der strahlungssensitiven Schicht 10 mit
Strahlung höherer Intensität stattfindet.
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Im
Ausführungsbeispiel umfasst die strahlungssensitive Schicht 10 unvernetzte
Bestandteile, welche sich bei Bestrahlung vernetzen, wie dies bei einer
Polymerisation geschieht. Somit entsteht durch die Bestrahlung ein
Wechselwirkungsbereich, welcher passgenau an den Wasserzeichenvordergrund 2 angrenzt.
Entsprechend wird ein passgenauer Bereich 10b innerhalb
der Schicht 10 geschaffen, der sich aufgrund der Bestrahlung
von der oberhalb des Wasserzeichenhintergrunds liegenden, umgebenden Schicht 10 im
Bereich 10a unterscheidet.
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Anschließend
wird der nicht oder unvollständig vernetzte, umgebende
Bereich 10a entfernt, was aufgrund der stärkeren
Vernetzung im Bereich 10b und der damit einhergehenden
unterschiedlichen chemischen Eigenschaften gegenüber der
Schicht 10 im Bereich 10a durch Auswaschen oder
durch einen Löseprozess geschehen kann. Zusammen mit der
Schicht 10 im Bereich 10a wird auch die darüberliegende
Metallisierung 11 entfernt, wodurch auf dem Substrat 3 im
Bereich des Wasserzeichenvordergrunds 2 eine Metallisierung 11 verbleibt,
die passgenau zu der Wasserzeichenkontur 2a liegt.
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In
einer Variante des dritten Ausführungsbeispiels werden
die Schichtdicke des Wasserzeichenvordergrunds 2, das Material
des Papiersubstrats 3, die Art und Intensität
der Strahlung, wie auch das Material der strahlungssensitiven Schicht 10 derart
gewählt, dass in der in Bestrahlungsrichtung hinter dem Wasserzeichenhintergrund
liegenden strahlungssensitiven Schicht 10 überhaupt
keine Wechselwirkung mit der strahlungssensitiven Schicht stattfindet,
beispielsweise indem die Strahlung durch das Papiersubstrat 3 im
Bereich des Wasserzeichenhintergrunds unter einen Aktivierungs-Schwellwert
der strahlungssensitiven Schicht 10 abgeschwächt
wird.
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In
einer weiteren Variante des dritten Ausführungsbeispiels
wird eine strahlungssensitive Schicht 10 verwendet, deren
Vernetzung durch die Bestrahlung verhindert wird (beispielsweise
eine negativ arbeitende Photoresist-Schicht). Dadurch kann nach der
Bestrahlung die nicht oder nur unvollständig vernetzte
Schicht 10 im Bereich 10b oberhalb des Wasserzeichenvordergrunds 2 gezielt
entfernt werden, wodurch eine vernetzte Schicht 10 im Bereich 10a oberhalb
des Wasserzeichenhintergrunds, gegebenenfalls mit zusätzlich
aufgebrachter Metallisierung 11, verbleibt, welche passgenau
zu der Wasserzeichenkontur 2a liegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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