WO2011161114A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines sicherheitsdokuments mit farbigen perforationen - Google Patents

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ink
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PCT/EP2011/060368
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Arthur Mathea
Manfred Paeschke
Franziska Peinze
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Bundesdruckerei Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a security document and to an apparatus for producing a security document, as well as to a security document
  • Security documents are all those documents that have features that make it impossible or at least significantly more difficult to imitate and / or falsify a document. Such features are called
  • Security feature called. Security documents include, for example
  • Conditional pass driving licenses, labels, tickets, but also documents that embody values, such as postage stamps, banknotes, stocks or even credit and debit cards, phone cards, just to name a few.
  • security documents have a very high interest in preventing the information from being manipulated after being incorporated in or into the document. Tampering may consist of removing information, changing the information or adding the information. It is particularly desirable to include the individualizing information on or in the security document, if possible at the end of a manufacturing process. From the prior art it is known, for example, to print passport documents with the individualization information. With traditional paper documents, however, there is a danger that counterfeiters will make so-called etchings, remove the ink and print new, changed information. Likewise, there is a risk that a falsification is made exclusively by an additional application of further printing ink. It is therefore desirable, the information applied to an external surface information not only on the immediate
  • a laser marking method is known from EP 0 190 997 B1, in which a discoloration of an additive added to a substrate of a security document is discolored by means of laser light, which comprises at least one organic or inorganic pigment and / or one polymer-soluble dye.
  • the inscription is carried out without any visible damage to the human eye. For a full color information storage, the process could not prevail.
  • Another approach to storing information in a security document is to put holes or cavities in a security document. From the
  • Viewing angle on the first viewing page is recognizable.
  • the information is visible in transmitted light. It is also described to refill the microchannels after their introduction. From DE 199 34 434 A1 it is further known to introduce perforations of different shape and size into a security document.
  • DE 10 2008 053 582 B3 discloses a portable data carrier, for example a chip card, in which a security feature is produced by introducing recesses, filling the recesses with a translucent material and curing the translucent material, wherein the translucent material contains components which can be excited to luminescence by UV and or IR irradiation.
  • a document with a security feature is known, which is designed in the form of a perforation pattern. This includes shades of gray when viewed against a light background, the document being of a material that transmits light to a limited extent. At least some of the perforations that form part of the perforation pattern extend over only a portion of a thickness of the document.
  • the thickness of the remaining portion of the document at the location of the perforation is modulated according to the gray scale of an image to be displayed.
  • a carrier which comprises a printed individualizing pattern which is readable by the human eye. Furthermore, the carrier has an individualizing pattern, which is also formed by perforations, which are introduced by means of a laser and with the human eye
  • the perforated pattern has the same characters as the printed pattern.
  • a forgery-proof document which has a security feature in the form of a perforation pattern.
  • the document comprises layers of different colored material, whereby a color becomes visible depending on the depth of the perforation.
  • the Perforation pattern represents a passport photo and is introduced by means of laser light in the document.
  • the invention has for its object to provide a method for producing a security document and a corresponding device and a further developed security document, which allow an individualization of an otherwise finished security document blank in such a way that the
  • the invention is based on the idea of introducing holes into a substrate of a security document with the aid of laser radiation, and of introducing a colored ink into at least part of these holes by printing technology. This ensures that the information applied by printing is arranged not only on the surface of the document, but at least partially in a depth of the substrate, i. inside the substrate, is stored. Nevertheless, the information is applied so that it is viewable from the outside.
  • the fact that the preferably color introduced information is placed in the holes this is better protected against any occurring in the ordinary use of the security document attrition or other damage.
  • a security document comprising the steps of: providing a substrate; Introducing holes into a surface of the substrate and introducing colored ink by means of a printing process into at least some of the holes.
  • a device for producing a security element which has a laser device for the targeted introduction of holes into a surface of a substrate, which is coupled to a printing device, so that at least some of the holes deliberately introduced into the substrate, preferably colored, ink can be introduced by means of the printing device.
  • the substrate may be, for example, a layer of a card body or a card body made of one or more such layers
  • colored information is considered if it causes a color impression in a human observer, if necessary, after an excitation.
  • Information is considered multicolored if it causes at least two color impressions which can be differentiated for a viewer, brightness differences being none
  • At least one color impression is produced by additive color mixing (in the case of luminescent colors) or subtractive color mixing (in the case of so-called
  • Body colors of primary colors, which span a color space, caused.
  • Black and gray levels are considered a color here.
  • Inks are understood to mean all preparations which can be applied to a substrate by means of a printing process or can be introduced into holes formed in the substrate. Colored inks are thus preparations which comprise colorants which, in the printed state, are in the hands of a human observer, if appropriate after excitation
  • Suitable substrates are all materials from which security documents are manufactured.
  • these plastic materials which, for example, based on a polymer material from the group comprising PC (polycarbonate), in particular bisphenol A polycarbonate, PET (polyethylene terephthalate), PMMA
  • the substrate is particularly preferably formed from one or more polymer layers based on the stated polymers, which are used, for example, in a lamination process
  • a substrate may thus be composed of different components and different materials. It is understood that the substrate has a plurality of other different security elements and Security features, such as incorporated holograms, microchips and the like may include.
  • the ink becomes a solubilizing material of the substrate
  • Solvent added and locally solubilized by means of the solvent of the ink, the substrate to assist the diffusion of the colorant in the substrate.
  • the holes are preferably introduced by means of laser radiation. Focused short-pulse lasers can locally introduce such a large amount of energy in a short period of time into transparent substrate material, for example transparent polycarbonate, that it is ablated without discoloring adjacent layers.
  • Anti-counterfeiting security can be increased by forming the holes by irradiating the laser radiation onto or into the substrate from a direction that is different from a surface normal of the surface of the substrate.
  • holes are formed in a preferred embodiment, which are partially concealed by this in a vertical plan view of the surface of the substrate. This means that no clear view of the inner wall surface of the entire hole is possible. Nevertheless, with a transparent substrate material be possible to see the inner surface of the hidden part of the hole in a vertical plan view.
  • the holes may differ in their diameter, a direction of a central axis in a conical or cylindrical shape, but also a different cross-sectional shape, for example a circular or oval
  • Cross-sectional shape may have. It is also possible to generate some or all of the holes by means of an irradiation of light from a laser from different directions or the light of several lasers. Such holes are then formed so that inner wall surfaces are completely visible at the same time from any viewing direction.
  • At least some of the holes are completely filled by means of the colored ink so that these some holes are filled flat in the finished state. This means that after a possible evaporation of solvents contained in the ink in the holes remains a material which permanently fills the holes and whose surface is flush with the surrounding surface of the substrate.
  • a volume of ink is introduced into the volumes of the holes, so that after completion, a projecting over the surface of the substrate supernatant remains.
  • the colored information can also be felt as a raised relief.
  • the ink is precisely imprinted in the holes, so that the preferably colored ink does not reach the surface of the substrate.
  • the preferably colored, particularly preferably colorful, information is stored exclusively in the holes.
  • the colored or colorful information is particularly well protected against environmental influences directly on the surface during use, such as abrasion or the like. In this context, especially those
  • printing can also be used to fill the holes flat or to ensure that a raised projection remains in the finished state.
  • a preferred device thus comprises a printing device comprising an inkjet printing device.
  • the sidewalls of the holes are intentionally unevenly inked.
  • An advantage of using an inkjet process is that inks with a very low dynamic viscosity in the range of 1 to 30 millipascal seconds (mPas) can be used at room temperature.
  • the amounts of ink delivered can be metered very precisely, for example in a range of 0.5 to 45 picoliters. With suitable design of the print heads, these values can also be varied.
  • An inkjet printing method proves to be particularly advantageous also because it is possible to output the ink at different angles relative to the surface of the substrate.
  • the ink is introduced in a direction onto the substrate or into the holes which are opposite to a normal of the
  • the holes are cylindrically or conically formed with a central axis which is also inclined to a surface normal of the surface of the substrate, it is possible to move the ink into a region of the hole remote from the surface, ie deep into the hole to apply. If the uppermost substrate layer is applied opaque or an opaque printing on the surface, then it is possible to apply the ink so that it is not visible in a vertical plan view of the document. In such a case, the stored information is only visible in a plan view along a viewing direction that is at least approximately coincident with a direction under which the laser radiation is irradiated to introduce the holes.
  • the holes For example, formed cylindrical or conical with a central axis, which coincides with a surface normal of the substrate, so leads to an introduction or
  • Outputting the ink at an angle inclined from the surface normal causes the ink to be applied only to an angle sector of the cylindrical or conical inner surface of a hole.
  • the colored ink is introduced at a first angle relative to the surface of the substrate, preferably by means of an inkjet print, and additionally at least one second colored ink different from the first ink at a different angle different from the first angle, is introduced relative to the surface of the substrate in the at least some holes, so that with respect to a central axis of at least some holes opposite wall inner surfaces have a different color impression.
  • an output direction of the printing device can be varied in a controlled manner.
  • the printing device includes a plurality of printheads that deliver the ink in different directions.
  • the printheads are pivotally mounted.
  • Still other embodiments have printheads that include a plurality of dispensing channels formed at different angles in the printhead.
  • the introduction of the holes into the substrate and / or the subsequent introduction of the ink into the holes is carried out iteratively, wherein in the different iteration steps inks of different nature are used.
  • the inks may differ, for example, in terms of the color impression they produce in the final printed condition.
  • a color impression in the holes can be adjusted in a targeted manner by introducing differently colored inks into one another in succession, wherein a local color impression in or around the hole is determined by means of a quantitative ratio of the incorporated inks.
  • Controlled ink quantity is variable.
  • a residue-free removable film is applied or applied to the substrate. This is or is applied before applying the holes. This makes it possible to use larger alignment tolerances with respect to an orientation of a print image and the positions of the holes. Nevertheless, it is ensured that no ink remains on the surface of the substrate next to the holes.
  • Such a film for example an adhesive film, is also advantageous if other printing processes are to be used and printing of an environment of the holes on the surface is to be omitted.
  • Fig. 1 is a schematic plan view of a security document
  • FIG. 2 is a schematic plan view of another security document with a shadow image
  • Fig. 3 is a sectional view of a security document with different
  • Fig. 4 is a schematic plan view of a security document with a
  • Residue-free removable film to illustrate an introduction of an ink in the holes
  • Fig. 5 is a plan view of a security document for schematic illustration
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a section of a security document;
  • FIG. 7 shows a section through the security document according to FIG. 6;
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a section of a security document;
  • FIG. 7 shows a section through the security document according to FIG. 6;
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a section of a security document;
  • FIG. 7 shows a section through the security document according to FIG. 6;
  • FIG. 7 shows a section through the security document according to FIG. 6;
  • Fig. 8 is a sectional view of a security document with a removable
  • FIG. 10 shows a schematic representation of a pivotable laser device
  • Fig. 11 is a schematic representation of a printhead capable of delivering ink in different directions
  • Fig. 12 is a schematic representation of a pivotable print head
  • FIG. 13 is a schematic sectional view of a detail of a
  • Fig. 14 is a schematic plan view of a security document having punched holes along one edge filled with an ink.
  • a security document 1 is shown schematically. This comprises a substrate 2, in which information in the form of a face image 3 and a name 4 are stored. The facial image 3 and the signature 4 are printed on a surface 5 of the substrate 2. Other security features are off
  • the facial image 3 and the signature 4 are formed in such a way that initially by means of a laser laser ablation
  • the facial image is colorful. This means that it causes more than three different color impressions in a human observer.
  • the facial image is by means of at least three different inks, each one a basic color of a complete Represent color system that span the largest possible gamut, printed.
  • the paint is applied so that it is completely in the cavities.
  • Other embodiments may provide that the ink is only partially formed in the cavities and partly at the surface. Particular preference is given to using inks which comprise colorants which not only penetrate into the cavities but additionally diffuse into the substrate material of the substrate 2. As a result, even greater protection against adulteration is achieved.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a security document.
  • a face image is stored in the substrate 2 of the security document 1 in any manner.
  • the facial image may be incorporated in the interior of the security document 1, for example via laser markings or an imprint of an inner foil, which is laminated together with further foils to the substrate 2.
  • a so-called shadow image 7 is stored in the substrate 2. This is prepared by only a few 10 to 200 ⁇ , preferably 20 to 100 ⁇ , diameter holes having been introduced into the surface 5 of the substrate 2. The introduction is again preferably by means of
  • Ink is then introduced into these holes by printing technology, for example by means of an inkjet printing process.
  • the ink may be a so-called fluorescent ink, which causes a perceptible color impression in the form of fluorescent light in the visible wavelength range only after excitation, for example with UV light.
  • the printing technology introduction of the ink is preferably carried out so that the ink is applied exclusively in the holes. This can be done so that the holes are only partially filled with the ink in the finished state.
  • Other embodiments provide that the holes are filled so that they are flush with the surface 5 of the substrate 2. Still other embodiments provide that the ink forms raised projections in the area of the holes.
  • Fig. 3 is a sectional view through a security document 1 is shown schematically. It can be seen that the substrate 2 of the security document 1 consists of several
  • a Security document in a center a core layer of TPU, on the two surfaces of the core layer adjacent opaque polycarbonate layers and in turn adjacent thereto transparent polycarbonate layers.
  • a layer sequence of this alternative embodiment is then: transparent polycarbonate, opaque polycarbonate, TPU, opaque polycarbonate, transparent polycarbonate.
  • a multiplicity of holes 15 of very different geometries are formed in the surface 5.
  • the holes 15 include a cylindrical hole 15a, a conical hole 15b, each having a central axis 16a, 16b which is collinear with a surface normal 17.
  • Other cylindrically-shaped holes 15c-15f have central axes 16c-16f, the central axes 16c-16f of which have an inclination with respect to the surface normal 17.
  • Holes 15g and 15h are different by means of a laser irradiation
  • the penetration of the ink can be controlled in the holes.
  • a conical shape favors complete wetting of a wall inner surface 18 of a hole.
  • capillary forces favor penetration of the ink.
  • a substrate that consists of several layers 10-14, for example, respectively
  • polycarbonate and laminated together to form a monolithic body also using inks made from the same polymer.
  • inks are known, for example, from DE 10 2007 052 947.
  • FIG. 4 shows a further schematic sectional illustration of a security document 1.
  • the substrate 2 which also consists of several layers 10-14
  • the ink is applied in the holes 15.
  • a hole 151 wherein only a part of a jacket-shaped Inner surface is covered with the ink 20.
  • the ink is introduced into the holes of the substrate without an adhesion layer being previously applied to the substrate.
  • FIG. 5 schematically shows a plan view of a detail of a substrate 2 of a security document. It can be clearly seen that the introduced holes 15 can have different cross-sections and diameters. Dashed lines 21, the dimensions of the holes 15 are indicated below the surface 5.
  • Fig. 6 an embodiment is shown in which the ink is applied so that it has on the surface an extent which is greater than a diameter of the holes.
  • FIG. 7 schematically shows a section through the corresponding security document. While a hole 15m is shown on the left, the volume of which is only partially filled with the ink 20, a hole 15n shown on the right is filled with ink 20 so as to form a raised projection 22 over the surface 5 of the substrate 2.
  • Substrates 33 of the security documents 32 are introduced by means of a laser ablation device 34 by means of laser radiation 35 holes 36. Subsequently, a
  • a substrate 33 is conveyed to a printing device 37 by means of the transport device 31.
  • This is designed for example as an ink jet printing device and selectively applied in the holes 36 ink 20. Die Laserablations liked 32, the
  • FIG. 10 schematically shows an embodiment of a laser ablation device 34 with which holes 15 can be introduced at different angles ⁇ measured against a surface normal 17 of the surface 5 of the substrate 2.
  • a laser 41 can be pivoted both translationally relative to the substrate 2 and rotationally about its center 42. Alternatively or additionally, it may be provided to tilt the substrate against a stationary laser and / or to move it in a translatory manner relative to this or a radiation axis of the radiation generated by the laser. It is understood that the tilt of the substrate can be varied so that the angle of the surface normal of the surface of the substrate is oriented differently with respect to the radiation axis of the laser and holes under
  • a printhead 51 is shown schematically, the different
  • Dispensing channels 52a-52c has. These can alternatively be controlled specifically for ink delivery. It can be clearly seen that this makes it possible to wet different sector surfaces of the jacket-shaped inner walls of the holes 15 with ink 20.
  • the ink 20 is preferably formed so that the colorants 53 diffuse into the substrate 2. To aid in diffusing, the ink 20 may enter
  • Solvent include, which dissolves the material of the substrate 2 locally.
  • a further embodiment of another printhead 51 a is shown, which comprises only one discharge channel 52a, but is pivotable about an axis 54, to output ink at different angles on the document or in holes in the substrate can.
  • the print head 51 a of FIG. 12 is further configured such that an amount of ink and / or a
  • Ink delivery speed can be controlled individually.
  • the substrate is angled at the
  • Printhead passed so that a surface normal to the surface of the substrate is not congruent with a central output direction of the printhead. This means for a printhead similar to that of FIG. 12, that the surface normal of the substrate is at a non-zero angle to a center axis of the substrate Output channels is oriented. This angle may be varied while passing by in some embodiments.
  • Fig. 13 is a schematic sectional view of a section of a
  • Security document 1 shown in which holes 15 of a perforation are overprinted with an ink 20, the colorant 53 penetrate not only in the holes 15, but via a diffusion deeper into the security document 1 and form a diffusion zone 55.
  • the information is thus stored as deeply as possible in an interior of the security document 1, and the substrate 2, from which the security document 1 is made and stored. It can be seen in the illustrated detail that a printing pixel 56 can cover several holes 15.
  • FIG. 14 shows a schematic top view of a security document 1 which has punched holes 15 along an edge 57 which are filled with an ink 20.
  • the ink 20 is um
  • Fluorescent ink that only after an excitation, for example, with UV light a perceptible color impression in the form of fluorescent light in the visible
  • Wavelength range causes.
  • an intensity of fluorescence radiation of the holes 15 filled with the ink 20 is markedly increased, since the total amount of ink in the holes is larger than in a print, which only takes place on one surface.
  • the production can be done in multiple use. It will also be appreciated that multiple laser beams may be used simultaneously for inserting the holes, as well as multi-printhead printers which emit, for example, inks that produce a different color impression and / or deliver the ink under different directions, amounts, speeds, etc.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung (30) zum Herstellen eines Sicherheitsdokuments (1) sowie ein Sicherheitsdokument (1). Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, in ein Substrat (2) eines Sicherheitsdokuments (1) an der Oberfläche (5) Löcher (15) einzubringen und in diese eine Tinte (20) zu applizieren. Diese ist vorzugsweise so ausgebildet, dass diese Farbmittel (53) umfasst, die in das Substrat (2) diffundieren. Die drucktechnisch aufgebrachte Tinte (20) wird tiefer in das Dokument eingebracht als eine lediglich auf die Oberfläche (5) aufgedruckte Tinte (20) und ist so besser gegen eine Verfälschung und/oder Beschädigung während der Nutzung geschützt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Sicherheitsdokuments mit farbigen Perforationen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsdokuments sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments sowie ein
Sicherheitsdokument selbst, in welches unter Ausnutzung von Löchern in einem Substrat Informationen kodiert sind oder werden.
Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Sicherheitsdokumenten bekannt. Als
Sicherheitsdokumente werden all jene Dokumente bezeichnet, die über Merkmale verfügen, die eine Nachahmung und/oder Verfälschung eines Dokuments unmöglich machen oder zumindest deutlich erschweren. Solche Merkmale werden als
Sicherheitsmerkmal bezeichnet. Sicherheitsdokumente umfassen beispielsweise
Identitätsdokumente wie Reisepässe, Personalausweise,
Zugangsberechtigungsausweise, Führerscheine, Etiketten, Tickets, aber auch solche Dokumente, die Werte verkörpern, wie Postwertzeichen, Banknoten, Aktien oder auch Kredit- und Geldkarten, Telefonkarten, um nur einige beispielhaft zu erwähnen.
Es ist ebenfalls üblich, in Sicherheitsdokumenten Informationen zu speichern. Ein Teil dieser Informationen ist für jedes Sicherheitsdokument einer Dokumentenklasse individuell festgelegt. Solche Informationen werden als individualisierende oder personalisierende Informationen bezeichnet. Während beispielsweise die Information „Reisepass" auf einem Ausweisdokument auf allen Reisepässen einer bestimmten Serie in dem Sicherheitsdokument gespeichert wird, wird beispielsweise der Name derjenigen Person, die sich mit dem Ausweis ausweisen soll, nur auf einen einzigen Pass der Serie auf- oder eingebracht.
Unabhängig davon, um welche Informationen es sich im Einzelnen handelt, besteht bei Sicherheitsdokumenten ein sehr hohes Interesse daran, dass die Informationen, nachdem sie auf oder in das Dokument eingebracht worden sind, möglichst nicht manipuliert werden können. Eine Manipulation kann in dem Entfernen von Information, einem Verändern der Information oder einem Hinzufügen der Information bestehen. Besonders wünschenswert ist es, die individualisierenden Informationen möglichst am Ende eines Herstellungsverfahrens auf oder in das Sicherheitsdokument einzubringen. Aus dem Stand der Technik ist es beispielsweise bekannt, Passdokumente mit den Individualisierungsinformationen zu bedrucken. Bei klassischen Papierdokumenten besteht jedoch die Gefahr, dass Fälscher so genannte Radierungen vornehmen, die Druckfarbe entfernen und eine neue, geänderte Information aufdrucken. Ebenso besteht die Gefahr, dass eine Verfälschung ausschließlich durch ein zusätzliches Aufbringen von weiterer Druckfarbe vorgenommen wird. Wünschenswert ist es daher, die auf eine Außenfläche aufgebrachte Information möglichst nicht nur an der unmittelbaren
Oberfläche zu speichern.
Im Stand der Technik wurden daher beispielsweise Lasermarkierungsverfahren entwickelt, mit denen auf Kunststoff basis hergestellte Sicherheitsdokumente nach einer Fertigstellung im Inneren markiert werden können. Hierfür werden einzelnen Schichten des Dokuments in der Regel Zusatzstoffe zugefügt, die eine Absorption von
Laserstrahlung fördern, so dass mittels einer fokussierten Laserstrahlung lokal gezielt Informationen über eine Pyrolyse des Kunststoffs in das Innere eines Wertdokuments kodiert werden können.
Aus der EP 0 190 997 B1 ist ein Laserbeschriftungsverfahren bekannt, bei dem mittels Laserlicht eine Verfärbung eines einem Substrat eines Sicherheitsdokuments zugefügten Zusatzstoffs verfärbt, welches mindestens ein organisches oder anorganisches Pigment und/oder einen polymerlöslichen Farbstoff umfasst. Die Beschriftung wird ohne eine für das menschliche Auge erkennbare Beschädigung ausgeführt. Für eine vollfarbige Informationsspeicherung konnte sich das Verfahren nicht durchsetzen.
Ein anderer Ansatz, Informationen in einem Sicherheitsdokument zu speichern, besteht darin, Löcher oder Kavitäten in ein Sicherheitsdokument einzubringen. Aus der
DE 199 34 434 A1 ist z. B. ein Wert- oder Sicherheitsdokument mit darin oder darauf angeordneten Mikrokanälen bekannt, welches eine erste und mindestens eine zweite Gruppe von Mikrokanälen umfasst, wobei die Achse der ersten Gruppe von Mikrokanälen unter einem anderen Winkel zur Oberfläche des Wert- oder Sicherheitsdokuments als die Achse der zweiten Gruppe von Mikrokanälen angeordnet ist, so dass durch die erste Gruppe von Mikrokanälen ein erstes Mikrokanalbild unter einem ersten
Betrachtungswinkel auf eine erste Betrachtungsseite und durch die zweite Gruppe von Mikrokanälen ein zweites, sich von dem ersten Mikrokanalbild unterscheidendes
Mikrokanalbild unter einem von dem ersten Betrachtungswinkel verschiedenen
Betrachtungswinkel auf der ersten Betrachtungsseite erkennbar ist. Die Information wird in Durchlicht sichtbar. Beschrieben ist auch, die Mikrokanäle nach ihrem Einbringen erneut zu verfüllen. Aus der DE 199 34 434 A1 ist es weiter bekannt, Perforationen unterschiedlicher Form und Größe in ein Sicherheitsdokument einzubringen.
Aus der DE 10 2008 053 582 B3 ist ein tragbarer Datenträger, beispielsweise eine Chipkarte bekannt, in der ein Sicherheitsmerkmal durch Einbringen von Aussparungen, Befüllen der Aussparungen mit einem transluzenten Material und Aushärten des transluzenten Materials erzeugt wird, wobei das transluzente Material Bestandteile enthält, die durch UV und oder IR-Bestrahlung zur Lumineszenz anregbar sind. Aus der EP 1 144 201 B1 ist ein Dokument mit einem Sicherheitsmerkmal bekannt, das in Form eines Perforationsmusters ausgebildet ist. Dieses umfasst Grautöne, wenn es gegen einen hellen Hintergrund betrachtet wird, wobei das Dokument aus einem Material besteht, das Licht in einem begrenzten Ausmaß transmittiert. Mindestens einige der Perforationen, die ein Teil des Perforationsmusters bilden, erstrecken sich nur über einen Teil einer Dicke des Dokumentes. Die Dicke des verbleibenden Teils des Dokuments an der Stelle der Perforation ist entsprechend des darzustellenden Grauwertes eines Bilds moduliert. Aus der EP 0 748 286 B2 ist ein Träger bekannt, der ein aufgedrucktes individualisierendes Muster umfasst, das mit dem menschlichen Auge lesbar ist. Ferner weist der Träger ein individualisierendes Muster auf, das auch aus Perforationen gebildet ist, die mittels eines Lasers eingebracht sind und mit dem menschlichen Auge
wahrnehmbar sind, wobei die beiden Muster in Beziehung zueinander stehen. Das perforierte Muster weist die gleichen Zeichen wie das gedruckte Muster auf.
Aus der EP 1 144 201 B1 ist ein fälschungssicheres Dokument bekannt, dass ein Sicherheitsmerkmal in Form eines Perforationsmusters aufweist. Das Dokument umfasst unterschiedlich farbige Materialschichten, wobei eine Farbe in Abhängigkeit von der Tiefe der Perforation sichtbar wird.
Aus der EP 0 936 975 B1 ist ein Dokument bekannt, welches mit einem
Sicherheitsmerkmal in Gestalt eines Perforationsmusters gegen Fälschungen geschützt ist, wobei das Perforationsmuster Löcher mit unterschiedlicher Größe aufweist. Das Perforationsmuster repräsentiert ein Passfoto und ist mittels Laserlicht in das Dokument eingebracht.
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsdokuments und eine entsprechende Vorrichtung sowie ein weitergebildetes Sicherheitsdokument zu schaffen, welche eine Individualisierung eines ansonsten fertigen Sicherheitsdokumentenrohling in der Weise gestatten, dass die
Individualisierungsinformation kontrastreich, vorzugsweise farbig, in dem
Sicherheitsdokument gespeichert wird und für einen Fälscher nur schwer nachahmbar oder zu verfälschen ist.
Grundidee der Erfindung
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, in ein Substrat eines Sicherheitsdokuments mit Hilfe von Laserstrahlung Löcher einzubringen, und in mindestens einen Teil dieser Löcher drucktechnisch eine farbige Tinte einzubringen. Hierdurch wird erreicht, dass die drucktechnisch aufgebrachte Information nicht nur an der Oberfläche des Dokuments angeordnet ist, sondern zumindest zum Teil in einer Tiefe des Substrats, d.h. im Inneren des Substrats, gespeichert ist. Dennoch wird die Information so aufgebracht, dass sie von außen betrachtbar ist. Darüber, dass die vorzugsweise farbig eingebrachte Information in den Löchern angebracht wird, ist diese insbesondere gegen einen im gewöhnlichen Gebrauch des Sicherheitsdokuments stattfindenden Abrieb oder sonstige Beschädigung besser geschützt. Insbesondere wird somit ein Verfahren zum Herstellen eines
Sicherheitsdokuments, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Substrats; Einbringen von Löchern in eine Oberfläche des Substrats und Einbringen von farbiger Tinte mittels eines Druckverfahrens in zumindest einige der Löcher geschaffen. Ein solches Verfahren lässt sich mit einer Vorrichtung zur Herstellung eines Sicherheitselements umsetzen, die eine Lasereinrichtung zum gezielten Einbringen von Löchern in eine Oberfläche eines Substrats aufweist, die mit einer Druckeinrichtung gekoppelt ist, so dass in zumindest einige der in das Substrat gezielt eingebrachten Löcher eine, vorzugsweise farbige, Tinte mittels der Druckeinrichtung einbringbar ist. Man erhält hierdurch ein Sicherheitsdokument mit einer zumindest teilweise drucktechnisch aufgebrachten, gespeicherten Information, welches ein Substrat umfasst, wobei in das Substrat Löcher eingebracht sind und die gespeicherte Information über drucktechnisch in die Löcher eingebrachte farbige Tinte gespeichert ist. Die Information ist somit in der„Tiefe" des Substrats gespeichert. Bei dem Substrat kann es sich beispielsweise um eine Schicht eines Kartenkörpers oder einen aus einer oder mehreren solchen Schichten hergestellten Kartenkörper eines
Sicherheitsdokuments handeln.
Definition
Als farbig wird eine Information angesehen, wenn diese einen Farbeindruck bei einem menschlichen Betrachter gegebenenfalls nach einer Anregung hervorruft. Als mehrfarbig wird eine Information angesehen, wenn sie mindestens zwei für einen Betrachter unterscheidbare Farbeindrücke hervorruft, wobei Helligkeitsunterschiede keine
unterschiedlichen Farbeindrücke darstellen sollen. Als bunt wird eine Information schließlich angesehen, wenn sie mehr als drei verschiedene Farbeindrücke hervorruft. Vorzugsweise wird mindestens ein Farbeindruck durch eine additive Farbmischung (bei lumineszierenden Farben) bzw. eine subtraktive Farbmischung (bei so genannten
Körperfarben) aus Grundfarben, die einen Farbraum aufspannen, hervorgerufen.
Schwarz- und Graustufen werden hier als eine Farbe angesehen.
Als Tinten werden alle mittels eines Druckverfahrens auf ein Substrat aufbringbaren bzw. in in dem Substrat ausgebildete Löcher einbringbaren Zubereitungen verstanden. Farbige Tinten sind somit Zubereitungen, die Farbmittel umfassen, die im verdruckten Zustand bei einem menschlichen Betrachter, gegebenenfalls nach einer Anregung bei
lumineszierenden Farben, einen Farbeindruck hervorrufen.
Als Substrate kommen alle Materialien in Betracht, aus denen Sicherheitsdokumente gefertigt werden. Insbesondere sind dieses Kunststoff materialien, welche beispielsweise auf Basis eines Polymerwerksstoffs aus der Gruppe umfassend PC (Polycarbonat), insbesondere Bisphenol-A-Polycarbonat, PET (Polyethylenterephthalat), PMMA
(Polymethylmethacrylat), TPU (thermoplastische Polyurethanelastomere), PE
(Polyethylen), PP (Polypropylen), PI (Polyimid), ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), PVC (Polyvinylchlorid) und Kopolymeren solcher Polymere gebildet sind. Besonders bevorzugt ist das Substrat aus einem oder mehreren Polymerschichten auf Basis der genannten Polymere ausgebildet, die beispielsweise in einem Laminationsverfahren
zusammengefügt sind. Ein Substrat kann somit aus unterschiedlichen Bestandteilen und unterschiedlichen Materialien zusammengefügt sein. Es versteht sich, dass das Substrat eine Vielzahl von weiteren unterschiedlichen Sicherheitselementen und Sicherheitsmerkmalen, beispielsweise eingearbeitete Hologramme, Mikrochips und Ähnliches umfassen können.
Bevorzugte Ausführungsformen
Eine besonders hohe Fälschungssicherheit erhält man bei einer Ausführungsform, bei der die Tinte so bereitgestellt oder zubereitet wird, dass Farbmittel der Tinte nach dem Einbringen in die Löcher in das Substrat eindiffundieren. Dies bedeutet, dass die den Farbeindruck hervorrufenden Farbmittel nicht nur in den Löchern oder auf deren Wänden angeordnet sind, sondern in das Material des Substrats weiter hinein diffundieren.
Besonders bevorzugt wird der Tinte ein das Material des Substrats anlösendes
Lösungsmittel zugesetzt und mittels des Lösungsmittels der Tinte das Substrat lokal angelöst, um die Diffusion des Farbmittels in dem Substrat zu unterstützen.
Eine Ablösung der durch die Tinte eingebrachten Farbmittel bei einem Fälschungsversuch wird am erfolgreichsten verhindert, wenn die Tinte auf Basis des Kunststoffmaterials hergestellt wird oder ist, auf dessen Basis das Substrat hergestellt ist. In einem solchen Fall bildet die Tinte bzw. das Material, auf dessen Basis die Tinte hergestellt ist, mit dem Substratmaterial eine monolithische Verbindung aus, so dass eine Trennung,
beispielsweise durch ein Ausbohren mit mechanischen Mitteln deutlich erschwert wird.
Die Löcher werden bevorzugt mittels einer Laserstrahlung eingebracht. Fokussierte Kurzpulslaser können lokal eine so große Energiemenge in einer kurzen Zeitspanne auch in transparentes Substratmaterial, beispielsweise transparentes Polycarbonat einbringen, dass dieses ablatiert wird, ohne angrenzende Schichten zu verfärben.
Eine Fälschungssicherheit lässt sich dadurch erhöhen, dass die Löcher ausgebildet werden, indem die Laserstrahlung aus einer Richtung auf oder in das Substrat eingestrahlt wird, die von einer Oberflächennormalen der Oberfläche des Substrats abweicht. Hierdurch werden bei einer bevorzugten Ausführungsform Löcher ausgebildet, die bei senkrechter Draufsicht auf die Oberfläche des Substrats teilweise von dieser verdeckt sind. Dies bedeutet, dass keine freie Sicht auf die Innenwandfläche des gesamten Lochs möglich ist. Dennoch kann es bei einem transparenten Substratmaterial möglich sein, auch die Innenfläche des verdeckten Teils des Lochs bei senkrechter Draufsicht zu sehen.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Löcher mit
unterschiedlichen Geometrien in das Substrat eingebracht werden. Dies bedeutet, dass sich die Löcher hinsichtlich ihres Durchmessers, einer Richtung einer Mittelachse bei einer konischen oder zylindrischen Form, unterscheiden können, aber auch eine unterschiedliche Querschnittsform, beispielsweise eine kreisförmige oder ovale
Querschnittsform, aufweisen können. Ebenso ist es möglich, einige oder alle Löcher mittels einer Einstrahlung von Licht eines Lasers aus unterschiedlichen Richtungen oder des Lichts mehrerer Laser zu erzeugen. Solche Löcher sind dann so ausgebildet, dass Wandinnenflächen aus keiner Betrachtungsrichtung zeitgleich vollständig sichtbar sind.
Bei einer Ausführungsform werden zumindest einige der Löcher vollständig mittels der farbigen Tinte so aufgefüllt, dass diese einigen Löcher im fertigen Zustand plan aufgefüllt sind. Dies bedeutet, dass nach einem etwaigen Verdunsten von in der Tinte enthaltenen Lösungsmitteln in den Löchern ein Material verbleibt, welches die Löcher dauerhaft ausfüllt und deren Oberfläche plan mit der umgebenden Oberfläche des Substrats ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass in die Volumina der Löcher ein Volumen an Tinte eingebracht wird, so dass nach Fertigstellung ein über die Oberfläche des Substrats vorstehender Überstand verbleibt. In einem solchen Fall lässt sich die farbige Information auch als erhabenes Relief ertasten.
Besonders bevorzugt wird es, dass die Tinte präzise in die Löcher eingedruckt wird, so dass die vorzugsweise farbige Tinte nicht auf die Oberfläche des Substrats gelangt. Hierdurch werden Ausführungsformen erreicht, bei denen die vorzugsweise farbige, besonders bevorzugt bunte, Information ausschließlich in den Löchern gespeichert ist. Somit ist die farbige oder bunte Information besonders gut gegen auf die Oberfläche direkt einwirkende Umwelteinflüsse beim Gebrauch, beispielsweise einen Abrieb oder Ähnliches, geschützt. In diesem Zusammenhang werden insbesondere solche
Ausführungsformen bevorzugt, bei denen die Volumina der Löcher nur teilweise mit Tinte aufgefüllt werden. Eine präzise Bedruckung des Substrats in der Weise, dass präzise in die Löcher gedruckt wird, lässt sich beispielsweise mittels eines Inkjet-Druckverfahrens realisieren, bei dem die vorzugsweise farbige Tinte oder mehrere unterschiedliche farbige Tinten mittels eines Inkjet-Druckverfahrens in die Löcher eingebracht wird oder werden. Ein solches
Druckverfahren kann selbstverständlich auch verwendet werden, um die Löcher plan auszufüllen oder dafür zu sorgen, dass ein erhabener Überstand im fertigen Zustand verbleibt.
Eine bevorzugte Vorrichtung umfasst somit eine Druckeinrichtung, die eine Inkjet- Druckeinrichtung umfasst.
Bei einer Ausführungsform werden die Seitenwände der Löcher gezielt ungleichmäßig mit Tinte bedeckt. Hierdurch lassen sich auch mit und in Löchern, deren Achsen parallel sind, betrachtungswinkelabhängige Informationen in das Substrat speichern. Ein Vorteil einer Verwendung eines Inkjet- Verfahrens liegt darin, dass Tinten mit einer sehr kleinen dynamischen Viskosität im Bereich von 1 bis 30 Millipascalsekunden (mPa s) bei Raumtemperatur verwendet werden können. Darüber hinaus können die abgegebenen Tintenmengen sehr präzise dosiert werden, beispielsweise in einem Bereich von 0,5 bis 45 Picolitern. Bei geeigneter Ausgestaltung der Druckköpfe können diese Werte auch variiert werden.
Als besonders vorteilhaft erweist sich ein Inkjet-Druckverfahren auch deshalb, weil es möglich ist, die Tinte unter unterschiedlichen Winkeln relativ zur Oberfläche des Substrats auszugeben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Tinte in einer Richtung auf das Substrat oder in die Löcher eingebracht, die gegenüber einer Normalen der
Oberfläche geneigt ist. Sind die Löcher beispielsweise zylinderförmig oder konisch mit einer Mittelachse ausgebildet, die ebenfalls gegenüber einer Oberflächennormalen der Oberfläche des Substrats geneigt ist, so ist es auf diese Weise möglich, die Tinte in einen von der Oberfläche entfernten Bereich des Lochs, d.h. tief in das Loch hinein zu applizieren. Ist die oberste Substratschicht opak oder eine opake Bedruckung auf die Oberfläche aufgebracht, so ist es möglich, die Tinte so zu applizieren, dass diese bei senkrechter Draufsicht auf das Dokument nicht sichtbar ist. In einem solchen Fall ist die gespeicherte Information nur bei einer Draufsicht entlang einer Betrachtungsrichtung sichtbar, die zumindest annähernd mit einer Richtung übereinstimmt, unter der die Laserstrahlung zum Einbringen der Löcher eingestrahlt ist. Sind hingegen die Löcher beispielsweise zylindrisch oder konisch mit einer Mittelachse ausgebildet, die mit einer Oberflächennormalen des Substrats zusammenfällt, so führt ein Einbringen bzw.
Ausgeben der Tinte unter einem Winkel, der gegenüber der Oberflächennormale geneigt ist, dazu, dass die Tinte nur auf einen Winkelsektor der zylindrischen oder konischen Innenfläche eines Lochs appliziert wird.
Bei einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest in einige der Löcher die farbige Tinte unter einem ersten Winkel relativ zu der Oberfläche des Substrats vorzugsweise mittels eines Inkjet-Drucks eingebracht wird und zusätzlich mindestens eine zweite farbige Tinte, die sich von der ersten Tinte unterscheidet, unter einem anderen Winkel, der sich von dem ersten Winkel unterscheidet, relativ zu der Oberfläche des Substrats in die zumindest einigen Löcher eingebracht wird, so dass bezüglich einer Mittelachse der zumindest einigen Löcher gegenüberliegende Wandinnenflächen einen unterschiedlichen Farbeindruck aufweisen. Bei einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Sicherheitsdokuments ist somit vorgesehen, dass eine Ausgaberichtung der Druckeinrichtung gesteuert variierbar ist.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Druckeinrichtung mehrere Druckköpfe, die die Tinte unter unterschiedlichen Richtungen abgeben. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Druckköpfe schwenkbar angeordnet. Wieder andere Ausführungsformen weisen Druckköpfe auf, die mehrere Abgabekanäle umfassen, die unter unterschiedlichen Winkeln in dem Druckkopf ausgebildet sind.
Insbesondere um unterschiedliche Farbeindrücke in den einzelnen Löchern gezielt erzeugen zu können, wird bei einer Ausführungsform das Einbringen der Löcher in das Substrat und/oder das anschließende Einbringen der Tinte in die Löcher iterativ ausgeführt, wobei in den verschiedenen Iterationsschritten Tinten mit unterschiedlicher Beschaffenheit verwendet werden. Die Tinten können sich beispielsweise hinsichtlich des Farbeindrucks unterscheiden, den diese im fertigen verdruckten Zustand hervorrufen.
Ein Farbeindruck in den Löchern lässt sich gezielt dadurch einstellen, dass in die Löcher nacheinander gezielt unterschiedlich farbige Tinten eingebracht werden, wobei über ein Mengenverhältnis der eingebrachten Tinten ein lokaler Farbeindruck in oder um das Loch festgelegt wird. Um die Tinte gezielt in Löcher einbringen zu können, ist es vorteilhaft, wenn eine
Tintenmenge gesteuert variierbar ist. In einer anderen Ausführungsform ist es zusätzlich oder alternativ möglich, eine Ausgabegeschwindigkeit der Tinte zu variieren, um insbesondere eine Eindringtiefe in die Löcher variieren zu können.
Insbesondere bei Ausführungsformen, die keinen Tintenstrahldruck nutzen, ist es von Vorteil, wenn auf das Substrat eine rückstandsfrei entfernbare Folie aufgebracht wird bzw. aufgebracht ist. Diese wird oder ist vor dem Aufbringen der Löcher appliziert. Hierdurch wird es möglich, größere Ausrichtungstoleranzen bezüglich einer Ausrichtung eines Druckbilds und den Positionen der Löcher zu nutzen. Dennoch ist sichergestellt, dass neben den Löchern keine Tinte auf der Oberfläche des Substrats verbleibt.
Eine solche Folie, beispielsweise eine Adhäsionsfolie ist auch von Vorteil, wenn andere Druckverfahren eingesetzt werden sollen und ein Bedrucken einer Umgebung der Löcher auf der Oberfläche unterbleiben soll.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Sicherheitsdokument;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein weiteres Sicherheitsdokument mit einem Schattenbild;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Sicherheitsdokuments mit unterschiedlich
eingebrachten Löchern;
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf ein Sicherheitsdokument mit einer
rückstandsfrei ablösbaren Folie zur Veranschaulichung einer Einbringung einer Tinte in die Löcher;
Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Sicherheitsdokument zur schematischen Darstellung
unterschiedlicher Lochgeometrien ;
Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Sicherheitsdokuments; Fig. 7 einen Schnitt durch das Sicherheitsdokument nach Fig. 6;
Fig. 8 eine Schnittdarstellung durch ein Sicherheitsdokument mit einer ablösbaren
Schutzfolie;
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Herstellungsvorrichtung;
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer schwenkbaren Lasereinrichtung;
Fig. 1 1 eine schematische Darstellung eines Druckkopfs, der Tinte in unterschiedliche Richtungen abgeben kann;
Fig. 12 eine schematische Darstellung eines schwenkbaren Druckkopfes;
Fig. 13 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines
Sicherheitsdokuments, bei dem Löcher einer Perforation mit einer Tinte überdruckt sind, deren Farbmittel über eine Diffusion tiefer in das
Sicherheitsdokument eindringen und eine Diffusionszone bilden; und
Fig. 14 eine schematische Draufsicht auf ein Sicherheitsdokument, welches entlang eines Rands über Stanzungen hergestellte Löcher aufweist, die mit einer Tinte verfüllt sind.
In Fig. 1 ist schematisch ein Sicherheitsdokument 1 dargestellt. Dieses umfasst ein Substrat 2, in das Informationen in Form eines Gesichtsbilds 3 und eines Namenszugs 4 gespeichert sind. Das Gesichtsbild 3 und der Namenszug 4 sind auf eine Oberfläche 5 des Substrats 2 aufgedruckt. Andere Sicherheitsmerkmale sind aus
Vereinfachungsgründen nicht dargestellt. Das Gesichtsbild 3 und der Namenszug 4 sind in der Weise ausgebildet, dass zunächst mittels eines Lasers über Laserablation
Kavitäten bzw. Löcher in das Substrat 2 eingebracht sind, in die dann anschließend die Druckfarbe eingebracht ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gesichtsbild bunt ausgeführt. Dies bedeutet, dass es bei einem menschlichen Betrachter mehr als drei unterschiedliche Farbeindrücke hervorruft. Vorzugsweise ist das Gesichtsbild mittels mindestens drei unterschiedlicher Tinten, die jeweils eine Grundfarbe eines vollständigen Farbsystems darstellen, die einen möglichst großräumigen Gamut aufspannen, gedruckt. Vorzugsweise wird die Farbe so appliziert, dass sich diese vollständig in den Kavitäten befindet. Andere Ausführungsformen können vorsehen, dass die Farbe nur teilweise in den Kavitäten und teilweise an der Oberfläche ausgebildet ist. Besonders bevorzugt werden Tinten verwendet, die Farbmittel umfassen, die nicht nur in die Kavitäten eindringen, sondern zusätzlich in das Substratmaterial des Substrats 2 eindiffundieren. Hierdurch wird ein noch größerer Schutz gegen Verfälschungen erreicht.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Sicherheitsdokuments dargestellt.
Gleiche technische Merkmale sind mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Bei dieser Ausführungsform ist auf einer linken Seite ein Gesichtsbild in dem Substrat 2 des Sicherheitsdokuments 1 auf beliebige Art und Weise gespeichert. Beispielsweise kann das Gesichtsbild auf die Oberfläche 5 ohne zuvor eingebrachte Kavitäten
aufgedruckt sein. Alternativ kann das Gesichtsbild im Inneren des Sicherheitsdokuments 1 , beispielsweise über Lasermarkierungen oder eine Bedruckung einer inneren Folie, die mit weiteren Folien zu dem Substrat 2 zusammenlaminiert ist, eingebracht sein.
Zusätzlich zu dem ersten Gesichtsbild 6 ist ein so genanntes Schattenbild 7 in dem Substrat 2 gespeichert. Dieses wird hergestellt, indem nur einige 10 bis 200 μηι, bevorzugt 20 bis 100 μηι, Durchmesser aufweisende Löcher in die Oberfläche 5 des Substrats 2 eingebracht werden. Das Einbringen erfolgt erneut bevorzugt mittels
Laserablation. In diese Löcher wird anschließend drucktechnisch, beispielsweise mittels eines Inkjet-Druckverfahrens, Tinte eingebracht. Bei der Tinte kann es sich um eine so genannte Fluoreszenztinte handeln, die nur nach einer Anregung, beispielsweise mit UV- Licht einen wahrnehmbaren Farbeindruck in Form von Fluoreszenzlicht im sichtbaren Wellenlängenbereich hervorruft. Das drucktechnische Einbringen der Tinte erfolgt bevorzugt so, dass die Tinte ausschließlich in die Löcher appliziert wird. Dies kann so erfolgen, dass die Löcher nur teilweise mit der Tinte im fertigen Zustand verfüllt sind. Andere Ausführungsformen sehen vor, dass die Löcher so aufgefüllt sind, dass diese plan mit der Oberfläche 5 des Substrats 2 abschließen. Wieder andere Ausführungsformen sehen vor, dass die Tinte erhabene Vorsprünge im Bereich der Löcher bildet.
In Fig. 3 ist schematisch eine Schnittdarstellung durch ein Sicherheitsdokument 1 gezeigt. Zu erkennen ist, dass das Substrat 2 des Sicherheitsdokuments 1 aus mehreren
Schichten 10-14, vorzugsweise in einem Laminationsverfahren zu einem monolithischen Körper zusammengefügt ist. Bei einer alternativen Ausführungsform kann ein Sicherheitsdokument in einer Mitte eine Kernschicht aus TPU, an die beiden Oberflächen der Kernschicht angrenzende opake Polycarbonatschichten und wiederum hieran angrenzende transparente Polycarbonatschichten aufweisen. Eine Schichtenfolge dieser alternativen Ausführungsform ist dann: transparentes Polycarbonat, opakes Polycarbonat, TPU, opakes Polycarbonat, transparentes Polycarbonat. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist in der Oberfläche 5 eine Vielzahl von Löchern 15 unterschiedlichster Geometrien ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform umfassen die Löcher 15 beispielsweise ein zylindrisches Loch 15a, ein konisches Loch 15b, die jeweils eine Mittelachse 16a, 16b aufweisen, welche kollinear mit einer Oberflächennormalen 17 ist. Andere zylindrisch ausgebildete Löcher 15c- 15f weisen Mittelachsen 16c- 16f auf, deren Mittelachsen 16c- 16f eine Neigung gegenüber der Oberflächennormalen 17 aufweisen. Löcher 15g und 15h sind mittels einer Lasereinstrahlung aus unterschiedlichen
Richtungen ausgebildet und weisen im Querschnitt eine trapezförmige Form auf. Ferner ist gut zu erkennen, dass die verschiedenen Löcher sich unterschiedlich tief in das Substrat 2 erstrecken und beispielsweise Löcher 15i und 15j sogar das gesamte
Dokument durchdringen. Über eine geeignete Wahl einer Viskosität der Drucktinte sowie einen Durchmesser und eine Form der Löcher bzw. Kavitäten sowie das entsprechende Druckverfahren und eine hiermit im Zusammenhang stehende Ausgabe- oder
Aufbringrichtung der Tinte sowie einer geeigneten Wahl einer Aufbringgeschwindigkeit und -menge kann ein Eindringen der Tinte in die Löcher gesteuert werden. Bei flachen Löchern und Kavitäten begünstigt eine konische Form eine vollständige Benetzung einer Wandinnenfläche 18 eines Lochs. Zusätzlich wirken bei geringen Lochdurchmessern Kapillarkräfte, die ein Eindringen der Tinte begünstigen. Vorzugsweise werden bei einem Substrat, dass aus mehreren Schichten 10-14, die beispielsweise jeweils aus
Polycarbonat bestehen und miteinander zu einem monolithischen Körper laminiert sind, auch Tinten verwendet, die auf Basis desselben Polymers hergestellt sind. Für ein Substrat aus Polycarbonat sind solche Tinten beispielsweise aus der DE 10 2007 052 947 bekannt.
In Fig. 4 ist eine weitere schematische Schnittdarstellung eines Sicherheitsdokuments 1 gezeigt. Auf das Substrat 2, welches ebenfalls aus mehreren Schichten 10-14
zusammenlaminiert ist, ist eine rückstandsfrei entfernbare Schutzschicht oder -folie, beispielsweise als Adhäsionsfolie 19 aufgebracht. Diese wird beim Einbringen der Löcher 15 lokal vollständig durchdrungen. Anschließend wird die Tinte in die Löcher 15 appliziert. Beispielhaft ist dies für ein Loch 151 gezeigt, wobei nur ein Teil einer mantelförmigen Innenfläche mit der Tinte 20 bedeckt wird. Bei anderen Ausführungsformen wird die Tinte in die Löcher des Substrats eingebracht, ohne dass zuvor eine Adhäsionsschicht auf das Substrat aufgebracht ist oder wird.
In Fig. 5 ist schematisch eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Substrats 2 eines Sicherheitsdokuments dargestellt. Gut zu erkennen ist, dass die eingebrachten Löcher 15 unterschiedliche Querschnitte und Durchmesser aufweisen können. Durch gestrichelte Linien 21 sind die Abmessungen der Löcher 15 unterhalb der Oberfläche 5 angedeutet.
In Fig. 6 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Tinte so aufgebracht ist, dass diese auf der Oberfläche eine Ausdehnung aufweist, welche größer als ein Durchmesser der Löcher ist.
In Fig. 7 ist schematisch ein Schnitt durch das entsprechende Sicherheitsdokument dargestellt. Während links ein Loch 15m dargestellt ist, dessen Volumen nur teilweise mit der Tinte 20 aufgefüllt ist, ist ein rechts dargestelltes Loch 15n so mit Tinte 20 aufgefüllt, dass dieses einen erhabenen Vorsprung 22 über der Oberfläche 5 des Substrats 2 bildet.
In Fig. 8 ist eine Ausführungsform ähnlich zu der nach Fig. 6 gezeigt, wobei jedoch beim Einbringen der Tinte 20 in die Löcher 15 eine Adhäsionsfolie 19 auf dem Substrat 2 aufgebracht ist, die anschließend entfernt werden kann. Hierdurch wird sichergestellt, dass seitlich neben den Löchern 15 keine Tintenreste auf dem Substrat 2 verbleiben. Dieses kann auch mit Herstellungsverfahren realisiert werden, die eine präzise
Applizierung der Tinte 20 in die Löcher 15 ermöglicht. Eine solche Applizierung ist beispielsweise mit einer Ausführungsform einer Herstellungsvorrichtung 30 möglich, wie sie schematisch in Fig. 9 dargestellt ist.
Auf einer Transporteinrichtung 31 werden Sicherheitsdokumente 32 zugeführt. In
Substrate 33 der Sicherheitsdokumente 32 werden mittels einer Laserablationseinrichtung 34 mittels Laserstrahlung 35 Löcher 36 eingebracht. Anschließend wird ein
entsprechendes Substrat 33 zu einer Druckeinrichtung 37 mittels der Transporteinrichtung 31 befördert. Diese ist beispielsweise als Tintenstrahldruckeinrichtung ausgebildet und appliziert gezielt in die Löcher 36 Tinte 20. Die Laserablationseinrichtung 32, die
Transporteinrichtung 31 und die Druckeinrichtung 37 werden vorzugsweise durch eine gemeinsame Steuereinheit 39 gesteuert. In Fig. 10 ist schematisch eine Ausgestaltung einer Laserablationseinrichtung 34 dargestellt, mit der Löcher 15 unter unterschiedlichen Winkeln α gemessen gegen eine Oberflächennormale 17 der Oberfläche 5 des Substrats 2 eingebracht werden können. Ein Laser 41 kann sowohl translatorisch relativ zu dem Substrat 2 als auch rotatorisch um seinen Mittelpunkt 42 verschwenkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, das Substrat gegen einen ortsfesten Laser zu verkippen und/oder translatorisch relativ zu diesem oder einer Strahlungsachse der durch den Laser erzeugten Strahlung zu bewegen. Es verseht sich, dass die Verkippung des Substrats variiert werden kann, so dass der Winkel der Oberflächennormale der Oberfläche des Substrats unterschiedlich bezüglich der Strahlungsachse des Lasers orientiert ist und Löcher unter
unterschiedlichen Winkeln bezüglich der Oberfläche des Substrats erzeugbar sind oder erzeugt werden.
In Fig. 1 1 ist schematisch ein Druckkopf 51 dargestellt, der unterschiedliche
Abgabekanäle 52a-52c aufweist. Diese können alternativ gezielt zur Tintenabgabe angesteuert werden. Gut zu erkennen ist, dass es hierdurch möglich ist, unterschiedliche Sektorflächen der mantelförmigen Innenwände der Löcher 15 mit Tinte 20 zu benetzen. Die Tinte 20 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass die Farbmittel 53 in das Substrat 2 hineindiffundieren. Um das Diffundieren zu unterstützen, kann die Tinte 20 ein
Lösungsmittel umfassen, welches das Material des Substrats 2 lokal anlöst.
In Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsform eines weiteren Druckkopfs 51 a gezeigt, welcher nur einen Abgabekanal 52a umfasst, jedoch um eine Achse 54 schwenkbar ausgebildet ist, um Tinte unter unterschiedlichen Winkel auf das Dokument bzw. in Löcher in dem Substrat ausgeben zu können. Vorzugsweise ist der Druckkopf 51 a nach Fig. 12 ferner so ausgestaltet, dass eine Tintenmenge und/oder eine
Tintenabgabegeschwindigkeit jeweils individuell gesteuert werden können.
Bei alternativen Ausführungsformen wird das Substrat unter einem Winkel an dem
Druckkopf vorbeigeführt, so dass eine Oberflächennormale der Oberfläche des Substrats nicht deckungsgleich mit einer mittleren Ausgaberichtung des Druckkopfes ist. Dieses bedeutet für einen Druckkopf ähnlich zu dem nach Fig. 12, dass die Oberflächennormale des Substrats unter einem von Null verschiedenen Winkel zu einer Mittelachse des Ausgabekanals orientiert ist. Dieser Winkel kann bei einigen Ausführungsformen während des Vorbeiführens variiert werden.
In Fig. 13 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines
Sicherheitsdokuments 1 dargestellt, bei dem Löcher 15 einer Perforation mit einer Tinte 20 überdruckt sind, deren Farbmittel 53 nicht nur in die Löcher 15, sondern über eine Diffusion tiefer in das Sicherheitsdokument 1 eindringen und eine Diffusionszone 55 bilden. Die Information ist somit möglichst tief in ein Inneres des Sicherheitsdokuments 1 , und das Substrat 2 gespeichert und integriert, aus der das Sicherheitsdokument 1 hergestellt ist. In dem dargestellten Ausschnitt ist zu erkennen, dass ein Druckpixel 56 durchaus mehrere Löcher 15 überdecken kann.
In Fig. 14 ist eine schematische Draufsicht auf ein Sicherheitsdokument 1 gezeigt, welches entlang eines Rands 57 über Stanzungen hergestellte Löcher 15 aufweist, die mit einer Tinte 20 verfüllt sind. Vorzugsweise handelt es sich bei der Tinte 20 um
Fluoreszenztinte, die nur nach einer Anregung, beispielsweise mit UV-Licht einen wahrnehmbaren Farbeindruck in Form von Fluoreszenzlicht im sichtbaren
Wellenlängenbereich hervorruft. Im Gegensatz zu Nachbildungen, bei denen der Rand, ohne Löcher aufzuweisen, mit Fluoreszenztinte bedruckt ist, ist eine Intensität der Fluoreszenzstrahlung der mit der Tinte 20 verfüllten Löcher 15 deutlich erhöht, da die Gesamtmenge der Tinte in den Löchern größer als bei einem Aufdruck ist, der nur auf eine Oberfläche erfolgt.
Es versteht sich, dass die Herstellung im Mehrfachnutzen erfolgen kann. Ebenso versteht es sich, dass mehrere Laserstrahlen gleichzeitig zum Einbringen der Löcher verwendet werden können sowie Druckeinrichtungen mit mehreren Druckköpfen, die beispielsweise Tinten abgeben, die einen unterschiedlichen Farbeindruck hervorrufen und/oder die Tinte unter unterschiedlichen Richtungen, Mengen, Geschwindigkeiten, usw. abgeben.
Die in den vorbeschriebenen Ausführungsformen genannten Merkmale können in beliebiger Kombination zur Ausführung der Erfindung miteinander verwendet werden. Bezugszeichen
1 Sicherheitsdokument
2 Substrat
3 Gesichtsbild
4 Namenszug
5 Oberfläche
6 Gesichtsbild
7 Schattenbild
10 Schicht
1 1 Schicht
12 Schicht
13 Schicht
14 Schicht
15, 15a, ...,15n Loch
16a, 16f Mittelachse
17 Oberflächennormale
18 Wandinnenfläche
19 Adhäsionsfolie
20 Tinte
21 gestrichelte Linie
22 Vorsprung
30 Herstellungsvorrichtung
31 Transporteinrichtung
32 Sicherheitsdokumente
33 Substrat
34 Laserablationseinrichtung
35 Laserstrahlung
36 Löcher
37 Druckeinrichtung
39 Steuereinheit
41 Laser
42 Mittelpunkt
51 Druckkopf
51 a Druckkopf Ausgabekanal
Farbmittel
Achse
Diffusionszone
Druckpixel
Rand

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsdokuments (1 ) umfassend die Schritte:
Bereitstellen eines Substrats (2);
Einbringen von Löchern (15) in eine Oberfläche (5) des Substrats (2);
Einbringen von Tinte (20) in zumindest einige der Löcher (15) mittels eines
Druckverfahrens.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte (20) so
bereitgestellt oder zubereitet wird, dass Farbmittel (53) der Tinte (20) nach dem Einbringen in die Löcher (15) in das Substrat (2) eindiffundieren.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tinte (20) ein ein Material des Substrats (2) anlösendes Lösungsmittel zugesetzt wird oder ist, und mittels dieses Lösungsmittels das Substrat (2) lokal angelöst wird, um die Diffusion der Farbmittel (53) in dem Substrat (2) zu unterstützen.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte (20) auf Basis des Kunststoffmaterials herstellt wird oder ist, auf dessen Basis das Substrat (2) hergestellt ist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (15) mittels einer Laserstrahlung eingebracht werden.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Löcher (15) vollständig mittels der farbigen Tinte (20) so aufgefüllt werden, dass diese einigen Löcher (15) im fertigen Zustand plan aufgefüllt sind.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einbringen der Löcher (15) eine rückstandsfrei von der Oberfläche (5) des Substrats (2) zu entfernende Folie (19) aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die Volumina der Löcher (15) ein Volumen von Tinte (20) eingebracht wird, so dass nach Fertigstellung ein über die Oberfläche (5) des Substrats (2) vorstehenden Überstand verbleibt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
Volumina der Löcher (15) nur teilweise mit der Tinte (20) aufgefüllt werden.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte (20) präzise in die Löcher (15) eingedruckt wird, so dass die farbige Tinte (20) nicht auf die Oberfläche (5) des Substrats (2) gelangt.
1 1 . Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einige der Löcher (15) eine farbige Tinte (20) unter einem ersten Winkel relativ zu der Oberfläche (5) des Substrats (2) vorzugsweise mittels eines Inkjet-Druckverfahrens, eingebracht wird und zusätzlich mindestens eine zweite farbige Tinte (20) unter einem anderen Winkel, der sich von dem ersten Winkel unterscheidet, relativ zu der Oberfläche (5) des Substrats (2) in die zumindest einigen Löcher (15) eingebracht wird, so dass bezüglich einer Mittelachse (16) der zumindest einigen Löcher (15) gegenüberliegende Wandinnenflächen (18) einen unterschiedlichen Farbeindruck aufweisen.
12. Vorrichtung (30) zur Herstellung von Sicherheitsdokumenten (1 ), dadurch
gekennzeichnet, dass eine Lasereinrichtung (34) zum gezielten Einbringen von Löchern in eine Oberfläche (5) eines Substrats (2) mit einer Druckeinrichtung (37) gekoppelt ist, so dass in zumindest einige der in das Substrat (2) gezielt eingebrachten Löcher (15) eine farbige Tinte (20) mittels der Druckeinrichtung einbringbar ist.
13. Vorrichtung (30) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die
Druckeinrichtung (37) eine Inkjet-Druckeinrichtung umfasst.
14. Vorrichtung (30) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgaberichtung der Tinte (20) der Druckeinrichtung (37) und/oder eine Tintenmengenabgabe und/oder eine Ausgabegeschwindigkeit der Tinte (20) gesteuert variierbar sind.
15. Sicherheitsdokument (1 ) mit einer zumindest teilweise drucktechnisch
aufgebrachten gespeicherten Information umfassend
ein Substrat (2), wobei in das Substrat Löcher (15) eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Information in die Löcher (15) drucktechnisch mittels einer farbigen Tinte (20) eingebracht ist.
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