EP2857218B1

EP2857218B1 - Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals mit taktilen Strukturen für Wertdokumente

Info

Publication number: EP2857218B1
Application number: EP14003231.9A
Authority: EP
Inventors: Peter Schiffmann; Martin Imhof; Marcus Satzger
Original assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2034-09-17
Also published as: EP2857218A2; EP2857218A3; DE102013015860A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals für Wertdokumente, insbesondere Banknoten, Ausweiskarten und dergleichen, wobei das Sicherheitsmerkmal mindestens eine taktil erfassbare Struktur aufweist, die auf ein Substrat des Wertdokuments aufgebracht wird. Die mindestens eine taktile Struktur besteht hierbei aus Farbe oder Lack, wobei die Farbe und/oder der Lack mittels eines Druckverfahrens auf das Substrat des Wertdokuments aufgebracht wird.
Zum Schutz gegen Nachahmung, insbesondere mit Farbkopierern oder anderen Reproduktionsverfahren, werden Wertdokumente, wie beispielsweise Banknoten, Wertpapiere, Kredit- oder Ausweiskarten, Pässe, Urkunden und Ähnliches, Labels, Verpackungen oder andere Elemente für die Produktsicherung mit Sicherheitselementen mit taktilen Strukturen ausgestattet.
Beispielsweise ist aus EP 2599637 A2 ein Datenträger, insbesondere Wertdokument, wie Banknote, Ausweiskarte und dergleichen, mit einem Substrat bekannt, das wenigstens eine Papierschicht aufweist und das beidseitig jeweils vollflächig von einer polymeren Deckschicht abgedeckt ist. Das Substrat und die polymere Deckschicht weisen im Wesentlichen deckungsgleich angeordnete, taktil erfassbare Prägestrukturen auf, die durch Einwirken eines Prägewerkzeugs auf die polymere Deckschicht und das Substrat erzeugt werden und die eine Reliefhöhe von insgesamt 20 µm bis 400 µm aufweisen.
Um eine gute haptische Erkennbarkeit für nahezu alle Personengruppen sicherzustellen, muss die taktile Struktur mindestens eine bestimmte Höhe aufweisen. Idealerweise sollte eine taktile Struktur eine Höhe von mehr als 50 µm, bevorzugt mehr als 80 µm und besonders bevorzugt mehr als 120 µm aufweisen. Damit wird sichergestellt, dass die Wahrnehmungsschwelle für taktil erfassbare Erhöhungen überschritten wird und ein Benutzer, der mit seiner Fingerkuppe über die taktilen Strukturen streicht, diese als Erhöhung gegenüber der umliegenden Substratoberfläche erfühlen kann. Eine taktile Struktur kann somit unabhängig von ihrem optisch wahrnehmbaren Aussehen haptisch wahrgenommen werden, so dass das Wertdokument auch von Personen mit eingeschränkter oder verminderter Sehstärke eindeutig erkannt und auf seine Echtheit hin überprüft werden kann.
Grundsätzlich werden taktile Strukturen auf ein Substrat mittels Präge-, Druck- oder Transferverfahren oder mittels einer Kombination dieser Verfahren aufgebracht. Des Weiteren können taktile Strukturen auch mittels Laserstrahlung auf ein Substrat aufgebracht werden, wobei die Laserstrahlung die Oberfläche des Substrats aufbricht oder das Substrat aufquellen lässt.
Prägeverfahren sind auch für Wertdokumente gängige Verfahren, um taktile Strukturen zu erzeugen. Die Prägung ist außer von der Form des Prägestempels auch von der Qualität des Substrats abhängig. So lassen sich papierbasierte Substrate in der Regel durch einen Prägeprozess gut partiell verformen. Die Prägehöhe liegt bei Banknoten aus Papier üblicherweise zwischen 50 µm und 80 µm bei einem Prägestempel mit einer Prägetiefe von 120 µm. Bei Banknoten aus einem kunststoffbasierten Substrat hingegen, beispielsweise aus biaxial gerecktem Polypropylen (BOPP), liegt die Abformungshöhe lediglich zwischen 20 µm und 50 µm, ist somit nur etwa halb so hoch wie bei Banknoten aus Papier und unter bzw. an der Wahrnehmungsschwelle für taktile Strukturen.
Die Prägung erfolgt bei Banknoten in der Regel mittels des sogenannten Stichtiefdruckverfahrens, bei dem ein Prägestempel mit hohem mechanischen Druck auf das Substrat gedrückt wird. Für taktil erfassbare Strukturen wird dabei sowohl der klassische farbführende Stichtiefdruck verwendet, bei dem die Vertiefungen des Prägestempels mit einer Farbe mindestens teilweise gefüllt sind, als auch die sogenannte Blindprägung, bei der die Vertiefungen des Prägestempels nicht gefüllt sind. Bei dem farbführenden Stichtiefdruck ist das haptische Erlebnis auf die Erhebung an sich, vor allem jedoch auf die partiell unterschiedliche Mikrorauigkeit der Oberfläche der Erhebungen zurückzuführen, die jedoch nur geringfügig wahrnehmbar ist. Des Weiteren ist bei allen Prägeverfahren nachteilig, dass die Prägung des Substrats während der Lebensdauer bzw. des Umlaufs einer Banknote durch äußere Einflüsse, wie Feuchtigkeit, Temperatur und Druck, abnimmt.
Taktile Strukturen können auch ohne gleichzeitige Substratverprägung mit Druckverfahren erzeugt werden. So können taktile Strukturen, wie beispielsweise Braille-Schriften, auch mittels Siebdruck erzeugt werden. Hierbei werden die taktilen Strukturen üblicherweise schichtweise aufgebaut, indem einzelne Farbschichten mit geringerer Dicke übereinandergedruckt werden, so dass sich insgesamt eine Dicke bzw. Höhe von 0,2 mm bis 0,3 mm ergibt.
Um die geforderte Schrifthöhe bzw. Taktilität zu erreichen, werden in der Regel UV-trocknende Farben oder Lacke eingesetzt. Diese Farben oder Lacke enthalten in der Regel keine bzw. nur geringe Konzentrationen an flüchtigen Komponenten, wie z.B. Iso-Propyl-Alkohol (IPA), eine farblose, brennbare Flüssigkeit.
Alternativ erfolgt die Erzeugung taktiler Strukturen mittels eines Transferverfahrens, bei dem die taktile Struktur auf einem Träger vorgefertigt wird und anschließend auf das Substrat übertragen wird. Das Transferverfahren erfordert jedoch einen hohen Kostenaufwand, so dass dieses Verfahren in der Regel für den Wertpapier- bzw. Banknotendruck nicht eingesetzt wird.
Aus WO 2010/071956 A1 , DE 10 2011108 239 A1 , EP 2 275 273 A2 und EP 2161314 A1 sind taktile Strukturen bekannt, die aus einem taktilen Aufdruck bestehen, wobei der Aufdruck zusätzliche Merkmale aufweist. Diese zusätzlichen Merkmale sind beispielsweise unterschiedliche Farben, Effektfarben, magnetisch ausrichtbare Pigmente, Fluoreszenzen, unterschiedliche Formen oder retroreflektierende Glaskügelchen.
Aus WO 2009/106799 A1 sind taktile Strukturen bekannt, bei der sich in einer Lackschicht mindestens drei taktil erfassbare Partikel pro mm² befinden, wobei diese taktil erfassbare Partikel mindestens 10 µm aus der Lackschicht herausragen.
Aus US 2009/091591 A1 sind Strukturen bekannt, die aus einer Überlagerung mehrerer Lackschichten bestehen, wobei die Strukturen eine Höhe von insgesamt jeweils etwa 1 µm haben, also nicht taktil sind.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Sicherheitselement derart weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik behoben und der Schutz gegenüber Fälschungen weiter erhöht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird die mindestens eine taktile Struktur mit einem Zusatzmerkmal in Form eines taktil, akustisch oder optisch erfassbaren Sicherheitsmerkmal kombiniert, das auf und/oder unter und/oder um und/oder in der taktilen Struktur angeordnet bzw. in diese eingebracht ist.
Das Substrat umfasst vorzugsweise Papier und/oder eine Folie, insbesondere eine transluzente oder transparente Folie (z.B. im Fensterbereich einer Banknote). Im einfachsten Fall besteht das Substrat vollständig entweder aus Papier oder aus Kunststoff. Das Substrat kann jedoch auch bereichsweise aus verschiedenen Materialien bestehen, und insbesondere in einem Bereich aus Papier und zugleich in einem anderen Bereich aus Kunststoff, vorzugsweise aus einer transluzenten Folie, bestehen. Dadurch ist es möglich, verschiedene Materialien als Substrat in einem Arbeitsgang zu verprägen. Unter transluzenter Folie wird hierbei entweder eine transparente oder eine semitransparente Folie verstanden, beispielsweise eine lasierende Folie, welche beispielsweise Polyamid, Polyester, Polyethylen oder biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP) enthält.
Ein Druckverfahren zur Herstellung taktiler Strukturen ist beispielsweise das von der Firma hss baumer entwickelte Spritzdüsenverfahren "X-Dot". Dieses Druckverfahren wurde speziell für die Erzeugung von Braille-Schriften entwickelt und ist sehr ähnlich dem Inkjet-Verfahren. Die übertragene Farbmenge ist jedoch um mehrere 10er-Potenzen größer als bei einem klassischen Inkjet-Drucker aus dem Office-Bereich. Der übertragene Farbtropfen wird nicht wie bei einem klassischen Inkjet-Drucker über ein Piezoelement oder eine kurzpulsige thermische Erhitzung im Druckkopf, sondern über ein mechanisches Öffnen und Schließen eines Verschlusses erreicht. Mit diesem Verfahren können taktile Strukturen mit einer Höhe von bis zu 300 µm erzeugt werden.
Des Weiteren ist als erfindungsgemäßes Druckverfahren auch das Siebdruckverfahren bekannt. Beim Siebdruck wird die Druckfarbe mit einer Gummirakel durch ein feinmaschiges Gewebe auf das Substrat gedruckt. Nicht druckende Stellen sind im Sieb mittels einer Beschichtung durch einen Belichtungsvorgang zuvor undurchlässig gemacht. Die auf das Substrat aufgetragene Schichtdicke der Druckfarbe wird hierbei im Wesentlichen durch die Siebdicke bestimmt. Je größer die Dicke des Siebs ist, desto größer ist die Höhe der übertragenen Schichtdicke.
Alternativ kann mittels toner- oder inkjetbasierter Verfahren durch eine Mehrfachbeschichtung ein taktiles Element auf einem Substrat erzeugt werden. Alternativ kann auf einem Zwischenträger (z.B. Photoleitertrommel oder Gummiwalze) zunächst das taktile Element gebildet werden, bevor der Transfer auf das Substrat erfolgt.
Als nicht taktile Strukturen werden im Sinne dieser Erfindung Strukturen mit einer Höhe von weniger als 20 µm aufgefasst. Strukturen mit einer Höhe von mehr als 50 µm sind für die meisten Personen taktil erfassbar. Strukturen mit einer Höhe von mehr als 20 µm, aber weniger als 50 µm sind nur für spezielle und besonders trainierte Personengruppen taktil erfassbar, beispielsweise sehbehinderte oder blinde Personen.
Bevorzugt besteht die erfindungsgemäße Farb- oder Lackschicht aus einer rasterartigen Anordnung von einzelnen Elementen, wobei diese Elemente jeweils durch einen einzigen Tropfen oder Faden aus Farbe und/ oder Lack erzeugt werden. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die taktilen Elemente mit nur einem einzigen Druckvorgang erzeugt werden können. Es ergibt sich also eine Zeit- und Kosteneinsparung bzw. Effizienzsteigerung.
Neben einem Auftragen eines einzelnen Farb- oder Lacktropfens ist auch ein Auftragen eines durchgängigen bzw. fadenförmigen taktilen Elements, beispielsweise in Form einer Rille, bei geöffnetem Ventil und bewegtem Substrat möglich ist. Auch die Erzeugung eines sogenannten Multitropfens, bei dem ein Tropfen mit einem Schutzlack überdruckt wird, oder eine Vereinigung zweier unterschiedlicher farbiger Tropfen zu einem taktilen Element ist möglich.
Erfindungsgemäß wird somit die mindestens eine taktile Struktur mit einem zusätzlichen taktil, akustisch oder optisch erfassbaren Sicherheitsmerkmal kombiniert, das auf und/ oder unter und/ oder um und/ oder in der taktilen Struktur angeordnet bzw. in diese eingebracht ist. Damit ist besonders vorteilhaft eine Individualisierung einzelner taktiler Strukturen möglich. Des Weiteren ist eine Kombination unterschiedlicher Sicherheitsmerkmale möglich, so dass sich die Fälschungssicherheit des Wertdokuments und die Attraktivität des Sicherheitsmerkmals für einen Benutzer weiter erhöht.
Das zusätzliche taktil, akustisch oder optisch erfassbare Sicherheitsmerkmal wird beispielsweise gebildet durch eines oder mehrere der folgenden Merkmale:

eine Einfärbung der taktilen Struktur,
eine Veränderung der Oberflächenrauigkeit der taktilen Struktur,
eine Veränderung des Glanzwertes der Oberfläche der taktilen Struktur,
eine Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit der taktilen Struktur,
eine Beschichtung oder Verprägung, auf die das taktile Element aufgebracht ist,
eine Beschichtung, die auf das taktile Element aufgebracht ist, wobei die Beschichtung besonders vorteilhaft im exakten Passer zu den taktilen Elementen angeordnet ist; dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Beschichtung auf die taktilen Elemente aufgebracht wird und anschließend von den taktilen Elementen in die Zwischenräume zwischen den taktilen Strukturen abfließt, wie es beispielsweise aus WO 2003/029019 A1 bekannt ist;
eine magnetische Substanz, die in die taktile Struktur eingebracht wird und die sich hinsichtlich der Remanenz und/ oder der Koerzitivfeldstärke von der Umgebung unterscheidet,
eine lumineszierende Substanz, beispielsweise eine fluoreszierende oder phosphoreszierende Farbe, die in die taktile Struktur eingebracht wird,
eine nur im infraroten oder ultravioletten Wellenlängenbereich erkennbare Substanz, die in die taktile Struktur eingebracht wird,
eine thermochrome, photochrome oder piezochrome Substanz, die in die taktile Struktur eingebracht wird.

Diese zusätzlichen taktil, akustisch oder optisch erfassbaren Sicherheitsmerkmale können während des Aufdruckens der taktilen Struktur in oder auf die taktile Struktur ein- bzw. aufgebracht werden. Ebenso ist zusätzlich oder alternativ das nachträgliche Ein- oder Aufbringen möglich, beispielsweise, indem die Oberfläche der taktilen Struktur mechanisch oder mittels Laserung nachbehandelt wird oder die innere Struktur der taktilen Struktur durch äußere Einflüsse nachträglich verändert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das zusätzliche Sicherheitsmerkmal aus einer Variation von Größe, Höhe und/ oder Form der taktilen Strukturen. Insbesondere unterscheiden sich dabei verschiedene taktile Strukturen in ihrer Größe, Höhe und/ oder Form.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das zusätzliche Sicherheitsmerkmal aus ineinander- und/ oder übereinander- und/ oder nebeneinandergedruckten taktilen Strukturen, wobei sich die jeweiligen Strukturen in ihren Eigenschaften unterscheiden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das taktile Element aus mindestens zwei unterschiedlichen Schichten und/ oder taktilen Grundelementen. So kann ein haptisch spürbares taktiles Element aus mindestens zwei direkt benachbarten, nicht beabstandeten Grundelementen und/oder Einzelschichten bestehen. Diese Grundelemente oder Einzelschichten können sich hinsichtlich ihrer zusätzlichen Sicherheitsmerkmale unterscheiden.
Die Kombination visuell gleichartiger, aber verschiedenartig ausgeführter taktiler Einzelelemente kann eine Unterscheidung mittels verschiedener Prüfmethoden (visuell, haptisch, maschinenlesbar) ermöglichen. So können zwei benachbarte Einzelelemente beispielsweise die gleiche Geometrie, gleiche Farbe und photochrome Eigenschaft aufweisen, sich aber in einer anderen Eigenschaft (z.B. Magnetismus oder IR-Transparenz) unterscheiden.
Erfindungsgemäß sind mindestens zwei geringfügig beabstandete taktile Grundelemente unter einem elastischen Lack angeordnet, die bei normalem "Fingerdruck" nur als ein taktiles Element spürbar sind und bei hoher Druckausübung als zwei separate Grundelemente wahrgenommen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besitzt die taktile Struktur einen teilweise modulierten farbigen Untergrunddruck.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besitzt die taktile Struktur eine teilweise modulierte Beschichtung mit einer Farbe oder einem Lack.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das zusätzliche Sicherheitsmerkmal aus einem Matt-/Glanzeffekt der Oberfläche der taktilen Struktur. Dabei unterscheiden sich taktile Strukturen hinsichtlich ihrer Glanzwerte, so dass sich eine Zusatzinformation über unterschiedliche Glanzwerte der taktilen Strukturen ergibt. Der Nachweis kann sowohl mit dem Auge bei Betrachtung im Glanzwinkel als auch mittels eines geeigneten Maschinensensors erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das zusätzliche Sicherheitsmerkmal aus einer Mikrorauigkeit der Oberfläche. Hierbei wird der partiell unterschiedliche Reibwiderstand zwischen den Stellen des Substrats, die keine taktilen Strukturen aufweisen, und den taktilen Strukturen von einem Benutzer mit der Fingerkuppe detektiert. In dem Fall unterscheiden sich einzelne taktile Strukturen in der Mikrorauigkeit. Die Mikrorauigkeit kann dabei über geeignete Füllstoffe, das Bindemittelsystem für die Farbe oder Lack und/ oder den Trocknungsprozess beeinflusst werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das zusätzliche Sicherheitsmerkmal aus einer Klebrigkeit der Oberfläche. Die Klebrigkeit der Oberfläche wird insbesondere eingestellt oder verändert durch Auswahl geeigneter Zusätze, wie beispielsweise Wachse, oder Bindemittel der verwendeten Farbe oder des verwendeten Lacks und/ oder durch Zusatz von Antislip-Mitteln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das zusätzliche Sicherheitsmerkmal aus im magnetischen oder elektrischen Feld orientierbaren Stoffen in einer Kapsel. Hierbei sind beispielsweise Stoffe frei drehbar in einer Kapsel angeordnet, die sich aufgrund der Schwerkraft oder anderer magnetischer oder elektrischer Felder in der Kapsel ausrichten. Diese Stoffe können beispielsweise lumineszierende, magnetische oder nur in bestimmten Wellenlängenbereichen der elektromagnetischen Strahlung erkennbare Eigenschaften aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das zusätzliche Sicherheitsmerkmal aus Materialien bzw. Informationen, die mit dem bloßen Auge nicht und nur mittels Vergrößerungsglas zu erkennen sind, wie beispielsweise Hologrammpigmente mit Mikroschrift, Flitterpigmente oder Micro-Taggants. Micro-Taggants sind hierbei farblich unterschiedlich mehrschichtig aufgebaute Partikel.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das zusätzliche Sicherheitsmerkmal aus einer Strukturierung oder Markierung der Oberfläche der taktilen Struktur mittels Laser. Hierbei ergibt sich eine zusätzliche visuell erkennbare und/ oder nur maschinenlesbare Information. Die Lasermarkierung kann dabei deutlich feiner aufgelöst werden als die Auflösung der taktilen Strukturen. Des Weiteren kann die Laserstrukturierung über mehrere taktile Strukturen und auch außerhalb bzw. zwischen den taktilen Strukturen erfolgen. Die Strukturierung der Oberfläche oder des Umfeldes der taktilen Struktur kann hierbei beispielsweise durch Ablation/ Abtrag, Durchtrennung, Aufschäumen, Carbonisierung oder Sublimation erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet die taktile Struktur eine taktil erfassbare Information in Blindenschrift, die den Wert, die Währung, das Land und/ oder das Ausgabedatum einer Banknote beschreibt, wobei über das zusätzliche Sicherheitsmerkmal diese Information mittels eines Sensors einer Banknotenbearbeitungsmaschine ausgelesen werden kann. Eine Ausführungsform als maschinenlesbares Merkmal (z.B. magnetisch, IRA-Farbe) hat den Vorteil, dass man das Vorhandensein eines taktilen Elements maschinell überprüfen kann. Damit ergibt sich die Möglichkeit, den Verlust der taktilen Information während des Umlaufs einer Banknote maschinell zu detektieren.
Das in der Erfindung beschriebene taktile Element mit Zusatzmerkmal stellt sowohl für normalsichtige Nutzer als auch für sehgeschwächte oder sehbehinderte Nutzer einen Vorteil dar. So profitieren Personen mit Sehschwäche oder Sehbehinderung von der besseren Wahrnehmbarkeit der taktilen Elemente im Umlauf. Personen ohne Sehschwäche profitieren von visuell erkennbaren Zusatzmerkmalen, z.B. im Falle thermochromer Zusatzmerkmale. Durch Wärme ändert sich visuell erkennbar die Farbe des taktilen Elementes.
Besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass die mindestens eine taktile Struktur nicht über einen Prägeprozess bzw. Teilprägeprozess, sondern über ein Druckverfahren erzeugt wird. Damit kann die taktile Struktur auf ein Substrat nahezu unabhängig von dessen Qualität, Material oder Oberflächenbeschaffenheit aufgebracht werden, so dass die taktile Struktur auch auf einem Substrat aus Kunststoff oder einer Mischung aus Papier- und Kunststoffschichten, dem sogenannten Hybridsubstrat, gedruckt werden kann.
Besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass durch die Verwendung eines Druckverfahrens (Siebdruck oder kontaktlos mittels Düsen) die Erzeugung eines taktilen Elements ohne Deformation oder Verprägung des Substrats erfolgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird auf oder neben das Sicherheitselement ein mittels Prägeverfahren, Laserung oder im Stichtiefdruckverfahren erzeugtes weiteres taktiles Element aufgebracht. Dieses weitere taktile Element wird zwar unabhängig von dem erfindungsgemäßen taktilen Element auf das Substrat aufgebracht, kann jedoch mit diesem optisch zusammenwirken, beispielsweise, indem beide zusammen ein Muster oder eine graphischen Abbildung ergeben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die taktilen Strukturen von Wertdokument zu Wertdokument. Dies kann beispielsweise batchweise für den einzelnen Wert, (10er, 20er, ...) oder produktionsserienweise (alter 50er vs. neuer 50er) oder von Nutzen zu Nutzen erfolgen (Seriennummer). Bei einer Unterscheidung von Nutzen zu Nutzen entfällt das Siebdruckverfahren, da mittels Siebdruck keine Individualisierung möglich ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bestehen die taktilen Elemente aus einem Schmelzklebstoff ohne oder mit einem Lösungsmittel, wobei im letzten Fall die Trocknung besonders bevorzugt mittels Heiß- oder Kaltluft erfolgt.
Weisen Wertdokumente nur in Teilbereichen taktile Strukturen auf, so kann dies bei Stapeln von Bogen oder Einzel-Nutzen, wie beispielsweise Stapeln von Banknoten, oder in einer Substratrolle zwangsläufig zu Höhenunterschieden im Stapel bzw. zu einer Unrundheit und damit zu einer Unwucht der Substratrolle führen. Dies kann zu Problemen bei der Weiterverarbeitung von Bogen (weitere Druckschritte, Schneiden), bei der Banderolierung, Verpackung von Einzelnutzen zu Päckchen (z.B. 1000er Päckchen von Banknoten), in Banknoten-Automaten beim Transport von Banknoten (z.B. mittels Saugbänder) im Gerät oder in der Auslage nach der Sortierung führen. Bei einem Substrat, das auf einer Rolle aufgewickelt ist, kann dies zu Passerproblemen bei nachfolgenden Verarbeitungsschritten führen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind deshalb die taktilen Strukturen von Nutzen zu Nutzen in Längs- und/oder Querrichtung des Nutzens verschoben.
Des Weiteren kann eine zu große Höhe der taktilen Strukturen auch dazu führen, dass die taktile Struktur zu einer Verprägung in einem darüberliegenden Bogen führt. Dies wird beispielsweise hervorgerufen durch Druckkräfte aufgrund des Gewichts aufliegender Bogen im Stapel oder der Wickelspannung in einer Substratrolle. Deshalb ist bevorzugt die Höhe der taktilen Strukturen nach oben begrenzt und beträgt bevorzugt 60 µm bis 200 µm und besonders bevorzugt 80 µm bis 140 µm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine (z.B. im Stahlstich erzeugte) Feinstruktur auf Papier/Kunststoff durch ein zusätzlich gedrucktes taktiles Element oder durch gedruckte Stützpunkte geschützt, um damit eine gleichmäßige Stapelhöhe zu erreichen und/ oder damit ein Abformen im Stapel zu verhindern. Der Schutz der Feinstruktur kann in demselben Verfahren oder auch in einem anderen Verfahren (Siebdruck, Spritzdüsen) erfolgen. Der umgekehrte Fall geht natürlich ebenfalls.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein starres taktiles Element zum Schutze von fühlbar weicheren gedruckten taktilen Elementen verwendet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die taktile Struktur innerhalb einer Kavität bzw. Vertiefung im Substrat aufgebracht. Im Substrat befindet sich dabei ein gegenüber der umliegenden Oberfläche des Substrats abgesenkter Bereich, in den die taktilen Elemente gedruckt werden und nach wie vor taktil erfassbar bleiben. Hierdurch werden bevorzugt Verarbeitungsprobleme, wie beispielsweise einseitige Stapelerhöhungen im Bereich der taktilen Struktur, vermieden. Des Weiteren wird die taktile Struktur durch die umliegende, erhöhte Oberfläche des Substrats vor Abrieb oder Umwelteinflüssen besser geschützt.
Die Kavität bzw. Vertiefung wird bei einem papierbasierten Substrat beispielsweise erzeugt durch:

eine Reduzierung der Papierdicke, beispielsweise ein flächiges Wasserzeichen,
ein mittels Laminatfolie einseitig verschlossenes Loch im Substrat, wobei das Loch beispielsweise mittels Stanzen oder Laserschneiden erzeugt wurde,
eine Verprägung des Substrats, beispielsweise mittels Stichtiefdruck,
ein Loch in mindestens einer Lage eines aus mehreren Lagen bestehenden Substrats, wobei bevorzugt eine der äußeren Lagen zum Verschluss des Loches benutzt wird. Bei den Lagen kann es sich um Kunststofffolien, Papier oder einer Mischung aus beiden handeln, welche beispielsweise durch einen Gautschprozess beim Papier oder einer Kaschierung zusammengeführt werden.

Der Rand der Kavität bzw. Vertiefung kann dabei noch zusätzlich erhöht werden, um das Auffinden und den Schutz des taktilen Elementes weiter zu erhöhen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in andern Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegeneden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzumfang der Ansprüche erfasst ist.
Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die Darstellungen in den Figuren des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wider. Insbesondere entsprechen die in den Figuren gezeigten Proportionen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit. Des Weiteren sind die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Umsetzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder zur Anwendung kommen.
Im Einzelnen zeigen schematisch:

Fig.1: ein Sicherheitselement mit taktilen Strukturen in Seitenansicht,
Fig. 2: zwei Sicherheitselemente übereinander in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 3: zwei Sicherheitselemente übereinander in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 4: zwei Sicherheitselemente übereinander in einer dritten Ausführungsform,
Fig. 5: eine Kombination von taktilen Strukturen mit einem zusätzlichen Sicherheitsmerkmal in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 6: eine Kombination von taktilen Strukturen mit einem zusätzlichen Sicherheitsmerkmal in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 7: eine Kombination von taktilen Strukturen mit einem zusätzlichen Sicherheitsmerkmal in einer dritten Ausführungsform,
Fig. 8: eine spezielle Ausführungsform zum Schutz von benachbarten taktilen Strukturen,
Fig. 9: eine spezielle Ausführungsform mit benachbarten taktilen Strukturen,
Fig. 10: Varianten nicht beabstandeter benachbarter taktiler Strukturen,
Fig. 11: ein Sicherheitselement mit unterschiedlichen Geometrien des taktilen Elements im Querschnitt,
Fig. 12: ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem taktilen Element mit einer versteckten, druckabhängig fühlbaren Information.

Fig. 1

Fig. 2 zeigt in Seitenansicht taktile Strukturen 2, die auf einem ersten Substrat 1 angeordnet sind, und taktile Strukturen 4, die auf einem zweiten Substrat 3 angeordnet sind. Die taktilen Strukturen 4 sind gegenüber den taktilen Strukturen 2 derart versetzt angeordnet, dass sie nicht überlappen und bei Stapelung der beiden Substrate 1 und 3 übereinander zu keinem Höhenunterschied im Stapel führen.
Alternativ dazu ist es gemäß Fig. 3 auch möglich, dass die taktilen Strukturen 4 derart auf dem Substrat 3 angeordnet sind, dass sie zwischen den taktilen Strukturen 2 des Substrats 1 liegen. Damit liegt jeweils eine taktile Struktur des Substrats 3 in einer Lücke zwischen zwei taktilen Strukturen des Substrats 1.
Fig. 4 zeigt, dass eine zu große Höhe der taktilen Strukturen dazu führt, dass die taktilen Strukturen 4 zu einer Verprägung in einem nachfolgenden Substrat 1 führen. Dies wird hervorgerufen durch Druckkräfte aufgrund des Gewichts aufliegender Bogen im Stapel oder der Wickelspannung in einer Substratrolle.
Die folgenden Figuren zeigen Ausführungsbeispiele für eine Kombination von taktilen Strukturen mit einem zusätzlichen taktil, akustisch oder optisch erfassbaren Sicherheitsmerkmal.
Fig. 5 zeigt in Fig. 5a in Draufsicht ein Sicherheitselement, das aus einer Anordnung von neun taktilen Strukturen 5 und 6 besteht, die mittels Siebdruckverfahren oder/und Spritzdüse auf das Substrat 1 aufgebracht sind. Die taktilen Strukturen 5 weisen gegenüber den taktilen Strukturen 6 ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal auf, beispielsweise eine andere Farbe, eine Oberfläche mit einer anderen Rauigkeit oder eine Beschichtung mit einer optisch variablen Farbe.
Die Strukturen 5 und 6 können sich auch in ihrer Geometrie unterscheiden. Beispielsweise kann die Struktur 5 eine kreisförmige und die Struktur 6 eine elliptische Grundfläche aufweisen, wie dies in Fig. 5b in Draufsicht und in Fig. 5c in Seitenansicht dargestellt ist.
Fig. 6 zeigt in Seitenansicht taktile Strukturen 2, wobei ein Teil der taktilen Strukturen auf einer Schicht 7 und ein anderer Teil auf einer Schicht 8 angeordnet ist, wobei sich die optischen Eigenschaften der Schicht 7 von denen der Schicht 8 unterscheiden. Die Schichten 7 und 8 sind beispielsweise ein Aufdruck, eine Beschichtung oder eine Verprägung des Substrats 1. Beispielsweise ist die Schicht 8 eine Bedruckung mit Guillochen, während die Schicht 7 ein holographisches Element darstellt.
Fig. 7 zeigt das Sicherheitselement aus Fig. 6, wobei zusätzlich die taktilen Strukturen 2 mit einer Beschichtung 9 versehen sind. Diese Beschichtung 9 ist beispielweise ein Aufdruck aus einer transparenten Interferenzfarbe, die vorwiegend im Bereich der taktilen Strukturen sichtbar ist.
Für die Beschichtungen 7, 8 und/ oder 9 wird beispielsweise ein wasserbasierter Lack eingesetzt, welcher nur mittels Heißluft und/ oder chemischer Nachvernetzung getrocknet wird. Eine Trocknung mittels Heißluft und/ oder chemischer Nachvernetzung ist hierbei besonders vorteilhaft, da eine Trocknung mittels Infrarot-Strahlung bei wasserbasierten Lacken in der Regel zu Problemen mit Substratverzug führt.
Fig. 8 zeigt zwei starre taktile Elemente 11, die auf einem Substrat 1 und 3 um zwei weichere gedruckte taktile Elemente 10 herum angeordnet sind. Werden zwei Substrate 1 und 3 mit diesen Elementen übereinander angeordnet, beispielsweise in einem Stapel von Banknoten, verhindern die starren Elemente 11, dass ein mechanischer Druck auf die weicheren Elemente 10 ausgeübt wird. Damit schützen die Elemente 11 die Elemente 10 insbesondere vor mechanischem Verschleiß und Abrieb.
Fig. 9 zeigt in Seitenansicht taktile Strukturen 12 und 13, die auf einem Substrat 1 angeordnet sind. In der linken Darstellung sind die taktilen Elemente 12 und 13 voneinander beabstandet angeordnet, so dass sie nicht überlappen und räumlich voneinander getrennt sind. In der mittleren Darstellung sind die Elemente 14 und 15 direkt im Kontakt miteinander angeordnet, ohne jeweils die Form des anderen Elements zu beeinträchtigen. In der rechten Darstellung sind die Strukturen 16 und 17 überlappend angeordnet, so dass die taktile Eigenschaft der einzelnen Grundelemente nicht mehr einzeln feststellbar ist. Die Strukturen 12 und 13,14 und 15 sowie 16 und 17 können aus verschiedenen Materialien, aber auch aus gleichartigen oder identischen Materialien sein.
Fig. 10 zeigt ineinandergedruckte taktile Elemente 18 und 19, übereinandergedruckte Elemente 18 und 20 bzw. die Kombination zweier unterschiedlicher Elemente 21 und 22 mit einer Überdruckung 18. Die taktilen Strukturen 18 bis 22 können jeweils keine, eine oder mehrere zusätzliche Sicherheitsmerkmale aufweisen. Beispielsweise eine andere Farbe, eine Oberfläche mit einer anderen Rauigkeit oder eine Beschichtung mit einer optisch variablen Farbe. Taktil erfassbar ist somit jeweils nur ein Element, visuell oder messtechnisch erfassbar sind jedoch zwei oder mehr Elemente.
Fig. 11 weist eine Kombination von taktilen Elementen unterschiedlicher Form und Geometrie auf. Die starren und inkompressiblen Strukturen 11 schützen die niedrigeren taktilen Strukturen 10 und 23 vor mechanischen Beschädigungen. Die Strukturen 10 und 23 unterscheiden sich in neben ihrer Form und Größe auch in ihrer Funktion des Zusatzmerkmals (z.B. Photochromie, Elastizität,...).

Fig. 12 zeigt die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Fühlfeldes, dessen taktile Erfassbarkeit abhängig von einem mechanischen Druck ist, der auf das Fühlfeld einwirkt. Bei geringem mechanischen Druck wird vom Nutzer nur ein einzelnes großes Element 24 wahrgenommen, wie in der linken Darstellung gezeigt. Bei hohem mechanischen Druck werden zwei separate Grundelemente 25 und 26 wahrgenommen, wie in der rechten Darstellung gezeigt. Der in diesem Ausführungsbeispiel verwendete elastische Lack 24 im Bereich der taktilen Grundelemente füllt die Grundelemente derartig auf, dass diese taktilen Grundelemente nur bei hohem mechanischen Druck als separate Einzelelemente fühlbar sind.
Ein elastisches Feld mit einer starren Füllung ist auch in einer ähnlichen Ausführung in der Patentanmeldung DE 10 2013 010 941 und dort insbesondere in den Figuren 6 und 8 beschrieben.
Die folgende Tabelle zeigt die Kombinationsmöglichkeiten einer Mehrfachausstattung eines taktilen Elements mit verschiedenen Zusatzmerkmalen:

gemeinsame Eigenschaft	Unterscheidungskriterium	exemplarische Eigenschaft
Farbe und Form	maschinenlesbar	un-/magnetisch
	maschinenlesbar	IR-transparent / IR absorbierend

Farbe und Form	Haptik	elastisch / unelastisch
	Haptik / akustisch	glatt / rau
Farbe und Form	visuell	un-/ thermochrome
	visuell	unterschiedliche thermochrome Farbe
	visuell	matt/ glänzend
	visuell	unterschiedliche photochrome Farben unterschiedliche Lumineszenz (Fluoreszenz, Phosphoreszenz)
Elastizität	visuell	verschiedene Farbe
Farbe	Form	rund, elliptisch, linienförmig

Während zwei nicht beabstandete, direkt im Kontakt miteinander stehende Elemente mit einem gleichartigen Größenverhältnis, gleichartigem Volumen und gleichartigen Stoff nur als ein taktiles Element wahrgenommen werden, kann durch die Verwendung zweier gleichartiger Stoffe mit einem unterschiedlichen Zusatzmerkmal je nach Testverfahren eine Unterscheidung getroffen werden. So ist z.B. die Farbe zweier Grundelemente gleich, aber das eine Grundelement weist magnetische Eigenschaften auf während das andere Grundelement unmagnetisch ist. Gleiches gilt auch für benachbarte taktile Elemente mit gleicher Form und/oder Farbe etc.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals für Wertdokumente, insbesondere Banknoten, Ausweiskarten und dergleichen, wobei das Sicherheitsmerkmal mindestens eine taktil erfassbare Struktur aufweist, die auf ein Substrat des Wertdokuments aufgebracht wird, wobei die mindestens eine taktile Struktur aus Farbe oder Lack besteht, wobei die Farbe und/ oder der Lack mittels eines Druckverfahrens auf das Substrat des Wertdokuments aufgebracht wird, wobei die mindestens eine taktile Struktur mit einem Zusatzmerkmal in Form eines taktil, akustisch oder optisch erfassbaren Sicherheitsmerkmals kombiniert ist, das auf und/ oder unter und/ oder um und/ oder in der taktilen Struktur angeordnet bzw. in diese eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich oberhalb der taktilen Farb- oder Lackschicht zumindest partiell eine weitere an sich nicht taktile Lackschicht befindet, und dass sich gegebenenfalls unterhalb der taktilen Farb- oder Lackschicht zumindest partiell eine weitere an sich nicht taktile Farb- oder Lackschicht befindet, insbesondere eine Beschichtung mit einer Farbe oder einem Lack oder ein farbiger Untergrunddruck, wobei die oberhalb der taktilen Farb- oder Lackschicht angeordnete Lackschicht die taktilen Strukturen derartig auffüllt bzw. überdeckt, dass diese taktilen Strukturen nur bei einem mechanischen Druck, der auf die obere Lackschicht ausgeübt wird, als einzelne Strukturen fühlbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest teilweise unterhalb des taktilen Elements ein Folienelement mit oder ohne Zusatzmerkmal befindet.
Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckverfahren ein kontaktloses Druckverfahren ist, bei dem ein Verschluss eines Druckkopfes, aus dem die Farbe und/oder der Lack austritt, mechanisch geöffnet und geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckverfahren ein kontaktloses Druckverfahren ist, bei dem die Farbe und/oder der Lack durch eine kurzfristige Volumenreduzierung in einem Druckkopf aus dem Druckkopf austritt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckverfahren ein Siebdruckverfahren ist.
Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der mindestens einen taktilen Struktur 60 µm bis 200 µm, bevorzugt 80 µm bis 140 µm über der Substratoberfläche beträgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche taktil, akustisch oder optisch erfassbare Sicherheitsmerkmal gebildet wird durch eines oder mehrere der folgenden Merkmale:
• eine Einfärbung der taktilen Struktur,

• eine Veränderung der Oberflächenrauigkeit der taktilen Struktur,

• eine Veränderung des Glanzwertes der Oberfläche der taktilen Struktur,

• eine Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit der taktilen Struktur,

• eine Beschichtung oder Verprägung, auf die das taktile Element aufgebracht ist,

• eine magnetische Substanz, die in die taktile Struktur eingebracht wird,

• eine lumineszierende Substanz, die in die taktile Struktur eingebracht wird,

• eine nur im infraroten oder ultravioletten Wellenlängenbereich erkennbare Substanz, die in die taktile Struktur eingebracht wird,

• eine thermochrome, photochrome oder piezochrome Substanz, die in die taktile Struktur eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine unterhalb oder oberhalb der taktilen Schicht befindliche Farbe oder Lack ein weiteres Zusatzmerkmal enthält.
Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Sicherheitselement ein mittels Prägeverfahren, Laserung oder im Stichtiefdruckverfahren erzeugtes weiteres taktiles Element aufgebracht wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die taktilen Strukturen von Wertdokument zu Wertdokument unterscheiden.