DE10232786A1 - Security document, valuable document or bank note on security paper, has security marking sensed by touch, in form of laser-generated relief structure - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines taktil erfassbaren Sicherheitsmerkmals in einem faserhaltigen, insbesondere papierenen Wertdokument, wie zum Beispiel einer Banknote, sowie ein entsprechend markiertes Wertdokument als solches. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Prüfung der Echtheit des Wertdokuments anhand des Sicherheitsmerkmals.The invention relates to a method for the production of a tactile detectable security feature in a fibrous, especially paper document of value, such as Example of a banknote, as well as a correspondingly marked value document as such. The invention further relates to a method for testing the Authenticity of the value document based on the security feature.
Banknoten, Schecks, Fahrkarten, Eintrittskarten und andere Wertdokumente, insbesondere aus Papier, werden zum Zwecke der Fälschungssicherheit mit Sicherheitsmerkmalen ausgestattet, anhand deren die Echtheit der Wertdokumente überprüfbar ist.Banknotes, checks, tickets, tickets and other value documents, especially paper, are used for the purpose counterfeit protection equipped with security features, based on which the authenticity the documents of value can be checked.
In diesem Zusammenhang ist vorgeschlagen worden,
Markierungen mittels Laserstrahlung auf einem Dokument aufzubringen,
um dadurch eine irreversible und visuell leicht erfassbare Veränderung des
Dokuments zu erzielen. So wird beispielsweise in der
Einen anderen Weg geht die
Bei den vorgenannten Sicherheitsmerkmalen handelt es sich jeweils um visuell erkennbare Sicherheitsmerkmale. Es besteht aber grundsätzlich ein Bedürfnis nach weiteren, neuen Sicherheitsmerkmalen, insbesondere auch nach Sicherheitsmerkmalen, die mit einem anderen Sinnesorgan wahrnehmbar sind, beispielsweise mit dem Tastsinn erfassbare, das heißt taktile Sicherheitsmerkmale.With the aforementioned security features each is a visually recognizable security feature. But there is basically one desire for further, new security features, especially for Security features that are perceptible with another sense organ are, for example, tactile Security features.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Wertdokument mit einem taktil erfassbaren Sicherheitsmerkmal und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sicherheitsmerkmals auf einem Wertdokument vorzuschlagen.Object of the present invention is therefore a value document with a tactile detectable security feature and in particular a method for producing such a security feature to propose a document of value.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und ein Wertdokument mit den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.This object is achieved by a Procedure and a value document with the characteristics of the sibling claims solved. Dependent on it claims are advantageous developments and refinements of the invention specified.
Demnach ist vorgesehen, dass das
faserhaltige Substrat des Wertdokuments zumindest in einem Teilbereich
seiner Oberfläche
mittels Laserstrahlung derart markiert wird, dass die Fasern in
dem lasermarkierten Teilbereich aus der Oberfläche des Substrats fühlbar herausragen,
um so ein taktil erfassbares Sicherheitsmerkmal zu bilden. Der Schritt
der Lasermarkierung sollte der letzte Herstellungsschritt sein, durch
den die Taktilität
der Oberfläche
des Substrats – jedenfalls
an der lasermarkierten Stelle – beeinflusst
wird, damit die Fühlbarkeit
der aus der Substratoberfläche
herausragenden Fasern erhalten bleibt. Insbesondere wäre eine
nachfolgende Beschichtung, wie es aus der
Der durch die Laserstrahlung erzielte Effekt, dass die Fasern aus der Oberfläche des Substrats herausragen, wird darauf zurückgeführt, dass der Faserverbund durch die Energie der Laserstrahlung aufbricht und sich einzelne Faserenden aus dem Verband lösen, so dass die Fasern aufgrund ihrer Eigenspannung über die Substratoberfläche hervorragen. Als besonders geeignete faserhaltige Substratmaterialien haben sich Baumwoll-Velinpapier und sonstige Baumwoll-Sicherheitspapiere erwiesen, welche im Vergleich zu anderen Papieren lange Fasern mit hoher Reißfestigkeit besitzen. Diese Papiersorten sind für den Sicherheitsdruck ohnehin besonders geeignet. Versuche mit Baumwoll-Sicherheitspapier unter Verwendung eines Nd:YAG-Lasers (Wellenlänge 1064 nm) haben zu besonders guten Ergebnissen geführt.The one achieved by the laser radiation Effect that the fibers protrude from the surface of the substrate, is attributed to the fact that the fiber composite breaks up due to the energy of the laser radiation and individual fiber ends come loose from the dressing, so that the fibers are due to of their own tension the substrate surface protrude. As particularly suitable fiber-containing substrate materials have cotton vellum paper and other cotton security papers proven to be long fibers with high fibers compared to other papers tear strength have. These types of paper are for security printing anyway particularly suitable. Try using cotton security paper under Use of an Nd: YAG laser (wavelength 1064 nm) are too special good results.
Ein besonderer sicherheitstechnischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, dass der beschriebene Effekt nicht durch einfache Mittel nachgestellt werden kann. Der Einsatz von Lasern erfordert hohe Investitionen und tief greifendes technisches Know-how, welches über den für den Einsatz üblicher Druckmaschinen oder digitaler Druckeinrichtungen nötigen Wissensstand weit hinausgeht.A special security technology An advantage of the present invention is that the described effect can not be simulated by simple means can. The use of lasers requires high investments and deep comprehensive technical know-how, which is beyond the usual for the application Printing presses or digital printing devices require the necessary level of knowledge goes far.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Lasermarkierung in einer für Druckereien typischen Geschwindigkeit berührungslos vorgenommen werden kann. Insbesondere kann jedes Dokument individuell markiert werden, indem beispielsweise die Seriennummer oder ein anderes individualisierendes Merkmal als taktiles Sicherheitsmerkmal in das Wertdokument integriert wird.Another advantage of the invention lies in the fact that laser marking is at a speed that is typical for printers contactless can be made. In particular, each document can be customized marked by, for example, the serial number or a another individualizing feature as a tactile security feature in the value document is integrated.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht eine Beschichtung auf der Oberfläche des Substrats vor, durch die hindurch die Lasermarkierung erfolgt. Gemäß einer ersten Variante wird die Beschichtung mittels Laserstrahlung verdampft und die Faserstruktur des darunter liegenden faserhaltigen Substrats aufgebrochen, so dass die Fasern aus der Substratoberfläche herausragen. Die Beschichtung kann beispielsweise eine Folie, insbesondere eine Hologrammfolie, sein. Der taktil erfassbare, lasermarkierte Teilbereich ist dann von einem äußerst glatten Bereich umgeben, wodurch die taktile Erfassbarkeit des Sicherheitsmerkmals verstärkt wird.A special embodiment the invention provides a coating on the surface of the substrate through which the laser marking takes place. According to one In the first variant, the coating is evaporated using laser radiation and the fiber structure of the underlying fibrous substrate broken open so that the fibers protrude from the substrate surface. The coating can, for example, be a film, in particular a film Hologram foil. The tactile, laser-marked section is then extremely smooth Surround area, which makes the tactile detectability of the security feature reinforced becomes.
Die taktile Erfassbarkeit des Sicherheitsmerkmals kann auch dadurch verbessert werden, dass das Substrat vor der Lasermarkierung kalandriert wird. Auch dadurch wird das Sicherheitsmerkmal in einem besonders glatten Umfeld erzeugt.The tactile detectability of the security feature can also be improved by having the substrate before laser marking is calendered. This also makes the security feature all in one creates a particularly smooth environment.
Gemäß einer zweiten Variante besteht die Beschichtung aus einer die Laserstrahlung nicht absorbierenden Schicht, insbesondere einem flächigen Aufdruck oder einem Musterdruck, wie beispielsweise ein Guillochenmuster. Derartige aufgedruckte Farbschichten sind regelmäßig so dünn, dass sie durch das Aufbrechen der darunter liegenden Faserstruktur mit aufbrechen, so dass die Fasern des Substrats wiederum fühlbar aus der Substratoberfläche herausragen.According to a second variant, there is the coating of a non-absorbent laser radiation Layer, especially a flat print or a pattern print, such as a guilloche pattern. Such printed layers of paint are regularly so thin that they break open with the underlying fiber structure so that the Fibers of the substrate in turn can be felt protrude from the substrate surface.
Die nicht absorbierende Schicht kann auch eine die Oberfläche glättende, insbesondere transparente, dünne Lackschicht sein, welche ebenfalls durch die sich aus der Faserstruktur lösenden Fasern aufgebrochen wird. Auch diese Variante zeichnet sich durch eine erhöhte Erfassbarkeit des taktilen Sicherheitsmerkmals innerhalb einer glatten Umgebung aus.The non-absorbent layer can also the surface smoothing, especially transparent, thin Lacquer layer, which is also due to the fiber structure be solved Fibers is broken up. This variant is also characterized an increased Detectability of the tactile security feature within a smooth Environment.
Als nicht absorbierende Schicht eignet sich jede dünne Beschichtung, die beim Aufbrechen des Faserverbunds von den sich aufstellenden Fasern durchbrochen wird, sei sie aufgedruckt, aufgedampft oder aufgespritzt.Suitable as a non-absorbent layer each thin Coating that is broken when the fiber composite is broken erecting fibers is broken, be it printed, evaporated or sprayed.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der nicht absorbierenden Schicht Zusatzstoffe, beispielsweise Lumineszenzstoffe beigemengt sind, die nur unter speziellen Bedingungen sichtbar sind oder die nur im nicht-sichtbaren Wellenlängenbereich erkennbar sind, insbesondere im UV-Bereich. Dadurch wird zusätzlich zu dem taktil erfassbaren Sicherheitsmerkmal ein weiteres Sicherheitsmerkmal in das Wertdokument besonders vorteilhaft integriert. Denn durch das Aufstellen der Fasern des Substrats und Aufbrechen der nicht absorbierenden Schicht wird ein besonderer Kontrast im Vergleich zu dem die Lasermarkierung umgebenden Bereich der nicht-absorbierenden Schicht erzielt, der visuell oder mit geeigneten Überprüfungsgeräten detektiert werden kann.It is particularly advantageous if the non-absorbent layer additives, for example luminescent substances are added, which are only visible under special conditions or which can only be seen in the invisible wavelength range, especially in the UV range. This is in addition to the tactile detectable Security feature another security feature in the value document integrated particularly advantageously. Because by setting up the Fibers of the substrate and breaking up of the non-absorbent layer becomes a special contrast to that of the laser marking achieved surrounding area of the non-absorbent layer, the detected visually or with suitable inspection devices can be.
Es ist auch möglich, eine laserabsorbierende Beschichtung, die verdampft wird, und eine nicht absorbierende Schicht übereinander auf dem faserhaltigen Substrat vorzusehen, wobei die zu verdampfende Schicht zweckmäßigerweise als oberste Schicht vorliegen sollte.It is also possible to use a laser-absorbing coating, which is evaporated and a non-absorbent layer on top of each other to be provided on the fibrous substrate, the one to be evaporated Layer expediently should be the top layer.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung führt die Lasermarkierung auch zu einem Farbumschlag oder einer Farbänderung des markierten Teilbereichs, wodurch eine deutliche Kontrasterhöhung zur Überprüfung durch das menschliche Auge oder durch ein Bildverarbeitungsgerät erreicht wird. Dieser Farbumschlag wird vorzugsweise durch geeignete Zusatzstoffe verstärkt, die in dem faserhaltigen Substrat enthalten sein können. Je nach Art der gewählten Zusatzstoffe wird der Farbumschlag thermisch durch die mit der Laserstrahlung eingebrachte Energie verursacht oder durch andere, wellenlängenabhängige Farbänderungsmechanismen. Als Zusätze eignen sich zum Beispiel die Laser-Iriodine der Firma Merck. Der thermisch erzeugte Farbumschlag kann durch geeignete Absorptionsstoffe zusätzlich verstärkt werden. Sind die erhabenen und taktilen Markierungen aufgrund einer Farbveränderung der markierten Stellen auch visuell von ihrem Umfeld unterscheidbar, hat dies den Vorteil, dass Nachstellungen durch einfaches Hochprägen erschwert werden, da die Markierungen in diesem Fall auch passergenau bedruckt werden müssten, um den entsprechenden Farbkontrast aufzuweisen.According to a special embodiment of the invention leads the laser marking also leads to a color change or a color change of the marked sub-area, which results in a significant increase in contrast for checking the human eye or through an image processing device. This color change is preferably by means of suitable additives strengthened which can be contained in the fibrous substrate. ever according to the type of chosen The color change is thermally added by the laser radiation energy introduced or caused by other wavelength-dependent color change mechanisms. As additives For example, the laser iriodines from Merck are suitable. The Thermally generated color change can be achieved by using suitable absorbents are additionally reinforced. Are the raised and tactile markings due to a color change the marked places can also be visually distinguished from their surroundings, This has the advantage that it is difficult to make adjustments by simply embossing because the markings in this case are also printed with registration should be to have the appropriate color contrast.
Mittels der Lasermarkierung können alphanumerische Zeichen dargestellt werden, beispielsweise Seriennummern der Wertdokumente, oder Code, beispielsweise eindimensionale oder zweidimensionale Balkencode, oder beliebige Symbole oder Bilder. Sie können ohne wesentliche Beschränkung an einer beliebigen Stelle der Oberfläche des Wertdokuments angeordnet werden.The laser marking enables alphanumeric Characters are represented, for example serial numbers of the value documents, or code, for example one-dimensional or two-dimensional Bar code, or any symbols or pictures. You can without essential limitation arranged anywhere on the surface of the value document become.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:The invention is illustrated below by way of example of the accompanying drawings. In it show:
Das Substrat
Als Strahlungsquellen kommen je nach belasertem Substrat CO2-Laser, Nd:YAG-Laser oder andere Lasertypen in Frage, beispielsweise auch solche, die wie Nd:YAG-Laser mit Frequenzverdopplung oder -verdreifachung arbeiten können. Der Einsatz von Nd:YAG-Lasern mit einer Wellenlänge von 1064 nm hat sich insbesondere bei der Lasermarkierung von Baumwoll-Sicherheitspapier als besonders vorteilhaft erwiesen.Depending on the lasered substrate, CO 2 lasers, Nd: YAG lasers or other types of lasers are possible as radiation sources, for example also those that can work like Nd: YAG lasers with frequency doubling or tripling. The use of Nd: YAG lasers with a wavelength of 1064 nm has proven to be particularly advantageous, in particular when laser marking cotton security paper.
Durch Variation der Laserleistung und der Belichtungszeit lassen sich die Ergebnisse verändern. Auch abhängig von der Beschaffenheit des Substrats lassen sich die Ergebnisse variieren. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Substraten mit langen Fasern, wie beispielsweise das vorgenannte Baumwoll-Sicherheits- oder Baumwoll-Velinpapier.By varying the laser power and the exposure time, the results can be changed. Also dependent The results can be determined by the nature of the substrate vary. The use of substrates is particularly advantageous with long fibers, such as the aforementioned cotton security or cotton wove paper.
Diese Papiersorten weisen Fasern mit einer mittleren Länge von ca. 1 mm auf. Als Füllstoff enthalten sie als wichtige Komponente TiO2-Pigmente. Die übliche Oberflächenleimung kann in vorteilhafter Weise mit Polyvinylalkohol ausgeführt worden sein.These types of paper have fibers with an average length of approx. 1 mm. As a filler, they contain TiO 2 pigments as an important component. The usual surface sizing can advantageously be carried out with polyvinyl alcohol.
In
Die Fasern verlaufen weit gehend parallel zur Oberfläche, was insbesondere für lange Fasern zutrifft. Gegebenenfalls kann die zur Oberfläche parallele Faseranordnung durch Pressen des Substrats unterstützt werden. Es wird aber vermutet, dass die Fasern durch ihre Einbettung in die Füll- und Hilfsstoffe unter einer Vorspannung stehen, die, wenn sich eines der Faserenden aus dem Substrat löst, dafür verantwortlich ist, dass sich das Faserende aus dem Substrat nach oben herausbewegt. Dieser Effekt des Herauslösens wird erfindungsgemäß mittels Laserbestrahlung erreicht, so dass sich in dem lasermarkierten Bereich eine fühlbare Markierung aufgrund der aus der Oberfläche herausragenden Fasern ergibt.The fibers run largely parallel to the surface, what especially for long fibers apply. If necessary, the parallel to the surface Fiber arrangement can be supported by pressing the substrate. However, it is believed that the fibers are embedded in the filling and auxiliary materials are under a pre-tension, which, if one the fiber ends from the substrate, is responsible for that the fiber end moves up out of the substrate. This Effect of detachment is according to the invention by means of laser radiation reached so that there is a tactile marking in the laser-marked area due to the from the surface outstanding fibers.
In
Das Substrat
Die Lasermarkierung
Zwar handelt es sich erfindungsgemäß bei dem lasermarkierten Teilbereich um ein taktil erfassbares Sicherheitsmerkmal. Dieses Sicherheitsmerkmal kann aber auch maschinell erfasst werden, beispielsweise anhand der Höhe, mit der die Markierung sich aus der Substratoberfläche erhebt. Diese Erhebung ist für alle Substrate im Wesentlichen gleich, wenn Laserwellenlänge, Laserleistung, Belichtungszeit und das jeweilige Substratmaterial vorgegeben sind. Die Stärke der Erhebung kann auch innerhalb einer Lasermarkierung variiert werden, indem beispielsweise die Laserleistung variiert wird. Bevorzugt hat die erfindungsgemäße ertastbare Markierung eine Höhe von 30 bis 100 μm.According to the invention, this is laser-marked section around a tactile detectable security feature. This security feature can also be recorded mechanically, for example based on the height, with which the marking rises from the substrate surface. This survey is for all substrates essentially the same when laser wavelength, laser power, Exposure time and the respective substrate material are specified. The strenght The survey can also vary within a laser mark by varying the laser power, for example. Has preferred the tactile according to the invention Marking a height from 30 to 100 μm.
Die Lasermarkierung
Anstelle der Folienschicht
Da die Farbschicht
Vorzugsweise enthält die nicht absorbierende
Farbschicht
Die Farbschicht
Die Ausführungsbeispiele gemäß
Wenn das Folienmaterial
Nachfolgend werden konkrete Beispiele
beschrieben, bei denen im Sinne der Erfindung gute Markierungsergebnisse
erzielt wurden:
Die Markierungen wurden beispielsweise mit
einem Nd:YAG-Laser vorgenommen, dessen Grundwellenlänge bei
1064 nm liegt und der eine mittlere Leistung von 26 W und eine Modulationsfrequenz
von 8 kHz aufweist. Der Durchmesser des Laserstrahls auf dem Substrat
(Spotgröße) beträgt etwa
100 μm und
die Verfahrgeschwindigkeiten des Laserstrahls über dem Substrat 250 bis 1000
mm/s. Die typische Höhe
einer damit erzeugten erfindungsgemäßen Markierung liegt zwischen
30 und 80 μm.
In Einzelfällen,
d.h. insbesondere bei niedrigen Verfahrgeschwindigkeiten wurden
auch deutlich größere Werte
erzielt, beispielsweise eine Höhe
von über
100 μm bei
250 mm/s. Die Breite der Markierungen konnte zwischen 0,2 und 0,6
mm variiert werden.Concrete examples are described below in which good marking results were achieved in the sense of the invention:
The markings were made, for example, with an Nd: YAG laser, the fundamental wavelength of which is 1064 nm and which has an average power of 26 W and a modulation frequency of 8 kHz. The diameter of the laser beam on the substrate (spot size) is approximately 100 μm and the travel speeds of the laser beam over the substrate are 250 to 1000 mm / s. The typical height of a marking according to the invention thus produced is between 30 and 80 μm. In individual cases, ie especially at low travel speeds, significantly larger values were achieved, for example a height of over 100 μm at 250 mm / s. The width of the markings could be varied between 0.2 and 0.6 mm.
Bei einem unbeschichteten und unbedruckten Baumwoll-Velinpapier mit einem Flächengewicht von 90 g/m2 hatte die Markierung bei einer Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahls von 250 mm/s eine mittlere Höhe von 70 μm und eine mittlere Breite von ca. 0,5 mm. Bei einer Erhöhung der Verfahrgeschwindigkeit auf 500 mm/s verringerte sich die mittlere Höhe der Markierung auf 40 μm, während die Breite unverändert ca. 0,5 mm betrug.In the case of uncoated and unprinted cotton vellum paper with a weight per unit area of 90 g / m 2 , the marking had an average height of 70 μm and an average width of about 0.5 mm at a travel speed of the laser beam of 250 mm / s. When the travel speed was increased to 500 mm / s, the average height of the marking decreased to 40 μm, while the width remained unchanged at approx. 0.5 mm.
Bei einem Papier aus einem Gemisch von Baumwoll- und Kunststofffasern mit einem Kunststofffaseranteil von 12,5 Gew.% und einem Flächengewicht von 90 g/m2 (so genanntes Synthek-Papier) sind die Abmessungen der bei 250 mm/s erzeugten Markierung 65 μm mittlere Höhe und ca. 0,5 mm mittlere Breite. Bei Erhöhung der Verfahrgeschwindigkeit auf 1000 mm/s lagen die Abmessungn bei 35 μm mittlerer Höhe und 0,3 mm mittlerer Breite.With a paper made from a mixture of cotton and plastic fibers with a synthetic fiber content of 12.5% by weight and a basis weight of 90 g / m 2 (so-called Synthek paper), the dimensions of the marking produced at 250 mm / s are 65 μm average height and approx. 0.5 mm average width. When the travel speed was increased to 1000 mm / s, the dimensions were 35 μm average height and 0.3 mm average width.
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