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Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement mit einem reversibel veränderbarem Farbbereich und betrifft insbesondere einen Datenträger, wie etwa ein Wert- oder Sicherheitsdokument.
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Datenträger, wie etwa Wert- oder Ausweisdokumente, oder andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit möglichst fälschungssicheren Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Als Sicherheitselemente, die selbst mit hochwertigen Farbkopiergeräten nicht reproduziert werden können, werden beispielsweise Hologramme, lumineszierende Darstellungen, Metallisierungen, Merkmale mit Farbkippeffekt oder mikrooptische Strukturen wie etwa Moiré-Muster eingesetzt.
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Nicht kopierbar sind auch Sicherheitselemente, die eine photochrome Substanz aufweisen. Photochromie bezeichnet dabei eine durch Lichteinwirkung hervorgerufene reversible Zustandsänderung einer Substanz, insbesondere eine Farbänderung. Die Rückreaktion kann dabei spontan mit einer bestimmten Zeitkonstante, thermisch oder ebenfalls photochemisch durch Bestrahlen mit Licht einer anderen Wellenlänge erfolgen. Dabei ist die Reversibilität der Zustandsänderung ein wesentliches Kennzeichen der Photochromie, das sie von anderen lichtinduzierten Reaktionen unterscheidet.
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DE 10 2012111113 A1 betrifft ein Sicherheitselement, in welchem eine erste Schicht opak für UV-Licht und ein zweite Schicht unter UV-Licht lumineszierend ist. Das Wertdokument aus
EP 2484 537 A2 umfasst ein photochromes Sicherheitsmerkmal in einer innenliegenden Schicht. In
EP 2643344 A1 werden UV-empfindliche, insbesondere photochrome Farbmittel eines Sicherheitselements durch ein UV-absorbierendes Bindemittel geschützt.
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Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Datenträger der eingangs genannten Art mit einem attraktiven Erscheinungsbild und hoher Fälschungssicherheit anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der Erfindung weist das Sicherheitselement einen Mehrschichtaufbau auf. In einer ersten Schicht ist ein Farbbereich angeordnet, dessen Farbe durch eine Aktivierungsstrahlung reversibel veränderbar ist. In einer zweiten Schicht ist ein Filterbereich für die Aktivierungsstrahlung angeordnet, der den Farbbereich zumindest teilweise überlappt. Für einen Betrachter des Filterbereiches der zweiten Schicht liegt die erste Schicht hinter der zweiten Schicht. Der Filterbereich ist zur Filterung von UV-Strahlung als Aktivierungsstrahlung ausgebildet. Der Filterbereich ist weiterhin so ausgestaltet ist, dass für den Betrachter des Filterbereiches der zweiten Schicht der sichtbare Farbeindruck im Überlappungsbereich von der Farbe der dahinter liegenden ersten Schicht im Überlappungsbereich abhängt. Bei Bestrahlung mit Aktivierungsstrahlung zeigen sich - abhängig von der Bestrahlungsintensität bzw. -seite - zwei unterschiedliche Motive, indem der Filterbereich zumindest zwei Teilbereiche unterschiedlicher Filterungsstärke für die Aktivierungsstrahlung enthält, oder indem der Farbbereich zumindest zwei Teilbereiche unterschiedlicher Empfindlichkeit für die Aktivierungsstrahlung enthält, oder indem ein weiterer Filterbereich in einer dritten Schicht vorliegt, der zumindest teilweise mit dem Farbbereich und/oder dem Filterbereich überlappt, wobei die erste Schicht zwischen der zweiten und dritten Schicht angeordnet ist.
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Die Begriffe Anregung und Aktivierung bzw. Anregungsstrahlung und Aktivierungsstrahlung werden nachfolgend synonym gebraucht, da der Farbbereich durch die Aktivierungsstrahlung zu der reversiblen Farbänderung angeregt wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Schicht in dem Farbbereich aus einem photochromen Material gebildet oder umfasst dort zumindest ein photochromes Material. Zahlreiche anorganische und organische photo- chrome Substanzen sind an sich bekannt und können im Rahmen der vorliegenden Erfindung für den Farbbereich der ersten Schicht eingesetzt werden. Beispielhaft sei etwa das im Ausgangszustand orangefarbene Triphenylfulgid genannt, das sich bei Bestrahlung mit kurzwelligem Licht bläulich färbt und dessen ursprüngliche Färbung sich im Dunklen oder bei Bestrahlung mit rotem Licht wieder einstellt. Spiropyrane sind etwa im Ausgangszustand farblos und gehen bei Bestrahlung mit UV-Licht in einen blauen Zustand über, der durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht wieder in den farblosen Zustand überführt werden kann.
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Das Material des Farbbereichs, insbesondere das photochrome Material, ist vorteilhaft so gewählt, dass der Farbton und/oder die Sättigung und/oder die Helligkeit des sichtbaren Farbeindrucks von der Intensität und/oder Anregungsdauer der Aktivierungsstrahlung abhängt.
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Der sichtbare Farbeindruck des Filterbereiches wird im Überlappungsbereich für den Betrachter von der Farbe im Überlappungsbereich der dahinter liegenden ersten Schicht abhängen. In einer ersten Ausgestaltung erzeugt der Filterbereich einen eigenen Farbeindruck, der zumindest teilweise - insbesondere zumindest für bestimmte Kippwinkel, von der Farbe des Farbbereiches im Überlappungsbereich abhängt. Es sind beispielsweise optische Schichten bekannt, die einen eigenen Farbeindruck erzeugen, wenn die dahinterliegende Schicht eine vorgegebene Farbeigenschaft erfüllt, die jedoch grau erscheinen solange die dahinterliegende Schicht die vorgegebene Eigenschaft nicht erfüllt. Insbesondere optisch variable Schichten, wie Flüssigkristallschichten, mit dieser Eigenschaft sind bekannt. Vom Kippwinkel abhängige optisch variable Schichten können in einem ersten Kippwinkel einen erste Farbeindruck vermitteln, der unabhängig von der Farbe der dahinterliegenden Schicht ist, und in zumindest einem zweiten Kippwinkel einen von der Farbe der dahinterliegenden Schicht abhängigen Farbeindruck zeigen. In einer anderen Ausgestaltung ist der Filterbereich derart transluzent, dass die Farbe des Farbbereiches im Überlappungsbereich den Farbeindruck des Betrachters bestimmt. Beispielsweise könnte der Farbbereich von gelb nach rot geändert werden, so dass unter einem blauen Filterbereich, durch die Änderung aus einem insgesamt grünen ein lilafarbener Eindruck wird. In der bevorzugten Ausgestaltung ist der Filterbereich transparent, so dass der Farbbereich im Überlappungsbereich für den Betrachter durch den Filterbereich hindurch sichtbar ist. In dem obigen Beispiel eines von gelb nach rot änderbaren Farbbereiches würde der Betrachter jeweils die aktuelle Farbe des Farbbereiches sehen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält der Filterbereich zumindest zwei Teilbereiche unterschiedlicher Filterungsstärke für die Aktivierungsstrahlung, die in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung ausgebildet sind, so dass der Mehrschichtaufbau bei Bestrahlung mit Aktivierungsstrahlung unterschiedlicher Intensität zumindest zwei unterschiedliche Bildmotive zeigt.
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Die Filterungsstärke von zwei Teilbereichen des Filterbereichs kann dabei vorteilhaft insbesondere so gewählt sein, dass der Farbbereich
- - bei Bestrahlung mit Tageslicht mit einem UV-Anteil unterhalb eines vorbestimmten Grenzwerts nur in einem der Teilbereiche des Filterbereichs aktiviert wird, und
- - bei Bestrahlung mit Tageslicht mit einem UV-Anteil oberhalb eines vorbestimmten Grenzwerts in beiden Teilbereichen des Filterbereichs aktiviert wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des Sicherheitselements sind der Farbbereich und der Filterbereich so aufeinander abgestimmt, dass der Mehrschichtaufbau
- - bei Bestrahlung mit Tageslicht mit einem UV-Anteil unterhalb eines vorbestimmten Grenzwerts ein erstes Bildmotiv zeigt,
- - bei Bestrahlung mit Tageslicht mit einem UV-Anteil oberhalb des vorbestimmten Grenzwerts ein zweites Bildmotiv zeigt,
- - und vorzugsweise, dass der Mehrschichtaufbau bei Bestrahlung mit intensivem UV-Kunstlicht ein drittes Bildmotiv zeigt.
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Das erste Bildmotiv kann dabei auch zumindest teilweise außerhalb des Filterbereichs vorliegen.
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Als vorbestimmter Grenzwert kann bei den genannten Ausgestaltungen beispielsweise ein gesundheitsgefährdender Grenzwert gewählt sein, bei dessen Überschreiten Schutzmaßnahmen des Nutzers für Augen oder Körper angezeigt sind.
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Das Material des Farbbereichs, insbesondere das photochrome Material, ist mit Vorteil so gewählt, dass die reversible Veränderung des Farbeindrucks des Farbbereichs mehr als 1,5 Sekunden anhält, vorzugsweise zwischen 1,5 und 40 Sekunden, besonders bevorzugt zwischen 1,5 und 3 Sekunden, zwischen 3 und 10 Sekunden oder zwischen 10 und 30 Sekunden. Im Sinne einer Halbwertszeit sinkt in dieser Zeit der veränderte Farbeindruck, insbesondere die densitometrische Dichte, von einem maximal geänderten Wert (ΔI = I_max- I_0, mit I_0>=0) auf die Hälfte dieser Änderung (ΔI/2) ab. Bestimmt wird die Halbwertszeit bei Raumtemperatur (20 Grad Celsius) und Tageslicht. Das Material ist so gewählt, dass die Änderung ausreichend lange anhält (mehr als 1,5 Sekunden oder mehr als 3 Sekunden), um für den Betrachter wahrnehmbar zu sein. Das Material kann so gewählt sein, dass eine erneute Prüfung für den Betrachter - mit zumutbarer Verzögerung - möglich ist (Halbwertzeit zwischen 1,5 und 10 Sekunden, bevorzugt zwischen 3 und 5 Sekunden). Es ist möglich die die Rückreaktion des Farbeindruckes mittels einer externen (Wärme- oder Licht-)Quelle zu beschleunigen. Als externe (Wärme- oder Licht-) Rückreaktionsquelle kann beispielsweise ein Mobilfunkgerät verwendet werden, insbesondere dessen Wärmeabstrahlung und teilweise auch das Blitzlicht, dienen. Vorzugsweise wenn externe Quellen für die Rückreaktion vorgesehen sind, kann das Material so gewählt sein, dass der veränderte Farbeindruck mehr als 10 Sekunden, weiter bevorzugt mehr als 20 Sekunden, insbesondere 30 bis 120 Sekunden, anhält.
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In einer Ausgestaltung wird der Filterbereich durch ein Wasserzeichen gebildet, insbesondere durch ein Wasserzeichen in einem papierbasierten Substrat.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung enthält der Mehrschichtaufbau des erfindungsgemäßen Sicherheitselements in einer dritten Schicht einen weiteren Filterbereich, wobei die erste Schicht zwischen der zweiten und dritten Schicht angeordnet ist, so dass der weitere Filterbereich zumindest teilweise mit dem Farbbereich und/oder Filterbereich überlappt. Mit besonderem Vorteil haben der weitere Filterbereich, der Farbbereich und der Filterbereich sogar einen gemeinsamen Überlappbereich, in dem alle drei Elemente überlappen und dadurch zusammenwirken können.
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Bevorzugt ist der weitere Filterbereich ein Transmissionselement, welches ein Wasserzeichen darstellt. Insbesondere kann die dritte Schicht eine papierbasierte Substratschicht sein.
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Das Transmissionselement ist vorteilhaft durch den Filterbereich und/oder Farbbereich hindurch sichtbar und daher vom Nutzer prüfbar. Mit Vorteil stellt das Transmissionselement ein Wasserzeichen dar. Das Wasserzeichen kann auf herkömmliche Weise, also während der Papierherstellung (am Papiersieb), in einem papierbasierten Substrat ausgebildet sein. Es kann aber auch drucktechnisch, beispielsweise durch bereichsweises Aufdrucken von Deckweiß auf eine an sich transparente Kunststofffolie oder durch bereichsweises Aufbringen von die Transparenz erhöhender Farbe auf ein papierbasiertes Substrat erzeugt sein. Eine Kombination aus herkömmlichem (papiermacherischem) und gedrucktem Wasserzeichen ist ebenso verwendbar.
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Das Wasserzeichen wird in der Regel durch Bereiche erhöhter Transparenz gebildet, wie beispielsweise Bereiche verringerter Papiersubstratdicke. Vorliegend ist die Verwendung eines negativen Wasserzeichens vorteilhaft. Das Wasserzeichen kann entsprechend durch Bereiche verringerter Transmission gebildet sein. Das Papiersubstrat mit normaler Transmission wird teilflächig in seiner Transmission erhöht und das Motiv des Wasserzeichens durch in der Teilfläche liegende Bereiche verringerter Transmission (z.b. bis zu normaler Transmission) gebildet.
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Der Farbbereich, der Filterbereich und das Transmissionselement sind in einer bevorzugten Ausgestaltung so aufeinander abgestimmt, dass der Mehrschichtaufbau in Durchsicht
- - ohne Bestrahlung mit Aktivierungsstrahlung ein erstes Transmissionsmotiv zeigt,
- - bei Bestrahlung mit Aktivierungsstrahlung durch den Filterbereich ein zweites Transmissionsmotiv zeigt, und
- - bei Bestrahlung mit Aktivierungsstrahlung durch das Transmissionselement ein drittes Transmissionsmotiv zeigt.
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Auch bei den Ausgestaltungen mit einem zusätzlichen Transmissionselement enthält der Filterbereich bevorzugt zumindest zwei Teilbereiche unterschiedlicher Filterungsstärke für die Aktivierungsstrahlung, die in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung ausgebildet sind, so dass der Mehrschichtaufbau bei Bestrahlung mit Aktivierungsstrahlung unterschiedlicher Intensität durch den Filterbereich zumindest zwei unterschiedliche Transmissionsmotive zeigt.
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In allen beschriebenen Gestaltungen kann der Farbbereich einheitlich sein, oder er kann zumindest zwei Teilbereiche unterschiedlicher Empfindlichkeit für die Aktivierungsstrahlung enthalten, die in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung ausgebildet sind, so dass der Mehrschichtaufbau bei Bestrahlung mit Aktivierungsstrahlung unterschiedlicher Intensität zumindest zwei unterschiedliche Bildmotive und/oder Transmissionsmotive zeigt. Die unterschiedlichen Empfindlichkeiten können beispielsweise durch unterschiedliche Konzentrationen des eingesetzten photochromen Materials in den Teilbereichen erzeugt sein.
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Der Farbbereich kann auch zumindest zwei Teilbereiche mit unterschiedlicher Änderungen des sichtbaren Farbeindrucks durch die Aktivierungsstrahlung enthalten, die ebenfalls in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung ausgebildet sein können. Die Teilbereiche können beispielsweise unterschiedliche photochrome Materialien mit unterschiedlicher Farbänderung umfassen oder aus diesen gebildet sein.
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Der Farbbereich ist mit Vorteil auf eine Änderung des Farbeindrucks durch den UV-Anteil von Tageslicht und/oder durch UV-Kunstlicht einer UV-Lampe ausgelegt.
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Transluzenz im vorliegenden Sinne bedeutet, dass ein Objekt, wie der Filterbereich, auftreffendes Licht aus dem sichtbaren Spektrum in einem bestimmten Anteil hindurchtreten lässt. Trifft sichtbares Licht auf eine Seite des Objekts auf, wird ein bestimmter Anteil des Lichtes bis zu der anderen Seite des Objekts hindurch gelassen und tritt dort wieder aus. Je größer der prozentuale Anteil des hindurchtretenden Lichtes bezogen auf das auftreffende Licht ist, desto transluzenter ist das Objekt. Liegt der prozentuale Anteil bei mindestens 90 %, d.h. lässt das Objekt das auftreffende Licht wie bei einem Fenster nahezu ungeschwächt hindurchtreten, wird das Objekt als transparent bezeichnet. Ein Objekt hingegen, das weniger als 10 % und bevorzugt etwa 0 % des auftreffenden Lichtes (aus dem sichtbaren Spektralbereich) hindurchtreten lässt, d.h. bei dem der Anteil des hindurchtretenden Lichtes bezogen auf das auftreffende Licht gering oder nahe oder gleich Null ist, wird als opak oder als nicht lichtdurchlässig bezeichnet.
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Das Sicherheitselement kann teilweise oder vollständig durch Schichten eines Datenträgers, wie Wert- oder Sicherheitsdokument, gebildet sein. In Ausgestaltungen ist das Sicherheitselement auf einen Datenträger aufbringbar (beispielsweise als Patch oder Streifen) oder in einen Datenträger integrierbar (insbesondere als Sicherheitsstreifen/-faden).
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Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
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Es zeigen:
- 1 schematisch eine Banknote mit einem Mehrschichtaufbau nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt,
- 2 eine Banknote nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der der Filterbereich zwei Teilbereiche unterschiedlich hoher Filterstärke aufweist,
- 3 in (a) bis (f) schematisch das Erscheinungsbild des Farbbereichs der ersten Schicht der Banknote der 2 bei Bestrahlung mit Aktivierungsstrahlung unterschiedlicher Intensität bzw. ohne Bestrahlung,
- 4 eine Banknote gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, bei der der Mehrschichtaufbau zusätzlich ein Transmissionselement in Form eines Wasserzeichens aufweist,
- 5 eine Banknote wie in 4 nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 6 eine Banknote nach einem weiteren, komplexen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Erfindung wird nun am Beispiel der Absicherung von Banknoten und anderen Wertdokumenten erläutert. 1 zeigt dazu schematisch eine Banknote 10 mit einem Mehrschichtaufbau nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt.
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Auf dem Banknotenpapier 12 der Banknote 10 ist eine erste Schicht 14 aus einem UV-anregbaren photochromen Material aufgebracht, das bei Einwirkung von UV-Strahlung eine Änderung des Farbeindrucks zeigt. Beispielsweise ist die photochrome Substanz im Ausgangszustand farblos transparent und geht bei Anregung durch UV-Bestrahlung reversibel in einen Zustand violetter Farbe über.
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Dabei hängen der Farbton, die Sättigung und/oder die Helligkeit des Farbeindrucks von der Intensität und/oder Anregungsdauer der Aktivierungsstrahlung ab. Beispielsweise kann sich bei einer intensiven UV-Bestrahlung ein intensives, sattes Violett in der ersten Schicht 14 einstellen, während eine weniger intensive UV-Bestrahlung zu einem blasseren Violett führt. Die erste Schicht 14 bildet somit einen Farbbereich, dessen für einen Betrachter sichtbarer Farbeindruck durch die UV-Aktivierungsstrahlung reversibel veränderbar ist und bei dem das Ausmaß oder die Qualität der Farbänderung von der Intensität bzw. der Anregungsdauer der Aktivierungsstrahlung abhängt.
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In einem Teilbereich der ersten Schicht 14 ist eine zweite Schicht 16 aus einem im sichtbaren Spektralbereich transparenten, UV-absorbierenden Material in Form eines zweiten Bildmotivs auf der ersten Schicht 14 aufgebracht. Die zweite Schicht 16 bildet einen Filterbereich, die einerseits die Aktivierungsstrahlung schwächt oder blockiert, wegen ihrer Transparenz dem Betrachter aber im sichtbaren Spektralbereich eine ungehinderte Wahrnehmung des Farbeindrucks der ersten Schicht 14 erlaubt.
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Ohne Bestrahlung mit Aktivierungsstrahlung weist der Farbbereich der ersten Schicht 14 seinen Ausgangsfarbton auf, so dass für einen Betrachter ein erster Bildeindruck entsteht. Dieser erste Bildeindruck kann beispielsweise in der Motivform des Farbbereichs bestehen, kann aber im Fall eines farblosen photochromen Materials beispielsweise auch durch eine unterhalb der ersten Schicht 14 auf dem Banknotensubstrat 12 vorgesehene Untergrundinformation gebildet sein. Die im sichtbaren Spektralbereich transparente zweite Schicht 16 tritt ohne Bestrahlung für den Betrachter nicht in Erscheinung.
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Bei Bestrahlung mit UV-Aktivierungsstrahlung wird in den nicht mit der zweiten Schicht 16 bedeckten Teilbereichen 20 der ersten Schicht 14 die oben genannte Farbänderung, beispielsweise von farblos zu einem intensiven Violett ausgelöst. Im Filterbereich 22 der zweiten Schicht 16 ist die Intensität der die erste Schicht 14 erreichende UV-Strahlung durch die Filterwirkung der zweiten Schicht 16 deutlich reduziert. Die intensitätsreduzierte UV-Strahlung löst im Farbbereich der ersten Schicht 14 zwar ebenfalls eine Farbänderung aus, allerdings in geringerem Ausmaß, beispielsweise von farblos zu einem schwachen Violett. Durch die Kontrastwirkung der unterschiedlichen Farbeindrücke in den Teilbereichen 20, 22 tritt nach der Bestrahlung die Form des zweiten Bildmotivs der zweiten Schicht 16 für den Betrachter deutlich hervor und kann beispielsweise als Echtheitsnachweis der Banknote 10 dienen.
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Wird die Bestrahlung der Banknote 10 beendet, kehrt der Farbbereich der ersten Schicht 14 mit einer gewissen Zeitkonstante in seinen Ausgangszustand zurück und das zweite Bildmotiv verschwindet für den Betrachter wieder.
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Die Filterwirkung der zweiten Schicht 16 kann auch so stark sein, dass bei der Anregung durch eine Aktivierungsstrahlung mit einer nicht zu hohen Intensität nur im Teilbereich 20 eine Farbänderung auftritt, während die erste Schicht 14 im der Teilbereich 22 in ihrem Ausgangszustand verbleibt.
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Weiter kann die Intensität der Aktivierungsstrahlung auch so hoch gewählt werden, dass nicht nur im ungefilterten Teilbereich 20, sondern auch im Filterbereich 22 die maximal mögliche Farbänderung auftritt. Dies kann beispielsweise durch die intensive UV-Strahlung einer starken UV-Lampe erreicht werden. In diesem Fall tritt nur noch das erste Bildmotiv der ersten Schicht 14, aber nicht mehr das zweite Bildmotiv der zweiten Schicht 16 in Erscheinung.
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Ist die erste Schicht 14 im Ausgangszustand farblos, so ist ohne Bestrahlung der Untergrund des Banknotensubstrats 12 sichtbar und es treten zunächst weder das erste noch das zweite Bildmotiv in Erscheinung. Bei Bestrahlung mit UV- Aktivierungsstrahlung nicht zu hoher Intensität, beispielsweise mit Tageslicht, tritt dann durch die unterschiedlichen Farbänderungen der Teilbereiche 20, 22 sowohl das erste Bildmotiv der ersten Schicht 14 als auch das zweite Bildmotiv der zweiten Schicht 16 kontrastierend in Erscheinung. Bei Bestrahlung mit hoher Intensität, beispielsweise durch eine UV-Lampe, zeigen die Teilbereiche 20, 22 dieselbe maximale Farbänderung, so dass nur noch das erste Bildmotiv der ersten Schicht 14 erkennbar ist.
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Der Filterbereich 22 kann transparent sein, beispielsweise einen transparenten Lack umfassen, in welchem nanoskaliges Titandioxid oder organische UV-Absorber, wie Tinuvin, enthalten ist.
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Alternativ kann der Filterbereich 22 der zweiten Schicht 16 transluzent ausgebildet sein und eine eigene Farbe aufweisen. Eine durch die Eigenfarbe, wie violett, dargestellte erste Information ändert sich bei UV-Beleuchtung.
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Der Filterbereich kann auch komplexer gestaltet sein, um mehrere unterschiedliche Bilder bei Bestrahlung mit der Aktivierungsstrahlung zu erzeugen. Bei der zur Illustration in 2 gezeigten Abwandlung weist der Filterbereich 22 der zweiten Schicht 16 zwei Teilbereiche 24, 26 unterschiedlicher Filterstärke für UV-Strahlung, nämlich einen Teilbereich 24 hoher Filterstärke und einen Teilbereich 26 niedriger Filterstärke auf. Die beiden Teilbereiche 24, 26 sind in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung ausgebildet um einzeln bzw. gemeinsam unterschiedliche gewünschte Bildmotive zu erzeugen. Die erste Schicht 14 ist wie bei 1 beschrieben ausgebildet.
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3 zeigt in (a) bis (d) schematisch das Erscheinungsbild des Farbbereichs der ersten Schicht 14 ohne Bestrahlung bzw. bei Bestrahlung mit Aktivierungsstrahlung unterschiedlicher Intensität.
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Zunächst weist der Farbbereich der ersten Schicht 14 mit Bezug auf 3(a) ohne Bestrahlung seinen Ausgangsfarbton auf. Der transparente Filterbereich 22 der zweiten Schicht 16 tritt nicht in Erscheinung, so dass für einen Betrachter ein erster Bildeindruck entsteht, der, wie oben beschrieben, beispielsweise in der Motivform des Farbbereichs, oder in einer auf dem Banknotensubstrat 12 vorgesehenen Untergrundinformation besteht.
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Bei Bestrahlung mit UV-Aktivierungsstrahlung mit niedriger Intensität wird in den nicht mit der zweiten Schicht 16 bedeckten Teilbereichen 20 der ersten Schicht 14 die oben genannte Farbänderung ausgelöst, während die Intensität der gefilterten Aktivierungsstrahlung in dem mit der zweiten Schicht 16 bedeckten Filterbereich 22 nicht für eine Farbänderung ausreicht. Der nicht bedeckte Teilbereich 20 wird daher in Form des ersten Bildmotivs farbig sichtbar, während das photochrome Material in dem bedeckten Teilbereich 22 nicht ausreichend angeregt wird und daher in seinem Ausgangszustand verbleibt. Der Teilbereich 22 hebt sich daher bei Bestrahlung in Form des zweiten Bildmotivs kontrastierend vom Teilbereich 20 ab, wie in 3(b) illustriert.
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Mit Bezug auf 3(c) wird bei Bestrahlung mit UV-Aktivierungsstrahlung einer höheren Intensität in den nicht mit der zweiten Schicht 16 bedeckten Teilbereichen 20 der ersten Schicht 14 eine Farbänderung zu einem intensiveren Farbton ausgelöst. Im Teilbereich niedriger Filterstärke 26 wird die Intensität der Aktivierungsstrahlung reduziert, so dass dort eine Farbänderung, allerdings nur zu einem wenig intensiven Farbton ausgelöst wird. Im Teilbereich hoher Filterstärke 24 wird die Intensität der Aktivierungsstrahlung so stark reduziert, dass dort keine Farbänderung mehr ausgelöst wird, die erste Schicht 14 vielmehr in ihrem Ausgangszustand verbleibt. Innerhalb des durch die erste Schicht gebildeten ersten Bildmotivs 20 ist dann das zweite Bildmotivs des Filterbereichs 22 sichtbar, und zwar nochmals unterteilt in das Bildmotiv des Teilbereichs 26 mit einem weniger intensiven Farbton und das Bildmotiv des Teilbereichs 24 mit dem Ausgangserscheinungsbild der ersten Schicht 14.
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Bei einer weiteren Erhöhung der Bestrahlungsintensität wird mit Bezug auf 3(d) in den nicht mit der zweiten Schicht 16 bedeckten Teilbereichen 20 der ersten Schicht 14 die maximale Farbänderung ausgelöst. Im Teilbereich niedriger Filterstärke 26 wird nun eine Farbänderung zu einem intensiven Farbton ausgelöst, im Teilbereich hoher Filterstärke 24 eine Farbänderung zu einem weniger intensiven Farbton. Das Gesamterscheinungsbild zeigt ähnlich wie bei 3(c) drei verschiedene Erscheinungsbilder in den Teilbereichen 20, 24 und 26, allerdings ist das Ausgangserscheinungsbild der ersten Schicht nun vollständig verschwunden und es sind stattdessen drei unterschiedlich starke Ausprägungen der Farbänderung des photochromen Materials sichtbar.
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Wird die Bestrahlungsintensität weiter erhöht, so wird mit Bezug auf 3(e) auch im Teilbereich niedriger Filterstärke 26 die maximale Farbänderung ausgelöst. Im Teilbereich hoher Filterstärke 24 findet eine Farbänderung zu einem intensiven Farbton statt. Innerhalb des durch die erste Schicht gebildeten ersten Bildmotivs 20 ist nunmehr nur noch das Bildmotiv des Teilbereichs 24 konstatierend sichtbar.
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Schließlich wird bei höchster Bestrahlungsintensität in allen Teilbereichen die maximale Farbänderung ausgelöst, wie in 3(f) dargestellt, so dass nur noch das erste Bildmotiv der ersten Schicht 14 erkennbar ist und die von den Teilbereichen 22, 24, 26 gebildeten Motive verborgen bleiben.
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Auf diese Weise kann mit nur zwei Teilbereichen 24, 26 unterschiedlicher Filterungsstärke ein komplexes Sicherheitsmerkmal mit mehreren unterschiedlichen Erscheinungsbildern geschaffen werden.
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Die genannten unterschiedlichen Bestrahlungsintensitäten können insbesondere durch den UV-Anteil von Tageslicht und UV-Kunstlicht erreicht werden, wobei sich mit dem UV-Kunstlicht einer UV-Lampe sehr hohe UV-Intensitäten weit oberhalb der Tageslichtintensität erreichen lassen. Die Schwellwerte für die Sichtbarkeit unterschiedlicher Teilbereiche können beispielsweise so gewählt werden, dass bei einer unbedenklichen UV-Intensität des Tageslichts erste Bildmotive sichtbar sind, und dass ab einer hohen UV-Intensität, die beispielsweise Schutzmaßnahmen des Nutzers für Augen oder Körper angezeigt erscheinen lassen, ein weiteres Bildmotiv hervortritt, das den Nutzer auf die Gefahr durch die intensive UV-Strahlung hinweist. Eine solche Funktionalität kann beispielsweise bei Zugangs- oder Berechtigungskarten oder anderen Datenträgern sinnvoll sein, die von im Freien arbeitenden Personen genutzt werden oder die in Regionen mit besonders hoher UV-Belastung genutzt werden. Zu der Echtheitsabsicherung des Datenträgers tritt dann noch die Warnfunktion des Farbumschlags hinzu.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Mehrschichtaufbau zusätzlich oder alternativ ein Transmissionselement, wie etwa ein Wasserzeichen auf. Das Wasserzeichen kann als positives oder negatives Wasserzeichen in einem Papiersubstrat vorliegen, kann aber beispielsweise auch durch ein gedrucktes Wasserzeichen auf einem Polymersubstrat gebildet sein. Wesentlich ist lediglich, dass das Substrat des Datenträgers im Bereich des Transmissionselements eine lokal unterschiedlich große Transmission für die Aktivierungsstrahlung aufweist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 weist das Banknotenpapier 42 der Banknote 40 in dem mit der ersten, photochromen Schicht 14 (und der zweiten, UV-absorbierenden Schicht 16) versehenen Teilbereich ein Wasserzeichen 30 auf, das Teilbereiche 32 geringerer Papierdicke und Teilbereiche 34 höherer Papierdicke enthält. Entsprechend ist die UV-Transmission des Banknotenpapiers 42 in den Teilbereichen 32 höher als in den Teilbereichen 34. Die zweite Schicht 16 ist eine optionale Komponente bzw. nur optional UV-absorbierend.
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Wird die Banknote 40 im Bereich des Wasserzeichens 30 von der Unterseite 46 der Banknote her mit UV-Strahlung beaufschlagt, so erreicht die UV-Strahlung die erste Schicht 14 in den Teilbereichen 32 mit höherer Intensität als in den Teilbereichen 34. Entsprechend wird in den Teilbereichen 32 eine intensivere Farbänderung des photochromen Materials der ersten Schicht 14 ausgelöst als in den Teilbereichen 34. Das Wasserzeichen 30 wird daher auf der der Anregung gegenüberliegenden Oberseite 44 durch die lokal unterschiedliche Farbänderung der ersten Schicht 14 deutlich sichtbar. Die im sichtbaren Spektralbereich transparente zweite Schicht 16 hat bei dieser Bestrahlungsrichtung keinen Einfluss auf das visuelle Erscheinungsbild der Banknote 40.
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Bei UV-Bestrahlung der Banknote 40 von der Oberseite 44 her tritt das Wasserzeichen 30 dagegen nicht in Erscheinung, da die UV-Strahlung in diesem Fall nicht durch das Banknotenpapier 42 hindurchtritt. Vielmehr ergibt sich bei Bestrahlung von oben je nach Bestrahlungsintensität das im Zusammenhang mit 1 bereits beschriebene Erscheinungsbild.
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In einer Variante wird die zweite Schicht 16 durch eine Interferenzschicht gebildet, insbesondere auf Basis von Interferenzpigmenten mit einem Glimmer bzw. einem synthetischen Glimmer oder auf Basis von LC-Pigmenten. Die photochrome Schicht 14 wird durch UV-Strahlung, die durch die UVdurchlässigen Bereiche 32 hindurchtritt, insbesondere dunkel, wie schwarz, verfärbt. Erst mit der veränderten, dunklen Schicht 14 wird der Farbton der Interferenzschicht 16 blickwinkelabhängig und/oder in seinem Aufsichtsfarbton erkennbar.
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In einer weiteren Variation umfasst die photochrome Schicht 16 zusätzlich zu seiner veränderbaren Farbe eine Eigenfarbe (photochromer Farbstoff und Eigenfarbstoff). Die veränderte Farbe der photochromen Schicht 16 ist so gewählt, dass sie komplementär zu der Eigenfarbe ist. Zusammen ergibt sich aus der Eigenfarbe mit der veränderten Farbe (nach UV-Bestrahlung/Aktivierung) als Farbeindruck schwarz. Die gleiche Wirkung kann erzielt werden durch eine - nicht dargestellte - Zwischenschicht, in welcher die Eigenfarbe angeordnet ist, die zwischen der ersten Schicht 14 und der zweiten Schicht 16 angeordnet ist.
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In einer alternativen, in 5 dargestellten Ausgestaltung, weist eine Banknote 50 ein papierbasiertes Banknotensubstrat 52 mit einem Wasserzeichen 60 auf, das durch Bereiche mit bzw. ohne Wasserzeichenfirnis 66 gebildet ist. Der Wasserzeichenfirnis wurde dazu auf eine Oberfläche, hier die Unterseite 56 des Banknotensubstrats 52 in der gewünschten Stärke aufgedruckt. Der Firnis dringt dabei in das papierbasierte Substrat ein und reduziert dort lokal die Lichtstreuung, so dass das Substrat lokal transparenter wird. Bei geeigneter Formulierung des Wasserzeichenfirnisses wird nicht nur die Streuung im Sichtbaren, sondern auch im ultravioletten Spektralbereich reduziert, so dass die UV-Transmission des Banknotenpapiers 52 in den Teilbereichen 62, in denen Wasserzeichenfirnis 66 eingedrungen ist, höher ist als in den nicht mit Firnis bedruckten Teilbereichen 64.
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Wird die Banknote 50 im Bereich des Wasserzeichens 60 von der Unterseite 56 der Banknote her mit UV-Strahlung beaufschlagt, so erreicht die UV-Strahlung die erste Schicht 14 in den Teilbereichen 62 mit höherer Intensität als in den Teilbereichen 64. Entsprechend wird in den Teilbereichen 62 eine intensivere Farbänderung des photochromen Materials der ersten Schicht 14 ausgelöst als in den Teilbereichen 64. Wie bei 4 wird das Wasserzeichen 60 der 5 daher auf der der Anregung gegenüberliegenden Oberseite 54 durch die lokal unterschiedliche Farbänderung der ersten Schicht 14 sichtbar. Bei einer UV-Bestrahlung der Banknote 50 von der Oberseite 54 her tritt das Wasserzeichen 60 nicht in Erscheinung, dort ergibt sich vielmehr je nach Bestrahlungsintensität das im Zusammenhang mit 1 bereits beschriebene Erscheinungsbild.
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Die zweite Schicht 16 ist bevorzugt transparent oder transluzent. In einer weiteren Variante der 4 oder 5 ist die zweite Schicht 16 ein UV-Filterbereich, dessen Farbeindruck von der darunterliegenden ersten Schicht abhängt. Die zweite Schicht könnte beispielsweise Effektpigmente, wie STEP-Pigmente, Iriodin-Pigmente oder Glimmer-Pigmente umfassen. Bevorzugt wird eine schwarze, dunkle oder zur Effektfarbe komplementäre, photochrome Farbe in der ersten Schicht verwendet. Vor einer Anregung zeigt das Effektpigment in einem Kippwinkel einen Farbton (wie blau) und in Aufsicht bzw. bei anderen Kippwinkeln keinen Farbton (erscheint hellgrau). Bei UV-Bestrahlung der ersten Schicht 14 durch das Substrat 42,52 hindurch wird die Farbe der photochromen Farbe geändert. Beispielsweise wird die zuvor helle oder transparente Farbe durch die Anregung schwarz; im Falle eines Wasserzeichens: nur über den Bereichen 32,62 schwarz oder im Falle eines im Überlappungsbereich UV-transparenten Substrates: vollflächig schwarz. Die Effektfarbe zeigt nun weiterhin den ersten Farbton (im Beispiel: blau) in einem Kippwinkel, jedoch zusätzlich einen zweiten Farbton (im Beispiel: rot) in Draufsicht bzw. bei anderen Kippwinkeln.
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6 zeigt ein komplexes Ausführungsbeispiel, das eine Kombination mehrerer der bisher beschriebenen Ausgestaltungen enthält. Das Banknotenpapier 72 der Banknote 70 weist in einem Teilbereich ein Wasserzeichen 30 auf, das, wie in Zusammenhang mit 4 beschrieben, Teilbereiche 32 geringerer Papierdicke und damit höherer UV-Transmission und Teilbereiche 34 höherer Papierdicke und damit niedrigerer UV-Transmission enthält.
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Das Banknotenpapier 72 ist weiter in einem das Wasserzeichen 30 überdeckenden Bereich mit einer photochromen Schicht 80 versehen, die zwei Teilbereiche 82, 84 unterschiedlicher Empfindlichkeit für UV-Aktivierungsstrahlung enthält. Beispielsweise kann der Teilbereich 82 bereits mit UV-Strahlung niedriger Intensität, wie etwa dem UV-Anteil von Tageslicht angeregt werden, während der Teilbereich 84 nur mit der intensiven UV-Strahlung einer UV-Lampe angeregt werden kann. Die photochrome Schicht 80 und die Teilbereiche 82, 84 sind jeweils in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung ausgebildet.
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Auf die photochrome Schicht 80 ist eine Filterschicht 90 aufgebracht, die einen Teilbereich 92 hoher Filterstärke und einen Teilbereich 94 niedriger Filterstärke für UV-Strahlung aufweist. Auch die Teilbereiche 92, 94 der Filterschicht 90 sind in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung ausgebildet. Alternativ kann auf eine Unterteilung der Filterschicht 90 in Teilbereiche unterschiedlicher Filterstärke auch verzichtet werden, und die Filterschicht 90 einheitlich ausgebildet sein.
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Die Banknote 70 zeigt bei Bestrahlung mit UV-Strahlung von der Oberseite 74 bzw. Unterseite 76 unterschiedliche Erscheinungsbilder. Zunächst wird bei UV-Bestrahlung der Banknote 70 von der Unterseite 76 das Wasserzeichen 30 auf der Oberseite 74 durch die lokal unterschiedliche Farbänderung im Teilbereich 82 der photochromen Schicht 80 sichtbar. Bei der in 6 gezeigten Ausgestaltung der photochromen Schicht 80 genügt bereits die relativ schwache UV-Intensität von Tageslicht um das Wasserzeichen 30 durch Farbänderung sichtbar zu machen. Alternativ kann auch der eine hohe UV-Intensität erfordernde Teilbereich 84 ganz oder vollständig über dem Wasserzeichen 30 angeordnet sein. In diesem Fall kann die Farbänderung in Form des vollständigen Wasserzeichens 30 nur durch eine starke UV-Lampe ausgelöst werden. Gegebenenfalls können auch beide Teilbereiche 82, 84 jeweils über einem Teilbereich des Wasserzeichens 30 liegen, so dass durch Tageslicht ein Teil des Wasserzeichens sichtbar gemacht werden kann, während das vollständige Wasserzeichen 30 nur bei Einsatz einer starken UV-Lampe sichtbar wird.
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Bei einer UV-Bestrahlung der Banknote 70 von der Oberseite 74 her tritt das Wasserzeichen 30 nicht in Erscheinung. Vielmehr ergibt sich dann grundsätzlich das im Zusammenhang mit den 2 und 3 bereits beschriebene Erscheinungsbild, allerdings modifiziert durch die zusätzliche Aufteilung der photochromen Schicht 80 in zwei Teilbereiche 82, 84 unterschiedlicher Empfindlichkeit. Je nach der konkreten Form, Anordnung und Auslegung der photochromen Teilbereiche 82, 84 und der Filterbereiche 92, 94 ergeben sich so eine Vielzahl von unterschiedlichen Erscheinungsbildern.
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Das Sicherheitselement kann durch einen Betrachter mittels einer UV-Handlampe oder in einem automatischen Prüfgerät angeregt werden, um das Vorliegen des Sicherheitselements (in einem Datenträger) manuell oder automatisch zu prüfen. Das Prüfgerät wird beispielsweise eine Anregungseinheit, wie UV-Blitzlampe, und eine Farb-Erfassungseinheit, wie Matrixkamera, Zeilenkamera oder Photozelle, umfassen. Das Prüfgerät wird die Farbe zu zwei verschiedenen Zeitpunkten, insbesondere vor der Anregung sowie nach der Anregung oder unmittelbar nach der Anregung sowie nach einer definierten Zeit nach der Anregung erfassen. Optional kann eine zweite Anregungsquelle verwendet werden und/oder an unterschiedlichen Positionen (insbesondere im Überlappungsbereich und außerhalb des Überlappungsbereiches) gemessen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Banknote
- 12
- Banknotenpapier
- 14
- erste Schicht
- 16
- zweite Schicht
- 20
- nicht bedeckter Teilbereich
- 22
- Filterbereich
- 24, 26
- Teilbereiche der zweiten Schicht
- 30
- Wasserzeichen
- 32,34
- Teilbereiche unterschiedlicher Papierdicke
- 40
- Banknote
- 42
- Banknotenpapier
- 44
- Oberseite
- 46
- Unterseite
- 50
- Banknote
- 52
- Banknotenpapier
- 54
- Oberseite
- 56
- Unterseite
- 60
- Wasserzeichen
- 62, 64
- Teilbereiche unterschiedlicher Streuung
- 70
- Banknote
- 72
- Banknotenpapier
- 74, 76
- Oberseite, Unterseite
- 80
- photochrome Schicht
- 82, 84
- Teilbereiche der photochromen Schicht
- 90
- Filterschicht
- 92, 94
- Teilbereiche der Filterschicht
