EP0964791A2 - Wert- und sicherheitserzeugnis mit lumineszierenden sicherheitselementen und verfahren zur herstellung derselben und anordnung zur visuellen und maschinellen echtheitsüberprüfung - Google Patents

Wert- und sicherheitserzeugnis mit lumineszierenden sicherheitselementen und verfahren zur herstellung derselben und anordnung zur visuellen und maschinellen echtheitsüberprüfung

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EP0964791A2
EP0964791A2 EP98914854A EP98914854A EP0964791A2 EP 0964791 A2 EP0964791 A2 EP 0964791A2 EP 98914854 A EP98914854 A EP 98914854A EP 98914854 A EP98914854 A EP 98914854A EP 0964791 A2 EP0964791 A2 EP 0964791A2
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security
printing
valuable
security product
electrodes
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Arnim Franz-Burgholz
Roland Gutmann
Wolfgang Schmidt
Frank Kappe
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Bundesdruckerei GmbH
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Definitions

  • Valuable and security product with luminescent security elements and method for manufacturing the same and arrangement for visual and mechanical authenticity checking.
  • the present invention relates to security documents with graphically, preferably in gravure, security features which can be illuminated in the form of dots, lines and / or planes, with wavelengths in the invisible UV range to the range visible to the human eye from typically 360 to 780 nm but also in the infrared range.
  • DE 43 10 082 A1 presents electroluminescent films which are produced from inorganic (s), electroluminescent (s) pigment (s) and thermoplastic by means of extrusion or coextrusion. Basically, the extrusion or co-extrusion of such a system on security papers would be conceivable, but the graphic design options appear to be limited by the process logistics and the entire manufacturing process for the production of a security document and the necessary ones
  • DE 43 15 244 AI describes a method for producing an electroluminescent film using the sputtering technique. This method would also be fundamentally conceivable for the production of security documents, but such a production method represents an extremely high outlay with regard to the vacuum chambers required for this technology and is furthermore very difficult to integrate into a possible production process and also produces film layers by means of additional special Coatings for the high mechanical requirements of security documents would have to be equipped.
  • Security element (security thread) presented, which is * multilayered and has electroluminescent properties.
  • the disadvantage of this arrangement is that a relatively high surface area has to be accepted, because the electrodes required to excite the EL substances are arranged one above the other.
  • the invention is therefore based on DE 41 26 051 AI the task of developing a value and security product so that the El-active security features cause a much thinner layer structure on the surface of the security document.
  • the advantage of the invention is therefore that the formation of a multilayer EL system arranged one above the other is dispensed with.
  • this relatively thick construction is dispensed with in that the electric field is built up laterally, that is to say flatly becomes.
  • a transparent, electrically conductive layer is required which is achieved by means of so-called ITO pastes (indium tin oxides). The same is also achieved by pre-coated transparent films or glasses.
  • ITO indium tin oxide
  • High-quality EL systems require a uniform luminance and maximum luminous efficiency. Due to the high thermal resilience in coating processes, glass substrates generally offer a higher quality solution with higher light transmittance in the visible wavelength range and at the same time better surface conductivity.
  • the main advantage of the ITO pastes printing technology used according to the invention lies in the relatively simple application and the almost arbitrary graphic design options, which can be advantageous in particular in more complex systems with regard to the electrical connections.
  • bus bars which are electrically conductive borders
  • the connection of the ITO electrode can be made functionally favorable with this technique and ultimately the ITO electrode layer thickness can be reduced to a minimum in favor of a higher transparency in the thickness.
  • bus bars are printed using printing technology using silver, carbon, copper, etc. pastes, or a combination of these elements, and surface resistance values in the range of a few 10 milli-ohms / square values are achieved.
  • Excitation via an alternating electromagnetic field 6.
  • Excitation through a system based on the photoluminescence excitation via appropriate light sources, in particular in the UV wavelength range and the use of suitable luminescent substances based mainly on silicates activated with Mn , Phosphates, tungstates, germanates, borates, etc., but in particular based on Zn2Si04: Mn and the excitation by the 253, 65 nm line of a Hg low-pressure discharge lamp (visible light by means of
  • the excitation by IR radiation with a suitable wavelength is provided instead for materials with specific IR absorption and emission in the visible range.
  • OVI pigments optical variable pigments
  • liquid crystals can also be used or added to the El pigments.
  • the valuable and security product has security elements based on so-called microencapsulated inorganic compounds of groups II and VI of the periodic table (eg, ZnS, CdS) which are doped or activated with metals such as Cu, Mn, Ag and for which Printing technology design by gravure are suitable.
  • Electroluminescent security elements based on organic polymers can also be constructed.
  • the electrodes are formed laterally (i.e. lying flat next to one another) by means of conductive intaglio printing inks, an alternating electromagnetic field being generated in the resulting, also approximately flat field gap between the electrodes, the field lines of which at least partially penetrate the printed image produced by the EL substances and thereby make the electroluminescent security elements shine and they can thus be used visually and mechanically for the authenticity check.
  • an electrically conductive gravure printing ink based on carbon and / or silver or a mixture of both or silver-plated and / or gold-plated metallic pigments or mica pigments are used in conjunction with suitable binders based on polyurethanes and / or aliphatic polyesters and corresponding diluents, the two electrode connections in particular being designed in a non-oxidizing surface shape.
  • an aqueous polyurethane layer is preferably applied to the unprepared surface of the security document - preferably a bank note - before the actual graphic design and then the phosphor paste is printed in order to achieve a good and elastic adhesive bond with excellent surface resistance.
  • the luminescent security feature is preferably designed graphically from individual points and lines.
  • a method for producing the security document comprises the following process steps:
  • an adhesion promoter in the form of an aqueous polyurethane dispersion for the optimal connection and embedding of the following printing layers - printing the lateral electrodes using conductive pastes and, depending on the system, repeating this process several times to achieve a surface resistance that has a sufficient power supply or a sufficiently low surface resistance for the selected geometry of the security elements, - printing an insulation color, in particular with the property of high elasticity, good bond to the substrate, for the conductive coating and for the subsequent phosphor color , and also with a dielectric constant as high as possible, in particular aqueous polyurethane dispersion systems and / or filled with barium titanate (BaTi03) being used to increase the dielectric constant,
  • a kind of thermal pressing can be used to stabilize and improve the quality of the security document at temperatures up to 200 ° C and pressures up to 50 kp / cm 2 .
  • the invention therefore includes, inter alia, that laterally arranged electrodes by means of electrically conductive intaglio inks or pastes are arranged in such a way that geometries are possible according to the extremely high resolution or fineness of the printed image using intaglio printing technology, which enables high electric field strengths and thus the electroluminescence excitation of typical zinc sulfide phosphor layers.
  • the gravure printing technique proposed according to the invention represents a very favorable solution for the present invention due to the extremely high possible resolution and the layer thickness which is nevertheless several micrometers thick.
  • the design of the various gravure printing inks or pastes requires special adjustment to significantly smaller pigment diameters compared to screen printing inks.
  • Essential to the invention is the use of microencapsulated elements with EL phosphor paste in rotogravure and capsule diameters with a few micro-meters (e.g. in the range from 0.2 to 40 micro-meters) are used.
  • Substances for fluorescent tubes Such substances are excited by the 253, 65 nm line of a Hg low-pressure discharge lamp (visible light eliminated by means of a short pass filter) and the emission of light takes place in the visible green range.
  • laser light sources are used for photoluminescence excitation, which excite UV light emission, which are then caused to emit visible light by means of conventional phosphors.
  • certain EL substances can be covered by UV filter layers in the form of printing inks, for example pigments filled with TiO 2 , so that the EL substances are not excited by UV light, but only by excitation in the electromagnetic field. This is particularly recommended for the machine check of the security document with the test device according to the invention, in which - in a preferred embodiment - visible light is no longer used for the check.
  • FIG. 1 section through a banknote according to the invention with an EL substance
  • FIG. 2 an enlarged section through the bank note according to FIG. 1 in a first embodiment
  • FIG. 3 a second embodiment
  • FIG. 4 a third embodiment
  • FIG. 5 a fourth embodiment
  • Figure 6 the top view of a value and security product with
  • FIG. 7 a further embodiment of a security document with security features
  • FIG. 8 section through a valuable and security product according to the invention in a further embodiment
  • FIG. 9 to FIG. 11 further embodiments of security documents
  • Figure 12 Section through a value and security product with the
  • FIG. 13 the top view of the arrangement according to FIG. 12,
  • FIG. 14 a further embodiment of a security document with a surface electrode
  • FIG. 15 the arrangement of a security document in a test device in a first embodiment
  • FIG. 16 the arrangement of a security document in a test device in a second embodiment
  • FIG. 17 the enlarged representation of lateral electrodes
  • FIG. 18 a further embodiment of the arrangement of a security document in a test device in a modification of FIG. 16,
  • FIG. 19 a further exemplary embodiment of the arrangement of a security document in a testing device
  • FIGS. 20, 21 further embodiments of the design of the security document in connection with different versions of the test device
  • FIG. 22 the constructional design of a test device in section
  • FIG. 23 the top view of the arrangement according to FIG. 22,
  • FIG. 24 the top view of an electrode arrangement for use in the testing device
  • FIGS. 25, 26 different embodiments of the arrangement of electrodes in the testing device
  • FIGS. 27, 28 various options for designing test devices
  • a valuable and security product 1 is described in the form of a banknote, although the invention is not restricted to this.
  • the value and Security product 1 in FIGS. 1 to 14 thus essentially consists of a paper which, in the exemplary embodiment shown, consists of cotton fibers.
  • embossments on the surface so that these embossings are represented by different elevations 3 and a corresponding embossing reason 4 in section, it being evident that the intaglio printing ink 2 used for printing the banknote (valuable and security product 1) on the elevations 3 is discontinued.
  • the El-active substances 5 are applied to the embossing base 4 outside the intaglio printing ink 2.
  • the depth of the embossing is with such a value and
  • Specify security product 1 with about 1-80 micro-meters, the amount of the gravure ink surcharge on the paper corresponding to about 20% of the depth of the embossing, i.e. about 1 to 20 micro-meters.
  • the distance 6 is therefore about 1 to 80 micrometers.
  • FIG. 2 shows the enlarged representation of FIG. 1, whereby it can be seen that the EL substances 5 are arranged outside the gravure printing area.
  • FIG. 3 shows in a modified embodiment that the EL substances 5 can also be arranged below the intaglio printing ink 2 in the area of the elevations 3 and are consequently covered by the intaglio printing ink 2.
  • FIG. 3 shows that the EL substances protrude into a surface coating 7 of the security document 1 or - as shown in FIG. 4 - are arranged on the surface coating 7 and below the intaglio printing ink 2.
  • FIG. 5 shows as a further exemplary embodiment that these EI-active substances 5 from microcapsules 8 are mixed into the intaglio printing ink 2 and are printed with the latter.
  • FIGS. 6 to 7 security features 9, 10 corresponding to FIGS. 6 to 7 can be realized.
  • EL substances are designed as a star wreath of a European symbol
  • FIG. 7 these EI-active substances can be formed as a number in the star wreath.
  • FIGS. 8 and 9 further show that the El-active substances in pigment form are mixed into the intaglio printing ink 2 and a binder 11 is used here.
  • luminous colors 12 can also be added in order to bring the light emission of the EI substances with the luminous colors 12 used here to a characteristic illumination of the security features 9.
  • Figures 10 and 11 show that in addition to the use of luminous colors, translucent printing inks 13, 14 can also be used, different colorations, such as e.g. green and red printing inks can be printed at separate locations in order to give the El substances which light up in a single color a different, visually visible coloring.
  • translucent printing inks 13, 14 can also be used, different colorations, such as e.g. green and red printing inks can be printed at separate locations in order to give the El substances which light up in a single color a different, visually visible coloring.
  • the inks mentioned can also be printed with a translucent printing ink with the addition of a UV Filters are covered, or the translucent colors 13, 14 can also be applied under the EL layer.
  • the electrodes required for producing the alternating electromagnetic field are either completely attached to the valuable and security product or at least one electrode is arranged on the valuable and security product while the other electrode is in the test device located.
  • FIGS. 12 and 13 show that an electrode arrangement 19, consisting of two electrodes 24, 25, on the
  • the two electrodes 24, 25 are arranged as flat elements lying side by side (laterally) and form between them a zigzag-shaped, insulating field gap 26, in the area of which the electromagnetic alternating field is generated, which is required to excite the El substances 5.
  • the two electrodes 24, 25 are at least partially covered by an insulating printing ink 17, and the two electrodes 24, 25 are produced by conductive printing inks 16, on which corresponding contacts 18 are seated, an AC voltage being applied to the contacts 18.
  • FIG. 13 where it can be seen that the AC voltage mentioned is applied to the connections 20.
  • the El-active substance 5 is embedded in the intaglio printing ink 2 and is at least partially above the field gap 26, so that the field lines generated in the field gap 26 enforce the security feature arranged on the field gap 26 and bring it to light.
  • FIGS. 14 show that it is in another
  • Embodiment suffices to apply an approximately flat electrode 32 in the form of a conductive printing ink 16 to the underside of the security document 1 and also to contact it, the value and security product 1 then corresponding to the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 11 being an El printed image 29 wearing.
  • the counter electrode (not shown in the drawing) is arranged on a carrier of a test device, which will be described in more detail in connection with the other drawings.
  • the alternating field 36 generated between the two electrodes then passes through the El-active substances and lights them up.
  • the height of the intaglio printing ink above the base of the security document 1 is typically 10 to 20 micrometers
  • the thickness 22 of the security document 1 is typically 100 micrometers at a basis weight of 90 g per Is square meters
  • the thickness 23 of the lower surface electrode 32 is about 3 to 10 micrometers.
  • a test device essentially consists of two supports 28, 30 which are at a mutual distance from one another, the upper support 28 facing the observer 27 preferably being transparent and made, for example, of a glass or plastic with a transparent inside has attached, electrically conductive coating which forms the one electrode 33.
  • a contact 34 is attached to this electrode, and its one pole is connected to the terminal 31.
  • the opposite electrode 32 is e.g. attached as anodized aluminum on the inner surface of the lower carrier 30 and is also connected via the contact 34 to the other pole of the terminal 31.
  • An electromagnetic alternating field 36 is thus generated between the two electrodes 32, 33, which passes through the value and security product 1 introduced between the carriers 28, 30, so that this alternating field also penetrates the EI-active substances and the EI print image thus created 29 lights up.
  • FIG. 16 shows, in a modification of the exemplary embodiment according to FIG. 15, that an electrode arrangement 35 can also be arranged only on a single carrier 28, with one
  • Electrode arrangement is used, as shown for example with the electrode arrangement 19 in Figure 13 or - in another embodiment - as shown with the electrode arrangement according to Figure 17.
  • the upper carrier 28 again consists of a transparent glass or plastic, a planar electrode arrangement 35 being described, which is shown in more detail in FIG.
  • This electrode arrangement is formed from interdigitated electrode fingers 39, 40, the electrode fingers
  • the entire arrangement is applied to an insulation layer 41 made of, for example, Si oxide, the electrode fingers 40 being conductively connected to one another by a base conductor 38, while the electrode fingers 39 are conductively connected to one another by a base conductor 38a (cf. FIG. 24).
  • the base conductors 38, 38a preferably consist of a gold layer, while the electrode fingers 39, 40 consist of the ITO paste described above or of a transparent gold layer.
  • FIG. 18 shows, in a modification of the exemplary embodiment according to FIG. 16, that a fluorescent layer 42 can additionally be arranged on the inside of the upper support 28, which is brought to light by the emission emitted by the EL printed image. It is claimed as inventive that the fluorescent layer 42 lights up either in the visible region or in the invisible region.
  • FIG. 19 shows a modified exemplary embodiment in comparison to FIG. 16, where it can be seen that the previously described electrode arrangement 35 is fastened on a support 28 which is now attached below and the alternating spring generated by the electrode arrangement enforces the valuable and safety product 1 from below, so that it can be easily observed from above through the transparent support 30 without it being necessary to arrange an electrode arrangement itself in the line of sight.
  • FIGS. 16, 18 and 19 show that the alternating field 37 generated by the electrode arrangement 35 in each case passes through the security document 1 - at least in the area of the El printed image 29.
  • FIG. 20 shows that the emission 43 emitted by the El print image 29 is the primary emission for the fluorescence Layer 42 strikes, which in turn generates a secondary emission 44 which can either be detected in the visible area by an observer 27 or - in the non-visible area - can be evaluated by a test device.
  • FIG. 21 shows that the value and security product is also on its side - e.g. the underside - can be coated with an electrode 32, which is contacted by the one contact 34.
  • FIGS. 22 to 31 now depict various, more specific embodiments of a test device for recording the emission of the El print image 29.
  • the test device according to FIGS. 22 to 24 essentially again consists of the two opposite supports 28, 30, in the intermediate space of which an alternating electromagnetic field is formed, a housing 49 being arranged on one side of these two supports 28, 30 Top carries a switch 50 and which houses corresponding batteries 46 for power supply and an electronic circuit board 47 on which the electronics 48 is built. By pressing the switch 50, the alternating electromagnetic field is thus generated, which at least partially penetrates the El printed image 29 designed as a security feature 9, 10 and lights it up.
  • Electrode assembly 35 either on the inside of the lower one Carrier 30 or may be arranged on the inside of the upper carrier 28.
  • FIGS. 25 and 26 show that the electrode fingers 39, 40 are arranged at a mutual distance from one another and form field gaps 26 which are approximately parallel to one another *. The entire arrangement is then connected to the contacts 34 via specially attached, conductive contact surfaces 52.
  • a luminescence layer 51 can also be arranged on the inside of the carrier 28. The function of this luminescence layer has already been explained with reference to FIG. 20.
  • FIGS. 27 and 28 describe
  • Electrodes 53, 54 which are also arranged opposite one another and are contacted via corresponding connections 31.
  • an illumination source 55 of any type (see the general description -
  • Low-pressure gas discharge lamp, laser arrangement, etc. can be used to achieve additional excitation of the El print image.
  • the value and security product 1 to be checked is introduced into the test device through the insertion gap 56.
  • FIGS. 30 and 31 show how the electrode arrangement 35 is integrated in the testing device. It can be seen here that the contacts 34 attach to the contact surfaces 52 and are directly introduced into the electronics 48, to which a power supply unit 57 can be connected.
  • the electrode arrangement 35 has electrode fingers 39, 40 spaced apart from one another and insulated from one another, conductor widths 58 of typically 100 micrometers being preferred, with a conductor path spacing 59 of preferably 50 micrometers. Meter .
  • an oxide layer is applied over the entire arrangement using vapor deposition technology.

Abstract

Es wird ein Wert- und Sicherheitserzeugnis, wie beispielsweise eine Banknote, Ausweis oder dergleichen, beschrieben, welches mit im elektromagnetischen Wechselfeld anregbaren, lumineszierenden Sicherheitselementen versehen ist. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung beschrieben, welches im Tiefdruckverfahren die hierfür erforderlichen Farben und Substanzen auf das Wert- und Sicherheitserzeugnis aufbringt. Im übrigen wird auch eine auf die jeweilige Sicherheitstechnologie abgestimmten Anordnung zur visuellen und maschinellen Echtheitsüberprüfung beschrieben, wobei insbesondere elektrische Felder als auch optische Strahlung, bevorzugt im UV-Wellenlängenbereich, zur Anregung der sogenannten Phosphorfarben verwendet werden und durch sekundär-Anregungsmechanismen zusätzliche optische Effekte im sichtbaren Wellenlängenbereich erreicht werden können.

Description

Wert- und Sicherheitserzeugnis mit lumineszierenden Sicherheitselementen und Verfahren zur Herstellung derselben und Anordnung zur visuellen und maschinellen Echtheitsüberprüfung .
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Sicherheitsdokumente mit grafisch, bevorzugt im Tiefdruck, gestalteten Sicherheitsmerkmalen, die Punkt-, Strich- und/oder Flächen-förmig zum Leuchten gebracht werden können, wobei Wellenlängen im nicht sichtbaren UV-Bereich bis in den vom menschlichen Auge sichtbaren Bereich von typisch 360 bis 780 nm aber auch im infraroten Bereich angestrebt und realisiert werden.
In der DE 43 10 082 AI werden Elektrolumineszenzfolien vorgestellt, die aus anorganischem (n) , elektrolumineszentem (n) Pigment (en) und thermoplastischem Kunststoff mittels Extrusion bzw. Koextrusion hergestellt werden. Grundsätzlich wäre die Extrusion bzw. Koextrusion eines derartigen Systems auf Sicherheitspapiere vorstellbar, doch erscheinen die grafischen Gestaltungsmöglichkeiten durch die Prozeßlogistik eingeschränkt zu sein und der gesamte Herstellprozeß für die Herstellung eines Sicherheitsdokumentes und der dafür erforderlichen
Echtheitsüberprüfungs-Anordnungen sehr aufwendig zu werden.
In der DE 43 15 244 AI wird ein Verfahren zur Herstellung eines elektrolumineszierenden Films durch Verwendung der Sputtertechnik beschrieben. Auch dieses Verfahren wäre grundsätzlich für die Herstellung von Sicherheitsdokumenten vorstellbar, doch stellt ein derartiges Herstellverfahren einen extrem hohen Aufwand hinsichtlich der für diese Technik erforderlichen Vakuumkammern dar und ist weiters sehr schwierig in einen möglichen Fertigungsablauf integrierbar und erzeugt zudem Filmschichten, die mittels zusätzlicher spezieller Beschichtungen für die hohen mechanischen Anforderungen an Sicherheitsdokumente ausgerüstet werden müßten.
In der DE 41 26 051 AI wiederum wird ein Sicherheitsdokument mit eingebettetem flächenhaften
Sicherheitselement (Sicherheitsfaden) vorgestellt, das * mehrschichtig ausgebildet ist und elektrolumineszierende Eigenschaften aufweist. Nachteil dieser Anordnung ist, daß ein relativ hohe Flächenaufbau in Kauf genommen werden muß, denn die zur Anregung der El-Substanzen erforderlichen Elektroden sind übereinander liegend angeordnet.
Der Erfindung liegt deshalb ausgehend von der DE 41 26 051 AI die Aufgabe zugrunde, ein Wert- und Sicherheitserzeugnis so weiterzubilden, daß die El-aktiven Sicherheitsmerkmale einen wesentlich dünneren Schichtaufbau auf der Oberfläche des Sicherheitsdokumentes bewirken.
Diese Aufgabe wird durch die technische Lehre des Anspruches 1 gelöst, der vorsieht, daß die El-aktiven Sicherheitselemente während des Druckvorganges unmittelbar auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht werden.
Hierbei gibt es eine Reihe von verschiedenen Möglichkeiten, die alle als erfinderisch beansprucht werden. Neben dem Aufbringen der El-Substanzen im Stahltiefdruck werden auch andere Druckverfahren mit Anwendung der hier beschriebenen Lehre als erfinderisch beansprucht, nämlich insbesondere der wasserlose Offsetdruck, der Naßoffsetdruck, Siebdruck, Non-Impact-Druck- techniken und neuartige digitale Druckverfahren.
Die gleiche Aufgabe wird im übrigen auch durch die technische Lehre des unabhängigen Anspruches 7 gelöst, der statt einer Übereinanderschichtung von Elektroden - wie im Stand der Technik bekannt -, die flächenhafte Nebeneinanderanordnung derartiger Elektroden mindestens teilweise auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis und/oder am Prüfgerät vorsieht.
Vorteil der Erfindung ist also, daß auf die Ausbildung eines mehrschichtig-übereinander angeordneten, flächigen EL-Systems verzichtet wird.
Beim Stand der Technik ist zu befürchten, daß der bekannte Laminataufbau, der auch hinsichtlich Dauerbeanspruchung extremen Anforderungen ausgesetzt ist, nicht die notwendige Verschleißfestigkeit aufweist. Ein weiterer Nachteil: ein Sicherheitsfaden ist nicht integraler Bestandteil eines Wert- und Sicherheitserzeugnisses und kann entfernt werden. Diese Anordnung benötigt auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis aufgebrachte Kontakte, während bei der Erfindung ein Teil der Ausführungsbeispiele einen Kontakt auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis nicht benötigen.
Im Gegensatz zu üblichen Elektrolumineszenz- (im weiteren mit EL bezeichnet) Systemen, die zwischen flächigen Elektroden aufgebaut sind, wird in der vorliegenden Erfindung in einer Ausführungvariante auf diesen doch relativen dicken Aufbau insofern verzichtet, als das elektrische Feld lateral, das heißt flächig, aufgebaut wird.
Für einen erfindungsgemäßen El-Plattenkondensatoraufbau ( bei dem jetzt erfindungsgemäß die Kondensator-"Platten" in einer im wesentlichen gleichen Ebene nebeneinander liegend ausgebildet sind und im dazwischen liegenden Feldspalt das zur Anregung notwendige Feld erzeugt wird) wird eine transparente, elektrisch leitfähige Schicht benötigt, die mittels sogenannter ITO-Pasten ( Indium-Tin-Oxide) erreicht wird. Gleiches wird im übrigen auch durch vorbeschichtete transparente Folien oder Gläser erreicht. Typischerweise werden biaxial orientierte und thermisch stabilisierte Polyesterfolien mit aufdampftechnisch bzw. sputtertechnisch beschichteter, elektrisch leitfähiger Zinnoxid-, Indium-Zinn-Oxid (ITO) , bzw. ganz allgemein transparenter elektrisch leitender metallisierter Oberflächen mit Flächenwiderstandswerten im Bereich weniger Ohm / Quadrat bei Glassubstraten und typisch 20 Ohm/Quadrat bis zu 300 Ohm/Quadrat und darüber, verwendet.
Hochwertige EL-Systeme bedürfen einer gleichmäßigen Leuchtdichte und einer maximalen Lichtausbeute. Glassubstrate bieten aufgrund der hohen thermischen Belastbarkeit bei Beschichtungsprozessen i.a. eine höherwertige Lösung mit höherer Lichtdurchlässigkeit im sichtbaren Wellenlängenbereich bei gleichzeitig besserer Flächenleitfähigkeit. Der wesentliche Vorteil der - nach der Erfindung eingesetzten - ITO-Pasten Drucktechnik liegt jedoch in der relativ einfachen Applikation und der nahezu beliebigen grafischen Gestaltungsmöglichkeit, was insbesondere bei komplexeren Systemen hinsichtlich der elektrischen Anschlüsse vorteilhaft sein kann.
Da derartige ITO-Siebdruckpasten kaum
Flächenwiderstandswerte unter 300 bis 400 Ohm/Quadrat zulassen, werden bei der Erfindung sogenannte Bus-bars, das sind elektrisch gut leitfähige Umrandungen, verwendet. Dadurch werden gleichmäßige elektrische Felder erreicht und damit eine gleichmäßige Leuchtdichte. Weiters kann mit dieser Technik der Anschluß der ITO-Elektrode funktionell günstig gestaltet werden und letztendlich kann die ITO-Elektroden-Schichtstärke zugunsten einer höheren Transparenz in der Dicke auf ein Minimum reduziert werden. Nach der Erfindung werden Bus-bars in Drucktechnik mittels Silber-, Carbon- Kupfer-, etc. Pasten gedruckt, bzw. einer Kombination aus diesen Elementen und dabei Flächenwiderstandswerte im Bereich einiger 10 Milli-Ohm/Quadrat Werte erreicht.
Erfindungsgemäß werden daher in unterschiedlichen
Ausführungsformen, die jedoch untereinander einzeln oder in Kombination miteinander Schutz beanspruchen, folgende Ausführungsformen beschrieben :
l.eine laterale Elektrodenanordnung auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis,
2. eine Elektrodenanordung in lateraler oder gegenüberliegender Anordnung außerhalb des Sicherheitsdokumentes, d.h. in einem Auslesegerät, 3. eine laterale Elektrodenanordnung auf einem transparenten Abdecksubstrat im Auslesegerät,
4. eine elektrisch leitfähige Beschichtung der Rückseite des Sicherheitsdokumentes (vor dem grafischen Gestaltungsprozessen) und Aufbringung von EL-
Sicherheitselementen auf der Vorderseite und Ausbildung eines transparenten Abdecksubstrates mit elektrisch leitfähiger
Beschichtung auf der zum Sicherheitselement weisenden Seite, 5.Anregung über ein elektromagnetisches Wechselfeld 6.Anregung durch ein System auf der Basis der Photolumineszenz- Anregung über entsprechende Lichtquellen, insbesondere im UV- Wellenlängenbereich und der Verwendung geeigneter lumineszierender Substanzen auf Basis überwiegend mit Mn aktivierter Silikate, Phosphate, Wolframate, Germanate, Borate, etc., jedoch insbesondere auf Basis Zn2Si04:Mn und der Anregung durch die 253, 65 nm Linie einer Hg- Niederdruckentladungslampe (sichtbares Licht mittels
Kurzpaßfilter eliminiert) und der angeregten Emission von Licht im sichtbaren grün-Bereich, 7.Anregung des El-Systems durch eine extrem schmalbandige Lichtquelle in Form eines Frequenz-Verdreifachten bzw- Vervierfachten Nd.YAG Lasers mit den Wellenlängen 266 nm und 213 nm beschrieben, weiters eines Festkörperlasers mit entsprechender Frequenzverdoppelung bzw. Vervierfachung auf 236 nm als auch Excimerlaser mit Licht im UV-B (320 bis 260 nm lt. USA-FDA) bzw. UV-C (260 bis 200 nm) Wellenlängenbereich zur Anregung spezieller auf die jeweilige Wellenlänge abgestimmter Leuchtstoffe verwendet, wobei zusätzlich Leuchtstoffe bzw. sog. Phosphorpuder beigemengt werden, ähnlich jener Verwendung in Leuchtstoffröhren, sodaß damit Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich erzeugt wird und vom menschlichen Auge ohne weitere Hilfsmittel wahrgenommen werden kann.
8. In einer alternativen Ausführungsform ist stattdessen die Anregung durch IR-Strahlung mit geeigneter Wellenlänge für Materialien mit spezifischer IR-Absorption und Emission im sichtbaren Bereich vorgesehen. Es können auch OVI-Pigmente (optisch variable Pigmente) oder Flüssigkristalle zusätzlich zu den El-Pigmenten eingesetzt oder beigemischt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Wert- und Sicherheitserzeugnis Sicherheitselemente auf Basis sogenannter mikroverkapselter anorganischer Verbindungen der Gruppe II und VI des Periodensystems (z.B, ZnS, CdS) auf, die mit Metallen wie Cu, Mn, Ag dotiert bzw. aktiviert sind und für die drucktechnische Gestaltung mittels Tiefdruck geeignet sind. Es können auch elektrolumineszierende Sicherheitselemente auf der Basis organischer Polymere aufgebaut werden.
Die Elektroden sind mittels leitfähiger Tiefdruckfarben lateral (das heißt flächig neben einander liegend) ausgebildet, wobei im sich dadurch ergebenden, ebenfalls etwa flächig angeordneten Feldspalt zwischen den Elektroden ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt wird, dessen Feldlinien mindestens teilweise das durch die El-Substanzen erzeugte Druckbild durchdringen und dadurch die Elektrolumineszenz- Sicherheitselemente zum Leuchten bringen und diese damit visuell und maschinell zur Echtheitsprüfung herangezogen werden können.
Es wird in einer bevorzugten Ausführungsform eine elektrisch leitfähige Tiefdruckfarbe auf Basis Kohlenstoff und/oder Silber bzw. einer Mischung aus beiden bzw. versilberter und/oder vergoldeter metallischer Pigmente oder Glimmer Pigmente in Verbindung mit geeigneten Bindemitteln auf Basis Polyurethanen und/oder aliphatischer Polyester und entsprechenden Verdünnungsmitteln verwendet, wobei insbesondere die beiden Elektrodenanschlüsse in einer nichtoxidierenden Oberflächenform ausgeführt sind.
Als Dielektrikum und Isolationsschicht wird bevorzugt eine wäßrige Polyurethanschicht auf der unvorbereiteten Oberfläche des Sicherheitsdokumentes - bevorzugt eines Geldscheines -vor der eigentlichen grafischen Gestaltung aufgebracht und danach wird die Phosphorpaste gedruckt um so einen guten und elastischer Haftverbund mit hervorragender Oberflächenbeständigkeit zu erreichen.
Das lumineszierende Sicherheitsmerkmal ist hierbei bevorzugt aus einzelnen Punkten und Linien grafisch gestaltet.
Es können darüber hinaus über/ unter/ neben den lumineszierenden Elementen entsprechend grafisch gestaltete, durchscheinende Farben angebracht werden und dadurch unterschiedliche Farb-Leuchteffekte erzielt werden.
Ein Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsdokumentes umfaßt folgende Verfahrenschritte:
- Grafische Gestaltung der Substrate, insbesondere spezieller Sicherheitspapiere im Bereich von etwa 80 bis 200 gr/m2 Flächengewicht, mittels grafischer Druckverfahren, insbesondere dem Tiefdruck, dem wasserlosen Offsetdruck, dem Naßoffsetdruck, dem Siebdruck, dem Non-Impact-Druck und mittels anderer neuartiger, digitaler Druckverfahren,
- Gegebenenfalls Druck eines Haftvermittlers in Form einer wäßrigen Polyurethandispersion zwecks optimaler Anbindung und Einbettung der folgenden Druckschichten, - Druck der lateralen Elektroden mittels leitfähiger Pasten und je nach System Wiederholung dieses Vorganges mehrere Male zwecks Erreichen eines Flächenwiderstandes, der für die jeweils gewählte Geometrie der Sicherheitselemente eine ausreichende Stromversorgung bzw. einen ausreichend niedrigen Flächenwiderstand aufweist, - Druck einer Isolationsfarbe, insbesondere mit der Eigenschaft der hohen Elastizität, des guten Verbundes zum Substrat, zur leitfähigen Beschichtung und zur anschließenden Phosphorfarbe, als auch mit einer möglichst hohen Dielektrizitätskonstante, wobei insbesondere wäßrige Polyurethan-Dispersions Systeme und /oder gefüllt mit Bariumtitanat (BaTi03) zwecks Erhöhung der Dielektrizitätskonstante, Verwendung finden,
- Druck der Phosphorpaste bzw. der verschiedenfarbig leuchtenden Phosphorpasten - gegebenenfalls unter Beimengung sogenannter Abstandshalter, die eine Beschädigung der mikroverkapselten Leuchtpigmente durch zu hohe Pressung beim Druckvorgang vermeiden sollen,
- Druck gegebenenfalls transluzenter Farben zwecks zusätzlicher grafischer und sicherheitstechnischer Gestaltung, - Druck gegebenenfalls passivierender, elektrisch leitender Farben auf die elektrischen Anschlußstellen in Form von speziellen Leitfarben bzw. Pasten, insbesondere auf Basis Carbon und Gold,
- Druck einer elastischen, transparenten, abriebbeständigen und gut haftenden Schutzschicht, insbesondere auf Basis wäßriger
Polyurethan-Dispersionen,
- Aushärtung der genannten Drucke jeweils im Anschluß an den Druckvorgang,
- Optioneil kann als letzter Arbeitsschritt eine Art Thermopressung zwecks Stabilisation und Qualitätsverbesserung des Sicherheitsdokumentes bei Temperaturen bis zu 200°C und Drücken bis zu 50 kp/cm2 erfolgen.
Die Erfindung liegt in einer bevorzugten Ausgestaltung entsprechend der vorstehenden Beschreibung also unter anderem darin, daß erstmals lateral angeordnete Elektroden mittels elektrisch leitfähiger Tiefdruckfarben bzw. Pasten derart angeordnet werden, daß gemäß der extrem hohen Auflösung bzw. Feinheit des Druckbildes mittels Tiefdrucktechnik Geometrien möglich werden, die hohe elektrische Feldstärken und damit die Elektrolumineszenz-Anregung von typischen Zink-Sulfid Phoshorschichten ermöglicht.
In diesem Sinne stellt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Tiefdrucktechnik durch die extrem hohe mögliche Auflösung und die doch mehrere Mikro-Meter dicke Schichtstärke eine sehr günstige Lösung für die vorliegende Erfindung dar. Allerdings bedarf die Gestaltung der diversen Tiefdruckfarben bzw. Pasten der speziellen Abstimmung auf wesentlich kleinere Pigmentdurchmesser verglichen zu Siebdruckfarben.
Wesentlich bei der Erfindung ist die Anwendung mikroverkapselter Elemente mit EL-Phosphorpasten im Tiefdruck und dabei werden Kapseldurchmesser mit einigen Mikro-Meter (z.B. im Bereich von 0,2 bis 40 Mikro-Meter) verwendet.
In einer Weiterbildung der Ausführungsform kommen neuartige Substanzen zum Einsatz, nämlich lumineszierender Substanzen auf Basis überwiegend mit Mn aktivierter Silikate, Phosphate, Wolframate, Germanate, Borate, etc., jedoch insbesondere auch auf der Basis Zn2Si04:Mn (= typische
Substanzen für Leuchtstoffröhren) . Derartige Stoffe werden durch die 253, 65 nm Linie einer Hg-Niederdruckentladungslampe (sichtbares Licht mittels Kurzpaßfilter eliminiert) angeregt und die Emission von Licht erfolgt im sichtbaren grün-Bereich. Es werden also Laserlichtquellen zur Photolumineszenzanregung verwendet, die eine UV-Lichtemission anregen, welche dann mittels üblicher Leuchtstoffe zur Emission von sichtbarem Licht gebracht werden.
Neben Exci er-Laserquellen mit deren bekannten UV- Emissionslinien stehen vor allem Diodenlaser und Nd:YAG Laserquellen mit entsprechenden Frequenzvervielfacher als mögliche, weitere Lichtquellen nach der Erfindung zur Verfügung. Alternativ kommen entsprechende Entladungslampen mit Bandpaßfiltern zum Einsatz.
Zusätzlich können bestimmte El-Substanzen durch UV- Filterschichten in Form von Druckfarben, z.B. mit Ti02 - gefüllte Pigmente derart abgedeckt werden, so daß keine Anregung der El-Substanzen durch UV-Licht erfolgt, sondern ausschließlich durch Anregung im elektromagnetischen Feld. Dies empfiehlt sich vor allem für die maschinelle Überprüfung des Sicherheitsdokuments mit dem erfindungsgemäßen Prüfgerät, bei dem - in einer bevorzugten Ausgestaltung - sichtbares Licht nicht mehr zur Überprüfung verwendet wird.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander .
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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:
Figur 1: Schnitt durch eine Banknote nach der Erfindung mit einer El-Substanz, Figur 2: ein vergrößerter Schnitt durch die Banknote nach Figur 1 in einer ersten Ausführungsform,
Figur 3: eine zweite Ausführungsform,
Figur 4: eine dritte Ausführungsform,
Figur 5: eine vierte Ausführungsform,
Figur 6: die Draufsicht auf ein Wert- und Sicherheitserzeugnis mit
Sieherneitsmerkmalen,
Figur 7: eine weitere Ausführungsform eines Sicherheitsdokuments mit Sicherheitsmerkmalen,
Figur 8: Schnitt durch ein Wert- und Sicherheitserzeugnis nach der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform,
Figur 9 bis Figur 11: weitere Ausführungsformen von Sicher- heitsdokumenten,
Figur 12: Schnitt durch ein Wert- und Sicherheitserzeugnis mit an der
Oberfläche angebrachten, lateralen Elektroden,
Figur 13: die Draufsicht auf die Anordnung nach Figur 12,
Figur 14: eine weitere Ausführungsform eines Sicherheitsdokuments mit einer Flächenelektrode,
Figur 15: die Anordnung eines Sicherheitsdokuments in einem Prüfgerät in einer ersten Ausführungsform, Figur 16: die Anordnung eines Sicherheitsdokuments in einem Prüfgerät in einer zweiten Ausführungsform,
Figur 17: die vergrößerte Darstellung von lateralen Elektroden,
Figur 18: eine weitere Ausführung der Anordnung eines Sicher- heitsdokuments in einem Prüfgerät in Abwandlung zur Figur 16,
Figur 19: ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung eines Sicherheitsdokuments in einem Prüfgerät,
Figur 20,21: weitere Ausführungsformen der Gestaltung des Sicherheitsdokuments in Verbindung mit unter- schiedlichen Ausführungen des Prüfgeräts,
Figur 22: die konstruktive Ausgestaltung eines Prüfgeräts im Schnitt,
Figur 23: die Draufsicht auf die Anordnung nach Figur 22,
Figur 24: die Draufsicht auf eine Elektrodenanordnung zur Verwendung im Prüfgerät,
Figur 25,26: verschiedene Ausführungsformen der Anordnung von Elektroden im Prüfgerät,
Figur 27,28: verschiedene Möglichkeiten der Ausgestaltung von Prüfgeräten,
Figur 30,31: die Draufsicht und die vergrößerte Draufsicht auf eine Elektrodenanordnung in einem Prüfgerät.
In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Wert- und Sicherheitserzeugnis 1 in Form einer Banknote beschrieben, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Das Wert- und Sicherheitserzeugnis 1 in den Figuren 1 bis 14 besteht also im wesentlichen aus einem Papier, welches - im gezeigten Ausführungsbeispiel - aus Baumwollefasern besteht. Es sind Prägungen an der Oberfläche angebracht, so daß diese Prägungen sich durch unterschiedliche Erhöhungen 3 und einen entsprechenden Prägegrund 4 im Schnitt darstellen, wobei ersichtlich ist, daß die zum Bedrucken der Banknote (Wert- und Sicherheitserzeugnis 1) verwendete Stichtiefdruckfarbe 2 auf den Erhöhungen 3 abgesetzt ist.
Erfindungsgemäss ist nun in einer ersten Ausführungsform vorgesehen, daß die El-wirksamen Substanzen 5 auf dem Prägegrund 4 außerhalb der Stichtiefdruckfarbe 2 aufgebracht sind. Die Tiefe der Prägung ist bei einem derartigen Wert- und
Sicherheitserzeugnis 1 etwa mit 1-80 Mikro-Meter anzugeben, wobei die Höhe der Stichtiefdruckfarbe-Aufschlag auf dem Papier entsprechend ca. 20% der Tiefe der Prägung, also ca. 1 bis 20 Mikro-Meter.
Der Abstand 6 beträgt also etwa 1 bis 80 Mikro-Meter.
Die Figur 2 zeigt die vergrößerte Darstellung der Figur 1, wobei erkennbar ist, daß die El-Substanzen 5 außerhalb des Tiefdruckbereiches angeordnet sind.
In Figur 3 ist in einem abgewandelten Ausführungsbeispiel dargestellt, daß die El-Substanzen 5 auch unterhalb der Stichtiefdruckfarbe 2 im Bereich der Erhöhungen 3 angeordnet sein können und demzufolge von der Stichtiefdruckfarbe 2 überdeckt sind.
Hierbei zeigt die Figur 3, daß die El-Substanzen in eine Ober- flächenbeschichtung 7 des Sicherheitsdokuments 1 hineinragen oder - wie in Figur 4 gezeigt, auf der Oberflächenbeschichtung 7 und unterhalb der Stichtiefdruckfarbe 2 angeordnet sind. Die Figur 5 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel, daß diese El-wirksamen Substanzen 5 aus Mikrokapseln 8 in die Stichtiefdruckfarbe 2 hineingemischt sind und mit dieser verdruckt sind.
Mit den gegebenen Ausführungsbeispielen nach den vorher genannten Zeichnungen können damit Sicherheitsmerkmale' 9, 10 entsprechend den Figuren 6 bis 7 verwirklicht werden. In Figur 6 sind derartige El-Sustanzen als Sternenkranz eines Europa- Symbols ausgebildet, während in Figur 7 diese El-wirksamen Substanzen als Ziffer im Sternenkranz ausgebildet sein können.
Es liegt auf der Hand, daß auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis beliebige Formengebungen und beliebige Anordnungen der El-Substanzen entweder in offensichtbarer Form oder auch in verdeckter Form möglich sind.
Die Figuren 8 und 9 zeigen weiter, daß die El-wirksamen Substanzen in Pigmentform in die Stichtiefdruckfarbe 2 hineingemischt sind und hierbei ein Bindemittel 11 verwendet wird.
Zusätzlich können auch gemäß Figur 9 Leuchtfarben 12 hinzugemischt werden, um die Lichtemission der El-Substanzen mit den hier verwendeten Leuchtfarben 12 zu einem charakteristischen Aufleuchten der Sicherheitsmerkmale 9 zu bringen.
Die Figuren 10 und 11 zeigen, daß neben der Verwendung von Leuchtfarben auch transluzente Druckfarben 13,14 verwendet werden können, wobei unterschiedliche Farbgebungen, wie z.B. grüne und rote Druckfarben, an getrennten Stellen verdruckt werden können, um den in einer einzigen Farbe aufleuchtenden El-Substanzen eine unterschiedliche, visuell sichtbare Farbgebung zu geben.
Zusätzlich können gemäß Figur 11 die genannten Farben auch mit einer transluzenten Druckfarbe unter Hinzunahme eines UV- Filters überdeckt werden, oder die Transluszenten Farben 13,14 können auch unter der El-Schicht aufgebracht sein.
Alle vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen die Ausführungsform nach der Erfindung, daß nämlich das Wert- und Sicherheitserzeugnis ohne Elektroden zur elektromagnetischen Anregung der El-Substanzen verwendet wird und daß die Anregung dieser El-Substanzen 5 durch ein externes, in einem Prüfgerät erzeugtes elektromagnetisches Wechselfeld erfolgt.
In den folgenden Ausführungsbeispielen wird nun als weitere Ausführungsform beschrieben, daß die zur Herstellung des elektromagnetischen Wechselfeldes notwendigen Elektroden entweder vollständig auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis angebracht sind oder zumindest eine Elektrode auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis angeordnet ist, während sich die andere Elektrode im Prüfgerät befindet.
In den Figuren 12 und 13 ist dargestellt, daß eine Elektroden- anordnung 19, bestehend aus zwei Elektroden 24,25, auf der
Oberfläche des Sicherheitsdokuments 1 angeordnet sind, wobei die beiden Elektroden 24,25 als flächige Elemente nebeneinander liegend (lateral) angeordnet sind und zwischen sich einen zick- zack-förmigen, isolierenden Feldspalt 26 ausbilden, in dessen Bereich das besagte elektromagnetische Wechselfeld erzeugt wird, welches zur Anregung der El-Substanzen 5 benötigt wird.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden die beiden Elektroden 24,25 mindestens teilweise von einer isolierenden Druckfarbe 17 überdeckt, und die beiden Elektroden 24,25 sind durch leitfähige Druckfarben 16 erzeugt, auf denen entsprechende Kontakte 18 aufsitzen, wobei an den Kontakten 18 eine Wechselspannung angelegt ist. Dies ist in Figur 13 dargestellt, wo sichtbar ist, daß an den Anschlüssen 20 die genannte Wechselspannung angelegt wird. Die El-wirksame Substanz 5 ist in die Stichtiefdruckfarbe 2 eingebettet und befindet sich mindestens teilweise über dem Feldspalt 26, so daß die im Feldspalt 26 erzeugten Feldlinien das auf dem Feldspalt 26 angeordnete Sicherheitsmerkmal durchsetzen und dieses zum Aufleuchten bringen.
Die Figuren 14 zeigen in Abweichung zu dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 12 und 13, daß es in einer anderen
Ausführungsform genügt, an der Unterseite des Sicherheits- dokuments 1 eine etwa flächige Elektrode 32 in Form einer leitfähigen Druckfarbe 16 aufzubringen und diese ebenfalls zu kontaktieren, wobei dann das Wert- und Sicherheitserzeugnis 1 entsprechend den Ausführungsbeispielen nach Figuren 1 bis 11 ein El- Druckbild 29 trägt. Die Gegenelektrode (nicht zeichnerisch dargestellt) ist hierbei an einem Träger eines Prüfgeräts angeordnet, welches in Verbindung mit den übrigen Zeichnungen noch näher beschrieben werden wird.
Das zwischen den beiden Elektroden erzeugte Wechselfeld 36 durchsetzt dann die El-wirksamen Substanzen und bringt diese zum Aufleuchten. Als typisches Beispiel kann hier genannt werden, daß die Höhe der Stichtiefdruckfarbe über der Basis des Sicherheitsdokuments 1 (Höhe 21) typischerweise 10 bis 20 Mikro-Meter beträgt, während die Dicke 22 des Sicherheitsdokuments 1 typischerweise 100 Mikro-Meter bei einem Flächengewicht von 90g pro Quadratmeter beträgt, und die Dicke 23 der unteren Flächenelektrode 32 etwa 3 bis 10 Mikro-Meter beträgt.
Anhand der Figuren 15 bis 31 werden verschiedene Ausführungs¬ formen von Prüfgeräten geschildert und gleichzeitig werden auch noch andere Formgebungen von Sicherheitsdokumenten mit unterschiedlicher Anordnung El-wirksamer Substanzen angegeben. In Figur 15 ist erkennbar, daß ein Prüfgerät im wesentlichen aus zwei einen gegenseitigen Abstand zueinander einnehmenden Trägern 28,30 besteht, wobei bevorzugt der dem Beobachter 27 zugewandte, obere Träger 28 durchsichtig ausgebildet ist und z.B. aus einem Glas oder Kunststoff mit einer transparenten, innen angebrachten, elektrisch leitfähigen Beschichtung aufweist, welche die eine Elektrode 33 bildet. An dieser Elektrode setzt der eine Kontakt 34 auf, der mit seinem einen Pol mit dem Anschluß 31 verbunden ist.
Die gegenüberliegende Elektrode 32 ist z.B. als Aluminium- Eloxal auf der inneren Oberfläche des unteren Trägers 30 angebracht und ist ebenfalls über den Kontakt 34 mit dem anderen Pol des Anschlusses 31 verbunden.
Es wird also zwischen den beiden Elektroden 32,33 ein elektromagnetisches Wechselfeld 36 erzeugt, welches das zwischen die Träger 28,30 eingeführte Wert- und Sicherheitserzeugnis 1 durchsetzt, so daß dieses Wechselfeld auch die El-wirksamen Substanzen durchsetzt und das damit geschaffene El-Druckbild 29 zum Aufleuchten bringt.
Die Figur 16 zeigt in Abwandlung zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 15, daß eine Elektrodenanordnung 35 auch nur an einem einzigen Träger 28 angeordnet werden kann, wobei eine
Elektrodenanordnung verwendet wird, wie sie beispielsweise mit der Elektrodenanordnung 19 in Figur 13 gezeigt ist oder - in einer anderen Ausführungsform - wie sie mit der Elektrodenanordnung nach Figur 17 dargestellt ist.
Der obere Träger 28 besteht wiederum aus einem transparenten Glas oder Kunststoff, wobei eine planare Elektrodenanordnung 35 beschrieben wird, die in Figur 17 näher dargestellt ist. Diese Elektrodenanordnung wird aus fingerförmig ineinandergreifenden Elektrodenfingern 39,40 gebildet, wobei die Elektrodenfinger
39,40 zwischen sich den Feldspalt 26 ausbilden und voneinander isoliert sind. Die gesamte Anordnung ist auf einer Isolationsschicht 41 aus z.B. Si-Oxid aufgebracht, wobei die Elektrodenfinger 40 durch einen Basisleiter 38 leitfähig miteinander verbunden sind, während die Elektrodenfinger 39 durch einen Basisleiter 38a (vergleiche Figur 24) leitfähig miteinander verbunden sind. Die Basisleiter 38,38a bestehen bevorzugt aus einer Goldschicht, während die Elektrodenfinger 39,40 aus der vorher beschriebenen ITO-Paste bestehen oder aus einer transparenten Goldschicht.
Die Figur 18 zeigt in Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Figur 16, daß noch zusätzlich an der Innenseite des oberen Trägers 28 eine Fluoreszenz-Schicht 42 angeordnet werden kann, welches durch die von dem El-Druckbild abgegebenen Emission zum Aufleuchten gebracht wird. Hierbei wird als erfinderisch beansprucht, daß das Aufleuchten der Fluoreszenz-Schicht 42 entweder im sichtbaren Bereich oder auch im unsichtbaren Bereich erfolgt.
Ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel im Vergleich zu Figur 16 zeigt die Figur 19, wo erkennbar ist, daß die vorher beschriebene Elektrodenanordnung 35 auf einem nun unten angebrachten Träger 28 befestigt ist und die von der Elektrodenanordnung erzeugten Wechselfeder das Wert- und Sicherheitserzeugnis 1 von unten her durchsetzen, so daß es von oben her durch den transparenten Träger 30 ohne weiteres beobachtet werden kann, ohne daß es hierbei notwendig ist, in der Sichtlinie eine Elektrodenanordnung selbst anzuordnen.
Die Figuren 16,18 und 19 zeigen, daß das von der Elektrodenanordnung 35 erzeugte Wechselfeld 37 jeweils das Sicherheitsdokument 1 - zumindest im Bereich des El-Druckbildes 29 - durchsetzt .
In Figur 20 ist gezeigt, daß die von dem El-Druckbild 29 abgegebene Emission 43 als Primär-Emission auf die Fluoreszenz- Schicht 42 trifft, die ihrerseits eine Sekundäremission 44 erzeugt, die entweder im sichtbaren Bereich von einen Beobachter 27 erfaßt werden kann oder - im nicht-sichtbaren Bereich - von einem Prüfgerät ausgewertet werden kann.
Die Figur 21 zeigt unter Hinzunahme des Ausführungsbeispiels in Figur 14, daß das Wert- und Sicherheitserzeugnis auch an seiner Seite - z.B. der Unterseite - mit einer Elektrode 32 beschichtet sein kann, die von dem einen Kontakt 34 kontaktiert wird.
Der andere Kontakt wird als Flächenkontakt von der Innenseite des oberen, durchsichtigen Trägers 28 angeordnet, wobei die genannte Elektrodenanordnung durch eine Isolationsschicht abgedeckt ist, so daß die dort als Elektrode ausgebildete, vollflächige ITO bzw. Gold-Beschichtung möglichst vollflächig von der Isolationsschicht 41 abgedeckt ist. An dieser Schicht setzt der andere Kontakt 34 leitfähig an. Die Figuren 22 bis 31 schildern nun verschiedene, konkretere Ausführungsformen eines Prüfgeräts zur Erfassung der Emission des El-Druckbildes 29.
Das Prüfgerät nach den Figuren 22 bis 24 besteht im wesentlichen wiederum aus den beiden gegenüberliegenden Trägern 28,30, in deren Zwischenraum ein elektromagnetisches Wechselfeld ausgebildet wird, wobei an der einen Seite dieser beiden Träger 28,30 ein Gehäuse 49 angeordnet ist, welches an seiner Oberseite einen Schalter 50 trägt und welches entsprechende Batterien 46 zur Stromversorgung und eine elektronische Leiterplatte 47 beherbergt, auf welcher die Elektronik 48 aufgebaut ist. Durch Druck auf den Schalter 50 wird damit das elektromagnetische Wechselfeld erzeugt, welches das als Sicherheitsmerkmal 9,10 ausgebildete El-Druckbild 29 mindestens teilweise durchsetzt und dieses zum Aufleuchten bringt .
Die Figur 24 zeigt nun, daß die vorher nun beschriebene
Elektrodenanordnung 35 entweder an der Innenseite des unteren Trägers 30 oder an der Innenseite des oberen Trägers 28 angeordnet sein kann.
Die Figuren 25 und 26 zeigen, daß die Elektrodenfinger 39,40 in gegenseitigem Abstand zueinander angeordnet sind und zwischen sich etwa zueinander parallele Feldspalte 26 ausbilden*. Die gesamte Anordnung wird dann über eigens angebrachte, leitfähige Kontaktflächen 52 mit den Kontakten 34 verbunden. Zusätzlich kann an der Innenseite des Trägers 28 noch eine Lumineszenz-Schicht 51 angeordnet werden. Die Funktion dieser Lumineszenz-Schicht wurde anhand der Figur 20 bereits schon erläutert .
Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen fingerartig ineinander greifenden Elektroden beschreiben die Figuren 27 und 28
Elektroden 53,54, die ebenfalls gegenüberliegend angeordnet sind und über entsprechende Anschlüsse 31 kontaktiert sind.
Zusätzlich kann - gemäß Figur 28 - noch eine Beleuchtungs- quelle 55 beliebiger Art (siehe die allgemeine Beschreibung -
Niederdruck-Gasentladungslampe, Laser-Anordnung usw.) verwendet werden, um eine zusätzliche Anregung des El-Druckbildes zu erreichen. In allen Fällen wird hierbei das zu überprüfende Wert- und Sicherheitserzeugnis 1 durch den Einführspalt 56 in das Prüfgerät eingeführt.
Die Figuren 30 und 31 zeigen hierbei, wie die Elektrodenanordnung 35 in dem Prüfgerät integriert ist. Hierbei ist erkennbar, daß an den Kontaktflächen 52 die Kontakte 34 ansetzen und hierbei unmittelbar in die Elektronik 48 eingeführt sind, an welche ein Netzteil 57 anschließbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektrodenanordnung 35 in gegenseitigem Abstand zueinander und isolierend voneinander angebrachte Elektrodenfinger 39,40 auf, wobei Leiterbahnbreiten 58 von typisch 100 Mikro-Meter bevorzugt werden, bei einem Leiterbahnabstand 59 von bevorzugt 50 Mikro- Meter .
Zur Isolation wird über die gesamte Anordnung eine Oxid-Schicht in Aufdampftechnik aufgebracht.
Zeichnungs-Legende
Wert- und Sicherheitserzeugnis 26 Feldspalt Stichtiefdruckfarbe 27 Beobachter Erhöhung 28 Träger Prägegrund 29 El-Druckbild El-Substanz 30 Träger Abstand 31 Anschlüsse Oberflächenbeschichtung 32 Elektrode Mikrokapsel 33 Elektrode Sicherheitsmerkmal 34 Kontakt
35 Elektrodenanordnung
(Fig. 17) Bindemittel 36 Wechselfeld Leuchtfarbe 37 Wechselfeld transluzente Druckfarbe 38 Basisleiter 38a
39 Elektrodenfinger transluz .Druckfarbe mit 40 rr UV-Filter leitfähige Druckfarbe 41 Isolationsschicht isolierende Druckfarbe 42 Fluoreszenzschicht Kontakt 43 Emission Elektrodenanordnung (Fig.14) 44 Emission Anschluß 45 Beschichtung Höhe 46 Batterie Dicke 47 Leiterplatte Dicke 48 Elektronik Elektrode 49 Gehäuse Elektrode 50 Schalter
51 Lumineszenz-Schicht
52 Kontaktfläche
53 Flächenelektrode
54 Flächenelektrode
55 Beleuchtungsquelle 56 Einführspalt
57 Netzteil
58 Breite
59 Abstand

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Wert- und Sicherheitserzeugnis, wie Banknote, Ausweiskarte oder dgl . mit eingebettetem Sicherheitselement, welches elektroluminiszierende (el) Eigenschaften aufweist und' durch Anregung in einem elektromagnetischen Wechselfeld eine Strahlung emittiert, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckfarbe zum Bedrucken des Sicherheitsdokuments (1) El- Substanzen (5) eingebettet sind.
2. Wert- und Sicherheitserzeugnis, wie Banknote, Ausweiskarte oder dgl. mit eingebettetem Sicherheitselement, welches elektroluminiszierende (el) Eigenschaften aufweist und durch Anregung in einem elektromagnetischen Wechselfeld eine
Strahlung emittiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Wert- und Sicherheitserzeugnis (1) an bestimmten Stellen Sicherheitsmerkmale (9,10) trägt, die mindestens teilweise aus aufgedruckten El-Substanzen (5) bestehen, (Figuren 6, 7) .
3. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die El-Substanzen (5) als Pigmente der Druckfarbe (2) zusammen mit einem Bindemittel (11) beigemischt sind, (Fig. 8) .
4. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung aus Druckfarben (2) und Bindemittel (11) noch zusätzliche Leuchtfarben (12) in Form von Pigmenten beigemischt ist, (Fig. 9) .
5. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die El-Substanzen (5) aufweisende Druckbild (29) mit transluzenten Druckfarben (13) abgedeckt ist, (Fig. 10) .
6. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den transluzenten Druckfarben (13) noch zusätzlich ein UV-Filter (15) beigemischt ist, oder ein UV- Filter in Form einer Verkapselung der Pigmente vorgesehen ist, (Fig. 11) .
7. Wert- und Sicherheitserzeugnis, wie Banknote, Ausweiskarte oder dgl. mit eingebettetem Sicherheitselement, welches elektroluminiszierende (el) Eigenschaften aufweist und durch Anregung in einem elektromagnetischen Wechselfeld eine
Strahlung emittiert, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis (1) eine im wesentlichen planare Elektrodenanordnung (19) mit in etwa auf gleicher Ebene angeordneten und nebeneinander liegenden Elektroden (24,25) befindet, die zwischen sich einen Feldspalt (26) ausbilden und daß die El-Substanzen (5) von dem im Feldspalt (26) erzeugten Feldlinien durchsetzt ist, (Fig. 12-30) .
8. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die El-Substanzen (5) etwa flächig auf und parallel zu den Elektroden (24,25) mindestens im Bereich des Feldspaltes (26) angeordnet ist, (Fig. 12-13) .
9. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die El-Substanz (5) etwa flächig unter parallel zu den Elektroden (24,25) mindestens im Bereich des Feldspaltes (26) angeordnet ist.
10. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die eine Elektrode
(16,32) auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis (1) angeordnet ist, und daß die zweite Elektrode (33) auf einem ortsfesten Träger (28) angeordnet ist, (Fig. 14,21).
11. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden (32,33) gegenüberliegend auf ortsfesten Trägern (28,30) angeordnet sind, und daß das Wert- und Sicherheitserzeugnis (1) in den Einführspalt (56) zwischen den Elektroden (32,33) einführbar ist, (Fig. 15) .
12. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 1 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden in Form einer gemeinsamen Elektrodenanordnung (35) auf einer Seite eines ortsfesten Trägers (28 oder 30) angeordnet sind, (Fig. 16-26) .
13. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (35) aus kammartig ineinander greifenden Elektrodenfingern (39,40) besteht, welche Elektrodenfinger einen mäanderförmigen Feldspalt zwischen sich ausbilden, (Fig. 17, 24-26) .
14. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem El-Druckbild (29) emittierte (sichtbare oder nicht-sichtbare) Primärstrahlung auf eine Fluoreszenzschicht (42) trifft, die an einer der Trägerplatten (28 oder 30) angeordnet ist und welche eine Sekundärstrahlung im sichtbaren Bereich erzeugt, (Fig. 20) .
15. Prüfgerät zur visuellen und/oder maschinellen Echtheits- prüfung eines Sicherheitsdokuments, welches durch mindestens einen der Ansprüche 1 - 14 gekennzeichnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät zwei zueinander parallele Träger (28,30) aufweist, von denen mindestens einer durchsichtig ist, daß an mindestens einer Innenseite des Trägers eine Elektrodenanordnung (35) angeordnet ist, die geeignet ist, ein elektromagnetisches Wechselfeld zu erzeugen, welches das Wert- und Sicherheitserzeugnis (1) mindestens an den Stellen durchsetzt, an denen El-aktive Sicherheitsmerkmale (9,10) angeordnet sind, (Fig. 22-28).
16. Prüfgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß an jeweils einem der zueinander parallelen Träger (28,30) eine Elektrodenanordnung (53,54) angeordnet sind, die in der Art von Plattenkondensatoren zwischen sich ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugen, (Fig. 27, 28) .
17. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments, welches im Stahltiefdruck mit mehreren Stichtiefdruckfarben (2) bedruckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Verfahrenschritte umfaßt:
1. Grafische Gestaltung der Substrate, insbesondere spezieller Sicherheitspapiere bis 200 gr/m2 Flächengewicht, mittels Tiefdrucktechniken, Siebdrucktechniken und anderer Druckverfahren, 2. Druck der lateralen Elektroden mittels leitfähiger Pasten
3. Druck einer Isolationsfarbe, mit hoher Elastizität und guter
Verbundwirkung 4. Druck der Phosphorpaste
5. Druck gegebenenfalls passivierender, elektrisch leitender Farben auf die elektrischen Anschlußstellen in Form von speziellen Leitfarben bzw. Pasten, insbesondere auf Basis Carbon und Gold, 6. Druck einer elastischen, transparenten, abriebbeständigen und gut haftenden Schutzschicht, insbesondere auf Basis wäßriger Polyurethan-Dispersionen,
7.Aushärtung der genannten Drucke jeweils im Anschluß an den Druckvorgang,
18.Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß - vor dem Druck ein Haftvermittler in Form einer wäßrigen Polyurethandispersion zwecks optimaler Anbindung und Einbettung der folgenden Druckschichten aufgebracht.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die im 3. Verfahrensschritt im Druck verarbeitete Isolationsfarbe folgende Eigenschaften aufweist: • hohe Elastizität,
• einen guten Verbund zum Substrat, zur leitfähigen Beschichtung und zur anschließenden Phosphorfarbe, und
• eine möglichst hohe Dielektrizitätskonstante, wobei insbesondere wässrige Polyurethan-Dispersions Systeme und
/oder gefüllt mit Bariumtitanat (BaTi03) zwecks Erhöhung der Dielektrizitätskonstante, Verwendung finden,
20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die im 4. Verfahrensschritt im Druck verarbeitete Phosphorpaste aus verschiedenfarbigen Phosphorpasten besteht, denen sogenannter Abstandshalter beigemengt sind, die eine Beschädigung der mikroverkapselten Leuchtpigmente durch zu hohe Pressung beim Druckvorgang vermeiden.
21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß nach der im 4. Verfahrensschritt im Druck verarbeitete Phosphorpaste transluzente Farben zwecks zusätzlicher grafischer und sicherheitstechnischer Gestaltung auf- oder unter gedruckt werden.
22. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem letzten Verfahrensschritt eine Thermopressung zwecks Stabilisation und Qualitätsverbesserung des Sicherheitsdokumentes bei Temperaturen bis zu 200 °C und Drücken bis zu 500 N/cm2 erfolgt.
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