NL1026430C2 - Veiligheidspapier, omvattende een door zijden begrensd substraatoppervlak, voorzien van een luminescentie vertonend veiligheidskenmerk. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Veiligheidspapier, omvattende een door zijden i ' ( begrensd substraatoppervlak, voorzien van een ! luminescentie vertonend veiligheids kenmerk

De uitvinding heeft betrekking op veiligheidspapier, omvattende een door zijden begrensd substraatoppervlak, ten minste voorzien van een luminescentie vertonend veiligheidskenmerk.

Dergelijk veiligheidspapier is bijvoorbeeld uit het Europees 5 octrooischrift 66854 bekend. Dit bekende veiligheidspapier omvat in de papiermassa ingebedde vezels of draden uit celluloseacetaat, die een luminescerende stof'in een gelijkmatige verdeling bevatten, waarbij de luminescerende stof een smalbandig luminescerend lanthanidechelaat is. In de voorbeelden worden twee uitvoeringsvarianten beschreven, waarbij 10 in een eerste uitvoeringsvorm een gesponnen vezel wordt getwijnd en vervolgens in korte vezeldelen met een lengte van circa 3 mm wordt gesneden. Deze vezeldelen worden bij de vervaardiging van het veiligheidspapier aan de papierpulp toegevoegd, en zijn aldus op een willekeurig verdeelde wijze in het uiteindelijke veiligheidspapier 15 aanwezig. Bij een tweede uitvoeringsvorm worden meerdere vezels tot een draad met een breedte van 0,5 mm ineen gedraaid. Bij de vervaardiging van veiligheidspapier in een papiermachine met dubbele rondzeef wordt deze draad vanaf een rol tussen twee lagen van een zich vormend blad of vel geleid, en aldus door de papiermassa omsloten. Via waarneming van 20 luminescentie van de luminescerende verbindingen, of meting van specifieke luminescentie-eigenschappen kan de echtheid van het betreffende document worden gecontroleerd.

Recent is in WO 01/48311 voorgesteld om dergelijke vezels in banen met een breedte van 5-30 mm in het papier aan te brengen. Dit 25 biedt de mogelijkheid om met de banen een code te creëren.

Een aantal bruikbare karakteristieken van luminescerende verbindingen zijn: excitatie- en emissiegolflengten (UV, zichtbaar, IR), emissie-intensiteit, optische bandbreedte en de levensduur van de aangeslagen toestand en de vorm van de afvalkromme. De gemiddelde 1026430 2 levensduur van een aangeslagen toestand van luminescerende verbindingen ligt in de orde van < 10-6 s. Bij een dergelijke levensduur spreekt men van fluorescentie. Indien er sprake is van vertraagde emissie bijvoorbeeld in anorganische luminoforen met overgangsmetalen, dan 5 spreekt men van fosforescentie. Een dergelijke vertraagde emissie is meetbaar, en soms ook visueel waarneembaar, terwijl er geen excitatie meer plaatsvindt.

In deze beschrijving wordt de term luminescentie gebruikt voor emissie via zowel fosforescentie als fluorescentie. In het vak wordt 10 echter ook de term fluorescentie gebruikt als verzamelnaam voor deze soorten emissies.

Het gebruik van luminescerende verbindingen in waardepapier ter beveiliging daarvan is reeds in de jaren twintig van de 20e eeuw voorgesteld (zie bijvoorbeeld DE-PS 449133 en DE-PS 497037).

15 Luminescerende verbindingen maken het bijvoorbeeld mogelijk om niet direct waarneembare veiligheidskenmerken in waardedocumenten te verwerken. De kenmerken zijn bovendien niet rechtstreeks te kopiëren, ook niet met tegenwoordige kleurenreproductiesystemen. In documenten, vervaardigd uit veiligheidspapier, kan men luminescentie naast de 20 hierboven beschreven vezels en draden aantreffen in veiligheidsdraden, folies, OVD's (optisch variabele kenmerken), drukinkten en in de gehele massa, waaruit het betreffende substraat is vervaardigd.

Men kan bijvoorbeeld een document deels bedrukken met fluorescente en/of fosforescente inkten die in normaal licht 25 onzichtbaar zijn, doch die onder bestraling met UV oplichten waardoor het dan zichtbare drukbeeld van het document er geheel anders uitziet. In de huidige generaties Eurobiljetten is, bij excitatie met ÜV licht, ook duidelijk waarneembaar hoe men in het drukbeeld gebruik heeft gemaakt van luminescerende inkten.

30 Ook is bekend om luminescerende verbindingen toe te voegen aan de gehele substraatmassa van een veiligheidsdocument (i.c. papiermassa) waardoor een specifieke emissie, min of meer homogeen verdeeld over het gehele substraat, gemeten kan worden. Dergelijke emissies liggen veelal buiten het zichtbare gebied en de gebruikte luminescerende 1026430 3 samenstellingen vertonen daarbij vaak zeer kenmerkende en specifieke spectrale karakteristieken.

Voor een kassierskenmerk worden vaak luminescerende verbindingen met een emissie in het zichtbare gebied toegepast, waarbij de excitatie 5 veelal plaats vindt in het nabije UV. Voor excitatie kan men dan volstaan met belichting door een simpele en goedkope UV-lichtbron (black light). Een andere mogelijkheid vormt een zichtbare emissie die tot stand komt na excitatie met langgolviger licht; bijvoorbeeld een emissie van groen licht na excitatie in het IR (anti Stokes' emissie). 10 Een normale IR-lichtbron (dus geen hoog vermogen IR-laser) heeft, boven een UV-lichtbron met daarin kortgolvige straling, het voordeel dat de geproduceerde IR-straling niet schadelijk is voor de ogen terwijl kortgolvige UV-straling dat wel is.

In het geval van een veiligheidskenmerk dat ook, of uitsluitend, 15 machinedetecteerbaar moet zijn, kiest men vaak voor emissies in een niet-zichtbaar gebied, veelal in het IR.

Het is technisch mogelijk om luminescerende verbindingen· of samenstellingen en organisch polymeren zodanig tezamen te bewerken dat er vanuit de polymeren vezels en/of uit vezels samengestelde draden 20 gesponnen kunnen worden die dan een luminofoor in de polymere matrix bevatten, zoals bijv. voorgesteld is in EP 66854 en DE 19802588. Een dergelijke samengestelde draad kan goede luminescerende eigenschappen hebben, maar de individuele emissies van de samenstellende draden zijn daarin in het algemeen visueel niet goed te onderscheiden. Wanneer de 25 individuele emissies smalbandig zijn, dan zijn de verschillende emissies apart onderscheidbaar via metingen.

De aanwezigheid van samengestelde luminescerende draden met een breedte vanaf 0,5 mm in veiligheidspapier is met het blote oog door het publiek te zien, hetzij in transmissielicht hetzij in reflectielicht 30 hetzij in beide, zoals bij al dan niet gemetalliseerde veiligheidsdraden het geval is. Dit kan ook gelden voor de brede banen van 5-30 mm volgens WO 01/48311, wanneer de vezeldichtheid te hoog wordt gekozen (zie '311 p4, 14).

De onderhavige uitvinding heeft ten doel veiligheidspapier met 35 ten minste een luminescentie vertonend veiligheidskenmerk te 1026430 4 verschaffen, dat voor het publiek niet direct zichtbaar is, maar onder gebruikmaking van juiste belichtingsomstandigheden wel, waarbij de waarnemer niet gemakkelijk kan worden misleid door de willekeur van het ) , luminescente totaalbeeld.

{ ‘ I

i 5 · Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het I i , veiligheidskenmerk een luminescerende kunststofvezel uit een kunststof en ten minste een luminescerende verbinding omvat, waarbij de kunststofvezel zodanige maximale dwarsafmetingen in het gebied van 2-50 micrometer bezit, dat deze op normale afstand met het blote oog in 10 daglicht niet zichtbaar is in zowel reflectie als transmissie, en de kunststofvezel zich uitstrekt tussen ten minste twee zijden van het veiligheidspapier, en de luminescerende kunststofvezel geen excitatie in daglicht ondergaat, waarvan de emissie met het blote oog door daglicht waarneembaar is.

15 De kunststofvezel, die een luminescerende verbinding omvat, heeft volgens de uitvinding een maximale dwarsafmeting beneden de detectiegrens met het blote oog op normale leesafstand (als standaardgebied daarvoor wordt in het algemeen 30-35 cm aangehouden).

De minimale dwarsafmeting is onder meer afhankelijk van de vereiste 20 vezelsterkte, de emissiesterkte van de luminescerende verbinding en concentratie daarvan. Aldus vormt de kunststofvezel geen publiekskenmerk voor het geheel zonder hulpmiddelen vaststellen van de echtheid van het document met het blote oog. De kunststofvezel bevindt zich bij de uitvinding op een gedefinieerde positie, althans de twee 25 uiteinden daarvan bij de zijden van het veiligheidspapier, aan de hand waarvan een kassier e.d. de echtheid relatief eenvoudig kan vaststellen. De luminescerende kunststofvezel vertoont geen voor verificatie met het blote oog in daglicht zichtbare emissie. Bijvoorbeeld omdat de fluorescentie-intensiteit veelal geheel wegvalt 30 in de intensiteit van het daglicht. Daarnaast kan de luminescentie uit het zichtbare gebied worden geweerd door onderdrukking of maskering, zoals hierna nog zal worden uitgelegd. Ook verbindingen die buiten het zichtbare gebied (440-700 nm) geëxciteerd worden en/of die uitsluitend buiten het zichtbare gebied luminesceren, kunnen worden toegepast. Dat 35 een vezel ondanks een dergelijke geringe dwarsdoorsnede zichtbaar wordt 1026430 5 onder juiste belichtingsomstandigheden, komt door de verspreiding van het emissielicht naar alle zijden waardoor de oorspronkelijke dimensies j van de draad geen visuele beperkingen meer vormen. Door de afwezigheid i !v;an in daglicht zichtbare emissie en door de geringe dwarsdoorsnede is 5 ;de aanwezigheid van de luminescerende kunststofvezel in het ' i l veiligheidspapier volgens de uitvinding zonder hulpmiddelen niet waarneembaar.

De luminescerende kunststofvezel kan een kunststofvezel zijn waarop naderhand een bekleding van een luminescerende verbinding is 10 aangebracht. De luminescerende kunststofvezel kan ook direct uit een polymeer uitgangsmateriaal met daarin de luminescerende verbinding zijn gesponnen, zodat de luminescerende verbinding in de kunststofmatrix van de vezel aanwezig is. Een combinatie is ook mogelijk. Desgewenst kunnen meerdere kunststofvezels worden ineengedraaid tot een samengestelde 15 draad, op voorwaarde dat de maximale dwarsafmetingen van 50 micrometer niet worden overschreden.

De luminescerende kunststofvezel kan emissies vertonen in het UV-en/of zichtbare en/of. IR-gebied, waarbij de emissies zowel Stokes' als anti-Stokes' kunnen zijn. De kunststofvezel kan naast luminescerende 20 ook magnetische eigenschappen hebben. Begrepen zal worden dat deze magnetische eigenschappen zowel van het "zachte" als van het "harde" type kunnen zijn. De dwarsdoorsnede van de draden kan variëren van cirkelvormig of ovaal tot meerhoekig zoals bijvoorbeeld vierkant of hexagonaal. De grootste afmeting moet, in verband met de eis dat het 25 kenmerk niet direct zichtbaar moet zijn, niet de 50 micrometer overs chri j den.

Het hier voorgestelde veiligheidskenmerk onderscheidt zich duidelijk van de gebruikelijke (gemetalliseerde) veiligheidsdraden die thans in veiligheidsdocumenten worden gebruikt als publiekskenmerk.

30 Dergelijke veiligheidsdraden bestaan uit een strook, veelal met een breedte van meer dan 0,4 mm, van een kunststoffolie waarop vaak een metaallaag is afgezet. Dergelijke draden zijn in transmissielicht duidelijk waarneembaar met het blote oog. Aluminium wordt daarbij vaak als metaal toegepast, vanwege het feit dat een uit aluminium 35 vervaardigde veiligheidsdraad, die is ingebed in de papiermassa, in 6 reflectielicht minder zichtbaar is. Veiligheidsdraden voorzien van microbedrukking, hetzij negatief hetzij positief, bezitten een breedte in de orde van grootte van 0,7 mm of meer. Thans bestaat sterk de neiging om de breedte van deze draden in veiligheidsdocumenten verder 5 op te voeren tot minstens 4 mm. Wanneer de veiligheidsdraad in vensters (windows) gedeeltelijk aan het oppervlak ligt, is deze op die lokaties nog beter waarneembaar.

De kunststof van de vezels is met voordeel gekozen uit polyester, polyether, polyamide, aramide, poly-imide, polycarbonaat, polyacetaat, 10 polybutyraat, polylactaat, polyvinylchloride, celluloseacetaat of mengsels hiervan, met inbegrip van afgeleiden van bovengenoemde polymeren.

De luminescerende verbindingen, die in het veiligheidspapier volgens de uitvinding worden toegepast, zijn niet beperkt. De 15 luminescentie van de luminescerende verbindingen als zodanig ligt met voordeel in het spectrale gebied van 250-2500 nm, waarbij bij gebruik bij de uitvinding excitatie door daglicht resulterend in een in daglicht zichtbare emissie dan dient te worden voorkomen. Excitatie van de luminescerende verbinding kan afhankelijk van het type tot stand 20 komen door bestralen met licht van een kortere en/of een langere golflengte dan de piek van het emissielicht, met behulp van een wisselend elektrisch veld, mechanische krachten (i.c. vervorming), alsmede een combinatie van de genoemde excitatiemogelijkheden. Een kunststofvezel kan (visueel) verschillende emissies vertonen bij 25 verschillende excitatiegolflengten; de emissies kunnen verschillen in intensiteit en/of golflengte en/of afvalgedrag.

Hierna wordt een niet uitputtende opsomming van luminescerende verbindingen en hun toepassing als veiligheidskenmerk gegeven, die eveneens bij de uitvinding kunnen worden toegepast.

30 Een moeilijkheid bij het meten van luminescerende kenmerken in/op een veiligheidsdocument is de in te stellen drempelwaarde voor het emissiesignaal. Recentelijk is voorgesteld om daarom de gehele genormaliseerde afvalcurve van de emissie in de tijd als maatstaf te nemen (WO 01/88846). Een dergelijke afvalcurve heeft een 35 karakteristieke vorm en deze vorm verandert niet door vervuiling en/of 1026430 7 veroudering van het luminescerende kenmerk.

In WO 98/39163 is beschreven hoe men gebruik kan maken van verbindingen die zowel via excitatie met (kortgolvig) licht als door een wisselend elektrisch veld tot emissie kunnen worden gebracht 5 (elektroluminescentie).

Ook is bekend luminescerende verbindingen toe te passen in veiligheidsdocumenten, waarbij de te meten emissies en/of excitaties bij voorkeur niet in het zichtbare gebied plaatsvinden (EP 52624, 53124, 53125, 53148 en 53183, DE 198 04 032, 198 04 024, 198 04 021, 10 198 04 012, 198 03 997). In deze laatste reeks Duitse octrooiaanvragen maakt men gebruik van zeldzame aarden zoals holmium en thulium gedoteerd in een specifiek waardrooster, waarbij het waardrooster absorbeert in het zichtbare gebied en deels doorlaatbaar is in het IR. De doorlaatbaarheid dient groot te zijn in het gebied van de emissies 15 van de genoemde verbindingen. Een van de kenmerken bij een aantal van de boven beschreven octrooipublicaties is dat de excitatie- en emissiekenmerken van fluorescente verbindingen beïnvloed kunnen worden in de aanwezigheid van absorberende verbindingen waardoor het oorspronkelijke karakter van de emissie en excitatie van (meestal) het 20 zeldzame aard-ion gewijzigd kan worden.

In DE 101 11 116 is de toepassing van tenminste een chromofoor met een (3d)2 configuratie, gedoteerd in een specifiek waardrooster, als echtheidskenmerk beschreven.

Uit EP 52624 zijn verbindingen bekend die gekarakteriseerd worden 25 door het ontbreken van emissies in het zichtbare gebied, waarbij er een grote lichtabsorptie optreedt van licht dat wordt uitgezonden door een halogeenlamp of een (gepulste) xenonlamp. Het ontbreken van zichtbare emissie evenals de grote absorptie, wordt veroorzaakt door het specifieke waardrooster waarin als fluorescerende groep een lanthanide 30 aanwezig is. Zichtbare emissies worden gedoofd door het waardrooster, IR-eraissies blijven over. Een eis is dat het waardrooster optisch (deels) transparant moet zijn ten behoeve van deze gewenste IR-emissies.

Uit EP 53148 is het gebruik van quasi-resonantiefluorescentie van 35 zeldzame aarden in een specifiek rooster als veiligheidskenmerk bekend.

1026430 8

Eventueel optredende excitaties en emissies buiten dit 'resonantie'-gebied worden onderdrukt. Als voordeel van deze methode wordt genoemd dat het emissiesignaal moeilijk te meten is op destijds gangbare / j dommercieel verkrijgbare fluorimeters omdat de optredende fluorescentie 5 , wegvalt in het excitatielicht.

; EP 53183 ontsluit verbindingen die geen excitatie- en emissiekenmerken vertonen in het zichtbare gebied. De excitatie- en emissiegolflengten bevinden zich uitsluitend in het UV en het IR. Voor zover er zich mogelijk toch emissies of excitaties in het zichtbare 10 gebied zouden kunnen voordoen, worden deze gemaskeerd door extra toevoegingen aan de fluorescerende verbinding of via maskerende eigenschappen van het waardrooster.

De maskerende verbindingen weren effectieve excitaties en/of emissie uit het zichtbare gebied. Op deze manier is het ook mogelijk 15 het aantal toe te passen luminescerende verbindingen uit te breiden omdat van een en dezelfde luminescerende verbinding de emissies op een aantal wijzen gemodificeerd kunnen worden die allen hun eigen verschillende en karakteristieke spectrale eigenschappen bezitten, zoals bijvoorbeeld uit DE 3020652 bekend is.

20 Sedert ongeveer 15 jaar zijn er ook halfgeleidende luminescerende nanostructuren beschreven (afmetingen in het nanometergebied, 1 nm = 10"9 m). Deze nanokristallen, ook wel 'quantum dots' (QDs) genaamd, vertonen het zeer kenmerkende verschijnsel dat de emissiegolflengten van specifieke nanokristalmaterialen afhankelijk zijn van de grootte 25 van het nanokristal. Er wordt slechts één emissiepiek gevonden per deeltjesgrootte. Daarbij zijn de emissiepieken smal en symmetrisch. Het emissielicht is dus 'van nature' veel monochromatischer dan dat van veel andere luminoforen zoals de eerder genoemde anorganische lanthanidesamenstellingen.

30 Eén soort nanokristal-materiaal kan geheel verschillende emissiepieken vertonen en daarbij geldt: hoe groter het nanokristal, des minder energierijk (=langgolviger) het geëmitteerde licht. De klassieke luminescerende materialen vertonen daarentegen een duidelijk gedefinieerd excitatiespectrum, met als gevolg dat de verbinding 35 meestal slechts in een beperkt gebied is te exciteren. Nanokristallen 102641¾ 9 zijn vaak te exciteren bij nagenoeg elke golflengte die lager is dan de emissiegolflengte; de emissiegolflengte is onafhankelijk van de excitatiegolflengte.

Onder de juiste omstandigheden kan dit nanokristalmateriaal ook 5 elektroluminescentie vertonen; er zijn bijv. lichtemitterende diodes gemaakt met gebruikmaking van nanokristallen van het materiaal CdSe (Colvin et al, Nature 370, 354 (1994) en Dabbousi et al, Appl. Phys. Lett. 66, 1316 (1995)).

Wanneer de halfgeleidende nanokristallen worden bedekt met een 10 ander anorganisch materiaal zodanig dat er een grote bandspleet ontstaat tussen deze coating en het materiaal (bijv. ZnS of CdS coating op CdSe nanokristallen), dan vertonen deze van een coating voorziene nano-kristallen zeer goede kwantumopbrengsten (> 50 %) bij kamertemperatuur (Eychmuller et al., Chem. Phys. Lett. 208, 59 (1993), 15 Hines et al, J.Phys. Chem. 100, 468 (1996) en Peng et al, J.Am.

Chem.Soc. 119, 7019 (1997) ). Door de oppervlaktebehandeling neemt tevens de fotostabiliteit in bepaalde systemen sterk toe (Peng et al, J.Am. Chem.Soc. 119, 7019 (1997).

De nanostructuren waarvan de oppervlakken slechts gepassiveerd 20 zijn met organische oppervlakteactieve verbindingen met lange ketens, vertonen een kwantumopbrengst oplopend tot 10% met een verlengde fluorescentielevensduur.

Een combinatie van slechts drie soorten materiaal, variërend in grootte van 2.1- 6 nm, kan een buitengewoon breed emissiegebied 25 bestrijken nl. van 400-2000 nm ( Bruchez et al, Science 281, 2013 (1998)); waarbij telkens sprake is van zeer smalbandige emissies. Met slechts drie klassieke fluorescerende verbindingen is dit niet goed denkbaar. De samenstelling van dergelijke nanomaterialen en de toepasbaarheid van emitterende nanomaterialen in veiligheidskenmerken 30 zijn bekend uit een aantal octrooiaanvragen (WO 99/26299, 00/17103, 00/17655, 00/17656). WO 00/18591 en WO 00/207988 beschrijven andere toepassingen.

Een andere klasse van emitterende verbindingen die worden gebruikt in beveiligheidskenmerken wordt gevormd door die verbindingen 35 (samenstellingen) die onder bepaalde condities een versterkte 1026430 i 10 luminescentie vertonen. Uit US 5,448,582 is een luminescentiesysteem bekend dat nagenoeg drempelloos lasergedrag vertoont, bestaande uit een optisch geëxciteerde kleurstof-methanol oplossing die tevens colloïdaal , 'Ti02 of AL2O3 robijn nanodeeltjes bevat. Bij hoge pompenergie ontstaat 5 een bichromatisch spectrum met lagere optische bandbreedten dan bij een : lagere energie-input. In een dergelijk systeem kan men ook gebruik maken van halfgeleidende nanokristallen en in sommige uitvoeringen kunnen de emitterende, de versterkende en de verstrooiende fase uit een en dezelfde fase bestaan. Ook in US 6259506 wordt een specifieke 10 uitvoering van een veiligheidskenmerk beschreven waarin tevens versterkte emissie een rol kan spelen.

In WO 00/71363 wordt gewag gemaakt van luminescerende verbindingen welke zijn opgesloten in moleculaire zeven (zeolieten). Deze aldus opgesloten verbindingen vertonen versterkte emissies indien 15 de excitatie-intensiteit een bepaalde drempelwaarde overschrijdt, tegelijkertijd wordt de emissiepiek smalbandiger. De structuur van de moleculaire zeef werkt als een optische resonantieruimte; door kleine onvolkomenheden in de ruimten treedt het emissielicht uiteindelijk uit. Deze karakteristieken bieden de mogelijkheden om beveiligingskenmerken 20 zodanig uit te voeren dat er binnen één kenmerk een uniforme emissie optreedt beneden genoemde excitatiedrempelwaarde, terwijl boven deze waarde emissiediscontinuïteiten binnen hetzelfde kenmerk aangetoond kunnen worden, namelijk wanneer een deel van de luminescerende verbinding in het kenmerk wel, en een ander deel niet, in een 25 resonantieruimte aanwezig is.

In EP 1 182 048 wordt ook een materiaal beschreven dat aanleiding geeft tot versterkte fluorescentie.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de luminescerende kunststofvezel een of meer luminescerende verbindingen die in daglicht 30 kleurloos zijn. Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de luminescerende kunststofvezel pigmenten met een kleur gelijk aan die van het substraat, waarin de vezel is ingebed.

Bij voorkeur is de kunststofvezel, toegepast bij de uitvinding ononderbroken, omdat dit de vervaardiging van het veiligheidspapier 35 volgens de uitvinding vergemakkelijkt. Het optreden van een breuk in de 1026430 11 vezel in het veiligheidspapier als gevolg van gebruik vormt geen probleem, omdat een dergelijke breuk de luminescentie-eigenschappen s niet aantast en derhalve verificatie van de echtheid van het papier nog i Jgped mogelijk is. Ook magnetische detectie, indien van toepassing, is 5 ;g]een probleem bij een gebroken vezel. Dit in tegenstelling tot '» i : verificatie door geleidbaarheidsmetingen bij gemetalliseerde veiligheidsdraden, waar een breuk grote problemen bij de detectie veroorzaakt.

Bij voorkeur is de vezel kleurloos in het zichtbare gebied of 10 heeft een kleur overeenkomend met die van het substraat waarin deze ingebed is, en met voordeel heeft deze een brekingsindex welke sterk overeenkomt met die van het substraat. Beide voorkeurseigenschappen dragen bij aan een vermindering van de zichtbaarheid van de vezel in het papier met het blote oog.

15 De lengte van de draden in het voorgestelde veiligheidskenmerk wordt mede bepaald door de afmetingen van het veiligheidsdocument waarin het kenmerk is opgenomen. De lengte van de vezels, toegepast bij de uitvinding, is vele malen (tenminste 10 maal) groter dan die van de gebruikelijke veiligheidsvezels.

20 Wanneer het veiligheidspapier volgens de uitvinding een oppervlak met ten minste twee evenwijdige zijden bezit, heeft het de voorkeur dat de kunststofvezel zich tussen evenwijdige zijden uitstrekt, meer bij voorkeur volgens een rechte lijn. Een rechtlijnig georiënteerde kunststofvezel laat zich gemakkelijker als echt herkennen dan een 25 kunststofvezel met een willekeurige oriëntatie tussen twee zijden van het veiligheidspapier. Ook een kunststofvezel, waarvan de vorm in de lengterichting daarvan een zich herhalend patroon omvat, is goed herkenbaar. Voorbeelden van een dergelijk verloop van de kunststofvezel(s) omvatten een sinusolde, zaagtand, blokvorm, etc..

30 Bij een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de werkelijke oriëntatie van de kunststofvezel d.w.z. het verloop in het veiligheidspapier vastgelegd in een geheugen, bijvoorbeeld een IC, dat in het veiligheidspapier is voorzien. De vezeloriëntatie kan ook buiten het veiligheidspapier zijn vastgelegd in een extern geheugen of 35 databank. De oriëntatie zal voor elke vezel enigszins verschillend 1026430 12 I zijn, en in elk document anders. Een dergelijk min of meer toevallig I verloop kan eveneens gebruikt worden als individueel kenmerk van het I document en op enigerlei wijze vastgelegd worden in een externe I database of in het document zelf.

5 Bij nog een andere uitvoeringsvorm omvat het veiligheidspapier meerdere op afstand van elkaar gelegen evenwijdige luminescerende I kunststofvezels. Omdat de kunststofvezels op afstand van elkaar zijn I gelegen, zijn de emissies daarvan afzonderlijk waarneembaar en/of I meetbaar. De kunststofvezels kunnen een identieke emissie vertonen bij I 10 een bepaalde excitatiegolflengte. De vezels kunnen identieke emissies I in het zichtbare gebied vertonen bij een bepaalde excitatiegolflengte, I doch buiten het zichtbare gebied verschillende emissiespectra hebben.

I De vezels kunnen bij excitatie met een bepaalde golflengte onderling I verschillen in emissiegolflengte. De vezels kunnen bij dezelfde I 15 golflengten geëxciteerd worden en emitteren. De afvalcurve kan daarbij verschillen (vgl. US 6402986)

Meer bij voorkeur omvat het veiligheidspapier meerdere op afstand van elkaar gelegen evenwijdige kunststofvezels, die in groepen zijn gerangschikt, welke groepen een code definiëren. Naast de individuele 20 emissies van de afzonderlijke kunststofvezels vormt de code een aanvullend veiligheidskenmerk, dat desgewenst in een extern of intern geheugen kan zijn opgeslagen. Met voordeel heeft een dergelijke groep een breedte, gezien in dwarsrichting op de lengterichting van de vezels, in het gebied van 2 tot 50 mm. De oriëntatie van meerdere 25 vezels kan als code worden opgeslagen in een intern of extern geheugen. De code zal met voordeel versleuteld zijn en via geschikte encryptie-en decryptietechnieken uitgelezen kunnen worden en vergeleken met het werkelijk aanwezige verloop van de betreffende vezels.

Met voordeel omvat de kunststofvezel nog een aanvullend 30 veiligheidskenmerk, in het bijzonder een magnetisch detecteerbare verbinding en/of een met behulp van microgolven detecteerbare verbinding.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm is het veiligheidspapier opgebouwd uit meerdere papierlagen, waarbij het veiligheidskenmerk 35 tussen twee aangrenzende lagen is opgenomen.

1026430 13

Bij nog een verdere uitvoeringsvorm komen de emissiegolflengten van de luminescerende kunststofvezels in het zichtbare gebied overeen met de nationale kleuren van een staat, bijvoorbeeld in de volgorde van de nationale vlag.

5 Een voorkeurspositie van de kunststofvezel in een van een watermerk voorzien veiligheidspapier is het gebied van het watermerk, teneinde de zichtbaarheid van de luminescentie van de luminescerende vezeldraden optimaal te doen zijn. In de lichtere delen van het watermerk zal de luminescentie anders waarneembaar zijn dan in de 10 donkere delen ervan. Met een techniek zoals voorgesteld in FR 2 804 448 is mogelijk om met behulp van een watermerk zeer lichte delen in een document aan te brengen. In dergelijke lichte delen is de luminescentie van een vezel duidelijker waarneembaar dan in de donkere delen. De variatie van de luminescentie-intensiteit van een ingebedde vezel kan, 15 in het licht van bovenstaande, een additionele controle vormen op de aanwezigheid van een watermerk in een veiligheidsdocument in het bijzonder wanneer de luminescerende vezels ingebracht worden bij een meerlaagspapier tussen de samenstellende lagen.

Het veiligheidspapier volgens de uitvinding kan in 20 veiligheidsdocumenten worden toegepast. Dergelijke veiligheidsdocumenten omvatten bijvoorbeeld bankbiljetten, andere waardedocumenten die een bepaalde geldwaarde vertegenwoordigen zoals cheques en creditkaarten, reistickets zoals vliegtuigtickets, toegangsbiljetten, maar ook identiteitsdocumenten zoals rijbewijzen en 25 paspoorten, Een voorkeurstoepassing betreft een bankbiljet.

De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van veiligheidspapier met een luminescentie vertonend veiligheidskenmerk, omvattende het aanbrengen van ten minste een luminescerende kunststofvezel uit een kunststof en een luminescerende 30 verbinding, welke luminescerende kunststofvezel geen excitatie in het zichtbare gebied ondergaat, waarvan de emissie met het blote oog in daglicht waarneembaar is met zodanige maximale dwarsafmetingen in het gebied van 2-50 micrometer, dat deze tijdens gebruik (op normale leesafstand) met het blote oog in daglicht niet zichtbaar is in zowel 35 reflectie als transmissie, in een substraatmatrix, zodanig dat de 1026430 14 kunststofvezel zich uitstrekt tussen ten minste twee zijden van het veiligheidspapier.

Zoals eerder opgemerkt kan men kunststofvezels spinnen waarbij , 'tijdens het spinnen luminescerende en desgewenst bijvoorbeeld 5. magnetische detectèerbare stoffen in de kunststofmatrix worden ' I ! opgenomen. Kunststofvezels kunnen ook pas na het spinnen van luminescerende en desgewenst magnetische eigenschappen worden voorzien. Men kan een draad van vezels samenstellen uit een bundel van vezels met identieke luminescenties. Het is ook mogelijk om een heterogene bundel 10 samen te stellen waarin de individuele vezels in een bundel niet- identieke excitatie-, emissie- en desgewenst magnetische eigenschappen hebben. Een draad, bestaande uit een bundel van individuele draden met dezelfde of verschillende luminescerende en/of magnetische eigenschappen zal, afhankelijk van de diameter van de vezels, bestaan 15 uit minimaal twee (2) tot enkele honderden (n x 100) individuele vezels. De bundel wordt nu zodanig in veiligheidspapier verwerkt dat de individuele vezels uit de bundel geïsoleerd van elkaar in het substraat van veiligheidspapier ingebed worden. Bij de verdeling van de vezels is het van belang om het latere gebruik van het veiligheidspapier met 20 veiligheidskenmerk in ogenschouw te nemen. Bijvoorbeeld worden vezels met een uitsluitend visueel waarneembare luminescentie bij voorkeur niet ingebed in een document of papier, waarvan later een groot deel zodanig bedrukt zal worden dat als gevolg daarvan de luminescentie van de vezels visueel niet goed waarneembaar is. Wanneer de vezels 25 luminescenties bezitten die liggen buiten het absorptiegebied van de toegepaste drukinkten en/of wanneer de emissies zeer helder zijn dan kunnen de vezels ook in de later te bedrukken gedeelten worden opgenomen; de luminescenties zijn dan waarneembaar/meetbaar met daarvoor geschikte hulpmiddelen.

30 Zoals hierboven is uiteengezet, wordt de een of meerdere luminescerende vezel met voordeel tussen twee evenwijdige zijden van het veiligheidspapier aangebracht.

Om individuele op afstand van elkaar gelegen en bij voorkeur evenwijdige vezels vanuit een bundel vezels in het papier op te nemen 35 zodat de vezels individueel goed waarneembaar zijn in een document, 1026430 15 laat men een bundel vezels via een verdeelinrichting lopen alvorens de vezels opgenomen worden in de papiermassa. Een verdeelinrichting kan t ook meerdere van dergelijke al dan niet identieke verdelergebieden , pijivatten. Door de vorm van de verschillende verdelergebieden te 5 ; vhriëren kan men bereiken dat er in een bepaald gebied van het document ; meer of minder vezels aanwezig zijn per lengte-eenheid loodrecht op de overheersende vezelrichting. Op deze manier is het mogelijk bijvoorbeeld de luminescentie-intensiteit per deelgebied van het document, te variëren. Dit biedt de mogelijkheid om een gewenst patroon 10 te maken of een bepaalde code met behulp van de vezels. Bij een andere variant, waarbij de kunststofvezel een aanvullend veiligheidskenmerk omvat, kunnen de luminescenties identiek zijn, maar het aanvullende veiligheidskenmerk afwijkend, zodat de code door de variatie van het aanvullende veiligheidskenmerk wordt gegenereerd. Gebruikelijk zal men 15 uit een papierbaan, waarin de luminescerende kunststofvezels in de lengterichting lopen, door snijden vellen veiligheidspapier vervaardigen.

De uitvinding wordt hierna aan de hand van de tekening nader uiteengezet, waarin: 20 Fig 1 toont een veiligheidsdocument in de vorm van een bankbiljet met een aantal bekende veiligheidskenmerken en het veiligheidskenmerk volgens de uitvinding; en

Fig 2 toont een schematische uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding.

25 In Fig 1 is een veiligheidsdocument 10 weergegeven in de vorm van een bankbiljet. Nadrukkelijk dient te worden opgemerkt dat vanwege de duidelijkheid de diverse elementen van het bankbiljet 10 niet op schaal zijn weergegeven. Het bankbiljet 10 omvat veiligheidskenmerken 12 volgens de uitvinding in vier gebieden, aangeduid met 12a, 12b, 12c en 30 12d. Daarnaast bevat het bankbiljet 10 een aantal gebruikelijke kenmerken zoals een watermerk 14, een veiligheidsdraad 16 en een optisch actief element in de vorm van een folie 18. Het bankbiljet 10 heeft de vorm van een rechthoek met paarsgewijs evenwijdige zijden 19a, resp. 19b. Veiligheidskenmerk 12a bestaat uit een groep van 4 35 evenwijdige, op enige afstand van elkaar gelegen luminescerende 1026430 16 kunststofvezels 20, die zich tussen de lange zijden 19b van het bankbiljet 10 uitstrekken. De vezels van veiligheidskenmerk 12a zijn gedeeltelijk in het watermerk 14 gelegen. Kenmerk 12b bestaat uit een groep van 3 evenwijdige luminescerende kunststofvezels, die op een 5 kortere afstand van elkaar zijn gelegen dan de kunststofvezels van kenmerk 12a. Deze lopen eveneens evenwijdig aan de korte zijden 19a van het bankbiljet. De breedte van kenmerk 12a is groter dan die van kenmerk 12b. Tezamen kunnen de kenmerken 12a en 12b een code vormen. De luminescerende vezels in het kenmerk 12a vertonen dezelfde emissie in 10 het zichtbare gebied, bijvoorbeeld oranje. De luminescerende vezels in het kenmerk 12b vertonen verschillende emissies, bijvoorbeeld van links naar rechts rood, wit en blauw, de kleuren van de vlag van Nederland. Kenmerk 12c omvat een enkele luminescerende kunststofvezel, die zich op een kronkelende wijze, d.w.z. niet-rechtlijnig, tussen de lange zijden 15 19b van het bankbiljet 10 uitstrekt. Veiligheidskenmerk 12d bestaat uit vier luminescerende kunststofvezels, die zich vanaf een gemeenschappelijk punt aan een korte zijde 12d van het bankbiljet 10 op uiteenlopende wijze uitstrekken tot aan een aangrenzende lange zijde 19b. Alle kunststofvezels bezitten een ronde doorsnede met een diameter 20 van 20 micrometer.

in Fig. 2 is een schematische voorstelling gegeven van het inbedden van luminescerende polymere vezels 20 in een tweelaagspapier 38 bestaande uit laag 34a en 36. In het algemeen is het bij maken van tweelaagspapier met een rondzeefmethode zo dat één laag dikker is dan 25 de andere laag, noodzakelijk is dit echter niet. In de dikkere laag wordt het watermerk (gebied 14) aangebracht. De vezels 20 (slechts 1 zichtbaar in dit zij-aanzicht) worden vanuit een bundel vezels, aangeduid met verwijzingscijfer 30, verdeeld met behulp van een verdeelinrichting 32 en aan de binnenzijde van de laag 34 en 36 30 aangebracht. Voor de laag 36 betekent dit dat deze inbedding plaatsvindt aan de viltzijde van de papierlaag 36, en dus aan de zijde waar het watermerk 14 niet primair gevormd wordt. In plaats van een mechanische verdeelinrichting 32 kunnen de afzonderlijke vezels ook met behulp van gerichte stralen van een gasvormig medium, zoals lucht, 35 worden gepositioneerd.

1026430 17

De verdeelinrichting 32 zelf, of de geleiders voor de afzonderlijke vezels, kunnen in dwarsrichting op de lengterichting van de papierlagen beweegbaar zijn opgesteld, zodat de vorm van de vezels i in de lengterichting een gestuurd, bij voorkeur zich herhalend patroon 5 ;(bijv. sinusoïde) kan worden meegegeven door verplaatsing van de ‘ I ^ • verdeelinrichting of geleiders daarvan.

Bij de productie van eenlaagspapier kunnen de polymere vezels ingebracht worden op een manier die bekend is van het inbrengen van veiligheidsdraden in dit soort papier op een langzeef zowel als op een 10 rondzeef.

Voorbeelden van de vervaardiging van dergelijke vezels op zich zijn onder meer in DE 19802588 beschreven.

Een kunststofvëzel volgens de uitvinding kan gemaakt worden door een kleurloos pigment te mengen met een smelt van bijvoorbeeld polymeer celluloseacetaat of een derivaat daarvan, de smelt door een spinkop te persen en vervolgens door strekken de diameter van de gesponnen vezels op de gewenste waarde te brengen.

In geval er niet-oplossende pigmenten worden gebruikt zal de pigmentbelading van de uiteindelijke vezel liggen tussen 1 en 10% (m/m) . Deze belading is afhankelijk van de uiteindelijke diameter van de vezel en de luminescentie-intensiteit van het te gebruiken pigment. De gemiddelde deeltjesgrootte van niet-oplosbare pigmenten ligt bij voorkeur beneden de 20pm en meer in het bijzonder beneden de 5 pm.

Pigmenten welke zeer geschikt zijn om verwerkt te worden in de luminescerende kunststofvezels zijn veelal op basis van anorganische luminoforen; dit voornamelijk vanwege temperatuurstabiliteit en lichtechtheid van dergelijke pigmenten. Voorbeelden omvatten de pigmenten, verkrijgbaar bij de firma Honeywell Speciality Chemicals Seelze GmbH zoals CD 128, CD 144, CD 145, CD 110, Cd 135 CD 105 en CD 106. Andere bedrijven zoals Nemoto (Japan) leveren soortgelijke pigmenten. De emissies van bovengenoemde pigmenten berusten soms op die van lanthaniden in een waardrooster en voor andere verbindingen op de luminescenties van overgangsmetalen in een specifiek rooster. Nanomaterialen bezitten in het algemeen een lagere emissie-intensiteit, en zijn daardoor voor een visuele beoordeling minder geschikt. Voor 1026430 18 meting komen deze materialen wel in aanmerking.

'f(T2T6'f30

Claims (22)

1. Veiligheidspapier, omvattende een door zijden begrensd substraatoppervlak, ten minste voorzien van een luminescentie vertonend veiügheidskenmerk, met het kenmerk dat het veiligheidskenmerk (12) ten minste een luminescerende kunststofvezel (20) uit een kunststof en ten 5 minste een luminescerende verbinding omvat, waarbij de kunststofvezel zodanige maximale dwarsafmetingen in het gebied van 2-50 micrometer bezit, dat deze op normale leesafstand met het blote oog in daglicht niet zichtbaar is in zowel reflectie als transmissie, en de kunststofvezel zich uitstrekt tussen ten minste twee zijden (19a, 19b) 10 van het veiligheidspapier (38), en de luminescerende kunststofvezel (20) geen excitatie door daglicht ondergaat waarvan de emissie met het blote oog in daglicht waarneembaar is.

2. Veiligheidspapier volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de 15 kunststofvezel (20) ononderbroken is.

3. Veiligheidspapier volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de kunststofvezel (20) kleurloos is in het zichtbare gebied. 20

4. Veiligheidspapier volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de kunststofvezel (20) een brekingsindex overeenkomend met die van het omringende substraat heeft.

5. Veiligheidspapier volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de kunststofvezel (20) een kleur heeft overeenkomend met die van het omringende substraat.

6. Veiligheidspapier volgens één van de voorgaande conclusies, met 30 het kenmerk dat de kunststofvezel (20) een lichtverstrooiingsgedrag heeft overeenkomend met dat van het omringende substraat. 1026430

7. Veiligheidspapier volgens één van de voorgaande conclusies, waarvan het oppervlak ten minste twee evenwijdige zijden bezit, met het kenmerk dat de kunststofvezel (20) zich tussen twee evenwijdige zijden j , '(19a, 19b) uitstrekt. 5 ( !

8. Veiligheidspapier volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de kunststofvezel (20) zich volgens een rechte lijn tussen evenwijdige zijden (19a, 19b) uitstrekt.

9. Veiligheidspapier volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de kunststofvezel (20) een willekeurige niet-rechte oriëntatie bezit.

10. Veiligheidspapier vólgens een van de voorgaande conclusies 1-7, met het kenmerk dat de vorm van de kunststofvezel in de lengterichting 15 daarvan een zich herhalend patroon omvat.

11. Veiligheidspapier volgens een van de conclusie 7-9, met het kenmerk dat de oriëntatie van de kunststofvezel (20) in een geheugen, voorzien in het veiligheidspapier, is vastgelegd.

12. Veiligheidspapier volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het veiligheidspapier meerdere op afstand van elkaar gelegen evenwijdige kunststofvezels (20) omvat, die in groepen (12a, 12b) zijn gerangschikt, welke groepen een code definiëren. 25

13. Veiligheidspapier volgens conclusie 12, met het kenmerk dat een groep een breedte, gezien in dwarsrichting op de lengterichting van de vezels, in het gebied van 2 tot 50 mm, heeft.

14. Veiligheidspapier volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de kunststofvezel (20) tevens een aanvullend, ander veiligheidskenmerk, in het bijzonder een magnetisch detecteerbare verbinding omvat.

15. Veiligheidspapier volgens een van de voorgaande conclusies, met 1026430 het kenmerk dat het papier uit meerdere papierlagen is opgebouwd, waarbij het veiligheidskenmerk tussen twee aangrenzende lagen (34, 36) , is opgenomen. Γ I ‘ ; 5 11:6. Veiligheidspapier volgens een van de voorgaande conclusies, met ’ i i : het kenmerk dat de emissiegolflengten van de luminescerende kunststofvezels in het zichtbare gebied overeenkomen met de nationale kleuren van een staat.

17. Veiligheidspapier volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de luminescerende kunststofvezel (20) is voorzien in een gebied met een watermerk (14).

18. Veiligheidsdocument, in het bijzonder een bankbiljet (10), 15 vervaardigd uit veiligheidspapier volgens een van de voorgaande conclusies.

19. Werkwijze voor het vervaardigen van veiligheidspapier met een luminescentie vertonend veiligheidskenmerk, omvattende het aanbrengen 20 van ten minste een luminescerende kunststofvezel (20) uit een kunststof en een luminescerende verbinding, welke luminescerende kunststofvezel geen excitatie door daglicht ondergaat waarvan de emissie met het blote oog in daglicht waarneembaar is, met zodanige maximale dwarsafmetingen in het gebied van 2-50 micrometer, dat deze tijdens gebruik met het 25 blote oog in daglicht niet zichtbaar is in zowel reflectie als transmissie, in een substraatmatrix, zodanig dat de kunststofvezel (20) zich uitstrekt tussen ten minste twee zijden (19a, 19b) van het veiligheidspapier.

20. Werkwijze volgens conclusie 19, met het kenmerk dat de luminescerende vezel (20) tussen twee evenwijdige zijden van het veiligheidspapier wordt aangebracht.

21. Werkwijze volgens conclusie 19 of 20, met het kenmerk dat 35 meerdere luminescerende vezels met een verdeelinrichting (32) op 1026430 afstand en evenwijdig aan elkaar in de substraatmassa worden aangebracht.

22. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 19-21, met het 5 kenmerk dat de luminescerende vezel tussen twee lagen (34, 36) van het substraat van het veiligheidspapier wordt opgenomen.

23. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 19-22, met het kenmerk dat de kunststofvezel (20) tevens een aanvullend, ander 10 veiligheidskenmerk, in het bijzonder een magnetisch detecteerbare verbinding omvat. 1026430