EP2169650A1 - Sicherheitsmerkmal zur Absicherung von Wertgegenständen - Google Patents

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EP2169650A1
EP2169650A1 EP09011427A EP09011427A EP2169650A1 EP 2169650 A1 EP2169650 A1 EP 2169650A1 EP 09011427 A EP09011427 A EP 09011427A EP 09011427 A EP09011427 A EP 09011427A EP 2169650 A1 EP2169650 A1 EP 2169650A1
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EP
European Patent Office
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laser
core
shell
markable
marking
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EP09011427A
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Peter Schiffmann
Daniela Dr. Otto
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Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
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Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient GmbH filed Critical Giesecke and Devrient GmbH
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    • B42D25/41—Marking using electromagnetic radiation
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    • B42D2033/20—

Definitions

  • the invention relates to a laser-sensitive core-shell particle for embedding in a binder-containing marker, a method for producing such a core-shell particle, a laser-markable security feature for securing valuables, a laser-markable security element for hedging valuables, a method for producing a laser-marked security element and a security paper and a data carrier with such a security feature or such a security element.
  • Security elements for the purpose of security, which permit verification of the authenticity of the data carrier and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • security elements may be designed, for example, in the form of a security thread embedded in a banknote, a tear-open thread for product packaging, an applied security strip or a self-supporting transfer element, such as a patch or a label which is applied to a value document after its manufacture.
  • laser inscribers for example based on CO 2 lasers Nd: YAG lasers or UV lasers, are used.
  • Nd CO 2 lasers
  • UV lasers UV lasers
  • luminescent materials and many IR absorbers absorbing in the range below 1000 nm or above 1300 nm are not markable with Nd: YAG lasers.
  • a wider range of laser markable markers can be provided by taking into consideration markers in which laser-sensitive core-shell particles are embedded with a core and a shell surrounding the core, with only one of the core and shell materials radiating absorbed by the laser inscription.
  • the publication EP 1 826 728 A2 proposes for this purpose a security element with a laser-markable marker material with core-shell particles, in which one of the materials of core and shell absorbs the radiation of a marking laser and the other of the materials of core and shell does not absorb the radiation of the marking laser. Under certain circumstances, however, the laser marking of such markers, the ablation of the core-shell particles from the marker material only incomplete, so that an incomplete marking of the security element, ie the marker arises.
  • the present invention seeks to provide a security feature for securing valuables of the type mentioned, which avoids the disadvantages of the prior art.
  • the most complete removal of the core-shell particles from the marker is to be ensured in the laser marking.
  • a generic laser-sensitive core-shell particle comprises a core and a shell surrounding the core, wherein one of the core and shell materials absorbs the radiation of a marking laser and the other of the core and shell materials does not absorb the radiation of the marker laser is executed.
  • the shell of the core-shell particle is surrounded by an ablation-promoting functional layer, which reduces the bond strength between the core-shell particle and the embedding binder upon irradiation of the embedded in a binder-containing marker core-shell particle with the marking laser to the promote laser-induced removal of the core-shell particle from the marker.
  • the term "shell” also includes a shell constructed from several layers.
  • the marker in which the laser-sensitive core-shell particles is embedded, designed for use in security printing, which may be in particular be applied in offset, flexographic, screen or stitch printing ink, coating or paint.
  • the core of the core-shell particle contains an absorber tuned to the wavelength of the irradiated laser radiation, in particular an IR absorber.
  • the shell of the core-shell particle can in this variant a colored and / or luminescent substance, in particular a colored and / or luminescent pigment or a contained in the irradiated laser radiation non-absorbing absorber.
  • the shell of the core-shell particle contains an absorber tuned to the wavelength of the irradiated laser radiation, in particular an IR absorber.
  • the core of the core-shell particle may contain a colored and / or luminescent substance, in particular a colored and / or luminescent pigment, or an absorber which does not absorb in the region of the irradiated laser radiation.
  • suitable dyes are suitable for the non-colorants and luminescent substances used in addition to pigments, the conceptual difference between pigments and dyes being known to the person skilled in the art.
  • the functional layer of the core-shell particle is formed from a low melting point material having a melting temperature in the range of 100 ° C to 250 ° C, preferably 100 ° C to 220 ° C.
  • a low-melting material for the functional layer can also be a low-melting compound having a melting temperature below 100 ° C, for example, carnauba wax having a melting temperature between 80 ° C and 87 ° C or hard paraffin with a melting temperature between 50 ° C and 60 ° C.
  • the functional layer of the core-shell particle is formed from a material having a highly temperature-variable viscosity, strongly temperature-variable hydrophilicity or strongly temperature-variable hydrophobicity.
  • a hydrophilic shell of the core-shell particle can be surrounded with a hydrophilic surfactant layer as a functional layer.
  • heat is generated in the absorbent portion of the core-shell particle which is transferred to the surfactant layer.
  • the heat applied to the surfactant layer leads to an increase in temperature which makes the surfactant layer hydrophobic.
  • To current understanding is due to the repulsion of hydrophilic shell and hydrophobic surfactant layer repulsion, which promotes the removal of the core-shell particle from the marker.
  • the functional layer has materials with hydrophilic groups in order to ensure improved wetting of the functional layer in the embedding binder of a marker.
  • materials can also be used for the functional layer, which have a combination of the properties described above, ie, for.
  • a low-melting material with strong temperature variable viscosity which z. B. in some waxes or hard paraffins is the case.
  • the functional layer of the core-shell particle may be formed from a vaporizable or sublimable material having an evaporation or sublimation temperature of less than 250 ° C, preferably less than 200 ° C, more preferably less than 150 ° C ,
  • the heat development of the core or the shell of the core-shell particle can be utilized during the marking process with the marking laser.
  • the temperature-sensitive functional layer is rendered gaseous by the heat radiating from either the core or the shell and escapes substantially from the marker.
  • Such temperature-sensitive materials may be sublimable colored pigments, luminescent pigments, dyes, liquids with a boiling point in the desired temperature range or evaporable polymeric coatings.
  • the core-shell particle is surrounded by a functional layer which contains a predetermined breaking point which breaks at a sufficiently large excitation energy.
  • a sufficiently large excitation energy is e.g. a setpoint temperature in question.
  • an inorganic or organic layer can be arranged between the core and the shell and / or between the shell and the functional layer.
  • the functional layer contains a colored and / or luminescent substance, in particular a colored and / or luminescent pigment.
  • a colored and / or luminescent pigment in particular a colored and / or luminescent pigment.
  • the colorants / luminescent substances or colorant / luminescent pigments described above or below with reference to the core or the shell of the core-shell particle according to the invention can also be contained in the functional layer.
  • the invention also encompasses a method for producing a laser-sensitive core-shell particle in which either a laser-absorbing material is encapsulated with a non-laser-absorbing material and surrounded with the ablation-promoting functional layer, or a non-laser-absorbing material is encapsulated with a laser-absorbing material and combined with the ablation-promoting Function layer is surrounded.
  • encapsulating is quite general the coating of a first material with a second material understood, so for example, the coating of the core of the core-shell particle with a shell.
  • a laser-markable security feature for safeguarding valuables contains a laser-markable marker with core-shell particles which are each surrounded by an ablation-promoting functional layer according to one of the described embodiments.
  • a laser-markable security element advantageously comprises such a laser-markable security feature, which is arranged on a substrate.
  • an auxiliary layer may be disposed between the substrate and the laser-markable security feature that reduces the bond strength between the core-shell particles of the laser-markable marker and the substrate.
  • the auxiliary layer between the substrate and the laser-markable security feature may in particular have an adhesion to the laser-markable security feature that is less than the adhesion between the auxiliary layer and the substrate.
  • the auxiliary layer may be formed of a low melting point material having a melting temperature of less than 250 ° C, preferably less than 150 ° C, and more preferably less than 100 ° C.
  • the auxiliary layer contains an absorber, in particular an IR absorber.
  • an absorber in particular an IR absorber.
  • either the (IR) absorbers in the auxiliary layer are ablated, wherein absorbent core-shell particles arranged above these (IR) absorbers are entrained in the marking substance, or at least the adhesion between the auxiliary layer and the laser markable security feature comprising the core-shell particles is reduced.
  • the invention further comprises a method for producing a laser-marked security element, in which the described laser-markable security feature is applied to a substrate and irradiated with radiation of the marking laser in a marking area in order to remove the core-shell particles from the marking substance in the marking area.
  • an auxiliary layer Prior to applying the laser markable security feature, an auxiliary layer according to any of the described embodiments can be applied to the substrate which reduces the bond strength between the core-shell particles of the laser-markable marker and the substrate.
  • the auxiliary layer can advantageously be applied to the substrate by means of flexographic printing, screen printing or offset printing.
  • the laser-markable security feature is preferably exposed to laser radiation in the near-infrared (NIR), in particular at wavelengths of about 1.06 ⁇ m.
  • NIR near-infrared
  • the marker can be marked by laser radiation in the ultraviolet spectral range.
  • a security paper for the production of security or value documents is preferably provided with a laser-markable security feature of the type described above or with a laser-markable security element of the type described above.
  • the security paper may comprise a carrier substrate made of paper or plastic.
  • the substrate material used for the application of the security feature or security element is any type of paper, in particular cotton paper.
  • the substrate material of the data carrier a plastic film, for. B. a polyester film is.
  • the film may also be monoaxially or biaxially stretched. The stretching of the film, inter alia, leads to it receiving polarizing properties that can be used as another security feature.
  • the substrate material is a multilayer composite which has at least one layer of paper or a paper-like material.
  • Such a composite is characterized by an extremely high stability, which is for the durability of the substrate or disk of great advantage.
  • All materials used as substrate material may have additives that serve as a mark of authenticity. It is primarily to think of luminescent, which are preferably transparent in the visible wavelength range and in the non-visible wavelength range by a suitable tool, for. B. a UV or IR radiation emitting radiation source can be excited to produce a visible or at least detectable with auxiliary luminescence.
  • Other security features can be used with advantage, as long as they do not affect the viewing of the security element according to the invention or at least not significantly.
  • the invention further comprises a data carrier, in particular a brand article, value document or the like, which is equipped with a security feature of the type described above or a security element of the type described above.
  • Fig.1 shows a schematic representation of a banknote 10, which is equipped with a laser-marked security element 12 according to the invention.
  • the security element 12 For marking with a marking laser, for example an Nd: YAG laser with a wavelength of 1.064 ⁇ m, the security element 12 contains at least one laser-markable marking substance 30 with a colored or a luminescent pigment. By means of the laser marking, the colored or luminescent pigment is removed from the marking substance 30, so that a color-visible region or marking region 42 differing in its luminescence properties is created in the security element 12.
  • a marking laser for example an Nd: YAG laser with a wavelength of 1.064 ⁇ m
  • the security element 12 contains at least one laser-markable marking substance 30 with a colored or a luminescent pigment.
  • the colored or luminescent pigment is removed from the marking substance 30, so that a color-visible region or marking region 42 differing in its luminescence properties is created in the security element 12.
  • FIG. 2 (a) illustrated embodiment of the invention contains the color / coating of the marker 30, a binder 28, in the Core-shell particles 20 are embedded.
  • the core-shell particles 20 comprise a core 22 containing an infrared absorber and a shell 24 made of a colorant or luminescent substance, in particular a colored pigment, which does not absorb the radiation of the marking laser emitting in the infrared spectral range.
  • the shell 24 is surrounded by an ablation-promoting functional layer 26 which upon irradiation of the core-shell particles 20 embedded in the binder-containing marker 30, the bond strength between the core Sheath particles 20 and the embedding binder 28 are reduced.
  • the shell 24 of the core-shell particles 20 has a highly rugged surface (not shown) such that the core-shell particles would be devoid of the additional functional layer provided by the invention anchored with a high bond strength in the surrounding binder 28.
  • the bond strength between the bare core-shell particles 22, 24 and the binder 28 may be so high that the forces acting between the binder 28 and the shell 24 of the bare core-shell particles (adhesion forces) may be greater than those Forces that exert similar molecules in the material of the sheath 24 of the core-shell particles (cohesive forces).
  • the binder matrix is excited to oscillate by the strong bonding to the core-shell particles during laser marking.
  • the laser irradiation can be so to a physical separation of core 22 and shell 24 of the bare core-shell particles, so that the shell 24 is not or not completely removed from the binder matrix 28.
  • the sheath 24 then at least partially remains in the binder matrix 28 and results in undesirable, incomplete laser ablation of the bare core-sheath particles.
  • the influence of the binder is reduced according to current understanding and the adhesion of the binder 28 to the core-shell particle 20 is reduced. It should be emphasized that the explanatory approaches and mechanisms of increased ability to ablate proposed in this application are plausible explanations according to current knowledge, but do not claim to be complete or correct. In particular, the knowledge or even the correctness of the proposed explanatory approaches for the execution of the invention is not required.
  • the functional layer 26 is formed from a low-melting material having a melting temperature in the range of 50 ° C. to 250 ° C.
  • Suitable low-melting materials are both organic compounds and inorganic compounds.
  • Organic compounds are, for example, carnauba wax with a melting point between 80 ° C and 87 ° C, hard paraffin (paraffinum durum) with a melting point between 50 ° C and 60 ° C, stearin with a melting point between 60 ° C and 70 ° C, white Beeswax (Cera alba) having a melting temperature between 62 ° C and 65 ° C or other saturated higher fatty acids and polyethylene having a melting temperature between 90 ° C and 125 ° C and copolymeric compounds such as acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) with a melting temperature between 85 ° C and 100 ° C and styrene-acrylonitrile (SAN) with a melting temperature of about 250 ° C.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • SAN styrene-acrylonitrile
  • Suitable inorganic compounds for the functional layer 26 are, for example, MgCl * 6H 2 O having a melting temperature of 117 ° C., Mg (NO 3 ) 2 * 6H 2 O having a melting point of 89 ° C., CH 3 COONa * 3H 2 O having a melting temperature of 58 ° C or MgCl 2 * 6H 2 O / Mg (NO 2 ) 2 * 6H 2 O with a melting temperature of 58 ° C.
  • the coating of the shell 24 of the core-shell particle 20 can be carried out in the emulsion polymerization or spray-coating process or using plasma technologies.
  • the functional layer 26 is below the melting temperature in a solid state of matter.
  • the functional layer 26 is connected to the sheath 24, and the sheath 24 is fixedly connected to the core 22.
  • Fig. 2 (b) is a plan view of the coated with the laser-markable marker 30 surface of the security element 12 shown schematically before the laser marking.
  • the generally colorless and non-absorbing at the wavelength of the marking laser binder 28 is optically little or no apparent.
  • the color of the marker 30 is determined either by the IR absorber contained in the core 22, depending on the wavelength of illumination used, or by the fluorescent and colorant pigments preferably contained in the envelope 24.
  • the core and the shell of the core-shell particles 20 together can determine the visual impression of the not yet laser-marked marking substance 30.
  • FIGS. 2 (c) to (e) illustrate, in an idealized representation, the ablation process of the core-shell particles 20 according to the invention from the marking substance according to the current understanding, wherein a wax layer 26 is assumed as the functional layer for the illustration.
  • Fig. 2 (c) the marker 30 after the start of the irradiation 32 is shown with a marking laser.
  • the radiation 32 which at the in Fig. 2 illustrated embodiment of the invention from an Nd: YAG laser and has a wavelength of 1064 nm, is of the binder 28, the sheath 24 of the core-shell particle 20 and in the embodiment of the wax layer 26 ( Fig. 2 (a) ) is not absorbed. However, the radiation 32 is absorbed by the IR absorber contained in the core 22 of the core-shell particle 20, and the received laser energy is converted to heat.
  • the heat generated in the core 22 is transferred via the shell 24 to the wax layer 26. Due to the resulting increase in temperature, the melting point of the wax is exceeded and the wax layer 26 begins to melt. The wax layer liquefies when it exceeds the melting point and expands to a certain extent, as in Fig. 2 (c) represented by the reference numeral 27, in the binder 28 into.
  • the cause of the lighter ablation may be considered a "cohesive failure" within the wax layer 26, 27 in which, due to the heating, the interaction of the wax layer molecules is weakened, so that a part of the wax layer molecules interacts with the binder molecules via adhesive forces and remains in the binder matrix, while another, smaller part of the wax layer molecules binds to the shell 24 of the core shell via adhesive forces Particle interacts and is removed by the supplied laser energy together with the core and shell of the core-shell particle from the marker 30.
  • the Fig. 2 (d) is thus idealized insofar as in the representation there the entire molten wax layer 27 remains in the marking substance 30, while in practice part of the wax layer 26 will remain on the core-shell particle.
  • Fig. 2 (e) shows the laser-marked marker 40 after leaching of the core-shell particles.
  • the laser-marked marker 40 includes the binder 28 and the remaining portion of the expanded wax layer 27. The core 22 and sheath 24 are completely removed from the marker 30.
  • Fig. 2 (f) is that in Fig. 1 shown on the banknote 10 security element 12 shown in more detail after the laser marking.
  • the laser-marked security element 12 contains first areas in which the laser-markable marking substance 30 was not exposed to radiation of the marking laser, and second areas 42 in which the core-shell particles were removed from the marking substance 30 and in which the laser-marked marking substance 40 is now present ,
  • the second region with the laser-marked marker 40 typically forms one colorless marking area 42 within the first areas, the visual impression of which is imprinted by the absorbent core 22 and / or the colored and fluorescent pigments of the shell 24 of the core-shell particles.
  • the marking area 42 forms the numerical sequence "50" corresponding to the denomination of the in Fig.1 banknote 10 corresponds.
  • the wax layer 26 can, as in Fig. 2 (a) shown, the sheath 24 completely surrounded or can surround them only in some areas and only around the sheath 24 flow around during melting.
  • a particularly efficient melting of the wax layer 26 can be achieved if not only the core 22, but also the wax layer 26 contains IR-absorbing materials.
  • core 22 and shell 24 and / or between shell 24 and the ablation-promoting functional layer 26 may optionally be arranged an inorganic or organic layer for stabilizing the core-shell particle 20.
  • a core-shell particle 50 with absorbent sheath 54 is illustrated in accordance with another embodiment of the invention.
  • the core 52 and the functional layer 56 are formed in this embodiment in the region of the wavelength of the radiation of the marking laser non-absorbent, while the shell 54 of the core-shell particle 50 contains an IR absorber.
  • the core 52 of the core-shell particle 50 may contain a colored and fluorescent pigment.
  • the heat generated by the radiation of the marking laser in the sheath 54 is transferred by the shortest route to the ablation-promoting functional layer 56, without a non-absorbent layer being disposed between the absorbent core and the functional layer.
  • the functional layer can also be formed from a material with a highly temperature-variable viscosity, strongly temperature-variable hydrophilicity or strongly temperature-variable hydrophobicity, instead of by a low-melting material.
  • Suitable materials for the functional layer 56 are, for example, surfactants.
  • a hydrophilic shell 54 is surrounded by a hydrophilic functional layer 56 of surfactants
  • the surfactants in the functional layer 56 become hydrophobic upon irradiation with the marking laser due to the radiation absorbed by the shell 54 and the heat transferred to the functional layer, so that repulsion of the hydrophilic shell 54 enters from the hydrophobic functional layer 56.
  • the adhesion forces between the functional layer 56 and the sheath 54 are reduced without a reduction in the cohesion forces within the functional layer 56 having to occur. Such a mechanism can therefore be considered as an "adhesion break" in laser marking.
  • the functional layer 56 is made of a vaporizable or sublimable material having a Evaporation or sublimation temperature is formed in a range between 120 ° C and 200 ° C.
  • the heat transferred from the absorbent sheath 54 gasses the temperature-sensitive material in the functional layer 56 and escapes from the marker 30.
  • Suitable temperature-sensitive materials are sublimable colored pigments, liquids having a boiling point in the desired temperature range, or vaporizable polymeric coatings.
  • the core 52 and the shell 54 may be surrounded by another layer and float in the vaporizable liquid forming the functional layer 56.
  • the functional layer 56 and the shell 54 of the core-shell particle are formed from the same or different vaporizable or sublimable materials. Also core-shell particles of this embodiment can be ablated very well with laser radiation from the marker 30 / remove.
  • anthraquinone derivatives As evaporation-capable or sublimable materials, it is possible in particular to use for the shell of the core-shell particle or the functional layer: anthraquinone derivatives, anthracene derivatives, azo dyes, azomethine dyes, stilbene dyes, quinophthalone dyes, coumarins, ⁇ -naphthol: Pigment Orange 5, monoazo pigments: Pigment Yellow 1, 3.13, 74.111, anthraquinone: Pigment Red 177 and naphthol AS: Red 146.
  • sublimated dyes are: Yellow: PTY-52, Macrotex Yellow, Phoron Brilliant Yellow 6GL; Red: MS Red G, Macrotex Red Violet R, Ceres Red 7B, Samaron Red HBSL, Sk Rubinee SGL; Blue: Kayaset Blue 714, Waxoline Blue AP-FW, Phoron Brilliant Blue sR, MS Blue 100, Direct Blue No.1.
  • the coating of the core 52 or the shell 54 can be effected in a sol-gel process, by means of emulsion polymerization, spray-coating processes or plasma technologies.
  • a predetermined breaking point is included, which breaks at a set temperature. Suitable predetermined breaking points can be achieved in the functional layer 56 by using particularly brittle materials. In laser marking, the functional layer 56 breaks down due to the vibrations of the infrared absorber at the predetermined breaking point and thus ensures the necessary freedom of movement for the release of the core 52 and the sheath 54 Cause for easier removal of core and shell in the fraction of the functional layer 56 is looking for.
  • a laser-sensitive core-shell particle 20, 50 may be prepared by either encapsulating a laser-absorbent material as the core 22 with a non-laser-absorbent material as the cladding 24 and surrounding it with a functional layer 26, or by using a non-laser-absorbent material as the core 52 with a laser absorbing Material encapsulated as a shell 54 and surrounded with a functional layer 56.
  • a laser-markable security feature for securing valuables can be produced by embedding the core-shell particles 20, 50 in a laser-markable binder-containing marker, in particular a spot, flexographic or screen printing ink.
  • Fig. 4 is a layer sequence of an inventive, already marked security element 60 shown schematically in cross section.
  • an auxiliary layer 64 and a laser-markable marking substance 30 of the type described above were first applied to a substrate 62.
  • the auxiliary layer 64 reduces the bond strength between the core-shell particles 20, 50 of the laser-markable marker 30 and the substrate 62.
  • the auxiliary layer 64 can, as in Fig. 4 be arranged over the entire surface or even partially on the substrate 62. It may not be visually visible, visually visible, for example colorful, or provided with additional marking substances, for example luminescent pigments.
  • the auxiliary layer 64 may have an adhesion to the laser-markable marking substance 30 that is less than the adhesion between the auxiliary layer 64 and the substrate 62
  • Auxiliary layer 64 for example, a surface tension of 32 mN / m, and the marker 30, in which the core-shell particles 20, 50 are embedded, a surface tension of 36 mN / m.
  • the auxiliary layer 64 may be formed of a low melting point material having a melting temperature between 50 ° C and 250 ° C.
  • a melting temperature between 50 ° C and 250 ° C.
  • carnauba wax with a melting temperature between 80 ° C and 87 ° C can be used.
  • the auxiliary layer 64 may also include a binder and low melting point materials that have a specific gravity and surface tension less than the specific gravity and surface tension of a binder of the auxiliary layer 64. Upon heat transfer from the absorbent portions of the core-shell particles 20, 50 to the low melting point materials in the auxiliary layer 64 then tend to float and attach to the interface between the auxiliary layer 64 and the marker 30.
  • the security element 60 may include an auxiliary layer 64 containing an IR absorber.
  • the IR absorber whose absorption properties are tuned to the wavelength of the marking laser, heats up on irradiation with the marking laser and can lead to a detachment of the parts of the marking substance 30, which are arranged immediately above the irradiated areas of the auxiliary layer 64, or at least the Reduce adhesion between the auxiliary layer 64 and the marker 30 and thereby facilitate the ablation of the core-shell particles.
  • the auxiliary layer 64 may also reduce the specific surface area of the substrate 62 by closing the capillary on the surface of the substrate 62. By reducing the specific surface area, the substrate 62 is smoothed so that the adhesion between the substrate 62 and the marker 30 and thereby the physical anchoring of the label to the substrate is reduced.
  • the auxiliary layer 64 may be applied to the substrate 62 prior to application of the marker 30 to the substrate, for example via a flexographic printing process, screen printing process, or offset printing process.
  • the laser-markable security feature formed in the marking region 42 is exposed to radiation from a marking laser in order to remove the core-shell particles 20 or 50 from the marking substance 30 there. This results in a laser-marked security element 60 having a marking region 42 in which core-shell particles are dissolved out of the marking substance 30, as shown in FIG.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein lasermarkierbares Sicherheitsmerkmal zur Absicherung von Wertgegenständen. Erfindungsgemäß enthält das Sicherheitsmerkmal einen lasermarkierbaren bindemittelhaltigen Markierungsstoff (30) mit Kern-Hülle-Teilchen (20; 50) mit einem Kern (22; 52) und einer den Kern umgebenden Hülle (24; 54). Eines der Materialien von Kern (22; 52) und Hülle (24; 54) ist die Strahlung (32) eines Markierungslasers absorbierend und das andere der Materialien von Kern (22; 52) und Hülle (24; 54) die Strahlung (32) des Markierungslasers nicht absorbierend ausgeführt. Die Hülle (24; 54) des Kern-Hülle-Teilchens (20; 50) ist von einer ablationsfördernden Funktionsschicht (26; 56) umgeben, die bei Bestrahlung (32) des in den bindemittelhaltigen Markierungsstoff (30) eingebetteten Kern-Hülle-Teilchens (20; 50) mit dem Markierungslaser die Bindungsstärke zwischen dem Kern-Hülle-Teilchen (20; 50) und dem einbettenden Bindemittel (28) reduziert, um die laserinduzierte Entfernung des Kern-Hülle-Teilchens (20; 50) aus dem Markierungsstoff (30) zu fördern.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein lasersensitives Kern-Hülle-Teilchen zur Einbettung in einen bindemittelhaltigen Markierungsstoff, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kern-Hülle-Teilchens, ein lasermarkierbares Sicherheitsmerkmal zur Absicherung von Wertgegenständen, ein lasermarkierbares Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, ein Verfahren zur Herstellung eines lasermarkierten Sicherheitselements sowie ein Sicherheitspapier und einen Datenträger mit einem solchen Sicherheitsmerkmal oder einem solchen Sicherheitselement.
  • Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, oder auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Datenträgers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Derartige Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens, eines Aufreißfadens für Produktverpackungen, eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens oder eines selbsttragenden Transferelements ausgebildet sein, wie einem Patch oder einem Etikett, das nach seiner Herstellung auf ein Wertdokument aufgebracht wird.
  • Zur individuellen Markierung der Sicherheitselemente werden Laserbeschrifter, beispielsweise auf Basis von CO2-Lasern Nd:YAG-Lasern oder UV-Lasern eingesetzt. Je nach der Wellenlänge des verwendeten Markierungslasers bestehen jedoch Einschränkungen bezüglich der einsetzbaren lasermarkierbaren Markierungsstoffe. Beispielsweise sind die derzeit verwendeten Lumineszenzstoffe und viele IR-Absorber, die im Bereich unterhalb von 1000 nm oder oberhalb von 1300 nm absorbieren, mit Nd:YAG-Lasern nicht markierbar.
  • Eine größere Palette von lasermarkierbaren Markierungsstoffen kann zur Verfügung gestellt werden, wenn Markierungsstoffe in Betracht gezogen werden, in denen lasersensitive Kern-Hülle-Teilchen mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle eingebettet sind, wobei lediglich eines der Materialien von Kern und Hülle die Strahlung des Laserbeschrifters absorbiert.
  • Die Druckschrift EP 1 826 728 A2 schlägt hierzu ein Sicherheitselement mit einem lasermarkierbaren Markierungsstoff mit Kern-Hülle-Teilchen vor, bei dem eines der Materialien von Kern und Hülle die Strahlung eines Markierungslasers absorbiert und das andere der Materialien von Kern und Hülle die Strahlung des Markierungslasers nicht absorbiert. Unter bestimmten Umständen gelingt bei der Lasermarkierung solcher Markierungsstoffe die Ablation der Kern-Hülle-Teilchen aus dem Markierungsstoff jedoch nur unvollständig, so dass eine unvollständige Markierung des Sicherheitselements, d.h. des Markierungsstoffs entsteht.
  • Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsmerkmal zur Absicherung von Wertgegenständen der eingangs genannten Art anzugeben, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll eine möglichst vollständige Entfernung der Kern-Hülle-Teilchen aus dem Markierungsstoff bei der Laserbeschriftung sichergestellt werden.
  • Diese Aufgabe wird durch das lasersensitive Kern-Hülle-Teilchen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kern-Hülle-Teilchens, ein Sicherheitsmerkmal, ein Sicherheitselement, ein Verfahren zur Herstellung eines lasermarkierten Sicherheitselements, ein Sicherheitspapier sowie ein Datenträger mit einem solchen Sicherheitsmerkmal oder einem solchen Sicherheitselement sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß der Erfindung weist ein gattungsgemäßes lasersensitives Kern-Hülle-Teilchen einen Kern und eine den Kern umgebende Hülle auf, wobei eines der Materialien von Kern und Hülle die Strahlung eines Markierungslasers absorbierend und das andere der Materialien von Kern und Hülle die Strahlung des Markierungslasers nicht absorbierend ausgeführt ist. Die Hülle des Kern-Hülle-Teilchens ist dabei von einer ablationsfördernden Funktionsschicht umgeben, die bei Bestrahlung des in einen bindemittelhaltigen Markierungsstoff eingebetteten Kern-Hülle-Teilchens mit dem Markierungslaser die Bindungsstärke zwischen dem Kern-Hülle-Teilchen und dem einbettenden Bindemittel reduziert, um die laserinduzierte Entfernung des Kern-Hülle-Teilchens aus dem Markierungsstoff zu fördern. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff "Hülle" auch eine aus mehreren Schichten aufgebaute Hülle.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Markierungsstoff, in den das lasersensitive Kern-Hülle-Teilchen eingebettet ist, für die Anwendung im Sicherheitsdruck ausgelegt, wobei es sich insbesondere um eine im Offsetdruck, Flexodruck, Siebdruck oder Stichdruckverfahren applizierbare Druckfarbe, Beschichtung oder Lack handeln kann.
  • Bei einer ersten Erfindungsvariante enthält der Kern des Kern-Hülle-Teilchens einen auf die Wellenlänge der eingestrahlten Laserstrahlung abgestimmten Absorber, insbesondere einen IR-Absorber. Die Hülle des Kern-Hülle-Teilchens kann in dieser Variante einen Bunt- und/oder Lumineszenzstoff, insbesondere ein Bunt- und/oder Lumineszenzpigment oder einen im Bereich der eingestrahlten Laserstrahlung nicht absorbierenden Absorber enthalten. Alternativ enthält die Hülle des Kern-Hülle-Teilchens einen auf die Wellenlänge der eingestrahlten Laserstrahlung abgestimmten Absorber, insbesondere einen IR-Absorber. In dieser Variante kann der Kern des Kern-Hülle-Teilchens einen Bunt- und/oder Lumineszenzstoff, insbesondere ein Bunt- und/oder Lumineszenzpigment enthalten oder einen im Bereich der eingestrahlten Laserstrahlung nicht absorbierenden Absorber. Ganz allgemein kommen für die eingesetzten Bunt- und Lumineszenzstoffe neben Pigmenten auch geeignete Farbstoffe in Betracht, wobei der begriffliche Unterschied von Pigmenten und Farbstoffen dem Fachmann bekannt ist.
  • Mit Vorteil ist die Funktionsschicht des Kern-Hülle-Teilchens aus einem niedrigschmelzenden Material mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 100 °C bis 250 °C, bevorzugt 100 °C bis 220 °C gebildet. Als niedrigschmelzendes Material für die Funktionsschicht kann aber auch eine niedrigschmelzende Verbindung mit einer Schmelztemperatur unterhalb von 100 °C in Betracht kommen, beispielsweise Carnauba-Wachs mit einer Schmelztemperatur zwischen 80 °C und 87 °C oder Hartparaffin mit einer Schmelztemperatur zwischen 50 °C und 60 °C.
  • Nach einer weiteren Erfindungsvariante ist die Funktionsschicht des Kern-Hülle-Teilchens aus einem Material mit stark temperaturvariabler Viskosität, stark temperaturvariabler Hydrophilie oder stark temperaturvariabler Hydrophobie gebildet. Bevorzugt kann eine hydrophile Hülle des Kern-Hülle-Teilchens mit einer hydrophilen Tensid-Schicht als Funktionsschicht umgeben sein. Bei Bestrahlung mit dem Markierungslaser wird im absorbierenden Teil des Kern-Hülle-Teilchens Wärme erzeugt, die an die Tensid-Schicht weitergeleitet wird. Die der Tensid-Schicht zugeführte Wärme führt zu einer Temperaturerhöhung, die die Tensid-Schicht hydrophob werden lässt. Nach gegenwärtigem Verständnis erfolgt aufgrund der Abstoßung von hydrophiler Hülle und hydrophober Tensid-Schicht eine Abstoßung, die die Entfernung des Kern-Hülle-Teilchens aus dem Markierungsstoff fördert.
  • In einer weiteren Erfindungsvariante weist die Funktionsschicht Materialien mit hydrophilen Gruppen auf, um eine verbesserte Benetzung der Funktionsschicht in dem einbettenden Bindemittel eines Markierungsstoffs zu gewährleisten.
  • Grundsätzlich können für die Funktionsschicht auch Materialien eingesetzt werden, die eine Kombination der vorstehend beschriebenen Eigenschaften aufweisen, also z. B. eine niedrigschmelzendes Material mit stark temperaturvariabler Viskosität, was z. B. bei einigen Wachsen oder Hartparaffinen der Fall ist.
  • Ebenfalls mit Vorteil kann die Funktionsschicht des Kern-Hülle-Teilchens aus einem verdampfungsfähigen oder sublimationsfähigen Material mit einer Verdampfungs- bzw. Sublimationstemperatur von weniger als 250 °C, bevorzugt von weniger als 200 °C, besonders bevorzugt von weniger als 150 °C gebildet sein. Hierbei kann die Wärmeentwicklung des Kerns oder der Hülle des Kern-Hülle-Teilchens während des Markierungsvorgangs mit dem Markierungslaser ausgenutzt werden. Die temperaturempfindliche Funktionsschicht wird durch die Wärme, die entweder der Kern oder die Hülle abstrahlt, in den gasförmigen Zustand versetzt und entweicht im Wesentlichen aus dem Markierungsstoff. Derartige temperaturempfindliche Materialien können sublimationsfähige Buntpigmente, Lumineszenzpigmente, Farbstoffe, Flüssigkeiten mit einem Siedepunkt im gewünschten Temperaturbereich oder auch verdampfungsfähige polymere Beschichtungen sein.
  • In einer weiteren Erfindungsvariante ist das Kern-Hülle-Teilchen von einer Funktionsschicht umgeben, die eine Sollbruchstelle enthält, die bei einer ausreichend großen Anregungsenergie bricht. Zur Charakterisierung einer ausreichend großen Anregungsenergie kommt z.B. eine Solltemperatur infrage. Durch eine Temperaturerhöhung in der Funktionsschicht, die durch die absorbierte Strahlung des Markierungslasers im Kern oder in der Hülle des Kern-Hülle-Teilchens hervorgerufen wird, kann eine derartige Sollbruchstelle brechen und die Entfernung des Kern-Hülle-Teilchens aus dem Markierungsstoff fördern.
  • Zur Stabilisierung des Kern-Hülle-Teilchens kann zwischen dem Kern und der Hülle und/oder zwischen der Hülle und der Funktionsschicht eine anorganische oder organische Schicht angeordnet sein.
  • Des Weiteren ist in einer bevorzugten Erfindungsvariante vorgesehen, dass die Funktionsschicht einen Bunt- und/oder Lumineszenzstoff, insbesondere ein Bunt- und/oder Lumineszenzpigment, enthält. Dabei können die mit Bezug auf den Kern bzw. die Hülle des erfindungsgemäßen Kern-Hülle-Teilchens weiter oben bzw. weiter unten beschriebenen Bunt-/Lumineszenzstoffe bzw. Bunt-/Lumineszenzpigmente auch in der Funktionsschicht enthalten sein.
  • Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung eines lasersensitiven Kern-Hülle-Teilchens, bei dem entweder ein laserabsorbierendes Material mit einem nicht laserabsorbierenden Material verkapselt und mit der ablationsfördernden Funktionsschicht umgeben wird, oder ein nicht laserabsorbierendes Material mit einem laserabsorbierenden Material verkapselt und mit der ablationsfördernden Funktionsschicht umgeben wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter "Verkapseln" ganz allgemein das Beschichten eines ersten Materials mit einem zweiten Material verstanden, also z.B. das Beschichten des Kerns des Kern-Hülle-Teilchens mit einer Hülle.
  • Gemäß der Erfindung enthält ein lasermarkierbares Sicherheitsmerkmal zur Absicherung von Wertgegenständen einen lasermarkierbaren Markierungsstoff mit Kern-Hülle-Teilchen, die jeweils von einer ablationsfördernden Funktionsschicht nach einer der beschriebenen Ausgestaltungen umgeben sind.
  • Ein lasermarkierbares Sicherheitselement umfasst vorteilhafterweise ein derartiges lasermarkierbares Sicherheitsmerkmal, das auf einem Substrat angeordnet ist.
  • Ebenfalls mit Vorteil kann eine Hilfsschicht zwischen dem Substrat und dem lasermarkierbaren Sicherheitsmerkmal angeordnet sein, die die Bindungsstärke zwischen den Kern-Hülle-Teilchen des lasermarkierbaren Markierungsstoffs und dem Substrat reduziert.
  • Die Hilfsschicht zwischen Substrat und lasermarkierbarem Sicherheitsmerkmal kann insbesondere eine Adhäsion zum lasermarkierbaren Sicherheitsmerkmal aufweisen, die geringer ist als die Adhäsion zwischen der Hilfsschicht und dem Substrat.
  • Alternativ kann die Hilfsschicht aus einem niedrigschmelzenden Material mit einer Schmelztemperatur von weniger als 250 °C, bevorzugt von weniger als 150 °C und besonders bevorzugt von weniger als 100 °C gebildet sein.
  • Es ist auch möglich, dass die Hilfsschicht einen Absorber, insbesondere einen IR-Absorber enthält. Bei Bestrahlung mit dem Markierungslaser werden dabei nach gegenwärtigem Verständnis entweder die (IR)-Absorber in der Hilfsschicht ablatiert, wobei oberhalb dieser (IR)-Absorber angeordnete absorbierende Kern-Hülle-Teilchen in dem Markierungsstoff mitgenommen werden, oder es wird zumindest die Adhäsion zwischen der Hilfsschicht und dem lasermarkierbaren Sicherheitsmerkmal, das die Kern-Hülle-Teilchen umfasst, reduziert. Auch eine durch den Absorber in der Hilfsschicht hervorgerufene Erweichung der Hilfsschicht, z. B. durch Zufuhr der durch den Absorber absorbierten Laserenergie, führt zu einer verbesserten Entfernung der Kern-Hülle-Teilchen aus dem Sicherheitsmerkmal.
  • Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines lasermarkierten Sicherheitselements, bei dem das beschriebene lasermarkierbare Sicherheitsmerkmal auf ein Substrat aufgebracht und in einem Markierungsbereich mit Strahlung des Markierungslasers beaufschlagt wird, um in dem Markierungsbereich die Kern-Hülle-Teilchen aus dem Markierungsstoff zu entfernen.
  • Vor dem Aufbringen des lasermarkierbaren Sicherheitsmerkmals kann eine Hilfsschicht nach einer der beschriebenen Ausgestaltungen auf dem Substrat aufgebracht werden, die die Bindungsstärke zwischen den Kern-Hülle-Teilchen des lasermarkierbaren Markierungsstoffs und dem Substrat reduziert. Die Hilfsschicht kann mit Vorteil mittels Flexodruck, Siebdruck oder Offsetdruck auf dem Substrat aufgebracht werden.
  • Zur Herstellung des lasermarkierten Sicherheitselements wird bevorzugt das lasermarkierbare Sicherheitsmerkmal mit Laserstrahlung im Nahinfrarot (NIR), insbesondere bei Wellenlängen von etwa 1,06 µm beaufschlagt. Zur Markierung können dann Nd:YAG-Laser oder verwandte Lasertypen, wie Nd:Glas- oder Nd:YVO4-Laser, eingesetzt werden. Alternativ ist der Markierungsstoff durch Laserstrahlung im ultravioletten Spektralbereich markierbar.
  • Ein Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks, Ausweiskarten, Urkunden oder dergleichen, ist vorzugsweise mit einem lasermarkierbaren Sicherheitsmerkmal der oben beschriebenen Art oder mit einem lasermarkierbaren Sicherheitselement der oben beschriebenen Art ausgestattet. Das Sicherheitspapier kann dabei ein Trägersubstrat aus Papier oder Kunststoff umfassen. Grundsätzlich ist anzumerken, dass als Substratmaterial für die Aufbringung des Sicherheitsmerkmals bzw. Sicherheitselements jede Art von Papier in Betracht kommt, insbesondere Baumwollpapier. Selbstverständlich kann auch Papier eingesetzt werden, welches einen Anteil x polymeren Materials im Bereich von 0 < x < 100 Gew.-% enthält.
  • Weiterhin ist es grundsätzlich denkbar, wenn auch gegenwärtig nicht bevorzugt, dass das Substratmaterial des Datenträgers eine Kunststofffolie, z. B. eine Polyesterfolie, ist. Die Folie kann ferner monoaxial oder biaxial gereckt sein. Die Reckung der Folie führt unter anderem dazu, dass sie polarisierende Eigenschaften erhält, die als weiteres Sicherheitsmerkmal genutzt werden können.
  • Zweckmäßig kann es auch sein, wenn das Substratmaterial ein mehrschichtiger Verbund ist, der wenigstens eine Schicht aus Papier oder einem papierartigen Material aufweist. Ein solcher Verbund zeichnet sich durch eine außerordentlich große Stabilität aus, was für die Haltbarkeit des Substrats bzw. Datenträgers von großem Vorteil ist.
  • Denkbar ist aber auch, als Substratmaterial ein mehrschichtiges, papierfreies Kompositmaterial einzusetzen, was vor allem bei Ausweis- und Kreditkarten sehr vorteilhaft ist. Diese Materialien können insbesondere in bestimmten Klimaregionen der Erde mit Vorteil eingesetzt werden.
  • Alle als Substratmaterial eingesetzten Materialien können Zusatzstoffe aufweisen, die als Echtheitsmerkmale dienen. Dabei ist in erster Linie an Lumineszenzstoffe zu denken, die im sichtbaren Wellenlängenbereich vorzugsweise transparent sind und im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich durch ein geeignetes Hilfsmittel, z. B. eine UV- oder IR-Strahlung emittierende Strahlungsquelle, angeregt werden können, um eine sichtbare oder zumindest mit Hilfsmitteln detektierbare Lumineszenz zu erzeugen. Auch andere Sicherheitsmerkmale können mit Vorteil eingesetzt werden, sofern sie die Betrachtung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements nicht oder zumindest nicht wesentlich beeinträchtigen.
  • Die Erfindung umfasst weiter einen Datenträger, insbesondere Markenartikel, Wertdokument oder dergleichen, der mit einem Sicherheitsmerkmal der oben beschriebenen Art oder einem Sicherheitselement der oben beschriebenen Art ausgestattet ist.
  • Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabs- oder proportionsgetreue Darstellung verzichtet.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement,
    Fig. 2
    schematisch in (a) bis (e) eine mit einem erfindungsgemäßen Markierungsstoff versehene Fläche vor, während und nach der Lasermarkierung; schematisch in (f) ein lasermarkiertes Sicherheitselement,
    Fig. 3
    eine Ausgestaltung von Kern-Hülle-Teilchen nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung einer Schichtenfolge eines markierten Sicherheitselementes im Querschnitt.
  • Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. Fig.1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die mit einem erfindungsgemäßen lasermarkierten Sicherheitselement 12 ausgestattet ist.
  • Für die Markierung mit einem Markierungslaser, beispielsweise einem Nd:YAG-Laser einer Wellenlänge von 1,064 µm, enthält das Sicherheitselement 12 zumindest einen lasermarkierbaren Markierungsstoff 30 mit einem Bunt- oder einem Lumineszenzpigment. Durch die Lasermarkierung wird das Bunt- bzw. Lumineszenzpigment aus dem Markierungsstoff 30 entfernt, so dass ein farblich sichtbarer Bereich oder sich durch seine Lumineszenzeigenschaften unterscheidender Markierungsbereich 42 in dem Sicherheitselement 12 geschaffen wird.
  • In einer ersten, in Fig. 2(a) dargestellten Ausgestaltung der Erfindung enthält die Farbe/Beschichtung des Markierungsstoffs 30 ein Bindemittel 28, in das Kern-Hülle-Teilchen 20 eingebettet sind. Die Kern-Hülle-Teilchen 20 umfassen einen Kern 22, der einen Infrarot-Absorber enthält, und eine Hülle 24 aus einem Bunt- oder Lumineszenzstoff, insbesondere einem Buntpigment, die die Strahlung des im infraroten Spektralbereich emittierenden Markierungslasers nicht absorbiert.
  • Um die laserinduzierte Entfernung der Kern-Hülle-Teilchen 20 aus dem Markierungsstoff 30 zu fördern, ist die Hülle 24 mit einer ablationsfördernden Funktionsschicht 26 umgeben, die bei Bestrahlung der in dem bindemittelhaltigen Markierungsstoff 30 eingebetteten Kern-Hülle-Teilchen 20 die Bindungsstärke zwischen den Kern-Hülle-Teilchen 20 und dem einbettenden Bindemittel 28 reduziert.
  • Ohne an eine bestimmte Erklärung gebunden sein zu wollen, wird gegenwärtig vermutet, dass die Hülle 24 der Kern-Hülle-Teilchen 20 eine stark zerklüftete Oberfläche (nicht dargestellt) aufweist, so dass die Kern-Hülle-Teilchen ohne die erfindungsgemäß vorgesehene, zusätzliche Funktionsschicht mit einer hohen Bindungsstärke in dem umgebenden Bindemittel 28 verankert sind. Die Bindungsstärke zwischen den bloßen Kern-Hülle-Teilchen 22, 24 und dem Bindemittel 28 kann dabei so hoch sein, dass die zwischen dem Bindemittel 28 und der Hülle 24 der bloßen Kern-Hülle-Teilchen wirkenden Kräfte (Adhäsionskräfte) größer sein können als die Kräfte, die gleichartige Moleküle im Material der Hülle 24 der Kern-Hülle-Teilchen aufeinander ausüben (Kohäsionskräfte).
  • Da die üblicherweise im Sicherheitsdruck verwendeten Bindemittel 28 darüber hinaus eine hohe Elastizität aufweisen, wird die Bindemittelmatrix durch die starke Anbindung an die Kern-Hülle-Teilchen bei der Lasermarkierung zu Schwingungen angeregt. Die Laserbestrahlung kann so zu einer physikalischen Trennung von Kern 22 und Hülle 24 der bloßen Kern-Hülle-Teilchen führen, so dass die Hülle 24 nicht oder nicht vollständig aus der Bindemittelmatrix 28 entfernt wird. Die Hülle 24 verbleibt dann zumindest teilweise in der Bindemittelmatrix 28 und führt zu einer unerwünschten, unvollständigen Laserablation der bloßen Kern-Hülle-Teilchen.
  • Durch die erfindungsgemäß vorgesehene zusätzliche Funktionsschicht 26 wird nach gegenwärtigem Verständnis der Einfluss des Bindemittels verringert und die Adhäsion des Bindemittels 28 zum Kern-Hülle-Teilchen 20 reduziert. Es sei betont, dass die in dieser Anmeldung vorgeschlagenen Erklärungsansätze und Mechanismen der erhöhten Ablationsfähigkeit nach gegenwärtigem Kenntnisstand zwar plausible Erklärungen darstellen, sie jedoch keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Korrektheit erheben. Insbesondere ist die Kenntnis oder gar die Korrektheit der vorgeschlagenen Erklärungsansätze für die Ausführung der Erfindung nicht erforderlich.
  • Zurückkommend auf die Darstellung der Fig. 2(a) ist bei der dort gezeigten Ausgestaltung der Erfindung die Funktionsschicht 26 aus einem niedrigschmelzenden Material mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 50 °C bis 250 °C gebildet. Als niedrigschmelzende Materialien kommen sowohl organische Verbindungen als auch anorganische Verbindungen in Betracht. Organische Verbindungen sind beispielsweise Carnauba-Wachs mit einer Schmelztemperatur zwischen 80 °C und 87 °C, Hartparaffin (Paraffinum durum) mit einer Schmelztemperatur zwischen 50 °C und 60 °C, Stearin mit einer Schmelztemperatur zwischen 60 °C und 70 °C, weißes Bienenwachs (Cera alba) mit einer Schmelztemperatur zwischen 62 °C und 65 °C oder andere gesättigte höhere Fettsäuren sowie Polyethylen mit einer Schmelztemperatur zwischen 90 °C und 125 °C und copolymere Verbindungen, wie Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS) mit einer Schmelztemperatur zwischen 85 °C und 100 °C und Styrol-Acrylnitril (SAN) mit einer Schmelztemperatur von ca. 250 °C.
  • Geeignete anorganische Verbindungen für die Funktionsschicht 26 sind beispielsweise MgCl*6H2O mit einer Schmelztemperatur von 117 °C, Mg(NO3)2*6H2O mit einer Schmelztemperatur von 89 °C, CH3COONa*3H2O mit einer Schmelztemperatur von 58 °C oder MgCl2*6H2O/Mg(NO2)2*6H2O mit einer Schmelztemperatur von 58 °C.
  • Die Beschichtung der Hülle 24 des Kern-Hülle-Teilchens 20 kann im Emulsionspolymerisations- oder Sprüh-Coating-Verfahren erfolgen oder unter Einsatz von Plasmatechnologien. Vor dem Versehen der Kern-Hülle-Teilchen 20 mit der ablationsfördernden Funktionsschicht 26 befindet sich die Funktionsschicht 26 unterhalb der Schmelztemperatur in einem festen Aggregatzustand. Die Funktionsschicht 26 ist mit der Hülle 24, und die Hülle 24 ist mit dem Kern 22 fest verbunden.
  • In Fig. 2(b) ist eine Aufsicht auf die mit dem lasermarkierbaren Markierungsstoff 30 beschichtete Fläche des Sicherheitselements 12 vor der Lasermarkierung schematisch dargestellt. Das im Allgemeinen farblose und bei der Wellenlänge des Markierungslasers nicht absorbierende Bindemittel 28 tritt optisch wenig oder gar nicht in Erscheinung. Die Farbe des Markierungsstoffs 30 wird je nach verwendeter Wellenlänge der Beleuchtung entweder durch den IR-Absorber, der in dem Kern 22 enthalten ist, bestimmt, oder durch die in der Hülle 24 vorzugsweise enthaltenen Bunt- und Fluoreszenzpigmente. Je nach Anwendung können der Kern und die Hülle der Kern-Hülle-Teilchen 20 gemeinsam den optischen Eindruck des noch nicht lasermarkierten Markierungsstoffs 30 bestimmen.
  • Die Figuren 2(c) bis (e) illustrieren in idealisierter Darstellung den Ablationsvorgang der erfindungsgemäßen Kern-Hülle-Teilchen 20 aus dem Markierungsstoff nach gegenwärtigem Verständnis, wobei als Funktionsschicht für die Illustration eine Wachsschicht 26 angenommen wird.
  • Zunächst ist in Fig. 2 (c) der Markierungsstoff 30 nach Beginn der Bestrahlung 32 mit einem Markierungslaser dargestellt. Die Strahlung 32, die bei der in Fig. 2 dargestellten Ausgestaltung der Erfindung von einem Nd:YAG-Laser stammt und eine Wellenlänge von 1064 nm aufweist, wird von dem Bindemittel 28, der Hülle 24 des Kern-Hülle-Teilchens 20 und im Ausführungsbeispiel auch von der Wachsschicht 26 (Fig. 2(a)) nicht absorbiert. Die Strahlung 32 wird allerdings von dem IR-Absorber, der im Kern 22 des Kern-Hülle-Teilchens 20 enthalten ist, absorbiert und die aufgenommene Laserenergie in Wärme umgewandelt.
  • Die im Kern 22 entstehende Wärme wird über die Hülle 24 auf die Wachsschicht 26 übertragen. Durch die resultierende Temperaturerhöhung wird der Schmelzpunkt des Wachses überschritten und die Wachsschicht 26 beginnt zu schmelzen. Die Wachsschicht verflüssigt sich beim Überschreiten des Schmelzpunktes und dehnt sich in gewissem Umfang, wie in Fig. 2 (c) durch das Bezugszeichen 27 dargestellt, in das Bindemittel 28 hinein aus.
  • Durch die Verflüssigung und Ausdehnung der Wachsschicht 26, 27 wird eine niedrige Bindungsstärke zwischen dem Inneren 22, 24 des Kern-Hülle-Teilchens und der umgebenden Bindemittelmatrix 28 erreicht, so dass Kern 22 und Hülle 24 des Kern-Hülle-Teilchens, wie in Fig. 2(d) gezeigt, leichter aus dem Markierungsstoff 30 herausgelöst werden können (Bezugszeichen 34). Die Ursache für die leichtere Ablation kann nach gegenwärtigem Verständnis als "Kohäsionsbruch" innerhalb der Wachsschicht 26, 27 betrachtet werden, bei dem durch die Erwärmung die Wechselwirkung der Wachsschichtmoleküle geschwächt wird, so dass ein Teil der Wachsschichtmoleküle über Adhäsionskräfte mit den Bindemittelmolekülen wechselwirkt und in der Bindemittelmatrix verbleibt, während ein anderer, kleinerer Teil der Wachsschichtmoleküle über Adhäsionskräfte mit der Hülle 24 des Kern-Hülle-Teilchens wechselwirkt und durch die zugeführte Laserenergie zusammen mit Kern und Hülle des Kern-Hülle-Teilchens aus dem Markierungsstoff 30 herausgelöst wird. Die Fig. 2(d) ist somit insofern idealisiert, als bei der dortigen Darstellung die gesamte geschmolzene Wachsschicht 27 in dem Markierungsstoff 30 zurückbleibt, während in der Praxis ein Teil der Wachsschicht 26 auf dem Kern-Hülle-Teilchen verbleiben wird.
  • Nach dem Herauslösen aus dem Markierungsstoff 30 werden die Kern-Hülle-Teilchen 22, 24 mit einer geeigneten Absaugvorrichtung abgesaugt und so bleibend von der Oberfläche des Markierungsbereichs entfernt. Fig. 2(e) zeigt den lasermarkierten Markierungsstoff 40 nach dem Herauslösen der Kern-Hülle-Teilchen. Der lasermarkierte Markierungsstoff 40 umfasst das Bindemittel 28 und den zurückgebliebenen Teil der ausgedehnten Wachsschicht 27. Der Kern 22 und die Hülle 24 sind vollständig aus dem Markierungsstoff 30 entfernt.
  • In Fig. 2(f) ist das in Fig. 1 auf der Banknote 10 dargestellte Sicherheitselement 12 nach der Lasermarkierung genauer gezeigt. Das lasermarkierte Sicherheitselement 12 enthält erste Bereiche, in denen der lasermarkierbare Markierungsstoff 30 nicht mit Strahlung des Markierungslasers beaufschlagt wurde, und zweite Bereiche 42, in denen die Kern-Hülle-Teilchen aus dem Markierungsstoff 30 entfernt wurden und in denen nunmehr der lasermarkierte Markierungsstoff 40 vorliegt. Wie in Fig. 2(f) gezeigt, bildet der zweite Bereich mit dem lasermarkierten Markierungsstoff 40 einen typischerweise farblosen Markierungsbereich 42 innerhalb der ersten Bereiche, deren optischer Eindruck durch den absorbierenden Kern 22 und/oder die Bunt- und Fluoreszenzpigmente der Hülle 24 der Kern-Hülle-Teilchen geprägt wird. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 (f) bildet der Markierungsbereich 42 die Ziffernfolge "50", die der Denomination der in Fig.1 dargestellten Banknote 10 entspricht.
  • Vor der Lasermarkierung kann die Wachsschicht 26, wie in Fig. 2(a) dargestellt, die Hülle 24 vollständig umgeben oder kann diese auch nur bereichsweise umgeben und erst während des Schmelzens vollständig um die Hülle 24 herumfließen. Ein besonders effizientes Schmelzen der Wachsschicht 26 kann erreicht werden, wenn nicht nur der Kern 22, sondern auch die Wachsschicht 26 IR-absorbierende Materialien enthält.
  • Zwischen Kern 22 und Hülle 24 und/oder zwischen Hülle 24 und der ablationsfördernden Funktionsschicht 26 kann optional eine anorganische oder organische Schicht zur Stabilisierung des Kern-Hülle-Teilchens 20 angeordnet sein.
  • In Fig. 3 ist ein Kern-Hülle-Teilchen 50 mit absorbierender Hülle 54 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Kern 52 und die Funktionsschicht 56 sind in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der Wellenlänge der Strahlung des Markierungslasers nicht absorbierend ausgebildet, während die Hülle 54 des Kern-Hülle-Teilchens 50 einen IR-Absorber enthält. Der Kern 52 des Kern-Hülle-Teilchens 50 kann ein Bunt- und Fluoreszenzpigment enthalten. Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung aus Kern 52, Hülle 54 und Funktionsschicht 56 wird die durch die Strahlung des Markierungslasers in der Hülle 54 erzeugte Wärme auf kürzestem Weg zu der ablationsfördernden Funktionsschicht 56 übertragen, ohne dass eine nicht absorbierende Schicht zwischen dem absorbierenden Kern und der Funktionsschicht angeordnet ist.
  • Die Funktionsschicht kann anstatt durch ein niedrigschmelzendes Material auch aus einem Material mit stark temperaturvariabler Viskosität, stark temperaturvariabler Hydrophilie oder stark temperaturvariabler Hydrophobie gebildet sein. Geeignete Materialien für die Funktionsschicht 56 sind beispielsweise Tenside. Durch die von dem Markierungslaser in der Hülle 54 erzeugte Wärme wird die Viskosität und/oder Hydrophilie/Hydrophobie der Funktionsschicht verändert.
  • Ist beispielsweise eine hydrophile Hülle 54 mit einer hydrophilen Funktionsschicht 56 aus Tensiden umgeben, so werden die Tenside in der Funktionsschicht 56 bei Bestrahlung mit dem Markierungslaser aufgrund der von der Hülle 54 absorbierten Strahlung und der an die Funktionsschicht übertragenen Wärme hydrophob, so dass eine Abstoßung der hydrophilen Hülle 54 von der hydrophoben Funktionsschicht 56 eintritt. Hierdurch wird die Entfernung der Kern-Hülle-Teilchen 50 aus dem Markierungsstoff 30 (nicht dargestellt) gefördert. Im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Ausgestaltung einer Funktionsschicht, die bei Erwärmung eine reduzierte Kohäsion innerhalb der Funktionsschicht aufweist, werden bei einer solchen Funktionsschicht 56 nach gegenwärtigem Verständnis die Adhäsionskräfte zwischen der Funktionsschicht 56 und der Hülle 54 reduziert, ohne dass eine Reduktion der Kohäsionskräfte innerhalb der Funktionsschicht 56 eintreten muss. Ein solcher Mechanismus kann daher als "Adhäsionsbruch" bei der Lasermarkierung angesehen werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Funktionsschicht 56 aus einem verdampfungsfähigen oder sublimationsfähigen Material mit einer Verdampfungs- bzw. Sublimationstemperatur in einem Bereich zwischen 120 °C und 200 °C gebildet. Durch die von der absorbierenden Hülle 54 übertragene Wärme wird das temperaturempfindliche Material in der Funktionsschicht 56 in einen gasförmigen Zustand versetzt und entweicht aus dem Markierungsstoff 30. Geeignete temperaturempfindliche Materialien sind sublimationsfähige Buntpigmente, Flüssigkeiten mit einem Siedepunkt im gewünschten Temperaturbereich oder auch verdampfungsfähige polymere Beschichtungen. Im Fall einer verdampfungsfähigen Flüssigkeit kann der Kern 52 und die Hülle 54 von einer weiteren Schicht umgeben sein und in der verdampfungsfähigen Flüssigkeit, die die Funktionsschicht 56 bildet, schwimmen.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die Funktionsschicht 56 und die Hülle 54 des Kern-Hülle-Teilchens aus den gleichen oder verschiedenen verdampfungsfähigen oder sublimationsfähigen Materialien gebildet. Auch Kern-Hülle-Teilchen dieser Ausführungsform lassen sich sehr gut mit Laserstrahlung aus dem Markierungsstoff 30 ablatieren/ entfernen.
  • Als verdampfungsfähige oder sublimationsfähige Materialien können für die Hülle des Kern-Hülle-Teilchens oder die Funktionsschicht insbesondere verwendet werden: Anthrachinonderivate, Anthracenderivate, Azofarbstoffe, Azomethinfarbstoffe, Stilbenfarbstoffe, Chinophthalonfarbstoffe, Coumarine, β-Naphthol: Pigment Orange 5, Monoazopigmente: Pigment Yellow 1, 3,13, 74,111, Antrachinon: Pigment Red 177 und Naphthol AS: Red 146.
  • Weitere Beispiele für sublimierte Farbstoffe sind:
    Gelb: PTY-52, Macrotex Yellow, Phoron Brillant Yellow 6GL;
    Rot: MS Red G, Macrotex Red Violet R, Ceres Red 7B, Samaron Red HBSL, Sk Rubinee SGL;
    Blau: Kayaset Blue 714, Waxoline Blue AP-FW, Phoron Brillant Blue s-R, MS Blue 100, Direct Blue No.1.
  • Die Beschichtung des Kerns 52 bzw. der Hülle 54 kann in einem Sol-Gel-Verfahren, mittels Emulsionspolymerisation, Sprüh-Coating-Verfahren oder Plasmatechnologien erfolgen.
  • Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in der Funktionsschicht 56, die die Hülle 54 des Kern-Hülle-Teilchens 50 umgibt, eine Sollbruchstelle enthalten, die bei einer Solltemperatur bricht. Geeignete Sollbruchstellen können in der Funktionsschicht 56 durch die Verwendung besonders spröder Materialien erzielt werden. Bei der Lasermarkierung bricht durch die Wärmezufuhr die Funktionsschicht 56 durch die Schwingungen des Infrarotabsorbers an der Sollbruchstelle auf und gewährleistet so die erforderliche Bewegungsfreiheit für das Herauslösen des Kerns 52 und der Hülle 54. Dieser ablationsfördernde Mechanismus kann als ein "Kohäsionsbruch" angesehen werden, da die Ursache für das leichtere Herauslösen von Kern und Hülle in dem Bruch der Funktionsschicht 56 zu suchen ist.
  • Es versteht sich, dass die mit Bezug auf die Kern-Hülle-Teilchen 50 der Fig. 3 beschriebenen Funktionsschichten auch für die Kern-Hülle-Teilchen 20 der Fig. 2 eingesetzt werden können.
  • Wie in den Fig. 2 und 3 illustriert, kann ein lasersensitives Kern-Hülle-Teilchen 20, 50 hergestellt werden, indem entweder ein laserabsorbierendes Material als Kern 22 mit einem nicht laserabsorbierenden Material als Hülle 24 verkapselt und mit einer Funktionsschicht 26 umgeben wird, oder indem ein nicht laserabsorbierendes Material als Kern 52 mit einem laserabsorbierenden Material als Hülle 54 verkapselt und mit einer Funktionsschicht 56 umgeben wird.
  • Das Umhüllen des Kerns 22 und der Hülle 24 mit dem niedrigschmelzenden Material Paraffin kann beispielsweise nach folgendem Verfahren erfolgen:
    • Lösen von 0,5 g der Kern-Hülle-Kombinationen 22, 24 in 50 g Paraffin mit einem Schmelzpunkt zwischen 80 °C und 100 °C bei 100 °C,
    • Mischen dieser Lösung in einem bei 90 °C thermostatisierten Mikromischer mit entionisiertem Wasser der Temperatur 90 °C im Verhältnis 1:5, wobei HPLC-Pumpen (HPLC: High Performance Liquid Chromatography) verwendet werden, die mit 90 °C heißem Wasser vorgeheizt sind,
    • Pumpen der auf diese Weise gebildeten Paraffin-in-Wasser-Dispersion direkt in eine gerührte Vorlage aus 11 Eiswasser, wobei sich die Paraffintröpfchen mit den darin eingebetteten Kern-Hülle-Kombinationen 22, 24 unter Ausbildung eines Bodensatzes verfestigen.
  • Ein lasermarkierbares Sicherheitsmerkmal zur Absicherung von Wertgegenständen kann hergestellt werden, indem die Kern-Hülle-Teilchen 20, 50 in einen lasermarkierbaren bindemittelhaltigen Markierungsstoff, insbesondere in eine Stichdruck-, Flexodruck- oder Siebdruckfarbe eingebettet werden.
  • In Fig. 4 ist eine Schichtenfolge eines erfindungsgemäßen, bereits markierten Sicherheitselementes 60 schematisch im Querschnitt dargestellt. Dabei wurde auf ein Substrat 62 zunächst eine Hilfsschicht 64 und ein lasermarkierbarer Markierungsstoff 30 der oben beschriebenen Art aufgebracht. Die Hilfsschicht 64 reduziert dabei die Bindungsstärke zwischen den Kern-Hülle-Teilchen 20, 50 des lasermarkierbaren Markierungsstoffs 30 und dem Substrat 62. Die Hilfsschicht 64 kann, wie in Fig. 4 vollflächig oder auch partiell auf dem Substrat 62 angeordnet sein. Sie kann visuell nicht sichtbar, visuell sichtbar, beispielsweise bunt, oder mit zusätzlichen Markierungsstoffen, beispielsweise Lumineszenzpigmenten, versehen sein.
  • Um die Bindungsstärke zwischen den Kern-Hülle-Teilchen und dem Substrat zu reduzieren, kann die Hilfsschicht 64 eine Adhäsion zu dem lasermarkierbaren Markierungsstoff 30 aufweisen, die geringer ist als die Adhäsion zwischen der Hilfsschicht 64 und dem Substrat 62. In einem konkreten Ausführungsbeispiel weist die Hilfsschicht 64 beispielsweise eine Oberflächenspannung von 32 mN/m, und der Markierungsstoff 30, in den die Kern-Hülle-Teilchen 20, 50 eingebettet sind, eine Oberflächenspannung von 36 mN/m auf.
  • Alternativ kann die Hilfsschicht 64 aus einem niedrigschmelzenden Material mit einer Schmelztemperatur zwischen 50 °C und 250 °C gebildet sein. Bevorzugt kann dazu Carnauba-Wachs mit einer Schmelztemperatur zwischen 80 °C und 87 °C verwendet werden.
  • Die Hilfsschicht 64 kann auch ein Bindemittel und niedrigschmelzende Materialien enthalten, die ein spezifisches Gewicht und eine Oberflächenspannung aufweisen, die geringer sind als das spezifische Gewicht und die Oberflächenspannung eines Bindemittels der Hilfsschicht 64. Bei einer Wärmeübertragung von den absorbierenden Teilen der Kern-Hülle-Teilchen 20, 50 zu den niedrigschmelzenden Materialien in der Hilfsschicht 64 neigen diese dann zum Aufschwimmen und lagern sich an der Grenzschicht zwischen der Hilfsschicht 64 und dem Markierungsstoff 30 an.
  • In einer weiteren Alternative kann das Sicherheitselement 60 eine Hilfsschicht 64 umfassen, die einen IR-Absorber enthält. Der IR-Absorber, dessen Absorptionseigenschaften auf die Wellenlänge des Markierungslasers abgestimmt ist, heizt sich bei Bestrahlung mit dem Markierungslaser auf und kann zu einer Ablösung der Teile des Markierungsstoffs 30, die unmittelbar oberhalb der bestrahlten Bereiche der Hilfsschicht 64 angeordnet sind, führen oder zumindest die Adhäsion zwischen der Hilfsschicht 64 und dem Markierungsstoff 30 reduzieren und dadurch die Ablation der Kern-Hülle-Teilchen erleichtern.
  • Bei einem Substrat 62, das aus Papier gebildet ist, kann die Hilfsschicht 64 auch die spezifische Oberfläche des Substrats 62 durch Verschließen der Kapillare auf der Oberfläche des Substrats 62 reduzieren. Durch die Reduktion der spezifischen Oberfläche wird das Substrat 62 geglättet, so dass die Adhäsion zwischen dem Substrat 62 und dem Markierungsstoff 30 und dadurch die physikalische Verankerung des Markierungsstoffs auf dem Substrat reduziert wird.
  • Die Hilfsschicht 64 kann vor dem Aufbringen des Markierungsstoffs 30 auf dem Substrat beispielsweise über ein Flexodruckverfahren, Siebdruckverfahren oder Offsetdruckverfahren auf das Substrat 62 aufgebracht werden.
  • Nach dem Aufbringen von Hilfsschicht 64 und Markierungsstoff 30 wird das so gebildete lasermarkierbare Sicherheitsmerkmal in dem Markierungsbereich 42 mit Strahlung eines Markierungslasers beaufschlagt, um dort die Kern-Hülle-Teilchen 20 oder 50 aus dem Markierungsstoff 30 zu entfernen. Dadurch entsteht ein lasermarkiertes Sicherheitselement 60 mit einem Markierungsbereich 42, in dem Kern-Hülle-Teilchen aus dem Markierungsstoff 30 herausgelöst sind, wie in Fig. 6 gezeigt.

Claims (15)

  1. Lasersensitives Kern-Hülle-Teilchen zur Einbettung in einen bindemittelhaltigen Markierungsstoff, insbesondere für den Sicherheitsdruck, mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, wobei eines der Materialien von Kern und Hülle die Strahlung eines Markierungslasers absorbierend und das andere der Materialien von Kern und Hülle die Strahlung des Markierungslasers nicht absorbierend ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle des Kern-Hülle-Teilchen von einer ablationsfördernden Funktionsschicht umgeben ist, die bei Bestrahlung des in einen bindemittelhaltigen Markierungsstoff eingebetteten Kern-Hülle-Teilchens mit dem Markierungslaser die Bindungsstärke zwischen dem Kern-Hülle-Teilchen und dem einbettenden Bindemittel reduziert, um die laserinduzierte Entfernung des Kern-Hülle-Teilchens aus dem Markierungsstoff zu fördern.
  2. Lasersensitives Kern-Hülle-Teilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern des Kern-Hülle-Teilchens einen die Strahlung des Markierungslasers absorbierenden Absorber, insbesondere einen IR-Absorber enthält, und dass vorzugsweise die Hülle des Kern-Hülle-Teilchens einen Bunt- und/oder Lumineszenzstoff, insbesondere ein Bunt- und/oder Lumineszenzpigment enthält.
  3. Lasersensitives Kern-Hülle-Teilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle des Kern-Hülle-Teilchens einen die Strahlung des Markierungslasers absorbierenden Absorber, insbesondere einen IR-Absorber enthält, und dass vorzugsweise der Kern des Kern-Hülle-Teilchens einen Bunt- und/oder Lumineszenzstoff, insbesondere ein Bunt- und/oder Lumineszenzpigment enthält.
  4. Lasersensitives Kern-Hülle-Teilchen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht aus einem niedrigschmelzenden Material mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 100 °C bis 250 °C gebildet ist.
  5. Lasersensitives Kern-Hülle-Teilchen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht aus einem Material mit stark temperaturvariabler Viskosität, stark temperaturvariabler Hydrophilie oder stark temperaturvariabler Hydrophobie gebildet ist.
  6. Lasersensitives Kern-Hülle-Teilchen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht aus einem verdampfungsfähigen oder sublimationsfähigen Material mit einer Verdampfungs- bzw. Sublimationstemperatur von weniger als 250 °C, bevorzugt von weniger als 200 °C, besonders bevorzugt von weniger als 150 °C gebildet ist.
  7. Lasersensitives Kern-Hülle-Teilchen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle des Kern-Hülle-Teilchen von einer Funktionsschicht umgeben ist, die eine Sollbruchstelle enthält, die bei ausreichend großer Anregungsenergie, insbesondere bei einer Solltemperatur bricht.
  8. Lasersensitives Kern-Hülle-Teilchen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kern und Hülle und/oder zwischen Hülle und Funktionsschicht eine anorganische oder organische Schicht zur Stabilisierung des Kern-Hülle-Teilchens angeordnet ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines lasersensitiven Kern-Hülle-Teilchens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem entweder ein laserabsorbierendes Material mit einem nicht laserabsorbierenden Material verkapselt und mit der Funktionsschicht umgeben wird oder ein nicht laserabsorbierendes Material mit einem laserabsorbierenden Material verkapselt und mit der Funktionsschicht umgeben wird.
  10. Lasermarkierbares Sicherheitsmerkmal zur Absicherung von Wertgegenständen, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsmerkmal einen lasermarkierbaren, bindemittelhaltigen Markierungsstoff mit Kern-Hülle-Teilchen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8 enthält, und insbesondere als Farbe, Lack oder Beschichtung ausgebildet ist.
  11. Lasermarkierbares Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Substrat ein lasermarkierbares Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 10 angeordnet ist.
  12. Lasermarkierbares Sicherheitselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hilfsschicht zwischen dem Substrat und dem lasermarkierbaren Sicherheitsmerkmal angeordnet ist, die die Bindungsstärke zwischen den Kern-Hülle-Teilchen des lasermarkierbaren Markierungsstoffs und dem Substrat reduziert, wobei die Hilfsschicht bevorzugt eine Adhäsion zum lasermarkierbaren Sicherheitsmerkmal aufweist, die geringer als die Adhäsion zwischen der Hilfsschicht und dem Substrat ist.
  13. Lasermarkierbares Sicherheitselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsschicht aus einem niedrigschmelzenden Material mit einer Schmelztemperatur von weniger als 250 °C, bevorzugt von weniger als 150 °C, besonders bevorzugt von weniger als 100 °C gebildet ist, und/oder dass die Hilfsschicht einen (IR)-Absorber enthält.
  14. Verfahren zur Herstellung eines lasermarkierten Sicherheitselements zur Absicherung von Wertgegenständen, bei dem ein lasermarkierbares Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 10 auf ein Substrat aufgebracht und in einem Markierungsbereich mit Strahlung eines Markierungslasers beaufschlagt wird, um in dem Markierungsbereich die Kern-Hülle-Teilchen aus dem lasermarkierbaren Markierungsstoff zu entfernen, wobei bevorzugt vor dem Aufbringen des lasermarkierbaren Sicherheitsmerkmals eine Hilfsschicht auf dem Substrat aufgebracht wird, die die Bindungsstärke zwischen den Kern-Hülle-Teilchen des lasermarkierbaren Markierungsstoffs und dem Substrat reduziert.
  15. Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- und Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks, Ausweiskarten, Urkunden oder dergleichen, oder Datenträger, insbesondere Markenartikel, Wertdokumente und dergleichen, das/der mit einem Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 10, einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 13, oder einem nach Anspruch 14 herstellbaren Sicherheitselement ausgestattet ist.
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