EP3072703A2 - Verfahren zum herstellen eines fensters in einem papiersubstrat mit einem sicherheitselement - Google Patents

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EP3072703A2
EP3072703A2 EP16000609.4A EP16000609A EP3072703A2 EP 3072703 A2 EP3072703 A2 EP 3072703A2 EP 16000609 A EP16000609 A EP 16000609A EP 3072703 A2 EP3072703 A2 EP 3072703A2
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EP
European Patent Office
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substrate
security element
window
paper
reflector layer
Prior art date
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EP16000609.4A
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French (fr)
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EP3072703A3 (de
EP3072703B1 (de
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André Gregarek
Andreas Braun
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Giesecke and Devrient GmbH
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Publication date
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    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/14—Security printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
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    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
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    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
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    • B42D25/40—Manufacture
    • B42D25/405—Marking
    • B42D25/43—Marking by removal of material
    • B42D25/435—Marking by removal of material using electromagnetic radiation, e.g. laser

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a security and / or security document, in particular a banknote, wherein firstly a paper substrate is provided which has a front side and a rear side opposite the front side. In a region of the substrate, a security element comprising at least one reflector layer which reflects laser beams is at least partially introduced into the substrate or applied to the back side of the substrate.
  • a laser-writable label material which consists of a carrier layer and a color layer carried by this.
  • the color layer can be removed in corresponding surface areas by means of the laser radiation of a controllable laser inscription.
  • a further layer is disposed between the carrier layer and the removable by laser radiation color layer, which reflects the laser radiation, for visible light, however, is transparent or at least translucent.
  • the invention is therefore the object of developing a generic security element such that the disadvantages of the prior art is eliminated and the protection against counterfeiting is further increased.
  • a laser beam is directed to the front side of the substrate, wherein the laser beam removes at least a first portion of the substrate located between the front side of the substrate and the reflector layer so that at least one window is formed on the front side of the security element extending to extends to the reflector coating.
  • a connection between the security element and the substrate remaining after the action of the laser radiation remains ensured such that the security element can not be removed from the substrate without further destruction of the substrate. Especially remains at a substrate embedded in the security element substrate on the back of the security element.
  • the paper removal thus takes place from the top or outside of the front side of the substrate to a reflector coating.
  • This makes it possible to create attractive and register-accurate effects.
  • the disadvantage of the prior art can be avoided, because it can preferably window for window filaments are created with great freedom of design.
  • the reflector layer is formed at least by a layer of metal.
  • the metal is in this case preferably a layer of copper, with a layer thickness of preferably greater than 100 nm, or aluminum, with a layer thickness of preferably greater than 200 nm.
  • a CO 2 laser is preferably used with a wavelength in the range of 9.2 .mu.m to 11.4 .mu.m, preferably 10.6 microns.
  • the laser energy is roughly 70 J / cm 2 .
  • the reflector layer is arranged on a carrier layer, which is preferably formed by a film of polyethylene terephthalate (PET).
  • PET polyethylene terephthalate
  • the at least one window on the front side of the security element is formed by a plurality of perforations.
  • the window is thus formed by a plurality of small windows or perforations, for example, each a "tube” or a parallel arrangement of thin Corresponding to cut lines extending from the top of the front of the substrate to the reflector coating.
  • Such perforations are made, for example DE 10 2009 011 424 A1 known.
  • At least a first information in the form of a first part of a text, a character or a graphic image is formed by the first subregion of the substrate, which is removed by the laser beam.
  • the laser beam may also remove a second portion of the substrate that is outside the area of the substrate in which the security element is disposed. This second subregion is thus formed by one or more holes or perforations in the substrate, which completely penetrate the substrate, and by which at least one second information is formed in the form of a second part of a text, a character or a graphic image.
  • the first subarea of the substrate by which at least a first part of a text, a character or a graphic image is formed
  • the second subarea of the substrate by which at least a second part of a text, a character or a graphic field complement one another, are particularly preferred Picture is made to an entire text, an entire character or an entire graphic picture.
  • the window on the front side of the security element forms the letters "EU” in the first subregion and the letters "RO” form the holes of the substrate in the second subregion. If the first and the second subarea are arranged adjacent to one another, the two subareas together form the word "EURO". Furthermore, it is possible, for example, for the window of the first subregion to be one half of a star forms and the second part of the other half, so that both parts together form the complete star.
  • the at least one window on the front side of the security element forms an outline, wherein within the at least one window on the front side of the security element substrate remains at least in one area, which has no connection to the outline of the window.
  • This remaining on the security element substrate forms so-called “paper islands”, which are "left behind” on the front of the security element.
  • the substrate is made of paper, and more preferably paper made of cotton fibers, such as is used for banknotes, or other natural fibers or synthetic fibers or a mixture of natural and synthetic fibers. Further preferably, the substrate consists of a combination of at least two superimposed and interconnected different substrates, a so-called hybrid. In this case, the substrate consists, for example, of a combination of plastic film-paper-plastic film, i. a paper substrate is covered on either side by a plastic film, or a combination of paper plastic film paper, i. a substrate made of a plastic film is covered on each side by paper.
  • the paper is removed up to the reflector layer and then at least partially a film is applied wholly or partially to the Substratvorder- and / or back.
  • a film is applied wholly or partially to the Substratvorder- and / or back.
  • the font DE 102 43 653 A9 in particular states that the paper layer usually has a weight of 50 g / m 2 to 100 g / m 2 , preferably from 80 g / m 2 to 90 g / m 2 .
  • any other suitable weight can be used.
  • Documents of value in which such a substrate or security paper can be used are, in particular, banknotes, stocks, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, but also other papers which are subject to counterfeiting, such as passports and other identity documents, and also cards such as credit cards. or debit cards whose card body has at least one layer of security paper and also product securing elements such as labels, seals, packaging and the like.
  • the simplified term value document includes all the above materials, documents and product safeguards.
  • front side or “back side” of the substrate or value document are relative terms, which may also be referred to as “the one” and “the opposite” side, and which constitute the majority of the total surface area of the substrate or value document, the laser beam being on the front side or “one side” of the substrate is directed.
  • these terms do not include the side surfaces of a substrate or value document that are at a thickness of a substrate or Value documents, which are only about a millimeter in the case of card bodies or only fractions of a millimeter in the case of banknotes, are negligibly small and are usually not provided with security elements or coatings. In particular, no see-through effects can be achieved with the side surfaces.
  • Information in the sense of this invention is a pattern-shaped and visually perceptible coating.
  • This can for example form a graphic image, a picture, a number, a letter, a text or other characters.
  • the information consists of positive or / and negative motives.
  • a motif element in this case a motif element is itself applied to the substrate, whereas in the case of a negative motif the area surrounding the motif element is applied to the substrate.
  • a positive subject is a letter printed in dark color on the light substrate.
  • a negative motif is, for example, a surface applied in a dark color to the substrate, which has an unprinted area in the form of a letter within the area.
  • Translucency in the sense of this invention means that an object, such as the substrate or the plastic film, can transmit incident light in a certain proportion. When light strikes one side of the object, a certain portion of the light is transmitted to the other side of the object and exits there again. The larger the percentage of the passing light with respect to the incident light, the more translucent the object is. If the percentage is at least 90%, ie if the object allows the incident light to pass through almost unimpaired, as in the case of a window, the object is called transparent. On the other hand, an object which transmits less than 10% and preferably about 0% of the incident light, ie in which the amount of transmitted light relative to the incident light is low or near zero, is said to be opaque or non-translucent.
  • Fig. 1 shows a side view of a security element 4, consisting of a reflector layer 2 on a substrate 3, which is embedded in a banknote substrate 1 made of paper made of cotton fibers.
  • the carrier material 3 here is preferably a PET film.
  • the reflector layer 2 is preferably formed by a layer of copper, which is vapor-deposited on the substrate 3. As a rule, further coatings are possible, for example primers and adhesive layers, around the security element 4 in the banknote substrate 1 and the reflector layer 2 on the carrier material 3 anchor.
  • the reflector layer 2 can be located on an embossed UV varnish.
  • the carrier material 3 is basically not required; in general, only the reflector layer 2 without carrier material 3 is sufficient, for example in the form of a self-supporting copper foil, which is embedded in the banknote substrate 1.
  • Fig. 2 shows a side view of a laser beam 5 according to the invention, which penetrates the banknote substrate 1 to the reflector layer 2 and is reflected by this.
  • the laser beam carries the paper substrate on the side of the reflector layer 2, which faces the laser beam 5, and thus exposes the security element 4.
  • the reflector layer 2 is not or not optically recognizable by the laser beam 5 and thus changed or removed only insignificantly.
  • the visual appearance of the security element 4 is thus not affected by the laser beam 5.
  • the laser beam 5 changes the surface of the reflector layer 2 or the reflector layer 2 at least partially ablates or roughened. As a result, additional optical effects can be generated.
  • the front side of the banknote substrate 1 is understood to be that side on which the laser beam 5 acts and, as the back side, that side which lies opposite the front side.
  • Fig. 3 shows a side view of an embodiment in which the laser beam 5 does not hit the reflector layer 2.
  • the laser beam 5 penetrates deeper into the banknote substrate 1 or, as shown, severed the banknote substrate 1 and optionally further on or in the banknote substrate 1 or introduced coatings and films, depending on how strong the laser energy.
  • the reflector layer 2 does not have to be as in Fig. 1 be embedded in the substrate 1, as is the case with a security thread or a window thread, but may, as in Fig. 4 shown in side view, be applied to the back of the substrate 1, for example in the form of a strip-shaped security element.
  • Fig. 5 shows in an oblique view from above an embodiment of a beam path of a laser beam 5 with the action of the laser beam 5 on a paper web 13, which is moved with the direction of movement 14 at the focus 12 of the laser beam 5.
  • the paper web 13 may be, for example, individual sheets of a banknote substrate having a plurality of juxtaposed and successively arranged uses or an "infinitely" long web of a roll.
  • a laser 6 in this case emits the laser beam 5 whose diameter or shape is adapted by a beam shaper 7 and whose focus 12 is moved by a scanner 8.
  • the scanner consists here of two movably mounted mirrors 9 and 10 and of a plane field lens 11.
  • the shape of the laser beam 5 is designed accordingly by the beam former 7, for example donut or torus or top hat shape.
  • Fig. 6 shows a plan view of an embodiment in which grid-shaped with this laser energy narrow perforations are introduced into the paper substrate 1, as for example from WO 2010/072329 A1 are known.
  • the laser beam 5 strikes both areas of the paper substrate 1 in which there is no security element 4 and areas of the paper substrate 1 in which the security element 4 is located.
  • Fig. 6a here shows the banknote substrate 1 looking from the front, Fig. 6b in view from the back in a reflector layer with a layer thickness of about 60 nm and Fig. 6c looking from the back at a reflector layer with a layer thickness of about 200 nm.
  • the regions of the paper substrate removed from the laser beam above the reflector layer can also be seen from the back if the reflector layer is glued directly onto the paper or from the backside with a thin and / or translucent one Paper layer is covered. The acted upon by the laser beam surface of the reflector coating 2 then looks like a fine grain.
  • the reflector layer 2 itself does not have to be strip-shaped. It can be designed as desired or in any shape.
  • Fig. 7 shows here the embodiment Fig. 6 , wherein here the reflector layer 2 is elliptical. If the reflector layer is metallized, the elliptical shape can be achieved, for example, by demetallization. Alternatively, an ellipsoidal bonded metal foil patch may also be used.
  • Fig. 8 shows an embodiment in which the paper removal is not designed as a grid-shaped narrow perforations, but takes place as a large-area recess.
  • Fig. 8a an embodiment in which the recess is designed as a number "40”
  • Fig. 8b an embodiment in which the recess is designed as a text "PL25”
  • Fig. 8c an embodiment in which the recess is designed as a Klingon form and Klingon text.
  • the top row shows the view from the front, the bottom row the view from the back with thin, on the banknote substrate 1 glued reflector layer. 2
  • the method is suitable by the paper is ablated once at a full-embedded thread once from the one side and once from the other side over a large area up to the reflector layer.
  • a pendulum thread it is also possible that from one side the windows conventionally produced with the paper machine and from the other side by laser radiation.
  • the generation of windows with laser radiation up to the reflector layer has the particular advantage compared to conventional window production that paper islands can remain in the window.
  • the paper islands are tactile and therefore offer another security aspect.
  • the tactility can be assisted by removing paper with the laser beam in the vicinity of the window or on the paper island, which creates additional tactile elements.
  • the laser must not penetrate to the reflector layer, the laser energy must therefore be lower.
  • Fig. 9 shows a further embodiment in which instead of paper islands a complex window shape is generated, in this embodiment, a stepped ellipse with cross-shaped arranged fine paper webs, which can not or only with great difficulty be made with a paper machine.
  • the reflector layer on optically variable structures such. B. embossed structures in particular hologram structures, micromirrors, etc. are.
  • the reflector layer itself may be part of an optically variable structure, for example the reflector layer of a thin-film interference layer structure, wherein the optically variable effect can lose brilliance as a result of the removal of the reflector layer.
  • Fig. 10 shows an embodiment in which the resulting in the paper removal to the reflector coating windows are used as a mask for a passer accurate demetallization for paper removal, similar to in DE 10 2009 048 145 A1 described.
  • Figure 10a shows here the security element in reflected light and 10B in transmitted light, wherein the security element according to the respective upper illustration Fig.1 is embedded in the substrate and in the respective lower representation according to Fig. 4 is applied to the back of the substrate.
  • the paper removal is preferably carried out with a laser in the mid-infrared range, for example, a CO 2 laser with 10.6 microns wavelength.
  • the subsequent demetallization is preferably carried out with a laser in the near infrared range, for example an Nd: YAG laser with 1064 nm wavelength.
  • the demetallintestine area is fully transparent, the resulting in the processing with the laser in the mid infrared range fine grain on the reflector layer is usually visible but also after demetallization of the reflector layer in the transparent area.
  • Fig. 11 shows a further embodiment in which the reflector layer is located on a structure, as they are made DE 10 2009 048 145 A1 in the local ones 6 and 7 or in WO 2006/079489 A1 is known.
  • Fig. 11a shows here the security element in reflected light and 11B in transmitted light, wherein the security element according to the respective upper illustration Fig. 1 is embedded in the substrate and in the respective lower representation according to Fig. 4 is applied to the back of the substrate.
  • the reflector layer is partly on structures that correspond to the DE 10 2009 048145 A1 and / or the WO 2006/079489 A1 interact particularly well with the laser radiation used for demetallizing and partly on structures or unstructured areas that interact poorly with the laser radiation used for demetallizing.
  • the areas with the Klingon text react poorly with the laser radiation used for demetallizing and the remaining areas well with the laser radiation used for demetallizing. If now the entire window area is subjected to the laser radiation used for demetallizing, only that area is demetallized, which is located in a window opening on the one hand and on the other structures that interact particularly well with the laser radiation used for demetallizing. The Klingon text is therefore created without pass tolerances only in the window openings.
  • the strip or patch with the reflector layer is not recognizable in transmitted light.
  • the structures required for demetallization must be destroyed during window production.
  • an embossing lacquer can be used, which reacts sensitively to the laser radiation of the laser for window production, for example by the addition of IR absorbers, or reacts to the temperature introduced thereby.
  • the structures required for demetallization then remain only in the areas without windows.
  • the laser for demetallization can act in particular with a glued reflector layer from the back and / or the laser energy is not weakened enough by the paper substrate to prevent the demetallization in the structured areas. It is then demetallized only in the areas that have no window opening. If, in addition, there is a structure which interacts particularly well with the laser radiation used for demetallizing, only areas which do not have a window opening and the structure are demetallised.
  • Fig. 12 shows the thereby possible basic design variants.
  • the front in transmitted light and the bottom in the reflected light is shown above, wherein the security element has been applied to the back.
  • Fig. 12a shows here a reference in which the laser radiation for demetallizing has not yet acted.
  • Fig. 12b shows the reference Fig. 12a in which the laser radiation has acted on a large area on the area with reflector layer and the metallization was demetallized in the areas that have no window opening.
  • Fig. 12c shows a demetallization, in addition to a structure that works particularly well with the The laser radiation used for demetallizing interacts, was present and thus additionally the Klingon text was generated in the areas which have no window opening.
  • the demetallization can thus take place in the paper area over the entire surface or be provided with a design in that the structures for demetallization are present in a corresponding design.
  • a transparent reflector layer can also be used, for example indium tin oxide (ITO).
  • ITO is transparent in the visible spectral range and reflective for the mid-infrared laser radiation used for paper removal.
  • Fig. 13 shows from the front an embodiment in which the paper removal is combined to the reflector coating with known from the prior art color effects.
  • a laser-sensitive ink is applied or introduced onto or into the paper, so that a register-accurate color effect is produced by the laser radiation during the window production.
  • the number "40" is colored black
  • Fig. 13b the text "PL25” and in 13c the Klingon symbol and the Klingon text.
  • the paper removal takes place here with a laser energy of about 70 J / cm 2 and thus with a higher laser energy than the dyeing, which takes place at about 0.6 J / cm 2 . Because laser ablation and staining produced in one operation be, there are no Passerschwankept between laser ablation and staining.
  • Figure 14 shows a further embodiment of a registration exact coloring during the window production.
  • the paper islands in the window form a first part of a symbol to be displayed.
  • the dark or black coloration takes place in a second area outside the window and forms the second part of the symbol to be displayed, wherein the first and the second part are complementary to the entire symbol to be displayed.
  • the symbol is thus continued in register from the paper island in the window by the dyeings in the paper.
  • Fig. 15 shows a further embodiment of a full-surface demetallization with color effect, in which the dyeing is done not during the window production, but during the demetallization of the metallic reflector layer.
  • Fig. 15a shows here the security element in reflected light and Fig. 15b in transmitted light, wherein the security element according to the respective upper illustration Fig. 1 is embedded in the substrate and in the respective lower representation according to Fig. 4 is applied to the back of the substrate.
  • a laser-sensitive ink can be applied to the paper substrate or incorporated into the paper substrate.
  • the paper substrate generally also discolors without the additional incorporation or application of a dye. If, for example, the demetallization of the reflector layer takes place over the entire surface in a rectangular field according to FIG Fig. 10 , results in a discoloration by the color effect, at the same laser energy or irradiation must be achievable, the appearance according to Fig. 15 , The rectangular field in which the laser radiation has acted for demetallization is in Fig. 15 clearly visible.
  • Fig. 16 shows an embodiment of the embedded variant Figure 15 , in Fig. 16a in incident light and in Fig. 16b in transmitted light, in which the paper also discolors in the window area, when the laser energy is chosen so high, about 500 mJ / cm 2 , that both a demetalization and discoloration takes place.
  • Fig. 17 shows an embodiment in the register accurate effects according to the application DE 10 2008 046 513 A1 be introduced.
  • the laser in the near infrared range did not act on the entire surface, but in pattern form.
  • the pattern is then as demetallization, as discoloration or as in Fig. 17 shown as a combination of both recognizable.
  • Figure 18 shows an embodiment in which a multicolor reflector layer is used instead of a monochrome reflector layer, for example by the use of oxide metals.
  • a multicolor reflector layer is used instead of a monochrome reflector layer, for example by the use of oxide metals.
  • the different colors of the oxide metals are visible.
  • a multicolor reflector layer is particularly suitable because the optically variable effects in window production generally lose brilliance.
  • Fig. 19 shows an embodiment in which the energy of the laser beam according to the embodiment described above with the grid-shaped running narrow perforations in the paper substrate, as for example WO 2010/072329 A1 are known, adjusted so that it cuts through the paper and possibly further coatings, if he does not hit the reflector layer. If, in the case of large-area paper removal, the reflector layer is recessed in regions, holes are formed in the paper in these areas.
  • Fig. 19a shows here the security element from the front in reflected light
  • Fig. 19b from the front in transmitted light
  • Fig. 19c from the back in incident light
  • the security element in the respective top illustration according to Fig. 1 is embedded in the substrate and in the respective lower representation according to Fig. 4 is applied to the back of the substrate.
  • the recesses in the reflector layer can be produced, for example, by punching or laser cutting into an aluminum foil be introduced. But it is also possible to demetall are a vapor-deposited reflector layer accordingly.
  • Fig. 20 shows a specific embodiment of the in Fig. 20 illustrated embodiment, are additionally left in the paper islands or paper strips.
  • Fig. 20a and Fig. 20c then only a part of the respective symbols is visible, which are formed by the reflector layer.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, insbesondere einer Banknote, wobei zunächst ein Substrat aus Papier bereitgestellt wird, das eine Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite aufweist. In einem Bereich des Substrats wird ein Sicherheitselement aus mindestens einer Reflektorschicht, die Laserstrahlen reflektiert, mindestens teilweise in das Substrat eingebracht oder auf die Rückseite des Substrats aufgebracht. Erfindungsgemäß wird ein Laserstrahl (5) auf die Vorderseite des Substrats (1) gerichtet, wobei der Laserstrahl (5) mindestens einen ersten Teilbereich des Substrat (1) entfernt, der sich zwischen der Vorderseite des Substrats und der Reflektorschicht (2) befindet, so dass mindestens ein Fenster auf der Vorderseite des Sicherheitselements (4) gebildet wird, das sich bis zur Reflektorbeschichtung (2) erstreckt. Durch den Laserstrahl (5) wird somit die Vorderseite des Sicherheitselements (4) mindestens teilweise freigelegt, so dass das Sicherheitselement (4) durch das Fenster hindurch sichtbar wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wert- und/ oder Sicherheitsdokuments, insbesondere einer Banknote, wobei zunächst ein Substrat aus Papier bereitgestellt wird, das eine Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite aufweist. In einem Bereich des Substrats wird ein Sicherheitselement aus mindestens einer Reflektorschicht, die Laserstrahlen reflektiert, mindestens teilweise in das Substrat eingebracht oder auf die Rückseite des Substrats aufgebracht.
  • Aus DE 10 2011 007 733 B4 ist ein laserbeschriftbares Etikettenmaterial bekannt, das aus einer Trägerschicht und einer von dieser getragenen Farbschicht besteht. Zur Erzeugung einer optisch wahrnehmbaren, gewünschten Schrift- und/ oder Bilddarstellung ist mittels der Laserstrahlung eines steuerbaren Laserbeschrifters die Farbschicht in entsprechenden Flächenbereichen entfernbar. Hierfür ist zwischen der Trägerschicht und der durch Laserstrahlung entfernbaren Farbschicht eine weitere Schicht angeordnet, die die Laserstrahlung reflektiert, für sichtbares Licht jedoch durchsichtig oder zumindest durchscheinend ist.
  • Aus DE 10 2010 053 052 A1 oder aus DE 10 2008 046 513 A1 ist weiterhin bekannt, dass mittels Laserstrahlung Papier von Banknoten geschnitten und Beschichtungen abgetragen oder verfärbt werden, wodurch attraktive und passergenaue Effekte erzeugt werden können.
  • Des Weiteren sind beispielsweise aus DE 27 43 019 C2 Sicherheitsfäden für Banknoten bekannt, die in das Papier der Banknoten eingebettet sind und in regelmäßigen Abständen, den sogenannten "Fenstern", an die Oberfläche des Papiers geführt werden, sogenannte "Fensterfäden". Die Fenster für die Fensterfäden werden an der Papiermaschine erzeugt, indem auf das Papiersieb bestimmte Arten von Wasserzeichen aufgebracht werden. Dies bedingt jedoch, dass die Form der erzeugten Fenster bereits bei der Herstellung des Papiersiebes festgelegt ist und somit nicht Fenster mit beliebigen Formen nachträglich in das Papier eingebracht werden können. Insbesondere ist bei Fensterfäden des Standes der Technik das Zurücklassen von Papierinseln in den Fenstern nicht möglich.
  • 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 ein Laserstrahl auf die Vorderseite des Substrats gerichtet, wobei der Laserstrahl mindestens einen ersten Teilbereich des Substrat entfernt, der sich zwischen der Vorderseite des Substrats und der Reflektorschicht befindet, so dass mindestens ein Fenster auf der Vorderseite des Sicherheitselements gebildet wird, das sich bis zur Reflektorbeschichtung erstreckt. Durch den Laserstrahl wird somit die Vorderseite des Sicherheitselements mindestens teilweise freigelegt, so dass das Sicherheitselement durch das Fenster hindurch sichtbar wird.
  • Besonders bevorzugt bleibt eine Verbindung zwischen dem Sicherheitselement und dem nach der Einwirkung der Laserstrahlung verbleibenden Substrat derart gewährleistet, dass das Sicherheitselement nicht ohne weitere Zerstörung des Substrats aus dem Substrat entfernt werden kann. Insbesondere verbleibt bei einem in das Substrat eingebetteten Sicherheitselement Substrat auf der Rückseite des Sicherheitselements.
  • Erfingdungsgemäß erfolgt somit der Papierabtrag von der Ober- bzw. Außenseite der Vorderseite des Substrats bis zu einer Reflektorbeschichtung. Dadurch lassen sich attraktive und passergenaue Effekte erzeugen. Des Weiteren kann der Nachteil des Standes der Technik vermieden werden, denn es können bevorzugt Fenster für Fensterfäden mit großer Designfreiheit erzeugt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Reflektorschicht mindestens durch eine Schicht aus Metall gebildet. Das Metall ist hierbei bevorzugt eine Schicht aus Kupfer, mit einer Schichtdicke von bevorzugt größer als 100 nm, oder Aluminium, mit einer Schichtdicke von bevorzugt größer als 200 nm.
  • Als Laser wird bevorzugt ein CO2-Laser verwendet mit einer Wellenlänge im Bereich von 9,2 µm bis 11,4 µm, bevorzugt 10,6 µm. Die Laserenergie beträgt grob 70 J/cm2.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Reflektorschicht auf einer Trägerschicht angeordnet, die bevorzugt durch eine Folie aus Polyethylenterephthalat (PET) gebildet wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das mindestens eine Fenster auf der Vorderseite des Sicherheitselements durch eine Vielzahl von Perforationen gebildet. Das Fenster wird somit durch eine Vielzahl kleiner Fenster bzw. Perforationen gebildet, die beispielsweise jeweils einer "Röhre" oder eine parallele Anordnung von dünnen Schnittlinien entsprechen, die sich von der Oberseite der Vorderseite des Substrats bis zur Reflektorbeschichtung erstrecken. Derartige Perforationen sind beispielsweise aus DE 10 2009 011 424 A1 bekannt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch den ersten Teilbereich des Substrats, der durch den Laserstrahl entfernt wird, mindestens eine erste Information in Form eines ersten Teils eines Textes, eines Zeichens oder einer graphischen Abbildung gebildet. Zusätzlich kann durch den Laserstrahl auch ein zweiter Teilbereich des Substrats entfernt werden, der sich außerhalb des Bereichs des Substrats befindet, in dem das Sicherheitselement angeordnet wird. Dieser zweite Teilbereich wird somit durch ein oder mehrere Löcher oder Perforationen im Substrat gebildet, die das Substrat vollständig durchdringen, und durch die mindestens eine zweite Information in Form eines zweiten Teils eines Textes, eines Zeichens oder einer graphischen Abbildung gebildet wird. Besonders bevorzugt ergänzen sich dabei der erste Teilbereich des Substrats, durch den mindestens ein erster Teil eines Textes, eines Zeichens oder einer graphischen Abbildung gebildet wird, und der zweite Teilbereich des Substrats, durch den mindestens ein zweiter Teil eines Textes, eines Zeichens oder einer graphischen Abbildung gebildet wird, zu einem gesamten Text, einem gesamten Zeichen oder einer gesamten graphischen Abbildung.
  • Beispielsweise bildet hierbei im ersten Teilbereich das Fenster auf der Vorderseite des Sicherheitselements die Buchstaben "EU" und bilden die Löcher des Substrats im zweiten Teilbereich die Buchstaben "RO". Werden der erste und der zweite Teilbereich angrenzend zueinander angeordnet, bilden beide Teilbereiche zusammen das Wort "EURO". Des Weiteren ist es beispielsweise möglich, dass das Fenster des ersten Teilbereichs eine Hälfte eines Sterns bildet und der zweite Teilbereich die andere Hälfte, so dass beide Teilbereiche zusammen den vollständigen Stern darstellen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet das mindestens eine Fenster auf der Vorderseite des Sicherheitselements eine Umrissform, wobei innerhalb des mindestens einen Fensters auf der Vorderseite des Sicherheitselements mindestens in einem Bereich Substrat verbleibt, das keine Verbindung zu der Umrissform des Fensters aufweist. Dieses auf dem Sicherheitselement verbleibende Substrat bildet dabei sogenannte "Papierinseln", die auf der Vorderseite des Sicherheitselements "zurückgelassen" werden.
  • Das Substrat besteht aus Papier und besonders bevorzugt aus Papier aus Baumwollfasern, wie es beispielsweise für Banknoten verwendet wird, oder aus anderen natürlichen Fasern oder aus Synthesefasern oder einer Mischung aus natürlichen und synthetischen Fasern. Weiterhin bevorzugt besteht das Substrat aus einer Kombination aus mindestens zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen unterschiedlichen Substraten, einem sogenannten Hybrid. Hierbei besteht das Substrat beispielsweise aus einer Kombination Kunststofffolie-Papier-Kunststofffolie, d.h. ein Substrat aus Papier wird auf jeder seiner beiden Seiten durch eine Kunststofffolie bedeckt, oder aus einer Kombination Papier-Kunststofffolie-Papier, d.h. ein Substrat aus einer Kunststofffolie wird auf jeder seiner beiden Seiten durch Papier bedeckt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zunächst das Papier bis zu der Reflektorschicht entfernt und danach zumindest teilweise eine Folie ganz oder teilweise auf die Substratvorder- und/ oder Rückseite aufgebracht. Bei Hybrid wird in diesem Fall erst das Rohpapier bis zur Reflektorschicht gelasert und anschließend die Folien aufgebracht.
  • Angaben zum Gewicht des verwendeten Substrats sind beispielsweise in der Schrift DE 102 43 653 A9 angegeben. Die Schrift DE 102 43 653 A9 führt insbesondere aus, dass die Papierschicht üblicherweise ein Gewicht von 50 g/m2 bis 100 g/m2 aufweist, vorzugsweise von 80 g/m2 bis 90 g/m2. Selbstverständlich kann je nach Anwendung jedes andere geeignete Gewicht eingesetzt werden.
  • Wertdokumente, in denen ein derartiges Substrat bzw. Sicherheitspapier verwendet werden kann, sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, deren Kartenkörper mindestens eine Lage eines Sicherheitspapiers aufweist und auch Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen.
  • Die vereinfachte Benennung Wertdokument schließt alle oben genannten Materialien, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.
  • Die Begriffe "Vorderseite" oder "Rückseite" des Substrats oder Wertdokuments sind relative Begriffe, die auch als "die eine" und "die gegenüberliegende" Seite bezeichnet werden können und die den überwiegenden Anteil der Gesamtoberfläche des Substrats oder Wertdokuments bilden, wobei der Laserstrahl auf die Vorderseite bzw. "die eine" Seite des Substrats gerichtet wird. Ausdrücklich nicht umfasst mit diesen Begriffen sind die Seitenflächen eines Substrats oder Wertdokuments, die bei einer Dicke eines Substrats oder Wertdokuments, die bei Kartenkörpern nur etwa einen Millimeter oder bei Banknoten nur Bruchteile eines Millimeters beträgt, verschwindend gering sind und üblicherweise nicht mit Sicherheitselementen oder Beschichtungen versehen werden. Insbesondere können mit den Seitenflächen auch keine Durchsichtseffekte erzielt werden.
  • Eine Information im Sinne dieser Erfindung ist eine musterförmig gestaltete und visuell wahrnehmbare Beschichtung. Diese kann beispielsweise eine graphische Abbildung, ein Bild, eine Zahl, einen Buchstaben, einen Text oder sonstige Zeichen bilden. Besonders bevorzugt besteht die Information dabei aus positiven oder/und negativen Motiven. Bei einem positiven Motiv wird hierbei ein Motivelement selbst auf das Substrat aufgebracht, wohingegen bei einem negativen Motiv der das Motivelement umgebende Bereich auf das Substrat aufgebracht wird. Ein positives Motiv ist beispielsweise ein in dunkler Farbe auf das helle Substrat aufgedruckter Buchstabe. Ein negatives Motiv ist beispielsweise eine in dunkler Farbe auf das Substrat aufgebrachte Fläche, die innerhalb der Fläche einen unbedruckten Bereich in Form eines Buchstabens aufweist.
  • Durchsicht im Sinne der Erfindung liegt vor, wenn die Beleuchtung des Substrats von der einen Seite und die Betrachtung von der anderen Seite erfolgt. Aufsicht liegt vor, wenn die Beleuchtung und Betrachtung von derselben Seite des Substrats aus erfolgt.
  • Transluzenz im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass ein Objekt, wie das Substrat oder die Kunststofffolie, auftreffendes Licht in einem bestimmten Anteil hindurchtreten lässt. Trifft Licht auf eine Seite des Objekts auf, wird ein bestimmter Anteil des Lichtes bis zu der anderen Seite des Objekts hindurch gelassen und tritt dort wieder aus. Je größer der prozentuale Anteil des hindurchtretenden Lichtes bezogen auf das auftreffende Licht ist, desto transluzenter ist das Objekt. Liegt der prozentuale Anteil bei mindestens 90 %, d.h. lässt das Objekt das auftreffende Licht wie bei einem Fenster nahezu ungeschwächt hindurchtreten, wird das Objekt als transparent bezeichnet. Ein Objekt hingegen, das weniger als 10 % und bevorzugt etwa 0 % des auftreffenden Lichtes hindurchtreten lässt, d.h. bei dem der Anteil des hindurchtretenden Lichtes bezogen auf das auftreffende Licht gering oder nahe oder gleich Null ist, wird als opak oder als nicht lichtdurchlässig bezeichnet.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden 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 Papiersubstrat mit einem in das Substrat eingebetteten Sicherheitselement in Seitenansicht,
    Fig. 2
    das Papiersubstrat aus Fig.1, wobei ein Laserstrahl auf das Sicherheitselement einwirkt, in Seitenansicht,
    Fig. 3
    das Papiersubstrat aus Fig. 1, wobei ein Laserstrahl nicht auf das Sicherheitselement einwirkt, in Seitenansicht,
    Fig. 4
    ein Papiersubstrat mit einem an der Unterseite des Substrats aufgebrachten Sicherheitselement in Seitenansicht,
    Fig. 5
    den Strahlengang eines Laserstrahls mit Einwirkung des Laserstrahls auf eine Papierbahn in Aufsicht von schräg oben,
    Fig. 6
    bis 20 verschiedene Ausführungsformen eines gelaserten Substrats mit eingebettetem oder aufgebrachten Sicherheitselement in Draufsicht.
  • Fig. 1 zeigt in Seitenansicht ein Sicherheitselement 4, bestehend aus einer Reflektorschicht 2 auf einem Trägermaterial 3, das in ein Banknotensubstrat 1 aus Papier aus Baumwollfasern eingebettet ist. Das Trägermaterial 3 ist hierbei vorzugsweise eine PET-Folie. Die Reflektorschicht 2 wird vorzugsweise durch eine Schicht aus Kupfer gebildet, die auf das Trägermaterial 3 aufgedampft ist. In der Regel sind weitere Beschichtungen möglich, wie beispielsweise Primer und Klebstoffschichten, um das Sicherheitselement 4 im Banknotensubstrat 1 und die Reflektorschicht 2 auf dem Trägermaterial 3 zu verankern. Zusätzlich kann sich die Reflektorschicht 2 auf einem geprägten UV-Lack befinden. Das Trägermaterial 3 ist jedoch grundsätzlich nicht erforderlich, im Allgemeinen ist lediglich die Reflektorschicht 2 ohne Trägermaterial 3 ausreichend, beispielsweise in Form einer selbsttragenden Kupferfolie, die in das Banknotensubstrat 1 eingebettet ist.
  • Fig. 2 zeigt in Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Laserstrahl 5, der das Banknotensubstrat 1 bis zu der Reflektorschicht 2 durchdringt und von dieser reflektiert wird. Dabei trägt der Laserstrahl das Papiersubstrat auf der Seite der Reflektorschicht 2 ab, die dem Laserstrahl 5 zugewandt ist, und legt somit das Sicherheitselement 4 frei. Die Reflektorschicht 2 wird dabei durch den Laserstrahl 5 nicht oder optisch nicht erkennbar und damit nur unwesentlich verändert oder abgetragen. Das optische Erscheinungsbild des Sicherheitselements 4 wird somit durch den Laserstrahl 5 nicht beeinträchtigt. Es ist jedoch auch möglich, dass der Laserstrahl 5 die Oberfläche der Reflektorschicht 2 verändert oder die Reflektorschicht 2 mindestens teilweise abträgt oder aufraut. Hierdurch können zusätzliche optische Effekte erzeugt werden.
  • Hier und im Folgenden wird als Vorderseite des Banknotensubstrats 1 diejenige Seite verstanden, auf die der Laserstrahl 5 einwirkt, und als Rückseite diejenige Seite, die der Vorderseite gegenüberliegt.
  • Fig. 3 zeigt in Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Laserstrahl 5 nicht auf die Reflektorschicht 2 trifft. Hierbei dringt der Laserstrahl 5 tiefer in das Banknotensubstrat 1 ein oder, wie dargestellt, durchtrennt das Banknotensubstrat 1 und gegebenenfalls weitere auf oder in das Banknotensubstrat 1 auf- bzw. eingebrachte Beschichtungen und Folien, je nachdem wie stark die Laserenergie ist.
  • Theoretisch wäre es zwar möglich, die Laserenergie genau so einzustellen, dass der Laserstrahl 5 das Banknotensubstrat 1 nur bis zu dem freizulegenden Sicherheitselement 4 abträgt, ohne dass die Reflektorschicht 2 für die Laserstrahlung reflektierend sein muss. In diesem Fall würde der Laserstrahl 5 das Banknotensubstrat 1 nicht durchdringen oder durchtrennen. Dies ist jedoch in der Praxis aufgrund von Schwankungen der Dicke des Banknotensubstrats 1, der Tiefe des eingebetteten Sicherheitselements 4 im Banknotensubstrat 1, der Laserenergie, nicht ausreichend genauer Strahlqualität etc. extrem schwierig.
  • Die Reflektorschicht 2 muss nicht wie in Fig. 1 dargestellt im Substrat 1 eingebettet sein, wie es bei einem Sicherheitsfaden oder einem Fensterfaden der Fall ist, sondern kann, wie in Fig. 4 in Seitenansicht dargestellt, auch auf die Rückseite des Substrats 1 aufgebracht sein, beispielsweise in Form eines streifenförmigen Sicherheitselements.
  • Fig. 5 zeigt in Ansicht von schräg oben ein Ausführungsbeispiel eines Strahlengangs eines Laserstrahls 5 mit Einwirkung des Laserstrahls 5 auf eine Papierbahn 13, die mit der Bewegungsrichtung 14 am Fokus 12 des Laserstrahls 5 vorbeibewegt wird. Bei der Papierbahn 13 kann es sich beispielsweise um einzelne Bögen eines Banknotensubstrats mit mehreren neben- und hintereinander angeordneten Nutzen oder um eine "unendlich" lange Bahn von einer Rolle handeln.
  • Ein Laser 6 emittiert hierbei den Laserstrahl 5, dessen Durchmesser oder dessen Form durch einen Strahlformer 7 angepasst wird und dessen Fokus 12 durch einen Scanner 8 bewegt wird. Der Scanner besteht hierbei aus zwei beweglich gelagerten Spiegeln 9 und 10 sowie aus einer Planfeldlinse 11.
  • Damit die Energie des Laserstrahls 5 möglichst gleichförmig in die Papierbahn 13 eingebracht werden kann, wird die Form des Laserstrahls 5 durch den Strahlformer 7 entsprechend gestaltet, beispielsweise Donut- bzw. Torus- oder Top-Hat-förmig.
    • Rasterförmig ausgeführte schmale Perforationen:
  • Wie bereits in Fig. 3 dargestellt, ist es möglich, die Laserenergie so einzustellen, dass der Laserstrahl 5 das Papiersubstrat 1 durchtrennt, wenn er nicht die Reflektorschicht 2 trifft. Fig. 6 zeigt dabei in Draufsicht eine Ausführungsform, bei der mit dieser Laserenergie rasterförmig ausgeführte schmale Perforationen in das Papiersubstrat 1 eingebracht werden, wie sie beispielsweise aus WO 2010/072329 A1 bekannt sind. Der Laserstrahl 5 trifft hierbei sowohl auf Bereiche des Papiersubstrats 1, in denen sich kein Sicherheitselement 4 befindet, als auch Bereiche des Papiersubstrats 1, in denen sich das Sicherheitselement 4 befindet.
  • Fig. 6a zeigt hierbei das Banknotensubstrat 1 in Durchsicht von der Vorderseite, Fig. 6b in Durchsicht von der Rückseite bei einer Reflektorschicht mit einer Schichtdicke von etwa 60 nm und Fig. 6c in Durchsicht von der Rückseite bei einer Reflektorschicht mit einer Schichtdicke von etwa 200 nm.
  • Wird als Reflektorschicht eine dünne Metallbedampfung oder dünne Metallfolie verwendet, sind die von dem Laserstrahl oberhalb der Reflektorschicht abgetragenen Bereiche des Papiersubstrats auch von der Rückseite aus erkennbar, wenn die Reflektorschicht direkt auf das Papier geklebt ist oder von der Rückseite mit einer dünnen und/ oder transluzenten Papierschicht abgedeckt ist. Die vom Laserstrahl beaufschlagte Oberfläche der Reflektorbeschichtung 2 sieht dann wie eine feine Körnung aus.
  • Die Reflektorschicht 2 selbst muss natürlich nicht streifenförmig vorliegen. Sie kann beliebig bzw. in beliebigen Formen gestaltet sein. Fig. 7 zeigt hierbei das Ausführungsbeispiel aus Fig. 6, wobei hier die Reflektorschicht 2 ellipsenförmig ausgeführt ist. Wird die Reflektorschicht metallisiert, kann die elliptische Form beispielsweise durch eine Demetallisierung erreicht werden. Alternativ kann auch ein ellipsenförmiger aufgeklebter Metallfolienpatch verwendet werden.
    • Großflächiger Papierabtrag:
  • Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Papierabtrag nicht als rasterförmige schmale Perforationen ausgeführt ist, sondern als großflächige Aussparung erfolgt.
  • Hierbei zeigt Fig. 8a ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Aussparung als Zahl "40" ausgeführt ist, Fig. 8b ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Aussparung als Text "PL25" ausgeführt ist, und Fig. 8c ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Aussparung als klingonische Form und klingonischer Text ausgeführt ist. Die obere Reihe zeigt jeweils die Durchsicht von der Vorderseite, die untere Reihe die Durchsicht von der Rückseite bei dünner, auf das Banknotensubstrat 1 aufgeklebter Reflektorschicht 2.
  • Dadurch ist es besonders vorteilhaft möglich, Fenster im Papier zu erzeugen, beispielsweise zur Erzeugung eines Fensterfadens. Auch zur Erzeugung eines Pendelfadens ist das Verfahren geeignet, indem bei einem volleingebetteten Faden einmal von der einen und einmal von der anderen Seite das Papier großflächig bis zu der Reflektorschicht abgetragen wird. Bei einem Pendelfaden ist es jedoch auch möglich, dass von der einen Seite die Fenster konventionell mit der Papiermaschine erzeugt werden und von der anderen Seite durch Laserstrahlung.
  • Die Fenstererzeugung mit Laserstrahlung bis zur Reflektorschicht hat gegenüber der konventionellen Fenstererzeugung den besonderen Vorteil, dass Papierinseln im Fenster verbleiben können. Die Papierinseln sind taktil und bieten somit einen weiteren Sicherheitsaspekt. Um dem Nutzer besser vor Augen zu führen, dass die Papierinseln und das restliche Papier aus einem Material bestehen, ist es sinnvoll, dass ein Sinnzusammenhang zwischen den Inseln und den umgebenden Bereichen besteht, wie es beispielsweise in Fig. 8c dargestellt ist.
  • Die Taktilität kann unterstützt werden, indem mit dem Laserstrahl in der näheren Umgebung des Fensters oder auf der Papierinsel Papier abgetragen wird wodurch zusätzliche taktile Elemente entstehen. Der Laser darf dabei nicht bis zur Reflektorschicht vordringen, die eingebrachte Laserenergie muss daher geringer sein.
  • Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem statt Papierinseln eine komplexe Fensterform erzeugt wird, in diesem Ausführungsbeispiel eine gestufte Ellipse mit kreuzförmig angeordneten feinen Papierstegen, die mit einer Papiermaschine nicht oder nur sehr schwer hergestellt werden kann.
  • Zusätzlich kann sich die Reflektorschicht auf optisch variablen Strukturen, wie z. B. Prägestrukturen insbesondere Hologrammstrukturen, Mikrospiegeln etc. befinden. Des Weiteren kann die Reflektorschicht selbst Teil einer optisch variablen Struktur sein, beispielsweise die Reflektorschicht eines Dünnfilm-Interferenzschichtaufbaus, wobei durch den Abtrag der Reflektorschicht der optisch variable Effekt an Brillanz verlieren kann.
    • Demetallisierung:
  • Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die beim Papierabtrag bis zur Reflektorbeschichtung entstandenen Fenster als Maske für eine zum Papierabtrag passergenaue Demetallisierung verwendet werden, ähnlich wie in DE 10 2009 048 145 A1 beschrieben. Fig.10a zeigt hierbei das Sicherheitselement in Auflicht und Fig.10b in Durchlicht, wobei das Sicherheitselement bei der jeweils oberen Darstellung gemäß Fig.1 in das Substrat eingebettet ist und in der jeweils unteren Darstellung gemäß Fig. 4 auf die Rückseite des Substrats aufgebracht ist.
  • Der Papierabtrag erfolgt bevorzugt mit einem Laser im mittleren Infrarotbereich, beispielsweise einem CO2-Laser mit 10,6 µm Wellenlänge. Die anschließende Demetallisierung erfolgt bevorzugt mit einem Laser im nahen Infrarotbereich, beispielsweise einem Nd:YAG-Laser mit 1064 nm Wellenlänge. In Fig. 10 ist der demetallisierte Bereich volltransparent dargestellt, die bei der Bearbeitung mit dem Laser im mittleren Infrarotbereich entstandene feine Körnung auf der Reflektorschicht ist in der Regel jedoch auch nach der Demetallisierung der Reflektorschicht im transparenten Bereich sichtbar.
  • Fig. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem sich die Reflektorschicht auf einer Struktur befindet, wie sie aus DE 10 2009 048 145 A1 in den dortigen Fig. 6 und 7 oder in WO 2006/079489 A1 bekannt ist. Fig. 11a zeigt hierbei das Sicherheitselement in Auflicht und Fig.11b in Durchlicht, wobei das Sicherheitselement bei der jeweils oberen Darstellung gemäß Fig. 1 in das Substrat eingebettet ist und in der jeweils unteren Darstellung gemäß Fig. 4 auf die Rückseite des Substrats aufgebracht ist.
  • In Fig. 11 befindet sich die Reflektorschicht zum einen Teil auf Strukturen, die entsprechend der DE 10 2009 048145 A1 und/ oder der WO 2006/079489 A1 besonders gut mit der zum Demetallisieren verwendeten Laserstrahlung wechselwirken und zum anderen Teil auf Strukturen oder unstrukturierten Bereichen, die schlecht mit der zum Demetallisieren verwendeten Laserstrahlung wechselwirken. In Fig. 11 reagieren die Bereiche mit dem klingonischen Text schlecht mit der zum Demetallisieren verwendeten Laserstrahlung und die übrigen Bereiche gut mit der zum Demetallisieren verwendeten Laserstrahlung. Wird nun der gesamte Fensterbereich mit der zum Demetallisieren verwendeten Laserstrahlung beaufschlagt, wird nur der Bereich demetallisiert, der sich zum einem in einer Fensteröffnung befindet und zum anderen Strukturen aufweist, die besonders gut mit der zum Demetallisieren verwendeten Laserstrahlung wechselwirken. Der klingonische Text entsteht daher ohne Passertoleranzen nur in den Fensteröffnungen.
  • Damit der klingonische Text ohne Passertoleranzen nur in den Fensteröffnungen, wie in der Fig. 11 dargestellt, entsteht, müssen die folgenden Punkte erfüllt sein:
    1. 1. Die Strukturen, die besonders gut mit der zum Demetallisieren verwendeten Laserstrahlung wechselwirken, dürfen bei der Fenstererzeugung nicht zerstört werden.
    2. 2. Das Papier wirkt als Maske für den Laser zur Demetallisierung.
    3. 3. Der Laserstrahl zur Demetallisierung wirkt von der Vorderseite großflächig ein. Mindestens der gesamte Fensterbereich wird mit der Laserstrahlung beaufschlagt.
  • Ist der Punkt 1 und 2 nicht erfüllt und der gesamte mit Reflektorschicht versehene Bereich wird mit der zum Demetallisieren verwendeten Laserstrahlung beaufschlagt, ist der Streifen bzw. Patch mit der Reflektorschicht in Durchlicht nicht erkennbar. Damit der Punkt 1 nicht erfüllt ist, müssen die zur Demetallisierung benötigten Strukturen bei der Fenstererzeugung zerstört werden. Dazu kann beispielsweise ein Prägelack verwendet werden, der empfindlich auf die Laserstrahlung des Lasers zur Fenstererzeugung reagiert, beispielsweise durch die Zugabe von IR-Absorbern, oder auf die dabei eingebrachte Temperatur reagiert. Die zur Demetallisierung benötigten Strukturen verbleiben dann nur in den Bereichen ohne Fenster. Damit der Punkt 2 nicht erfüllt ist, kann der Laser zur Demetallisierung insbesondere bei einer aufgeklebten Reflektorschicht von der Rückseite einwirken und/ oder die Laserenergie wird durch das Papiersubstrat nicht weit genug abgeschwächt, um die Demetallisierung in den strukturierten Bereichen zu verhindern. Es wird dann nur in den Bereichen demetallisiert, die keine Fensteröffnung aufweisen. Ist zusätzlich eine Struktur vorhanden, die besonders gut mit der zum Demetallisieren verwendeten Laserstrahlung wechselwirkt, werden nur Bereiche demetallisiert, die keine Fensteröffnung und die Struktur aufweisen.
  • Fig. 12 zeigt die hierdurch möglichen prinzipiellen Designvarianten. Dabei ist oben die Vorderseite in Durchlicht und unten die Rückseite im Auflicht dargestellt, wobei das Sicherheitselement auf die Rückseite aufgebracht worden ist. Fig. 12a zeigt hierbei eine Referenz bei der die Laserstrahlung zum Demetallisieren noch nicht eingewirkt hat. Fig. 12b zeigt die Referenz aus Fig. 12a, bei der die Laserstrahlung großflächig auf den Bereich mit Reflektorschicht eingewirkt hat und die Metallisierung in den Bereichen, die keine Fensteröffnung aufweisen, demetallisiert wurde. Fig. 12c zeigt eine Demetallisierung, bei der zusätzlich eine Struktur, die besonders gut mit der zum Demetallisieren verwendeten Laserstrahlung wechselwirkt, vorhanden war und somit zusätzlich der klingonische Text in den Bereichen, die keine Fensteröffnung aufweisen, erzeugt wurde.
  • Die Demetallisierung kann somit im Papierbereich vollflächig erfolgen oder mit einem Design versehen sein, indem die Strukturen zur Demetallisierung in einem entsprechenden Design vorliegen.
  • Statt einer Demetallisierung kann auch eine transparente Reflektorschicht verwendet werden, beispielsweise Indiumzinnoxid (ITO). ITO ist im sichtbaren Spektralbereich transparent und für die zum Papierabtrag verwendete Laserstrahlung im mittleren Infrarotbereich reflektierend.
    • Farbeffekte:
  • Fig. 13 zeigt von der Vorderseite ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Papierabtrag bis zur Reflektorbeschichtung mit aus dem Stand der Technik bekannten Farbeffekten kombiniert wird. Hierbei wird auf bzw. in das Papier eine lasersensitive Farbe auf- bzw. eingebracht, so dass durch die Laserstrahlung während der Fenstererzeugung ein passergenauer Farbeffekt erzeugt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 13 sind hierbei lediglich die Papierinseln gefärbt worden, wobei in Fig. 13a die Zahl "40" schwarz gefärbt ist, in Fig. 13b der Text "PL25" und in Fig.13c das klingonische Symbol und der klingonische Text.
  • Der Papierabtrag erfolgt hierbei mit einer Laserenergie von etwa 70 J/cm2 und damit mit einer höheren Laserenergie als die Färbung, die mit etwa 0,6 J/cm2 erfolgt. Da Laserabtrag und Färbung in einem Arbeitsgang erzeugt werden, ergeben sich keine Passerschwankungen zwischen Laserabtrag und Färbung.
  • Fig.14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer passergenauen Färbung während der Fenstererzeugung. Hierbei bilden die Papierinseln im Fenster einen ersten Teil eines darzustellenden Symbols. Die dunkle bzw. schwarze Färbung erfolgt in einem zweiten Bereich außerhalb des Fensters und bildet den zweiten Teil des darzustellenden Symbols, wobei sich der erste und der zweite Teil zu dem gesamten darzustellenden Symbol ergänzen. Das Symbol wird somit von der Papierinsel im Fenster durch die Färbungen im Papier passergenau fortgesetzt.
  • Fig. 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer vollflächigen Demetallisierung mit Farbeffekt, bei dem die Färbung nicht während der Fensterzeugung, sondern während der Demetallisierung der metallischen Reflektorschicht erfolgt. Fig. 15a zeigt hierbei das Sicherheitselement in Auflicht und Fig. 15b in Durchlicht, wobei das Sicherheitselement bei der jeweils oberen Darstellung gemäß Fig. 1 in das Substrat eingebettet ist und in der jeweils unteren Darstellung gemäß Fig. 4 auf die Rückseite des Substrats aufgebracht ist.
  • Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine lasersensitive Farbe auf das Papiersubstrat aufgebracht oder in das Papiersubstrat eingebracht werden. Allerdings verfärbt sich bei der Wellenlänge des zur Demetallisierung verwendeten Laserstrahls im nahen Infrarotbereich bei bevorzugt 1064 nm in der Regel das Papiersubstrat auch ohne das zusätzliche Ein- oder Aufbringen eines Farbstoffes. Erfolgt beispielsweise die Demetallisierung der Reflektorschicht vollflächig in einem rechteckigen Feld gemäß Fig. 10, ergibt sich bei einer Verfärbung durch den Farbeffekt, der bei der gleichen Laserenergie bzw. Bestrahlung erreichbar sein muss, das Aussehen gemäß Fig. 15. Das rechteckige Feld, in dem die Laserstrahlung zur Demetallisierung eingewirkt hat, ist in Fig. 15 gut zu erkennen.
  • Fig. 16 zeigt eine Ausführungsform der eingebetteten Variante aus Fig.15, in Fig. 16a in Auflicht und in Fig. 16b in Durchlicht, bei der sich auch das Papier im Fensterbereich verfärbt, wenn die Laserenergie so hoch gewählt wird, etwa 500 mJ/cm2, dass sowohl eine Demetallisierung als auch eine Verfärbung stattfindet.
  • Fig. 17 zeigt eine Ausführungsform, bei der passergenaue Effekte entsprechend der Anmeldung DE 10 2008 046 513 A1 eingebracht werden. Hier wurde mit dem Laser im nahen Infrarotbereich nicht vollflächig eingewirkt, sondern musterförmig. Das Muster ist dann als Demetallisierung, als Verfärbung oder wie in Fig. 17 dargestellt als Kombination von beiden erkennbar.
  • Lässt sich die Demetallisierung und der Farbeffekt nicht bei einer Laserenergie bzw. Bestrahlung umsetzen, gibt es entsprechende Passerschwankungen zwischen der Demetallisierung und dem Farbeffekt, da die Laserenergie beim Übergang von Bereichen mit Fensteröffnung zu Bereichen ohne Fensteröffnung angepasst werden muss, was grundsätzlich mit Passerschwankungen verbunden ist.
  • Der Farbeffekt bei der Demetallisierung und der Farbeffekt bei der Fenstererzeugung kann natürlich miteinander kombiniert werden. Auch die oben beschriebene Ausführungsform mit den rasterförmig ausgeführten schmalen Perforationen im Papiersubstrat, wie sie beispielsweise aus WO 2010/072329 A1 bekannt sind, kann mit den Farbeffekten kombiniert werden, ähnlich wie in der Anmeldung DE 10 2008 064 395 beschrieben.
  • Fig.18 zeigt eine Ausführungsform, bei der statt einer einfarbigen Reflektorschicht eine mehrfarbige Reflektorschicht verwendet wird, beispielsweise durch den Einsatz von Oxidmetallen. In den Fensteröffnungen der Fig. 18 sind die verschiedenen Farben der Oxidmetalle sichtbar.
  • Eine mehrfarbige Reflektorschicht bietet sich insbesondere deswegen an, da die optisch variablen Effekte bei der Fenstererzeugung in der Regel an Brillanz verlieren.
    • Locherzeugung:
  • Fig. 19 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Energie des Laserstrahls entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform mit den rasterförmig ausgeführten schmalen Perforationen im Papiersubstrat, wie sie beispielsweise aus WO 2010/072329 A1 bekannt sind, so eingestellt wird, dass er das Papier und auch eventuell weitere Beschichtungen durchtrennt, wenn er nicht die Reflektorschicht trifft. Wird bei dem großflächigen Papierabtrag die Reflektorschicht bereichsweise ausgespart, entstehen in diesen Bereichen Löcher im Papier.
  • Fig. 19a zeigt hierbei das Sicherheitselement von der Vorderseite in Auflicht, Fig. 19b von der Vorderseite in Durchlicht und Fig. 19c von der Rückseite in Auflicht, wobei das Sicherheitselement bei der jeweils oberen Darstellung gemäß Fig. 1 in das Substrat eingebettet ist und in der jeweils unteren Darstellung gemäß Fig. 4 auf die Rückseite des Substrats aufgebracht ist.
  • Die Aussparungen in der Reflektorschicht können beispielsweise erzeugt werden, indem sie in eine Aluminiumfolie durch Stanzen oder Laserschnitt eingebracht werden. Es ist aber auch möglich, eine aufgedampfte Reflektorschicht entsprechend zu demetallisieren.
  • Fig. 20 zeigt eine spezielle Ausführungsform der in Fig. 20 dargestellten Ausführungsform, bei der zusätzlich Papierinseln oder Papierstreifen stehen gelassen werden. In Auflicht, Fig. 20a und Fig. 20c, ist dann nur ein Teil der jeweiligen Symbole erkennbar, die durch die Reflektorschicht gebildet werden. In Durchlicht gemäß Fig. 20b bzw. in Auflicht von der Rückseite bei aufgebrachtem Sicherheitselement gemäß Fig. 20c unten erkennt ein Betrachter die Symbole vollständig bzw. in ihrer Gesamtheit.
  • Natürlich ist auch bei der Locherzeugung wieder die Kombination mit den unter den anderen Punkten genannten Effekten möglich. Farbeffekte, Demetallisierung, etc.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, insbesondere einer Banknote, wobei
    • ein Substrat aus Papier bereitgestellt wird, das eine Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite aufweist,
    • in einem Bereich des Substrats ein Sicherheitselement aus mindestens einer Reflektorschicht, die Laserstrahlen reflektiert, mindestens teilweise in das Substrat eingebracht oder auf die Rückseite des Substrats aufgebracht wird,
    • ein Laserstrahl auf die Vorderseite des Substrats gerichtet wird,
    • der Laserstrahl mindestens einen ersten Teilbereich des Substrat entfernt, der sich zwischen der Vorderseite des Substrats und der Reflektorschicht befindet, so dass mindestens ein Fenster auf der Vorderseite des Sicherheitselements gebildet wird, das sich bis zur Reflektorbeschichtung erstreckt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektorschicht mindestens durch eine Schicht aus Metall, bevorzugt Kupfer, gebildet wird.
  3. Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektorschicht auf einer Trägerschicht angeordnet wird, die bevorzugt durch eine PET-Folie gebildet wird.
  4. Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fenster auf der Vorderseite des Sicherheitselements durch eine Vielzahl von Perforationen gebildet wird.
  5. Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den ersten Teilbereich des Substrats, der durch den Laserstrahl entfernt wird, mindestens ein erster Teil eines Textes, eines Zeichens oder einer graphischen Abbildung gebildet wird.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Laserstrahl ein zweiter Teilbereich des Substrats entfernt wird, der sich außerhalb des Bereichs des Substrats befindet, in dem das Sicherheitselement angeordnet wird, und durch den mindestens ein zweiter Teil eines Textes, eines Zeichens oder einer graphischen Abbildung gebildet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der ersten Teilbereich des Substrats, durch den mindestens ein erster Teil eines Textes, eines Zeichens oder einer graphischen Abbildung gebildet wird, und der zweite Teilbereich des Substrats, durch den mindestens ein zweiter Teil eines Textes, eines Zeichens oder einer graphischen Abbildung gebildet wird, zu einem gesamten Text, einem gesamten Zeichen oder einer gesamten graphischen Abbildung ergänzen.
  8. Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fenster auf der Vorderseite des Sicherheitselements eine Umrissform bildet, wobei innerhalb des mindestens einen Fensters auf der Vorderseite des Sicherheitselements mindestens in einem Bereich Substrat verbleibt, das keine Verbindung zu der Umrissform des Fensters aufweist.
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