DE102010054852A1

DE102010054852A1 - Mehrschichtiges Substrat, Verfahren zum Herstellen desselben und Wertdokument

Info

Publication number: DE102010054852A1
Application number: DE102010054852A
Authority: DE
Inventors: Dr. Renner Patrick; Dr. Hoffmüller Winfried
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-06-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges, gegen mechanische Spaltungsangriffe oder Spaltungsangriffe mit anorganischen oder organischen Verbindungenie Herstellung von Wertdokumenten, wobei das Substrat wenigstens zwei übereinander angeordnete Kunststoffschichten und eine zwischen die beiden Kunststoffschichten mittels Kaschierkleberschichten eingebettete Papierschicht aufweist und die Kaschierkleberschichten mittels Elektronenstrahlung nachvernetzt sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein mehrschichtiges Substrat für die Herstellung von Wertdokumenten, wobei das Substrat wenigstens zwei übereinander angeordnete Kunststoffschichten und eine zwischen die beiden Kunststoffschichten mittels Kaschierkleberschichten eingebettete Papierschicht aufweist und die Papierschicht wenigstens eine durch Elektronenstrahlung erzeugte Sollbruchstelle aufweist, an der die Papierschicht mechanisch geschwächt ist, und die Sollbruchstelle dafür geeignet ist, bei dem Versuch, das Substrat mechanisch oder mittels anorganischen oder organischen Verbindungen, z. B. Lösungsmitteln, in einzelne Schichten aufzuspalten, ein Durchtrennen der Papierschicht zu bewirken.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Substrat für die Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, umfassend wenigstens zwei übereinander angeordnete Kunststoffschichten und eine zwischen die beiden Kunststoffschichten mittels Kaschierkleberschichten eingebettete Papierschicht. Die Erfindung betrifft des Weiteren Verfahren zum Herstellen des mehrschichtigen Substrats und ein Wertdokument, das ein solches Substrat aufweist.
Es ist bekannt, dass für die Herstellung von Wertdokumenten geeignete Substrate benötigt werden. Unter „Wertdokumenten” im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, Lotteriescheine, hochwertige Eintrittskarten, Passe, Ausweise, Kreditkarten und andere flächige Wertgegenstände zu verstehen. Solche Wertgegenstände können aber auch Verpackungen für gegebenenfalls hochwertige Produkte sein. Der Begriff „Wertdokument” umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung auch Vorstufen der genannten Wertdokumente, die beispielsweise noch nicht umlauffähig sind.
Zur Herstellung solcher Wertdokumente, insbesondere Banknoten, wird häufig ein papierbasiertes Substrat eingesetzt. Papiersubstrate werden aus faserartigem Material, bevorzugt Baumwollfasern, hergestellt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter „Papier” jede Art von Papier oder papierartigem Material verstanden. Neben Papier aus z. B. Baumwolle wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung unter „Papier” auch ein Substrat verstanden, das Fasern aus einem Polymermaterial enthält. Papier, das zu 100% Kunststofffasern enthält, ist z. B. Papier mit dem Handelsnamen „Tyvek”.
Im Bestreben nach Sicherheitspapieren mit Reißfestigkeit und höherer Resistenz gegenüber Verschmutzung wurde in der WO 98/15418 vorgeschlagen, eine Banknote vollständig aus einem Kunststoffsubstrat zu fertigen. In der jüngeren Vergangenheit wurden mehrschichtige Kunststofffoliensubstrate zur Herstellung von Wertdokumenten entwickelt, die aus zwei oder drei heißlaminierten LLDPE/BOPP/LLDPE-Filmen bestehen (LLDPE = lineares Polyethylen niederer Dichte; BOPP = biaxial orientiertes Polypropylen). Ein Schichtaufbau bestehend aus zwei solchen heißlaminierten Filmen hat demnach die Schichtfolge LLDPE/BOPP/LLDPE/LLDPE/BOPP/LLDPE.
Um die Vorteile von Papiersubstraten mit denen von Foliensubstraten zu kombinieren, sind im Stand der Technik Mehrschichtsubstrate, sogenannte hybride Substrate, vorgeschlagen worden. Die WO 2004/028825 z. B. beschreibt einen Schichtaufbau, bei dem eine Papierschicht beidseitig mit Folie, vorzugsweise vollflächig, abgedeckt ist.
Mehrschichtige Substrate, die einen Substratkern mit wenigstens zwei übereinander angeordneten Kunststoffschichten aufweisen, können im Zuge eines Fälschungsangriffs manipulativ mechanisch oder mithilfe geeigneter anorganischer Verbindungen, wie etwa in Wasser gelösten Tenside, oder mithilfe geeigneter organischer Verbindungen, wie etwa organische Lösungsmittel (z. B. Benzin, Petrolether oder Toluol), Weichmacher (z. B. Phthalate), Verzögerer (z. B. Propylenglykol), Ester, Ether, Ketone, Aldehyde, Formamide, Imide, Sulfoxide (z. B. DMSO), ggf. bei erhöhter Temperatur, in zwei gleichwertige oder annähernd gleichwertige Substrathälften gespalten werden. Im Falle der oben erwähnten Polymerbanknote mit der Schichtfolge LLDPE/BOPP/LLDPE/LLDPE/BOPP/LLDPE ist die Thermolaminierung zwischen den beiden zentralen, angrenzenden LLDPE-Schichten die Schwachstelle für einen solchen Fälschungsangriff. Bei einem PET/Papier/PET-Substrat, bestehend aus zwei PET-Schichten mit einer zentralen Papierschicht, wobei zwischen der zentralen Papierschicht und den beiden äußeren PET-Schichten jeweils eine Kaschierkleberschicht angeordnet ist, bildet die Kaschierung die Schwachstelle für einen Fälschungsangriff. Die beiden Substrathälften, bestehend aus Vorder- und Rückseite, unterscheiden sich im Extremfall nur durch den Aufdruck und die Sicherheitsmerkmale auf der jeweiligen Seite. Daher wäre es möglich, eine Originalseite mit einer gefälschten Seite zu kombinieren und das so erhaltene Wertdokument in Umlauf zu bringen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein im Vergleich zum Stand der Technik verbessertes mehrschichtiges Substrat sowie Verfahren zum Herstellen desselben bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch das mehrschichtige Substrat für die Herstellung von Wertdokumenten, das Wertdokument und die Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen, gegen mechanische Spaltungsangriffe oder Spaltungsangriffe mit anorganischen Verbindungen, z. B. in Wasser gelösten Tensiden, oder Spaltungsangriffe mit organischen Verbindungen, z. B. Lösungsmitteln, beständigen Substrats für die Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, wobei das Substrat wenigstens zwei übereinander angeordnete Kunststoffschichten, z. B. PET-Schichten, und eine zwischen die beiden Kunststoffschichten mittels Kaschierkleberschichten eingebettete Papierschicht aufweist, und das Verfahren den Schritt des Behandeln des Substrats mit Elektronenstrahlung umfasst, so dass die Kaschierkleberschichten nachvernetzt werden.
Es wird bevorzugt, dass die Kaschierkleberschichten durch Elektronenstrahlung nachvernetzbare, ungesättigte Polymere, insbesondere Polyacrylate, Polyester oder Polyurethane, als Bindemittel aufweisen.
Für den Schritt des Behandeln des Substrats mit Elektronenstrahlung kann insbesondere β-Strahlung mit einer Strahlendosis von 1 kGy bis 200 kGy, bevorzugt von 1,5 kGy bis 160 kGy und weiter bevorzugt von 1,5 kGy bis 80 kGy eingesetzt werden, wobei die Strahlenquelle bevorzugt eine Rhodotron-Anlage ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein mehrschichtiges, gegen mechanische Spaltungsangriffe oder Spaltungsangriffe mit anorganischen Verbindungen, z. B. in Wasser gelösten Tensiden, oder Spaltungsangriffe mit organischen Verbindungen, z. B. Lösungsmitteln, beständiges Substrat für die Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, das durch das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erhältlich ist und das wenigstens zwei übereinander angeordnete Kunststoffschichten, z. B. PET-Schichten, und eine zwischen die beiden Kunststoffschichten mittels Kaschierkleberschichten eingebettete Papierschicht aufweist, wobei die Kaschierkleberschichten mittels Elektronenstrahlung nachvernetzt sind.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Substrats für die Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, wobei das Substrat wenigstens zwei übereinander angeordnete Kunststoffschichten, z. B. PET-Schichten, und eine zwischen die beiden Kunststoffschichten mittels Kaschierkleberschichten eingebettete Papierschicht aufweist, und das Verfahren den Schritt des Behandeln des Substrats mit Elektronenstrahlung umfasst, so dass wenigstens eine Sollbruchstelle innerhalb der Papierschicht erzeugt wird, an der die Papierschicht mechanisch geschwächt ist, und die Sollbruchstelle dafür geeignet ist, bei dem Versuch, das Substrat mechanisch oder mittels anorganischen Verbindungen, z. B. in Wasser gelösten Tensiden, oder mittels organischen Verbindungen, z. B. Lösungsmitteln, in einzelne Schichten aufzuspalten, ein Durchtrennen der Papierschicht zu bewirken.
Es wird bevorzugt, dass das Behandeln des Substrats mit Elektronenstrahlung für das Erzeugen einer Sollbruchstelle innerhalb der Papierschicht mit Hilfe einer Maske erfolgt.
Für den Schritt des Behandeln des Substrats mit Elektronenstrahlung kann insbesondere β-Strahlung mit einer Strahlendosis von 1 kGy bis 200 kGy, bevorzugt von 1,5 kGy bis 160 kGy und weiter bevorzugt von 1,5 kGy bis 80 kGy eingesetzt werden, wobei die Strahlenquelle bevorzugt eine Rhodotron-Anlage ist.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein durch das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung erhältliches mehrschichtiges Substrat für die Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, wobei das Substrat wenigstens zwei übereinander angeordnete Kunststoffschichten, z. B. PET-Schichten, und eine zwischen die beiden Kunststoffschichten mittels Kaschierkleberschichten eingebettete Papierschicht aufweist und die Papierschicht wenigstens eine durch Behandeln des Substrats mit Elektronenstrahlung erzeugte Sollbruchstelle aufweist, an der die Papierschicht mechanisch geschwächt ist, und die Sollbruchstelle dafür geeignet ist, bei dem Versuch, das Substrat mechanisch oder mittels anorganischen Verbindungen, z. B. in Wasser gelösten Tensiden, oder mittels organischen Verbindungen, z. B. Lösungsmitteln, in einzelne Schichten aufzuspalten, ein Durchtrennen der Papierschicht zu bewirken.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft ein Wertdokument, insbesondere eine Banknote, mit einem Substrat gemäß dem zweiten oder dem vierten Aspekt der Erfindung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
Die nachstehenden Ausführungen betreffen den ersten und zweiten Aspekt der Erfindung.
Das mehrschichtige, gegen mechanische Spaltungsangriffe oder Spaltungsangriffe mit anorganischen Verbindungen, z. B. wässrigen Tensiden, oder organischen Verbindungen, z. B. Lösungsmitteln, beständige Substrat für die Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist wenigstens zwei übereinander angeordnete Kunststoffschichten, z. B. PET-Schichten, und eine zwischen die beiden Kunststoffschichten mittels Kaschierkleberschichten eingebettete Papierschicht auf, wobei die Kaschierkleberschichten mittels Elektronenstrahlung nachvernetzt sind. Es wurde gefunden, dass mithilfe der nachvernetzten Kaschierkleberschichten die Permeation von anorganischen Verbindungen, z. B. Tensiden, oder organischen Verbindungen, z. B. organischen Lösungsmitteln wie etwa Benzin, Toluol oder Petrolether, in das Substrat bzw. zwischen die einzelnen Substratschichten und damit die Spaltung des mehrschichtigen Substrats sogar bei einer erhöhten Temperatur bis z. B. 90°C entscheidend erschwert werden kann.
Die Elektronenstrahlvernetzung von Polymeren ist im Stand der Technik bekannt (siehe z. B. die Broschüre „Trocknen von Beschichtungen mittels Elektronenstrahlen” der Firma „ELECTRON CROSSLINKING AB”, SE-30244 Halmstad, Juni 2006). Die durch Elektronenstrahlung nachzuvernetzende Kaschierkleberschicht kann insbesondere auf einem Kaschierkleber mit einem durch Elektronenstrahlung nachvernetzbaren, ungesättigten Polyurethan, Polyacrylat und/oder Polyester als Bindemittel beruhen. Geeignete Kaschierkleber mit einem durch Elektronenstrahlung nachvernetzbaren, ungesättigten Polyurethan, Polyacrylat und/oder Polyester als Bindemittel sind im Stand der Technik bekannt (siehe z. B. EP 1 127 907 B1 und der darin zitierte Stand der Technik DE 2131059 A1 und JP 05017726 A ).
Die Elektronenstrahlvernetzung wird in geeigneter Weise so durchgeführt, dass über eine Feineinstellung der Parameter Beschleunigungsspannung [kV], Elektronenstrom [mA] und Substrat-Transportgeschwindigkeit [m/min] im Bereich der Kaschierkleberschichten eine Nachvernetzung stattfindet. Der Kaschierkleberbereich, der im Falle eines Fälschungsangriffs die Schwachstelle bildet, kann auf diese Weise gegenüber einem Aufspalten verstärkt werden. Bei der Elektronenstrahlvernetzung wird mit Vorteil eine β-Strahlung, also eine energiereiche Elektronenstrahlung, eingesetzt. Die Strahlendosis der eingesetzten β-Strahlung beträgt vorzugsweise 1 kGy bis 200 kGy, weiter bevorzugt 1,5 kGy bis 160 kGy und insbesondere bevorzugt 1,5 kGy bis 80 kGy. Die Elektronenstrahlung kann dabei bevorzugt mittels einer Rhodotron-Anlage als Strahlenquelle bereitgestellt werden. Bei einer Rhodotron-Anlage handelt es sich um einen Elektronenbeschleuniger zur Erzeugung energiereicher Elektronenstrahlung (β-Strahlung). Eine solche Vorrichtung hat den Vorteil, dass breite Substrat-Bahnen durch Beaufschlagung mit β-Strahlung vernetzt werden können.
Die wenigstens zwei Kunststoffschichten, z. B. PET-Schichten, die die zentrale Papierschicht umgeben, können mit jeweils einer Farbannahmeschicht versehen sein, auf der der Sicherheitsdruck erfolgt.
Als zusätzliche Maßnahme zur Vermeidung des Aufspaltens des wenigstens zwei übereinander angeordnete Kunststoffschichten umfassenden mehrschichtigen Substrats im Zuge eines Fälschungsangriffs mit anorganischen Verbindungen oder organischen Verbindungen, wie z. B. organische Lösungsmittel, kann auf beiden Hauptflächen des Substrats jeweils eine die Permeation von anorganischen oder organischen Verbindungen verhindernde Barriereschicht angeordnet sein. Es wurde gefunden, dass mithilfe einer Barriereschicht die Migration bzw. Permeation von anorganischen oder organischen Verbindungen in das Substrat bzw. zwischen die einzelnen Substratschichten und damit die Spaltung des mehrschichtigen Substrats erschwert werden kann. Barriereschichten, die die Permeation von anorganischen oder organischen Verbindungen, wie z. B. organische Lösungsmittel, in das mehrlagige Substrat verhindern und für das erfindungsgemäße mehrschichtige Substrat verwendet werden können, sind im Stand der Technik bekannt. Als Barriereschicht eignet sich z. B. eine mittels Zersetzung von siliziumorganischen Verbindungen im Plasma erhältliche SiO-Schicht (siehe Vak. Prax. 1991, 3, Seite 27). Des Weiteren kann die Barriereschicht durch eine Lackschicht gebildet werden, die ein Polyepoxid als Lackbindemittel und plastifizierende Polyurethane umfasst (siehe DE 3 447 022 A1 ). Alternativ kann die Lackschicht Harnstoff- oder Melamin-Formaldehyd-Harze als Bindemittel, ggf. in Kombination mit einer durch Sulfonierung erhältlichen Oberflächenmodifizierung, umfassen (siehe GB 2 069 870 A ).
Vorzugsweise kann als Barriereschicht eine Schicht verwendet werden, die durch Elektronenstrahlvernetzung, ggf. unter Zusatz von Vernetzungshilfen, wie Allylmethacrylat, Diallylphthalat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Trimethylolpropantrimethacrylat, Triallylphosphat, oder durch UV-Strahlenvernetzung erhältliches vernetztes Polyolefin oder vernetztes Polyamid aufweist. Das für eine Barriereschicht verwendbare, durch Elektronenstrahlen oder durch UV-Strahlen vernetzte Polyolefin kann z. B. aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polyethylen niederer Dichte (LDPE), lineares Polyethylen niederer Dichte (LLDPE), Polyethylen mittlerer Dichte (MDPE) und Polyethylen hoher Dichte (HDPE) ausgewählt sein. Zur Einstellung der Materialeigenschaften ist es möglich, eine Mischung verschiedener vernetzter Polyolefin für die Barriereschicht vorzusehen, insbesondere eine Mischung vorzusehen, die Polyethylen niederer Dichte (LDPE) enthält. Neben den vorstehend beschriebenen Mischungen (Blends) verschiedener vernetzter Polyolefin wird weiter bevorzugt, dass die Barriereschicht Copolymere enthält, welche aus Monomeren hergestellt sind, die ausgewählt sind aus der Gruppe der Mono-Olefine, insbesondere Ethylen, Propylen, But-1-en, Isobutylen, Hex-1-en, Methylpent-1-en, Hept-1-en, Oct-1-en und den höheren Homologen, Vinylcyclohexan, der Di-Olefine, insbesondere Polyisopren, Polybutadien, der cyclischen Olefine, insbesondere Cyclopenten, Cyclohexen und den höheren Homologen, der cyclischen Di-Olefine, wie Vinylcyclohexen, oder der bicyclischen Verbindungen, wie Norbornen. Insbesondere wird bevorzugt, dass die Barriereschicht Copolymere aufweist, die erhältlich sind aus Monomeren des Ethylens und Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe der Mono-Olefine, Di-Olefine, cyclischen Olefine, cyclischen Di-Olefine, der bicyclischen Verbindungen, oder aus der Gruppe Vinylacetat, Alkyl(meth)acrylate, Acrylsäure, Acrylsäure-Derivate. Das für eine Barriereschicht verwendbare, durch Elektronenstrahlen oder durch UV-Strahlen vernetzte Polyamid oder Copolyamid kann z. B. aus Monomeren hergestellt werden, die aus der Gruppe der Diamine, Dicarbonsäuren, Aminocarbonsäuren, Lactame, wie etwa Polyamid 4, Polyamid 6, Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid 4/6, Polyamid 6/6, Polyamid 6/9, Polyamid 6/10, Polyamid 6/12, Polyamid 12/12, oder aus der Gruppe bestehend aus Hexamethylendiamin, Isophthalsäure und Terephthalsäure ausgewählt sind. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung umfasst der Begriff „vernetzte Polyamide” auch den Begriff „vernetzte Copolyamide” als Untergruppe vernetzter Polyamide.
Insbesondere wird bevorzugt, als Barriereschicht eine aus der EP 0 921 169 A bekannte Schicht zu verwenden, die aus einer Zusammensetzung mit den folgenden Bestandteilen (a), (b) und (c) z. B. durch Trocknen erhältlich ist:

(a) einem epoxidhaltigen oder halogen- und epoxidhaltigen Metalloxidsol;
(b) einem fluor- oder sulfohaltigen Maleinsäurehalbester- oder Maleinsäurehalbamid-Mischpolymerisat der allgemeinen Strukturformel (1): -CH(COOH)-CH(COXY)-M- (1) worin M = Vinylmonomer; X = Sauerstoff oder Stickstoff; Y = -(CH₂)_n-SO₃H, -(CH₂)_n-F, oder -(CF₂)_n-H; und n = 2 bis 12 bedeuten;
(c) einem Katalysator auf der Basis eines oder mehrerer tertiärer Amine. Die Beschichtung kann z. B. drucktechnisch auf den Substratkern aufgebracht werden.

Die Barriereschicht kann vorzugsweise eine Dicke von 1 Mikrometer bis 20 Mikrometer aufweisen.
Die Barriereschicht kann oberhalb des Substrats angeordnet und mit einer Farbannahmeschicht versehen sein, auf der der Sicherheitsdruck erfolgt. Nach dem Bedrucken des Substrats kann optional ein Schutzlack auf das bedruckte Substrat aufgebracht werden.
Alternativ ist das Substrat mit einer Farbannahmeschicht versehen, auf der der Sicherheitsdruck erfolgt. Die Barriereschicht wird oberhalb des Sicherheitsdruckes aufgebracht und kann optional von einem Schutzlack bedeckt werden.
Die nachstehenden Ausführungen betreffen den dritten und vierten Aspekt der Erfindung.
Das mehrschichtige Substrat für die Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung weist wenigstens zwei übereinander angeordnete Kunststoffschichten, z. B. PET-Schichten, und eine zwischen die beiden Kunststoffschichten mittels Kaschierkleberschichten eingebettete Papierschicht auf, wobei die Papierschicht wenigstens eine durch Behandelndes Substrats mit Elektronenstrahlung erzeugte Sollbruchstelle aufweist, an der die Papierschicht mechanisch geschwächt ist, und die Sollbruchstelle dafür geeignet ist, bei dem Versuch, das Substrat mechanisch oder mittels anorganischen Verbindungen, z. B. wässrigen Tensiden, oder mittels organischen Verbindungen, z. B. Lösungsmitteln, in einzelne Schichten aufzuspalten, ein Durchtrennen der Papierschicht zu bewirken.
Es wird bevorzugt, dass das Behandeln des Substrats mit Elektronenstrahlung für das Erzeugen einer Sollbruchstelle innerhalb der Papierschicht mit Hilfe einer Maske, z. B. eine Lochmaske oder einer Schlitzmaske, erfolgt. Durch entsprechende Anordnung und Auslegung der Abmessungen, des Profils und des Querschnitts der innerhalb der Papierschicht mittels Elektronenstrahlen erzeugten mechanischen Schädigung kann die mechanische Festigkeit der Papierschicht so gewählt werden, dass die Papierschicht beim Versuch, das Substrat in einzelne Schichten aufzuspalten, im Bereich der Sollbruchstelle reißt. Somit ist die Herstellung von gefälschten Dokumenten durch Aufspalten des Folie/Kaschierkleber/Papier/Kaschierkleber/Folie-Verbundes entlang der gefährdeten Kaschierkleberschicht in zwei deckungsgleiche bzw. symmetrische Hälften kaum mehr möglich.
Die mittels Elektronenstrahlen erzeugte Sollbruchstelle im Papier beruht nicht auf einer geringeren Stoffdichte, d. h. Schichtdicke, des Papiers, sondern geht eher auf eine Zerstörung von chemischen Bindungen zurück. Die Zerstörung der Molekülketten im Papier ähnelt dabei einer UV-Alterung bzw. Versprödung von Kunststoffen. Mit Vorteil erstreckt sich die Sollbruchstelle über die gesamte Hauptfläche des Substrats, so dass die Papierschicht bei einem Manipulationsversuch vollständig durchtrennt wird. Die mechanische Schädigung, die die Grundlage für eine Sollbruchstelle bildet, kann z. B. linienförmig entlang der Papierschicht verlaufen. Alternativ könnte eine Soll-bruchstelle auch auf einer Vielzahl von eng benachbarten, punktförmigen Schädigungen innerhalb der Papierschicht zurückgehen, z. B. punktförmige Schädigungen, die in Form einer Linie entlang der gesamten Hauptfläche des Wertdokument-Substrats angeordnet sind. Mit Vorteil haben die einzelnen punktförmigen Schädigungen einen Durchmesser, der unterhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges liegt, d. h. vorzugsweise weniger als 50 Mikrometer, so dass die Sollbruchstelle zumindest bei Auflichtbetrachtung nicht für den Betrachter erkennbar ist.
Für den Schritt des Behandeln des Substrats mit Elektronenstrahlung kann insbesondere β-Strahlung mit einer Strahlendosis von 1 kGy bis 200 kGy, bevorzugt von 1,5 kGy bis 160 kGy und weiter bevorzugt von 1,5 kGy bis 80 kGy eingesetzt werden, wobei die Strahlenquelle bevorzugt eine Rhodotron-Anlage ist. Im Gegensatz zum mehrschichtigen Substrat gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, bei dem die Elektronenstrahl-Behandlung zu einer Nachvernetzung und somit Stärkung der Kaschierkleberschichten führt, werden die Bedingungen der Elektronenstrahl-Behandlung für das Erzeugen des mehrschichtigen Substrats gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung so gewählt, dass die Papierschicht mechanisch geschädigt wird. Dies kann z. B. durch eine verlängerte Bestrahlungsdauer oder durch eine Erhöhung der Eindringtiefe der Strahlen in das Substrat durch Erhöhung der Beschleunigungsspannung erzielt werden.
Im Gegensatz zur Papierschicht, die mittels Elektronenstrahlen mechanisch geschädigt werden kann, wird die PET-Folie des mehrschichtigen Substrats bei Aussetzung an Elektronenstrahlen chemisch und physikalisch im Wesentlichen nicht verändert.
Die Kaschierkleberschichten des mehrschichtigen Substrats gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung beruhen mit Vorteil auf rein wärmehärtenden, der Elektronenstrahlhärtung nicht zugänglichen Klebern. Als Kleber kommen z. B. lösemittelhaltige Kleber mit Bindemitteln auf Basis von gesättigten Polyacrylaten, Polyurethanen oder Polyestern in Frage.
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.
Im Einzelnen zeigen die Figuren:
1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels für ein Wertdokument mit einem Substrat gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung;
2 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels für ein Wertdokument mit einem Substrat gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung.
Das in 1 gezeigte Wertdokument 1 beinhaltet ein Substrat aus einem Folie/Papier/Folie-Verbund. Das Substrat weist eine zentrale Papierschicht 2 und zwei PET-Folien 4 auf. Die beiden PET-Folien 4 sind mittels Kaschierkleberschichten 3 auf die zentrale Papierschicht 2 laminiert. Oberhalb der PET-Folien 4 befinden sich optionale Farbannahmeschichten 5 und ein Sicherheitsdruck 6. Die beiden Kaschierkleberschichten 3 enthalten Kleber mit Bindemitteln auf Basis von ungesättigten Polyacrylaten, Polyurethanen oder Polyestern. Durch Behandeln des Folie/Papier/Folie-Verbundes mit Elektronenstrahlen werden die Kaschierkleberschichten 3 nachvernetzt. Im Falle eines Fälschungsangriffes mit z. B. organischen Verbindungen, z. B. Lösungsmitteln, verhindert die Nachvernetzung das Eindringen der Lösungsmittelmoleküle in die Kaschierkleberschicht, so dass das Wertdokument 1 gegenüber einem Aufspalten in zwei deckungsgleiche Wertdokument-Hälften durch Delaminierung entlang der Kaschierkleberschicht 3 beständig ist.
Der Aufbau des in 2 gezeigten Wertdokuments 7 ähnelt dem des in 1 gezeigten Wertdokuments 1. Anders als das Wertdokument 1 beruht die Kleberschicht 3 des in 2 gezeigten Wertdokuments 7 auf einem rein wärmehärtenden, durch Elektronenstrahlen nicht nachhärtenden Kleber.
Durch Behandeln des Wertdokument-Substrats mit Elektronenstrahlen über eine Schlitzmaske (nicht gezeigt) kann die zentrale Papierschicht 2 bei einer ausreichend lang gewählten Bestrahlungsdauer mechanisch geschädigt werden. In 2 weist die zentrale Papierschicht 2 eine mechanisch geschädigte Stelle 8 auf, die bei der Betrachtung des Wertdokuments 7 im Querschnitt einem Sackloch ähnelt. Der Durchmesser des Sacklochs kann vorzugsweise einen Wert unterhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges, d. h. weniger als 50 Mikrometer, aufweisen, so dass die Sollbruchstelle zumindest bei Auflichtbetrachtung nicht für den Betrachter erkennbar ist. Die mechanisch geschädigte Stelle 8 setzt sich in Form einer Linie entlang der gesamten Hauptfläche des Wertdokument-Substrats fort. Im Bereich der mechanisch geschädigten Stelle 8 sind die chemischen Bindungen, d. h. die Molekülketten, im Papier zerstört bzw. gekürzt. Im Falle eines Fälschungsangriffes mit z. B. organischen Verbindungen, z. B. Lösungsmitteln, dringen Lösungsmittelmoleküle in die Kleberschichten 3 ein und erleichtern z. B. ein mechanisches Ablösen der den Sicherheitsdruck 6 tragenden PET-Folie 4a von dem restlichen, die zentrale Papierschicht 2 und die PET-Folie 4b umfassenden Verbund. Die Sollbruchstelle 8 verhindert allerdings, dass die PET-Folie 4a von der zentralen Papierschicht 2 abgelöst werden kann, ohne die Papierschicht 2 zu zerstören.
Die mechanische Schädigung 8, die die Grundlage für eine Sollbruchstelle bildet, muss nicht notwendigerweise linienförmig entlang der Papierschicht verlaufen. Alternativ könnte eine Sollbruchstelle auch auf einer Vielzahl von eng benachbarten, punktförmigen Schädigungen innerhalb der Papierschicht 2 zurückgehen, z. B. punktförmige Schädigungen, die in Form einer Linie entlang der gesamten Hauptfläche des Wertdokument-Substrats angeordnet sind. Mit Vorteil haben die einzelnen punktförmigen Schädigungen bzw. Sacklöcher einen Durchmesser, der unterhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges liegt, d. h. vorzugsweise weniger als 50 Mikrometer, so dass die Sollbruchstelle zumindest bei Auflichtbetrachtung nicht für den Betrachter erkennbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 98/15418 [0004]
WO 2004/028825 [0005]
EP 1127907 B1 [0021]
DE 2131059 A1 [0021]
JP 05017726 A [0021]
DE 3447022 A1 [0024]
GB 2069870 A [0024]
EP 0921169 A [0026]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen, gegen mechanische Spaltungsangriffe oder Spaltungsangriffe mit anorganischen Verbindungen, z. B. in Wasser gelöste Tenside, oder Spaltungsangriffe mit organischen Verbindungen, z. B. Lösungsmittel, beständigen Substrats für die Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, wobei das Substrat wenigstens zwei übereinander angeordnete Kunststoffschichten, z. B. PET-Schichten, und eine zwischen die beiden Kunststoffschichten mittels Kaschierkleberschichten eingebettete Papierschicht aufweist, und das Verfahren den Schritt des Behandeln des Substrats mit Elektronenstrahlung umfasst, so dass die Kaschierkleberschichten nachvernetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kaschierkleberschichten durch Elektronenstrahlung nachvernetzbare, ungesättigte Polymere, insbesondere Polyacrylate, Polyester oder Polyurethane, als Bindemittel aufweisen.
Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Substrats für die Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, wobei das Substrat wenigstens zwei übereinander angeordnete Kunststoffschichten, z. B. PET-Schichten, und eine zwischen die beiden Kunststoffschichten mittels Kaschierkleberschichten eingebettete Papierschicht aufweist, und das Verfahren den Schritt des Behandeln des Substrats mit Elektronenstrahlung umfasst, so dass wenigstens eine Sollbruchstelle innerhalb der Papierschicht erzeugt wird, an der die Papierschicht mechanisch geschwächt ist, und die Sollbruchstelle dafür geeignet ist, bei dem Versuch, das Substrat mechanisch oder mittels anorganischen Verbindungen oder organischen Verbindungen, z. B. Lösungsmitteln, in einzelne Schichten aufzuspalten, ein Durchtrennen der Papierschicht zu bewirken.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Behandeln des Substrats mit Elektronenstrahlung mit Hilfe einer Maske erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Substrat mit β-Strahlung und einer Strahlendosis von 1 kGy bis 200 kGy, bevorzugt von 1,5 kGy bis 160 kGy und weiter bevorzugt von 1,5 kGy bis 80 kGy, behandelt wird, wobei die Strahlenquelle bevorzugt eine Rhodotron-Anlage ist.
Mehrschichtiges Substrat für die Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, erhältlich durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
Wertdokument, insbesondere Banknote, mit einem Substrat nach Anspruch 6.