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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf Sicherheitsdokumente oder -tokens, wie
z.B. Banknoten, Reisechecks, Obligationen, Reisepässe und ähnliches,
sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derselben.
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STAND DER TECHNIK
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Die
Verwendung transparenter Fenster in Banknoten ist nun wohl bekannt,
wie z.B. beispielhaft von der PCT/AU82/00135 (WO 83/00659), „Improved
Banknotes and the like",
dargestellt, so wie auch ihr Einsatz als Träger für Sicherheitsmerkmale wohl
bekannt ist. Eines dieser Merkmale ist ein transitorisches Bild
der in der PCT/AU94/00302 (WO 94/29119), „Embossing of Banknotes", beschriebenen Art.
Die transistorische Natur des von der Prägung erzeugten Bildes beruht
auf den Eigenschaften des transparenten Polymerfilms, die eine exzellente
Transparenz/Klarheit unter den meisten Betrachtungswinkeln sowie
hohe Glanz- oder Spiegelungscharakteristiken umfassen, wenn er senkrecht
zu einer Lichtquelle betrachtet wird, wie bei einem Spiegel beobachtet
wird.
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Die
EP-A-0 194 042 offenbart ein Sicherheitsdokument oder -token entsprechend
des Oberbegriffs des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung
eines Sicherheitsdokuments oder -tokens entsprechend des Oberbegriffs
des Anspruchs 9.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
UND AUFGABE
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Sicherheitsmerkmal
bereitzustellen, das ein zusätzliches
Komplexitätsniveau
umfasst und dadurch das Sicherheitsmerkmal schwerer zu reproduzieren
oder zu kopieren macht.
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Die
Erfindung stellt ein Sicherheitsdokument oder -token bereit, umfassend
ein Substrat, wobei das Substrat eine Sicherheitsvorrichtung aufweist,
die eine erste Prägung
des Substrats umfasst, wobei die erste Prägung vorbestimmte Linien oder
Punkte umfasst, und die eine zweite Prägung umfasst, welche Prägungen kleinerer
Abmessungen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägungen mit
kleineren Abmessungen auf der Seite der Linien oder Punkte der ersten
Prägung
gebildet sind, wobei die erste Prägung so geformt ist, dass sie
die zweite Prägung
unter vorbestimmten Betrachtungswinkeln verbirgt oder enthüllt.
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In
anderen Worten umfasst die Sicherheitsvorrichtung eine Makroprägung auf
dem Substrat und eine Mikroprägung
auf einem Abschnitt der Makroprägung,
wobei die Makroprägung
bewirkt, dass die Mikroprägung
unter vorbestimmten Betrachtungswinkeln verborgen oder enthüllt wird.
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Indem
eine zweite Prägung
oder Mikroprägung
auf der ersten Prägung
oder Makroprägung
gebildet wird, verbirgt und enthüllt
die erste Prägung
oder Makroprägung
die sekundäre
Prägung
oder Mikroprägung unter
vorbestimmten Betrachtungswinkeln und stellt auf diese Weise ein
Sicherheitsmerkmal zur Verfügung, welches
dann von High-Level-Herstellern von Sicherheitsvorrichtungen zu
einem vernünftigen
Preis erzeugt werden kann, während
es für
einen durchschnittlichen Hersteller von Sicherheitsvorrichtungen
oder einen Fälscher
extrem schwierig ist, es zu reproduzieren oder zu simulieren. Das
Sicherheitsmerkmal ist optisch variabel, es ist jedoch dennoch leicht
von dem Mann auf der Straße
zu verwenden, um ein authentisches Dokument zu identifizieren.
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Das
Substrat ist bevorzugt ein Polymersubstrat, wie z.B. ein laminiertes
Polymersubstrat der bei der Herstellung von Banknoten in Australien
und anderen Ländern
verwendeten Art. Die erste Prägung
ist bevorzugt in einem transparenten Abschnitt des Substrats gebildet,
obwohl akzeptable Ergebnisse erzielt werden können, indem der geprägte Abschnitt
in anderen Bereichen des Substrats gebildet wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird die sekundäre
Prägung
bevorzugt an den Seiten oder unteren Abschnitten der ersten Prägung angebracht.
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Indem
der transparente Abschnitt des Polymersubstrats verwendet wird,
ist die erste Prägung
in der Lage, die feinere zweite Prägung unter verschiedenen Betrachtungswinkeln
zu verbergen und zu enthüllen, indem
die Glanz- und Transmissionseigenschaften des transparenten Substrats
verwendet werden statt der herkömmlichen
Reflexions- und Absorptionseigenschaften von gedruckten Medien.
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In
einer einfachen Ausführungsform
kann die Makroprägung
geprägte
Reihen von in dem Substrat gebildeten Linien umfassen, wobei die
Linien eine vorbestimmte Höhe
H und einen vorbestimmten Abstand S besitzen. Die Höhe H kann
von einem Minimum von ungefähr
5 Mikron bis zu einem Maximum entsprechend der maximal prägbaren Höhe des Substrats
variieren. Der Abstand S hängt
von der Höhe
ab und das Verhältnis
S:H beträgt
typischerweise ungefähr
6:1 bis 2:1. Die Mikroprägung
kann als Linien oder Punkte auf den Seiten der geprägten Linien
gebildet werden, sodass die sekundären geprägten Linien von den primären geprägten Linien
außer
in einem vorbestimmten Bereich von Winkeln verborgen werden. Die
sekundären
Linien oder Punkte werden mit einer Höhe der Größenordnung von ungefähr 2 Mikron
bis ungefähr
20 Mikron geprägt,
was bewirkt, dass das klare Substrat unter vorbestimmten Betrachtungswinkeln
matt erscheint. Wenn gewünscht,
können
die unteren Abschnitte der Makroprägung oder Abschnitte des Substrats
zwischen benachbarten Makroprägungen
mikrogeprägt
werden, zusätzlich
zu den Seiten.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasset die Makroprägung
Linien mit einer Höhe
von ungefähr
5 μm bis
30 μm unter
einem Abstand von ungefähr
10 μm bis
100 μm,
und bevorzugt einer Höhe
von ungefähr
10 μm bis
ungefähr
25 μm und
einem Abstand von ungefähr
30 μm bis
100 μm.
Die emporstehenden Linien, die von der Makroprägung erzeugt sind, werden mit
Linien oder Punkten auf ihren Seiten auf eine Weise mikrogeprägt, die
bewirkt, dass das klare Substrat unter Betrachtungswinkeln von ungefähr 5° bis ungefähr 45° zur Oberfläche des
Substrats matt erscheint. Die Mikroprägung kann konfiguriert sein,
um zusammengesetzte Formen, Porträts oder irgendeine andere erkennbare
Vorrichtung zu bilden.
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Die
Makro- und Mikroprägung
können
als Teil des Druckvorgangs durchgeführt werden und sind besonders
für den
Tiefdruck (Intagliodruck) geeignet. Solche Vorgänge sind deutlicher in unserer
früheren
Anmeldung WO 99/29119 beschrieben.
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Die
Erfindung stellt weiter ein Verfahren nach Anspruch 9 bereit. Die
Sicherheitsvorrichtung wird bevorzugt mit einer Höhe von ungefähr 10 bis
30 Mikron geprägt
und die Seiten der Prägung
werden wiederum mit einer Höhe
von ungefähr
2 bis 20 Mikron geprägt,
wobei die weitere Prägung
so positioniert wird, dass die erste Prägung die zweite Prägung unter
vorbestimmten Betrachtungswinkeln verbirgt oder enthüllt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Damit
die Erfindung besser verstanden wird, wird nun eine bevorzugte Ausführungsform
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 ein
schematischer Aufriss eines Teils einer Banknote ist, die in Übereinstimmung
mit der Erfindung geprägt
wurde;
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2 eine
schematische Darstellung der Banknote ist, wenn sie unter einem
vorbestimmten Winkel betrachtet wird, der die Mikroprägung enthüllt;
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3 eine
Ansicht ähnlich
der 2 ist, in welcher eine Banknote unter einem Winkel
betrachtet wird, der die Mikroprägung
verbirgt;
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4A eine
schematische Darstellung eines Dokuments ist, das die Erfindung
bei Betrachtung verkörpert;
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4B verschiedene
Markierungen darstellt, wenn unter unterschiedlichen Bedingungen
betrachtet;
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5 eine
Draufsicht eines gedruckten Dokuments ist, wie z.B. einer Banknote,
bei der die Makroprägung
in einem klaren Fenster im Dokument positioniert ist;
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6A bis 6H schematisch
den Herstellungsvorgang einer Makroprägungs-Tiefdruckplatte darstellt;
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7A bis 7M schematisch
den Herstellungsvorgang einer Mikroprägungs-Tiefdruckplatte darstellt;
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8 die
Berechnung des Elongationsverhältnisses
darstellt, das bei der Bildung einer Mikromaske zur Erzeugung eines
erwünschten
Bildes in der Mikroprägung
verwendet wird.
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BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit
Bezug zunächst
auf 1 bis 4 ist eine
einfache Ausführungsform
der Erfindung in 1 dargestellt, die ein Substrat 1 umfasst,
wie z.B. das für
die Herstellung von Banknoten verwendete Guardiansubstrat, und ein
Laminat aus Polymerfilm umfasst, das einen gedruckten Abschnitt
D und einen klaren Fensterabschnitt W aufweist, wie in 5 dargestellt,
und das mit einer Reihe von parallelen geprägten Linien 2, 3 makrogeprägt wurde,
die eine Höhe
von ungefähr
20 μm und
einen Abstand von ungefähr
80 μm aufweisen,
wobei jede makrogeprägte
Linie Mikroprägungen
in Form von Linien oder Punkten 4 bis auf eine Höhe von ungefähr 2 μm bis 5 μm aufweist,
die an ihren Seiten gebildet sind, sodass die Mikroprägung 4 sichtbar
ist, wenn sie unter Winkeln größer oder
gleich α (14,5°) betrachtet
wird, und verborgen ist, wenn sie unter Winkeln von weniger als β (7,2°) betrachtet
wird, wie in den 1 und 2 bzw. 1 und 3 dargestellt.
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In 4A ist
das Dokumentensubstrat 1 unter einem typischen Betrachtungswinkel
von ungefähr
30° von
der normalen gezeigt und aus dieser Position kann das Dokument nach
links oder rechts geneigt werden, nach oben und unten gedreht werden
oder nach rechts oder links geschwenkt werden, oder irgendeine Kombination
davon kann durchgeführt
werden. Wenn auf diese Weise betrachtet, scheint das klare Fenster
W im Wesentlichen transparent zu sein, wie in (d) der 4B dargestellt.
In der Darstellung der 4B umfassen die makrogeprägten Linien
einen Satz von vertikalen parallelen Linien und einen Satz von horizontalen
parallelen Linien in einem allgemein dreieckigen Muster, wie in
(a) der 4B dargestellt. Wenn dieses
Muster unter einem rechten Winkel zur Lichtquelle gehalten wird,
sind die horizontalen Linien im Wesentlichen transparent, während die
vertikalen Linien sichtbar sind, wie in (b) der 4B dargestellt.
Im Gegensatz dazu, wenn die horizontalen Linien unter einem rechten
Winkel zur Lichtquelle liegen, sind die horizontalen Linien sichtbar und
die vertikalen Linien sind im Wesentlichen transparent, wie in (c)
der 9B dargestellt. Somit haben die Sätze von
Linien drei Phasen;
- 1. dort wo ein Satz von
Linien senkrecht zu einer Lichtquelle verläuft, erscheint das Bild, da
die Linien Licht reflektieren.
- 2. dort wo ein Satz von Linien in derselben Richtung wie die
Lichtquelle verläuft,
erscheint dann dieser Satz Linien im Wesentlichen transparent, und
- 3. dort wo die Lichtquelle diffus ist und der Betrachter durch
den klaren Bereich schaut, sind die makrogeprägten Linien im Wesentlichen
unsichtbar, wie in (d) der 4B dargestellt.
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Die
Mikroprägung 4 erzeugt
ein sekundäres
Bild, das bewirkt, dass die geprägten
Abschnitte des klaren Fensters W des Substrats 1 matt erscheinen,
wenn sie unter vorbestimmten Winkeln betrachtet werden. In Bezug
auf Anhang B wird das Bild zuerst bei dem Winkel β (in diesem
Fall 7,2°)
sichtbar. Unter einem Winkel α (14,5° in diesem
Fall) ist die Gesamtmikroprägung
sichtbar. Das Bild wird zu diesem Zeitpunkt nicht maßstabsgetreu
sein. Das Bild wird bei diesem Winkel im Hinblick auf Kontinuität (geringes
U/V Verhältnis)
optimal sein. Jedoch sind zu diesem Zeitpunkt die Elongationswinkel
nicht berechnet worden. Der gewählte
Betrachtungswinkel zur Berechnung des Elongationswinkels ist größer: 30°.
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Das
Bild wird bis zu einem Winkel von ungefähr 45° „erkennbar" sein. Der Grund, dass das Bild nicht unter
höheren
Winkeln betrachtet werden kann, ist, dass die matten Linien dünner werden
und der scheinbare Abstand breiter wird, wie im Anhang B dargestellt.
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Der
gewählte
Blickwinkel wird gewählt
durch: Mittelwert (14,5; 45) = 30°.
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Die
Mikroprägung
kann die Form von Linien oder Punkten von ungefähr 2 bis ungefähr 5 μm Höhe haben.
Wenn Mikrolinien/-punkte dieser Höhe auf die Seiten der makrogeprägten Linien 2, 3 unter
Verwendung einer Tiefdruckmaschine geprägt werden, behalten die Linien
eine besonders hohe Genauigkeit, da das Polymer des Substrats 1 ein
hohes Molekulargewicht besitzt. Alternativ werden ähnliche
Ergebnisse erzielt, wenn die Mirkolinien/-punkte auf den Abschnitten
des Substrats 1 zwischen den Linien 2, 3 gebildet
werden, zusätzlich
zu den Seitenprägungen.
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Das
Verhältnis
von Abstand zu Höhe
S:H sollte im Bereich von ungefähr
6:1 bis ungefähr
2:1 liegen. Die Höhe
kann von ungefähr
5 μm bis
ungefähr
30 μm variieren,
was in der Nähe
der Grenze für
das Polymersubstrat 1 der bevorzugten Ausführungsform
ist, obwohl akzeptable Ergebnisse im Höhenbereich von ungefähr 5 μm bis ungefähr 20 μm erzielbar
sind. Innerhalb dieses Bereichs kann der Abstand zwischen den Linien S
zwischen ungefähr
15 μm und
ungefähr
20 μm für eine Höhe von 5 μm, zwischen
ungefähr
30 μm und
ungefähr
50 μm für eine Höhe von 10 μm, zwischen
ungefähr
30 μm und
ungefähr
90 μm für eine Höhe von 15 μm, zwischen
ungefähr
40 μm und
ungefähr
100 μm für eine Höhe von 20 μm, zwischen
ungefähr
50 μm und ungefähr 100 μm für eine Höhe von 25 μm, zwischen
ungefähr
60 μm und
ungefähr
90 μm für eine Höhe von 30 μm, zwischen
ungefähr
65 μm und
ungefähr
75 μm für eine Höhe von 35 μm variieren.
Die Tabelle des Anhangs A zeigt die bevorzugten Höhen- und
Abstandsparameter, wobei der schattierte Bereich die am meisten bevorzugten
Abstände
für Höhen zwischen
5 und 35 μm
darstellt. Siehe Tabelle im Anhang.
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Wie
in 5 dargestellt, umfasst die Makroprägung horizontale
Linien, während
die Mirkoprägung
auf eine Weise durchgeführt
wird, die eine Mikromaske umfasst, welche eine Vorrichtung wie z.B.
einen Pfeil mit dem in 5 dargestellten Aussehen reproduziert,
wenn das Dokument jeweils nach unten und oben geneigt wird.
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Nun
unter Bezug auf 6 bis 8 der
Zeichnungen ist der Makroprägungsvorgang
in 6A bis 6H dargestellt
und umfasst die folgenden Schritte:
- 1. Aufschleudern
(spin) eines Photolackpolymers über
eine Kupfermetallplatte mit einer gleichmäßigen Dicke von bis zu 3 μm.
- 2. Positionieren der Makroprägungsmaske über das
Photolackpolymer.
- 3. Bestrahlen der Oberfläche
mit UV-Lampen.
- 4. Entfernen der UV-Lampen.
- 5. Entfernen der Makroprägungsmaske.
- 6. Auflösen
und Wegwaschen des nicht belichteten Photolackpolymers.
- 7. Verwenden einer Eisenchlorid- und Kupferlösung, Ätzen der Makroprägungsstruktur.
- 8. Entfernen des Photolackpolymers. Wenn gewünscht, kann der Vorgang mit
umgekehrtem Photolack durchgeführt
werden, wobei Negative statt Positiven verwendet werden.
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7A bis 7M zeigen
den bevorzugten Mikroprägungsvorgang,
der die folgenden Schritte umfasst:
- 1. Verwenden
derselben Platte, die für
die Makroprägung
verwendet wurde, Aufschleudern eines Photolackpolymers über die
Metallplatte, Sicherstellen, dass der Photolack mit einer gleichmäßigen Dicke
in die makrogeprägte
Struktur eintritt, wie in 7A gezeigt.
- 2. Positionieren der überarbeiteten
Makromaske in dieselbe Position wie die ursprüngliche Makromaske. Bei der überarbeiteten
Makromaske wird die Mitte aller makrogeprägten Linien entfernt sein.
- 3. Bestrahlen der Oberfläche
mit UV-Lampen. Dies sollte durchgeführt werden, um sicherzustellen,
dass nicht eingravierte Abschnitte der Platten und der untere Abschnitt
der Makroprägungen
exponiert sind.
- 4. Entfernen der UV-Lampen.
- 5. Entfernen der überarbeiteten
Makroprägungsmaske.
- 6. Positionieren der ersten Mikroprägungsmaske A über den
Photolack.
Die Maske A besteht aus einem länglichen Bild. Das Bild ist
länglich,
sodass das Bild wenn es unter einem bevorzugten optimalen Betrachtungswinkel
von ungefähr
30° betrachtet
wird maßstabsgetreu
erscheint.
- 7. Bestrahlen der Oberfläche
mit UV-Lampen. Die UV-Lampen sollten an den optimalen Betrachtungswinkel
von ungefähr
30° zur
Horizontalen gestellt werden. Diese Lampen müssen ein gleichmäßiges Licht
abstrahlen, um die korrekten Belichtungsmuster zu erzeugen, wie
in 6 gezeigt.
- 8. Entfernen der UV-Lampen.
- 9. Entfernen der Maske A.
- 10. Positionieren der zweiten Mikroprägungsmaske B über den
Photolack.
Die Maske B besteht auch aus einem länglichen
Bild, mit einem optimalen Betrachtungswinkel von ungefähr 30°. Die Maske
B kann aus einem von der Maske A unterschiedlichen Bild bestehen.
- 11. Bestrahlen der Oberfläche
mit UV-Lampen. Die UV-Lampen sollten an den optimalen Betrachtungswinkel
von ungefähr
30° zur
Horizontalen gestellt werden, in der entgegengesetzten Richtung
wie für
Maske A.
- 12. Entfernen der UV-Lampen.
- 13. Entfernen der Maske B.
- 14. Auflösen
und Wegwaschen des nicht belichteten Photolacks.
- 15. Verwenden von Salzsäure, Ätzen der
Mikroprägungsstrukturen.
- 16. Entfernen des Photolackpolymers.
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Im
obigen Vorgang bestehen sowohl die Mikromaske A als auch die Mikromaske
B aus länglichen
Bildern. Das Ausmaß der
Elongation wird bestimmt vom bevorzugten Betrachtungswinkel. Der
bevorzugte Betrachtungswinkel wurde auf ungefähr 30° zum Dokument festgelegt. Elongationsverhältnis; x/y = 1/sin(gamma)
- X
- = elongierte Länge des
Bilds auf dem Substrat
- Y
- = Bildbetrachtungshöhe
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Bei
einem optimalen Betrachtungswinkel von 30° beträgt das Ausmaß der Elongation
2:1. Wenn z.B. ein Bild eine Betrachtungshöhe von 15 mm besitzt, dann
wird das von der Mikromaske erzeugte Bild auf dem Substrat 30 mm
lang sein. Das Bild ist nur in der vertikalen Betrachtungsrichtung
verlängert
(elongiert).
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Nach
dem obigen Vorgang wird die Tiefdruckplatte zur Erzielung der Makro-
und Mikroprägung
durch die folgenden Schritte hergestellt:
- 1.
Eine Nickel-Metallplatte wird aus der Kupferplatte gezüchtet.
- 2. Die Nickelplatte wird in eine PVC-Platte gedrückt.
- 3. PCV-Kacheln werden ausgeschnitten und in das größere Tiefdruckdesign
eingeschweißt.
Die direktionalen Prägebilder
sind gewöhnlich
ein Teilsatz eines Gesamttiefdruckdesigns.
- 4. Die metallische Druckplatte wird aus den geschweißten PVC-Master-Kacheln hergestellt.
- 5. Tiefdruck wird durchgeführt,
wie in der WO 94/29119 beschrieben. Einige Bereiche der Tiefdruckplatte können mit
Tinte versehen werden, wie für
das herkömmliche
Tiefdruckverfahren. Der Bereich der Tiefdruckplatte, der für das gerichtete
Prägemerkmal
bestimmt ist, wird nicht mit Tinte gefärbt.
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Der
Prägevorgang
ist ein durchgehender Vorgang, bei dem das zu prägende Substrat unter hohem Druck
zwischen zwei Walzzylindern durchgeführt wird. Die geprägte Tiefdruckplatte
bedeckt einen der beiden Zylinder. Der andere Zylinder ist der Andruckzylinder.
Während
des Vorgangs wird das Substrat vom Andruckzylinder in die geätzten Vertiefungen
der Platte gedrängt.
Das Substrat verformt sich plastisch in Form der geätzten Vertiefungen.
Wenn das Substrat aus den Walzzylindern austritt, biegt sich die
Makroprägung
aufgrund der Natur des Materials teilweise in seine Form zurück. Die
Prägung
auf dem Substrat bleibt intakt. Jedoch ist die Höhe der Prägung nicht gleich der Höhe der geätzten Vertiefung
auf der Platte, wobei ein typisches Verhältnis ungefähr 1:5 beträgt. Aus diesem Grund ist die
maximal absehbare Endprägung
auf dem entspannten Substrat ungefähr 35 bis 40 μm.
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