EP2164708B1 - Sicherheitsmerkmal und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

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EP2164708B1
EP2164708B1 EP08773511A EP08773511A EP2164708B1 EP 2164708 B1 EP2164708 B1 EP 2164708B1 EP 08773511 A EP08773511 A EP 08773511A EP 08773511 A EP08773511 A EP 08773511A EP 2164708 B1 EP2164708 B1 EP 2164708B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
laser
marking
opening
substrate
marking substance
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP08773511A
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English (en)
French (fr)
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EP2164708A1 (de
Inventor
André Gregarek
Manfred Heim
Bernhard Wiedner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient GmbH filed Critical Giesecke and Devrient GmbH
Publication of EP2164708A1 publication Critical patent/EP2164708A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2164708B1 publication Critical patent/EP2164708B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/14—Security printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29—Securities; Bank notes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/267—Marking of plastic artifacts, e.g. with laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/28—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using thermochromic compounds or layers containing liquid crystals, microcapsules, bleachable dyes or heat- decomposable compounds, e.g. gas- liberating

Definitions

  • the invention relates to a security feature for a security element, a security paper or a data carrier which has a carrier, in which at least one through opening and at least one passport registered to the continuous opening are to be introduced.
  • the invention relates to a method for producing such a security feature and to a security element, a security paper and a data carrier having such a security feature.
  • Identity cards such as credit cards or identity cards
  • the production of continuous openings in value documents by laser cutting has also been known for some time.
  • the document DE 43 34 848 C1 describes a security with a closed by a transparent cover film window-like opening, which can be generated by a laser cutting process.
  • a security document such as a banknote, passport or the like, comprising a security paper and a laser generated mark, wherein the security paper has at least a portion having a coating, and the mark extends beyond the boundary region between the coating and security paper.
  • the publication EP 0 956 975 A2 relates to a copy protection element comprising a metal layer and another layer.
  • the physical / optical properties of the further layer are such that with the aid of a laser beam, markings introduced into the copy protection element can not be reproduced by electrophotography.
  • the publication EP 1 661 729 A2 relates to the laser marking of value documents, which is based on interaction of the laser radiation with the ink systems used.
  • the publication WO 02/03104 A2 describes a method for producing a security feature in which a substrate coated with a metal layer is provided with throughgoing or non-penetrating openings by means of laser radiation.
  • the metal layer is vaporized by the action of the laser radiation and thus completely removed.
  • the present invention has the object, safety elements, security papers and data carriers of the type mentioned in terms of their Nachahppesconce on to improve.
  • steps b1) and b2 are arbitrary. It is initially step b1) and then step b2) or only step b2) and then step b1) are executed.
  • the inventive method relates to the production of a security feature that in a separate security element for application to or for insertion in a data carrier, in a security paper or a security film for the production of documents of value or the like, or in a data carrier, such as a banknote, identity card or the like, may be present.
  • a security element, security paper or the data carrier provides a carrier for the security feature, in which the through openings and the passported markings are introduced.
  • openings and markings usually refers to the following, it is always understood that according to the invention Also, only a single opening and a single mark can be provided in the carrier.
  • At least one continuous opening and at least one registered marking are produced without spacing into one another.
  • This can be achieved, for example, by continuously guiding the laser beam along the aperture to be cut and the marker to be inserted, thereby reducing the laser energy at the junction of the aperture to be cut and the marker to be inserted, and of high laser energy similar to that required for cutting the carrier exceeds the energy required to a lower energy level, which is no longer sufficient to cut the carrier, but is still above the reaction energy of the marker.
  • the opening and the marking are generated in the same operation with the same laser beam and are therefore highly accurately matched.
  • At least one through opening and at least one registered marking can be produced spaced apart from one another.
  • the laser energy in the intermediate space between the opening to be cut and the mark to be introduced can be lowered to zero or at least to a value below the reaction energy of the marking substance.
  • the opening, gap and marking are generated in the same operation with the same laser beam and are so highly accurately matched.
  • the support can be kept free of laser-modifiable marker in the area of the through openings, so that excluded is that the edge area of the openings is modified by the laser beam.
  • the carrier can also be provided with laser-modifiable marking material in the area of the through openings, so that the laser-modifiable marking substance in the vicinity of the openings is modified by the cutting laser beam when introducing the through openings.
  • near area of the openings also includes, in addition to the edge area directly adjoining the opening, an area which, with a certain small distance, lies close to the opening. The small distance can be a few tenths of a millimeter or a few millimeters, depending on the application.
  • the carrier In order to provide the carrier with the marker, it is coated in an advantageous variant of the invention on its surface with the marker, for example by a printing process. According to another likewise advantageous variant of the invention, the marking substance is introduced into the volume of the carrier. Depending on the carrier material, different methods are available.
  • the marker can advantageously be mixed with the sheet formation of the paper pulp.
  • a further advantageous possibility is to introduce the marking substance into the volume of the paper substrate in a dipping bath or to impregnate the paper substrate in a size press with the marking substance.
  • the marking substance can likewise be introduced into the volume of the film during the production of the film or subsequently by means of an impregnation step.
  • thermoreactive colored pigments such as ultramarine blue
  • marking substances whose infrared-absorbing, magnetic, electrical or luminescent properties are changed by the action of the laser radiation.
  • Security features having openings with such a laser-modified marker region can be used in particular for mechanical authentication. It is also possible to use a combination of different marking substances, for example in order to enable both a visual and a machine authenticity check of the security feature.
  • the through openings can be produced in particular in the form of perforations, cuts or extended window areas.
  • the carrier in which the carrier is also provided with a laser-modifiable marking substance in the region of the openings, it can be modified in particular in an edge region adjoining the openings to be produced by the action of laser radiation.
  • laser-modifiable effect pigments are used as the laser-modifiable marker.
  • Such effect pigments are available to the person skilled in the art with different properties, in particular with regard to their body color, the color change under laser action, the threshold energy and the required laser wavelength.
  • effect pigments which are not (only) their visible color, but their infrared-absorbing, magnetic, electrical laser irradiation or change luminescent properties, are known in the art.
  • the modification of the effect pigments can be made with laser radiation in the ultraviolet, visible or infrared spectral range, for example, a CO 2 laser of a wavelength of 10.6 microns.
  • a pigment-free laser-modifiable marker is used.
  • Pigment-free marking substances can also be applied to the support or introduced into the support volume, for example as a stitch or printing ink. With pigment-free marking materials, a coating of high transparency can be produced, into which a permanent and high-contrast marking can be introduced by laser action at high speed.
  • Pigment-free marking substances can be modified by laser radiation in the ultraviolet, visible or infrared spectral range, for example with the 10.6 ⁇ m radiation of a CO 2 laser.
  • Specific, non-limiting examples of pigment-free, laser-modifiable markers are in the documents WO 02/101462 A1 . US 4,343,885 and EP 0290 750 B1 specified, the disclosure of which is included in the present description in this regard.
  • the invention also encompasses a security element for security papers, documents of value and the like having a security feature produced according to the method described, wherein the security element has a carrier in which at least one through opening and at least one mark registered through the opening are introduced by the action of laser radiation, and the contains a laser-modified marker in the region of the marker.
  • a security element can, for example, be in the form of a security thread, a label, a transfer element or a covering film for a window area or a hole in a value document, such as a banknote.
  • the invention also includes a security paper for the production of documents of value or the like, with a security feature produced by the described method, wherein the security paper has a carrier, introduced by the action of laser radiation at least one through opening and at least one passported to the continuous opening marker and which contains a laser-modified marker in the region of the marking.
  • the security paper has a carrier, introduced by the action of laser radiation at least one through opening and at least one passported to the continuous opening marker and which contains a laser-modified marker in the region of the marking.
  • the invention further includes a data carrier with a security feature produced by the method described, in particular a document of value, such as a banknote, identity card or the like, wherein the data carrier has a carrier in which by the action of laser radiation at least one through opening and at least one through opening and a laser-modified marker is included in the region of the marker.
  • a data carrier with a security feature produced by the method described, in particular a document of value, such as a banknote, identity card or the like, wherein the data carrier has a carrier in which by the action of laser radiation at least one through opening and at least one through opening and a laser-modified marker is included in the region of the marker.
  • the latter can also be provided with a security element according to the invention or can be produced from a security paper according to the invention.
  • FIGS. 1 and 2 show a schematic representation of a banknote 10, which in an in Fig. 2 more precisely, the feature area 12 according to the invention is provided with a laser hole and an associated, highly precisely matched marking.
  • a through opening 14 cut into the paper substrate 16 of the banknote 10.
  • the opening 14 is at several points directly into a colored, for example, red mark 18, which is formed in the embodiment by a series of patch pentagons, and which is highly precisely adapted to the opening 14.
  • the paper substrate 16 prior to laser cutting has been formed in the region 20 of FIG Mark provided with a laser-modifiable marker, which shows the desired color change upon exposure to laser radiation.
  • Fig. 3 schematically shows the time course 30 of the laser energy during laser cutting.
  • E S is the threshold energy required to cut the paper substrate 16
  • E M is the reaction energy of the marker, when exceeded, the desired reaction, in the embodiment of the red color change occurs.
  • a laser beam with a high laser energy E H is generated, which exceeds the threshold value E S for cutting the paper substrate 16, and the laser beam is guided in such a way that a section 14-1 (FIG. Fig. 2 ) of the opening 14 is cut.
  • the laser power is reduced for a time interval t L to a lower laser energy E L , which is no longer sufficient for cutting the substrate 16, but is still above the reaction energy E M of the marker.
  • the laser beam is guided in the marking area 20 in the form of a pentagonal section 18-1 of the desired marking 18.
  • the laser energy is again increased to the laser energy E H for a time interval t H and the next section 14-2 of the opening is cut.
  • the next portion 18-2 of the marker 18 is generated. This process continues until the entire opening 14 and the entire marking 18 are completed are placed. Since the opening 14 and the mark 18 are produced in the same operation with the same laser beam, they are highly precisely matched.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of the invention, in which the through-hole 14 and the highly accurately registered mark 28 are generated spaced from each other.
  • the laser energy is lowered back to E 0 , the laser beam is returned to the edge point 14-R of the opening 14 and the cutting of the opening continued. In this way, an opening 14 and a highly accurately registered, spaced mark 28 are formed.
  • Fig. 5 shown further embodiment, not only the region of the mark to be generated, but also the region of the opening to be introduced is provided with the laser-modifiable marker. In this way, in addition to the as in the embodiment of Fig. 2 generated mark 18 when cutting the opening 14 creates an effect edge 38, which is perfectly matched to the opening 14 and the mark 18.
  • edge 38 during laser cutting results from the essentially Gaussian spatial energy distribution of the cutting laser beam. While in an inner portion of the cutting laser beam, the threshold energy Es needed to cut the substrate 16 is exceeded, the energy density of the cutting laser beam falls outside the laser spot continuously down to zero. There is therefore an outer region of the cutting laser beam in which the local energy lies between E M and Es, so that a color change of the marker is induced in this region, but the substrate is not cut. In this way, the paper substrate 16 is laser engraved in an edge region 38 of the cut opening 14 in perfect registration with the opening 14 and the mark 18. The width of the colored edge region 38 depends on the beam profile of the laser beam, the reaction energy of the marker used and the material properties of the substrate 16.
  • the modified edge region of the opening may even be greater than the beam extent.
  • the marking material is removed or destroyed directly next to the cut edge of the opening 14 and is modified only from a certain small distance from the cutting edge. If, for example, the marking substance is ablated or destroyed above a laser energy E D , where E M ⁇ E D ⁇ E S , then the marking substance is located in an inner edge region of the laser beam in which the local energy E D ⁇ E ⁇ E S , removed and modified in a more remote edge region of the laser beam, in which E M ⁇ E ⁇ E D applies.
  • an opening 14 is then formed which, in addition to the highly precisely matched marking 18, has a perfectly adjusted modification region which circulates at a small distance around the edge of the opening 14.

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Chair Legs, Seat Parts, And Backrests (AREA)
  • Control Of Vending Devices And Auxiliary Devices For Vending Devices (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsmerkmal für ein Sicherheitselement, ein Sicherheitspapier oder einen Datenträger, das einen Träger aufweist, in den zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung eingebracht werden sollen. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sicherheitsmerkmals sowie ein Sicherheitselement, ein Sicherheitspapier sowie einen Datenträger mit einem solchen Sicherheitsmerkmal.
  • Ausweiskarten, wie beispielsweise Kreditkarten oder Personalausweise, werden oft mittels Lasergravur mit einer individuellen Kennzeichnung versehen. Auch das Erzeugen durchgehender Öffnungen in Wertdokumenten durch Laserschneiden ist seit Längerem bekannt. So ist beispielsweise in der Druckschrift DE 43 34 848 C1 ein Wertpapier mit einer von einer transparenten Abdeckfolie verschlossenen fensterartigen Durchbrechung beschrieben, die durch einen Laserschneidevorgang erzeugt werden kann.
  • Aus der WO 2005/108109 A1 ist ein Wertdokument, wie zum Beispiel Banknote, Passbuch oder dergleichen bekannt, das ein Sicherheitspapier und eine mithilfe eines Lasers erzeugte Markierung aufweist, wobei das Sicherheitspapier wenigstens einen Teilbereich mit einer Beschichtung aufweist, und sich die Markierung über den Grenzbereich zwischen Beschichtung und Sicherheitspapier erstreckt.
  • Die Druckschrift EP 0 956 975 A2 betrifft ein Kopierschutzelement, das eine Metallschicht und eine weitere Schicht aufweist. Die physikalisch/optischen Eigenschaften der weiteren Schicht sind derart, dass mit Hilfe eines Laserstrahls in das Kopierschutzelement eingebrachte Kennzeichnungen elektrofotografisch nicht reproduzierbar sind.
  • Die Druckschrift EP 1 661 729 A2 betrifft die Laserkennzeichnung von Wertdokumenten, die auf Wechselwirkung der Laserstrahlung mit den eingesetzten Druckfarbensystemen beruht.
  • Die Druckschrift WO 02/03104 A2 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsmerkmals, bei dem ein mit einer Metallschicht beschichtetes Substrat mit Hilfe von Laserstrahlung mit durchgehenden oder nicht durchgehenden Öffnungen versehen wird. Die Metallschicht wird dabei durch die Einwirkung der Laserstrahlung verdampft und somit vollständig entfernt.
  • Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Sicherheitselemente, Sicherheitspapiere und Datenträger der eingangs genannten Art hinsichtlich ihrer Nachahnungssicherheit weiter zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein entsprechendes Sicherheitselement, ein Sicherheitspapier sowie ein Datenträger mit einem solchen Sicherheitsmerkmal sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß der Erfindung ist bei einem gattungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass
    • a) der Träger zumindest im Bereich der zu erzeugenden Markierung mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen wird, und
    • b) im selben Arbeitsgang
    • b1) durch Einwirkung von Laserstrahlung bei höherer Laserleistung zumindest eine durchgehende Öffnung in den Träger eingebracht wird, und
    • b2) durch Einwirkung von Laserstrahlung bei niedrigerer Laserleistung der lasermodifizierbare Markierungsstoff im Markierungsbereich modifiziert und so zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung erzeugt wird.
  • Die Reihenfolge der Schritte b1) und b2 ist beliebig. Es kann zunächst Schritt b1) und dann erst Schritt b2) oder aber auch erst Schritt b2) und anschließend Schritt b1) ausgeführt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Herstellung eines Sicherheitsmerkmals, das in einem separaten Sicherheitselement zum Aufbringen auf oder zum Einbringen in einen Datenträger, in einem Sicherheitspapier oder einer Sicherheitsfolie für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen, oder in einem Datenträger, wie etwa einer Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, vorliegen kann. Wesentlich ist dabei lediglich, dass das Sicherheitselement, Sicherheitspapier oder der Datenträger einen Träger für das Sicherheitsmerkmal bereitstellt, in den die durchgehenden Öffnungen und die dazu gepasserten Markierungen eingebracht werden. Auch wenn nachfolgend der Einfachheit halber meist von Öffnungen und Markierungen in der Mehrzahl gesprochen wird, versteht sich stets, dass erfindungsgemäß auch nur eine einzige Öffnung und eine einzige Markierung in dem Träger vorgesehen sein können.
  • In einer vorteilhaften Erfindungsvariante werden zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine gepasserte Markierung ohne Abstand ineinander übergehend erzeugt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Laserstrahl kontinuierlich entlang der zu schneidenden Öffnung und der einzubringenden Markierung geführt wird und dabei die Laserenergie am Übergang der zu schneidenden Öffnung und der einzubringenden Markierung reduziert wird, und zwar von einer hohen Laserenergie, die die zum Schneiden das Trägers benötigte Energie übersteigt, auf einen niedrigeren Energiewert, der nicht mehr zum Schneiden des Trägers ausreicht, aber noch oberhalb der Reaktionsenergie des Markierungsstoffs liegt. Durch diese Maßnahme werden die Öffnung und die Markierung im selben Arbeitgang mit demselben Laserstrahl erzeugt und sind daher hochgenau aufeinander gepassert.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante können zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine gepasserte Markierung voneinander beabstandet erzeugt werden. Dazu kann bei kontinuierlicher Führung des Laserstrahls die Laserenergie im Zwischenraum zwischen der zu schneidenden Öffnung und der einzubringenden Markierung auf Null oder zumindest auf einen Wert unterhalb der Reaktionsenergie des Markierungsstoffs abgesenkt werden. Dadurch werden Öffnung, Zwischenraum und Markierung im selben Arbeitgang mit demselben Laserstrahl erzeugt und sind so hochgenau aufeinander gepassert.
  • Der Träger kann mit Vorteil im Bereich der durchgehenden Öffnungen frei von lasermodifizierbarem Markierungsstoff gehalten werden, so dass ausgeschlossen ist, dass der Randbereich der Öffnungen durch den Laserstrahl modifiziert wird.
  • Alternativ kann der Träger auch im Bereich der durchgehenden Öffnungen mit lasermodifizierbarem Markierungsstoff versehen werden, so dass beim Einbringen der durchgehenden Öffnungen der lasermodifizierbare Markierungsstoff im Nahbereich der Öffnungen durch den schneidenden Laserstrahl modifiziert wird. Die Wendung "Nahbereich der Öffnungen" schließt dabei neben dem unmittelbar an die Öffnung anschließenden Randbereich auch einen Bereich ein, der mit einem gewissen kleinen Abstand nahe an der Öffnung liegt. Der kleine Abstand kann je nach Anwendung einige zehntel Millimeter oder auch einige Millimeter betragen.
  • Um den Träger mit dem Markierungsstoff zu versehen, wird er in einer vorteilhaften Erfindungsvariante auf seiner Oberfläche mit dem Markierungsstoff beschichtet, beispielsweise durch ein Druckverfahren. Nach einer anderen ebenfalls vorteilhaften Variante der Erfindung wird der Markierungsstoff in das Volumen des Trägers eingebracht. Dafür stehen je nach Trägermaterial verschiedene Verfahren zur Verfügung.
  • Ist der Träger aus Papier gebildet, kann der Markierungsstoff mit Vorteil schon bei der Blattbildung der Papiermasse beigemischt werden. Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, den Markierungsstoff in einem Tauchbad in das Volumen des Papiersubstrats einzubringen oder das Papiersubstrat in einer Leimpresse mit dem Markierungsstoff zu imprägnieren. Ist der Träger aus einer Kunststofffolie gebildet, kann der Markierungsstoff gleichfalls bereits bei der Herstellung der Folie oder nachträglich durch einen Imprägnierungsschritt in das Volumen der Folie eingebracht werden.
  • Als Markierungsstoff kommen mit Vorteil Stoffe infrage, deren sichtbare Farbe durch die Einwirkung der Laserstrahlung verändert wird. Hierzu können beispielsweise thermoreaktive Farbpigmente, wie etwa Ultramarinblau, verwendet werden. Mit Vorteil können auch Markierungsstoffe eingesetzt werden, deren Infrarot-absorbierende, magnetische, elektrische oder lumineszierende Eigenschaften durch die Einwirkung der Laserstrahlung verändert wird. Sicherheitsmerkmale mit Öffnungen mit einem derartigen lasermodifiziertem Markierungsstoffbereich können insbesondere für die maschinelle Echtheitsprüfung eingesetzt werden. Auch der Einsatz einer Kombination verschiedener Markierungsstoffe kommt in Betracht, beispielsweise um sowohl eine visuelle als auch eine maschinelle Echtheitsprüfung des Sicherheitsmerkmals zu ermöglichen.
  • Die durchgehenden Öffnungen können insbesondere in Form von Perforationen, Schnitten oder ausgedehnten Fensterbereichen erzeugt werden.
  • In den Erfindungsvarianten, in denen der Träger auch im Bereich der Öffnungen mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen ist, kann dieser insbesondere in einem unmittelbar an die zu erzeugenden Öffnungen anschließenden Randbereich durch Einwirkung von Laserstrahlung modifiziert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Erfindungsvariante werden als lasermodifizierbarer Markierungsstoff lasermodifizierbare Effektpigmente eingesetzt. Derartige Effektpigmente stehen dem Fachmann mit unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere bezüglich ihrer Körperfarbe, dem Farbumschlag unter Lasereinwirkung, der Schwellenergie und der benötigten Laserwellenlänge zur Verfügung. Auch Effektpigmente, die bei Laserbestrahlung nicht (nur) ihre sichtbare Farbe, sondern ihre Infrarot-absorbierenden, magnetischen, elektrischen oder lumineszierenden Eigenschaften verändern, sind dem Fachmann bekannt. Die Modifikation der Effektpigmente kann mit Laserstrahlung im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich beispielsweise mit einem CO2-Laser einer Wellenlänge von 10,6 µm erfolgen.
  • Bei einer weiteren ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante wird ein pigmentfreier lasermodifizierbarer Markierungsstoff eingesetzt. Auch pigmentfreie Markierungsstoffe können, etwa als Stich- oder Druckfarbe, auf den Träger aufgebracht oder in das Trägervolumen eingebracht werden. Mit pigmentfreien Markierungsstoffen lässt sich eine Beschichtung hoher Transparenz erzeugen, in die durch Lasereinwirkung mit hoher Geschwindigkeit eine dauerhafte und kontrastreiche Markierung eingebracht werden kann. Pigmentfreie Markierungsstoffe können durch Laserstrahlung im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich beispielsweise mit der 10,6 µm-Strahlung eines CO2-Lasers modifiziert werden. Konkrete, nicht beschränkende Beispiele für pigmentfreie, lasermodifizierbare Markierungsstoffe sind in den Druckschriften WO 02/101462 A1 , US 4,343,885 und EP 0290 750 B1 angegeben, deren Offenbarung insoweit in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.
  • Die Erfindung umfasst auch ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit einem nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Sicherheitsmerkmal, wobei das Sicherheitselement einen Träger aufweist, in den durch Einwirkung von Laserstrahlung zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung eingebracht sind und der einen lasermodifizierten Markierungsstoff im Bereich der Markierung enthält. Ein derartiges Sicherheitselement kann beispielsweise in Form eines Sicherheitsfadens, eines Etiketts, eines Transferelements oder einer Abdeckfolie für einen Fensterbereich oder ein Loch in einem Wertdokument, wie etwa einer Banknote, ausgebildet sein.
  • Daneben umfasst die Erfindung auch ein Sicherheitspapier für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen, mit einem nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Sicherheitsmerkmal, wobei das Sicherheitspapier einen Träger aufweist, in den durch Einwirkung von Laserstrahlung zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung eingebracht sind und der einen lasermodifizierten Markierungsstoff im Bereich der Markierung enthält. Anstatt die Öffnungen direkt in das Sicherheitspapier einzubringen, kann dieses auch mit einem Sicherheitselement der oben beschriebenen Art versehen sein.
  • Die Erfindung enthält weiter einen Datenträger mit einem nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Sicherheitsmerkmal, insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, wobei der Datenträger einen Träger aufweist, in den durch Einwirkung von Laserstrahlung zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung eingebracht sind und der einen lasermodifizierten Markierungsstoff im Bereich der Markierung enthält. Anstatt die Öffnungen direkt in den Datenträger einzubringen, kann dieser auch mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement versehen sein oder aus einem erfindungsgemäßen Sicherheitspapier hergestellt sein.
  • Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem er- findungsgemäßen Merkmalsbereich,
    Fig. 2
    eine Detailaufsicht auf den Merkmalsbereich von Fig.1,
    Fig. 3
    schematisch den zeitlichen Verlauf der Laserenergie bei der Erzeugung einer durchgehenden Öffnung und einer gepasser- ten Markierung in einem erfindungsgemäßen Verfahren, und
    Fig. 4 und 5
    Detailansichten auf Merkmalsbereiche nach weiteren Ausfüh- rungsbeispielen der Erfindung.
  • Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die in einem in Fig. 2 genauer dargestellten, erfindungsgemäßen Merkmalsbereich 12 mit einem Laserloch und einer zugehörigen, hochgenau gepasserten Markierung versehen ist.
  • Mit Bezug auf die Aufsicht der Fig. 2 wurde im Merkmalsbereich 12 durch die Einwirkung von Laserstrahlung eine durchgehende Öffnung 14 in das Papiersubstrat 16 der Banknote 10 geschnitten. Die Öffnung 14 geht an mehreren Stellen direkt in eine farbige, beispielsweise rote Markierung 18 über, die im Ausführungsbeispiel durch eine Reihe aufgesetzter Fünfecke gebildet ist, und die hochgenau zur Öffnung 14 gepassert ist.
  • Um die Öffnung 14 und die Markierung 18 gepassert zu erzeugen, wurde das Papiersubstrat 16 vor dem Laserschneiden im Bereich 20 der zu erzeugenden Markierung mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen, der bei Einwirkung von Laserstrahlung die gewünschte Farbänderung zeigt.
  • Während des Laserschneidens wird die Laserleistung gezielt variiert, um zwischen dem Schneiden des Papiers und der Modifizierung des Markierungsstoffs abwechseln zu können. Fig. 3 zeigt dazu schematisch den zeitlichen Verlauf 30 der Laserenergie beim Laserschneiden. Mit ES ist die zum Schneiden des Papiersubstrats 16 benötigte Schwellenergie bezeichnet, mit EM die Reaktionsenergie des Markierungsstoffs, bei deren Überschreiten die gewünschte Reaktion, im Ausführungsbeispiel der rote Farbumschlag, erfolgt.
  • Während eines Zeitintervalls tH wird ein Laserstrahl mit einer hohen Laserenergie EH erzeugt, die den Schwellwert ES zum Schneiden des Papiersubstrats 16 überschreitet und der Laserstrahl wird dabei so geführt, dass ein Teilstück 14-1 (Fig. 2) der Öffnung 14 geschnitten wird.
  • Dann wird die Laserleistung für ein Zeitintervall tL auf eine niedrigere Laserenergie EL reduziert, die nicht mehr zum Schneiden des Substrats 16 ausreicht, aber noch oberhalb der Reaktionsenergie EM des Markierungsstoffs liegt. Dabei wird der Laserstrahl im Markierungsbereich 20 in Form eines fünfeckigen Teilstücks 18-1 der gewünschten Markierung 18 geführt.
  • Anschließend wird die Laserenergie wieder für ein Zeitintervall tH auf die Laserenergie EH erhöht und das nächste Teilstück 14-2 der Öffnung geschnitten. In einem weiterem Zeitintervall tL mit niedriger Laserenergie EL wird das nächste Teilstück 18-2 der Markierung 18 erzeugt. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis die gesamte Öffnung 14 und die gesamte Markierung 18 fertig gestellt sind. Da die Öffnung 14 und die Markierung 18 im selben Arbeitsgang mit demselben Laserstrahl erzeugt werden, sind sie hochgenau aufeinander gepassert.
  • Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die durchgehende Öffnung 14 und die hochgenau gepasserte Markierung 28 voneinander beabstandet erzeugt werden. Dazu wird die Laserenergie in einem Zeitintervall t0 zwischen dem Laserschneiden (tH) und dem Lasermarkieren (tL) auf Null oder zumindest einen Wert E0, der unterhalb der Reaktionsenergie EM liegt, abgesenkt und der Laserstrahl in diesem Zeitintervall vom Rand 14-R der Öffnung 14 zu einem Anfangspunkt 28-R des einzubringenden Markierungsteilstücks geführt. Nach Fertigstellen des Markierungsteilstücks mit Laserenergie EL wird die Laserenergie wieder auf E0 abgesenkt, der Laserstrahl zum Randpunkt 14-R der Öffnung 14 zurückgeführt und das Schneiden der Öffnung fortgesetzt. Auf diese Weise entstehen eine Öffnung 14 und eine hochgenau gepasserte, beabstandete Markierung 28.
  • Bei dem in Fig. 5 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel ist nicht nur der Bereich der zu erzeugenden Markierung, sondern auch der Bereich der einzubringenden Öffnung mit dem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen. Auf diese Weise wird neben der wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erzeugten Markierung 18 beim Schneiden der Öffnung 14 ein Effektrand 38 erzeugt, der perfekt zur Öffnung 14 und zur Markierung 18 gepassert ist.
  • Das Entstehen dieses Effektrands 38 beim Laserschneiden rührt von der im Wesentlichen gaußförmigen räumlichen Energieverteilung des Schneidlaserstrahls her. Während in einem inneren Bereich des Schneidlaserstrahls die zum Schneiden des Substrats 16 benötigte Schwellenergie Es überschritten wird, fällt die Energiedichte des Schneidlaserstrahls außerhalb des Laserspots kontinuierlich bis auf Null ab. Es existiert daher ein äußerer Bereich des Schneidlaserstrahls, in dem die lokal Energie zwischen EM und Es liegt, so dass in diesem Bereich eine Farbänderung des Markierungsstoffs induziert wird, das Substrat aber nicht geschnitten wird. Auf diese Weise wird das Papiersubstrat 16 beim Laserschneiden in einem Randbereich 38 der geschnittenen Öffnung 14 in perfekter Passerung zur Öffnung 14 und zur Markierung 18 eingefärbt. Die Breite des eingefärbten Randbereichs 38 hängt dabei vom Strahlprofil des Laserstrahls, der Reaktionsenergie des eingesetzten Markierungsstoffs und den Materialeigenschaften des Substrats 16 ab.
  • Neben der Modifikation des Markierungsstoffs durch die Laserstrahlung selbst kommt auch eine Modifikation durch die beim Laserstrahlschneiden erzeugte Wärme infrage. Auf diese Weise kann der modifizierte Randbereich der Öffnung sogar größer als die Strahlausdehnung sein.
  • Es ist auch möglich, dass der Markierungsstoff unmittelbar neben der Schnittkante der Öffnung 14 abgetragen oder zerstört wird und erst ab einem bestimmten kleinen Abstand von der Schnittkante modifiziert wird. Wird der Markierungsstoff beispielsweise oberhalb eine Laserenergie ED abgetragen oder zerstört, wobei EM < ED < ES gilt, so wird der Markierungsstoff in einem inneren Randbereich des Laserstrahls, in dem für die lokale Energie ED < E < ES gilt, abgetragen und in einem weiter außen gelegenen Randbereich des Laserstrahls, in dem EM < E < ED gilt, modifiziert. Beim Laserschneiden entsteht dann eine Öffnung 14, die neben der hochgenau gepasserten Markierung 18 einen perfekt gepasserten, in kleinem Abstand um den Rand der Öffnung 14 umlaufenden Modifikationsbereich aufweist.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals für ein Sicherheitselement, ein Sicherheitspapier oder einen Datenträger, das einen Träger (16) aufweist, in den zumindest eine durchgehende Öffnung (14) und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung (14) gepasserte Markierung (18) eingebracht werden sollen, wobei bei dem Verfahren
    a) der Träger (16) zumindest im Bereich der zu erzeugenden Markierung (18) mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen wird (20), und
    b) im selben Arbeitsgang
    b1) durch Einwirkung von Laserstrahlung bei höherer Laserleistung zumindest eine durchgehende Öffnung (14) in den Träger (16) eingebracht wird, und
    b2) durch Einwirkung von Laserstrahlung bei niedrigerer Laserleistung der lasermodifizierbare Markierungsstoff im Markierungsbereich (20) modifiziert und so zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung (18) erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine durchgehende Öffnung (14) und zumindest eine gepasserte Markierung (18) ohne Abstand ineinander übergehend erzeugt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine durchgehende Öffnung (14) und zumindest eine gepasserte Markierung (28) voneinander beabstandet erzeugt werden.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (16) im Bereich der durchgehenden Öffnungen (14) frei von lasermodifizierbarem Markierungsstoff gehalten wird.
  5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (16) auch im Bereich der durchgehenden Öffnungen (14) mit lasermodifizierbarem Markierungsstoff versehen wird, so dass der lasermodifizierbare Markierungsstoff beim Einbringen der durchgehenden Öffnungen (14) durch denselben Laserstrahl im Nahbereich (38) der Öffnungen (14) modifiziert wird.
  6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (16) mit dem Markierungsstoff beschichtet wird, oder der Markierungsstoff in das Volumen des Trägers (16) eingebracht wird.
  7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (16) aus Papier oder aus einer Kunststofffolie gebildet ist.
  8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (16) mit einem Markierungsstoff versehen wird, dessen sichtbare Farbe durch die Einwirkung der Laserstrahlung verändert wird.
  9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (16) mit einem Markierungsstoff versehen wird, dessen Infrarot-absorbierende, magnetische, elektrische oder lumineszierende Eigenschaften durch die Einwirkung der Laserstrahlung verändert wird.
  10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehenden Öffnungen (14) in Form von Perforationen, Schnitten oder ausgedehnten Fensterbereichen erzeugt werden.
  11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der lasermodifizierbare Markierungsstoff in einem unmittelbar an die zu erzeugenden Öffnungen (14) anschließenden Randbereich (38) der Öffnungen (14) durch Einwirkung von Laserstrahlung modifiziert wird.
  12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als lasermodifizierbarer Markierungsstoff lasermodifizierbare Effektpigmente, oder ein pigmentfreier lasermodifizierbarer Markierungsstoff eingesetzt werden.
  13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen der Öffnungen (14) und zum Modifizieren des Markierungsstoffs Laserstrahlung im ultravioletten oder sichtbaren Spektralbereich, oder Laserstrahlung im infraroten Spektralbereich eingesetzt wird, insbesondere Laserstrahlung eines CO2-Lasers bei einer Wellenlänge von etwa 10,6 µm.
  14. Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit einem Träger (16), in den durch Einwirkung von Laserstrahlung zumindest eine durchgehende Öffnung (14) und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung (14) gepasserte Markierung (18) eingebracht sind und mit einem lasermodifizierten Markierungsstoff im Bereich der Markierung, herstellbar nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
  15. Sicherheitspapier für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen, mit einem Träger (16), in den durch Einwirkung von Laserstrahlung zumindest eine durchgehende Öffnung (14) und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung (14) gepasserte Markierung (18) eingebracht sind und mit einem lasermodifizierten Markierungsstoff im Bereich der Markierung, herstellbar nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
  16. Datenträger, insbesondere Wertdokument, wie Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, mit einem Träger (16), in den durch Einwirkung von Laserstrahlung zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung (18) eingebracht sind und mit einem lasermodifizierten Markierungsstoff im Bereich der Markierung, herstellbar nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
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