WO2009003588A1 - Sicherheitsmerkmal und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

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WO2009003588A1
WO2009003588A1 PCT/EP2008/004923 EP2008004923W WO2009003588A1 WO 2009003588 A1 WO2009003588 A1 WO 2009003588A1 EP 2008004923 W EP2008004923 W EP 2008004923W WO 2009003588 A1 WO2009003588 A1 WO 2009003588A1
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laser
marker
carrier
marking
opening
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PCT/EP2008/004923
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André Gregarek
Manfred Heim
Bernhard Wiedner
Original Assignee
Giesecke & Devrient Gmbh
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Priority to US12/665,214 priority patent/US8573650B2/en
Priority to EP08773511A priority patent/EP2164708B1/de
Priority to CN200880023010XA priority patent/CN101754862B/zh
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/14—Security printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29—Securities; Bank notes
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    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/267—Marking of plastic artifacts, e.g. with laser
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    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/28—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using thermochromic compounds or layers containing liquid crystals, microcapsules, bleachable dyes or heat- decomposable compounds, e.g. gas- liberating

Definitions

  • the invention relates to a security feature for a security element, a security paper or a data carrier which has a carrier, in which at least one through opening and at least one passport registered to the continuous opening are to be introduced.
  • the invention relates to a method for producing such a security feature and to a security element, a security paper and a data carrier having such a security feature.
  • the object of the present invention is to further improve security elements, security papers and data carriers of the type mentioned above with regard to their security against imitation.
  • the support is provided with a laser-modifiable marking substance at least in the region of the marking to be generated, and
  • Bl is introduced by the action of laser radiation at higher laser power at least one through opening in the carrier
  • the laser-modifiable marking substance in the marking region is modified by the action of laser radiation at a lower laser power, thus producing at least one marking passed through the continuous opening.
  • steps bl) and b2 are arbitrary. It can first step bl) and then step b2) or only step b2) and then step bl) are executed.
  • the inventive method relates to the production of a security feature that in a separate security element for application to or for introduction into a data carrier, in a security paper or a security film for the production of documents of value or the like, or in a data carrier, such as a banknote, ID card or the like may be present. It is only essential that the security element, security paper or the data carrier provides a carrier for the security feature, in which the through openings and the passported markings are introduced. Even though, for the sake of simplicity, the term “openings” and “markings” usually refers to the following, it is always understood that according to the invention Also, only a single opening and a single mark can be provided in the carrier.
  • At least one continuous opening and at least one adapted marking are produced without spacing into one another.
  • This can be achieved, for example, by continuously guiding the laser beam along the opening to be cut and the marking to be cut, thereby reducing the laser energy at the junction of the opening to be cut and the mark to be inserted, namely by a high laser energy for cutting, the carrier exceeds the energy required to a lower energy level, which is no longer sufficient to cut the carrier, but still above the reaction energy of the marker.
  • the opening and the marking are generated in the same operation with the same laser beam and are therefore highly accurately matched.
  • At least one through opening and at least one registered marking can be produced spaced apart from one another.
  • the laser energy in the intermediate space between the opening to be cut and the mark to be introduced can be lowered to zero or at least to a value below the reaction energy of the marking substance.
  • the opening, gap and marking are generated in the same operation with the same laser beam and are so highly accurately matched.
  • the support can advantageously be kept free of laser-modifiable marking substance in the area of the through openings, so that concluded that the edge region of the openings is modified by the laser beam.
  • the carrier can also be provided with laser-modifiable marking material in the area of the through openings, so that the laser-modifiable marking substance in the vicinity of the openings is modified by the cutting laser beam when introducing the through openings.
  • near area of the openings also includes, in addition to the edge area directly adjoining the opening, an area which, with a certain small distance, lies close to the opening. The small distance can be a few tenths of a millimeter or a few millimeters, depending on the application.
  • the carrier in an advantageous variant of the invention it is coated on its surface with the marker, for example by a printing process.
  • the marking substance is introduced into the volume of the carrier.
  • different methods are available.
  • the marker can advantageously be mixed with the sheet formation of the paper pulp.
  • a further advantageous possibility is to introduce the marking substance into the volume of the paper substrate in an immersion bath or to impregnate the paper substrate in a size press with the marking substance.
  • the marking substance can likewise be introduced into the volume of the film during the production of the film or subsequently by means of an impregnation step.
  • thermoreactive colored pigments such as ultramarine blue, can be used for this purpose.
  • the through openings can be produced in particular in the form of perforations, cuts or extended window areas.
  • the carrier in which the carrier is also provided with a laser-modifiable marking substance in the region of the openings, it can be modified in particular in an edge region adjoining the openings to be produced by the action of laser radiation.
  • laser-modifiable effect pigments are used as the laser-modifiable marker.
  • Such effect pigments are available to the person skilled in the art with different properties, in particular with regard to their body color, the color change under laser action, the threshold energy and the required laser wavelength. Even effect pigments, which on laser irradiation do not show (only) their visible color but their infrared-absorbing, magnetic, electrical or change luminescent properties are known in the art.
  • the modification of the effect pigments can be carried out with laser radiation in the ultraviolet, visible or infrared spectral range, for example with a CO 2 laser with a wavelength of 10.6 ⁇ m.
  • a pigment-free laser-modifiable marker is used.
  • Pigment-free marking substances can also be applied to the support or introduced into the support volume, for example as a stitch or printing ink.
  • Pigment-free marking materials can be used to create a coating of high transparency, in which a high-speed, high-intensity marking can be introduced by laser action at high speed.
  • Pigment-free marking substances can be modified by laser radiation in the ultraviolet, visible or infrared spectral range, for example with the 10.6 ⁇ m radiation of a CO 2 laser.
  • non-limiting examples of pigment-free, laser-modifiable marking substances are given in the publications WO 02/101462 A1, US Pat. No. 4,343,885 and EP 0290 750 B1, the disclosure of which is incorporated in the present specification to this extent.
  • the invention also encompasses a security element for security papers, documents of value and the like having a security feature produced according to the method described, wherein the security element has a carrier in which at least one through opening and at least one marking registered through the opening are introduced by the action of laser radiation, and the contains a laser-modified marker in the region of the marker.
  • a security element may, for example, be in the form of a security thread, a label, a transfer element or a covering film for a window covering. rich or a hole in a value document, such as a banknote to be trained.
  • the invention also encompasses a security paper for the production of documents of value or the like, having a security feature produced according to the method described, wherein the security paper has a carrier, into which at least one through opening and at least one matched to the continuous opening by the action of laser radiation Label are introduced and contains an Iaser-modified marker in the region of the label.
  • the security paper has a carrier, into which at least one through opening and at least one matched to the continuous opening by the action of laser radiation Label are introduced and contains an Iaser-modified marker in the region of the label.
  • the invention further includes a data carrier with a security feature produced by the method described, in particular a document of value, such as a banknote, identity card or the like, wherein the data carrier has a carrier in which by the action of laser radiation at least one through opening and at least one through opening and a laser-modified marker is included in the region of the marker.
  • a data carrier with a security feature produced by the method described, in particular a document of value, such as a banknote, identity card or the like, wherein the data carrier has a carrier in which by the action of laser radiation at least one through opening and at least one through opening and a laser-modified marker is included in the region of the marker.
  • the latter can also be provided with a security element according to the invention or can be produced from a security paper according to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a banknote having a feature area according to the invention
  • FIG. 2 is a detail view of the feature area of FIG. 1; FIG.
  • Fig. 3 shows schematically the time course of the laser energy in the
  • FIG. 1 and 2 show a schematic representation of a banknote 10, which is provided in a feature area 12 according to the invention, shown in more detail in FIG. 2, with a laser hole and an associated, highly accurately-matched marking.
  • a continuous opening 14 was cut into the paper substrate 16 of the banknote 10 in the feature area 12 by the action of laser radiation.
  • the opening 14 is at several points directly into a colored, for example, red mark 18, which is formed in the embodiment by a series of patch pentagons, and which is highly precisely adapted to the opening 14.
  • the paper substrate 16 was laser cut in the region 20 of the to be produced.
  • ing mark provided with a laser-modifiable marker, which shows the desired color change upon exposure to laser radiation.
  • Fig. 3 shows schematically the time course 30 of the laser energy during laser cutting.
  • the threshold energy required for cutting the paper substrate 16 is denoted by EM, with EM the reaction energy of the marking substance, at the crossing of which the desired reaction, in the exemplary embodiment the red color change, takes place.
  • a laser beam with a high laser energy EH is generated, which exceeds the threshold value Es for cutting the paper substrate 16, and the laser beam is guided in such a way that a section 14-1 (FIG. 2) of the opening 14 is cut ,
  • the laser power is reduced for a time interval tL to a lower laser energy EL, which is no longer sufficient for cutting the substrate 16, but is still above the reaction energy EM of the marking substance.
  • the laser beam is guided in the marking area 20 in the form of a pentagonal section 18-1 of the desired marking 18.
  • the laser energy is again increased to the laser energy EH for a time interval tH and the next section 14-2 of the opening is cut.
  • the next portion 18-2 of the marker 18 is generated. This process continues until the entire opening 14 and the entire marking 18 are completed are placed. Since the opening 14 and the mark 18 are produced in the same operation with the same laser beam, they are highly precisely matched.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of the invention, in which the through opening 14 and the highly accurately registered mark 28 are generated spaced from each other.
  • the laser energy is lowered back to Eo, the laser beam is returned to the edge point 14-R of the opening 14 and the cutting of the opening continues. In this way, an opening 14 and a highly accurately registered, spaced mark 28 are formed.
  • edge 38 during laser cutting results from the essentially Gaussian spatial energy distribution of the cutting laser beam. While the threshold energy Es required for cutting the substrate 16 is exceeded in an inner region of the cutting laser beam, the energy density of the cutting laser beam falls outside the laser beam. spots continuously down to zero. There is therefore an outer region of the cutting laser beam in which the local energy lies between EM and Es, so that a color change of the marker is induced in this region, but the substrate is not cut. In this way, the paper substrate 16 is laser engraved in an edge region 38 of the cut opening 14 in perfect registration with the opening 14 and the mark 18. The width of the colored edge region 38 depends on the beam profile of the laser beam, the reaction energy of the marker used and the material properties of the substrate 16.
  • the modified edge region of the opening may even be greater than the beam extent.
  • the marking material is removed or destroyed directly next to the cut edge of the opening 14 and is modified only from a certain small distance from the cutting edge. If, for example, the marking substance is ablated or destroyed above a laser energy ED, where EM ⁇ ED ⁇ Es, the marking substance is ablated in an inner edge area of the laser beam in which the local energy E D ⁇ E ⁇ Es holds an outermost edge region of the laser beam in which EM ⁇ E ⁇ ED applies modified.
  • an opening 14 is then formed which, in addition to the highly accurately calibrated marking 18, has a perfectly adjusted modification region which circulates at a small distance around the edge of the opening 14.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals für ein Sicherheitselement, ein Sicherheitspapier oder einen Datenträger, das einen Träger (16) aufweist, in den zumindest eine durchgehende Öffnung (14) und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung (18) eingebracht werden sollen. Erfindungsgemäß ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass a) der Träger (16) zumindest im Bereich der zu erzeugenden Markierung (18) mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen wird (20), und b) im selben Arbeitsgang b1) durch Einwirkung von Laserstrahlung bei höherer Laserleistung zu mindest eine durchgehende Öffnung (14) in den Träger (16) einge bracht wird, und b2) durch Einwirkung von Laserstrahlung bei niedrigerer Laserleistung der lasermodifizierbare Markierungsstoff im Markierungsbereich (20) modifiziert und so zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung (18) erzeugt wird.

Description

Sicherheitsmerkmal und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsmerkmal für ein Sicherheitselement, ein Sicherheitspapier oder einen Datenträger, das einen Träger aufweist, in den zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung eingebracht werden sollen. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sicherheitsmerkmals sowie ein Sicherheitselement, ein Sicherheitspapier so- wie einen Datenträger mit einem solchen Sicherheitsmerkmal.
Ausweiskarten, wie beispielsweise Kreditkarten oder Personalausweise, werden oft mittels Lasergravur mit einer individuellen Kennzeichnung versehen. Auch das Erzeugen durchgehender Öffnungen in Wertdokumenten durch Laserschneiden ist seit Längerem bekannt. So ist beispielsweise in der Druckschrift DE 43 34 848 Cl ein Wertpapier mit einer von einer transparenten Abdeckfolie verschlossenen fensterartigen Durchbrechung beschrieben, die durch einen Laserschneidevorgang erzeugt werden kann.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Sicherheitselemente, Sicherheitspapiere und Datenträger der eingangs genannten Art hinsichtlich ihrer Nachahmungssicherheit weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Hauptan- Spruchs gelöst. Ein entsprechendes Sicherheitselement, ein Sicherheitspapier sowie ein Datenträger mit einem solchen Sicherheitsmerkmal sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter ansprüche.
Gemäß der Erfindung ist bei einem gattungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass a) der Träger zumindest im Bereich der zu erzeugenden Markierung mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen wird, und
b) im selben Arbeitsgang
bl) durch Einwirkung von Laserstrahlung bei höherer Laserleistung zumindest eine durchgehende Öffnung in den Träger eingebracht wird, und
b2) durch Einwirkung von Laserstrahlung bei niedrigerer Laserleistung der lasermodifizierbare Markierungsstoff im Markierungsbereich modifiziert und so zumindest eine zur durchgehenden Öffnung ge- passerte Markierung erzeugt wird.
Die Reihenfolge der Schritte bl) und b2 ist beliebig. Es kann zunächst Schritt bl) und dann erst Schritt b2) oder aber auch erst Schritt b2) und anschließend Schritt bl) ausgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Herstellung eines Sicherheits- merkmals, das in einem separaten Sicherheitselement zum Aufbringen auf oder zum Einbringen in einen Datenträger, in einem Sicherheitspapier oder einer Sicherheitsfolie für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen, oder in einem Datenträger, wie etwa einer Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, vorliegen kann. Wesentlich ist dabei lediglich, dass das Sicherheitselement, Sicherheitspapier oder der Datenträger einen Träger für das Sicherheitsmerkmal bereitstellt, in den die durchgehenden Öffnungen und die dazu gepasserten Markierungen eingebracht werden. Auch wenn nachfolgend der Einfachheit halber meist von Öffnungen und Markierungen in der Mehrzahl gesprochen wird, versteht sich stets, dass erfindungsgemäß auch nur eine einzige Öffnung und eine einzige Markierung in dem Träger vorgesehen sein können.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante werden zumindest eine durchge- hende Öffnung und zumindest eine gepasserte Markierung ohne Abstand ineinander übergehend erzeugt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Laserstrahl kontinuierlich entlang der zu schneidenden Öffnung und der einzubringenden Markierung geführt wird und dabei die Laserenergie am Übergang der zu schneidenden Öffnung und der einzu- bringenden Markierung reduziert wird, und zwar von einer hohen Laserenergie, die die zum Schneiden das Trägers benötigte Energie übersteigt, auf einen niedrigeren Energiewert, der nicht mehr zum Schneiden des Trägers ausreicht, aber noch oberhalb der Reaktionsenergie des Markierungsstoffs liegt. Durch diese Maßnahme werden die Öffnung und die Markierung im selben Arbeitgang mit demselben Laserstrahl erzeugt und sind daher hochgenau aufeinander gepassert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante können zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine gepasserte Markierung voneinander beabstandet erzeugt werden. Dazu kann bei kontinuierlicher Führung des Laserstrahls die Laserenergie im Zwischenraum zwischen der zu schneidenden Öffnung und der einzubringenden Markierung auf Null oder zumindest auf einen Wert unterhalb der Reaktionsenergie des Markierungsstoffs abgesenkt werden. Dadurch werden Öffnung, Zwischenraum und Markierung im selben Arbeitgang mit demselben Laserstrahl erzeugt und sind so hochgenau aufeinander gepassert.
Der Träger kann mit Vorteil im Bereich der durchgehenden Öffnungen frei von lasermodifizierbarem Markierungsstoff gehalten werden, so dass ausge- schlossen ist, dass der Randbereich der Öffnungen durch den Laserstrahl modifiziert wird.
Alternativ kann der Träger auch im Bereich der durchgehenden Öffnungen mit lasermodifizierbarem Markierungsstoff versehen werden, so dass beim Einbringen der durchgehenden Öffnungen der lasermodifizierbare Markierungsstoff im Nahbereich der Öffnungen durch den schneidenden Laserstrahl modifiziert wird. Die Wendung "Nahbereich der Öffnungen" schließt dabei neben dem unmittelbar an die Öffnung anschließenden Randbereich auch einen Bereich ein, der mit einem gewissen kleinen Abstand nahe an der Öffnung liegt. Der kleine Abstand kann je nach Anwendung einige zehntel Millimeter oder auch einige Millimeter betragen.
Um den Träger mit dem Markierungsstoff zu versehen, wird er in einer vor- teilhaften Erfindungs Variante auf seiner Oberfläche mit dem Markierungsstoff beschichtet, beispielsweise durch ein Druckverfahren. Nach einer anderen ebenfalls vorteilhaften Variante der Erfindung wird der Markierungsstoff in das Volumen des Trägers eingebracht. Dafür stehen je nach Trägermaterial verschiedene Verfahren zur Verfügung.
Ist der Träger aus Papier gebildet, kann der Markierungsstoff mit Vorteil schon bei der Blattbildung der Papiermasse beigemischt werden. Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, den Markierungsstoff in einem Tauchbad in das Volumen des Papiersubstrats einzubringen oder das Pa- piersubstrat in einer Leimpresse mit dem Markierungsstoff zu imprägnieren. Ist der Träger aus einer Kunststofffolie gebildet, kann der Markierungsstoff gleichfalls bereits bei der Herstellung der Folie oder nachträglich durch einen Imprägnierungsschritt in das Volumen der Folie eingebracht werden. AIs Markierungsstoff kommen mit Vorteil Stoffe infrage, deren sichtbare Farbe durch die Einwirkung der Laserstrahlung verändert wird. Hierzu können beispielsweise thermoreaktive Farbpigmente, wie etwa Ultramarinblau, verwendet werden. Mit Vorteil können auch Markierungsstoffe einge- setzt werden, deren Infrarot-absorbierende, magnetische, elektrische oder lumineszierende Eigenschaften durch die Einwirkung der Laserstrahlung verändert wird. Sicherheitsmerkmale mit Öffnungen mit einem derartigen lasermodifiziertem Markierungsstoffbereich können insbesondere für die maschinelle Echtheitsprüfung eingesetzt werden. Auch der Einsatz einer Kombination verschiedener Markierungsstoffe kommt in Betracht, beispielsweise um sowohl eine visuelle als auch eine maschinelle Echtheitsprüfung des Sicherheitsmerkmals zu ermöglichen.
Die durchgehenden Öffnungen können insbesondere in Form von Perforati- onen, Schnitten oder ausgedehnten Fensterbereichen erzeugt werden.
In den Erfindungsvarianten, in denen der Träger auch im Bereich der Öffnungen mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen ist, kann dieser insbesondere in einem unmittelbar an die zu erzeugenden Öffnungen anschließenden Randbereich durch Einwirkung von Laserstrahlung modifiziert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Erfindungsvariante werden als lasermodifizierba- rer Markierungsstoff lasermodifizierbare Effektpigmente eingesetzt. Derarti- ge Effektpigmente stehen dem Fachmann mit unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere bezüglich ihrer Körperfarbe, dem Farbumschlag unter Lasereinwirkung, der Schwellenergie und der benötigten Laserwellenlänge zur Verfügung. Auch Effektpigmente, die bei Laserbestrahlung nicht (nur) ihre sichtbare Farbe, sondern ihre Infrarot-absorbierenden, magnetischen, elektri- schen oder lumineszierenden Eigenschaften verändern, sind dem Fachmann bekannt. Die Modifikation der Effektpigmente kann mit Laserstrahlung im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich beispielsweise mit einem Cθ2-Laser einer Wellenlänge von 10,6 μm erfolgen.
Bei einer weiteren ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante wird ein pigmentfreier lasermodifizierbarer Markierungsstoff eingesetzt. Auch pigmentfreie Markierungsstoffe können, etwa als Stich- oder Druckfarbe, auf den Träger aufgebracht oder in das Trägervolumen eingebracht werden. Mit pig- mentfreien Markierungsstoffen lässt sich eine Beschichtung hoher Transparenz erzeugen, in die durch Lasereinwirkung mit hoher Geschwindigkeit eine dauerhafte und kontrastreiche Markierung eingebracht werden kann. Pigmentfreie Markierungsstoffe können durch Laserstrahlung im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich beispielsweise mit der 10,6 μm-Strahlung eines Cθ2-Lasers modifiziert werden. Konkrete, nicht beschränkende Beispiele für pigmentfreie, lasermodifizierbare Markierungsstoffe sind in den Druckschriften WO 02/101462 Al, US 4,343,885 und EP 0290 750 Bl angegeben, deren Offenbarung insoweit in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.
Die Erfindung umfasst auch ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit einem nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Sicherheitsmerkmal, wobei das Sicherheitselement einen Träger aufweist, in den durch Einwirkung von Laserstrahlung zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung eingebracht sind und der einen lasermodifizierten Markierungsstoff im Bereich der Markierung enthält. Ein derartiges Sicherheitselement kann beispielsweise in Form eines Sicherheitsfadens, eines Etiketts, eines Transferelements oder einer Abdeckfolie für einen Fensterbe- reich oder ein Loch in einem Wertdokument, wie etwa einer Banknote, ausgebildet sein.
Daneben umfasst die Erfindung auch ein Sicherheitspapier für die Herstel- lung von Wertdokumenten oder dergleichen, mit einem nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Sicherheitsmerkmal, wobei das Sicherheitspapier einen Träger aufweist, in den durch Einwirkung von Laserstrahlung zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung eingebracht sind und der einen Ia- sermodifizierten Markierungsstoff im Bereich der Markierung enthält. Anstatt die Öffnungen direkt in das Sicherheitspapier einzubringen, kann dieses auch mit einem Sicherheitselement der oben beschriebenen Art versehen sein.
Die Erfindung enthält weiter einen Datenträger mit einem nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Sicherheitsmerkmal, insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, wobei der Datenträger einen Träger aufweist, in den durch Einwirkung von Laserstrahlung zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung eingebracht sind und der einen lasermodifizierten Markierungsstoff im Bereich der Markierung enthält. Anstatt die Öffnungen direkt in den Datenträger einzubringen, kann dieser auch mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement versehen sein oder aus einem erfindungsgemäßen Sicherheitspapier hergestellt sein.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß- stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Merkmalsbereich,
Fig. 2 eine Detailaufsicht auf den Merkmalsbereich von Fig. 1,
Fig. 3 schematisch den zeitlichen Verlauf der Laserenergie bei der
Erzeugung einer durchgehenden Öffnung und einer gepasser- ten Markierung in einem erfindungsgemäßen Verfahren, und
Fig. 4 und 5 Detailansichten auf Merkmalsbereiche nach weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die in einem in Fig. 2 genauer dargestellten, erfindungsgemäßen Merkmalsbereich 12 mit einem Laserloch und einer zugehörigen, hochgenau gepasserten Markierung versehen ist.
Mit Bezug auf die Aufsicht der Fig. 2 wurde im Merkmalsbereich 12 durch die Einwirkung von Laserstrahlung eine durchgehende Öffnung 14 in das Papiersubstrat 16 der Banknote 10 geschnitten. Die Öffnung 14 geht an mehreren Stellen direkt in eine farbige, beispielsweise rote Markierung 18 über, die im Ausführungsbeispiel durch eine Reihe aufgesetzter Fünfecke gebildet ist , und die hochgenau zur Öffnung 14 gepassert ist.
Um die Öffnung 14 und die Markierung 18 gepassert zu erzeugen, wurde das Papiersubstrat 16 vor dem Laserschneiden im Bereich 20 der zu erzeu- genden Markierung mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen, der bei Einwirkung von Laserstrahlung die gewünschte Farbänderung zeigt.
Während des Laserschneidens wird die Laserleistung gezielt variiert, um zwischen dem Schneiden des Papiers und der Modifizierung des Markierungsstoffs abwechseln zu können. Fig. 3 zeigt dazu schematisch den zeitlichen Verlauf 30 der Laserenergie beim Laserschneiden. Mit Es ist die zum Schneiden des Papiersubstrats 16 benötigte Schwellenergie bezeichnet, mit EM die Reaktionsenergie des Markierungsstoffs, bei deren Überschreiten die gewünschte Reaktion, im Ausführungsbeispiel der rote Farbumschlag, er- folgt.
Während eines Zeitintervalls tH wird ein Laserstrahl mit einer hohen Laser- energie EH erzeugt, die den Schwellwert Es zum Schneiden des Papiersubstrats 16 überschreitet und der Laserstrahl wird dabei so geführt, dass ein Teilstück 14-1 (Fig. 2) der Öffnung 14 geschnitten wird.
Dann wird die Laserleistung für ein Zeitintervall tL auf eine niedrigere La- serenergie EL reduziert, die nicht mehr zum Schneiden des Substrats 16 ausreicht, aber noch oberhalb der Reaktionsenergie EM des Markierungsstoffs liegt. Dabei wird der Laserstrahl im Markierungsbereich 20 in Form eines fünfeckigen Teilstücks 18-1 der gewünschten Markierung 18 geführt.
Anschließend wird die Laserenergie wieder für ein Zeitintervall tH auf die Laserenergie EH erhöht und das nächste Teilstück 14-2 der Öffnung geschnitten. In einem weiteren Zeitintervall tL mit niedriger Laserenergie EL wird das nächste Teilstück 18-2 der Markierung 18 erzeugt. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis die gesamte Öffnung 14 und die gesamte Markierung 18 fertig gestellt sind. Da die Öffnung 14 und die Markierung 18 im selben Arbeitsgang mit demselben Laserstrahl erzeugt werden, sind sie hochgenau aufeinander gepassert.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die durchgehende Öffnung 14 und die hochgenau gepasserte Markierung 28 voneinander beabstandet erzeugt werden. Dazu wird die Laserenergie in einem Zeitintervall to zwischen dem Laserschneiden (tH) und dem Lasermarkieren (tL) auf Null oder zumindest einen Wert Eo, der unterhalb der Reakti- onsenergie EM liegt, abgesenkt und der Laserstrahl in diesem Zeitintervall vom Rand 14-R der Öffnung 14 zu einem Anfangspunkt 28-R des einzubringenden Markierungsteilstücks geführt. Nach Fertigstellen des Markierungsteilstücks mit Laserenergie EL wird die Laserenergie wieder auf Eo abgesenkt, der Laserstrahl zum Randpunkt 14-R der Öffnung 14 zurückgeführt und das Schneiden der Öffnung fortgesetzt. Auf diese Weise entstehen eine Öffnung 14 und eine hochgenau gepasserte, beabstandete Markierung 28.
Bei dem in Fig. 5 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel ist nicht nur der Bereich der zu erzeugenden Markierung, sondern auch der Bereich der ein- zubringenden Öffnung mit dem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen. Auf diese Weise wird neben der wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erzeugten Markierung 18 beim Schneiden der Öffnung 14 ein Effektrand 38 erzeugt, der perfekt zur Öffnung 14 und zur Markierung 18 gepassert ist.
Das Entstehen dieses Effektrands 38 beim Laserschneiden rührt von der im Wesentlichen gaußförmigen räumlichen Energieverteilung des Schneidlaserstrahls her. Während in einem inneren Bereich des Schneidlaserstrahls die zum Schneiden des Substrats 16 benötigte Schwellenergie Es überschritten wird, fällt die Energiedichte des Schneidlaserstrahls außerhalb des Laser- spots kontinuierlich bis auf Null ab. Es existiert daher ein äußerer Bereich des Schneidlaserstrahls, in dem die lokal Energie zwischen EM und Es liegt, so dass in diesem Bereich eine Farbänderung des Markierungsstoffs induziert wird, das Substrat aber nicht geschnitten wird. Auf diese Weise wird das Papiersubstrat 16 beim Laserschneiden in einem Randbereich 38 der geschnittenen Öffnung 14 in perfekter Passerung zur Öffnung 14 und zur Markierung 18 eingefärbt. Die Breite des eingefärbten Randbereichs 38 hängt dabei vom Strahlprofil des Laserstrahls, der Reaktionsenergie des eingesetzten Markierungsstoffs und den Materialeigenschaften des Substrats 16 ab.
Neben der Modifikation des Markierungsstoffs durch die Laserstrahlung selbst kommt auch eine Modifikation durch die beim Laserstrahlschneiden erzeugte Wärme infrage. Auf diese Weise kann der modifizierte Randbereich der Öffnung sogar größer als die Strahlausdehnung sein.
Es ist auch möglich, dass der Markierungsstoff unmittelbar neben der Schnittkante der Öffnung 14 abgetragen oder zerstört wird und erst ab einem bestimmten kleinen Abstand von der Schnittkante modifiziert wird. Wird der Markierungsstoff beispielsweise oberhalb eine Laserenergie ED ab- getragen oder zerstört, wobei EM < ED < Es gilt, so wird der Markierungsstoff in einem inneren Randbereich des Laserstrahls, in dem für die lokale Energie ED < E < Es gilt, abgetragen und in einem weiter außen gelegenen Randbereich des Laserstrahls, in dem EM < E < ED gilt, modifiziert. Beim Laserschneiden entsteht dann eine Öffnung 14, die neben der hochgenau gepas- serten Markierung 18 einen perfekt gepasserten, in kleinem Abstand um den Rand der Öffnung 14 umlaufenden Modifikationsbereich aufweist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals für ein Sicher- heitselement, ein Sicherheitspapier oder einen Datenträger, das einen Träger aufweist, in den zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung eingebracht werden sollen, wobei bei dem Verfahren
a) der Träger zumindest im Bereich der zu erzeugenden Markierung mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen wird, und
b) im selben Arbeitsgang
bl) durch Einwirkung von Laserstrahlung bei höherer Laserleistung zumindest eine durchgehende Öffnung in den Träger eingebracht wird, und
b2) durch Einwirkung von Laserstrahlung bei niedrigerer Laserleistung der lasermodifizierbare Markierungsstoff im Markierungsbereich modifiziert und so zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumin- dest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine gepasserte Markierung ohne Abstand ineinander übergehend erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine gepasserte Markierung voneinander beabstandet erzeugt werden.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger im Bereich der durchgehenden Öffnungen frei von lasermodifizierbarem Markierungsstoff gehalten wird.
5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Träger auch im Bereich der durchgehenden Öffnungen mit lasermodifizierbarem Markierungsstoff versehen wird, so dass der lasermodifizierbare Markierungsstoff beim Einbringen der durchgehenden Öffnungen durch denselben Laserstrahl im Nahbereich der Öffnungen modifiziert wird.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger mit dem Markierungsstoff beschichtet wird.
7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Markierungsstoff in das Volumen des Trägers eingebracht wird.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus Papier gebildet ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Markierungsstoff bei der Blattbildung der Papiermasse beigemischt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Markierungsstoff in einem Tauchbad in das Volumen des Trägers eingebracht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger in einer Leimpresse mit dem Markierungsstoff imprägniert wird.
12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einer Kunststofffolie gebildet ist.
13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger mit einem Markierungsstoff versehen wird, dessen sichtbare Farbe durch die Einwirkung der Laserstrahlung verändert wird.
14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger mit einem Markierungsstoff versehen wird, dessen Infrarot-absorbierende, magnetische, elektrische oder lumines- zierende Eigenschaften durch die Einwirkung der Laserstrahlung verändert wird.
15. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehenden Öffnungen in Form von Perforationen, Schnitten oder ausgedehnten Fensterbereichen erzeugt werden.
16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der lasermodifizierbare Markierungsstoff in einem unmittelbar an die zu erzeugenden Öffnungen anschließenden Randbereich der Öffnungen durch Einwirkung von Laserstrahlung modifiziert wird.
17. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als lasermodifizierbarer Markierungsstoff lasermodi- fizierbare Effektpigmente eingesetzt werden.
18. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein pigmentfreier lasermodifizierbarer Markierungsstoff eingesetzt wird.
19. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen der Öffnungen und zum Modifizieren des Markierungsstoffs Laserstrahlung im ultravioletten oder sichtbaren Spektralbereich eingesetzt wird.
20. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen der Öffnungen und zum Modifizieren des Markierungsstoffs Laserstrahlung im infraroten Spektralbereich eingesetzt wird, insbesondere Laserstrahlung eines Cθ2-Lasers bei einer Wellenlänge von etwa 10,6 μm.
21. Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit einem Träger, in den durch Einwirkung von Laserstrahlung zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung eingebracht sind und mit einem lasermodifizierten Markierungsstoff im Bereich der Markierung, herstellbar nach einem der Ansprüche 1 bis 20.
22. Sicherheitspapier für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen, mit einem Träger, in den durch Einwirkung von Laserstrahlung zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchge- henden Öffnung gepasserte Markierung eingebracht sind und mit einem lasermodifizierten Markierungsstoff im Bereich der Markierung, herstellbar nach einem der Ansprüche 1 bis 20.
23. Datenträger, insbesondere Wertdokument, wie Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, mit einem Träger, in den durch Einwirkung von Laserstrahlung zumindest eine durchgehende Öffnung und zumindest eine zur durchgehenden Öffnung gepasserte Markierung eingebracht sind und mit einem lasermodifizierten Markierungsstoff im Bereich der Markierung, her- stellbar nach einem der Ansprüche 1 bis 20.
24. Verwendung eines Sicherheitselements nach Anspruch 21, eines Sicherheitspapiers nach Anspruch 22 oder eines Datenträgers nach Anspruch 23 zur Absicherung von Gegenständen beliebiger Art.
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