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Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente oder dergleichen, wobei das Sicherheitselement ein Substrat aufweist, das eine Vorderseite und eine Rückseite mit jeweils einer Oberfläche aufweist, wobei auf die Oberfläche der Vorderseite des Substrats ein elektronisches Bauteil aufgebracht ist, wobei das elektronische Bauteil mit einer Höhe h1 über die Oberfläche der Vorderseite hervorragt.
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Ein gattungsgemäßes Sicherheitselement ist beispielsweise aus
W0 03/054808 A2 bekannt.
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Ein elektronisches Bauteil ist beispielsweise ein Mikrochip, an den eine Antennenstruktur zum Versorgen des Mikrochips mit elektrischer Energie und für die Ein- und Abstrahlung von Informationen in den bzw. aus dem Mikrochip angeschlossen ist. Mikrochips, die im Rückschleifverfahren erzeugt werden, haben eine Dicke von 10 µm bis 30 µm, eine Antennenstruktur eine Dicke von 30 µm bis 80 µm, Kontaktierelemente von Mikrochip zu Antennenstruktur bzw. Bumps eine Dicke von 5 µm bis 80 µm und eine Trägerfolie oder PET-Folie eine Dicke von 6 µm. Die Mindestdicke des elektronischen Bauteils beträgt also insgesamt 61 µm. Damit ragt ein derartiges elektronisches Bauteil, das auf ein Substrat beispielsweise einer Banknote aufgebracht ist, mit einer Höhe von 61 µm über die Oberfläche des Substrats hinaus. Es ist damit nachteilhaft anfällig gegenüber äußere mechanische Beeinflussungen bzw. kann leicht beschädigt oder vollständig vom Substrat abgerissen werden.
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Weitere derartige elektronische Bauteile können beispielsweise auch LEDs, OLEDs, Temperatur-, Licht- oder Drucksensoren sein.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Sicherheitselement derart weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik behoben werden.
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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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Erfindungsgemäß befindet sich auf der Vorderseite des Substrats an dem elektronischen Bauteil mindestens eine Erhöhung, wobei die mindestens eine Erhöhung mindestens eine Höhe h2 aufweist, wobei die Höhe h2 größer oder gleich der Höhe h1 ist. Die mindestens eine Erhöhung ist also mindestens so hoch wie die Oberkante des elektronischen Bauteils und schützt damit besonders vorteilhaft das elektronische Bauteil vor äußeren mechanischen Beeinflussungen, wie beispielsweise vor Abrieb oder mechanische Einwirkungen auf die Oberfläche des Sicherheitselements oder vor Knicken, Dehnen oder Stauchen des Sicherheitselements. Die Erhöhung bildet also eine Art „Schutzwand“ oder „Knickschutz“ für das elektronische Bauteil. Geschützt wird also das elektronische Bauteil an sich. Zusätzlich können auch um das elektronische Bauteil umliegende Strukturen, wie beispielsweise die Antennenstruktur geschützt werden, indem die mindestens eine Erhöhung auch an den Außenkanten der umliegenden Strukturen anliegen kann.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine Erhöhung aus einer Farbschicht besteht, die auf die Vorderseite des Substrats aufgebracht ist. Eine derartige Farbschicht kann beispielsweise im Stichtiefdruck, Siebdruck oder im Inkjet-Druck auf das Substrat aufgebracht werden.
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Besonders bevorzugt besteht die Farbschicht aus einem Bindemittel, in das sogenannte Expancel-Mikrokapseln der Fa. AkzoNobel eingebracht sind. Diese Expancel-Mikrokapseln dehnen sich bei Beaufschlagung mit hoher Temperatur bzw. Hitze auf ihr bis zu 60-faches Volumen aus bzw. vergrößern ihren Durchmesser von 12 µm auf 40 µm. Somit wird also aus einem ursprünglich dünnen Farbauftrag nach Einwirkung von Hitze eine Farbschicht mit einer mehr als dreimal größeren Dicke bzw. Höhe.
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Gemäß einer zweiten alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine Erhöhung aus einer Prägestruktur besteht die in das Substrat geprägt ist. Die Prägestruktur kann beispielsweise mit einem Intaglio-Druckverfahren erzeugt werden, bei dem das Substrat mit hohem mechanischen Druck verformt wird. Auf der Rückseite des Substrats bilden sich dabei Vertiefungen, die auf der Vorderseite des Substrats als Erhöhungen abgebildet werden.
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Gemäß einer dritten alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine Erhöhung aus mindestens einer Kunststofffolie besteht, die auf die Vorderseite des Substrats aufgebracht oder in das Substrat eingebracht ist. Die Kunststofffolie kann beispielsweise ein ein- oder mehrschichtiger Sicherheitsstreifen sein, der mit einem Transferverfahren auf das Substrat aufgebracht bzw. aufgeklebt wird. Die Kunststofffolie kann alternativ oder zusätzlich auch ein mindestens teilweise in das Substrat eingebrachter Sicherheitsfaden sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform für alle drei vorgenannten alternativen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die mindestens eine Erhöhung das elektronische Bauteil mindestens teilweise, bevorzugt vollständig umgibt. Die mindestens eine Erhöhung bildet also eine Art „Ringwall“ um das elektronische Bauteil herum, der entweder nur teilweise ausgebildet ist oder das elektronische Bauteil wie eine „Stadtmauer“ vollständig umgibt. Die Höhe der einzelnen Elemente des „Ringwalls“ oder die Höhe der „Stadtmauer“ muss dabei nicht an allen Stellen gleich hoch sein. Vielmehr kann die Höhe um das elektronische Bauteil herum variieren. Ebenso muss die Breite der Erhöhung und/oder die Länge der einzelnen Elemente nicht gleich groß sein. Damit kann besonders bevorzugt durch die Erhöhung ein taktil erfassbares Element mit einer bestimmten Information erzeugt werden, das beispielsweise durch blinde oder sehbehinderte Menschen genutzt werden kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform für alle drei vorgenannten alternativen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Höhe h2 bei einem Wertdokument in Form einer Banknote maximal 100 µm beträgt. Bei Verpackungen oder ähnlichen Wertgegenständen kann die Höhe auch mehr als 100 µm betragen, beispielsweise bis zu 500 µm bei Grußkarten.
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Das elektronische Bauteil ist bevorzugt direkt auf die glatte Oberseite des Substrats aufgebracht. Eine Höhe des elektronischen Bauteils von mehr als 100 µm kann jedoch nicht mehr auf einer Banknote realisiert werden, da sie dann nicht mehr von Banknotenbearbeitungsmaschinen verarbeitet werden kann. Bei einer derartigen Höhe des elektronischen Bauteils oder um die Gesamthöhe des Sicherheitsdokuments weiter zu reduzieren, kann das elektronische Bauteil in eine Vertiefung auf der Vorderseite des Substrats eingebracht werden. Diese Vertiefung wird beispielsweise bereits bei der Herstellung des Substrats in Form eines Wasserzeichens in die Vorderseite des Substrats eingebracht oder kann nachträglich in die Vorderseite des Substrats mechanisch gefräst oder mit einem Laser eingebracht werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform für alle drei vorgenannten alternativen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Erhöhung eine Breite b aufweist, die bevorzugt 50 µm bis 10 mm und besonders bevorzugt 0,5 mm bis 5 mm beträgt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform für alle drei vorgenannten alternativen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die mindestens eine Erhöhung einen Abstand von dem elektronischen Bauteil von mindestens 0 mm aufweist, die Erhöhung also direkt an dem elektronischen Bauteil anliegt, oder einen Abstand aufweist, die Erhöhung also nicht direkt an dem elektronischen Bauteil anliegt. Dass sich auf der Vorderseite des Substrats „an“ dem elektronischen Bauteil mindestens eine Erhöhung befindet, bedeutet im Sinne dieser Erfindung also nicht nur, dass die mindestens eine Erhöhung direkt an dem elektronischen Bauteil anliegt, sondern dass sie auch einen Abstand von mehr als 0 mm zu dem elektronischen Bauteil aufweisen kann, wie im Folgenden weiter ausgeführt wird.
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Besteht die Erhöhung aus einem Sicherheitsfaden, also aus mindestens einer Kunststofffolie, die in das Substrat oder Sicherheitspapier eingebracht ist, dessen Position im Sicherheitspapier „wobbelt“, also absichtlich schwankt, berechnet sich der maximale Abstand aus der Fadenbreite zuzüglich etwa 6 mm Wobbeln jeweils zu beiden Seiten des Sicherheitsfadens. Bei einem Sicherheitsfaden von 8 mm Breite ergibt sich damit ein maximaler Abstand von bis zu 20 mm. Ist der Sicherheitsfaden ein Fensterfaden, bei dem die Fenster durch Wasserzeichen mit einer bestimmten Breite, üblicherweise 25 mm, gebildet werden, beträgt der maximale Abstand die Breite des Wasserzeichens, also üblicherweise 25 mm.
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Besteht die Erhöhung aus einer Farbschicht, ist der Wert des Abstands von 0 mm ist bei üblichen Druckverfahren, wie beispielsweise dem Stichtiefdruckverfahren, nur in Ausnahmefällen realisierbar. Üblicherweise weisen diese Druckverfahren Passerschwankungen auf, bei denen die Position eines Druckelements auf einem Substrat von Druckschritt zu Druckschritt um etwa 0,1 mm bis 0,2 mm schwankt. Deshalb ist bei üblichen Druckverfahren ein Abstand der mindestens einen Erhöhung von dem elektronischen Bauteil von 0,1 mm bis 0,2 mm erforderlich, bei dem also die Passerschwankungen berücksichtigt werden.
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Selbstverständlich sind auch Varianten möglich, bei denen eine oder mehrere Erhöhungen unterschiedliche Abstände zum elektronischen Bauteil aufweisen, der Abstand also variiert. Beispielsweise grenzt mindestens eine Erhöhung direkt an das elektronische Bauteil an und weist mindestens eine andere Erhöhung einen Abstand von mehr als 0 mm auf oder weist eine oder alle Erhöhungen unterschiedliche Abstände zum elektronischen Bauteil auf, indem sie beispielsweise wellenförmig um das elektronische Bauteil herum angeordnet ist bzw. sind.
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Des Weiteren kann die Position des elektronischen Bauteils auf dem Substrat ermittelt werden, beispielsweise durch ein optisches Verfahren, und die mindestens eine Erhöhung im Register zu der Position des elektronischen Bauteils auf gebracht werden. Falls die mindestens eine Erhöhung in einem Prozessschritt vor der Aufbringung des elektronischen Bauteils auf das Substrat aufgebracht wird, wird die Position der mindestens einen Erhöhung oder einer zugehörigen Registermarke auf dem Substrat ermittelt, beispielsweise durch ein optisches Verfahren, und das elektronische Bauteil im Register zu der Position der mindestens einen Erhöhung aufgebracht.
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Die Erhöhung kann auch durch Applizierung eines „starren“ Bauteils (mit Pick-and-Place-Maschine zum Setzen von Mikrochips, beispielsweise ein Polymerring um den Bereich des Mikrochips) entweder auf das Substrat oder auf die Transfer- oder Trägerfolie des elektronischen Bauteils aufgebracht werden.
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Die Erhöhung kann auch aus einem Polymermaterial bestehen und durch ein Dosierventil oder mit einem Inkjet-Druckverfahren um das elektronische Bauteil rundherum aufgebracht werden entweder auf das Substrat oder auf die Trägerfolie des elektronischen Bauteils selbst.
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Die Erhöhung kann auch aus einem Metall, einer Legierung oder einem Polymer bestehen und beispielsweise auf der Trägerfolie des elektronischen Bauteils mit angeliefert werden.
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Eine Erhöhung kann auch mit einem anderen Prozess erzeugt werden, beispielsweise durch Spritzguss, 3D-Druck oder Ausstanzen in beliebiger Form.
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Das Substrat besteht besonders bevorzugt aus Papier aus Baumwollfasern, wie es beispielsweise für Banknoten verwendet wird, oder aus anderen natürlichen Fasern oder aus Synthesefasern oder einer Mischung aus natürlichen und synthetischen Fasern, oder aus mindestens einer Kunststofffolie. Weiterhin bevorzugt besteht das Substrat aus einer Kombination aus mindestens zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen unterschiedlichen Substraten, einem sogenannten Hybrid. Hierbei besteht das Substrat beispielsweise aus einer Kombination Kunststofffolie-Papier-Kunststofffolie, d.h. ein Substrat aus Papier wird auf jeder seiner beiden Seiten durch eine Kunststofffolie bedeckt, oder aus einer Kombination Papier-Kunststofffolie-Papier, d.h. ein Substrat aus einer Kunststofffolie wird auf jeder seiner beiden Seiten durch Papier bedeckt.
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Besonders bevorzugt kann die Oberseite des elektronischen Bauteils und die mindestens eine Erhöhung durch eine Kunststofffolie abgedeckt sein. Das elektronische Bauteil befindet sich dabei samt der mindestens einen Erhöhung innerhalb einer Schichtstruktur und wird durch diese vorteilhaft zusätzlich vor äußeren mechanischen Einflüssen geschützt.
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Angaben zum Gewicht des verwendeten Substrats sind beispielsweise in der Schrift
DE 102 43 653 A9 angegeben, deren Ausführungen diesbezüglich vollumfänglich in diese Anmeldung aufgenommen werden. Die Schrift
DE 102 43 653 A9 führt insbesondere aus, dass die Papierschicht üblicherweise ein Gewicht von 50 g/m
2 bis 100 g/m
2 aufweist, vorzugsweise von 80 g/m
2 bis 90 g/m
2. Selbstverständlich kann je nach Anwendung jedes andere geeignete Gewicht eingesetzt werden.
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Wertdokumente, für die ein derartiges Substrat bzw. Sicherheitspapier verwendet werden kann, sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, deren Kartenkörper mindestens eine Lage eines Sicherheitspapiers aufweist, und auch Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen, Faltschachteln, Beipackzettel und dergleichen.
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Die Begriffe „Vorderseite“ oder „Rückseite“ des Substrats sind relative Begriffe, die auch als „die eine“ und „die gegenüberliegende“ Seite bezeichnet werden können und die den überwiegenden Anteil der Gesamtoberfläche des Substrats bilden. Ausdrücklich nicht umfasst mit diesen Begriffen sind die Seitenflächen eines Substrats, die bei einer Dicke eines Substrats, die bei Kartenkörpern nur etwa einen Millimeter oder bei Banknoten nur Bruchteile eines Millimeters beträgt, verschwindend gering sind und üblicherweise nicht mit Sicherheitselementen oder Beschichtungen versehen werden bzw. werden können.
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Eine Information im Sinne dieser Erfindung ist eine musterförmig gestaltete und taktil und/oder visuell wahrnehmbare Darstellung. Diese kann beispielsweise eine alphanumerische Zeichenfolge aus Ziffern und/ oder Buchstaben, eine graphische Abbildung, ein Bild, einen Text oder sonstige Zeichen bilden. Besonders bevorzugt besteht die Information dabei aus positiven oder/und negativen Motiven. Bei einem positiven Motiv wird hierbei ein Motivelement selbst auf das Substrat aufgebracht, wohingegen bei einem negativen Motiv der das Motivelement umgebende Bereich auf das Substrat aufgebracht wird. Ein positives Motiv ist beispielsweise ein in dunkler Farbe auf das helle Substrat aufgedruckter Buchstabe. Ein negatives Motiv ist beispielsweise eine in dunkler Farbe auf das helle Substrat aufgebrachte Fläche, die innerhalb der Fläche einen unbedruckten Bereich in Form eines Buchstabens aufweist.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzumfang der Ansprüche erfasst ist.
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Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die Darstellungen in den Figuren des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wider. Insbesondere entsprechen die in den Figuren gezeigten Proportionen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit. Des Weiteren sind die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Umsetzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder zur Anwendung kommen.
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Im Einzelnen zeigen schematisch:
- 1 einen erfindungsgemäßes Sicherheitselement in Seitenansicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 einen erfindungsgemäßes Sicherheitselement in Seitenansicht gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 3 einen erfindungsgemäßes Sicherheitselement in Seitenansicht gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
- 4 das erfindungsgemäße Sicherheitselement aus 2 in Draufsicht,
- 5 eine Variante des erfindungsgemäße Sicherheitselement aus 4.
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1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement in Seitenansicht, das aus einem Substrat 1, einem elektronischen Bauteil 2 mit einer Höhe h1 und einer Erhöhung 3 mit einer Höhe h2 > h1 und einer Breite b besteht. Die Erhöhung 3 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Farbschicht gebildet. Das elektronische Bauteil 2 ist auf die flache Vorderseite des Substrats 1 aufgebracht.
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2 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Sicherheitselement aus 1 in Seitenansicht, bei dem die Erhöhung 4 anstatt aus einer Farbschicht aus einer Kunststofffolie besteht, die auf das Substrat aufgeklebt ist.
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3 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Sicherheitselement aus 2 in Seitenansicht, bei dem das elektronische Bauteil 2 in einer Vertiefung 5 auf der Vorderseite des Substrats 1 angeordnet ist. Die Vertiefung 5 wird beispielsweise durch ein Wasserzeichen gebildet. Hierdurch kann besonders vorteilhaft die effektive Höhe h2 reduziert werden.
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4 zeigt schematisch in Draufsicht das erfindungsgemäße Sicherheitselement aus 2. Die Erhöhung 4 umgibt hierbei vollständig das elektronische Bauteil. Alternativ kann die Erhöhung 6 auch gemäß 5 aus einzelnen Elementen bestehen, die das elektronische Bauteil 2 mit Unterbrechungen und damit nicht vollständig umgeben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 03/054808 A2 [0002]
- DE 10243653 A9 [0027]
