WO2010006805A2 - Sicherheitsdokument mit einem lichtleiter - Google Patents

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WO2010006805A2
WO2010006805A2 PCT/EP2009/005208 EP2009005208W WO2010006805A2 WO 2010006805 A2 WO2010006805 A2 WO 2010006805A2 EP 2009005208 W EP2009005208 W EP 2009005208W WO 2010006805 A2 WO2010006805 A2 WO 2010006805A2
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Malte Pflughoefft
Christian Kunath
Oliver Muth
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Bundesdruckerei Gmbh
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    • 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
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    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
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    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/1205—Testing spectral properties

Definitions

  • the invention relates to a value and / or security document, comprising a document body, which comprises a laminate formed from a plurality of substrate layers, in which a Lichtleit Quilt is formed.
  • the invention further relates to a method for producing such a value and / or security document.
  • the manner of embodiment of the optical waveguide structure constitutes a security feature for the value and / or security document.
  • the invention further relates to a method for verifying the value and / or security document with regard to its authenticity and / or integrity against manipulation and / or falsification an apparatus for verifying such a value and / or security document and an assistance device for aiding the verification of a value and / or security document.
  • Security and / or security documents have security features that make it difficult or even impossible to imitate, forge or falsify the security and / or value document.
  • the prior art discloses a large number of such security features.
  • a part of the security features is characterized by how they influence an interaction of the value and / or security document with electromagnetic radiation, in particular light in the visible wavelength range. It is known, for example, to integrate diffractive structures, which may be formed, for example, as holograms, into the value and / or security document. Inhaled light is diffracted by such a diffractive structure. A resulting diffraction pattern is compared with an expected diffraction pattern to verify the value and / or security feature or value and / or security document.
  • luminescent substances for example fluorescent colors
  • security documents it is known to integrate luminescent substances, for example fluorescent colors
  • luminescent substances for example fluorescent colors
  • properties of light transmission By way of example, there may be mentioned transparency that consists of two mutually corresponding structures, which are arranged on different sides of a translucent layer in the security document and complement each other when the document is scanned to form a pattern.
  • a security substrate which comprises a carrier having a front side which extends from a first edge to a second edge opposite the first edge and comprises a rear side opposite the front side and wherein the front side and the back side are mutually adjacent are arranged so that they form a light guide.
  • the security substrate further comprises a luminescent label disposed in the carrier between the front and the back and between the first and second edges such that luminescence of the security label is directed through the optical fiber to at least one of the first and second edges. so that a verification of the security document can be carried out by reading out the luminescence light stimulated by the front or the back at the edges.
  • the invention is based on the technical problem of providing an improved value and / or security document which uses a light guide as a security feature, but is insensitive to surface treatment, for example printing, and offers greater security against counterfeiting. Furthermore, an improved method and a device and an assistance device for verifying such a value and / or security document are needed. Broad features of the invention
  • a value and / or security document comprising a document body is proposed, which comprises a laminate formed from a plurality of substrate layers, in which a light guide structure is formed, wherein the light guide structure is a printed structure printed on one of the substrate layers.
  • Such a security and / or security document is obtained by a method for producing a security and / or security document, which comprises the steps of: providing substrate layers; Gathering the substrate layers into a substrate layer stack in which the substrate layers overlap one another; Laminating the substrate layers by applying heat and pressure to a document body in which a Lichtleit Cook is formed, characterized in that on one of the substrate layers before lamination, the Lichtleit Cook is printed in the form of a print pattern.
  • a security and / or security document having such a security feature can be verified by a method comprising the steps of: coupling light into the light guiding structure of the document body, spatially resolved sensing of the guided in the light guiding structure and coupling areas on one or more side surfaces Connecting top and bottom, escaping light and comparing a light exit pattern derived from the spatially resolved detected escaping light with an expected pattern.
  • a structuring of the optical waveguide ie the optical waveguide structure, defines a characteristic light emission pattern.
  • the light-guiding structure is printed flat on one of the substrate layers.
  • a structure of the light guide structure defines a light exit at edges of the document body.
  • An apparatus for verifying the security feature of a value and / or security document formed by the light guide structure comprises an excitation source for effecting coupling of light into the light guide structure of the document body, a detection unit for spatially resolved detection of the guided in the light guide structure and coupling areas on one or more Side surfaces connecting a top and a bottom, exiting light, and a comparison unit for comparing a light emission pattern derived from the spatially resolved detected outgoing light with an expected pattern.
  • An apparatus for supporting the verification of a security document merely comprises an excitation source for coupling the light into the light guiding structure of the document body. Detection of a light emission pattern in such an embodiment is performed by a human observer, who compares the observed light emission pattern to an expected light emission pattern for verification.
  • the invention makes use of the fact that the printing structure has a refractive index which is different from the refractive index (s) of the surrounding material or materials.
  • the light guiding structure is arranged between two of the substrate layers.
  • a major advantage of the manufacturing method is that the optical waveguide structure can be printed by printing on one of the substrate layers before lamination. This makes it possible to print a variety of structures.
  • any printable composition or material is considered as defined herein. This means that any composition or material that is printed on a substrate layer surface will be a (printed) ink or ink.
  • a resulting ink layer or ink layer constitutes a print layer. It does not necessarily have to have a perceivable color to the human observer.
  • a transparent print layer is therefore in this sense also a color layer.
  • a structured printing layer in turn represents a printing structure.
  • a light guide structure is a structure capable of guiding electromagnetic radiation, preferably light in the visible wavelength range, due to total reflection at an interface of the light guide structure.
  • Luminescent substances are materials or substances which, upon excitation of an atomic or molecular excited state, emit electromagnetic energy Radiation, preferably in the visible wavelength range in a low-energy state. Even more complex electronic transitions with the emission of photons are considered here as luminescence processes. Depending on the physical and / or chemical processes different luminescence processes are distinguished. In the context of the described here, it does not matter which luminescence process the luminescent substance uses.
  • these can be electroluminescence, cathodoluminescence, photoluminescence, in particular fluorescence or phosphorescence or also more-photon processes (eg so-called upconversion processes), chemiluminescence, bioluminescence, triboluminescence, thermoluminescence, sonoluminescence, radioluminescence and piezo luminescence.
  • the printing-technical application of the light guiding structure or of the pressure structure which forms the light guiding structure can be carried out by means of any printing method, for example high pressure, planographic printing, throughprint, gravure printing or particularly preferably by means of digital printing, for example by means of an inkjet printing.
  • the light guiding structure is printed with an ink or ink comprising particles of a material having a refractive index greater than the refractive index of the materials adjacent to the light guiding structure, the particles having an average diameter smaller than half Wavelength of a radiation provided for the light pipe, preferably less than one fifth of this wavelength, and more preferably less than one-tenth of this wavelength.
  • Particularly suitable as particles are metal chalcogenides, for example metal oxides, preferably titanium dioxide, zirconium dioxide, metal sulfides, for example zinc sulfide, but also diamond, in each case in nanoscale form.
  • a substance, which is present in nanoscale form, consists of particles whose particle distribution in the grain size range between 1 and 100 nm. Also conceivable are amorphous material forms, in particular high-index (lead) glasses.
  • the printing structure which forms the light guiding structure becomes in the document body, which has an upper side and a lower side and one or more side surfaces connecting the upper side and the lower side printed so printed on the one substrate layer that the Lichtleit Cook in the finished document body comprises a plurality of coupling regions, which are each formed along the one or more side surfaces of the document body and separated from each other, via coupling regions light, in the Lichtleit Cook total reflection at interfaces the light guiding structure is passed, one and / or can be coupled out.
  • the light guide structure is formed so that when light is coupled into at least one of the coupling regions, this light is conducted via a light guide in the light guide structure to one or more other coupling regions. It is preferably provided that the light is conducted to a plurality of coupling regions. Since these are formed separately from each other along the side surfaces or the side surfaces of the document body, the light coupled into the light guide exits the light guide structure and the document body at different locations. This results in a light emission pattern, which is characteristic for the structure of the light guide structure.
  • Such a coding is preferably carried out in an individualizing, preferably personalizing manner.
  • An individualizing information is information that makes two otherwise identical objects distinguishable.
  • An individualizing information in the field of value and / or security documents is, for example, a serial number.
  • An individualizing information that encodes information associated with a person to whom the security document is associated is referred to as personalizing information.
  • personalizing information are merely exemplified a name, a date of birth, a first name, a place of birth, a place of residence, a height, an eye color, biometric information such as a face image and / or a fingerprint or iris pattern, etc.
  • the light guiding structure is thus structured such that it has information about a number of coupling regions, positioning of the coupling regions, relative distances of the coupling regions from one another and / or their respective extent along the one or more side surfaces, preferably an individualizing or personalizing one Information encoded in the document body or will.
  • the light guide structure is surrounded by transparent material.
  • a material thickness is desirable, which preferably carries about one wavelength, particularly preferably a multiple of the wavelength of the light conducted via the light guide structure. Typically, material thicknesses of a few micrometers are sufficient for visible light.
  • the optical waveguide structure In order to be able to apply the optical waveguide structure to a printed substrate layer surface which is already printed with opaque or transparent or translucent colors, it is provided in one embodiment that initially a transparent ink layer or printing layer is printed. On the transparent printing layer, which has a low refractive index, then the printing layer forming the light guiding structure can then be printed. Likewise, the patterned printed layer, which forms the optical waveguide structure, can be overprinted with a transparent, low-refractive-index print layer in order to preclude the adverse effects of a substrate layer arranged thereon in the document body, for example printed on it.
  • the light guiding structure is printed in several layers in some embodiments.
  • a monolithic optical waveguide structure is formed even in the case of a construction comprising a plurality of printed layers. This means that there are no boundaries between the separately applied portions of the optical waveguide structure.
  • the optical waveguide structure is preferably structured into a plurality of strands which each begin at a coupling region.
  • the optical waveguide structure comprises a strand beginning at one of the coupling regions, which branches off into a plurality of further strands, each terminating at one of the plurality of coupling regions.
  • This pressure structure or optical waveguide structure is preferably designed such that a coupling of light is possible at the coupling region at which the branching strand begins, which is then conducted to the multiple coupling regions at which the multiple strands terminate.
  • an opaque release structure is formed in the printing plane.
  • This release structure can also be applied by printing.
  • a transparent material is arranged in each case between the separating structure and the strands in a preferred embodiment.
  • a coupling of light into the optical waveguide structure can take place, on the one hand, via coupling in of an external light source via a coupling region on the one or one of the several lateral surfaces into the optical waveguide structure.
  • the printing structure comprises at least one luminescent substance.
  • a coupling of light can thus take place via an excitation of the luminescence.
  • the luminescent substance can be any luminescent substance that can be integrated into the ink or ink by printing technology, which is used to form the printing structure that forms the light-guiding structure. Of these, particular preference is given to luminescent substances which have electroluminescence and photoluminescence.
  • Excitation of the luminescence can take place over the entire surface.
  • decoupling of the light preferably takes place from the coupling regions, since the light is conducted via light conduits to these regions.
  • between the top and the light guide structure and / or the underside of the document body and the light guide structure is arranged in each case an opaque element. This means that between the upper side of the document body and the light guide structure, an opaque element and / or between the underside of the document body and the Lichtleit Modell another opaque element are arranged.
  • the opaque element and / or the further opaque element may each be a printing layer or also an opaque substrate layer or another element introduced into the security and / or security document, for example a metallized region.
  • the printing structure is produced from a plurality of sections which are coupled to one another in a light-conducting manner.
  • the pressure structure comprises mutually coupled sections, some of which comprise luminescent substances and others are free of luminescent substances. In such an embodiment, in the case of a local excitation, an occurrence of the luminescence, ie a coupling of light into the light guide structure, depends on the excitation location.
  • the detection unit is designed to be movable relative to the document body in order to detect a light exit locally along the one or more side surfaces.
  • the detection unit may comprise a plurality of detection elements coupled to one another, which at the same time can detect a light emission at different locations of the one of the several side surfaces.
  • the excitation source is movable relative to the document body.
  • the excitation source may comprise a plurality of excitation elements.
  • the excitation source is designed as a UV light source.
  • other embodiments may provide other sources of excitation, each of which, adapted to the respective luminescent substances, can make an excitation for them.
  • the excitation source is rigidly mounted relative to a guide into which the document body is insertable and defined relative to the excitation source positionable.
  • the detection unit is also rigidly fixed relative to this guide.
  • the excitation of the luminescence is performed locally and that the resulting light emission pattern is evaluated as a function of the excitation location.
  • the excitation location of the locally induced excitation of the luminescence is varied and the resulting light exit pattern sequence is evaluated.
  • polymer layers which are customarily used in the field of security and / or value documents can be used as materials for the substrate layers.
  • the polymer layers can, identically or differently, be based on a polymer material from the group comprising PC (polycarbonate, especially bisphenol A polycarbonate), PET (polyethylene glycol terephthalate), PMMA (polymethyl methacrylate), TPU (thermoplastic polyurethane elastomers), PE (polyethylene), PP (Polypropylene), PI (polyimide or poly-trans-isoprene), PVC (polyvinyl chloride) and copolymers of such polymers.
  • PC polycarbonate, especially bisphenol A polycarbonate
  • PET polyethylene glycol terephthalate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • TPU thermoplastic polyurethane elastomers
  • PE polyethylene
  • PP Polypropylene
  • PI polyimide or poly-trans-isoprene
  • PVC polyviny
  • Low-T g -Materials are polymers whose glass transition temperature is below 140 0 C.
  • the base polymer of at least one of the polymer layers to be joined contains identical or different mutually reactive groups, wherein react at a laminating temperature of less than 200 0 C reactive groups of a first polymer layer with each other and / or with reactive groups of a second polymer layer.
  • the lamination temperature can be lowered without jeopardizing the intimate bond of the laminated layers.
  • various polymer layers having reactive groups this is due to the fact that the various polymer layers can no longer be readily delaminated due to the reaction of the respective reactive groups. Because there is a reactive coupling between the polymer layers, as it were a reactive lamination.
  • the glass transition temperature T 9 of at least one Polymer layer before thermal lamination is less than 120 0 C (or less than 11O 0 C or less than 100 0 C), wherein the glass transition temperature of this polymer layer after thermal lamination by reacting reactive groups of the polymer base polymer layer by at least 5 ° C. , preferably at least 20 ° C., is higher than the glass transition temperature before the thermal lamination.
  • the lamination temperature when using such polymer materials less than 180 ° C, more preferably still less than 150 ° C.
  • suitable reactive groups is readily possible for a person skilled in the art of polymer chemistry.
  • reactive groups are of course possible. These include the reaction partners of the Diels-Alder reaction or a metathesis.
  • the reactive groups may be attached directly to the base polymer or linked to the base polymer via a spacer group. Suitable spacer groups are all spacer groups known to the person skilled in the art of polymer chemistry.
  • the spacer groups may also be oligomers or polymers which impart elasticity, whereby a risk of breakage of the security and / or value document is reduced. Such elasticity-promoting spacer groups are known to the person skilled in the art and therefore need not be further described here.
  • base polymer in the context of the above statements designates a polymer structure which does not bear any groups reactive under the lamination conditions used. These may be homopolymers or copolymers. There are also modified polymers compared to said polymers.
  • ink or ink are preferably added to 10% to 90%, more preferably 30% to 70% by volume of particles of a material having a high refractive index.
  • materials are, for example, titanium dioxide or zirconium dioxide and other metal oxides.
  • a preparation comprising: A) 0.1 to 20 wt .-% of a binder with a polycarbonate derivative, B) 30 to 99.9 wt .-% of a preferably organic solvent or solvent mixture, C) 0 to 10 wt D) 0 to 10 wt .-% of a functional material or a mixture of functional materials, E) 0 to 30 wt .-% of additives and / or auxiliaries, or a mixture thereof Substances, wherein the sum of the components A) to E) always gives 100 wt .-%, as a printing ink.
  • polycarbonate derivatives are highly compatible with polycarbonate materials, in particular with polycarbonates based on bisphenol A, such as, for example, Makrofol® films.
  • polycarbonate derivative used is stable to high temperatures and shows no discoloration at lamination typical temperatures up to 200 0 C and more, whereby the use of the above-described low-Tg materials is not necessary.
  • the polycarbonate derivative may contain functional carbonate structural units of the formula (I)
  • R 1 and R 2 independently of one another are hydrogen, halogen, preferably chlorine or bromine, C 1 -C 8 -alkyl, C 5 -C 6 -cycloalkyl, C 6 -C 10 -aryl, preferably phenyl, and C 7 C 12 aralkyl, preferably phenyl-C 1 -C 4 alkyl, in particular benzyl;
  • m is an integer from 4 to 7, preferably 4 or 5;
  • R 3 and R 4 are individually selectable for each X, independently of one another is hydrogen or C 1 -C 6 alkyl;
  • X is carbon and n is an integer greater than 20, with the proviso that on at least one atom X, R 3 and R 4 are simultaneously alkyl.
  • X, R 3 and R 4 may be simultaneously alkyl at 1 to 2 atoms, in particular only at one atom.
  • R 3 and R 4 may be in particular methyl.
  • the X atoms alpha to the diphenyl-substituted C atom (C1) may not be dialkyl-substituted.
  • the X atoms beta to C1 may be disubstituted with alkyl.
  • m 4 or 5.
  • the polycarbonate derivative can be prepared, for example, on the basis of monomers, such as 4,4 ' - (3,3,5-trimethylcyclohexane-1,1-diyl) diphenol, 4,4 ' - (3,3-) dimethylcyclohexane-1, 1-diyl) diphenol, or 4,4 ' - (2,4,4-trimethylcyclopentane-1, 1-diyl) diphenol.
  • Such a polycarbonate derivative can be prepared, for example, according to the document DE 38 32 396.6 from diphenols of the formula (Ia), the disclosure of which is hereby incorporated in full in the disclosure of this description. It is possible to use both a diphenol of the formula (Ia) to form homopolycarbonates and a plurality of diphenols of the formula (Ia) to form copolycarbonates (meaning of radicals, groups and parameters, as in formula I).
  • diphenols of the formula (Ia) may also be mixed with other diphenols, for example with those of the formula (Ib)
  • thermoplastic aromatic polycarbonate derivatives
  • Suitable other diphenols of the formula (Ib) are those in which Z is an aromatic radical having 6 to 30 C atoms, which may contain one or more aromatic nuclei, may be substituted, and aliphatic radicals or cycloaliphatic radicals other than those of the formula (II) Ia) or heteroatoms may contain as bridge members.
  • diphenols of the formula (Ib) are hydroquinone, resorcinol, dihydroxydiphenyls, bis (hydroxyphenyl) alkanes, bis (hydroxyphenyl) cycloalkanes, bis (hydroxyphenyl) sulfides, bis (hydroxyphenyl) ether, bis ( hydroxyphenyl) ketones, bis (hydroxyphenyl) sulfones, bis (hydroxyphenyl) sulfoxides, alpha, alpha'-bis (hydroxyphenyl) diisopropylbenzenes and their nuclear alkylated and chemically halogenated compounds.
  • diphenols of the formula (Ib) are hydroquinone, resorcinol, dihydroxydiphenyls, bis (hydroxyphenyl) alkanes, bis (hydroxyphenyl) cycloalkanes, bis (hydroxyphenyl) sulfides, bis (hydroxyphenyl) ether, bis ( hydroxyphenyl) ketones, bis
  • Preferred other diphenols are, for example: 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,4-bis (4-hydroxyphenyl) -2-methylbutane, 1,1-bis ( 4-hydroxyphenyl) cyclohexane, alpha, alpha-bis (4-hydroxyphenyl) -p-diisopropylbenzene, 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -propane, 2,2-bis (3-methyl) chloro-4-hydroxyphenyl) -propane, bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -methane, 2,2-bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -propane, bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -sulfone, 2,4-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -2-methylbutane, 1, 1-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl
  • diphenols of the formula (Ib) are, for example, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -propane, 2,2-bis- (3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl) -propane, 2,2-bis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) -propane and 1, 1-bis (4-hydroxyphenyl) -cyclohexane.
  • 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane is preferred.
  • the other diphenols can be used both individually and in a mixture.
  • the molar ratio of diphenols of the formula (Ia) to the other diphenols of the formula (Ib) which may optionally be used should be between 100 mol% (Ia) to 0 mol% (Ib) and 2 mol% (Ia) 98 mol% (Ib), preferably between 100 mol% (Ia) to 0 mol% (Ib) and 10 mol% (Ia) to 90 mol% (Ib) and in particular between 100 mol% (Ia ) to 0 mol% (Ib) and 30 mol% (Ia) to 70 mol% (Ib).
  • the high molecular weight polycarbonate derivatives from the diphenols of the formula (Ia), optionally in combination with other diphenols, can be prepared by the known polycarbonate production processes.
  • the various diphenols can be linked together both statistically and in blocks.
  • the polycarbonate derivatives used can be branched in a manner known per se. If the branching is desired, this can in known manner by condensing small amounts, preferably amounts of 0.05 to 2.0 mol% (based on diphenols), of trifunctional or more than trifunctional compounds, in particular those with three or more than three phenolic hydroxyl groups can be achieved.
  • Some branching agents having three or more than three phenolic hydroxyl groups are phloroglucinol, 4,6-dimethyl-2,4,6-tri- (4-hydroxyphenyl) -heptene-2,4,6-dimethyl-2,4,6-tri - (4-hydroxyphenyl) heptane, 1, 3,5-tri (4-hydroxyphenyl) benzene, 1,1,1-tri (4-hydroxyphenyl) ethane, tri- (4-hydroxyphenyl) phenylmethane , 2,2-bis [4,4-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexyl] propane, 2,4-bis (4-hydroxyphenyl-isopropyl) -phenol, 2,6-bis (2-bis) hydroxy-5-methylbenzyl) -4-methylphenol, 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (2,4-dihydroxyphenyl) -propane, hexa- [4- (4-hydroxyphenyl-isopropyl) -phen
  • R represents a branched C 8 and / or C 9 alkyl radical.
  • R the proportion of CH 3 protons between 47 and 89% and the proportion of CH and CH 2 - protons between 53 and 11%; also preferably R is in the o- and / or p-position to the OH group, and more preferably the upper limit of the ortho-portion is 20%.
  • the chain terminators are generally used in amounts of 0.5 to 10, preferably 1, 5 to 8 mol%, based on diphenols used.
  • the polycarbonate derivatives can preferably be prepared in a manner known per se according to the phase interface behavior (compare H. Schnell in. Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, Vol.
  • the diphenols of the formula (Ia) are dissolved in an aqueous alkaline phase.
  • mixtures of diphenols of the formula (Ia) and the other diphenols, for example those of the formula (Ib), are used.
  • chain terminators of, for example, the formula (Ic) can be added.
  • organic phase is reacted with phosgene by the method of interfacial condensation.
  • the reaction temperature is in the range of 0 0 C to 40 ° C.
  • the optionally used with branching agents can be presented either with the diphenols in the aqueous alkaline phase or dissolved in the organic solvent added before phosgenation.
  • their mono- and / or bis-chlorocarbonic acid esters may also be used, these being added dissolved in organic solvents.
  • the amount of chain terminators and branching then depends on the molar amount of diphenolate radicals corresponding to formula (Ia) and optionally formula (Ib); with the concomitant use of Chlorocarbonic esters, the amount of phosgene can be reduced accordingly in a known manner.
  • Suitable organic solvents for the chain terminators and optionally for the branching agents and the chloroformates are, for example, methylene chloride, chlorobenzene and in particular mixtures of methylene chloride and chlorobenzene.
  • the chain terminators and branching agents used can be dissolved in the same solvent.
  • methylene chloride, chlorobenzene and mixtures of methylene chloride and chlorobenzene serve as the organic phase for the interfacial polycondensation.
  • the aqueous alkaline phase used is, for example, NaOH solution.
  • the preparation of the polycarbonate derivatives by the interfacial process can be catalyzed in a conventional manner by catalysts such as tertiary amines, in particular tertiary aliphatic amines such as tributylamine or triethylamine; the catalysts can be used in amounts of 0.05 to 10 mol%, based on moles of diphenols used.
  • the catalysts can be added before the beginning of the phosgenation or during or after the phosgenation.
  • the polycarbonate derivatives can be prepared by the known method in the homogeneous phase, the so-called "pyridine process" and by the known melt transesterification process using, for example, diphenyl carbonate instead of phosgene.
  • the polycarbonate derivatives may be linear or branched, they are homopolycarbonates or copolycarbonates based on the diphenols of the formula (Ia).
  • the diphenols of the formula (Ia) are present in amounts of from 100 mol% to 2 mol%, preferably in amounts of from 100 mol% to 10 mol% and in particular in amounts of from 100 mol% to 30 mol% %, based on the total amount of 100 mol% of diphenol units contained in polycarbonate derivatives.
  • the polycarbonate derivative may be a copolymer containing, in particular consisting thereof, monomer units M1 based on the formula (Ib).
  • monomer units M1 based on the formula (Ib).
  • bisphenol A, and monomer units M2 based on the geminally disubstituted dihydroxydiphenylcycloalkane, preferably the 4,4 ' - (3,3,5 - Trimethylcyclohexan-1, 1-diyl) diphenols, wherein the molar ratio M2 / M1 is preferably greater than 0.3, in particular greater than 0.4, for example greater than 0.5.
  • the polycarbonate derivative has a weight average molecular weight of at least 10,000, preferably from 20,000 to 300,000.
  • component B may be substantially organic or aqueous.
  • Substantially aqueous means that up to 20% by weight of component B) is organic Solvent can be.
  • Substantially organic means that up to 5% by weight of water may be present in component B).
  • Component B preferably contains one or consists of a liquid aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic hydrocarbon, a liquid organic ester and / or a mixture of such substances.
  • the organic solvents used are preferably halogen-free organic solvents.
  • aliphatic, cycloaliphatic, aromatic hydrocarbons such as mesitylene, 1, 2,4-trimethylbenzene, cumene and solvent naphtha, toluene, xylene; (organic) esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methoxypropyl acetate, ethyl 3-ethoxypropionate.
  • mesitylene, 1, 2,4-trimethylbenzene, cumene and solvent naphtha, toluene, xylene methyl acetate, ethyl acetate, methoxypropyl acetate.
  • Ethyl 3-ethoxypropionate is particularly suitable.
  • a suitable solvent mixture comprises, for example, L1) 0 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight, in particular 2 to 3% by weight, mesitylene, L2) 10 to 50% by weight, preferably 25 to 50% by weight %, in particular 30 to 40 wt.%, 1-methoxy-2-propanol acetate, L3) 0 to 20 wt.%, preferably 1 to 20 wt.%, in particular 7 to 15 wt.%, 1 , 2,4-trimethylbenzene, L4) 10 to 50 wt.%, Preferably 25 to 50 wt.%, In particular 30 to 40 wt.%, Ethyl 3-ethoxypropionate, L5) 0 to 10 wt.
  • the preparation may contain in detail: A) 0.1 to 10 wt .-%, in particular 0.5 to 5 wt .-%, of a binder with a polycarbonate derivative based geminal disubstituted
  • Dihydroxydiphenylcycloalkanes B) 40 to 99.9% by weight, in particular 45 to 99.5% by weight, of an organic solvent or solvent mixture, C) 0.1 to 6% by weight, in particular 0.5 to 4% by weight D) 0.001 to 6 wt .-%, in particular 0.1 to 4 wt .-%, of a functional material or a mixture of functional materials, E) 0.1 to 30 wt .-% , in particular 1 to 20 wt .-%, additives and / or auxiliaries, or a mixture of such substances.
  • component C if a colorant is to be provided, basically any colorant or colorant mixture comes into question. Colorants are all colorants.
  • Dyes should be soluble or (stably) dispersible or suspendible in the component B solvents. Furthermore, it is advantageous if the colorant at temperatures of 160 0 C and more for a period of more than 5 min. stable, in particular color-stable.
  • the colorant is subjected to a predetermined and reproducible color change under the processing conditions and is selected accordingly.
  • pigments must be present in particular in the finest particle size distribution. For inkjet printing, this means in practice that the particle size should not exceed 1, 0 microns, otherwise blockages in the printhead are the result.
  • nanoscale solid-state pigments and dissolved dyes have proven their worth.
  • the colorants may be cationic, anionic or even neutral. Just as examples of colorants that can be used in ink-jet printing are called its: Brilliant Black Cl. No. 28440, Chromogen Black Cl. No. 14645, direct deep black E Cl. No. 30235, true black salt B Cl. No.
  • Bayscript® Black Liquid (Cl mixture, sold by Bayer AG Germany), Cartasol® Black MG liquid (Cl., Basic Black 11, Registered Trade Mark of Clariant GmbH Germany), Flexonyl Black® PR 100 (E Cl., No. 30235, marketed by Hoechst AG), Rhodamine B, Cartasol® Orange K3 GL, Cartasol® Yellow K4 GL, Cartasol® K GL 1 or Cartasol® Red K-3B.
  • anthraquinone, azo, quinophthalone, coumarin, methine, perinone, and / or pyrazole dyes eg available under the trade name Macrolex®, can be used as soluble colorants.
  • colorants are described in the reference Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Electronic Release 2008, Wiley Verlag, chapter "Colorants Used in Ink Jet Inks".
  • Well-soluble colorants lead to an optimal integration into the matrix or the binder of the print layer.
  • the colorants may be added either directly as a dye or pigment or as a paste, a mixture of dye and pigment together with another binder.
  • This additional Binder should be chemically compatible with the other components of the preparation. If such a paste is used as a colorant, the amount of component B refers to the colorant without the other components of the paste. These other components of the paste are then subsumed under the component E.
  • Component D comprises substances that can be seen directly by the human eye or by the use of suitable detectors using technical aids.
  • luminescent substances include photoluminophores, electroluminophores, Antistokes luminophores, fluorophores but also magnetizable, photoacoustically addressable or piezoelectric materials.
  • Raman-active or Raman-reinforcing materials can be used, as well as so-called barcode materials.
  • the preferred criteria are either the solubility in the component B or pigmented systems particle sizes ⁇ 1 micron and a temperature stability for temperatures> 160 0 C in the sense of the comments on component C.
  • Functional materials can be added directly or via a paste, ie a mixture with a further binder, which then forms part of component E, or the binder of component A.
  • the component E comprises inks for inkjet printing usually furnished substances such as anti-foaming agents, adjusting agents, wetting agents, surfactants, flow agents, dryers, catalysts, (Light) stabilizers, preservatives, biocides, surfactants, organic polymers for viscosity adjustment, buffer systems, etc.
  • Suitable adjusting agents are commercially available actuating salts in question. An example of this is sodium lactate.
  • biocides all commercially available preservatives which are used for inks come into question. Examples are ProxelOGXL and Parmetol® A26.
  • Suitable surfactants are all commercially available surfactants which are used for inks. Preferred are amphoteric or nonionic surfactants.
  • surfactants which do not alter the properties of the dye.
  • suitable surfactants are betaines, ethoxylated diols, etc.
  • Surfynol® and Tergitol® are betaines, ethoxylated diols, etc.
  • a buffer system can be set up which stabilizes the pH in the range from 2.5 to 8.5, in particular in the range from 5 to 8.
  • Suitable buffer systems are lithium acetate, borate buffer, triethanolamine or acetic acid / sodium acetate.
  • a buffer system will be considered in particular in the case of a substantially aqueous component B.
  • To adjust the viscosity of the ink (possibly water-soluble) polymers can be provided. Here all suitable for conventional ink formulations polymers come into question.
  • Examples are water-soluble starch, in particular with an average molecular weight of 3,000 to 7,000, polyvinylpyrrolidone, in particular with an average molecular weight of 25,000 to 250,000, polyvinyl alcohol, in particular with an average molecular weight of 10,000 to 20,000, xanthan gum, carboxymethylcellulose, ethylene oxide / propylene oxide Block copolymer, especially having an average molecular weight of 1,000 to 8,000.
  • An example of the latter block copolymer is the product series Pluronic®.
  • the proportion of biocide, based on the total amount of ink may be in the range of 0 to 0.5% by weight, preferably 0.1 to 0.3% by weight.
  • the proportion of surfactant can range from 0 to 0.2 wt .-%.
  • the proportion of adjusting agents based on the total amount of ink, 0 to 1 wt .-%, preferably 0.1 to 0.5 wt .-%, amount.
  • the auxiliaries also include other components, such as, for example, acetic acid, formic acid or n-methylpyrolidone or other polymers from the dye solution or paste used.
  • substances which are suitable as component E reference is additionally made, for example, to Ullmann's Encyclopedia of Chemical Industry, Electronic Release 2008, Wiley Verlag, chapter “Paints and Coatings", section “Paint Additives”.
  • the materials which increase a refractive index of the ink are assigned to the additives and auxiliaries of the component E.
  • inks which do not contain pigments greater than 250 nm as the colorant are preferred since they have a negative effect on light conduction as scattering centers.
  • Fig. 1 is a plan view of a substrate layer, on a one
  • Fig. 2 layered substrate layers to be joined together to form a laminate
  • FIG. 3 shows the laminate resulting from the lamination of the substrate layers of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a schematic illustration of an apparatus for assisting verification of the security feature provided by the light guide structure
  • Fig. 5 is a plan view of a substrate layer to which another
  • Printed structure is printed
  • Fig. 6 shows several substrate layers to be laminated to another document body
  • Fig. 7 shows the resulting document body
  • the light-conducting structure comprises luminescent substances
  • Fig. 9 shows several substrate layers laminated to another document body
  • FIG. 10 shows the resulting further document body
  • FIG. Fig. 11 is a plan view of a substrate layer printed with a partially printed printed structure, with some portions containing luminescent materials and other portions;
  • FIGS. 12a, 12b, 12c schematically show a verification of a safety body formed with the substrate layer according to FIG. 11;
  • Fig. 13 is a plan view of a substrate layer printed with a partially printed printed structure, wherein the sections have different colors.
  • a substrate layer 1 is shown schematically in plan view, on which a printing structure 2 is printed, which forms a Lichtleit Quilt in a value and / or security document to be produced.
  • the printing structure 2 is made of a material, i. an ink or printing ink having a larger refractive index than the substrate layer 1 and other substrate layers disposed adjacent to the printing pattern 2 in a finished document body.
  • the pressure structure 2 has a strand 3, which branches into a plurality of further strands 4.
  • the strands 3, 4 respectively start and end at one of the edges 5 of the substrate layer, which form a side surface of the document body formed after lamination. These areas of the pressure structure 2 adjacent to the side surface are referred to as coupling regions 6.
  • the areas between the strands 3, 4 can also be printed, preferably with a transparent printing ink, which has a lower refractive index than the printing ink or ink with which the printing structure 2 is produced. It is also possible to form 4 opaque separating elements between the further strands, which however are preferably likewise separated from the strands 4 by transparent material regions.
  • the substrate layer 1 After the substrate layer 1 has been printed with the printing structure, it is combined with further substrate layers 7 - 10 to form a substrate layer stack, as shown in FIG. 2.
  • the same technical features are provided in all figures with identical reference numerals.
  • the collation takes place such that the printed surface 12 of the substrate layer 1 is an inner substrate layer surface. This means that this substrate layer surface 12 is not a top or bottom of the substrate layer stack.
  • Fig. 3 the finished laminate is shown, which forms the document body 13 of the security and / or security document. It is understood by those skilled in the art that any other security features in the value and / or security document forming document body 13 can be incorporated, as long as they do not affect the photoconductive properties of the printing structure 2, which is a Lichtleit Geneva.
  • the coupling regions 6 are located on side surfaces 14 which connect an upper side 15 and a lower side 16 of the document body 13.
  • the document body 13 is inserted into an assistant apparatus 20 for verifying the security and / or security document.
  • the assistance device 20 comprises a guide 21, into which the document body 13 can be inserted, so that the light guide structure, ie the pressure structure 2, can be positioned in a defined manner relative to an excitation source 22.
  • the excitation source 22 is a light source in the example shown. This can be, for example, a light emitting diode.
  • a spatially resolving light detection unit is preferably used.
  • This can for example comprise a CCD chip, which can determine a positioning and / or expansion of the coupling regions with the aid of an evaluation software and can compare with an expected pattern.
  • FIG. 5 shows a plan view of a further substrate layer 1 'on which a differently structured light structure 2' is printed.
  • the ink or ink constituting the conductive structure comprises a luminescent substance.
  • FIG. 6 the substrate layer stack formed by collation is shown schematically analogously to the illustration according to FIG. 2.
  • FIG. 7 shows a side view of the resulting document body 13.
  • the decoupling regions 6 in the side surfaces 14 of the document body 13 are again clearly visible.
  • Fig. 8 the verification of the value and / or security document is shown schematically.
  • an excitation source 22 for example, UV light 24 is irradiated through the upper substrate layers 7, 8 into the light guide structure 2 ', which is formed by the printing layer.
  • the luminescent substances are excited to luminescence.
  • the light thus coupled into the light guiding structure emerges partly through the upper side 15 or the lower side 16, since it is usually imitated isotropically in space by the luminescent substances.
  • part of the light strikes the interface of the light guide structure at an acute angle and can leave it.
  • a majority 26 of the light strikes the interface at an obtuse angle and is directed to one of the coupling regions 6. Therefore, they appear brighter than the remaining side surface 14 of the document body 13.
  • a verification of the security document can be made.
  • a substrate layer stack is shown showing another arrangement of the substrate layers 7-10. In this arrangement, only one substrate layer 7 is arranged above the substrate layer 1 "printed with the light guide structure 2 '".
  • the resulting document body 13 is shown schematically in FIG. 11 shows the top view of another substrate layer 1 '", in which the printing structure 2 is printed in three sections 2a, 2b and 2c
  • the sections 2a and 2c are printed with a color containing luminescent substances
  • it is printed with color that contains no luminescent substances.
  • FIGS. 12a to 12c respectively show the resulting document body 13, which is locally excited at different positions by means of UV light.
  • luminescence i. a light extraction from the coupling regions 6, on. This is due to the fact that the excitation in the areas 2a and 2b (see Fig. 11) each result in luminescence.
  • an excitation in the center of the document body which causes an excitation of the section 2b (see Fig. 11)
  • no luminescence occurs, so that no light leakage from the coupling regions 6 can be observed.
  • a substrate layer sequence of a manufactured document body may be different in various embodiments.
  • an uppermost layer is transparent, for example, and has a layer thickness (layer thickness) of 50 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • a second substrate layer viewed from above is preferably opaque and has a layer thickness of, for example, 100 / ym.
  • two transparent substrate layers of preferably 300 microns thickness are arranged together. One of these two substrate layers is printed on a surface, which faces the other of these transparent substrate layers, with a printing structure that represents a light-conducting structure.
  • a refractive index of the material from which the print pattern is printed is greater than the refractive index or refractive indices of the two transparent substrate layers immediately adjacent to the print pattern in the finished document body.
  • these two transparent print layers and other components or security features can be embedded or be.
  • a microchip and / or an antenna structure may be inserted into recesses of the transparent substrate layers.
  • a further opaque substrate layer of, for example, 100 microns layer thickness and a further transparent substrate layer of 50 microns to 100 / ym layer thickness are arranged in the following sequence.
  • three or more substrate layers are arranged in the center of the document body instead of the two transparent substrate layers. Between at least two of these three or more substrate layers, a light guide structure in the form of a pressure structure is formed.
  • the printing structure is printed on one of the centrally arranged transparent substrate layers in such a way that the printing structure adjoins an opaque substrate layer.
  • the print pattern formed as a light guide structure is preferably overprinted with a transparent material having a lower refractive index than the print pattern of the light guide structure. This ensures that no scattering centers, as in opaque material, eg. B: the opaque substrate layers usually occur, directly adjacent to the light guide structure. Nevertheless, such scattering centers often cause a partial decoupling of light at this scattering center, independently of the refractive index difference between the pressure structure formed as a light guide structure and the adjacent material.
  • a further embodiment provides that the printing structure that forms the light-guiding structure is printed on a transparent substrate layer which, for example, has a layer thickness of 100 ⁇ m.
  • a transparent substrate layer which is often referred to as an overlay film and preferably has a layer thickness of about 50 ⁇ m, is arranged over the printing structure for its protection. This protects the print structure from damage and manipulation.
  • the two transparent substrate layers have a refractive index which is lower than the refractive index of the printed structure.
  • the described arrangement is connected to further substrate layers to a document body, which are arranged below. These preferably comprise an opaque substrate layer which adjoins the described arrangement and further preferably transparent substrate layers, which of course may be printed on one or two sides.
  • a plurality of substrate layers are printed with a printing structure which is in each case embodied as a light-conducting structure, ie has a higher refractive index than the adjacent substrate layers or materials.
  • These pressure structures are preferably in different levels of arranged several substrate layers document body. This makes it possible to form more complex light emission patterns.
  • FIG. 13 shows the plan view of a further substrate layer 1 "", in which the printing structure is printed in sections 2a to 2f.
  • the sections 2a to 2e have at least two different colors, which are generated via colorant.
  • white light is injected via the coupling region 6 1 . This results in the coupling regions 6 ", 6"', 6 "", 6 1 "", 6 at least two different colors
  • the substrate layer 1, 1 ', 1 "" and the further substrate layer 7 immediately adjacent to the pressure structure 2 are formed of a transparent material, however, embodiments are also conceivable in which the immediately adjacent layer is opaque.
  • the structure of the document body formed as a laminate may vary greatly from the structure described herein In particular, a number of the substrate layers used and a thickness of the substrate layers may vary widely, especially for the integration of electronic components such as chips , Contact elements, antennas, displays and the like.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument umfassen einen Dokumentkörper (13), welcher ein aus mehreren Substratschichten (1, 1', 1'", 1"", 7-10) gebildetes Laminat umfasst, in dem eine Lichtleitstruktur ausgebildet ist, wobei die Lichtleitstruktur eine auf eine der Substratschichten (1, 1', 1'", 1"", 7-10) aufgedruckte Druckstruktur (2, 2', 2'") ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verifizieren des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments hinsichtlich seiner Echtheit und/oder Unversehrtheit gegenüber Manipulationen und/oder Verfälschungen sowie eine Vorrichtung zum Verifizieren eines solchen Wert- und/oder Sicherheitsdokuments und eine Assistenzvorrichtung zum Unterstützen des Verifizierens eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments.

Description

Sicherheitsdokument mit einem Lichtleiter
Die Erfindung betrifft ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument, umfassend einen Dokumentkörper, welcher ein aus mehreren Substratschichten gebildetes Laminat umfasst, in dem eine Lichtleitstruktur ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Wert- und/oder Sicherheitsdokuments. Die Art und Weise der Ausgestaltung der Lichtleitstruktur stellt ein Sicherheitsmerkmal für das Wert- und/oder Sicherheitsdokument dar. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verifizieren des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments hinsichtlich seiner Echtheit und/oder Unversehrtheit gegenüber Manipulationen und/oder Verfälschungen sowie eine Vorrichtung zum Verifizieren eines solchen Wert- und/oder Sicherheitsdokuments und eine Assistenzvorrichtung zum Unterstützen des Verifizierens eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments.
Technisches Gebiet der Erfindung
Wert- und/oder Sicherheitsdokumente weisen Sicherheitsmerkmale auf, die ein Nachahmen, Fälschen oder Verfälschen des Sicherheits- und/oder Wertdokuments erschweren oder gar unmöglich machen sollen. Im Stand der Technik sind eine Vielzahl solcher Sicherheitsmerkmale bekannt. Ein Teil der Sicherheitsmerkmale ist dadurch charakterisiert, wie sie eine Wechselwirkung des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich, beeinflussen. Hierbei ist es bekannt, beispielsweise beugende Strukturen, die beispielsweise als Hologramme ausgebildet sein können, in das Wert- und/oder Sicherheitsdokument zu integrieren. Eingestrahltes Licht wird von einer solchen beugenden Struktur definiert gebeugt. Ein sich ergebendes Beugungsmuster wird mit einem erwarteten Beugungsmuster verglichen, um das Wert- und/oder Sicherheitsmerkmal bzw. das Wert- und/oder Sicherheitsdokument zu verifizieren.
Ebenso ist es bekannt, Lumineszenzstoffe, beispielsweise fluoreszierende Farben, in Sicherheitsdokumente zu integrieren, so dass bei einer Anregung einer Lumineszenz in dem Wert- und/oder Sicherheitsdokument ausgelöst werden kann. Ferner ist es im Stand der Technik bekannt, Eigenschaften einer Lichtdurchlässigkeit als Sicherheitsmerkmale zu nutzen. Beispielsweise seien hier Durchsichtpasser erwähnt, die aus zwei zueinander korrespondierenden Strukturen bestehen, die auf unterschiedlichen Seiten einer transluzenten Schicht in dem Sicherheitsdokument angeordnet sind und sich bei einer Durchleuchtung des Dokuments zu einem Muster ergänzen.
Aus der EP 1 780 041 A2 ist ein Sicherheitssubstrat bekannt, das einen Träger mit einer Vorderseite, die sich von einer ersten Kante zu einer zweiten, der ersten Kante gegenüberliegenden Kante erstreckt und eine Rückseite gegenüber der Vorderseite umfasst und wobei die Vorderseite und die Rückseite zueinander so angeordnet sind, dass sie einen Lichtleiter bilden. Das Sicherheitssubstrat umfasst ferner ein lumineszierendes Etikett, das in den Träger zwischen die Vorder- und die Rückseite sowie zwischen die erste und die zweite Kante angeordnet ist, so dass eine Lumineszenz des Sicherheitsetiketts durch den Lichtleiter zumindest zu der ersten oder der zweiten Kante geleitet wird, so dass über ein Auslesen des durch die Vorder- oder die Rückseite stimulierten Lumineszenzlichts an den Kanten eine Verifikation des Sicherheitsdokuments durchgeführt werden kann.
Ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument, bei dem die Lichtleitereigenschaft durch die Grenzflächen des Dokumentkörpers bzw. Trägers realisiert sind, weisen den Nachteil auf, dass die Lichtleitereigenschaften durch eine Verschmutzung der Oberflächen und/oder ein Aufdrucken von Informationen nachteilig beeinträchtigt werden, da die Farbmittel und/oder Schmutzteilchen Streuzentren für das in dem Dokument geleitete Licht darstellen und zu einer Auskopplung des Lichts an der Oberfläche führen.
Technisches Problem der Erfindung
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein verbessertes Wert- und/oder Sicherheitsdokument zu schaffen, welches einen Lichtleiter als Sicherheitsmerkmal nutzt, jedoch gegenüber einer Oberflächenbehandlung, beispielsweise einer Bedruckung, unempfindlich ist und eine höhere Fälschungssicherheit gegenüber einer Nachahmung bietet. Ferner werden ein verbessertes Verfahren sowie ein Vorrichtung und eine Assistenzvorrichtung zum Verifizieren eines solchen Wert- und/oder Sicherheitsdokuments benötigt. Grundzüge der Erfindung
Zur Lösung des technischen Problems ist vorgesehen, in das Wert- und/oder Sicherheitsdokument eine eigenständig ausgebildete Lichtleitstruktur einzubringen, die drucktechnisch auf eine Substratschicht aufgebracht ist, welche mit anderen Substratschichten zu einem Dokumentkörper eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments laminiert ist. Insbesondere wird ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument umfassend einen Dokumentkörper vorgeschlagen, welcher ein aus mehreren Substratschichten gebildetes Laminat umfasst, in dem eine Lichtleitstruktur ausgebildet ist, wobei die Lichtleitstruktur eine auf eine der Substratschichten aufgedruckte Druckstruktur ist. Ein solches Wert- und/oder Sicherheitsdokument erhält man mit einem Verfahren zum Herstellen eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, welches die Schritte umfasst: Bereitstellen von Substratschichten; Zusammentragen der Substratschichten zu einem Substratschichtenstapel, in dem die Substratschichten einander flächig überlappen; Laminieren der Substratschichten unter Anwendung von Wärme und Druck zu einem Dokumentkörper, in dem eine Lichtleitstruktur ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine der Substratschichten vor dem Laminieren die Lichtleitstruktur in Form einer Druckstruktur aufgedruckt wird.
Ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument mit einem solchen Sicherheitsmerkmal kann mit einem Verfahren verifiziert werden, welches die Schritte umfasst: Einkoppeln von Licht in die Lichtleitstruktur des Dokumentkörpers, ortsaufgelöstes Erfassen des in der Lichtleitstruktur geleiteten und aus Koppelbereichen auf einer oder mehreren Seitenflächen, die eine Oberseite und eine Unterseite verbinden, austretenden Lichts und Vergleichen eines aus dem ortsaufgelöst erfassten austretenden Lichts abgeleiteten Lichtaustrittsmusters mit einem erwarteten Muster. Dies bedeutet, dass eine Strukturierung des Lichtleiters, d.h. der Lichtleitstruktur, ein charakteristisches Lichtaustrittsmuster festlegt. Bei einem kartenförmig ausgebildeten Dokumentkörper ist die Lichtleitstruktur flächig auf eine der Substratschichten aufgedruckt. Eine Struktur der Lichtleitstruktur legt einen Lichtaustritt an Kanten des Dokumentkörpers fest. Eine Vorrichtung zum Verifizieren des durch die Lichtleitstruktur gebildeten Sicherheitsmerkmals eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments umfasst eine Anregungsquelle zum Bewirken einer Einkopplung von Licht in die Lichtleitstruktur des Dokumentkörpers, eine Erfassungseinheit zum ortsaufgelösten Erfassen des in der Lichtleitstruktur geleiteten und aus Koppelbereichen auf einer oder mehreren Seitenflächen, die eine Oberseite und eine Unterseite verbinden, austretenden Lichts und eine Vergleichseinheit zum Vergleichen eines aus dem ortsaufgelöst erfassten austretenden Lichts abgeleiteten Lichtaustrittsmusters mit einem erwarteten Muster.
Eine Vorrichtung zum Unterstützen der Verifikation eines Sicherheitsdokuments umfasst lediglich eine Anregungsquelle zum Einkoppeln des Lichts in die Lichtleitstruktur des Dokumentkörpers. Eine Erfassung eines Lichtaustrittsmusters erfolgt bei einer solchen Ausführungsform durch einen menschlichen Betrachter, der das beobachtete Lichtaustrittsmuster mit einem erwarteten Lichtaustrittsmuster zur Verifikation vergleicht.
Die Erfindung nutzt aus, dass die Druckstruktur einen Brechungsindex aufweist, der von dem oder den Brechungsindizes des umgebenden Materials oder der umgebenden Materialien verschieden ist. Die Lichtleitstruktur ist zwischen zwei der Substratschichten angeordnet. Ein großer Vorteil des Herstellungsverfahrens liegt darin, dass die Lichtleitstruktur drucktechnisch auf eine der Substratschichten vor dem Laminieren aufgedruckt werden kann. Hierdurch ist es möglich, eine Vielzahl von Strukturen zu drucken.
Definitionen
Als Farbe oder Tinte wird im Sinne des hier beschriebenen jede verdruckbare Zusammensetzung oder jedes druckbare Material angesehen. Diese bedeutet, dass jede Zusammensetzung oder jedes Material, die drucktechnisch auf eine Substratschichtoberfläche aufgebracht werden, eine (Druck-)Farbe oder Tinte darstellen. Eine sich ergebende Farbschicht oder Tintenschicht stellt eine Druckschicht dar. Diese muss nicht unbedingt eine für den menschlichen Betrachter wahrnehmbare Farbe aufweisen. Eine transparente Druckschicht ist somit in diesem Sinne auch eine Farbschicht. Eine strukturierte Druckschicht stellt wiederum eine Druckstruktur dar.
Eine Lichtleitstruktur ist eine Struktur, die in der Lage ist elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich, aufgrund von Totalreflexion an einer Grenzfläche der Lichtleitstruktur zu leiten.
Lumineszenzstoffe sind Materialien oder Stoffe, die bei einer Anregung eines Atomaren oder Molekularen angeregten Zustands unter Aussendung von elektromagnetischer Strahlung, vorzugsweise im sichtbaren Wellenlängenbereich in einen niederenergetischen Zustand übergehen. Auch komplexere elektronische Übergänge unter Aussendung von Photonen werden hier als Lumineszenzvorgänge betrachtet. Abhängig von den physikalischen und/der chemischen Prozessen werden unterschiedliche Lumineszenzprozesse unterschieden. Im Rahmen des hier beschriebenen ist es unerheblich, welchen Lumineszenzprozess der Lumineszenzstoff nutzt. So kann es sich beispielsweise um Elektrolumineszenz, Kathodolumineszenz, Photolumineszenz, insbesondere Fluoreszenz oder Phosphoreszenz oder auch mehr-Photonen-Prozesse (z.B. sogenannte upconversion Prozesse) handeln, Chemolumineszenz, Biolumineszenz, Tribolumineszenz, Thermolumineszenz, Sonolumineszenz, Radiolumineszenz sowie Piezolumineszenz handeln.
Bevorzugte Ausführungsformen
Das drucktechnische Aufbringen der Lichtleitstruktur bzw. der Druckstruktur, die die Lichtleitstruktur bildet, kann mittels beliebiger Druckverfahren, beispielsweise Hochdruck, Flachdruck, Durchdruck, Tiefdruck oder besonders bevorzugt mittels eines Digitaldrucks, beispielsweise mittels eines Tintenstrahldrucks, ausgeführt werden.
Als Tinte oder Farbe werden Zubereitungen verwendet, die eine Druckschicht bzw. Druckstruktur mit einer hohen Brechkraft, d.h. einem großen Brechungsindex, erzeugen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Lichtleitstruktur mit einer Tinte oder Farbe gedruckt, die Teilchen eines Materials mit einem Brechungsindex umfassen, der Größer als der Brechungsindex der an die Lichtleitstruktur angrenzenden Materialen ist, wobei die Teilchen im Mittel einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als die halbe Wellenlänge einer für die Lichtleitung vorgesehenen Strahlung, bevorzugt kleiner als ein Fünftel dieser Wellenlänge und noch bevorzugter kleiner als ein Zehntel dieser Wellenlänge ist. Als Teilchen eignen sich insbesondere Metallchalcogenide, zum Beispiel Metalloxide, vorzugsweise Titandioxid, Zirkondioxid, Metallsulfide, zum Beispiel Zinksulfid, aber auch Diamant, insbesondere jeweils in nanoskaliger Form. Ein Stoff, der in nanoskaliger Form vorliegt, besteht aus Partikeln, deren Partikelverteilung im Korngrößenbereich zwischen 1 und 100 nm liegt. Denkbar sind auch amorphe Materialformen, insbesondere hochbrechende (Blei-)Gläser. Die Druckstruktur, welche die Lichtleitstruktur bildet, wird in dem Dokumentkörper, der eine Oberseite und eine Unterseite und eine oder mehrere die Ober- und die Unterseite verbindende Seitenflächen aufweist, so auf die eine Substratschicht aufgedruckt, dass die Lichtleitstruktur im fertig gestellten Dokumentkörper mehrere Koppelbereiche umfasst, die jeweils entlang der einen oder der mehreren Seitenflächen des Dokumentkörpers und voneinander getrennt ausgebildet sind, wobei über Koppelbereiche Licht, das in der Lichtleitstruktur über Totalreflektion an Grenzflächen der Lichtleitstruktur geleitet wird, ein und/oder ausgekoppelt werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtleitstruktur so ausgebildet, dass bei einer Lichteinkopplung in mindesten einen der Koppelbereiche dieses Licht über eine Lichtleitung in der Lichtleitstruktur zu einem oder mehreren anderen Koppelbereichen geleitet wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Licht zu mehreren Koppelbereichen geleitet wird. Da diese getrennt voneinander entlang der Seitenflächen oder den Seitenflächen des Dokumentkörpers ausgebildet sind, tritt das in den Lichtleiter eingekoppelte Licht an unterschiedlichen Stellen aus der Lichtleitstruktur und dem Dokumentkörper aus. Hierdurch ergibt sich ein Lichtaustrittsmuster, welches charakteristisch für die Struktur der Lichtleitstruktur ist. Somit ist es möglich, über die Strukturierung der Lichtleitstruktur Information in das Wert- und/oder Sicherheitsdokument zu kodieren. Bevorzugt wird eine solche Kodierung individualisierend, bevorzugt personalisierend ausgeführt.
Eine individualisierende Information ist eine Information, die zwei ansonsten identische Gegenstände unterscheidbar macht. Eine individualisierende Information im Bereich von Wert- und/oder Sicherheitsdokumenten ist beispielsweise eine Seriennummer. Eine individualisierende Information, die einer Person zugeordnete Information kodiert, der das Sicherheitsdokument zugeordnet ist, wird als personalisierende Information bezeichnet. Als personalisierende Informationen seien lediglich beispielhaft genannt ein Name, ein Geburtsdatum, ein Vorname, ein Geburtsort, ein Wohnort, eine Körpergröße, eine Augenfarbe, biometrische Informationen wie beispielsweise ein Gesichtsbild und/oder ein Fingerabdruck oder Irismuster usw.
Die Lichtleitstruktur ist bei einer bevorzugten Ausführungsform somit so strukturiert, dass sie über eine Anzahl der Koppelbereiche, eine Positionierung der Koppelbereiche, relative Abstände der Koppelbereiche zueinander und/oder deren jeweilige Ausdehnung entlang der einen oder den mehreren Seitenflächen eine Information, vorzugsweise eine individualisierende oder personalisierende Information, in den Dokumentkörper kodiert ist oder wird. Um Lichtleitungsverluste an den Grenzflächen der Lichtleitstruktur zu minimieren, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Lichtleitstruktur von transparentem Material umgeben ist. Hierbei ist eine Materialstärke wünschenswert, die vorzugsweise etwa eine Wellenlänge, besonders bevorzugt ein Vielfaches der Wellenlänge des über die Lichtleitstruktur geleiteten Lichts trägt. Typischerweise sind somit für sichtbares Licht Materialstärken von einigen Mikrometern ausreichend.
Um die Lichtleitstruktur auch auf eine bedruckte Substratschichtoberfläche, die bereits mit opaken oder transparenten bzw. transluzenten Farben bedruckt ist, aufbringen zu können, ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass zunächst eine transparente Farbschicht oder Druckschicht aufgedruckt wird. Auf die transparente Druckschicht, welche einen niedrigen Brechungsindex aufweist, kann dann anschließend die die Lichtleitstruktur bildende Druckschicht aufgedruckt werden. Ebenso kann die strukturierte Druckschicht, die Lichtleitstruktur bildet, mit einer transparenten Druckschicht mit niedrigem Brechungsindex überdruckt werden, um für eine Lichtleitung nachteilige Auswirkungen einer im Dokumentkörper hierüber angeordneten Substratschicht, die beispielsweise bedruckt ist, auszuschließen.
Um eine höhere Materialstärke senkrecht zur Substratschichtfläche, auf die die Lichtleitstruktur aufgedruckt wird, zu erhalten, wird die Lichtleitstruktur bei einigen Ausführungsformen in mehreren Schichten aufgedruckt. Bei einer geeigneten Wahl der die Lichtleitstruktur bildenden hochbrechenden Druckfarbe oder Tinte bildet sich auch bei einem Aufbau aus mehreren Druckschichten eine monolithische Lichtleitstruktur. Dies bedeutet, dass keine Grenzen zwischen den getrennt aufgebrachten Anteilen der Lichtleitstruktur zu beobachten sind.
Die Lichtleitstruktur wird vorzugsweise in mehrere Stränge strukturiert, die jeweils an einem Koppelbereich beginnen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Lichtleitstruktur einen an einem der Koppelbereiche beginnenden Strang, der sich in mehrere weitere Stränge verzweigt, die jeweils an einem der mehreren Koppelbereiche enden. Diese Druckstruktur oder Lichtleitstruktur ist vorzugsweise so ausgebildet, dass an dem Koppelbereich, an dem der sich verzweigende Strang beginnt, eine Einkopplung von Licht möglich ist, das dann zu den mehreren Koppelbereichen geleitet wird, an denen die mehreren Stränge enden. Um sicherzustellen, dass zwischen zwei Strängen unter einem spitzen Winkel auf eine Grenzfläche der Lichtleitstruktur auftreffendes Licht, welches den einen Strang verlässt, nicht in einen benachbarten Strang einkoppeln kann, ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass zwischen mindestens zwei der weiteren Stränge eine opak ausgebildete Trennstruktur in der Druckebene ausgebildet ist. Diese Trennstruktur kann ebenfalls drucktechnisch aufgebracht werden. Auch bei einer solchen Ausführungsform gilt, dass bei einer bevorzugten Ausführungsform zwischen der Trennstruktur und den Strängen jeweils ein transparentes Material angeordnet ist.
Eine Einkopplung von Licht in die Lichtleitstruktur kann zum einen über ein Einkoppeln von Licht einer externen Lichtquelle über einen Koppelbereich auf der einen oder einer der mehreren Seitenflächen in die Lichtleitstruktur erfolgen.
Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Druckstruktur mindestens einen Lumineszenzstoff umfasst. Eine Einkopplung von Licht kann somit über eine Anregung der Lumineszenz erfolgen. Bei dem Lumineszenzstoff kann es sich um jeden beliebigen Lumineszenzstoff handeln, der drucktechnisch in die Farbe oder Tinte integrierbar ist, die zum Ausbilden der Druckstruktur, welche die Lichtleitstruktur bildet, verwendet wird. Besonders bevorzugt werden hiervon Lumineszenzstoffe die eine Elektrolumineszenz und Photolumineszenz aufweisen.
Eine Anregung der Lumineszenz kann vollflächig erfolgen. Ein Auskoppeln des Lichts erfolgt jedoch bevorzugt aus den Koppelbereichen, da zu diesen Bereichen das Licht über Lichtleitungen geleitet wird. Um ein Austreten von Licht aus der Oberseite und/oder Unterseite des Dokumentkörpers zu verhindern, ist bei einigen Ausführungsformen vorgesehen, dass zwischen die Oberseite und die Lichtleitstruktur und/oder die Unterseite des Dokumentkörpers und die Lichtleitstruktur jeweils ein opakes Element angeordnet wird. Dieses bedeutet, dass zwischen der Oberseite des Dokumentkörpers und der Lichtleitstruktur ein opakes Element und/oder zwischen der Unterseite des Dokumentkörpers und der Lichtleitstruktur ein weiteres opakes Element angeordnet werden. Bei dem opaken Element und/oder dem weiteren opaken Element kann es sich jeweils um eine Druckschicht oder auch eine opake Substratschicht oder ein anderes in das Wert- und/oder Sicherheitsdokument eingebrachtes Element, beispielsweise einen metallisierten Bereich, handeln. Bei anderen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Druckstruktur aus mehreren lichtleitend miteinander gekoppelten Abschnitten hergestellt wird. Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Druckstruktur miteinander gekoppelte Abschnitte umfasst, von denen einige Lumineszenzstoffe umfassen und andere lumineszenzstofffrei sind. Bei einer solchen Ausführungsform ist bei einer lokalen Anregung ein Auftreten der Lumineszenz, d.h. ein Einkoppeln von Licht in Lichtleitstruktur, abhängig von dem Anregungsort. Wird ein Abschnitt der Lichtleitstruktur angeregt, in dem Lumineszenzstoffe integriert sind, so tritt eine Lumineszenz auf, die als Lichtaustrittsmuster an den Koppelbereichen wahrgenommen werden kann. Wird ein Abschnitt angeregt, der keine Lumineszenzstoffe enthält, wird hingegen kein austretendes Licht beobachtet.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verifizieren eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments ist die Erfassungseinheit relativ zu dem Dokumentkörper beweglich ausgebildet, um einen Lichtaustritt lokal entlang der einen oder der mehreren Seitenflächen zu erfassen. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Erfassungseinheit mehrere miteinander gekoppelte Erfassungselemente umfassen, die zeitgleich einen Lichtaustritt an unterschiedlichen Stellen der einen der mehreren Seitenflächen erfassen können. Bei Ausführungsformen, bei denen Wert- und/oder Sicherheitsdokumente mit Lichtleitstrukturen verifiziert werden sollen, die unterschiedliche Abschnitte umfassen, die teilweise lumineszierend und teilweise nicht lumineszierend sind, ist die Anregungsquelle relativ zu dem Dokumentkörper bewegbar. Alternativ kann die Anregungsquelle mehrere Anregungselemente umfassen.
Vorzugsweise ist die Anregungsquelle als UV-Lichtquelle ausgebildet. Andere Ausführungsformen können jedoch andere Anregungsquellen vorsehen, die jeweils angepasst an die jeweiligen Lumineszenzstoffe eine Anregung dieser vornehmen können. Um eine zuverlässige Positionierung der Koppelbereiche relativ zu einer Anregungsquelle und der Erfassungseinheit und gegebenenfalls unterschiedlichen Erfassungselementen zu gewährleisten, ist die Anregungsquelle relativ zu einer Führung starr befestigt, in die der Dokumentkörper einführbar und definiert relativ zu der Anregungsquelle positionierbar ist. In einem solchen Fall ist vorzugsweise die Erfassungseinheit ebenfalls relativ zu dieser Führung starr befestigt. Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anregung der Lumineszenz lokal vorgenommen wird und dass sich ergebende Lichtaustrittsmuster in Abhängigkeit von dem Anregungsort ausgewertet wird. Bei wieder anderen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Anregungsort der lokal vorgenommenen Anregung der Lumineszenz variiert wird und die sich ergebende Lichtaustrittsmustersequenz ausgewertet wird.
Grundsätzlich sind als Werkstoffe für die Substratschichten alle Polymerschichten einsetzbar, die im Bereich der Sicherheits- und/oder Wertdokumente üblicherweise verwendet werden. Die Polymerschichten können, gleich oder verschieden, auf Basis eines Polymerwerkstoffes aus der Gruppe, umfassend PC (Polycarbonat, insbesondere Bisphenol A Polycarbonat), PET (Polyethylenglykolterephthalat), PMMA (Polymethylmethacrylat), TPU (Thermoplastische Polyurethan Elastomere), PE (Polyethylen), PP (Polypropylen), PI (Polyimid oder Poly-trans-lsopren), PVC (Polyvinylchlorid) und Copolymeren solcher Polymere, gebildet sein. Bevorzugt ist der Einsatz von PC-Werkstoffen, wobei beispielsweise, aber keinesfalls notwendigerweise, auch sogenannte Nieder-Tg-Werkstoffe einsetzbar sind, insbesondere für eine Polymerschicht auf weicher eine Druckschicht aufgebracht ist, und/oder für eine Polymerschicht, welche mit einer Polymerschicht, die eine Druckschicht trägt, verbunden ist, und zwar auf der Seite mit der Druckschicht. Nieder-Tg-Werkstoffe sind Polymere, deren Glastemperatur unterhalb von 1400C liegt.
Bevorzugt ist es dabei, wenn das Grundpolymer zumindest einer der zu verbindenden Polymerschichten gleiche oder verschiedene miteinander reaktive Gruppen enthält, wobei bei einer Laminiertemperatur von weniger als 2000C reaktive Gruppen einer ersten Polymerschicht miteinander und/oder mit reaktiven Gruppen einer zweiten Polymerschicht reagieren. Dadurch kann die Laminiertemperatur herabgesetzt werden, ohne dass dadurch der innige Verbund der laminierten Schichten gefährdet wird. Dies liegt im Falle verschiedener Polymerschichten mit reaktiven Gruppen daran, dass die verschiedenen Polymerschichten auf Grund der Reaktion der jeweiligen reaktiven Gruppen nicht mehr ohne weiteres delaminiert werden können. Denn es findet zwischen den Polymerschichten eine reaktive Kopplung statt, gleichsam ein reaktives Laminieren. Des Weiteren wird ermöglicht, dass wegen der niedrigeren Laminiertemperatur eine Veränderung einer farbigen Druckschicht, insbesondere eine Farbveränderung, verhindert wird. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Glastemperatur T9 der zumindest einen Polymerschicht vor der thermischen Laminierung weniger als 1200C (oder auch weniger als 11O0C oder weniger als 1000C) beträgt, wobei die Glastemperatur dieser Polymerschicht nach der thermischen Laminierung durch Reaktion reaktiver Gruppen des Grundpolymers der Polymerschicht miteinander um zumindest 5°C, vorzugsweise zumindest 200C, höher als die Glastemperatur vor der thermischen Laminierung ist. Hierbei erfolgt nicht nur eine reaktive Kopplung der miteinander zu laminierenden Schichten, vielmehr erfolgt eine Erhöhung des Molekulargewichts und somit der Glastemperatur durch Vernetzung des Polymers innerhalb der Schicht und zwischen den Schichten. Dies erschwert ein Delaminieren zusätzlich, insbesondere da bei einem Manipulationsversuch die hohen notwendigen Delaminationstemperaturen beispielsweise die Farben irreversibel beschädigt und das Dokument dadurch zerstört wird. Vorzugsweise beträgt die Laminiertemperatur beim Einsatz solcher Polymerwerkstoffe weniger als 180°C, besser noch weniger als 150°C. Die Auswahl der geeigneten reaktiven Gruppen ist für einen Fachmann auf dem Gebiet der Polymerchemie ohne Probleme möglich. Beispielhafte reaktive Gruppen sind ausgewählt aus der Gruppe, umfassend - CN, -OCN, -NCO, -NC, -SH, -Sx, -Tos, -SCN, -NCS1 -H, Epoxy (-CHOCH2), -NH2, -NN+, - NN-R, -OH, -COOH, -CHO, -COOR, -HaI (-F1 -Cl, -Br1 -I), -Me-HaI (Me = zumindest zweiwertiges Metall, beispielsweise Mg), -Si(OR)3, -SiHaI3, -CH=CH2, und -COR", wobei R" eine beliebige reaktive oder nicht-reaktive Gruppe sein kann, beispielsweise -H, -HaI, Ci-C2O-AIkVl, C3-C20-Aryl, C4-C20-ArAI kyl, jeweils verzweigt oder linear, gesättigt oder ungesättigt, optional substituiert, oder korrespondierende Heterocyclen mit einem oder mehreren gleichen oder verschiedenen Heteroatomen N, O1 oder S. Andere reaktive Gruppen sind selbstverständlich möglich. Hierzu gehören die Reaktionspartner der Diels- Alder Reaktion oder einer Metathese. Die reaktiven Gruppen können direkt an dem Grundpolymer gebunden oder über eine Spacergruppe mit dem Grundpolymer verbunden sein. Als Spacergruppen kommen alle dem Fachmann für Polymerchemie bekannten Spacergruppen in Frage. Dabei können die Spacergruppen auch Oligomere oder Polymere sein, welche Elastizität vermitteln, wodurch eine Bruchgefahr des Sicherheits- und/oder Wertdokuments reduziert wird. Solche elastizitätsvermittelnde Spacergruppen sind dem Fachmann bekannt und brauchen daher hier nicht weiter beschrieben zu werden. Lediglich beispielhaft seien Spacergruppen genannt, welche ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend -(CH2Jn-, -(CH2-CH2-O)n-, -(SiR2-O)n-, -(C6H4Jn-, -(C6H10)n-, C1-Cn- Alkyl, -C3-C(n+3)-Aryl, -C4-C(n+4)-ArAlkyl, jeweils verzweigt oder linear, gesättigt oder ungesättigt, optional substituiert, oder korrespondierende Heterocyclen mit einem oder mehreren, gleichen oder verschiedenen Heteroatomen O, N, oder S, wobei n = 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10. Bezüglich weiterer reaktiver Gruppen oder Möglichkeiten der Modifikation wird auf die Literaturstelle "Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry", Wiley Verlag, elektronische Ausgabe 2006, verwiesen. Der Begriff des Grundpolymers bezeichnet im Rahmen der vorstehenden Ausführungen eine Polymerstruktur, welche keine unter den eingesetzten Laminierbedingungen reaktiven Gruppen trägt. Es kann sich dabei um Homopolymere oder Copolymere handeln. Es sind auch gegenüber den genannten Polymere modifizierte Polymere umfasst.
Um einen hohen Brechungsindex einer Tinte oder Farbe zu erreichen, werden dieser vorzugsweise 10% bis 90% bevorzugter 30% bis 70% bezogen auf das Volumen Teilchen eines Materials mit einem großen Brechungsindex beigegeben. Als Materialien eigenen sich beispielsweise Titandioxid oder Zirkondioxid und andere Metalloxide.
Für den Druck auf Polycarbonat-Verbundschichten sind grundsätzlich alle fachüblichen Tinten einsetzbar. Bevorzugt ist die Verwendung einer Zubereitung, enthaltend: A) 0,1 bis 20 Gew.-% eines Bindemittels mit einem Polycarbonatderivat , B) 30 bis 99,9 Gew.-% eines vorzugsweise organischen Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemischs, C) 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf Trockenmasse, eines Farbmittels oder Farbmittelgemischs, D) 0 bis 10 Gew.-% eines funktionalen Materials oder einer Mischung funktionaler Materialien, E) 0 bis 30 Gew.-% Additive und/oder Hilfsstoffe, oder einer Mischung solcher Stoffe, wobei die Summe der Komponenten A) bis E) stets 100 Gew.-% ergibt, als Drucktinte. Solche Polycarbonatderivate sind hochkompatibel mit Polycarbonatwerkstoffen, insbesondere mit Polycarbonaten auf Basis Bisphenol A, wie beispielsweise Makrofol® Folien. Zudem ist das eingesetzte Polycarbonatderivat hochtemperaturstabil und zeigt keinerlei Verfärbungen bei laminationstypischen Temperaturen bis zu 2000C und mehr, wodurch auch der Einsatz der vorstehend beschriebenen Nieder-Tg-Werkstoffe nicht notwendig ist. Im Einzelnen kann das Polycarbonatderivat funktionelle Carbonatstruktureinheiten der Formel (I) enthalten,
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(I) worin R1 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, bevorzugt Chlor oder Brom, C1-C8-AIkVl, C5-C6-Cycloalkyl, C6-C10-Aryl, bevorzugt Phenyl, und C7-C12-Aralkyl, bevorzugt Phenyl-Ci-C4-Alkyl, insbesondere Benzyl sind; m eine ganze Zahl von 4 bis 7, bevorzugt 4 oder 5 ist; R3 und R4 für jedes X individuell wählbar, unabhängig voneinander Wasserstoff oder C1-C6-AIkYl ist; X Kohlenstoff und n eine ganze Zahl größer 20 bedeuten, mit der Maßgabe, dass an mindestens einem Atom X, R3 und R4 gleichzeitig Alkyl bedeuten. Bevorzugt ist es, wenn an 1 bis 2 Atomen X, insbesondere nur an einem Atom X, R3 und R4 gleichzeitig Alkyl sind. R3 und R4 können insbesondere Methyl sein. Die X-Atome in alpha-Stellung zu dem Diphenyl-substituierten C-Atom (C1) können nicht dialkylsubstituiert sein. Die X-Atome in beta-Stellung zu C1 können mit Alkyl disubstituiert sein. Bevorzugt ist m = 4 oder 5. Das Polycarbonatderivat kann beispielsweise auf Basis von Monomeren, wie 4,4'-(3,3,5-trimethylcyclohexan-1 ,1- diyl)diphenol, 4,4'-(3,3-dimethylcyclohexan-1 ,1-diyl)diphenol, oder 4,4'-(2,4,4- trimethylcyclopentan-1 ,1-diyl)diphenol gebildet sein. Ein solches Polycarbonatderivat kann beispielsweise gemäß der Literaturstelle DE 38 32 396.6 aus Diphenolen der Formel (Ia) hergestellt werden, deren Offenbarungsgehalt hiermit vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt dieser Beschreibung aufgenommen wird. Es können sowohl ein Diphenol der Formel (Ia) unter Bildung von Homopolycarbonaten als auch mehrere Diphenole der Formel (Ia) unter Bildung von Copolycarbonaten verwendet werden (Bedeutung von Resten, Gruppen und Parametern, wie in Formel I).
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(Ia)
Außerdem können die Diphenole der Formel (Ia) auch im Gemisch mit anderen Diphenolen, beispielsweise mit denen der Formel (Ib)
HO - Z - OH (Ib),
zur Herstellung von hochmolekularen, thermoplastischen, aromatischen Polycarbonatderivaten verwendet werden.
Geeignete andere Diphenole der Formel (Ib) sind solche, in denen Z ein aromatischer Rest mit 6 bis 30 C-Atomen ist, der einen oder mehrere aromatische Kerne enthalten kann, substituiert sein kann und aliphatische Reste oder andere cycloaliphatische Reste als die der Formel (Ia) oder Heteroatome als Brückenglieder enthalten kann. Beispiele der Diphenole der Formel (Ib) sind Hydrochinon, Resorcin, Dihydroxydiphenyle, Bi- (hydroxyphenyl)-alkane, Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkane, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide, Bis-(hydroxyphenyl)-ether, Bis-(hydroxyphenyl)-ketone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone, Bis- (hydroxyphenyl)-sulfoxide, alpha, alpha'-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole sowie deren kernalkylierte und kemhalogenierte Verbindungen. Diese und weitere geeignete Diphenole sind beispielsweise in US-A 3 028 365, 2999 835, 3 148 172, 3275 601, 2 991 273, 3 271 367, 3 062 781 , 2 970 131 und 2 999 846, in DE-A 1 570 703, 2 063 050, 2 063 052, 2 211 956, FR-A 1 561 518 und in H. Schnell in: Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964, beschrieben, welche hiermit vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen werden. Bevorzugte andere Diphenole sind beispielsweise: 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2- Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1 ,1-Bis-(4- hydroxyphenyl)-cyclohexan, alpha, alpha-Bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol, 2,2- Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3-chlor-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon, 2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2- methylbutan, 1 ,1-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, alpha, alpha-Bis-(3,5- dimethyl-4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol, 2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)- propan und 2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan. Besonders bevorzugte Diphenole der Formel (Ib) sind beispielsweise 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan und 1 ,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan. Insbesondere ist 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan bevorzugt. Die anderen Diphenole können sowohl einzeln als auch im Gemisch eingesetzt werden. Das molare Verhältnis von Diphenolen der Formel (Ia) zu den gegebenenfalls mit zu verwendenden anderen Diphenolen der Formel (Ib), soll zwischen 100 Mol-% (Ia) zu 0 Mol-% (Ib) und 2 Mol-% (Ia) zu 98 Mol-% (Ib), vorzugsweise zwischen 100 Mol-% (Ia) zu 0 Mol-% (Ib) und 10 Mol-% (Ia) zu 90 Mol-% (Ib) und insbesondere zwischen 100 Mol-% (Ia) zu 0 Mol-% (Ib) und 30 Mol-% (Ia) zu 70 Mol-% (Ib) liegen. Die hochmolekularen Polycarbonatderivate aus den Diphenolen der Formel (Ia), gegebenenfalls in Kombination mit anderen Diphenolen, können nach den bekannten Polycarbonat-Herstellungsverfahren hergestellt werden. Dabei können die verschiedenen Diphenole sowohl statistisch als auch blockweise miteinander verknüpft sein. Die eingesetzten Polycarbonatderivate können in an sich bekannter Weise verzweigt sein. Wenn die Verzweigung gewünscht wird, kann diese in bekannter Weise durch Einkondensieren geringer Mengen, vorzugsweise Mengen von 0,05 bis 2,0 Mol-% (bezogen auf eingesetzte Diphenole), an drei- oder mehr als dreifunktionellen Verbindungen, insbesondere solchen mit drei oder mehr als drei phenolischen Hydroxylgruppen, erreicht werden. Einige Verzweiger mit drei oder mehr als drei phenolischen Hydroxylgruppen sind Phloroglucin, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4- hydroxyphenyl)-hepten-2,4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-heptan, 1 ,3,5-Tri-(4- hydroxyphenyl)-benzol, 1 ,1 ,1-Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan, Tri-(4-hydroxyphenyl)- phenylmethan, 2,2-Bis-[4,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexyl]-propan, 2,4-Bis-(4- hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol, 2,6-Bis-(2-hydroxy-5-methyl-benzyl)-4-methylphenol, 2- (4-hydroxyphenyl)-2-(2,4-dihydroxyphenyl)-propan, Hexa-[4-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)- phenyl]-orthoterephthalsäureester, Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan, Tetra-[4-(4- hydroxyphenyl-isopropyl)phenoxy]-methan und 1 ,4-Bis-[4',4"-dihydroxytriphenyl)-methyl]- benzol. Einige der sonstigen dreifunktionellen Verbindungen sind 2,4- Dihydroxybenzoesäure, Trimesinsäure, Cyanurchlorid und 3,3-Bis-(3-methyl-4- hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol. Als Kettenabbrecher zur an sich bekannten Regelung des Molekulargewichts der Polycarbonatderivate dienen monofunktionelle Verbindungen in üblichen Konzentraten. Geeignete Verbindungen sind z.B. Phenol, tert. Butylphenole oder andere Alkyl-substituierte Phenole. Zur Regelung des Molekulargewichts sind insbesondere kleine Mengen Phenole der Formel (Ic) geeignet
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(Ic)
worin R einen verzweigten C8- und/oder C9-Alkylrest darstellt. Bevorzugt ist im Alkylrest R der Anteil an CH3-Protonen zwischen 47 und 89 % und der Anteil der CH- und CH2- Protonen zwischen 53 und 11 %; ebenfalls bevorzugt ist R in o- und/oder p-Stellung zur OH-Gruppe, und besonders bevorzugt die obere Grenze des ortho-Anteils 20 %. Die Kettenabbrecher werden im allgemeinen in Mengen von 0,5 bis 10, bevorzugt 1 ,5 bis 8 Mol-%, bezogen auf eingesetzte Diphenole, eingesetzt. Die Polycarbonatderivate können vorzugsweise nach dem Phasengrenzflächenverhalten (vgl. H. Schnell in. Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, Vol. IX, Seite 33ff., Interscience Publ. 1964) in an sich bekannter Weise hergestellt werden. Hierbei werden die Diphenole der Formel (Ia) in wässrig alkalischer Phase gelöst. Zur Herstellung von Copolycarbonaten mit anderen Diphenolen werden Gemische von Diphenolen der Formel (Ia) und den anderen Diphenolen, beispielsweise denen der Formel (Ib), eingesetzt. Zur Regulierung des Molekulargewichts können Kettenabbrecher z.B. der Formel (Ic) zugegeben werden. Dann wird in Gegenwart einer inerten, vorzugsweise Polycarbonat lösenden, organischen Phase mit Phosgen nach der Methode der Phasengrenzflächenkondensation umgesetzt. Die Reaktionstemperatur liegt im Bereich von O0C bis 40°C. Die gegebenenfalls mit verwendeten Verzweiger (bevorzugt 0,05 bis 2,0 Mol-%) können entweder mit den Diphenolen in der wässrig alkalischen Phase vorgelegt werden oder in dem organischen Lösungsmittel gelöst vor Phosgenierung zugegeben werden. Neben den Diphenolen der Formel (Ia) und gegebenenfalls anderen Diphenolen (Ib) können auch deren Mono- und/oder Bis-chlorkohlensäureester mit verwendet werden, wobei diese in organischen Lösungsmitteln gelöst zugegeben werden. Die Menge an Kettenabbrechern sowie an Verzweigem richtet sich dann nach der molaren Menge von Diphenolat-Resten entsprechend Formel (Ia) und gegebenenfalls Formel (Ib); bei Mitverwendung von Chlorkohlensäureestern kann die Phosgenmenge in bekannter Weise entsprechend reduziert werden. Geeignete organische Lösungsmittel für die Kettenabbrecher sowie gegebenenfalls für die Verzweiger und die Chlorkohlensäureester sind beispielsweise Methylenchlorid, Chlorbenzol sowie insbesondere Mischungen aus Methylenchlorid und Chlorbenzol. Gegebenenfalls können die verwendeten Kettenabbrecher und Verzweiger im gleichen Solvens gelöst werden. Als organische Phase für die Phasengrenzflächenpolykondensation dienen beispielsweise Methylenchlorid, Chlorbenzol sowie Mischungen aus Methylenchlorid und Chlorbenzol. Als wässrige alkalische Phase dient beispielsweise NaOH-Lösung. Die Herstellung der Polycarbonatderivate nach dem Phasengrenzflächenverfahren kann in üblicher Weise durch Katalysatoren wie tertiäre Amine, insbesondere tertiäre aliphatische Amine wie Tributylamin oder Triethylamin katalysiert werden; die Katalysatoren können in Mengen von 0,05 bis 10 Mol-%, bezogen auf Mole an eingesetzten Diphenolen, eingesetzt werden. Die Katalysatoren können vor Beginn der Phosgenierung oder während oder auch nach der Phosgenierung zugesetzt werden. Die Polycarbonatderivate können nach dem bekannten Verfahren in homogener Phase, dem sogenannten "Pyridinverfahren" sowie nach dem bekannten Schmelzeumesterungsverfahren unter Verwendung von beispielsweise Diphenylcarbonat anstelle von Phosgen hergestellt werden. Die Polycarbonatderivate können linear oder verzweigt sein, sie sind Homopolycarbonate oder Copolycarbonate auf Basis der Diphenole der Formel (Ia). Durch die beliebige Komposition mit anderen Diphenolen, insbesondere mit denen der Formel (Ib) lassen sich die Polycarbonateigenschaften in günstiger Weise variieren. In solchen Copolycarbonaten sind die Diphenole der Formel (Ia) in Mengen von 100 Mol-% bis 2 Mol-%, vorzugsweise in Mengen von 100 Mol-% bis 10 Mol-% und insbesondere in Mengen von 100 Mol-% bis 30 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge von 100 Mol-% an Diphenoleinheiten, in Polycarbonatderivaten enthalten. Das Polycarbonatderivat kann ein Copolymer sein, enthaltend, insbesondere hieraus bestehend, Monomereinheiten M1 auf Basis der Formel (Ib).vorzugsweise Bisphenol A, sowie Monomereinheiten M2 auf Basis des geminal disubstituierten Dihydroxydiphenylcycloalkans, vorzugsweise des 4,4'-(3,3,5- trimethylcyclohexan-1 ,1-diyl)diphenols, wobei das Molverhältnis M2/M1 vorzugsweise größer als 0,3, insbesondere größer als 0,4, beispielsweise größer als 0,5 ist. Bevorzugt ist es, wenn das Polycarbonatderivat ein mittleres Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von mindestens 10.000, vorzugsweise von 20.000 bis 300.000, aufweist. Die Komponente B kann grundsätzlich im Wesentlichen organisch oder wässrig sein. Im Wesentlichen wässrig bedeutet dabei, dass bis zu 20 Gew.-% der Komponente B) organische Lösungsmittel sein können. Im Wesentlichen organisch bedeutet, dass bis zu 5 Gew.-% Wasser in der Komponente B) vorliegen können. Vorzugsweise enthält die Komponente B einen bzw. besteht aus einem flüssigen aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder aromatischen Kohlenwasserstoff, einem flüssigen organischen Ester und/oder einer Mischung solcher Substanzen. Die eingesetzten organischen Lösungsmittel sind vorzugsweise halogenfreie organische Lösungsmittel. In Frage kommen insbesondere aliphatische, cycloaliphatische, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Mesitylen, 1 ,2,4- Trimethylbenzol, Cumol und Solvent Naptha, Toluol, XyIoI; (organische) Ester, wie Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Methoxypropylacetat, Ethyl-3-ethoxypropionat. Bevorzugt sind Mesitylen, 1 ,2,4-Trimethylbenzol, Cumol und Solvent Naptha, Toluol, XyIoI, Essigsäuremethylester, Essigsäureethylester, Methoxypropylacetat. Ethyl-3- ethoxypropionat. Ganz besonders bevorzugt sind Mesitylen (1 ,3,5-Trimethylbenzol), 1 ,2,4-Trimethylbenzol, Cumol (2-Phenylpropan), Solvent Naptha und Ethyl-3- ethoxypropionat. Ein geeignetes Lösungsmittelgemisch umfasst beispielsweise L1 ) 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-%, insbesondere 2 bis 3 Gew.-%, Mesitylen, L2) 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 50 Gew.-%, insbesondere 30 bis 40 Gew.-%, 1- Methoxy-2-propanolacetat, L3) 0 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 7 bis 15 Gew.-%, 1 ,2,4-Trimethylbenzol, L4) 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 50 Gew.-%, insbesondere 30 bis 40 Gew.-%, Ethyl-3- ethoxypropionat, L5) 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 0,5 Gew.-%, Cumol, und L6) 0 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-%, insbesondere 15 bis 25 Gew.-%, Solvent Naphtha, wobei die Summe der Komponenten L1 bis L6 stets 100 Gew.-% ergibt. Die Zubereitung kann im Detail enthalten: A) 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 5 Gew.-%, eines Bindemittels mit einem Polycarbonatderivat auf Basis eines geminal disubstituierten
Dihydroxydiphenylcycloalkans, B) 40 bis 99,9 Gew.-%, insbesondere 45 bis 99,5 Gew.-%, eines organischen Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemischs, C) 0,1 bis 6 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 4 Gew.-%, eines Farbmittels oder Farbmittelgemischs, D) 0,001 bis 6 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 4 Gew.-%, eines funktionales Materials oder einer Mischung funktionaler Materialien, E) 0,1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 1 bis 20 Gew.-%, Additive und/oder Hilfsstoffe, oder eine Mischung solcher Stoffe. Als Komponente C, sofern ein Farbmittel vorgesehen sein soll, kommt grundsätzlich jedes beliebige Farbmittel oder Farbmittelgemisch in Frage. Unter Farbmittel sind alle farbgebenden Stoffe bezeichnet. Das bedeutet, es kann sich sowohl um Farbstoffe (einen Überblick über Farbstoffe gibt Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Electronic Release 2007, Wiley Verlag, Kapitel „Dyes, General Survey") wie auch um Pigmente (einen Überblick über organische wie anorganische Pigmente gibt Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Electronic Release 2007, Wiley Verlag, Kapitel „Pigments, Organic" bzw. "Pigments, Inorganic") handeln. Farbstoffe sollten in den Lösungsmitteln der Komponente B löslich bzw. (stabil) dispergierbar oder suspendierbar sein. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Farbmittel bei Temperaturen von 1600C und mehr für einen Zeitraum von mehr als 5 min. stabil, insbesondere farbstabil ist. Es ist auch möglich, dass das Farbmittel einer vorgegebenen und reproduzierbaren Farbveränderung unter den Verarbeitungsbedingungen unterworfen ist und entsprechend ausgewählt wird. Pigmente müssen neben der Temperaturstabilität insbesondere in feinster Partikelgrößenverteilung vorliegen. Für einen Tintenstrahldruck bedeutet dies in der Praxis, dass die Teilchengröße nicht über 1 ,0 μm hinausgehen sollte, da sonst Verstopfungen im Druckkopf die Folge sind. In der Regel haben sich nanoskalige Festkörperpigmente und gelöste Farbstoffe bewährt. Die Farbmittel können kationisch, anionisch oder auch neutral sein. Lediglich als Beispiele für im Tintenstrahldruck verwendbare Farbmittel seinen genannt: Brillantschwarz Cl. Nr. 28440, Chromogenschwarz Cl. Nr. 14645, Direkttief schwarz E Cl. Nr. 30235, Echtschwarzsalz B Cl. Nr. 37245, Echtschwarzsalz K Cl. Nr. 37190, Sudanschwarz HB Cl. 26150, Naphtolschwarz Cl. Nr. 20470, Bayscript® Schwarz flüssig, Cl. Basic Black 11 , Cl. Basic Blue 154, Cartasol® Türkis K-ZL flüssig, Cartasol® Türkis K-RL flüssig (Cl. Basic Blue 140), Cartasol Blau K5R flüssig. Geeignet sind des Weiteren z.B. die im Handel erhältlichen Farbstoffe Hostafine® Schwarz TS flüssig (vertrieben von Clariant GmbH Deutschland),
Bayscript® Schwarz flüssig (C.l.-Gemisch, vertrieben von Bayer AG Deutschland), Cartasol® Schwarz MG flüssig (Cl. Basic Black 11 , Eingetragenes Markenzeichen der Clariant GmbH Deutschland), Flexonylschwarz® PR 100 (E Cl. Nr. 30235, vertrieben von Hoechst AG), Rhodamin B, Cartasol® Orange K3 GL, Cartasol® Gelb K4 GL, Cartasol® K GL1 oder Cartasol® Rot K-3B. Des Weiteren können als lösliche Farbmittel Anthrachinon-, Azo-, Chinophthalon-, Cumarin-, Methin-, Perinon-, und/oder Pyrazolfarbstoffe, z.B. unter dem Markennamen Macrolex® erhältlich, Verwendung finden. Weitere geeignete Farbmittel sind in der Literaturstelle Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Electronic Release 2008, Wiley Verlag, Kapitel "Colorants Used in Ink Jet Inks" beschrieben. Gut lösliche Farbmittel führen zu einer optimalen Integration in die Matrix bzw. das Bindemittel der Druckschicht. Die Farbmittel können entweder direkt als Farbstoff bzw. Pigment zugesetzt werden oder als Paste, einem Gemisch aus Farbstoff und Pigment zusammen mit einem weiteren Bindemittel. Dieses zusätzliche Bindemittel sollte chemisch kompatibel mit den weiteren Komponenten der Zubereitung sein. Sofern eine solche Paste als Farbmittel eingesetzt wird, bezieht sich die Mengenangabe der Komponente B auf das Farbmittel ohne die sonstigen Komponenten der Paste. Diese sonstigen Komponenten der Paste sind dann unter die Komponente E zu subsumieren. Bei Verwendung von so genannten Buntpigmenten in den Skalenfarben Cyan-Magenta-Yellow und bevorzugt auch (Ruß)-Schwarz sind Volltonfarbabbildungen möglich. Die Komponente D umfasst Substanzen, die unter Einsatz von technischen Hilfsmitteln unmittelbar durch das menschliche Auge oder durch Verwendung von geeigneten Detektoren ersichtlich sind. Hier sind die dem Fachmann einschlägig bekannten Materialien (vgl. auch van Renesse in: Optica! document security, 3rd Ed., Artech House, 2005) gemeint, die zur Absicherung von Wert und Sicherheitsdokumenten eingesetzt werden. Dazu zählen Lumineszenzstoffe (Farbstoffe oder Pigmente, organisch oder anorganisch) wie z.B. Photoluminophore, Elektroluminophore, Antistokes Luminophore, Fluorophore aber auch magnetisierbare, photoakustisch adressierbare oder piezoelektrische Materialien. Des Weiteren können Raman-aktive oder Raman- verstärkende Materialien eingesetzt werden, ebenso wie so genannte Barcode- Materialien. Auch hier gelten als bevorzugte Kriterien entweder die Löslichkeit in der Komponente B oder bei pigmentierten Systemen Teilchengrößen < 1 μm sowie eine Temperaturstabilität für Temperaturen > 1600C im Sinne der Ausführungen zur Komponente C. Funktionale Materialien können direkt zugegeben werden oder über eine Paste, d.h. einem Gemisch mit einem weiteren Bindemittel, welches dann Bestandteil der Komponente E bildet, oder dem eingesetzten Bindemittel der Komponente A. Die Komponente E umfasst bei Tinten für einen Tintenstrahldruck üblicherweise eingerichtete Stoffe wie Antischaummittel, Stellmittel, Netzmittel, Tenside, Fließmittel, Trockner, Katalysatoren, (Licht-) Stabilisatoren, Konservierungsmittel, Biozide, Tenside, organische Polymere zur Viskositätseinstellung, Puffersysteme, etc. Als Stellmittel kommen fachübliche Stellsalze in Frage. Ein Beispiel hierfür ist Natriumlactat. Als Biozide kommen alle handelsüblichen Konservierungsmittel, welche für Tinten verwendet werden, in Frage. Beispiele hierfür sind ProxelOGXL und Parmetol® A26. Als Tenside kommen alle handelsüblichen Tenside, welche für Tinten verwendet werden, in Frage. Bevorzugt sind amphotere oder nichtionische Tenside. Selbstverständlich ist aber auch der Einsatz spezieller anionischer oder kationischer Tenside, welche die Eigenschaften des Farbstoffs nicht verändern, möglich. Beispiele für geeignete Tenside sind Betaine, ethoxilierte Diole usw. Beispiele sind die Produktreihen Surfynol® und Tergitol®. Die Menge an Tensiden wird insbesondere bei Anwendung für den Tintenstrahldruck beispielsweise mit der Maßgabe gewählt, dass die Oberflächenspannung der Tinte im Bereich von 10 bis 60 mN/m, vorzugsweise 20 bis 45 mN/m, gemessen bei 250C, liegt. Es kann ein Puffersystem eingerichtet sein, welches den pH-Wert im Bereich von 2,5 bis 8,5, insbesondere im Bereich von 5 bis 8, stabilisiert. Geeignete Puffersysteme sind Lithiumacetat, Boratpuffer, Triethanolamin oder Essigsäure/Natriumacetat. Ein Puffersystem wird insbesondere im Falle einer im Wesentlichen wässrigen Komponente B in Frage kommen. Zur Einstellung der Viskosität der Tinte können (ggf. wasserlösliche) Polymere vorgesehen sein. Hier kommen alle für übliche Tintenformulierungen geeigneten Polymere in Frage. Beispiele sind wasserlösliche Stärke, insbesondere mit einem mittleren Molekulargewicht von 3.000 bis 7.000, Polyvinylpyrrolidon, insbesondere mit einem mittleren Molekulargewicht von 25.000 bis 250.000, Polyvinylalkohol, insbesondere mit einem mittleren Molekulargewicht von 10.000 bis 20.000, Xanthan- Gummi, Carboxy-Methylcellulose, Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymer, insbesondere mit einem mittleren Molekulargewicht von 1.000 bis 8.000. Ein Beispiel für das letztgenannte Blockcopolymer ist die Produktreihe Pluronic®. Der Anteil an Biozid, bezogen auf die Gesamtmenge an Tinte, kann im Bereich von 0 bis 0,5 Gew-%, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 Gew.-%, liegen. Der Anteil an Tensid, bezogen auf die Gesamtmenge an Tinte, kann im Bereich von 0 bis 0,2 Gew.-% liegen. Der Anteil an Stellmitteln kann, bezogen auf die Gesamtmenge an Tinte, 0 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gew.-%, betragen. Zu den Hilfsmitteln werden auch sonstige Komponenten gezählt, wie beispielsweise Essigsäure, Ameisensäure oder n-Methyl-Pyrolidon oder sonstige Polymere aus der eingesetzten Farbstofflösung oder -Paste. Bezüglich Substanzen, welche als Komponente E geeignet sind, wird ergänzend beispielsweise auf Ullmann's Encyclopedia of Chemical Industry, Electronic Release 2008, Wiley Verlag, Kapitel „Paints and Coatings", Sektion „Paint Additives", verwiesen. Ferner werden die Materialien, die einen Brechungsindex der Tinte erhöhen zu den Additiven und Hilfsmitteln der Komponente E zugeordnet. Für ein Ausbilden der Lichtleitstruktur werden Tinten bevorzugt, die keine Pigmente größer als 250 nm als Farbmittel enthalten, da diese als Streuzentren eine Lichtleitung negativ beeinflussen.
Die Merkmale des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, des Verfahrens zum Verifizieren sowie der Vorrichtung zum Verifizieren weisen dieselben Vorteile wie die entsprechenden Merkmale des erfindungsgemäßen Wert- und/oder Sicherheitsdokuments auf. Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Substratschicht, auf die eine eine
Lichtleitstruktur bildende Druckstruktur aufgedruckt ist;
Fig. 2 übereinander geschichtete Substratschichten, die zu einem Laminat zusammengefügt werden sollen;
Fig. 3 das sich nach der Lamination der Substratschichten aus Fig. 2 ergebende Laminat;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Unterstützen einer Verifikation des durch die Lichtleitstruktur geschaffenen Sicherheitsmerkmals;
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Substratschicht, auf die eine andere
Druckstruktur aufgedruckt ist;
Fig. 6 mehrere Substratschichten, die zu einem anderen Dokumentkörper laminiert werden sollen;
Fig. 7 den sich ergebenden Dokumentkörper;
Fig. 8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Verifikation eines solchen Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, bei dem die Lichtleitstruktur Lumineszenzstoffe umfasst;
Fig. 9 mehrere Substratschichten, die zu einem weiteren Dokumentkörper laminiert werden;
Fig. 10 den sich ergebenden weiteren Dokumentkörper; Fig. 11 eine Draufsicht auf eine Substratschicht, die mit einer abschnittsweise gedruckten Druckstruktur bedruckt ist, wobei einige Abschnitte Lumineszenzstoffe enthalten und andere Abschnitte nicht;
Fig. 12a, 12b, 12c schematisch eine Verifikation eines mit der Substratschicht nach Fig. 11 gebildeten Sicherheitskörpers; und
Fig. 13 eine Draufsicht auf eine Substratschicht, die mit einer abschnittsweise gedruckten Druckstruktur bedruckt ist, wobei die Abschnitte unterschiedliche Farben aufweisen.
In Fig. 1 ist eine Substratschicht 1 schematisch in Draufsicht dargestellt, auf die eine Druckstruktur 2 aufgedruckt ist, die in einem herzustellenden Wert- und/oder Sicherheitsdokument eine Lichtleitstruktur ausbildet. Die Druckstruktur 2 ist aus einem Material, d.h. einer Tinte oder Druckfarbe, gedruckt, die einen größeren Brechungsindex als die Substratschicht 1 und übrige Substratschichten aufweist, die benachbart zu der Druckstruktur 2 in einem fertiggestellten Dokumentkörper angeordnet sind. Die Druckstruktur 2 weist einen Strang 3 auf, der sich in mehrere weitere Stränge 4 verzweigt. Die Stränge 3, 4 beginnen bzw. enden jeweils an einer der Kanten 5 der Substratschicht, die nach dem Laminieren eine Seitenfläche des gebildeten Dokumentkörpers bilden. Diese die Seitenfläche angrenzenden Bereiche der Druckstruktur 2 werden als Koppelbereiche 6 bezeichnet.
Die Bereiche zwischen den Strängen 3, 4 können ebenfalls, vorzugsweise mit einer transparenten Druckfarbe, bedruckt werden, welche einen geringeren Brechungsindex als die Druckfarbe oder Tinte aufweist, mit der die Druckstruktur 2 hergestellt ist. Ebenso ist es möglich, zwischen den weiteren Strängen 4 opake Trennelemente auszubilden, die jedoch vorzugsweise ebenfalls durch transparente Materialbereiche von den Strängen 4 getrennt sind.
Nachdem die Substratschicht 1 mit der Druckstruktur bedruckt ist, wird diese mit weiteren Substratschichten 7-10 zu einem Substratschichtenstapel zusammengetragen, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Gleiche technische Merkmale sind in allen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Das Zusammentragen erfolgt so, dass die bedruckte Oberfläche 12 der Substratschicht 1 eine innen liegende Substratschichtoberfläche ist. Dies bedeutet, dass diese Substratschichtoberfläche 12 keine Ober- oder Unterseite des Substratschichtenstapels ist.
In Fig. 3 ist das fertige Laminat dargestellt, welches den Dokumentkörper 13 des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments bildet. Es versteht sich für den Fachmann, dass beliebige weitere Sicherheitsmerkmale in den das Wert- und/oder Sicherheitsdokument bildenden Dokumentkörper 13 eingearbeitet werden können, solange sie die lichtleitenden Eigenschaften der Druckstruktur 2, welches eine Lichtleitstruktur ist, nicht beeinflussen. In Fig. 3 ist deutlich zu erkennen, dass die Koppelbereiche 6 sich an Seitenflächen 14 befinden, die eine Oberseite 15 und eine Unterseite 16 des Dokumentkörpers 13 verbinden.
In Fig. 4 ist der Dokumentkörper 13 in eine Assistenzvorrichtung 20 zum Verifizieren des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments eingeführt. Die Assistenzvorrichtung 20 umfasst eine Führung 21 , in die der Dokumentkörper 13 eingeführt werden kann, so dass die Lichtleitstruktur, d.h. die Druckstruktur 2, relativ zu einer Anregungsquelle 22 definiert positioniert werden kann. Die Anregungsquelle 22 ist im dargestellten Beispiel eine Lichtquelle. Dieses kann beispielsweise eine Leuchtdiode sein. Sobald der Dokumentkörper 13 in der Führung 21 der Assistenzvorrichtung 20 korrekt positioniert ist, d.h. gegen einen Anschlag 23 geschoben ist, wird Licht in den Koppelbereich 6 des Strangs 3 (vgl. Fig. 1) eingekoppelt und durch die eine Lichtleitstruktur bildende Druckstruktur 2 zu den Koppelbereichen 6 der weiteren Stränge 4 (vgl. Fig. 1) in den Seitenflächen 14 geführt. Es versteht sich für den Fachmann, dass auch an übrigen Stellen der Seitenflächen 14 eine gewisse Menge Licht austreten kann, die nicht durch Totalreflektion an den Grenzflächen der Lichtleitstruktur geleitet wird. Jedoch ist die Lichtmenge, die zu den Koppelbereichen 6 geführt wird, erheblich größer, so dass diese deutlich heller wahrgenommen werden können. Anhand des sich ergebenden Lichtaustrittsmusters kann das Wert- und/oder Sicherheitsdokument verifiziert werden. Hierbei kann eine Anzahl der Koppelbereiche 6 oder weiteren Stränge 4, ein relativer Abstand, eine Ausdehnung entlang der Seitenflächen 14 usw. variiert werden, um eine individualisierende und/oder personalisierende Information zu kodieren. Ein charakteristisches Lichtaustrittsmuster kann bei einer einfachen Sichtprüfung durch einen Menschen wahrgenommen werden. Soll die kodierte Information, die beispielsweise eine Art Strichcode darstellt, ausgewertet werden, so wird vorzugsweise eine ortsauflösende Lichterfassungseinheit verwendet. Diese kann beispielsweise einen CCD-Chip umfassen, der eine Positionierung und/oder Ausdehnung der Koppelbereiche mit Hilfe einer Auswertesoftware ermitteln und mit einem erwarteten Muster vergleichen kann.
In Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine weitere Substratschicht 1' dargestellt, auf die eine anders strukturierte Lichtstruktur 2' aufgedruckt ist. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Druckfarbe bzw. Tinte, aus der die Leitstruktur besteht, einen Lumineszenzstoff.
In Fig. 6 ist der durch Zusammentragen gebildete Substratschichtenstapel analog zu der Darstellung nach Fig. 2 schematisch dargestellt.
Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht des sich ergebenden Dokumentkörpers 13. Gut zu erkennen sind erneut die Auskoppelbereiche 6 in den Seitenflächen 14 des Dokumentkörpers 13.
In Fig. 8 ist schematisch die Verifikation des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments dargestellt. Über eine Anregungsquelle 22 wird beispielsweise UV-Licht 24 durch die oberen Substratschichten 7, 8 in die Lichtleitstruktur 2', die durch die Druckschicht gebildet ist, eingestrahlt. Dort werden die Lumineszenzstoffe zur Lumineszenz angeregt. Das hierdurch in die Lichtleitstruktur eingekoppelte Licht tritt zum Teil 25 durch die Oberseite 15 oder die Unterseite 16 aus, da es von den Lumineszenzstoffen in der Regel isotrop im Raum imitiert wird. Somit trifft ein Teil des Lichts unter einem spitzen Winkel auf die Grenzfläche der Lichtleitstruktur und kann diese verlassen. Ein Großteil 26 des Lichts trifft jedoch unter einem stumpfen Winkel auf die Grenzfläche und wird zu einem der Koppelbereiche 6 geleitet. Daher erscheinen diese heller als die restliche Seitenfläche 14 des Dokumentkörpers 13. Anhand des Musters, welches durch den Lichtaustritt gebildet ist und als Lichtaustrittsmuster bezeichnet wird, kann eine Verifikation des Sicherheitsdokuments vorgenommen werden.
In Fig. 9 ist ein Substratschichtenstapel dargestellt, der eine andere Anordnung der Substratschichten 7-10 zeigt. Bei dieser Anordnung ist lediglich eine Substratschicht 7 oberhalb der mit der Lichtleitstruktur 2'" bedruckten Substratschicht 1"' angeordnet.
Der sich ergebende Dokumentkörper 13 ist in Fig. 10 schematisch dargestellt. In Fig. 11 ist die Draufsicht auf eine weitere Substratschicht 1'" dargestellt, bei der die Druckstruktur 2 in drei Abschnitten 2a, 2b und 2c aufgedruckt ist. Die Abschnitte 2a und 2c sind mit einer Farbe gedruckt, die Lumineszenzstoffe enthält. Der Abschnitt 2b ist hingegen mit Farbe gedruckt, die keine Lumineszenzstoffe enthält.
In Fig. 12a bis 12c ist jeweils der sich ergebende Dokumentkörper 13 dargestellt, der lokal an unterschiedlichen Positionen mittels UV-Licht angeregt wird. Bei einer Anregung in den Abschnitten 2a und 2b (vgl. Fig. 11) tritt, wie in Fig. 12a und 12c gezeigt ist, jeweils eine Lumineszenz, d.h. eine Lichtauskopplung aus den Koppelbereichen 6, auf. Dies hat seine Ursache darin, dass die Anregung in den Bereichen 2a und 2b (vgl. Fig. 11 ) jeweils eine Lumineszenz zur Folge hat. Bei einer Anregung in der Mitte des Dokumentkörpers, welche eine Anregung des Abschnitts 2b (vgl. Fig. 11) bewirkt, tritt hingegen keine Lumineszenz auf, so dass auch kein Lichtaustritt aus den Koppelbereichen 6 zu beobachten ist.
Eine Substratschichtenabfolge eines hergestellten Dokumentkörpers kann in verschiedenen Ausführungsformen unterschiedlich sein. Bei einer Ausführungsform ähnlich zu der nach Fig. 12a bis 12c ist eine oberste Schicht beispielsweise transparent und weist eine Schichtdicke (Schichtenstärke) von 50 μm bis 100 μm auf. Eine zweite Substratschicht von oben aus betrachtet ist vorzugsweise opak ausgebildet und weist eine Schichtdicke von beispielsweise 100 /ym auf. Darunter sind zwei transparente Substratschichten von zusammen vorzugsweise 300 μm Dicke angeordnet. Eine dieser beiden Substratschichten ist an einer Oberfläche, welche der anderen dieser transparenten Substratschichten zugewandt ist, mit einer Druckstruktur bedruckt, die eine Lichtleitstruktur darstellt. Ein Brechungsindex des Materials, aus dem die Druckstruktur gedruckt ist, ist größer als der Brechungsindex oder die Brechungsindices der beiden transparenten Substratschichten, die unmittelbar an die Druckstruktur in dem fertigen Dokumentenkörper angrenzen. In diese zwei transparenten Druckschichten können auch weitere Bauteile oder Sicherheitsmerkmale eingebetet werden oder sein. Beispielsweise können ein Mikrochip und/oder eine Antennenstruktur in Aussparungen der transparenten Substratschichten eingefügt sein. Unterhalb der beiden transparenten Substratschichten, zwischen denen die Druckstruktur angeordnet ist, sind in folgender Abfolge eine weitere opake Substratschicht von beispielsweise 100 μm Schichtdicke und eine weitere transparente Substratschicht von 50 μm bis 100 /ym Schichtendicke angeordnet. Bei einer Abwandlung der soeben beschriebenen Ausführungsform sind in der Mitte des Dokumentkörpers anstelle der zwei transparenten Substratschichten drei oder mehr Substratschichten angeordnet. Zwischen mindestens zwei dieser drei oder mehr Substratschichten ist eine Lichtleitstruktur in Form einer Druckstruktur ausgebildet.
Bei einer anderen Abwandlung ist die Druckstruktur auf eine der zentral angeordneten transparenten Substratschichten in der Weise aufgedruckt, dass die Druckstruktur an eine opake Substratschicht angrenzt. In einem solchen Fall wird die Druckstruktur, die als Lichtleitstruktur ausgebildet ist jedoch vorzugsweise mit einem transparenten Material überdruckt, welches einen geringeren Brechungsindex als die Druckstruktur der Lichtleitstruktur aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass keine Streuzentren, wie sie in opakem Material, z. B: den opaken Substratschichten in der Regel vorkommen, unmittelbar an die Lichtleitstruktur angrenzen. Solche Streuzentren bewirken dennoch häufig unabhängig vom Brechungsindexunterschied zwischen der als Lichtleitstruktur ausgebildeten Druckstruktur und dem angrenzenden Material eine Teilauskopplung von Licht an diesem Streuzentren.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Druckstruktur, die die Lichtleitstruktur bildet, auf eine transparente Substratschicht aufgedruckt ist, die beispielsweise eine Schichtdicke von 100 //m aufweist. Über der Druckstruktur ist zu deren Schutz eine transparente Substratschicht angeordnet, die häufig als Overlay-Folie bezeichnet wird und vorzugsweise eine Schichtdicke von etwa 50 μm aufweist. Diese schützt die Druckstruktur vor Beschädigung und Manipulation. Die beiden transparenten Substratschichten weisen einen Brechungsindex auf, der geringer las der Brechungsindex der Druckstruktur ist. Die beschriebene Anordnung ist mit weiteren Substratschichten zu einem Dokumentkörper verbunden, die unterhalb angeordnet sind. Diese umfassen vorzugsweise eine opake Substratschicht, die an die beschriebene Anordnung angrenzt sowie weitere vorzugsweise transparente Substratschichten, die selbstverständlich ein- oder doppelseitig bedruckt sein können.
Wieder andere Ausführungsformen sehen vor, dass mehrere Substratschichten mit einer Druckstruktur bedruckt sind, die jeweils als Lichtleitstruktur ausgebildet ist, d.h. einen höheren Brechungsindex als die angrenzenden Substratschichten oder Materialien aufweist. Diese Druckstrukturen sind vorzugsweise in unterschiedlichen Ebenen des aus mehreren Substartschichten gebildeten Dokumentkörpers angeordnet. Hierdurch lassen sich komplexere Lichtaustrittsmuster bilden.
In Fig. 13 ist die Draufsicht auf eine weitere Substratschicht 1"" dargestellt, bei der die Druckstruktur in den Abschnitten 2a bis 2f aufgedruckt ist. Hierbei haben die Abschnitte 2a bis 2e wenigstens zwei verschiedene Farben, welche über Farbmittel erzeugt werden. Zur Verifikation wird über den Koppelbereich 61 z.B. weißes Licht eingekoppelt. Es ergeben sich an den Koppelbereichen 6", 6"', 6"", 61"", 6 wenigstens zwei verschiedene
Farbeindrücke. Hierdurch können zusätzlich zur Position der Koppelbereiche in deren Farbe Informationen kodiert werden.
Es versteht sich für den Fachmann, dass lediglich beispielhafte Strukturierungen der Druckstruktur bzw. der hierdurch gebildeten Lichtleitstruktur dargestellt sind. Vorzugsweise sind die Substratschicht 1 , 1', 1"\ 1"" und die jeweils unmittelbar an die Druckstruktur 2 angrenzende weitere Substratschicht 7 aus einem transparenten Material ausgebildet. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die unmittelbar angrenzende Schicht opak ausgebildet ist. Es ergibt sich für den Fachmann, dass der Aufbau des als Laminat ausgebildeten Dokumentkörpers von dem hier beschriebenen Aufbau stark abweichen kann. Insbesondere können eine Anzahl der verwendeten Substratschichten sowie eine Dicke der Substratschichten stark variieren, insbesondere für die Integration von elektronischen Komponenten, wie z.B. Chips, Kontaktelemente, Antennen, Displays und dergleichen.
Bezugszeichenliste
1 1' 1'", 1"" Substratschicht
2, 2', 2"'„ 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f Druckstruktur
3 Strang
4 weitere Stränge
5 Kante
6, 6', R'1 R111 fimι R""1 ßIIIIH Koppelbereiche
7-11 weitere Substratschichten
12 bedruckte Oberfläche der Substratschicht 1 , 1', 1 '",
13 Dokumentkörper
14 Seitenfläche
15 Oberseite
16 Unterseite
20 Assistenzvorrichtung
21 Führung
22 Anregungsquelle
23 Anschlag
24 UV Licht
25 Teil des austretenden Lichts
26 Großteil des austretenden Lichts

Claims

Patentansprüche
1. Wert- und/oder Sicherheitsdokument umfassend einen Dokumentkörper (13), welcher ein aus mehreren Substratschichten (1 , 1', 1'", 1 "", 7-10) gebildetes Laminat umfasst, in dem eine Lichtleitstruktur ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitstruktur eine auf eine der Substratschichten (1 , 1 ', 1 '", 1 "", 7-10) aufgedruckte Druckstruktur (2, 2', 2'") ist.
2. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstruktur (2, 2', 2"') einen Brechungsindex aufweist, der von dem Brechungsindex eines umgebenden Materials oder den Brechungsindices der umgebenden Materialien verschieden ist.
3. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitstruktur Teilchen eines Materials mit einem Brechungsindex umfasst, der größer als der Brechungsindex der an die Lichtleitstruktur angrenzenden Materialien ist, wobei die Teilchen im Mittel einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als die Hälfte einer Wellenlänge einer für eine Lichtleitung vorgesehenen Strahlung, bevorzugt kleiner als ein Fünftel dieser Wellenlänge, noch bevorzugter kleiner als ein Zehntel dieser Wellenlänge ist.
4. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen Metallchalcogenide, insbesondere Metalloxide, vorzugsweise Titandioxid, Zirkondioxid, und/oder Metallsulfide, vorzugsweise Zinksulfid, Diamant, insbesondere jeweils in nanoskaliger Form, und/oder amorphe Materialformen, insbesondere hochbrechende (Blei-)Gläser umfassen.
5. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dokumentkörper (13) eine Oberseite (15) und eine Unterseite (16) und eine oder mehrere die Oberseite (15) und die Unterseite (16) verbindende Seitenflächen (14) aufweist, wobei die Lichtleitstruktur mehrere Koppelbereiche (6) umfasst, die jeweils entlang der einen oder den mehreren Seitenflächen (14) des Dokumentkörpers (13) und voneinander getrennt ausgebildet sind, wobei über Koppelbereiche (6) Licht, das in der Lichtleitstruktur über Totalreflexion an Grenzflächen der Lichtleitstruktur geleitet wird ein und/oder ausgekoppelt werden kann.
6. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Einkopplung von Licht in mindestens einen der Koppelbereiche (6) dieses Licht über eine Lichtleitung in der Lichtleitstruktur zu einem oder mehreren anderen Koppelbereichen (6) geleitet wird.
7. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Lichtleitstruktur so strukturiert ist, dass über eine Anzahl der Koppelbereiche (6), eine Positionierung der Koppelbereiche (6), relative Abstände der Koppelbereiche (6) zueinander und/oder deren jeweilige Ausdehnung entlang der einen Seitenfläche (14) oder den mehreren Seitenflächen (14) eine Information, vorzugsweise eine individualisierende oder personalisierende Information in den Dokumentkörper (13) codiert ist.
8. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitstruktur von transparentem Substratmaterial umgeben ist.
9. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitstruktur einen an einem der Koppelbereiche (6) beginnenden Strang umfasst, der sich in mehrere weitere Stränge verzweigt, die jeweils an einem der mehreren Koppelbereiche (6) enden.
10. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei der weiteren Stränge eine opak ausgebildetes Trennstruktur in der Druckebene ausgebildet ist.
11. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Oberseite (15) und der Lichtleitstruktur ein opakes Element und/oder zwischen der Unterseite (16) des Dokumentkörpers (13) und der Lichtleitstruktur ein weiters opakes Element angeordnet sind.
12. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstruktur (2, 2', 2'") einen Lumineszenzstoff umfasst.
13. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstruktur ( 2'") lichtleitend miteinander gekoppelte Abschnitte (2a, 2b, 2c) umfasst, von denen einige Lumineszenzstoffe umfassen und andere Lumineszenzstofffrei sind.
14. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Druckstruktur (2, 2', 2'") aus einem druckbaren Polycarbonatmaterial oder -derivat gedruckt ist.
15. Verfahren zum Herstellen eines Wert- und/oder Sicherheitsdokument umfassend die Schritte Bereitstellen von Substratschichten (1 , 1', 1'", 1 "", 7-10); Zusammentragen der Substratschichten (1, 1 ', 1"', 1 "", 7-10) zu einem Substratschichtenstapel, in dem die Substratschichten (1 , 1 ', 1 '", 1"", 7-10) einander flächig überlappen,
Laminieren der Substratschichten (1 , 1 ', 1 '", 1 "", 7-10) unter Anwendung von
Wärme und Druck zu einem Dokumentkörper (13), in dem eine Lichtleitstruktur ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das auf eine der Substratschichten (1 , 1 ', 1 '", 1 "", 7-10) vor dem Laminieren eine
Lichtleitstruktur in Form einer Druckstruktur (2, 2', 2'") aufgedruckt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstruktur (2, 2', 2'") auf eine Oberfläche (12) der einen Substratschicht (1 , 1 ', 1 "', 1 "") gedruckt wird, die beim Zusammentragen als eine in dem Substratstapel innen liegende Substratschichtoberfläche angeordnet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstruktur (2, 2', 2'") mit einem Brechungsindex ausgebildet wird, der von dem Brechungsindex des umgebenden Materials oder den Brechungsindices der umgebenden Materialien verschieden ist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitstruktur mit einer Tinte oder Farbe gedruckt wird, die Teilchen eines Materials mit einem Brechungsindex umfassen, der größer als der Brechungsindex der an die Lichtleitstruktur angrenzenden Materialien ist, wobei die Teilchen im Mittel einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als die Hälfte einer Wellenlänge einer für eine Lichtleitung vorgesehenen Strahlung, bevorzugt kleiner als ein Fünftel dieser Wellenlänge, noch bevorzugter kleiner als ein Zehntel dieser Wellenlänge ist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Dokumentkörper (13) mit einer Oberseite (15) und einer Unterseite (16) und einer oder mehreren die Oberseite (15) und die Unterseite (16) verbindenden Seitenflächen (14) erstellt wird, wobei die Druckstruktur (2, 2', 2'") so strukturiert wird, dass in dem fertigen Dokumentkörper (13) mehrere Koppelbereiche (6) gebildet sind, die jeweils entlang der einen oder den mehreren Seitenflächen (14) des Dokumentkörpers (13) und voneinander getrennt ausgebildet sind, wobei über Koppelbereiche (6) Licht, das in der Lichtleitstruktur über Totalreflexion an Grenzflächen der Lichtleitstruktur geleitet wird, ein und/oder ausgekoppelt werden kann.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitstruktur so strukturiert wird, dass über eine Anzahl der Koppelbereiche (6), eine Positionierung der Koppelbereiche (6), relative Abstände der Koppelbereiche (6) zueinander und/oder deren jeweilige Ausdehnung entlang der einen Seitenfläche (14) oder den mehreren Seitenflächen (14) eine Information, vorzugsweise eine individualisierende oder personalisierende Information in den Dokumentkörper (13) codiert wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Dokumentkörper (13) ausgebildet wird, dass die Lichtleitstruktur von transparentem Substratmaterial umgeben ist.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitstruktur so strukturiert gedruckt wird, dass diese einen an einem der Koppelbereiche (6) beginnenden Strang umfasst, der sich in mehrere weitere Stränge verzweigt, die jeweils an einem der mehreren Koppelbereiche (6) enden.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei der weiteren Stränge eine opake Trennstruktur in der Druckebene ausgebildet wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Oberseite (15) und der Lichtleitstruktur ein opakes Element und/oder zwischen der Unterseite (16) des Dokumentkörpers (13) und der Lichtleitstruktur ein weiteres opakes Element angeordnet werden.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstruktur (2, 2', 2'") mit einer Tinte oder Farbe gedruckt wird, die einen Lumineszenzstoff umfasst.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstruktur (2, 2', 2'") in mehreren Abschnitten gedruckt wird, die lichtleitend miteinander gekoppelte sind oder werden, wobei einige Abschnitte mit einer Tinte oder Farbe, die Lumineszenzstoffe umfasst, und andere Abschnitte mit einer anderen Tinte oder Farbe gedruckt werden, die lumineszenzstofffrei ist.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Druckstrukturen auf die eine Substratschicht oder verschiedene der Substratschichten (1 , 1 ', 1 '", 1"", 7-10) aufgedruckt werden, so dass die sich ergebenden Lichtleitstrukturen lichttechnisch voneinander getrennt ausgebildete sind.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die die Druckstruktur (2, 2', 2'") aus einem druckbaren Polycarbonatmaterial oder - derivat gedruckt wird.
29. Verfahren zum Verifizieren eines Sicherheitsmerkmals eines Wert- und oder Sicherheitsdokuments, das einen als Laminat ausgebildeten Dokumentkörper (13) mit einer Lichtleitstruktur umfasst, umfassend die Schritte:
Einkoppeln von Licht in die Lichtleitstruktur des Dokumentkörpers (13), ortsaufgelöstes Erfassen des in der Lichtleitstruktur geleiteten und aus Koppelbereichen (6) auf einer Seitenfläche (14) oder auf mehreren Seitenflächen (14), die eine Oberseite (15) und eine Unterseite (16) des Dokumentkörpers (13) verbinden, austretenden Lichts und Vergleichen eines aus dem ortsaufgelöst erfassten austretenden Licht abgeleiteten Lichtaustrittsmusters mit einem erwarteten Muster.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht einer externen Lichtquelle über einen Koppelbereich (6) auf der einen oder einer der mehreren Seitenflächen (14) in die Lichtleitstruktur eingekoppelt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht über eine Anregung einer Lumineszenz in der Lumineszenzstoffe umfassenden Lichtleitstruktur erfolgt.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anregung der Lumineszenz lokal vorgenommen wird und das sich ergebende Lichtaustrittsmuster in Abhängigkeit von dem Anregungsort ausgewertet wird.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Anregungsort der lokal vorgenommenen Anregung der Lumineszenz variiert wird und die sich ergebende Lichtaustrittsmustersequenz ausgewertet wird.
34. Vorrichtung zum Verifizieren eines Sicherheitsmerkmals eines Wert- und oder Sicherheitsdokuments, das einen als Laminat ausgebildeten Dokumentkörper (13) mit einer Lichtleitstruktur umfasst, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Anregungsquelle (22), zum Bewirken einer Einkopplung von Licht in die Lichtleitstruktur des Dokumentkörpers (13), eine Erfassungseinheit zum ortsaufgelösten Erfassen des in der Lichtleitstruktur geleiteten und aus Koppelbereichen auf einer oder mehreren Seitenflächen (14), die eine Oberseite (15) und eine Unterseite (16) des Dokumentkörpers (13) verbinden, austretenden Lichts und eine Vergleichseinheit zum Vergleichen eines aus dem ortsaufgelöst erfassten austretenden Licht abgeleiteten Lichtaustrittsmusters mit einem erwarteten Muster.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit relativ zu dem Dokumentkörper (13) beweglich ist, um einen Lichtaustritt lokal entlang der einen Seitenfläche 14 oder den mehreren Seitenflächen (14) zu erfassen.
36. Vorrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit mehrere miteinander gekoppelte Erfassungselemente umfasst, die zeitgleich einen Lichtaustritt an unterschiedlichen Stellen der einen Seitenfläche oder den mehreren Seitenflächen (14) erfassen können.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungsquelle (22) relativ zu einer Führung starr befestigt ist, in die der Dokumentkörper (13) einführbar und definiert relativ zu der Anregungsquelle (22) positionierbar ist.
38. Assistenzvorrichtung (20) zum Verifizieren eines Sicherheitsmerkmals eines Wert- und oder Sicherheitsdokuments, das einen als Laminat ausgebildeten Dokumentkörper (13) mit einer Lichtleitstruktur umfasst, wobei die Assistenzvorrichtung umfasst: eine Anregungsquelle (22) und eine relativ zu der Anregungsquelle (22) starr befestigte Führung, in die der Dokumentkörper (13) einführbar und definiert relativ zu der Anregungsquelle (22) positionierbar ist.
39. Assistenzvorrichtung (20) nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Assistenzvorrichtung (20) als Kartenlesegerät ausgebildet ist, welches eine nicht in der Lichtleitstruktur gespeicherte Information aus dem Wert- und/oder Sicherheitsdokument auslesen kann.
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