DE19809085A1

DE19809085A1 - Optisches Sicherheitsmerkmal und Verfahren zu dessen Herstellung

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Publication number: DE19809085A1
Application number: DE19809085A
Authority: DE
Inventors: Paugstadt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 1999-08-26

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Sicherheitsmerkmal und auf Vorrichtungen zu dessen Herstellung.

Als Sicherheitsmerkmal bezeichnet man die Bestandteile eines Produktes, deren Zweck es ist, die Echtheit dieses Produktes, beispielsweise eines Medikamentes, eines Markenartikels, eines Ersatzteiles, eines Informationsträgers (CD, CD-ROM, Videoband), oder eines Wertdokumentes (Ausweis, Paß, Zertifikat, Eintrittskarte, Banknote) bzw. die Echtheit von zu solch einem Produkt gehörenden Informationen (Name eines Ausweisinhabers, Taktfrequenz eines Mikroprozessors u.ä.) nachzuweisen. Durch die Herstellung von gefälschten Produkten, bzw. die Verfälschung von zu Produkten gehörenden Informationen entstehen Firmen, Organisationen oder Ländern erhebliche wirtschaftliche, gesundheitliche sowie Image-Schäden.

Sicherheitsmerkmale sollen eine möglichst untrennbare Einheit mit dem zu sichernden Produkt bilden, leicht überprüfbar sein und einen möglichst großen Aufwand bei der Herstellung von Produkt-Fälschungen bzw. Informations-Verfälschungen erfordern.

Es existieren eine Vielzahl von Sicherheitsmerkmalen, die sich durch schwer reproduzier- oder verfälschbare mechanische, elektrische, magnetische, chemische, biologische oder optische Eigenschaften auszeichnen.

Beispiele sind Laserbeschriftungen, Aufkleber mit Sollbruchstellen, Radiofrequenz-Label, Kodierungen in Magnetstreifen, chemische Erkennungsreaktionen, biologische Marker, Hologramme, Fensterfolienstreifen, Wasserzeichen, Mikroperforationen und andere.

Eine besonders große Rolle für die Sicherung von Produkten und Informationen spielen optische Sicherheitsmerkmale, die entweder mit bloßem Auge oder mit einfachen Vergrößerungs-Hilfsmitteln verifizierbar sind.

Eine wichtige und umfangreiche Gruppe solcher Sicherheitsmerkmale sind präzise Muster aus Linien, Zeichen oder anderen Elementen, die mit hochgenauen Druckverfahren hergestellt werden.

Die Eigenschaften solcher Muster, wie deren Strichstärken, Farben oder Farbverläufe, Größen und die relative Positionen einzelner grafischer Elemente zueinander lassen sich einfach überprüfen.

Die Verfahren zur Erstellung und zum Drucken solcher Strukturen waren in der Vergangenheit jedoch so aufwendig, das die Herstellung von Fälschungen stark erschwert war.

Aufgrund der technischen Fortschritte in den Bereichen der elektronischen Bildverarbeitung und der Reproduktionstechnologien, ist es jedoch gegenwärtig und in Zukunft möglich, auch komplizierteste Druckmuster zu analysieren, in Vorlagen umzusetzen und mit Verfahren der Druck- oder Belichtungstechnik zu reproduzieren.

Daher bieten ebene grafische Strukturen als optische Sicherheitsmerkmale gegenwärtig und in Zukunft keine hohe Sicherheit gegen Fälschungen mehr.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein optisches Sicherheitsmerkmal anzugeben, daß mit Verfahren der Druck- oder Belichtungstechnik nicht reproduzierbar ist und das leicht überprüfbar sowie preiswert ist.

Weitere Aufgaben der Erfindung sind es, Herstellungs- und Applikationsverfahren für dieses Sicherheitsmerkmal anzugeben.

Wie bereits erläutert, darf ein solches Sicherheitsmerkmal nicht eben sein, sondern muß eine Höhenausdehnung und eine möglichst aufwendige Struktur aufweisen.

Solch ein optisches Sicherheitsmerkmal ist in der technischen Lehre des Anspruchs 1 angegeben.

Gemäß der Erfindung wird auf das zu schützende Produkt oder die zu schützende Information eine Anordnung feiner, sich über- und unterkreuzender Filamente (siehe z. B. Fig. 10) übertragen.

Unter dem Begriff "Filamente" werden in dieser Schrift natürliche oder künstliche Fäden verstanden, aus denen Flächengebilde hergestellt werden können.

Darin unterscheiden sich Filamente von Fasern, deren Verwendung als Sicherheitsmerkmal, beispielsweise durch Einmischen in eine Papier- oder Folienmasse, zum Stand der Technik gehört.

Gemäß der Erfindung werden die Filamente zu regelmäßigen Mustern verarbeitet, die das Sicherheitsmerkmal bilden.

Bereits die Filamente selbst können in komplizierten Strukturen und vielen Varianten hergestellt werden. Entsprechende Herstellungsverfahren sind Spezial-Technologien und gewährleisten daher eine hohe Sicherheit des erfindungsgemäßen Merkmals. Beispielsweise können Filamente durchgefärbt oder mit Farbe beschichtet sein, wobei längs des Filaments wechselnde Farben möglich sind.

Die Filamentquerschnitte können im Bereich von Quadrat-Mikrometern bis -Millimetern liegen und kompliziert geformt sein. Filamente können als Zwei- oder Mehrkomponentenfilamente hergestellt werden, wobei das Filament aus zwei oder mehreren Stoffen bestehen kann. Filamente können verzwirnt oder metallisiert werden.

In die Masse, aus der beispielsweise klare Filamente gezogen werden, können feine Partikel eingebracht werden, die zur Identifikation des Filamente dienen.

Ebenso ermöglichen die Verfahren, mit denen Filamente zu linearen Mustern verarbeitet werden, eine große Vielzahl von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmals, die nur mit extrem hohen Aufwand von Fälschern reproduziert werden können.

Zum Beispiel können komplizierte Überkreuzungs-Muster aus in vielen Farben gefärbten Filamenten realisiert werden. Filament-Flächengebilde können mehrere Ebenen oder Verknotungen enthalten. Filament-Strukturen können auch geschrumpft, ausgestanzt, eingebettet oder bedruckt werden.

Wenn die Filamentdurchmesser fein gewählt werden, wird die Lesbarkeit von unter den Filament-Mustern liegender Schrift kaum beeinträchtigt.

Manipulationen an der von Filament-Strukturen bedeckten Information sind durch zerstörte Filamente nachweisbar.

Im Gegensatz zu gedruckten Linien, die insbesondere auf rauhen Oberflächen nicht dünner als einige 10 µm und nur mit ausgefransten Rändern gedruckt werden können, lassen sich mit der Applikation von Filament-Flächenstrukturen scharfkantige Linien mit Durchmessern bis zu einzelnen Mikrometern realisieren. Der entstehende Kontrast vereinfacht die Verifikation des Sicherheitsmerkmals auch für den ungeübten Betrachter.

Die Herstellungsmethoden der Filament-Flächenstrukturen können so gewählt werden, daß die sich kreuzenden Filamente abwechselnd über- und untereinander verlaufen.

Die entstehende Dreidimensionalität der Struktur ist mit Druckverfahren prinzipiell nicht reproduzierbar und kann mit dem bloßem Auge oder einer Lupe einfach überprüft werden. Filament-Flächenstrukturen aus dickeren Filamenten lassen sich auch ertasten.

Herstellung und Applikation des erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmal sind auf verschiedene Weise möglich. Beispielsweise kann die Filament-Flächenstruktur gewebt, geflochten, gewirkt oder gestrickt und später auf das zu schützende Produkt oder die zu schützenden Information aufkaschiert oder -laminiert werden.

Dazu wird beispielsweise eine bahnförmige Filamentstruktur auf die Bahn eines Sicherheitsdokument-Substrats kaschiert oder laminiert.

Die Filament-Flächenstruktur kann auch in Schlauchform hergestellt und auf zylindrische Produkte aufgeschrumpft werden.

Zwischen der Herstellung und der Applikation auf ein Produkt sollten die Filamente innerhalb der Flächenstruktur nicht verrutschen, um ein gleichbleibendes Erscheinungsbild des Sicherheitsmerkmals auf dem Produkt zu gewährleisten.

Dies kann beispielsweise realisiert werden, indem die Kreuzungspunkte der Filamente verschweißt, verklebt oder verknotet werden. Für die Verschweißung von Filamenten an deren Kreuzungspunkten können Kern-Mantel Bikomponentenfasern verwendet werden, deren Mantel sich thermisch in einen Klebstoff umwandeln läßt.

Es sind auch Mantelmaterialien bekannt, die durch Lösungsmittel in einen klebenden Zustand übergehen. Filamentstrukturen aus solchen Materialien lassen sich nach Aktivierung des klebenden Mantels auch direkt auf ein Produkt schweißen oder kaschieren.

Die Verknotung sich kreuzender Filamente ist ein aus der Textiltechnik bekanntes Verfahren zur Herstellung von Drehergeweben.

Flächenstrukturen aus Filamenten können auch direkt auf das zu sichernde Produkt geflochten gewebt, gestrickt, gewirkt, genäht oder gestickt werden. Hierbei können entweder die Filamente oder die Produktoberfläche klebend ausgeführt sein.

Bei Produkten wie Papieren oder Folien, die durch Verfestigung aus einer flüssigen Phase entstehen, kann die Filament-Flächenstruktur auch bereits in die Flüssigkeitsschicht eingebettet werden.

Alternativ läßt sich die Filament-Flächenstruktur auch zwischen zwei Schichten eines mehrschichtigen Produktes, beispielsweise einer Plastikkarte, integrieren.

Filament-Flächenstrukturen können auch zunächst auf einen dimensionsstabilen Transfer-Zwischenträger geflochten, gewebt, gewirkt oder gestrickt und später entweder durch Kalt- oder Heiß-Transferprozesse auf das Produkt übertragen bzw. mitsamt des Transferträgers auf das Produkt appliziert werden.

Der Transferträger kann beispielsweise die außenliegende klare Deckfolie eines Produktsicherheitsmerkmals bilden.

Es ist auch denkbar, die Transferschicht lösbar auszuführen und diese nach der Applikation der Filamentstruktur auf das Produkt aufzulösen.

Sehr feine Filamentstrukturen lassen sich nach der Herstellung nur noch schwer handhaben. Sie können jedoch realisiert werden, indem dicke, aber schrumpfbare Filamente erst nach der Applikation auf das Produkt geschrumpft werden. Es sind Filamente bekannt, deren Durchmesser sich beim Erhitzen um bis zu 80% verringert.

Analog zu den Technologien der Etikettenapplikation kann die zunächst auf einer Transferschicht vorliegende Filament-Flächenstruktur auch so angestanzt werden, daß nur die durch die Stanzform definierten Teile der Filament-Flächenstruktur auf das Produkt transferiert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 Anordnung sich kreuzender Filamente in zwei Farben

Fig. 2 Sicherheitsmerkmal aus sich kreuzenden Filamenten auf einem Personaldokument

Fig. 3 Sicherheitsmerkmal aus sich kreuzenden Filamenten als Banderole um ein zylindrisches Produkt

Fig. 4 Filament-Flächenstruktur aus einfarbigen und alternierend zweifarbigen Filamenten

Fig. 5 Seite an Seite-Bikomponentenfilament

Fig. 6 Kern-Mantel Bikomponentenfilament

Fig. 7 Matrix-Fibrillen Bikomponentenfilament

Fig. 8 verzwirnte Filamente

Fig. 9 um ein alternierend zweifarbiges Filament verzwirntes einfarbiges Filament

Fig. 10 Filament-Flächenstruktur aus einfarbigen und verzwirnten Filamenten

Fig. 11 Filament-Flächenstruktur aus einfarbigen und Kern-Mantel Filamenten

Fig. 12 verknotete Kreuzungspunkte von Filamenten

Fig. 13 Aufkleben einer Filament-Flächenstruktur auf eine Bahn eines flachen, flexiblen Materials

Fig. 14 Kalt- oder Heißtransfer einer Filament-Flächenstruktur auf eine Bahn eines flachen, flexiblen Materials

Fig. 16 direkte Applikation von Filamentstrukturen auf ein Produkt durch Flechtverfahren

Fig. 1 zeigt eine einfache Ausführung des Sicherheitsmerkmals bestehend aus zwei ineinander verwobenen, verschiedenfarbigen Filamenten 1 und 2. Typische Durchmesser der Filamente sind 20-200 µm, jedoch sind auch feinere oder dickere Filamente verwendbar. An den Kreuzungsstellen können die Filamente verschweißt oder verklebt werden, um die Dimensionsstabilität des Flächengebildes zu erhöhen.

Bis zu einem Durchmesser von etwa 20 µm sind kontrastreiche Filamente mit bloßem Auge als feine Linien zu erkennen. Eine Lupe offenbart die scharfen Kanten und Überkreuzungen der Filamente - Eigenschaften, die mit grafischen Reproduktionsverfahren prinzipiell nicht herstellbar sind.

Fig. 2 zeigt ein auf ein Personaldokument 4 appliziertes Filament-Sicherheitsmerkmal 7. Dargestellt sind auch das Paßbild 6 und der Name des Personaldokument-Inhabers 5. Die Filament-Sicherheitsstruktur 7 besteht aus den Filamentarten 8, 9, 10 die beispielsweise verschieden gefärbt sein können. Die Filamente werden zum Beispiel so breit wie ein Haar (ca. 50 µm) ausgeführt. Sie sind so gekreuzt, daß sie an den Kreuzungspunkten abwechselnd über- und untereinander verlaufen. Bei der Betrachtung ergibt sich ein charakteristisches Muster aus scharfen Linien mit Kreuzungspunkten in wechselnden Farben.

Kein Belichtungs- oder Druckverfahren kann solche Strukturen reproduzieren.

Die Filament-Struktur 7 kann auch über dem Paßbild 6 und/oder dem Namen des Personaldokument-Inhabers 5 angeordnet sein, wodurch ein Schutz dieser Informationen gegen Verfälschung erreicht wird. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Filamente 8, 9, 10 durchscheinend oder dünn auszuführen, um die Lesbarkeit von Namen und Paßbild nicht zu beeinträchtigen.

Anstelle einer Anordnung der Sicherheitsstruktur 7 auf der Oberfläche eines Dokumentes oder Produktes kann die Struktur 7 auch in die Wandung eines Produktes eingebracht werden. Beispielsweise kann eine Filamentstruktur 7 vor dem Pressen zwischen die Schichten einer Kreditkarte angeordnet werden und befindet sich dann nach dem Pressvorgang im Innern der Karte. Zweckmäßigerweise sind die auf einer Seite über der Filament-Struktur 7 liegenden Schichten transparent.

Ähnliche Anordnungen können bei der Herstellung klarer Produktwandungen (CD-Cover o. ä.) realisiert werden.

Fig. 3 zeigt die Applikation eines Filament-Sicherheitsmerkmals 11 auf einem zylindrischen Produkt 12. Das Sicherheitsmerkmal 11 kann entweder in Schlauchform hergestellt und auf 12 geschrumpft oder als Banderole auf das zylindrische Produkt 12 aufgebracht werden. Als Schutz vor Manipulationen am Inhalt solcher Behälter kann die Filament-Struktur auch den Deckel des Behälters umschließen.

Fig. 4 stellt eine Filament-Sicherheitsstruktur 13 dar, die durch Verweben von partiell gefärbten 15 und einfarbigen Filamenten 14 entstanden ist. Solche Strukturen ergeben bei der Betrachtung mit einer Lupe oder dem bloßen Auge ein charakteristisches Aussehen. Durch die Verarbeitung der entlang ihrer linearen Ausdehnung alternierend zweifarbigen Filamente wird die Fälschungssicherheit verglichen mit der Struktur aus Fig. 1 noch weiter erhöht, weil die Nachstellung der zweifarbigen Filamente 15 einen hohen Aufwand erfordert. Alternativ könnten die Filamente 15 zum Beispiel auch partiell metallisiert sein.

Fig. 5, 6 und 7 zeigen weitere Möglichkeiten komplexer Filamentformen. Durch entsprechende Gestaltung der Filament-Spinnanlagen können Seite an Seite- (Fig. 5), Kern-Mantel- (Fig. 6) oder Matrix-Fibrillen- (Fig. 7) Filamente hergestellt werden. Charakteristische optische Effekte ergeben sich insbesondere, wenn die umhüllenden Komponenten des Filaments 19, 23 klar und die eingeschlossenen Teile 20, 22 farbig ausgeführt werden.

Fig. 8 und 9 zeigen zwei Ausführungsformen verzwirnter Filamente und Fig. 10 stellt eine Flächenstruktur dar, die unter Verwendung verzwirnter Filamente 30 und 32 sowie einfarbiger Filamente 31 hergestellt wurde.

Fig. 11 zeigt eine Filament-Flächenstruktur, die aus einfarbigen Filamenten 35 und Kern-Mantel Filamenten 36 besteht. Die Mäntel 34 umhüllen die Kern-Filamente 33. Diese können daher sehr fein ausgeführt werden, ohne in der Flächenstruktur mechanisch instabil zu werden. Beispielsweise kann in ein Filament von 100 µm Durchmesser ein feines, fluoreszierendes Filament mit einem Durchmesser von 10 µm eingearbeitet sein, welches nur bei Anregung mit UV-Licht als Linie sichtbar wird.

Fig. 12 zeigt die Verknotung dünner Filamente 38 an einem stärkeren Filament 37. Solche Verknotungen können anstelle verschweißter oder verklebter Kreuzungspunkte zur Stabilisierung von Filament-Flächenstrukturen verwendet werden.

Fig. 13 zeigt eine Vorrichtung für die Herstellung eines mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmal geschützten bahnförmigen Produktes 47. Das mit dem Filamentstruktur- Sicherheitsmerkmal 44 zu schützende bahnförmige Produkt 41 wird von einer Rolle 40 auf eine Rolle 48 übertragen. Mit einer Vorrichtung 43 wird auf die Bahn 41 ein Klebstoff 42 aufgetragen. Mit dem Zylinder 45 wird die von Rolle 46 abgewickelte Filament-Flächen struktur 44 auf die Bahn 41 kaschiert. Die von Rolle 48 aufgenommene Bahn 47 kann später beispielsweise zu Dokumenten vereinzelt oder anderweitig weiterverarbeitet werden. 49 dient gegebenenfalls der Unterstützung der Aushärtung des Klebstoffes durch Wärme oder Strahlung und mit 50 kann eine Deckschicht aufgebracht werden. Anstelle des Klebstoffes 42 kann auch ein selbstklebendes Substrat 41 verwendet werden. Alternativ kann auch die Filament-Flächenstruktur 44 durch die Vorrichtung 74 in einen klebenden Zustand überführt werden. Dies ist entweder durch Auftrag eines Klebstoffes oder durch Überführen der Filamentoberflächen in einen klebenden Zustand, beispielsweise durch Wärme oder das Anlösen mit Lösungsmitteln möglich.

Das Verfahren nach Fig. 13 setzt voraus, daß die Filament-Flächenstruktur 44 hinreichend dimensionsstabil ist, um ohne Verschiebung einzelner Filamente auf die Bahn 41 übertragen werden zu können.

Fig. 14 zeigt ein Verfahren für die Applikation von Filament-Flächenstrukturen 61, die beispielsweise aufgrund der Filament-Feinheit nicht stabil genug sind, um von einer Rolle 46 direkt auf eine Bahn 41 übertragen werden zu können.

In diesem Fall wurde die Filament-Struktur 61 direkt nach deren Entstehung durch Weben, Flechten, Wirken, Stricken o. ä. in einem nicht dargestellten Zwischenschritt auf einen dimensionsstabilen Zwischenträger 59 kaschiert, wobei Zwischenträger 59 und Filament-Struk tur 61 durch eine klebende Freigabeschicht 60 miteinander verbunden und über der Filament-Struktur 61 eine durch Druck oder Wärme aktivierbare Klebstoffschicht 62 aufgetragen wurde. Direkt hinter der Web-, Wirk-, Flecht- oder Strickanlage ist also das aus den Schichten 59, 60, 61 und 62 bestehende Schichtsystem 54 entstanden, wodurch gesichert ist, daß die "Maschen" der Filament-Flächenstruktur dimensionsstabil bleiben.

Im in Fig. 14 dargestellten Applikationsprozeß wird das Schichtsystem 54 nun von der Rolle 53 über die Rolle 55 in Kontakt mit dem von der Rolle 51 abgewickelten bahnförmigen Produkt 52 gebracht. Wenn die Klebkraft der Freigabeschicht 60 geringer als die Klebkraft der durch Druck oder Wärme aktivierbaren Klebstoffschicht 62 eingestellt ist, wird die Filament-Struktur 61 auf die Bahn 52 transferiert.

Die Freigabeschicht 60 ist im Fall einer thermisch aktivierbaren Klebstoffschicht 62 zweckmäßigerweise so beschaffen, daß deren Klebkraft unter Einwirkung von Wärme nachläßt. Entsprechende Klebstoffe 62 und 60 sind aus der Folientransfertechnologie bekannt. Nach dem Transfer der Filament-Struktur 61 auf die Bahn 62 bleibt vom Schichtsystem 54 nur noch das aus dem dimensionsstabilen Zwischenträger 59 und der Freigabeschicht 60 bestehende Schichtsystem 63 übrig, welches von der Rolle 56 aufgenommen wird.

Selbstverständlich kann auch das gesamte Schichtsystem 54 auf die Bahn 52 kaschiert werden, wobei der dimensionsstabile Zwischenträger 59 transparent sein sollte und beispielsweise als Schutzschicht für die Filament-Struktur 61 dienen kann. In diesem Fall muß die Freigabeschicht 60 als Klebe- oder Deckschicht ausgeführt werden.

Die Applikation einer Filament-Sicherheitsstruktur ist nicht auf die Rollenverarbeitung beschränkt, sondern kann auch in Blattform erfolgen, wobei definierte Flächen der Filament-Sicherheitsstruktur auf das zu schützende Produkt aufgebracht werden.

Fig. 15 zeigt ein Herstellungsverfahren des Sicherheitsmerkmals bei dem die Filament-Struktur direkt auf einem in Richtung 67 bewegten Produkt 70 entsteht, indem die Filamente 68 und 69 durch zwei in den Richtungen 64 und 65 bewegte Ösen 70 und 72 auf das Produkt 70 geführt und dort mit einem Rakel 66 fixiert werden.

Die Fixierung kann durch eine Verklebung oder Verschweißung erfolgen, wobei mindestens das Produkt 70 oder die Filamente 68 und 69 klebend oder verschweißbar ausgeführt sein müssen. Das Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung von bahnförmigen Ausgangs-Substraten für dünne flexible Produkte. Durch die direkte Applikation vieler, vorzugsweise verschiedenfarbiger Filamente, lassen sich mit Flechtverfahren komplexe grafische Muster mit hoher Genauigkeit applizieren.

Die Ösen 71 und 72 werden vorzugsweise programmgesteuert von Schrittmotoren bewegt. Die entstehenden Muster können mit auf der Bahn bereits vorhandener grafischer Information synchronisiert werden, indem ein Sensor diese registriert und das Signal als Synchronisationssignal für die Bewegung der Ösen 71 und 72 verwendet.

Nach der Applikation kann die Filament-Struktur mit einer Schutzschicht versehen werden.

Die Applikation von Filament-Strukturen als Sicherheitsmerkmal ermöglicht die Realisierung einer großen Vielfalt von visuellen Eigenschaften die sich aufgrund der hohen Komplexität der zugrundeliegenden Herstellungs-Technologien ausgezeichnet als Sicherheitsmerkmale eignen. Einmal ausgewählt und eingerichtet sind diese Technologien jedoch sehr produktiv und ermöglichen dem authorisierten Hersteller des Sicherheitsmerkmals eine wirtschaftliche Fertigung.

Moderne Filamentherstellungsmaschinen spinnen gleichzeitig bis zu 10.000 Filamente mit Geschwindigkeiten von bis zu mehreren 100 Metern pro Minute.

Färbe-, Zwirn oder Beschichtungsprozesse verlangsamen die Herstellung nicht wesentlich. Verfahren für die Herstellung von Filament-Flächengebilden arbeiten mit bis zu 10.000 Kettfilamenten und mit bis zu 5000 Schußfilamenten pro Minute. Bei einer "Maschen"weite von 1 mm ergibt sich eine Produktivität von fast einem Quadratmeter pro Sekunde. Diese Leistung ist mit der Geschwindigkeit von Spezial-Sicherheitsreproduktionsverfahren durchaus vergleichbar.

Knoten-Verschweißungen, Bedrucken, Kaschier- oder Laminierprozesse sind ähnlich schnelle Verfahren.

Die Fälschungs-Sicherheit des erfindungsgemäßen Merkmals wird noch dadurch erhöht, daß diese Sicherheit in Form komplexer Merkmale auf mehreren Herstellungs-Ebenen realisiert ist.

Sowohl auf der Ebene der Filamenteigenschaften (Materialien, Inhaltsstoffe, Querschnitte, Zusammensetzungen, Beschichtungen, Mehrfilamentsysteme etc.), als auch auf der Ebene der Flächenstrukturen (Kreuzungs-, und Farb-Muster, Anzahl der Ebenen, Ausführung der Kreuzungspunkte, Bedrucken etc.) sowie auf der Ebene der Applikation auf das Produkt (Verknüpfung mit Druckbild, Verschmelzen, Schrumpfen oder Verkleben mit dem Produkt, Einbetten in die Produktwandung etc.) kann Komplexität und damit Fälschungssicherheit in das Merkmal integriert werden.

Selbst wenn es einem Fälscher beispielsweise gelingen sollte, ein kompliziert ausgeführtes Filament zu beschaffen, wird ihn die Verarbeitung dieser Filamente zu der nachzustellenden Flächenstruktur vor unlösbare Probleme stellen.

Ein weiterer großer Vorteil von Filament-Strukturen als Sicherheitsmerkmal ist deren Dreidimensionalität. Bereits ein flüchtiger Blick, gegebenenfalls durch eine Lupe, offenbart auch dem ungeübten Betrachter die Körperlichkeit und die Über- und Unterkreuzungen der Filamente, einer Eigenschaft des optischen Sicherheitsmerkmals, die mit grafischen Reproduktionsverfahren nicht herstellbar ist.

Da Filamente im Gegensatz zu gedruckten oder belichteten Linienstrukturen unabhängig vom zu sichernden Produkt, auf oder in das sie schließlich übertragen werden, existieren, können scharfe Farbkontraste zum und Schattenwürfe auf den Untergrund realisiert werden, die den Verifikationsvorgang erleichtern.

Besonders eindrucksvoll erscheinen Filament-Sicherheitsmerkmale bei der Verifikation mit einer Stereolupe.

Strukturen, die aus Filamenten mit entsprechenden Durchmessern hergestellt sind, lassen sich auch ertasten und bilden ein schwer fälschbares haptisches Sicherheitsmerkmal.

Filamente ermöglichen die Realisierung sehr feiner Linien mit Stärken bis zu einzelnen Mikrometern. Solche Linienstärken beeinträchtigen die Lesbarkeit darunterliegender Informationen nicht und sind mit Druck- und Belichtungsverfahren gar nicht, in unbefriedigender Qualität oder nur mit extrem hohen Aufwand herstellbar.

Bezugszeichenliste

1

Filament in Farbe 1

2

Filament in Farbe 2

3

Filament-Struktur-Sicherheitsmerkmal

4

Wertdokument

5

Name des Wertdokument-Inhabers

6

Paßbild des Wertdokument-Inhabers

7

Filamentstruktur-Sicherheitsmerkmal

8

Filament in Farbe 3

9

Filament in Farbe 4

10

Filament in Farbe 5

11

banderolenförmiges Filamentstruktur-Sicherheitsmerkmal

12

zylindrisches Produkt

13

Filamentstruktur-Sicherheitsmerkmal

14

Filament in Farbe 6

15

alternierend zweifarbig gefärbtes Filament

16

Material 1 eines Seite an Seite Filaments

17

Material 2 eines Seite an Seite Filaments

18

Seite an Seite Filament

19

Mantel eines Kern-Mantel Filaments

20

Kern eines Kern-Mantel Filaments

21

Kern-Mantel Filament

22

Fibrillen eines Matrix-Fibrillen Filaments

23

Matrix eines Matrix-Fibrillen Filaments

24

Matrix-Fibrillen Filament

25

von Filament

26

umzwirntes Filament

26

Zwirn um Filament

25

27

Farbe 1 eines alternierend diskontinuierlich gefärbten Filments

28

Farbe 2 eines alternierend diskontinuierlich gefärbten Filments

29

Zwirn um das aus den Farbbereichen

27

und

28

bestehende Filament

30

Filament in Farbe 6

31

Filament in Farbe 7

32

Zwirn um Filament

30

33

Kern des Kern-Mantel Filaments

36

34

Mantel des Kern-Mantel Filaments

36

35

Filament in Farbe 8

36

Kern-Mantel Filament

37

Filament in Farbe 8

38

um die Filamente

37

verknotete Filamente

39

Knoten der Filamente

40

Rolle mit bahnförmigem Produkt

41

bahnförmiges Produkt

42

Klebstoff

43

Auftragvorrichtung für Klebstoff

42

44

Filament Flächenstruktur

45

Kaschierzylinder

46

Rolle mit Filament Flächenstruktur

44

47

mit Filament Flächenstruktur

44

kaschiertes bahnförmiges Produkt

41

48

Aufnahmerolle für

47

49

Trockenvorrichtung für den Klebstoff

42

50

Vorrichtung zum Aufbringen einer Deckschicht

51

Rolle mit bahnförmigem Produkt

52

bahnförmiges Produkt

53

Rolle mit Schichtsystem

54

Schichtsystem bestehend aus den Schichten

59

,

60

,

61

,

62

55

Transfer-Zylinder

56

Aufnahmerolle für das Schichtsystem

63

57

aus den Schichten

52

,

62

,

61

bestehendes mit Filament-Sicherheitsstruktur beschichtetes bahnförmiges Produkt

52

58

Aufnahmerolle für das Schichtsystem

57

59

dimensionsstabiler Zwischenträger

60

klebende Freigabeschicht

61

Filament-Sicherheitsstruktur

62

druck- oder wärmeaktivierbare Klebstoffschicht

63

aus den Schichten

59

und

60

bestehendes Schichtsystem

64

Bewegungsrichtung der Öse

1

65

Bewegungsrichtung der Öse

2

66

Rakle zum Andruck der Filamente

68

,

69

auf die Bahn

70

67

Laufrichtung des bahnförmigen Produkts

70

68

Filament

1

69

Filament

2

70

bahnförmiges Produkt

71

bewegliche Öse

1

72

bewegliche Öse

1

73

auf das bahnförmige Produkt

70

geflochtene Filamente

74

Vorrichtung zur Umwandlung der Filamentstruktur

44

in eine klebende Konsistenz (beispielsweise durch Anlösen oder Schmelzen der Filamentoberfläche) oder Vorrichtung zur Beschichtung der Filamentstruktur

44

mit Klebstoff

Claims

1. Optisches Sicherheitsmerkmal zum Schutz von Produkten und Informationen gegen Fälschungen dadurch gekennzeichnet, das das Sicherheitsmerkmal aus einer Anordnung (3) sich kreuzender Filamente (1), (2) besteht.

2. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Filamente aus:

(a) synthetischen Materialien und/oder
(b) natürlichen Materialien und/oder
(c) einer Kombination synthetischer und natürlicher Materialien bestehen.

3. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente aus Polymeren bestehen.

4. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente aus Glas bestehen.

5. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente aus Metall bestehen.

6. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente gefärbt sind.

7. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, das die Filamentfarbe (27), (28) in Richtung der linearen Ausdehnung der Filamente, d. h. entlang deren Länge variiert.

8. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, das die Filamentfarbe in Richtung der radialen Ausdehnung der Filamente, d. h. entlang deren Umfänge variiert.

9. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente beschichtet sind.

10. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente metallisiert sind.

11. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, die Filamente mit Stoffen beschichtet sind, die als Verklebe- oder als Verschweiß-Hilfsstoffe wirken.

12. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente mit Farbstoffen beschichtet sind.

13. Optisches Sicherheitsmerkmal nach den Ansprüchen 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, das die Farbänderungen zwischen zwei Farben kontinuierlich verlaufen, d. h. das die Farbe kontinuierlich zwischen verschiedenfarbigen Bereichen variiert.

14. Optisches Sicherheitsmerkmal nach den Ansprüchen 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, das die Farbänderungen zwischen zwei Farben (27) und (28) diskontinuierlich verlaufen, d. h. das zwischen zwei verschiedenfarbigen Bereichen (27), (28) eine scharfe Grenze existiert.

15. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das in die Filamente Sicherheitsmerkmalsstoffe mit:

(a) spezieller Anregungs-Emissionscharakteristik und/oder mit
(b) speziellen magnetischen Eigenschaften und/oder mit
(c) speziellen chemischen Eigenschaften und/oder mit
(d) speziellen optischen Eigenschaften (Absorption, Polarisationsdrehung, nichtlineare optische Effekte o. ä.) eingebracht werden.

16. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente transparent sind und das die eingebrachten Merkmalsstoffe visuell überprüfbar sind.

17. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente transparent sind und das die eingebrachten Merkmalsstoffe sichtbare Strahlung emittieren.

18. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente Bi- oder Mehrkomponentenfilamente sind.

19. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet,

(a) das die Filamente Seite an Seite- (18) und/oder
(b) Kern-Mantel- (21) und/oder
(c) Matrix-Fibrillen- (24)

Filamente sind.

20. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, das die Matrix (19), (23) transparent und das die Fibrillen (20), (22) gefärbt sind.

21. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente kreisförmige oder nichtkreisförmige Querschnitte haben.

22. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, das die Filamentquerschnitte entlang der linearen Ausdehnung der Filamente variieren.

23. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente Hohlräume enthalten

24. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente elastisch sind.

25. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente durch Einwirkung physikalischer oder chemischer Prozesse schrumpfen.

26. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente aus:

(a) geflochtenen und/oder
(b) verzwirnten (25), (26) und/oder
(c) umsponnenen

Teilfilamenten bestehen.

27. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die sich kreuzenden Filamente an ihren Kreuzungspunkten fest miteinander verbunden sind.

28. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 27 dadurch gekennzeichnet, das diese festen Verbindungen Verknotungen (39) sind.

29. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 27 dadurch gekennzeichnet, das diese festen Verbindungen durch:

(a) Verkleben und/oder
(b) Verschweißen und/oder
(c) Verschmelzen

realisiert werden.

30. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die Anordnung sich kreuzender Filamente ganz oder teilweise bedruckt ist.

31. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 30 dadurch gekennzeichnet, das die Anordnung sich kreuzender Filamente ganz oder teilweise mit der gegen Verfälschung zu schützenden Information bedruckt ist.

32. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die Anordnung sich kreuzender Filamente (7) die Oberflächen des gegen Fälschung zu schützenden Produkts (4) oder der gegen Fälschung zu schützenden Information ganz oder teilweise bedeckt.

33. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die Anordnung sich kreuzender Filamente ganz oder teilweise innerhalb des Volumens oder der Wandung des gegen Fälschung zu schützenden Produktes verläuft.

34. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 33 dadurch gekennzeichnet, das die Anordnung sich kreuzender Filamente zwischen zwei Schichten eines Produktes angeordnet ist.

35. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 34 dadurch gekennzeichnet, das diese Schichten die Folien- oder Farbschichten eines Wertdokumentes sind.

36. Optisches Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 33 dadurch gekennzeichnet, das dieses Produkt ein klarer Behälter oder eine klare Verpackung ist.

37. Verfahren zur Herstellung des aus einer Anordnung sich kreuzender Filamente bestehenden optischen Sicherheitsmerkmals dadurch gekennzeichnet,

(a) das die Anordnung sich kreuzender Filamente gewebt, gewirkt, geflochten oder gestrickt wird und
(b) ganz oder partiell auf oder in das zu schützende Produkt oder auf die zu schützende Information übertragen wird.

38. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 37 dadurch gekennzeichnet, das die Verbindung zwischen der Filamentstruktur (44) und dem zu schützendem Produkt (41) oder der zu schützenden Information eine Klebeverbindung (42) ist.

39. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 38 dadurch gekennzeichnet, das die Verklebung zwischen Filament und Produkt durch Schmelzprozesse erfolgt.

40. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 38 und 11 dadurch gekennzeichnet, das die Oberflächen der Filamente durch Einwirkung chemischer oder physikalischer Prozesse (74) in einen klebenden Zustand überführt wird.

41. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 38 dadurch gekennzeichnet, das Produkt (41) mit einer klebenden Schicht (42) versehen wird.

42. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 37 dadurch gekennzeichnet, das die Anordnung sich kreuzender Filamente schlauchförmig ist (11) und so auf das zu schützende Produkt (12) aufgebracht wird, daß es dieses umhüllt.

43. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 42 und 25 dadurch gekennzeichnet, das die schlauchförmige Anordnung sich kreuzender Filamente auf das zu schützende Produkt geschrumpft wird.

44. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 42 und 24 dadurch gekennzeichnet, das die schlauchförmige Anordnung sich kreuzender Filamente elastisch gedehnt wird

(a) das zu schützende Produkt in das Innere des Schlauches gebracht wird
(b) das die schlauchförmige Anordnung elastisch kontrahiert und den Umfang des zu schützenden Produktes bedeckt.

45. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 37 dadurch gekennzeichnet, das die Anordnung sich kreuzender Filamente in die flüssige Phase eines sich durch Verfestigung aus dieser Phase bildenden Produktes eingebracht wird.

46. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 45 dadurch gekennzeichnet, das dieses Produkt:

(a) eine Folie oder
(b) ein Papier oder
(c) eine klare Wandung

eines zu sichernden Produktes ist.

47. Verfahren zur Herstellung des aus einer Anordnung sich kreuzender Filamente bestehenden optischen Sicherheitsmerkmals dadurch gekennzeichnet,

(a) das die Anordnung sich kreuzender Filamente (61) gewebt, gewirkt, geflochten oder gestrickt wird und
(b) ganz oder partiell auf einen dimensionsstabilen Zwischenträger (59) aufgebracht wird

48. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 47 dadurch gekennzeichnet, das die Anordnung sich kreuzender Filamente (61) von diesem Zwischenträger (59) getrennt und mit Kalt- oder Heißtransfer verfahren auf das zu schützende Produkt (52) oder die zu schützende Information übertragen wird.

49. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 47 dadurch gekennzeichnet, das die Anordnung sich kreuzender Filamente zusammen mit dem Zwischenträger auf das zu schützende Produkt oder die zu schützende Information übertragen wird.

50. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 49 dadurch gekennzeichnet, das der Zwischenträger zwischen der Anordnung sich kreuzender Filamente und dem zu schützenden Produkt oder der zu schützenden Information angeordnet ist.

51. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 49 dadurch gekennzeichnet, das der Zwischenträger die letzte Schicht in der Reihenfolge: zu schützendes Produkt zu schützende Information, Anordnung sich kreuzender Filamente ist.

52. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 49 dadurch gekennzeichnet, das der Zwischenträger nach der Übertragung auf das zu schützende Produkt oder die zu schützende Information durch Auflösen entfernt wird.

53. Verfahren zur Herstellung des aus einer Anordnung sich kreuzender Filamente bestehenden optischen Sicherheitsmerkmals dadurch gekennzeichnet, das die Anordnung sich kreuzender Filamente (73) in oder auf dem zu schützenden Produkt (70) durch einen Flechtprozeß aus Einzelfilamenten (68), (69) entsteht.

54. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 53 dadurch gekennzeichnet, das die geflochtene Filament-Struktur innerhalb der Schicht einer durch Verfestigung einer flüssigen Masse hergestellten kontinuierlich bewegten Substratbahn entsteht.

55. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 53 dadurch gekennzeichnet, das die geflochtene Filament-Struktur (73) auf der Oberfläche einer kontinuierlich bewegten Substratbahn (70) entsteht.

56. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 54 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente in die Papiermasse des Stoffauflaufs einer Papiermaschine geflochten werden.

57. Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsmerkmals nach Anspruch 54 dadurch gekennzeichnet, das die Filamente in die flüssige Folienmasse eines Folienherstellungsprozesses geflochten werden.