DE102010063012B4 - Aktivierbares Sicherheitselement - Google Patents

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Abstract

Sicherheitselement für die Absicherung eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, umfassend eine Matrix und wenigstens einen Merkmalsstoff, der bei geeigneter Anregung mit elektromagnetischer Strahlung luminesziert und/oder Licht absorbiert und/oder Licht streut, wobei das Sicherheitselement für die Verifikation des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments von einem ersten Farbzustand, in dem der wenigstens eine Merkmalsstoff luminesziert und/oder Licht absorbiert und/oder Licht streut, durch Aktivierung irreversibel in einen von dem ersten Farbzustand verschiedenen zweiten Farbzustand, in dem der wenigstens eine Merkmalsstoff luminesziert und/oder Licht absorbiert und/oder Licht streut, überführbar oder überführt ist und nur der zweite Farbzustand der für eine Verifikation geeignete Farbzustand ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Sicherheitselement, beispielsweise eine Melierfaser, zur Absicherung von Wert- und/oder Sicherheitsdokumenten, wobei das Sicherheitselement wenigstens einen lumineszierenden und/oder Licht absorbierenden und/oder Licht streuenden Merkmalsstoff aufweist, ferner dessen Herstellungsverfahren, ein das Sicherheitselement enthaltendes Wert- und/oder Sicherheitsdokument und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl an Sicherheitselementen bekannt, welche zur Absicherung von Wert- und/oder Sicherheitsdokumenten verwendet werden. Insbesondere werden Melierfasern, Planchetten, Fäden oder Patches verwendet. Diese werden während der Herstellung in ein Dokument eingebracht und können im fertigen Dokument aufgrund ihrer Form erkannt werden. Beispielsweise werden lumineszierende Melierfasern in Banknoten eingebracht. Diese sind unter Beleuchtung mit Tageslicht nicht oder nur sehr schwer wahrnehmbar. Unter Beleuchtung mit UV-Licht werden die Melierfasern aufgrund der Lumineszenz der in den Melierfasern enthaltenen Merkmalsstoffe deutlich erkennbar.
  • Aus DE 37 19 48 A ist ein Verfahren zur Herstellung hofbildender Melierfasern bekannt. Derartige Melierfasern geben beim Trocknen des Papiers, in welche die Melierfasern eingebracht sind, Farbe ab, sodass um die Melierfasern herum ein Hof entsteht, sodass das Entfernen von Fasern leicht erkennbar ist.
  • Vorteilhaft sind Sicherheitselemente, wenn diese getrennt vom Dokument und effizient hergestellt werden können. Durch die Einbringung bei der Herstellung eines Dokuments kann sich eine räumliche Anordnung der Struktur der Sicherheitselemente ergeben, welche im Falle von Fäden regelmäßig, im Falle von Melierfasern zufällig ist. Diese Anordnung lässt sich unter UV-Anregung sehr leicht verifizieren und technisch nur schwer nachstellen.
  • Aus DE 10 2009 052 073 A1 ist ferner ein Verfahren zur Individualisierung eines Sicherheitselements oder Wertdokuments mit einer Anordnung von mindestens einem Anzeigeelement bekannt. Mindestens eines der Anzeigeelemente wird zur Individualisierung irreversibel modifiziert, sodass ein Merkmal gebildet wird, das mit mindestens einem weiteren individuellen Merkmal des Sicherheitselements oder Wertdokuments erkennbar in Zusammenhang gebracht wird.
  • Problem nach dem Stand der Technik und Aufgabe der Erfindung
  • Als nachteilig hat es sich erwiesen, dass die Sicherheitselemente zwar effizient, zum Beispiel bei einem Zulieferer, hergestellt werden können, die Sicherheit der Sicherheitselemente jedoch auch beim Dokumentenhersteller sowie beim Transport zum Dokumentenhersteller sichergestellt werden muss. Diese Anforderungen führen zu erhöhten Kosten. Insbesondere ist es einem Fälscher möglich, gestohlene Sicherheitselemente für die Fälschung von Dokumenten zu verwenden. Außerdem ist das Sicherheitsrisiko dadurch erhöht, dass eine größere Anzahl an Personen von den technischen Spezifikationen des Sicherheitselements Kenntnis hat und zwar sowohl beim Hersteller des Sicherheitselements (Zulieferer) als auch beim Dokumentenhersteller.
  • Es stellt sich somit die Aufgabe, ein Sicherheitselement zu schaffen, welches effizient hergestellt, jedoch unter deutlich verringerten Sicherheitsanforderungen hergestellt und transportiert werden kann.
  • Beschreibung der Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen
  • Die Aufgabe wird durch ein Sicherheitselement gemäß Anspruch 1 und das Verfahren zu dessen Herstellung gemäß Anspruch 8 sowie durch ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument gemäß Anspruch 15 und das Verfahren zu dessen Herstellung gemäß Anspruch 16 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Sicherheitselement dient zur Absicherung eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments. Es umfasst eine Matrix und wenigstens einen Merkmalsstoff, der bei geeigneter Anregung mit elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise im UV-, IR- und/oder sichtbaren Spektralbereich, luminesziert und/oder Licht absorbiert und/oder Licht streut, beispielsweise im UV-, IR- und/oder sichtbaren Spektralbereich. Das Sicherheitselement weist eine für die Verifikation des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments geeignete Eigenschaft auf, die eine Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung bzw. Lichtremission des Sicherheitselements ist. Das Sicherheitselement weist einen ersten Farbzustand, in dem der wenigstens eine Merkmalsstoff luminesziert und/oder Licht absorbiert und/oder Licht streut, und einen vom ersten Farbzustand verschiedenen zweiten Farbzustand auf, in dem der wenigstens eine Merkmalsstoff luminesziert und/oder Licht absorbiert und/oder Licht streut. Daher kann bei einer Verifikation des Dokuments leicht zwischen den beiden Zuständen unterschieden werden. Das Sicherheitselement ist durch Aktivierung irreversibel von dem ersten Farbzustand in den zweiten Farbzustand überführbar (aktivierbar), wobei der erste Farbzustand nicht die zur Verifikation geeigneten (vorgesehenen) Eigenschaften aufweist. Dagegen ist der zweite Farbzustand des Sicherheitselements der für die Verifikation des Dokuments geeignete bzw. dafür vorgesehene Zustand. Dies bedeutet, dass die Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung des Sicherheitselements erst im zweiten Farbzustand die Verifikation der Echtheit des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, auf oder in das das Sicherheitselement auf- bzw. eingebracht ist, erlaubt und so Fälschungen oder Verfälschungen des Sicherheitselements aufdeckt und somit verhindert oder wenigstens erheblich erschwert. D.h. das Verifikationsverfahren und eine dafür gegebenenfalls verwendete Vorrichtung sind so ausgelegt, dass sie die Echtheit des Dokuments nur dann anzeigen, wenn sich das Sicherheitselement im zweiten Farbzustand befindet.
  • Hierdurch wird erreicht, dass zunächst ein Sicherheitselement hergestellt wird, welches in einem ersten Farbzustand eine erste Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung aufweist, die nicht für die Verifikation der Echtheit des Dokuments vorgesehen ist. Diese unterscheidet sich aber erkennbar von einer zweiten Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung in einem zweiten Farbzustand, der die Echtheit des Dokuments anzeigt, sodass das Sicherheitselement vor seiner Aktivierung in den für die Verifikation vorgesehenen zweiten Zustand ohne besondere Sicherheitsmaßnahmen hergestellt und transportiert werden kann, denn das Sicherheitselement ist in diesem ersten Zustand für die Verwendung in einem Dokument noch nicht geeignet. Dadurch dass eine Verifikation des das Sicherheitselement enthaltenden Dokuments erst im zweiten Farbzustand des Sicherheitselements möglich ist, wird sichergestellt, dass selbst beim Abhandenkommen des Sicherheitselements im ersten Farbzustand dessen Verwendung zur Nachstellung eines Dokuments, welches ein solches Sicherheitselement im zweiten Farbzustand aufweist, erfolgreich verhindert wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheiden sich der erste Farbzustand und der zweite Farbzustand durch die Energie der Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung, d.h. die Farben (Frequenz, Wellenlänge) der Lumineszenz/Lichtabsorption/Lichtstreuung vor und nach der Aktivierung sind unterschiedlich. Alternativ oder zusätzlich dazu können sich auch die Energien des für die Lumineszenz/Lichtabsorption/Lichtstreuung erforderlichen Anregungslichtes, d.h. die Absorptionslage des Sicherheitselements voneinander unterscheiden. Beispielsweise kann das Sicherheitselement im sichtbaren Bereich lumineszieren, sodass der erste Farbzustand zum Beispiel durch eine rote Lumineszenz und der zweite Farbzustand durch eine grüne Lumineszenz gegeben sein können. Alternativ kann das Sicherheitselement auch im UV-Spektralbereich oder im IR-Spektralbereich lumineszieren und/oder Licht absorbieren und/oder Licht streuen. Auch dann unterscheiden sich die beiden Zustände durch die Frequenz bzw. Wellenlänge der (r)emittierten Strahlung. Grundsätzlich können sich die Farbzustände in der spektralen Zusammensetzung der (r)emittierten Strahlung unterscheiden. Darüber hinaus können die Lumineszenz/Lichtabsorption/Lichtstreuung im ersten Zustand grundsätzlich auch in einem ersten Spektralbereich (UV, VIS und/oder IR) und die Lumineszenz/Absorption/Lichtstreuung im zweiten Zustand in demselben Spektralbereich oder in einem anderen Spektralbereich (UV, VIS und/oder IR) oder zusätzlich auch in einem anderen Spektralbereich (UV, VIS, IR) liegen. Ferner können sich die beiden Farbzustände auch lediglich durch die Intensität der Lumineszenz/Lichtabsorption/Lichtstreuung unterscheiden, etwa mit einer geringen Intensität im ersten Zustand und einer starken Intensität im zweiten Zustand.
  • Grundsätzlich kann die Lumineszenz/Lichtabsorption/Lichtstreuung erfindungsgemäß jede Art von (r)emittierter Strahlung sein, wobei die emittierte Strahlung durch Lumineszenz vorzugsweise eine Photolumineszenz (Anregung durch Photonen) ist. Es kann zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz unterschieden werden.
  • Die beiden Farbzustände des Sicherheitselements werden vorzugsweise durch Farbzustände von im Sicherheitselement enthaltenen Merkmalsstoffen gegeben. Wenn das Sicherheitselement einen einzigen lumineszierenden und/oder absorbierenden und/oder streuenden Merkmalsstoff enthält, können die beiden Farbzustände des Sicherheitselements durch zwei Farbzustände dieses einzigen Merkmalsstoffes gegeben sein. Insbesondere kommen als erster und zweiter Farbzustand dieses Merkmalsstoffes unterschiedliche Kristallstrukturen oder als erster Farbzustand Dimere und als zweiter Farbzustand Monomere in Frage. Das Sicherheitselement kann aber mehr als einen Merkmalsstoff enthalten, der zur Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung des Sicherheitselements in mindestens einem der beiden Farbzustände des Sicherheitselements beiträgt.
  • Unter einem Sicherheitselement werden erfindungsgemäß unter anderem Elemente verstanden, welche als getrennte körperliche Objekte herstellbar und bei der Herstellung in ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument integriert werden können. Insbesondere werden hierunter Melierfasern, Planchetten, Fäden oder Patches verstanden. Alternativ kann es sich dabei aber auch um einen Bestandteil des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments handeln, der vor der Bildung im Dokument noch nicht existent ist und erst während der Herstellung im Dokument gebildet wird, beispielsweise ein Aufdruck auf eine Dokumentenlage. Bei dem Sicherheitselement kann es sich beispielsweise um eine Folie oder um einen Folienverbund handeln, in welche(n) bei der Herstellung wenigstens ein erfindungsgemäßer Merkmalsstoff eingebracht oder anschließend, zum Beispiel drucktechnisch, aufgebracht ist. Ferner kann es sich um ein Substrat, beispielsweise Papier, handeln, in welches erfindungsgemäße Melierfasern, Planchetten, Patches oder Fäden eingebracht sind.
  • Wert- und/oder Sicherheitsdokumente werden üblicherweise durch Lamination von Folien hergestellt. Die Folien können aus gleichen oder verschiedenen Materialien bestehen, insbesondere aus Polycarbonat (PC), insbesondere Bisphenol-A-Polycarbonat, Polyethylenterephthalat (PET), dessen Derivaten wie Glykol-modifiziertem PET (PETG), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylbutyral (PVB), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyimid (PI), Polyvinylalkohol (PVA), Polystyrol (PS), Polyvinylphenol (PVP), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), thermoplastischen Elastomeren (TPE), insbesondere thermoplastischem Polyurethan (TPU), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Papier, Teslin® sowie deren Derivaten, koextrudierten Folien, welche unter anderen diese Materialien enthalten, sowie Hybridmaterialien, welche unter anderen die oben genannten Materialien enthalten. Besonders bevorzugt sind Wert- und/oder Sicherheitsdokumente, welche zumindest teilweise aus Polycarbonat bestehen. Die Lamination erfolgt mittels Druck und Temperatur. So werden Dokumente aus PC üblicherweise bei 180 bis 210 °C und einem Druck von mehr als 5 bar innerhalb von 1 s bis 1 h hergestellt. Kurze Taktzeiten sind für Einzelkarten-Lamination üblich, lange Taktzeiten für Stapel-Lamination von Mehrfachnutzen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Matrix des Sicherheitselements aus Polyamid. Polyamid eignet sich besonders für die Herstellung von Melierfasern, welche durch Extrusion bei 250 bis 280 °C hergestellt werden. Hierzu wird der lumineszierende und/oder Licht absorbierende und/oder Licht streuende Merkmalsstoff dem Polyamid, welches in Form eines Granulats vorliegt, zugegeben, das Granulat auf 250 bis 280 °C erwärmt und extrudiert. Hierdurch kann eine homogene Verteilung des Merkmalsstoffes erreicht werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung benötigt das Sicherheitselement für die Aktivierung vom ersten in den zweiten Farbzustand einen Behandlungszeitraum von wenigstens 8 Stunden. Es ist vorteilhaft, ein Sicherheitselement zu schaffen, bei dem der irreversible Übergang vom ersten Farbzustand in den zweiten erst durch eine Aktivierungsbehandlung während wenigstens 2 Stunden, besser während wenigstens 4 Stunden und noch besser während wenigstens 8 Stunden stattfindet, da hierdurch eine zufällige Aktivierung des Sicherheitselements vom ersten in den zweiten Farbzustand vermieden wird. Somit erhalten nur noch die Personen, die mit der Aktivierung sowie der Herstellung der Wert- und/oder Sicherheitsdokumente beschäftigt sind, Kenntnis über das Sicherheitselement. Ein Fälscher würde dann auch davon ausgehen, dass das im ersten Farbzustand hergestellte Sicherheitselement zur Nachstellung von solchen Dokumenten nicht verwendet werden kann, welche das Sicherheitselement im zweiten Farbzustand enthalten. Selbstverständlich ist eine obere Grenze für die Aktivierungsdauer praktisch, beispielsweise 1000 Stunden. Besser sind natürlich kürzere Zeiten, die eine effizientere Herstellung der Sicherheitselemente und der mit diesen hergestellten Dokumente erlaubt, beispielsweise höchstens 500 Stunden, vorzugsweise höchstens 100 Stunden, weiter vorzugsweise höchstens 30 Stunden und noch weiter vorzugsweise höchstens 15 Stunden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Sicherheitselement ohne äußeren Druck irreversibel aktivierbar, d.h. es erfordert für die Aktivierung vom ersten in den zweiten Farbzustand Aktivierungsbedingungen, die einschließen, dass ein äußerer Druck zu vermeiden ist. Es ist somit vorteilhaft, eine Aktivierung zu wählen, welche ohne äußeren Druck durchführbar ist. Beispielsweise können hierdurch Merkmalsstoffe eingesetzt werden, welche unter Anwendung von Druck in einen ersten Farbzustand überführt werden können, beispielsweise einen Druck, wie er beim Extrudieren von Melierfasern herrscht. Dieser Farbzustand wird über einen langen Zeitraum ohne äußeren Druck, insbesondere unter Erwärmung, in einen ohne äußeren Druck thermodynamisch stabilen zweiten Farbzustand überführt, beispielsweise bei der Überführung zwischen zwei Kristallinitätszuständen (Kristallstrukturen) oder Aggregationszuständen (monomer/dimer/trimer usw.) eines Merkmalsstoffes.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Sicherheitselement durch thermische Behandlung aktivierbar, d.h. das Sicherheitselement benötigt für die Aktivierung vom ersten in den zweiten Farbzustand eine thermische Behandlung.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Sicherheitselement bei einer Temperatur von wenigstens 40 °C und höchstens 100 °C irreversibel aktivierbar. Insbesondere ist das Sicherheitselement bei einer Temperatur von wenigstens 50 °C und höchstens 90 °C und besonders bevorzugt bei einer Temperatur von wenigstens 50 °C und höchstens 85 °C irreversibel aktivierbar, d.h. für die Aktivierung wird eine thermische Behandlung bei einer Temperatur benötigt, die innerhalb der genannten Temperaturbereiche liegt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Sicherheitselement mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere UV-Bestrahlung, irreversibel aktivierbar, d.h. das Sicherheitselement hat eine derartige Beschaffenheit, dass für dessen irreversible Aktivierung eine Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, erforderlich ist. Bevorzugt erfordert das Sicherheitselement zur Aktivierung UV-A Strahlung (400 bis 320 nm), besonders bevorzugt Bestrahlung mit 365 nm. Eine Aktivierung mittels Bestrahlung mit UV-B oder UV-C ist nicht bevorzugt, da diese Strahlung die Matrix verändern und somit die Haltbarkeit des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments beeinträchtigen kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Sicherheitselement durch Behandlung mit chemischen Agenzien irreversibel aktivierbar, d.h. das Sicherheitselement hat eine derartige Beschaffenheit, dass für dessen irreversible Aktivierung eine Behandlung mit chemischen Agenzien erforderlich ist. Beispielsweise kann als chemisches Agens Wasser geeignet sein, insbesondere in Form von Wasserdampf. Die Aktivierung kann somit in einer Wasserdampfatmosphäre erfolgen. Unter einer Wasserdampfatmosphäre wird eine relative Luftfeuchte von wenigstens 60 %, bevorzugt wenigstens 80 %, verstanden.
  • Eine weitere Form der chemischen Aktivierung ist die Umwandlung einer Leukobase in einen Farbstoff. Beispielhaft wird die Herstellung von Kristallviolett genannt, wobei aus einer farblosen Zwischenstufe durch Ansäuern ein farbiger Triphenylmethan-Farbstoff erzeugt wird. Hierzu wird das Sicherheitselement beispielsweise einer Gas- oder Dampfatmosphäre, die Chlorwasserstoff, Ameisensäure und/oder Essigsäure enthält, ausgesetzt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Aktivierung bei einer Temperatur von wenigstens 40 °C und höchstens 100 °C und in einer Wasserdampfatmosphäre durchführbar. Insbesondere erfolgt die Aktivierung bei einer Temperatur von 85 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85 %. Das Sicherheitselement ist in diesen Fällen derart gewählt, dass die Aktivierung erst unter den genannten Bedingungen stattfindet.
  • Das Sicherheitselement kann auch unter Bedingungen aktivierbar sein, die einer Kombination der genannten Bedingungen entspricht. Insbesondere kann das Sicherheitselement unter thermischer Behandlung und/oder Behandlung mit elektromagnetischer Strahlung und/oder Behandlung mit chemischen Agenzien irreversibel aktivierbar sein.
  • Das Sicherheitselement kann einen einzigen Merkmalsstoff, der für die Verifikation des mit dem Sicherheitselement ausgerüsteten Wert- und/oder Sicherheitsdokuments geeignet ist, enthalten. Alternativ können auch mehrere Merkmalsstoffe enthalten sein. Vorzugsweise liegt wenigstens einer der Merkmalsstoffe im erfindungsgemäßen Sicherheitselement in zwei voneinander verschiedenen Zuständen vor, wobei die Aktivierung von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand irreversibel ist. Beim Vorhandensein von mehreren Merkmalsstoffen im Sicherheitselement können einzelne oder alle Merkmalsstoffe jeweils zwei Farbzustände aufweisen, d.h. sie lumineszieren und/oder absorbieren Licht und/oder streuen Licht in den beiden Zuständen unterschiedlich, oder einzelne oder alle Merkmalsstoffe können zwei Zustände aufweisen, wobei der betreffende Merkmalsstoff im einen Zustand luminesziert und/oder Licht absorbiert und/oder Licht streut und im anderen nicht, oder einzelne Merkmalsstoffe können bei einer Aktivierung des Sicherheitselements auch völlig unverändert bleiben.
  • Beispielsweise kann ein erster irreversibel aktivierbarer Merkmalsstoff einen ersten Zustand haben, in dem der Stoff eine erste Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung aufweist, und einen zweiten Zustand, in dem der Stoff eine von der ersten Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung verschiedene zweite Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung aufweist. Der Unterschied der Lumineszenzen/Lichtabsorptionen/Lichtstreuungen des Merkmalsstoffes in den beiden Zuständen kann wie oben für das Sicherheitselement selbst beispielsweise durch einen Unterschied der Energien der Lumineszenz/Lichtabsorption/Lichtstreuung im ersten und im zweiten Zustand und/oder durch einen Unterschied der Intensitäten im ersten und im zweiten Zustand gegeben sein. Alternativ kann ein erster aktivierbarer Merkmalsstoff einen ersten Zustand haben, in dem der Stoff eine Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung zeigt, und einen zweiten Zustand, in dem der Stoff keine Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung zeigt. Alternativ kann der erste aktivierbare Merkmalsstoff einen ersten Zustand haben, in dem dieser Stoff keine Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung zeigt, und einen zweiten Zustand, in dem dieser Stoff eine Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung zeigt. In den beiden letztgenannten Fällen liegt im Sicherheitselement vorzugsweise mindestens ein weiterer zweiter Merkmalsstoff vor, der unter denselben Bedingungen der Aktivierung wie der erste Merkmalsstoff ebenfalls von einem ersten in einen zweiten Zustand übergeht, sodass das Sicherheitselement zwei verschiedene Farbzustände annehmen kann.
  • Somit kann im Sicherheitselement zusätzlich zu dem ersten Merkmalsstoff auch ein zweiter Merkmalsstoff enthalten sein. Dieser zweite Merkmalsstoff kann demnach ebenfalls aktivierbar sein und wie der erste Merkmalsstoff hinsichtlich der Lumineszenz/Lichtabsorption/Lichtstreuung unterschiedliche Zustände aufweisen, wobei die jeweiligen Unterschiede der beiden Stoffe nicht gleich laufend sein müssen: Beispielsweise kann der erste Stoff im ersten Zustand eine erste Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung und im zweiten Zustand eine zweite Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung zeigen und der zweite Stoff im ersten Zustand keine Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung und im zweiten Zustand eine Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung oder umgekehrt. Andere Kombinationen sind möglich. Alternativ kann der zweite Merkmalsstoff auch derart beschaffen sein, dass er keine zwei unterschiedlichen Farbzustände aufweist. D.h. bei der Aktivierung des Sicherheitselements findet keine Veränderung des zweiten Merkmalsstoffes statt. Der zweite Merkmalsstoff kann demnach entweder unabhängig von der Aktivierung des Sicherheitselements eine bestimmte unveränderte Lumineszenz-/Absorptions-/Streustrahlung (r)emittieren bzw. absorbieren, oder der zweite Merkmalsstoff emittiert bzw. absorbiert überhaupt keine Lumineszenz-/Absorptions-/Streustrahlung. Ferner können auch dritte, vierte und noch weitere Merkmalsstoffe enthalten sein, die wiederum entweder in zwei verschiedenen Zuständen vorliegen können oder jeweils auch nicht.
  • Die Mischung aus allen Merkmalsstoffen im Sicherheitselement führt zu Gesamteffekten (resultierenden Farben des Sicherheitselements) in den beiden Zuständen, die sich aus den Einzeleffekten (Farben der jeweiligen Merkmalsstoffe) in den jeweiligen Zuständen zusammensetzen.
  • Sofern das Sicherheitselement darin besteht, dass es ein räumlich aufgelöstes und mindestens eine Information codierendes Sicherheitsmerkmal umfasst, beispielsweise ein vorzugsweise individualisierendes Druckbild im oder auf dem Wert- und/oder Sicherheitsdokument, so können weitere Varianten gewählt werden, um das Sicherheitselement zu gestalten. Beispielsweise kann das Sicherheitselement im ersten Farbzustand eine erste Information verkörpern und im zweiten Farbzustand eine zweite Information. Beispielsweise kann mit der ersten Information erkennbar gemacht werden, dass sich das Sicherheitselement noch nicht in einem aktivierten Zustand befindet, d.h. eine Fälschung darstellen muss. Beispielsweise kann das Sicherheitselement aus zwei Druckbildern zusammengesetzt sein, von denen das erste Druckbild unter den Verifikationsbedingungen luminesziert und/oder Licht absorbiert und/oder Licht streut und zwar sowohl dann, wenn das Sicherheitselement noch nicht aktiviert ist, als auch dann, wenn es aktiviert ist, und das zweite Druckbild nur dann unter den Verifikationsbedingungen luminesziert und/oder Licht absorbiert und/oder Licht streut, wenn das Sicherheitselement aktiviert ist, dagegen nicht, wenn das Sicherheitselement noch nicht aktiviert ist. Beispielsweise kann das erste Druckbild eine erste Ziffernfolge darstellen. Beide Druckbilder zusammen können eine davon verschiedene zweite Ziffernfolge darstellen. Bei Erkennung der korrekten Ziffernfolge wird das Dokument dann als echt verifiziert, während die ausschließlich durch das erste Druckbild wiedergegebene Ziffernfolge das Dokument als gefälscht ausweist. Zur Verifizierung können in diesem Falle zusätzliche Informationen im Dokument herangezogen werden, unter deren zusätzlicher Einbeziehung mittels eines geeigneten Algorithmus' die Echtheit des Dokuments oder eine Fälschung erkennbar gemacht wird. In einer anderen Ausführungsform kann der Farbumschlag bei der Aktivierung des Sicherheitselements mit einer codierten Information direkt korreliert werden: Beispielsweise kann das Dokument vor der Aktivierung grün und danach rot lumineszieren. Das Sicherheitselement besteht in diesem Falle beispielsweise aus dem gedruckten Wort „rot“. Vor der Aktivierung erscheint das Wort „rot“ in grüner und nach der Aktivierung in roter Farbe.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Merkmalsstoff mittels Extrusion in die Matrix eingebracht. Dies hat, wie oben am Beispiel des Polyamids dargestellt, den Vorteil einer homogenen Verteilung des Merkmalsstoffes in der Matrix sowie einer effizienten Herstellung.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Merkmalsstoff ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Benzoxazinon und dessen Derivate sowie Salicylsäure und deren Derivate, Xanthen-Farbstoffe, wie Fluorescein und Rhodamin 6G, Neozapon®-Farbstoffe (Metallkomplex-Farbstoffe, BASF, DE), Orasol®-Farbstoffe (Phthalocyanin-Farbstoffe, BASF, DE), Chromgelbpigmente, Molybdatrotpigmente, Aldazingelb und Triphenylmethan-Farbstoffe. Besonders bevorzugt sind Benzoxazinon und dessen Derivate sowie Salicylsäure und deren Derivate. Als Beispiele für Derivate des Benzoxazinons werden die in EP 0 314 350 A1 beschriebenen Verbindungen gemäß der dortigen chemischen Formel I mit allen offenbarten Varianten von Substituenten und anderen Platzhaltern und insbesondere die auf Seite 12 des Dokuments mit den dortigen chemischen Formeln I und II mit nachstehender Tabelle der Substituenten ausdrücklich genannten Verbindungen, ferner die in WO 2006/036790 A1 genannten Arylureidobenzoxazinone gemäß der dortigen Formel I mit allen offenbarten Varianten von Substituenten und anderen Platzhaltern sowie die in WO 2009/045988 A2 genannten Sulfonylureidobenzoxazinone gemäß der dortigen chemischen Formel mit allen dort genannten Varianten von Substituenten und anderen Platzhaltern genannt und als Offenbarungsgehalt in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
  • Wie zuvor bereits erwähnt, weist das Sicherheitselement in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wenigstens einen zweiten lumineszierenden und/oder Licht absorbierenden und/oder Licht streuenden Merkmalsstoff auf, wobei der wenigstens eine zweite Merkmalsstoff durch die Aktivierung nicht veränderbar ist. Lediglich beispielhaft werden als geeignete zweite lumineszierende und/oder Licht absorbierende und/oder Licht streuende Merkmalsstoffe YVO4:Eu3+ und YVO4:Tb3+ genannt. Prinzipiell sind die meisten anorganischen Pigmente bei den Aktivierungsbedingungen stabil und somit nicht veränderbar.
  • Wird ein stabiler zweiter lumineszierender und/oder Licht absorbierender und/oder Licht streuender Merkmalsstoff eingesetzt, so kann als erster lumineszierender und/oder Licht absorbierender und/oder Licht streuender Merkmalsstoff ein Merkmalsstoff eingesetzt werden, welcher bei der irreversiblen Aktivierung des Sicherheitselements zerstört wird. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Merkmalsstoff um einen thermisch und/oder gegen Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung instabilen Merkmalsstoff. Dieser erste Merkmalsstoff wird bei der Aktivierung irreversibel zerstört. Vorteilhafter Weise wird der erste Merkmalsstoff in einer solchen Konzentration eingesetzt, dass die durch den ersten Merkmalsstoff emittierte Lumineszenz- und/oder Streustrahlung und/oder das absorbierte Licht um wenigstens eine Größenordnung stärker ist als die Lumineszenz- und/oder Streustrahlung und/oder das absorbierte Licht des zweiten Merkmalsstoffes. Somit ist eine Verifikation des zweiten Merkmalsstoffes ohne eine irreversible Zerstörung des ersten Merkmalsstoffes und somit ohne Aktivierung des Sicherheitselements nicht oder technisch nur schwierig möglich.
  • Weiter kann das Sicherheitselement in dem ersten Farbzustand zwei Stoffe aufweisen, welche unter den Bedingungen der Aktivierung zu einem Merkmalsstoff reagieren, weleher die lumineszierenden und/oder Licht absorbierenden und/oder Licht streuenden Eigenschaften des zweiten Farbzustandes des Sicherheitselements verkörpert. Somit sind die zwei Stoffe Edukte für den Merkmalsstoff, welcher bei der Aktivierung entsteht.
  • Das erfindungsgemäße Wert- und/oder Sicherheitsdokument weist wenigstens ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement auf.
  • Beispiele für Wert- und/oder Sicherheitsdokumente sind Reisepass, Personalausweis, Führerschein, Fahrzeugschein, Fahrzeugbrief, Visum, Scheck- und Kreditkarte, Schecks, Firmenausweis, Berechtigungsnachweis, Mitgliedsausweis, Geschenk- und Einkaufsgutschein sowie (Spiel-)Jeton. Besonders bevorzugt entspricht das Wert- und/oder Sicherheitsdokument dem ID-1 oder ID-2 Format gemäß ISO 7810 sowie der Datenseite eines Dokuments im ID-3 Format gemäß ISO 7810.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements umfasst die Verfahrensschritte:
    1. a) Bereitstellen eines Sicherheitselements in einem ersten Farbzustand und
    2. b) Irreversibles Überführen des Sicherheitselements vom ersten Farbzustand durch Aktivieren in den zweiten Farbzustand.
  • Die beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des Sicherheitselements, insbesondere bezüglich der irreversiblen Aktivierung, sind auf das Verfahren entsprechend anwendbar.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, das ein Sicherheitselement in seinem zweiten Farbzustand aufweist, umfasst folgende Schritte:
    1. a) Bereitstellen des Sicherheitselements in einem ersten Farbzustand, und dann gegebenenfalls Transportieren des Sicherheitselements in seinem ersten Farbzustand zum Ort der Herstellung des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments,
    2. b) Irreversibles Überführen des Sicherheitselements von dem ersten Farbzustand durch Aktivieren in den zweiten Farbzustand und
    3. c) Integrieren des Sicherheitselements in dem zweiten Farbzustand in das Wert- und/oder Sicherheitsdokument.
  • Diese Verfahrensschritte werden bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Zwischen den einzelnen Verfahrensschritten kann jeweils mindestens ein anderer Verfahrensschritt durchgeführt werden.
  • Vorteilhaft ist, dass die effiziente Herstellung des Sicherheitselements in seinem ersten Farbzustand in einem ungeschützten Bereich erfolgen kann und der nachfolgende Transport zum Ort der Herstellung des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments vereinfacht ist, da erst nach der Aktivierung des Sicherheitselements die Sicherheit der Produktionsumgebung gewährleistet sein muss. Der zusätzliche Prozessschritt der Aktivierung ist vorteilhaft, da somit nur das Sicherheitselement und nicht das ganze Dokument der Belastung der Aktivierung ausgesetzt wird. Würde das Sicherheitselement erst im fertigen Dokument aktiviert, würde das ganze Material des Dokuments, z.B. thermisch, belastet und so die Lebensdauer des Dokuments reduziert werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen erläutert.
  • Beispiel:
  • Einem Polyamid-Granulat wird als lumineszierender Merkmalsstoff ein substituiertes Benzoxazinon-Derivat zugesetzt und bei 280 °C zu Melierfasern extrudiert. Die Melierfasern weisen eine weiße Lumineszenz auf. Diese Melierfasern können auf PC-Folien aufgebracht und bei 190 °C für 60 min zu einem Dokument laminiert werden. Im Dokument sind die weiß lumineszierenden Melierfasern zu beobachten. Für eine Aktivierung vor der Herstellung des Dokuments können die Melierfasern bei 85 °C und 85 % r.h. für 5 Tage gelagert werden. Anschließend weisen die Melierfasern eine grüne Lumineszenz auf. Diese Lumineszenz zeigt sich auch nach einer Integration in ein Dokument, wie oben beschrieben.
  • Beispiel:
  • Einem Polyamid-Granulat wird als lumineszierender Merkmalsstoff ein substituiertes Salicylsäure-Derivat zugesetzt und bei 280 °C zu Melierfasern extrudiert. Die Melierfasern weisen eine blaue Lumineszenz auf. Diese Melierfasern können auf PC-Folien aufgebracht und bei 190 °C für 60 min zu einem Dokument laminiert werden. Im Dokument sind die blau lumineszierenden Melierfasern zu beobachten. Zur Aktivierung vor der Herstellung des Dokuments können die Melierfasern bei 85 °C und 85 % r.h. für 5 Tage gelagert werden. Anschließend weisen die Melierfasern eine grüne Lumineszenz auf. Diese Lumineszenz zeigt sich auch nach einer Integration in ein Dokument, wie oben beschrieben.
  • Beispiel:
  • Einem Polyamid-Granulat wird als lumineszierender Merkmalsstoff Fluorescein sowie als zweiter lumineszierender Merkmalsstoff YVO4:Eu3+ zugesetzt und bei 280 °C zu Melierfasern extrudiert. Die Melierfasern weisen eine cyan-farbene Lumineszenz auf. Die Aktivierung erfolgt mittels Bestrahlung mit 365 nm für 24 h. Anschließend weist die Melierfaser eine rote Lumineszenz auf.
  • Beispiel:
  • Einem Polyamid-Granulat wird als lumineszierender Merkmalsstoff Rhodamin 6G sowie als zweiter lumineszierender Merkmalsstoff YVO4:Tb3+ zugesetzt und bei 280 °C zu Melierfasern extrudiert. Die Melierfasern weisen eine gelb-orange-farbene Lumineszenz auf. Die Aktivierung erfolgt mittels Bestrahlung mit 365 nm für 24 h. Anschließend weist die Melierfaser eine grüne Lumineszenz auf.
  • Lediglich beispielhaft seien als weitere mögliche Merkmalsstoffe, die in einem erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmal verwendet werden können, Neozapon®-Farbstoffe (BASF, DE) und Orasol®-Farbstoffe (BASF, DE) genannt, welche mittels UV-Bestrahlung und/oder 50 bis 85 °C aktivierbar sind. Des Weiteren sind Chromgelbpigmente und Molybdatrotpigmente geeignet, welche mittels 50 bis 85 °C aktivierbar (Zersetzung bei der erhöhten Temperatur, sodass ein versteckter Farbstoff sichtbar wird), sowie Aldazingelb und Triphenylmethan-Farbstoffe, welche mittels UV-Bestrahlung aktivierbar sind.

Claims (16)

  1. Sicherheitselement für die Absicherung eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, umfassend eine Matrix und wenigstens einen Merkmalsstoff, der bei geeigneter Anregung mit elektromagnetischer Strahlung luminesziert und/oder Licht absorbiert und/oder Licht streut, wobei das Sicherheitselement für die Verifikation des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments von einem ersten Farbzustand, in dem der wenigstens eine Merkmalsstoff luminesziert und/oder Licht absorbiert und/oder Licht streut, durch Aktivierung irreversibel in einen von dem ersten Farbzustand verschiedenen zweiten Farbzustand, in dem der wenigstens eine Merkmalsstoff luminesziert und/oder Licht absorbiert und/oder Licht streut, überführbar oder überführt ist und nur der zweite Farbzustand der für eine Verifikation geeignete Farbzustand ist.
  2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Farbzustand und der zweite Farbzustand durch die Energie der Lumineszenz und/oder Lichtabsorption und/oder Lichtstreuung unterscheiden.
  3. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix aus Polyamid besteht.
  4. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement für die Aktivierung vom ersten in den zweiten Farbzustand einen Zeitraum von wenigstens 8 Stunden benötigt.
  5. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Merkmalsstoff mittels Extrusion in die Matrix eingebracht ist.
  6. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Merkmalsstoff ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Benzoxazinon, dessen Derivate, Salicylsäure und deren Derivate.
  7. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement zumindest einen ersten und einen zweiten jeweils lumineszierenden und/oder Licht absorbierenden und/oder Licht streuenden Merkmalsstoff enthält, wobei ausschließlich der erste Merkmalsstoff durch die Aktivierung veränderbar ist.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements in einem zweiten Farbzustand, wobei das Herstellungsverfahren folgende Schritte umfasst: a) Bereitstellen eines Sicherheitselements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem ersten Farbzustand und b) Irreversibles Überführen des Sicherheitselements von dem ersten Farbzustand durch Aktivierung in den zweiten Farbzustand.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung vom ersten in den zweiten Farbzustand unter Aktivierungsbedingungen stattfindet, bei denen ein äußerer Druck vermieden wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung vom ersten in den zweiten Farbzustand mittels thermischer Behandlung stattfindet.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung bei einer Temperatur von wenigstens 40 °C und höchstens 100 °C durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement für die Aktivierung vom ersten in den zweiten Farbzustand einer Bestrahlung mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere UV-Bestrahlung, ausgesetzt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement für die Aktivierung vom ersten in den zweiten Farbzustand einer Behandlung mit chemischen Agenzien ausgesetzt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung mit chemischen Agenzien eine Behandlung in einer Wasserdampfatmosphäre umfasst.
  15. Wert- und/oder Sicherheitsdokument, umfassend wenigstens ein Sicherheitselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
  16. Verfahren zur Herstellung eines ein Sicherheitselement in einem zweiten Farbzustand aufweisenden Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, umfassend folgende Verfahrensschritte: a. Bereitstellen des Sicherheitselements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem ersten Farbzustand, b. Irreversibles Überführen des Sicherheitselements von dem ersten Farbzustand durch Aktivierung in den zweiten Farbzustand und c. Integrieren des Sicherheitselements in dem zweiten Farbzustand in das Wert- und/oder Sicherheitsdokument.
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