WO2014166794A1 - Multilumineszentes sicherheitselement und dieses enthaltendes wert- oder sicherheitsprodukt - Google Patents

Multilumineszentes sicherheitselement und dieses enthaltendes wert- oder sicherheitsprodukt Download PDF

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WO2014166794A1
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luminescence
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Christian Kunath
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Alexander MOMBRÉE
Christoph Von Czapiewski
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Definitions

  • Multiluminescent security element and this value or value containing
  • the present invention relates to a multiluminescent security element as well as a value or security product containing at least one such security element, in particular value or security document.
  • a security and / or security document may, for example, be a personal document, in particular an identity card, or a means of payment, in particular a banknote. Such documents will be
  • the documents may in principle consist of or contain an organic polymer or a ceramic material, paper, cardboard or metal.
  • Cards and card-shaped components of book-type documents may preferably be made of laminated polymer films. To verify the authenticity and / or coding of information, these documents
  • the security features used in the security and / or security documents can, for example, exclusively serve to prove the authenticity of the documents, regardless of their type or their user.
  • Such security features are, for example, guilloches, watermarks, embossing prints, tipping pictures, holograms,
  • Mottled fibers the special paper of banknotes and the like.
  • Personalizing, for example personalizing, security features also contain in coded form or in plain text information about the type of document, about its owner and / or about an object to which the document is assigned.
  • the security paper is provided for this purpose with two types of mottled fibers, which differ in terms of their luminescent properties.
  • One type each of mottled fibers is present in a defined subarea of the security paper.
  • the coding is represented by the defined geometric arrangement of the subregions and / or by the presence or absence of mottled fibers of a particular type. By arranging the mottled fibers in different subregions, the mottled fibers can be easily localized and the luminescent properties measured independently of each other.
  • the mottled fibers consist of transparent plastic fibers, which are colored in the volume with in the visual spectral range largely transparent luminescent substances.
  • the mottled fibers are labeled at least with a first and a second luminescent substance, wherein the first luminescent substance is below first
  • Excitation conditions first luminescent light and the second luminescent material under second excitation conditions emit second luminescent light.
  • the first and second excitation conditions are not identical, and the first and second excitation conditions
  • Luminescent light differ spectrally.
  • the mottled fibers consist at least partially of an adhesive. They have at least a first and a second
  • Partial area wherein the first portion consists of the adhesive.
  • the first subregion is marked with the first luminescent substance, and the second subregion with the second luminescent substance. This results in a spatial separation of the different luminescent areas.
  • the present invention is therefore based on the object luminescent
  • the security elements are particularly well suited for value or security products, in particular value or security documents, particularly preferred for security or security cards and, in particular, for security documents based on polycarbonate materials.
  • the term 'value or security product' which includes value or security documents, includes, for example, a passport, identity card, driver's license or other ID card or access control card Vehicle registration document, vehicle registration document, visa, check, means of payment, in particular a banknote, check, bank, credit or cash card, customer card, health card, chip card, company identity card, proof of eligibility, membership card, gift or purchase voucher, bill of lading or other proof of entitlement, a tax stamp , Postage stamp, ticket, (game) token, adhesive label (for example, for product assurance) or another product to understand.
  • the product may be, for example, a smart card.
  • Security document may be in ID 1, ID 2, ID 3 format or any other format, such as a booklet form, such as a passport-like item.
  • a value or security product is generally a laminate of a plurality of document layers, which are connected in register under the influence of heat and under increased pressure. These products should meet the standardized requirements,
  • the product layers are made of a substrate suitable for lamination.
  • the value or security product may be formed from a polymer selected from a group comprising polycarbonate (PC), especially bisphenol A polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET), their derivatives such as glycol modified PET (PETG), polyethylene naphthalate (PEN), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl butyral (PVB), polymethyl methacrylate (PMMA), polyimide (PI), polyvinyl alcohol (PVA), polystyrene (PS), polyvinylphenol (PVP), polypropylene (PP), polyethylene (PE), thermoplastic elastomers (TPE), in particular thermoplastic polyurethane (TPU), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) and derivatives thereof, and also paper, cardboard, glass, metal or ceramic.
  • PC polycarbonate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PI polyimide
  • the product can be made of several of these materials. It preferably consists of PC or PC / TPU / PC.
  • the polymers may be either filled or unfilled. In the latter case they are preferably transparent or translucent. If the polymers are filled, they are opaque.
  • the above information relates both to films to be joined together and to liquid formulations applied to a precursor, such as a protective or topcoat.
  • the product is preferably prepared from 3 to 12 films, preferably 4 to 10 films.
  • the films may also carry print layers.
  • a laminate formed in this way can finally be coated on one or both sides with the protective or topcoat or with a film.
  • the film may in particular be a volume hologram, a film with a surface hologram (for example a kinegraphic element) or a scratch-resistant film.
  • Overlay layers formed in this way protect a security feature arranged underneath and / or give the product the required abrasion resistance.
  • the security feature may be formed on one of the inner layers.
  • the term "luminescence” is called, it is to be understood as fluorescence, phosphorescence and that both with Stokes and anti-Stokes shift. Not to be understood as a remission of absorbed electromagnetic radiation. According to the present invention, this is preferably to be understood as photoluminescence.
  • a first luminescence emitter or a second luminescence emitter or a "absorber agent” the plurals may also be understood thereunder, namely in the sense of at least a first luminescence emitter, at least a second one Luminescent agent or at least one absorber agent, unless expressly stated otherwise.
  • a multiluminescent, in particular biluminescent, security element and a value or security product which contains at least one multiluminescent security element or to which such a security element is applied.
  • the multiluminescent security element according to the invention can be embodied, for example, in the form of a filament or a group of filaments, in particular in the form of a fiber, more preferably a mottling fiber, or else in the form of a security thread.
  • the security element can also be formed by planchettes.
  • Such types of security elements can be integrated into the interior of the product.
  • the security element according to the invention can also be a transfer element, for example a sticker, label or the like, which can be permanently connected to a precursor of a value or security document to the value and / or
  • Such elements may be on the surface of the
  • the multiluminescent security element contains at least one first luminescent agent which can be excited to luminesce under first excitation conditions. Furthermore, the security element contains at least one second luminescent agent which can be excited to luminescence under second excitation conditions that are different from the first excitation conditions. In addition, the luminescence can also differ from each other in terms of their emission behavior.
  • the at least one first luminescent agent may be a first luminescent agent which can be excited to luminesce under first excitation conditions.
  • the security element contains at least one second luminescent agent which can be excited to luminescence under second excitation conditions that are different from the first excitation conditions.
  • the luminescence can also differ from each other in terms of their emission behavior.
  • the at least one first luminescent agent may be a first luminescent agent which can be excited to luminesce under first excitation conditions.
  • the security element contains at least one second luminescent agent which can be excited to luminescence under second excitation conditions that are different from the first excitation conditions.
  • the luminescence
  • Luminescence and the at least one second luminescent have a second luminescence, which are the same or preferably different in particular with regard to the spectral distribution of the emission intensity.
  • further luminescent agents may be contained whose excitation conditions are different from those of the at least one first and at least one second luminescent agent.
  • the luminescence spectra of these further luminescent agents may likewise be the same as or different from those of the at least one first and at least one second luminescence agent.
  • the multiluminescent security element additionally contains at least one absorber agent which prevents excitation of the at least one first luminescence agent under the second excitation conditions for luminescence, but not under the first excitation conditions. This means that the at least one absorber means is adapted to electromagnetic radiation
  • a spectral range (second excitation conditions) to absorb, in which absorbs the at least one first luminescent agent, so that it is excited to luminescence.
  • a plurality of absorber means to be present which selectively prevent the excitation of a luminescent agent assigned to this particular absorber means by absorbing electromagnetic radiation in other spectral ranges than in the spectral range in which excitation radiation is located for the luminescent agent assigned to it ,
  • the at least one first luminescent agent and the at least one second luminescent agent and optionally further luminescent agents are contained in respectively spatially separate element regions, ie the at least one first luminescent agent is located exclusively in a first element region and the at least one second luminescent agent exclusively in a second Item region. If further luminescent agents are present, for example at least one third luminescent agent, at least one fourth luminescent agent, etc., further element regions can also be provided in which the corresponding further luminescence agents of one type are located. It is understood that the luminescent means are in this preferred embodiment exclusively in their respective element region, but not in an element region of the other luminescent agent. The spatial separation of the luminescent agent in different element areas an additional improvement of the color contrast between the luminescent agents is achieved.
  • first luminescence agent is not only in the first element region but also in the second element region and / or that the second luminescence agent is not only in the second element region but also in the first element region.
  • the first luminescent agent is exclusively in the first
  • the second luminescent agent may be contained in both the first and in the second element region.
  • some luminescent means for example a first and a second luminescent means, are located in a common volume area and further luminescent means are contained in separate and respectively also separate volume areas.
  • Such security elements may preferably be used in value or security products, for example in cards or paper-based documents, such as banknotes.
  • Biluminescence (or more generally multiluminescence) can be used as a security feature in value or security products. Biluminescence is understood to mean a luminescence effect which brings about a change in the luminescence emission upon the change of the excitation light. For example, a feature will glow green when excited with UV A radiation and orange when excited with UV B radiation.
  • Luminescing agents have an excitation spectrum, ie an absorption spectrum for the electromagnetic radiation used for excitation for luminescence, which has a spectral profile which, starting from a more or less pronounced
  • Luminescing agents with different excitation behavior for example in different volume ranges of the value or security product or in the same volume range, by means of a suitable low-energy
  • the second luminescent agent is not excited.
  • a higher-energy (shorter-wave) radiation suitable for exciting the second luminescent medium would also be from the first
  • the color contrast between the two volume regions would also be low, for example, even if the two luminescent agents are located in different volume ranges of the product. If the two agents are in the same volume range, only one mixed color would result under the latter excitation conditions. The color is determined in this case by the ratio of the two bulbs.
  • the mixing ratio of the two phosphors could be appropriately adjusted.
  • the phosphor excited by both excitation radiations could be used in less and the other in higher amount.
  • the additional use of the absorber means now prevents the first luminescent agent from being excited under the excitation conditions for luminescence, under which the second luminescent means for luminescence can be excited, wherein the excitation of the first luminescent means for luminescence by means of radiation suitable for this purpose anyway not to excite the second luminescence leads, because this radiation has too low an energy. Therefore, the second luminescent agent may also be in the same element region as the first luminescent agent, without impairing the selectivity of the excitation for luminescence.
  • the absorber agent there is the significant advantage that excellent color contrast is achieved between two regions of the product, each one of the two luminescent agents contained, and that by excitation to luminescence, the pure luminous colors are achieved.
  • Absorber in the multiluminescent security element is included such that irradiated excitation radiation for the second luminescent means does not lead to the excitation of the first luminescent means for luminescence.
  • this can be
  • Absorber agent are in the same volume range in which also the first
  • Luminescent is located.
  • the absorber means is included in a volume area in the security element which shields the volume area in which the first luminescent agent is located.
  • the absorber volume range can completely surround the volume region of the first luminescent agent or at least to the side
  • the first element area in a preferred embodiment of the present
  • the first element region may be surrounded by a shielding zone containing the at least one absorber means.
  • a shielding zone containing the at least one absorber means.
  • an age-stable multiluminescent security element in particular an age-stable multiluminescent mottled fiber, is created.
  • the presence of the absorber agent results in an excellent switching effect or color change if the excitation radiation is selected in each case in order to selectively excite one of the luminescent agents for luminescence.
  • the security element according to the invention can in particular consist of polycarbonate and / or be suitable for value or security products, in particular value or security documents, which consist at least predominantly of polycarbonate.
  • the element regions may be formed of the material containing the matrix (the
  • Main component for the respective at least one luminescent agent is formed.
  • This material may be one of the materials mentioned for the value or safety product.
  • the preferred materials are given below.
  • the element regions can also be formed from different materials.
  • one of the materials may form the at least one absorber means required to prevent excitation of the at least one first luminescent means for luminescence with excitation radiation for the at least one second luminescent agent.
  • the first and the second and optionally further luminescent means can each be formed from a single luminescent substance or else by mixtures of a plurality of luminescent substances.
  • the absorber agent can be replaced by a single
  • Absorber or be formed by a mixture of several absorber substances.
  • Such luminescent substances are known. They are preferably substances which emit luminescence radiation in the visible spectral range (400 to 780 nm).
  • UV ranges than the visible range, for example in the UV or IR range, in particular NIR range lies.
  • these substances absorb excitation radiation preferably in the UV spectral range, for example in the UV A (380 to 315 nm), UV B (315 to 280 nm) or UV C spectral range (280 to 200 nm).
  • UV A 380 to 315 nm
  • UV B 315 to 280 nm
  • UV C UV C spectral range
  • the luminescent substances may preferably be present in the form of pigments.
  • Luminescent materials are referred to the pertinent literature, for example, on 'Phophor Handbook', 2nd Edition, ISBN: 0-8493-3564-7. Its disclosure content with respect to these substances is hereby incorporated into the present application. Furthermore, typical luminescent substances are also given, for example, in DE 10 2009 040 747 B3, US Pat. No. 3,474,027 A, DE 198 60 093 A, DE 199 94 436 A1, DE 10 2010 026 627 A1 and DE 10 2007 035 592 A1. Its disclosure content is hereby incorporated into the present application. For example, it may be considered rare earths
  • Luminophore-doped host lattices act. These substances can, for example, a Have perovskite or garnet structure. Particularly substances doped with terbium, cerium and / or europium are suitable, for example oxysulphides and oxynitrides.
  • phosphates for example calcium or strontium phosphates
  • silicates for example zinc or alkaline earth silicates, silicates and rare earth aluminates, tungstates of the alkaline earth metals, zinc oxides, zinc sulfides and rare earth oxides, which are denoted by Eu 2+ , Eu 3+ , Sb 3+ , Mn 2+ , Ag + , Cu + , Sn 2+ or Tb 3+ or other elements (heavy metal ions) are doped.
  • the pigments formed herewith can additionally be coated with organic substances in order to increase the quantum yield of the luminescence.
  • quantum dots can also be used, ie
  • Luminescent materials are available, for example, under the trade name Lumilux® from Honeywell, such as Lumilux® CD740 (red) and Lumilux® CD702 (green). As further substances also chelates of rare earth elements come into question. Furthermore, organic luminescent substances are also usable, such as rhodamine 6G, rhodamine B, methylene blue, anthrazine, quinazolone, benzoxazine or fluorescein.
  • the absorber means may be formed in a conventional manner by substances which absorb electromagnetic radiation in the spectral region, which are used to excite the
  • Luminescence is used, for example, UV radiation in one of the three aforementioned UV spectral ranges.
  • the at least one absorber agent itself has none
  • Luminescence properties can be inorganic substances such as semiconducting oxides, for example TiO 2 , ZnO, ZrO 2 , Fe 2 O 3 and CeO 2 .
  • organic substances such as benzotriazole, bisoctrizole (methylenebis (benzotriazolyl) -tetramethylbutylphenol) and bemotrizinol (bis (ethylhexyloxyphenol) -methoxyphenyl-triazine) can also be used.
  • the substances mentioned absorb electromagnetic radiation in the UV range.
  • the first element region contains the at least one absorber agent or the first element region is surrounded by a shielding zone containing the at least one absorber agent.
  • the first luminescent agent is the first luminescent agent and the first luminescent agent.
  • a second element region encloses at least one other (first) element region.
  • the enveloping second element region is characterized in that at least a second
  • Luminescent agent is included that is not from the first (low energy)
  • Excitation radiation can be excited to luminescence, which is suitable for exciting the first luminescence means located in the at least one sheathed first element region, but only second (higher energy) excitation radiation.
  • the first excitation radiation which is suitable for exciting the first luminescence medium contained in the enveloped first element region, can in this case be the cladding without absorption by the second luminescence medium on the outside and thus the latter
  • the second excitation radiation which is suitable for exciting the second luminescence medium contained in the enveloping second element region, does not excite the inner luminescence means for luminescence if the at least one absorber agent is contained in the inner first element region.
  • the security element can be fixed on a substrate, for example a product layer, in particular a document layer, or the value or security product.
  • the adhesive may for example form one of the element areas or a shielding zone.
  • the adhesive may be a hot melt adhesive or a reactive adhesive.
  • the adhesive may also contain, for example, at least one polymer which is tacky at room temperature or formed by it. If the adhesive is a hot-melt adhesive, it contains at least one polymer which becomes tacky only at elevated temperature, for example from 50 'to 200 ⁇ €, preferably from 80 ⁇ € to 120 ⁇ €.
  • a reactive adhesive contains at least one polymer that is initially uncured and then cured under the action of electromagnetic radiation, thereby causing the solid bond to a substrate surface.
  • the primer may be a varnish, for example an acrylic resin-based varnish.
  • the acrylic resin can cure under UV irradiation.
  • the adhesion promoter can also be cured by mechanical pressing, for example when using a suitable cyanoacrylate adhesive.
  • the adhesive can be transparent or translucent or opaque. If the adhesive contains a luminescent agent that does not absorb in the visible spectral region, the adhesive is also in this spectral Excitation area preferably transparent or translucent. In this case, the adhesive forms an element area.
  • Security element formed by a filament, the at least two filament in the longitudinal direction successive element areas and / or at least two
  • element regions may alternate in the axial direction (in the filament longitudinal direction).
  • first element region having a first luminescent agent contained therein
  • second element region having a second luminescent agent contained therein
  • the element regions in the axial direction may correspond to ABAB ... or AB0AB0AB0 ... or A0B0A0B0. .., where '0' designates a filament region without luminescent substance, or follow one another in still another manner.
  • the same applies to three different luminescent agents A, B, C with corresponding luminescent agents contained therein for example, according to ABCABC ... or ABCBABCBA ... or in still another manner) or for four, five or even more different element ranges with corresponding
  • one of the element regions can be formed by an inner strand and a second element region by a region surrounding the first mentioned element region, wherein the last-mentioned element region can completely envelop the first element region, for example in the longitudinal direction.
  • the inner element region may contain, for example, the first luminescent agent and the outer element region the second luminescent agent.
  • the absorber agent is preferably contained in the inner element region.
  • a plurality of filaments forming a filament strand may each form one of the element regions. These filaments may be parallel to one another and then joined together, for example, longitudinally, or they may be intertwined to form a twisted yarn. Accordingly, the security element according to the invention is formed in yet another preferred embodiment of the present invention by at least two interconnected filaments, of which preferably at least one
  • Adhesive area forms in filament form, or the strand is enveloped by an adhesive region. At least some of the at least two filaments, including the adhesive region, each form an element region in this embodiment.
  • a can also a filament forming a first element region has an inner region and an enclosure surrounding the inner region.
  • the strand may be formed of two, three, four or more filaments. Such multifilaments are easy to produce by being produced in an extrusion process by means of multi-port nozzles. For example, that can
  • Security element may be formed by a multifilament with three strands, one of which is a strand of adhesive.
  • the other two strands form a first element region containing the first luminescent agent and a second element region containing the second luminescence agent.
  • Another embodiment of such multifilaments is to arrange two or optionally more than two filaments parallel to each other and then to coat this multi-strand with an adhesive shell.
  • the individual filaments of the strand can each have an element area with one each
  • the absorber can then, for example, in the
  • Adhesive sheath or in the corresponding element area Adhesive sheath or in the corresponding element area.
  • the first excitation conditions include the irradiation of electromagnetic radiation in the UV A range
  • the second excitation conditions include the irradiation of
  • Radiation sources can be worked, namely a first UV-A radiation
  • Luminescent agent is to ensure that it is in close proximity to the surface or on the surface of the valuable or security product, since this excitation radiation would otherwise be completely absorbed in the product without reaching the second luminescent agent.
  • Security elements according to the invention are located, which differ in terms of their shape, color (absorption / remission in the visible spectral range) or just in the selection of the luminescent.
  • the product may contain two types of security elements according to the invention, of which a first kind For example, two luminescent means with absorption and luminescence of the types A and B and with an absorber I and a second type, for example, three luminescent with absorption and Lumineszenzspektren types B, C and D and two absorber I and II included. Other combinations are also possible.
  • the security element according to the invention is formed by mottled fibers.
  • Such fibers are, for example, embedded in the papermaking in the paper matrix, or they are at least one layer of a multilayer, for example, by
  • Such fibers have a diameter, for example, of 20 to 150 ⁇ m, preferably of 50 to 60 ⁇ m, and a length, for example, of 2 to 25 mm, preferably of 5 to 8 mm, most preferably of 6 mm. They can be characterized in terms of their cross-section. For example, the cross section may be round, in particular circular or oval, or be defined by a polygon, in particular a triangle.
  • the mottled fibers may be made of polyamide or a polyamide copolymer, for example.
  • the polyamides PA12, PA6 or PA6.6 can be used.
  • the mottled fibers can also be made of polyethylene (PE),
  • PET Polyethylene terephthalate
  • PVC polyvinyl chloride
  • cellulose or derivatives thereof for example, viscose or cellophane.
  • Polyamide is preferred because it has the least interaction to the usual in the personalization of value or
  • Melierfasern can each be made of the same material or of different materials.
  • the material of the first element region or of an enclosure surrounding this element region can form the at least one absorber agent.
  • Several security elements according to the invention can form a security feature in a plane on or in a security or value-added product by being distributed in one or more delimited areas of the product or in an area encompassing the entire product.
  • the mottled fibers or planchettes are preferably on or in the value or security product in terms of their position and orientation arranged randomly distributed. You can arrange them on the surface of a slide that is processed into a product with other slides in spatially structured areas, so that these security elements are present in the product in this spatial structuring.
  • these security elements are applied in the form of strips on the film, so there are strip-shaped areas on the film, in which such security elements are present, as well as other areas in which there are no such security elements.
  • these security elements can also be arranged in a plurality of spatially related stripes on the surface. These strips can form, for example, a barcode. In different stripes can be
  • These security elements may differ in terms of their shape, color or the luminescent agent contained in them and
  • Absorbers differ from each other.
  • the security elements can also be used in the sequence ABAB ... or ABCABC ...
  • Security elements are located to form a particular pattern, such as a crest, seal, logo or other representation. Another type of security element may then additionally fill the entire area of the product.
  • a plurality of polymers which contain suitable luminescent agents and absorber compositions in each case in the desired combination can be processed into polymer filaments in an extrusion process, wherein, for example, a plurality of mutually parallel
  • Polymer filaments or one or more internal polymer filaments and an outer covering these polymer filaments with another polymer or an adhesive can be formed by the polymers are pressed by appropriately arranged spinnerets simultaneously.
  • spinnerets For the production of a strand, which has a core and a sheath, are several outer spinnerets for the production of the
  • the strand is cut into short pieces.
  • the substrate, on whose at least one surface the security elements are applied and fixed there, can be gathered together with other substrates, for example further polymer films or other film-like materials, such as paper, as layers to form a stack, so that the security elements provided with the / n
  • monolithic laminate is welded, preferably also merge
  • the security elements are on the outside of the laminate after lamination, they can be protected from tampering by subsequent coating with a protective varnish or with a protective film.
  • this protective varnish or protective film serves to protect the product against
  • the lamination typically becomes about 170 to 200 ° C. and pressure of 50 to 600 N / cm 2 in a first step in a hot / cold laminating press and a second step of cooling carried out at room temperature and under the same pressure.
  • lamination takes place at a higher temperature, for example at 220 ° C.
  • the polymer films typically have a thickness of from 25 to 150 ⁇ m, preferably from 50 to 100 ⁇ m.
  • Substrate surface and him are, preferably transparent or at least translucent and more preferably colorless or possibly only slightly colored in order to recognize the at least one surface area with the security elements can.
  • product material located beyond a substrate surface on which the security elements are arranged can also be opaque and optionally colored.
  • this outlying product material may of course also be transparent or translucent and colorless.
  • the value and / or security product according to the invention can, in addition to the security feature formed by the security elements, be at least one further
  • the product may also comprise electronic components, for example an RFID circuit with antenna and RFID microchip, electronic display elements, LEDs,
  • the electronic components may be hidden between two opaque layers of the product.
  • Fig. 1 is a schematic isometric view of a value or
  • FIG. 1A a schematic view of a security feature in a variant of the in
  • Fig. 2 a representation of the excitation of two luminescent agents in two
  • FIG. 3 shows a schematic view of a mottled fiber in longitudinal cutaway
  • FIG. 4 shows a schematic cross section through the mottling fiber of FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a schematic view of a mottled fiber in longitudinal cutaway
  • FIG. 6 shows a schematic view of a mottled fiber in longitudinal cutaway
  • FIG. 7 shows a schematic cross section through a mottled fiber in a fourth
  • FIG. 9 shows a schematic cross section through a mottled fiber in a sixth embodiment.
  • Fig. 1 is a value or security document 100 in the form of a card, the one
  • Security document is shown with a security feature 200.
  • Security card may for example be formed as a laminate 105 of several layers, which consist essentially of polycarbonate.
  • the laminate forms a substrate for the application of a security feature of security elements according to the invention, for example mottled fibers or planchettes, the security elements on the surface of the document or within the document on one of the layers of the
  • Document forming film can be arranged.
  • the document has a front side 101 and a back side (not visible). Some of these layers may be opaque colored with pigments.
  • the card for example, the format ID 1 according to ISO / IEC 7810.
  • the card may, for example, have a thickness of 800 ⁇ .
  • other security features such as a facial image 102 of the cardholder on a
  • Passport photo 300 and two data fields 103, 104 are stored in the individual information of the owner printed in plain text and / or in coded form, the card has the security feature with the security elements according to the invention.
  • Security feature 200 containing security elements 400 partially with the passport photo 300 and the data field 103. As a result, a manipulation of the passport photo and the
  • the security elements in this case mottled fibers, are distributed as evenly as possible in the space provided for this, with their
  • the security elements 400 for example, mottled fibers
  • the security elements 400 are arranged in strip-like fields 210, 220, 230, 240, which run parallel to one another, in the manner of a barcode (FIG. 1A).
  • the mottled fibers are in turn uniformly distributed within these fields, but distributed in a disordered manner (mottled fibers not shown).
  • Melierfasern a second type included.
  • the mottled fibers of these two types can be, for example, bililuminescent mottled fibers, as described below in the description of the figures and illustrated in FIGS.
  • Excitation radiation at the energies E 3 and E 4 which are different from E ⁇ and E 2 , luminesce.
  • FIG. 4 A security element 400 of the type according to the invention in a first embodiment is shown in FIG.
  • This security element is formed by a mottled fiber, which consists of a strand of two mutually parallel filaments 410, 420 and a surrounding enclosure 450 made of an adhesive material.
  • This mottled fiber may for example have a length of 2 mm.
  • Each of the two filaments may have a diameter of, for example, 50 ⁇ m.
  • the two filaments are
  • the mottled fiber may be made by an extrusion process by melting polyamide granules and then extruding them through spinnerets juxtaposed so that the two filaments are formed and joined together by their initial tack at elevated temperature.
  • An adhesive sheath 450 enveloping this double-filament may be formed by a hot-melt adhesive or a reactive adhesive.
  • the adhesive material is extruded simultaneously with the two filaments from further spinnerets arranged around the two spinnerets for the filaments, so that the adhesive material is laid evenly around the double filament. After production of the extrusion strand, it is chopped into short sections so that mottled fibers of a certain length are formed.
  • the structure of this mica fiber 400 is shown schematically in cross-section in FIG.
  • the first filament 410 forms a first element region 430 and the second filament 420 a second element region 440.
  • the two element regions each extend over the entire length of the filaments. In the first filament 410 and thus first
  • Element region 430 are pigment particles of a first luminescent agent 510, for example a UVA-excitable pigment, such as Lumilux® 740 (Honeywell) in a concentration of, for example, 3 wt .-%, based on the
  • Filament material that luminesces red when excited by UV-A radiation.
  • an absorber 600 which absorbs electromagnetic radiation in the UV B and UV C range. It is, for example, micro-scale or nanoscale ZnO in a concentration of 1 wt .-%, based on the
  • the second filament 420 and thus the second element region 440 are pigment particles of a second luminescent agent 520, for example a stimulable by UV C radiation pigment, such as ZnSi0 4 : Mn (doped) in a concentration of, for example, 5 wt .-%, based on the filament material. Since UV C radiation from various materials, including the material of the card 100, is very strongly absorbed, the mottled fibers forming the security feature are arranged in the immediate vicinity of the surface of the card, for example immediately below a thin one
  • a second luminescent agent 520 for example a stimulable by UV C radiation pigment, such as ZnSi0 4 : Mn (doped) in a concentration of, for example, 5 wt .-%, based on the filament material. Since UV C radiation from various materials, including the material of the card 100, is very strongly absorbed, the mottled fibers forming the security feature are arranged in the immediate vicinity of the surface of the card, for example immediately below a
  • These security elements 400 have preferably been sprinkled onto a surface of the laminate from which the card 100 is made prior to lamination, whereby a distribution which is as uniform as possible, but with respect to the orientation of the elements, is achieved (FIG. 1).
  • the hotmelt adhesive material softens the security elements so that they are fixed on the film.
  • the adhesive is a reactive adhesive
  • the film sprinkled with the mottled fibers is illuminated with suitable radiation, for example UV radiation, to cure the adhesive to form a bond with the film.
  • region A contains a pigment luminescent substance
  • Luminescent agent 510 Pigment Lumilux® 740 (Honeywell)
  • the area A contains a
  • Absorber 600 which absorbs in the UV B and UV C range (curve b). Upon irradiation of electromagnetic radiation in the UV A range (first
  • Excitation conditions Sp-1 it is absorbed by the first luminescent agent, so that it luminesces in the visible spectral range (curve i).
  • second excitation conditions Sp-2 Upon irradiation of electromagnetic radiation in the UV B or UV C range (second excitation conditions Sp-2), this radiation is absorbed by the absorber means, so that it can not be absorbed by the first luminescent agent. Therefore, the first luminescent agent 510 located in the first element region 430 luminesces among them
  • Region B contains second luminescent agent 520 (ZnSiO 4 : Mn), which luminesces green and has an absorption in the UV B and UV C ranges ( Curve c). This area does not contain an absorber 600. When irradiation of electromagnetic radiation in the UV A range (first excitation conditions Sp-1), this is from the second luminescent agent 520 (ZnSiO 4 : Mn), which luminesces green and has an absorption in the UV B and UV C ranges ( Curve c). This area does not contain an absorber 600. When irradiation of electromagnetic radiation in the UV A range (first excitation conditions Sp-1), this is from the second luminescent agent 520 (ZnSiO 4 : Mn), which luminesces green and has an absorption in the UV B and UV C ranges ( Curve c). This area does not contain an absorber 600. When irradiation of electromagnetic radiation in the UV A range (first excitation conditions Sp-1), this is from the second luminescent agent 520 (ZnS
  • Luminescent agent not absorbed. On irradiation of electromagnetic radiation in the UV B or UV C range (second excitation conditions Sp-2), however, this radiation is absorbed by the second luminescent means so that this second element area 440 luminesces green (curve ii).
  • UV A first excitation conditions Sp-1 on the one hand or UV B / UV C, second
  • Excitation conditions Sp-2 on the other hand) luminesce the two element areas A, B (430, 440) in different colors, specifically with the pure luminescent colors of the respective luminescent means 510, 520. This provides a reversibility of the luminescence.
  • FIG. 5 shows a second embodiment of a security element 400 according to the invention in the form of a mottled fiber.
  • This fiber is formed from a single filament 410 surrounded by an adhesive wrap 450.
  • the adhesive may in turn be a hot-melt adhesive or a reactive adhesive. This serves to firmly anchor the fibers in the value or security document 100.
  • a plurality of element regions 430, 440 are formed which, together with regions 460 which do not contain luminescent means, follow one another alternately in the axial direction.
  • Pigment particles of a first luminescent agent 510 and an absorber agent 600 are contained in the first element regions 430, and pigment particles of a second luminescent agent 520 are contained in the second element regions 440.
  • element regions 430 may be red because the first luminescent agent 510 contained therein is formed, for example, by the Lumilux® 740 (Honeywell) pigment which absorbs this radiation, and excitation of the second luminescent agent formed, for example, by the ZnSiO 4 : Mn (doped) pigment 520 is not possible in the second element regions 440 for lack of absorption of UV-A radiation.
  • the Lumilux® 740 Heneywell
  • Luminescent agent 510 is not possible because of the absorber 600 contained in the first element areas 410.
  • the regions 460 luminesce under none
  • FIG. 6 shows a third embodiment of a security element 400 according to the invention in the form of a mottled fiber with three different filaments 410, 420, 470, which respectively form element regions 430, 440, 480, which respectively extend over the entire filament.
  • the individual filaments are intertwined.
  • the filaments may for example be formed from PA6.6.
  • the filament strand of the three filaments is additionally surrounded by an adhesive sheath 450, for example from a hot-melt adhesive or a reactive adhesive.
  • the first filament 410 forms a first element region 430.
  • the second filament 420 forms a second element region 440, and the third filament 470 forms a third element region 480.
  • Each of these filaments contains a
  • Luminescence means namely, the first filament 410, a first phosphor 510, the second filament 420, a second phosphor 520 and the third filament 470, a third phosphor 530.
  • the first phosphor 510 absorbs radiation in the UV A, UV B and UV C range
  • the second phosphor 520 absorbs radiation only in the UV C range
  • the third phosphor 530 absorbs radiation only in the UV B and UV C ranges.
  • the first filament 410 includes a first absorber means 610 and the third filament 470 includes a second absorber means 620.
  • the first and second absorber means 610, 620 absorb UV C radiation.
  • the mica fiber with UV B radiation (second
  • Excitation conditions Sp-2) exclusively the third luminescent agent 530 in the third Filament 470 luminesces, additionally absorbs the first absorber 610 UV B radiation.
  • first excitation conditions Sp-1 only the first luminescent means 510 in the first filament 410 luminesces, since this radiation is unable to excite the two other luminescent means 520, 530.
  • UV B radiation Upon irradiation of UV B radiation, therefore, only the third luminesces further
  • Luminescence means 530 in the third filament 470 because the first absorber means 610 in the first filament 410 absorbs this radiation and thus prevents the excitation of the first luminescent agent 510 in this filament and because this radiation is not able to excite the second luminescent agent 520 in the second filament 420 , Upon irradiation of UV C radiation, finally, only the second luminesces
  • Luminescence means 520 in the second filament 420 since the two absorber means 610, 620 in the other two filaments 410, 470 absorb this radiation and thus prevent the excitation of the luminescent means 510, 530 contained therein.
  • a filament 410 of a mica fiber 400 has an inner first element region 430 and a second element region 440 surrounding it. Both areas of the filament may be formed of PA6.6, for example. This filament can also be from a
  • Be surrounded adhesive jacket 450 which is formed for example by a hot melt adhesive or by a reactive adhesive.
  • the first element region 430 contains, for example, pigment particles of a first
  • Luminescent 510 which absorbs, for example, in the UV A range (first excitation conditions Sp-1), and an absorber 600, which absorbs in the UV B and UV C range.
  • This luminescent agent may in turn be the Lumilux® 740 (Honeywell) pigment, and the absorber agent may be ZnO.
  • the second element area 440 are the Lumilux® 740 (Honeywell) pigment, and the absorber agent may be ZnO.
  • pigment particles of a second luminescent 520 which is excited in the UV C region (second excitation conditions Sp-2). Again, it may be ZnSi0 4 : Mn (doped).
  • first luminescent agent 510 in the first element region 430 is excited to red luminescence.
  • Luminescent 510 prevented.
  • two filaments 410, 420 form a mottled fiber 400 (Figure 8). These two filaments are parallel to each other and connected together.
  • the second filament 420 is formed, for example, by a hot-melt adhesive or a reactive adhesive.
  • the first filament 410 is formed of PA6.6, for example.
  • the first filament consists of a core that has a first
  • Element region 430 forms and which extends over the entire length of the mica fiber.
  • pigment particles of a first luminescent agent 510 for example Lumilux® 740 (Honeywell).
  • Luminescent absorbed only in the UV A range (first excitation conditions Sp-1).
  • a first absorber 600 is included which absorbs in the UV B and UV C range, for example ZnO.
  • the second filament 420 forms a second element region 440, which likewise extends over the entire length of the mica fiber and in which, for example, pigment particles of a second luminescent agent 520 are contained, for example ZnSiO 4 : Mn (doped).
  • the adhesive forms the second element region 440.
  • the absorber agent is not included in an element region containing a luminescent agent, but in the shielding zone 490, thus the first
  • Fig. 9 yet another (sixth) embodiment of the present invention is shown in cross-section, which is formed by a security element 400 in the form of a mottled fiber.
  • the mottled fiber is formed by two mutually parallel filaments 410, 420, which are connected to each other. Both filaments may for example be formed from PA6.6.
  • This double filament is also coated with an adhesive sheath 450, for example, from a hotmelt or reactive adhesive.
  • the first filament 410 forms a first element region 430 that extends the entire length of the mica fiber 400, and contains, for example, pigment particles of a first luminescent agent 510 that absorbs, for example, in the UV A range, for example, Lumilux® 740 (Honeywell), and further, for example, pigment particles a second one
  • Luminescent for example, absorbs only in the UV C range, for example, ZnSi0 4 : Mn (doped), and an absorber 600, which absorbs in the UV B and UV C range.
  • the second filament 420 forms a second element region 440, which also extends over the entire length of the mica fiber. This filament contains only the pigment particles of the second luminescent agent 520.
  • first excitation conditions Sp-1 Upon excitation of the mica fiber 400 with UV A radiation (first excitation conditions Sp-1), only the first luminescent agent 510 luminesces in the first filament 410, since the second luminescent agent 520 in the first filament 410 and the second filament 420 can not be excited under these conditions is. Therefore, the mica fiber shows a red luminescence in the first under these first excitation conditions Sp-1
  • Element area 430 i. in the area of the first filament.
  • Melierfaser with UV C radiation (second excitation conditions Sp-2) luminesces exclusively the second luminescent means 520 in the second filament 420, since the
  • Absorber 600 in the first filament 410 prevents the absorption of this radiation by both the first phosphor 510 and by the second phosphor 520 and thus their excitation to luminescence.
  • the mica fiber under these excitation conditions Sp-2 shows a green luminescence exclusively in the second
  • Element area 440 i. in the area of the second filament.

Landscapes

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Abstract

Zur Erhöhung der Sicherheit von Wert- oder Sicherheitsdokumenten 100 wird ein multilumineszentes Sicherheitselement 400 geschaffen, das mindestens ein erstes Lumineszenzmittel 510 und mindestens ein zweites Lumineszenzmittel 520 enthält. Das erste Lumineszenzmittel 510 ist unter ersten Anregungsbedingungen Sp-1 zur Lumineszenz anregbar, und das zweite Lumineszenzmittel 520 ist unter zweiten Anregungsbedingungen Sp-2 zur Lumineszenz anregbar, wobei die zweiten Anregungsbedingungen Sp-2 von den ersten Anregungsbedingungen Sp-1 verschieden sind. In dem multilumineszenten Sicherheitselement 400 ist zusätzlich mindestens ein Absorbermittel 600 enthalten, das eine Anregung des mindestens einen ersten Lumineszenzmittels 510 unter den zweiten Anregungsbedingungen Sp-2 zur Lumineszenz verhindert.

Description

Multilumineszentes Sicherheitselement und dieses enthaltendes Wert- oder
Sicherheitsprodukt
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein multilumineszentes Sicherheitselement sowie ein mindestens ein derartiges Sicherheitselement enthaltendes Wert- oder Sicherheitsprodukt, insbesondere Wert- oder Sicherheitsdokument. Ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument kann beispielsweise ein Personaldokument, insbesondere ein Personalausweis, oder ein Zahlungsmittel, insbesondere eine Banknote, sein. Derartige Dokumente werden
typischerweise in normierten Formaten hergestellt, beispielsweise im ID 1 -, ID 2- oder ID 3- Format gemäß ISO 7810. Die Dokumente können grundsätzlich aus einem organischen Polymer oder einem Keramikwerkstoff, Papier, Pappe oder aus Metall bestehen oder dieses enthalten. Karten und kartenförmige Bestandteile von buchartigen Dokumenten können vorzugsweise aus miteinander laminierten Polymerfolien hergestellt sein. Zur Prüfung der Echtheit und/oder zur Kodierung von Information weisen diese Dokumente
Sicherheitsmerkmale auf.
Die in den Wert- und/oder Sicherheitsdokumenten eingesetzten Sicherheitsmerkmale können beispielsweise ausschließlich dazu dienen, die Echtheit der Dokumente unabhängig von ihrer Art oder von ihrem Benutzer nachzuweisen. Derartige Sicherheitsmerkmale sind beispielsweise Guillochen, Wasserzeichen, Prägedrucke, Kippbilder, Hologramme,
Melierfasern, das Spezialpapier von Banknoten und dergleichen. Individualisierende, beispielsweise personalisierende, Sicherheitsmerkmale enthalten darüber hinaus in kodierter Form oder auch in Klarschrift eine Information über die Art des Dokuments, über dessen Inhaber und/oder über einen Gegenstand, dem das Dokument zugeordnet ist.
Aus DE 199 62 790 A1 ist ein Sicherheitspapier mit aufgebrachter Codierung aus
lumineszierenden Melierfasern angegeben. Das Sicherheitspapier ist hierzu mit zwei Arten von Melierfasern versehen, die sich hinsichtlich ihrer lumineszierenden Eigenschaften unterscheiden. Jeweils eine Art von Melierfasern liegt in einem definierten Teilbereich des Sicherheitspapiers vor. Die Codierung wird durch die definierte geometrische Anordnung der Teilbereiche und/oder durch die An- oder Abwesenheit von Melierfasern einer bestimmten Art dargestellt. Durch Anordnung der Melierfasern in unterschiedlichen Teilbereichen lassen sich die Melierfasern einfach lokalisieren und die lumineszierenden Eigenschaften unabhängig voneinander messen. Vorzugsweise bestehen die Melierfasern aus transparenten Kunststofffasern, die im Volumen mit im visuellen Spektralbereich weit gehend transparenten Lumineszenzstoffen eingefärbt sind.
Aus DE 10 2009 040 747 B3 ist ein Wert- oder Sicherheitsdokument mit fluoreszierenden Melierfasern bekannt. Die Melierfasern sind zumindest mit einem ersten und einem zweiten Lumineszenzstoff markiert, wobei der erste Lumineszenzstoff unter ersten
Anregungsbedingungen erstes Lumineszenzlicht und der zweite Lumineszenzstoff unter zweiten Anregungsbedingungen zweites Lumineszenzlicht emittieren. Die ersten und zweiten Anregungsbedingungen sind nicht identisch, und das erste und das zweite
Lumineszenzlicht unterscheiden sich spektral. Die Melierfasern bestehen wenigstens teilweise aus einem Kleber. Sie weisen wenigstens einen ersten und einen zweiten
Teilbereich auf, wobei der erste Teilbereich aus dem Kleber besteht. Beispielsweise ist der erste Teilbereich mit dem ersten Lumineszenzstoff markiert und der zweite Teilbereich mit dem zweiten Lumineszenzstoff. Dadurch kommt es zu einer räumlichen Trennung der unterschiedlichen lumineszierenden Bereiche. Zur Aufbringung der Melierfasern auf eine zur Herstellung des Wert- oder Sicherheitsdokuments verwendete Folie werden diese auf die Folie aufgestreut, woraufhin der Kleber erwärmt wird.
Die in DE 10 2009 040 747 B3 beschriebenen bilumineszenten Melierfasern können zwar unter unterschiedlichen spektralen Anregungsbedingungen zu spektral unterschiedlicher Lumineszenz angeregt werden. Jedoch besteht ein Nachteil darin, dass mit
höherenergetischer Anregungsstrahlung beide Lumineszenzstoffe angeregt werden.
Dadurch wird kein guter Kontrast der Lumineszenz zwischen den einzelnen Teilbereichen der Fasern erhalten. Würden die Lumineszenzstoffe nicht einmal in unterschiedlichen Teilbereichen der Fasern enthalten sein, würde die emittierte Strahlung zumindest bei Einstrahlung der höherenergetischen Anregungsstrahlung nur eine Mischfarbe ergeben. In diesem Falle würde der Farbton durch das Mischungsverhältnis der beiden Stoffe gebildet sein. Die Farbreinheit jedes einzelnen Stoffes könnte jedoch nicht erreicht werden. Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, lumineszierende
Sicherheitselemente zu schaffen, die unter unterschiedlichen Anregungsbedingungen eine leuchtkräftige Lumineszenz mit unterschiedlicher Lumineszenz ergeben. Insbesondere soll ein hervorragender Umschalteffekt/Farbwechsel erreicht werden. Die Lumineszenz soll auch alterungsbeständig sein. Die Sicherheitselemente sollen insbesondere gut für Wert- oder Sicherheitsprodukte, insbesondere Wert- oder Sicherheitsdokumente, besonders bevorzugt für Wert- oder Sicherheitskarten und vor allem für Sicherheitsdokumente auf der Basis von Polycarbonat-Materialien, geeignet sein.
Soweit in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung der Begriff ,Wert- oder Sicherheitsprodukt', der Wert- oder Sicherheitsdokumente einschließt, verwendet wird, ist darunter beispielsweise ein Reisepass, Personalausweis, Führerschein oder eine andere ID-Karte oder ein Zugangskontrollausweis, ein Fahrzeugschein, Fahrzeugbrief, Visum, Scheck, Zahlungsmittel, insbesondere eine Banknote, eine Scheck-, Bank-, Kreditoder Barzahlungskarte, Kundenkarte, Gesundheitskarte, Chipkarte, ein Firmenausweis, Berechtigungsnachweis, Mitgliedsausweis, Geschenk- oder Einkaufsgutschein, Frachtbrief oder ein sonstiger Berechtigungsnachweis, ein Steuerzeichen, Postwertzeichen, Ticket, (Spiel-)Jeton, Haftetikett (beispielsweise zur Produktsicherung) oder ein anderes Produkt zu verstehen. Das Produkt kann beispielsweise eine Smartcard sein. Das Wert- oder
Sicherheitsdokument kann im ID 1 -, ID 2-, ID 3-Format oder in irgendeinem anderen Format vorliegen, beispielsweise in Heftform wie bei einem passähnlichen Gegenstand. Ein Wertoder Sicherheitsprodukt ist im Allgemeinen ein Laminat aus mehreren Dokumentenlagen, die passergenau unter Wärmeeinwirkung und unter erhöhtem Druck flächig miteinander verbunden sind. Diese Produkte sollen den normierten Anforderungen genügen,
beispielsweise ISO 10373, ISO/IEC 7810, ISO 14443. Die Produktlagen bestehen beispielsweise aus einem Trägermaterial, das sich für eine Lamination eignet.
Das Wert- oder Sicherheitsprodukt kann aus einem Polymer gebildet sein, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, umfassend Polycarbonat (PC), insbesondere Bisphenol A- Polycarbonat, Polyethylenterephthalat (PET), deren Derivate, wie Glykol-modifiziertes PET (PETG), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylbutyral (PVB), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyimid (PI), Polyvinylalkohol (PVA), Polystyrol (PS), Polyvinylphenol (PVP), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), thermoplastische Elastomere (TPE), insbesondere thermoplastisches Polyurethan (TPU), Acrylnitril-Butadien-Styrol- Copolymer (ABS) sowie deren Derivate, ferner Papier, Pappe, Glas, Metall oder Keramik. Das Produkt kann aus mehreren dieser Materialien hergestellt sein. Bevorzugt besteht es aus PC oder PC/TPU/PC. Die Polymere können entweder gefüllt oder ungefüllt vorliegen. Im letzteren Falle sind sie vorzugsweise transparent oder transluzent. Falls die Polymere gefüllt sind, sind sie opak. Die vorstehenden Angaben beziehen sich sowohl auf miteinander zu verbindende Folien als auch auf Flüssigformulierungen, die auf ein Vorprodukt aufgebracht werden, wie einen Schutz- oder Decklack. Bevorzugt wird das Produkt aus 3 bis 12 Folien, vorzugsweise 4 bis 10 Folien, hergestellt. Die Folien können ferner Druckschichten tragen. Ein solcherart gebildetes Laminat kann abschließend ein- oder beidseitig mit dem Schutzoder Decklack oder mit einer Folie überzogen werden. Die Folie kann insbesondere ein Volumenhologramm, eine Folie mit einem Oberflächenhologramm (beispielsweise ein kinegrafisches Element) oder eine Kratzschutzfolie sein. Derart gebildete Overlaylagen schützen ein darunter angeordnetes Sicherheitsmerkmal und/oder verleihen dem Produkt die erforderliche Abriebfestigkeit. Gegebenenfalls kann das Sicherheitsmerkmal auf einer der inneren Lagen gebildet sein.
Soweit in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung der Begriff .Lumineszenz' genannt wird, ist darunter Fluoreszenz, Phosphoreszenz und zwar sowohl mit Stokes- als auch Anti-Stokes- Verschiebung zu verstehen. Nicht darunter zu verstehen ist eine Remission absorbierter elektromagnetischer Strahlung. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist darunter vorzugsweise Photolumineszenz zu verstehen. Soweit nachfolgend jeweils Begriffe in der Singularform verwendet werden, beispielsweise ein .erstes Lumineszenzmitter oder ein .zweites Lumineszenzmitter oder ein .Absorbermittel' so können darunter jeweils auch die Pluralformen zu verstehen sein, nämlich im Sinne von .mindestens ein erstes Lumineszenzmitter, .mindestens ein zweites Lumineszenzmittel' oder .mindestens ein Absorbermittel', sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
Die vorstehend genannten Aufgaben werden durch ein multilumineszentes, insbesondere bilumineszentes, Sicherheitselement sowie ein Wert- oder Sicherheitsprodukt gelöst, das mindestens ein multilumineszentes Sicherheitselement enthält oder auf das ein derartiges Sicherheitselement aufgebracht ist.
Das erfindungsgemäße multilumineszente Sicherheitselement kann beispielsweise in Form eines Filaments oder einer Gruppe von Filamenten ausgebildet sein, insbesondere in Form einer Faser, weiter bevorzugt einer Melierfaser, oder auch in Form eines Sicherheitsfadens. Alternativ kann das Sicherheitselement auch durch Planchetten gebildet sein. Derartige Typen von Sicherheitselementen können in das Innere des Produkts integriert werden. Das erfindungsgemäße Sicherheitselement kann auch ein Transferelement, beispielsweise ein Aufkleber, Etikett oder dergleichen, sein, das mit einem Vorprodukt eines Wert- oder Sicherheitsdokuments unlösbar verbunden werden kann, um das Wert- und/oder
Sicherheitsdokument zu bilden. Derartige Elemente können auf die Oberfläche des
Dokuments aufgebracht oder in das Innere des Dokuments integriert werden. Das multilumineszente Sicherheitselement enthält gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens ein erstes Lumineszenzmittel, das unter ersten Anregungsbedingungen zur Lumineszenz anregbar ist. Ferner enthält das Sicherheitselement mindestens ein zweites Lumineszenzmittel, das unter zweiten Anregungsbedingungen zur Lumineszenz anregbar ist, die von den ersten Anregungsbedingungen verschieden sind. Außerdem können sich die Lumineszenzmittel auch hinsichtlich ihres Emissionsverhaltens voneinander unterscheiden. Beispielsweise können das mindestens eine erste Lumineszenzmittel ein erstes
Lumineszenzspektrum und das mindestens eine zweite Lumineszenzmittel ein zweites Lumineszenzspektrum aufweisen, die insbesondere hinsichtlich der spektralen Verteilung der Emissionsintensität gleich oder vorzugsweise unterschiedlich sind. Ferner können noch weitere Lumineszenzmittel enthalten sein, deren Anregungsbedingungen von denen des mindestens einen ersten und mindestens einen zweiten Lumineszenzmittels verschieden sind. Die Lumineszenzspektren dieser weiteren Lumineszenzmittel können ebenfalls gleich oder unterschiedlich zu denen des mindestens einen ersten und mindestens einen zweiten Lumineszenzmittels sein. In dem multilumineszenten Sicherheitselement ist zusätzlich mindestens ein Absorbermittel enthalten, das eine Anregung des mindestens einen ersten Lumineszenzmittels unter den zweiten Anregungsbedingungen zur Lumineszenz, jedoch nicht unter den ersten Anregungsbedingungen, verhindert. Das bedeutet, dass das mindestens eine Absorbermittel dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung
(zumindest auch) in einem Spektralbereich (zweite Anregungsbedingungen) zu absorbieren, in dem das mindestens eine erste Lumineszenzmittel absorbiert, sodass es zur Lumineszenz angeregt wird. Falls mehr als zwei Lumineszenzmittel vorhanden sind, können auch mehrere Absorbermittel vorhanden sein, die jeweils selektiv die Anregung eines diesem jeweiligen Absorbermittel zugeordneten Lumineszenzmittels verhindern, indem sie elektromagnetische Strahlung in anderen Spektralbereichen absorbieren als in dem Spektralbereich, in dem Anregungsstrahlung für das ihm zugeordnete Lumineszenzmittel liegt.
Die ersten Anregungsbedingungen schließen vorzugsweise ein, dass das erste
Lumineszenzmittel bei einer niedrigeren Energie Strahlung absorbiert als das zweite
Lumineszenzmittel.
Bevorzugt ist es, wenn das mindestens eine erste Lumineszenzmittel und das mindestens eine zweite Lumineszenzmittel sowie gegebenenfalls weitere Lumineszenzmittel in jeweils räumlich voneinander getrennten Elementbereichen enthalten sind, d.h. das mindestens eine erste Lumineszenzmittel befindet sich ausschließlich in einem ersten Elementbereich und das mindestens eine zweite Lumineszenzmittel ausschließlich in einem zweiten Elementbereich. Falls weitere Lumineszenzmittel vorhanden sind, beispielsweise mindestens ein drittes Lumineszenzmittel, mindestens ein viertes Lumineszenzmittel usw., können auch weitere Elementbereiche vorgesehen sein, in denen sich die entsprechenden weiteren Lumineszenzmittel eines Typs befinden. Es versteht sich, dass sich die Lumineszenzmittel in dieser bevorzugten Ausführungsform ausschließlich in ihrem jeweiligen Elementbereich befinden, nicht jedoch in einem Elementbereich des jeweils anderen Lumineszenzmittels. Durch die räumliche Trennung der Lumineszenzmittel in unterschiedliche Elementbereiche wird eine zusätzliche Verbesserung des Farbkontrastes zwischen den Lumineszenzmitteln erreicht.
Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass sich die ersten, zweiten und
gegebenenfalls weiteren Lumineszenzmittel in räumlich nicht voneinander getrennten Bereichen befinden sondern in denselben Volumenbereichen, d.h. dass sich das erste Lumineszenzmittel nicht nur in dem ersten Elementbereich sondern auch in dem zweiten Elementbereich befindet und/oder dass sich das zweite Lumineszenzmittel nicht nur in dem zweiten Elementbereich sondern auch in dem ersten Elementbereich befindet.
Entsprechendes gilt dann auch für dritte und noch weitere Lumineszenzmittel. Allerdings ist es bevorzugt, wenn sich das erste Lumineszenzmittel ausschließlich in dem ersten
Elementbereich befindet, während das zweite Lumineszenzmittel sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Elementbereich enthalten sein kann. Entsprechendes gilt für weitere Lumineszenzmittel. Es ist au ßerdem denkbar, dass sich einige Lumineszenzmittel, beispielsweise ein erstes und ein zweites Lumineszenzmittel, in einem gemeinsamen Volumenbereich befinden und weitere Lumineszenzmittel in davon getrennten und jeweils auch voneinander getrennten Volumenbereichen enthalten sind.
Derartige Sicherheitselemente können bevorzugt in Wert- oder Sicherheitsprodukten eingesetzt werden, beispielsweise in Karten oder papierbasierenden Dokumenten, wie Banknoten. Bilumineszenz (oder allgemeiner Multilumineszenz) ist als Sicherheitsmerkmal in Wert- oder Sicherheitsprodukten einsetzbar. Unter Bilumineszenz ist ein Lumineszenzeffekt zu verstehen, der beim Wechsel des Anregungslichtes eine veränderte Lumineszenzemission herbeiführt. Beispielsweise leuchtet ein Merkmal bei Anregung mit UV A-Strahlung grün und bei Anregung mit UV B-Strahlung orange. Bei Verwendung bilumineszenter
Sicherheitsmerkmale können zwei Leuchtstoffe gemischt werden, die ein unterschiedliches Anregungsverhalten aufweisen. Die meisten für Wert- oder Sicherheitsprodukte eingesetzten Lumineszenzmittel haben ein Anregungsspektrum, d.h. ein Absorptionsspektrum für die zur Anregung zur Lumineszenz verwendete elektromagnetische Strahlung, das einen spektralen Verlauf aufweist, der, ausgehend von einem mehr oder minder ausgeprägten
niederenergetischen Schwellenwert, zu höherenergetischen Werten im Wesentlichen kontinuierlich verläuft (Kantenabsorber). Ohne das Absorbermittel würde bei einer Anregung des ersten Lumineszenzmittels bei Verwendung von zwei verschiedenen
Lumineszenzmitteln mit unterschiedlichem Anregungsverhalten, beispielsweise in unterschiedlichen Volumenbereichen des Wert- oder Sicherheitsprodukts oder auch in demselben Volumenbereich, mittels einer hierfür geeigneten niederenergetischen
(längerwelligen) Strahlung das zweite Lumineszenzmittel zwar nicht angeregt. Dagegen würde ohne das Absorbermittel eine zur Anregung des zweiten Lumineszenzmittels geeignete höherenergetische (kürzerwellige) Strahlung auch von dem ersten
Lumineszenzmittel absorbiert, sodass letzteres unter diesen Bedingungen zusammen mit dem zweiten Lumineszenzmittel zur Lumineszenz angeregt würde. Dadurch wäre der Farbkontrast zwischen den beiden Volumenbereichen beispielsweise auch dann, wenn sich die beiden Lumineszenzmittel in unterschiedlichen Volumenbereichen des Produkts befinden, gering. Falls sich die beiden Mittel in demselben Volumenbereich befinden, ergäbe sich unter den zuletzt genannten Anregungsbedingungen nur eine Mischfarbe. Der Farbton wird in diesem Falle durch das Verhältnis der beiden Leuchtmittel bestimmt. Eine
Farbreinheit der einzelnen Lumineszenzmittel kann unter diesen Bedingungen jedoch nicht erreicht werden. Um dieses Problem zu lösen, könnte das Mischungsverhältnis der beiden Leuchtstoffe in geeigneter Weise eingestellt werden. Beispielsweise könnte der von beiden Anregungsstrahlungen angeregte Leuchtstoff in geringer und der andere in höherer Menge eingesetzt werden. Allerdings ist dadurch die Flexibilität der Gestaltung des
Sicherheitsmerkmals deutlich eingeschränkt.
Durch zusätzliche Verwendung des Absorbermittels wird nun verhindert, dass das erste Lumineszenzmittel unter den Anregungsbedingungen zur Lumineszenz angeregt wird, unter denen das zweite Lumineszenzmittel zur Lumineszenz anregbar ist, wobei die Anregung des ersten Lumineszenzmittels zur Lumineszenz mittels hierfür geeigneter Strahlung ohnehin nicht zur Anregung des zweiten Lumineszenzmittel führt, weil diese Strahlung eine zu niedrige Energie hat. Daher kann sich das zweite Lumineszenzmittel auch in demselben Elementbereich befinden wie das erste Lumineszenzmittel, ohne die Selektivität der Anregung zur Lumineszenz zu beeinträchtigen. Durch Verwendung des Absorbermittels ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass ein hervorragender Farbkontrast zwischen zwei Bereichen des Produkts erzielt wird, die jeweils eines der beiden Lumineszenzmittel enthalten, und dass durch Anregung zur Lumineszenz die reinen Leuchtfarben erzielt werden. Mittels der vorliegenden Erfindung werden auch Leuchtfarben erhalten, die gesättigter sind als ohne Verwendung eines Absorbermittels. Dies ist auch an einem größeren Abstand der jeweiligen Farbkoordinaten im CIE-xy-Farbraum oder in einem anderen Farbraum erkennbar. Durch die Realisierung der Erfindung ist es zudem möglich, die Leuchtstoffe unabhängig voneinander auszuwählen, weil eine Beeinflussung durch die Anwesenheit des mindestens einen Absorbers ausgeschaltet wird. Daher sind auch
Materialkombinationen möglich. Dies führt zu einer hohen Flexibilität hinsichtlich der Auswahl der Lumineszenzmittel und von deren Mengenverhältnissen.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung reicht es vollständig aus, dass das
Absorbermittel in dem multilumineszenten Sicherheitselement derart enthalten ist, dass eingestrahlte Anregungsstrahlung für das zweite Lumineszenzmittel nicht zur Anregung des ersten Lumineszenzmittels zur Lumineszenz führt. Beispielsweise kann sich das
Absorbermittel in demselben Volumenbereich befinden, in dem sich auch das erste
Lumineszenzmittel befindet. Oder das Absorbermittel ist in einem Volumenbereich in dem Sicherheitselement enthalten, der den Volumenbereich abschirmt, in dem sich das erste Lumineszenzmittel befindet. Hierzu kann der Absorber-Volumenbereich den Volumenbereich des ersten Lumineszenzmittels vollständig umgeben oder zumindest zu der Seite
abschirmen, von der der Betrachter das Sicherheitselement aus betrachtet und/oder von dem aus die Anregungsstrahlung auf das Sicherheitselement eingestrahlt wird. Von daher kann der erste Elementbereich in einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden
Erfindung das mindestens eine Absorbermittel enthalten. Oder der erste Elementbereich kann von einer das mindestens eine Absorbermittel enthaltenden Abschirmzone umgeben sein. Entsprechendes gilt auch für den Fall, das nicht nur ein erstes und ein zweites sondern auch weitere Lumineszenzmittel enthalten sind.
Somit wird ein alterungsstabiles multilumineszentes Sicherheitselement, insbesondere eine alterungsstabile multilumineszente Melierfaser, geschaffen. Durch die Anwesenheit des Absorbermittels ergibt sich ein hervorragender Umschalteffekt bzw. Farbwechsel, wenn die Anregungsstrahlung jeweils ausgewählt wird, um eines der Lumineszenzmittel selektiv zur Lumineszenz anzuregen. Das erfindungsgemäße Sicherheitselement kann insbesondere aus Polycarbonat bestehen und/oder für Wert- oder Sicherheitsprodukte, insbesondere Wertoder Sicherheitsdokumente, geeignet sein, die zumindest überwiegend aus Polycarbonat bestehen. Die Elementbereiche können aus dem Material gebildet sein, das die Matrix (den
Hauptbestandteil) für das jeweilige mindestens eine Lumineszenzmittel ausbildet. Dieses Material kann eines der für das Wert- oder Sicherheitsprodukt genannten Materialien sein. Für die Anwendung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements sind die bevorzugten Materialien weiter unten angegeben. Die Elementbereiche können auch aus verschiedenen Materialien gebildet sein. Beispielsweise kann eines der Materialien das mindestens eine Absorbermittel bilden, das erforderlich ist, um die Anregung des mindestens einen ersten Lumineszenzmittels zur Lumineszenz mit Anregungsstrahlung für das mindestens eine zweite Lumineszenzmittel zu verhindern.
Das erste und das zweite und gegebenenfalls weitere Lumineszenzmittel kann jeweils aus einem einzigen Lumineszenzstoff gebildet sein oder auch durch Mischungen mehrerer Lumineszenzstoffe. Gleichermaßen kann das Absorbermittel durch einen einzigen
Absorberstoff oder durch eine Mischung mehrerer Absorberstoffe gebildet sein.
Derartige Lumineszenzstoffe sind bekannt. Es handelt sich bevorzugt um Stoffe, die Lumineszenzstrahlung im sichtbaren Spektralbereich (400 bis 780 nm) emittieren.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Lumineszenzstrahlung in anderen
Spektralbereichen als dem sichtbaren Bereich, beispielsweise im UV- oder IR-Bereich, insbesondere NIR-Bereich, liegt. Ferner absorbieren diese Stoffe Anregungsstrahlung bevorzugt im UV-Spektralbereich, beispielsweise im UV A- (380 bis 315 nm), UV B- (315 bis 280 nm) oder UV C-Spektralbereich (280 bis 200 nm). Grundsätzlich sind natürlich auch Lumineszenzstoffe denkbar, die Strahlung im sichtbaren oder IR-Spektralbereich
absorbieren. In letzterem Falle handelt es sich dann, wenn die Lumineszenzstoffe
Lumineszenzstrahlung im sichtbaren Spektralbereich emittieren, um Stoffe mit Anti-Stokes- Verschiebung.
Die Lumineszenzstoffe können bevorzugt in Form von Pigmenten vorliegen. Für die
Lumineszenzstoffe wird auf die einschlägige Literatur verwiesen, beispielsweise auf .Phosphor Handbook', 2nd Edition, ISBN: 0-8493-3564-7. Dessen Offenbarungsgehalt bezüglich dieser Stoffe wird hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen. Weiterhin sind typische Lumineszenzstoffe beispielsweise auch in DE 10 2009 040 747 B3, US 3,474,027 A, DE 198 60 093 A, DE 199 94 436 A1 , DE 10 2010 026 627 A1 und DE 10 2007 035 592 A1 angegeben. Auch deren Offenbarungsgehalt wird hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen. Beispielsweise kann es sich um mit Seltenen Erden als
Luminophore dotierte Wirtsgitter handeln. Diese Stoffe können beispielsweise eine Perowskit- oder Granatstruktur haben. Insbesondere mit Terbium, Cer und/oder Europium dotierte Stoffe sind geeignet, beispielsweise Oxysulfide und Oxynitride. Grundsätzlich können auch Phosphate, beispielsweise Calcium- oder Strontiumphosphate, Silicate, beispielsweise Zink- oder Erdalkalisilikate, Silikate und Aluminate der Seltenen Erden, Wolframate der Erdalkalimetalle, Zinkoxide, Zinksulfide und Oxide der Seltenen Erden eingesetzt werden, die mit Eu2+, Eu3+, Sb3+, Mn2+, Ag+, Cu+, Sn2+ oder Tb3+ oder noch anderen Elementen (Schwermetallionen) dotiert sind. Die hiermit gebildeten Pigmente können zusätzlich mit organischen Stoffen ummantelt sein, um die Quantenausbeute der Lumineszenz zu erhöhen. Ferner sind auch Quantum Dots einsetzbar, d.h.
Halbleiterteilchen, deren Größe im nm-Bereich liegt, beispielsweise auf Basis von CdS.
Lumineszenzstoffe sind beispielsweise unter dem Handelsnamen Lumilux® von Honeywell erhältlich, etwa Lumilux® CD740 (rot) und Lumilux® CD702 (grün). Als weitere Stoffe kommen auch Chelate von Elementen der Seltenen Erden in Frage. Ferner sind auch organische Lumineszenzstoffe verwendbar, wie Rhodamin 6G, Rhodamin B, Methylenblau, Anthrazin, Chinazolon, Benzoxazin oder Fluoreszein.
Die Absorbermittel können in üblicher Art und Weise durch Stoffe gebildet sein, die in dem Spektralbereich elektromagnetische Strahlung absorbieren, die zur Anregung zur
Lumineszenz verwendet wird, beispielsweise UV-Strahlung in einem der drei vorgenannten UV-Spektralbereiche. Das mindestens eine Absorbermittel weist selbst keine
Lumineszenzeigenschaften auf. Beispielsweise kann es sich um anorganische Stoffe, wie halbleitende Oxide, beispielsweise Ti02, ZnO, Zr02, Fe203 und Ce02, handeln.
Grundsätzlich sind auch organische Stoffe, wie Benzotriazol, Bisoctrizol (Methylen- bis(benzotriazolyl)-tetramethylbutylphenol) und Bemotrizinol (Bis-(ethylhexyloxyphenol)- methoxyphenyl-triazin) verwendbar. Die genannten Stoffe absorbieren elektromagnetische Strahlung im UV-Bereich.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung enthält der erste Elementbereich das mindestens eine Absorbermittel oder ist der erste Elementbereich von einer das mindestens eine Absorbermittel enthaltenden Abschirmzone umgeben. In der ersten dieser beiden Varianten befinden sich das erste Lumineszenzmittel und das
Absorbermittel in demselben Volumenbereich des Sicherheitselements, in der zweiten Variante in unterschiedlichen Volumenbereichen, wobei in letzterem Falle eine Absorption der eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung dadurch erreicht wird, dass der erste Elementbereich, in dem sich das erste Lumineszenzmittel befindet, von der Abschirmzone umgeben ist, beispielsweise in Form einer Umhüllung oder Schale. In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umhüllt ein zweiter Elementbereich mindestens einen anderen (ersten) Elementbereich. Der umhüllende zweite Elementbereich ist dadurch gekennzeichnet, dass in ihm mindestens ein zweites
Lumineszenzmittel enthalten ist, das nicht von erster (niederenergetischer)
Anregungsstrahlung zur Lumineszenz anregbar ist, die zur Anregung der sich in dem mindestens einen umhüllten ersten Elementbereich befindenden ersten Lumineszenzmittel geeignet ist, sondern nur von zweiter (höherenergetischer) Anregungsstrahlung. Die erste Anregungsstrahlung, die zur Anregung der in dem umhüllten ersten Elementbereich enthaltenen ersten Lumineszenzmittel geeignet ist, kann in diesem Falle die Umhüllung ohne Absorption durch die außen liegenden zweiten Lumineszenzmittel und damit deren
Anregung durchdringen. Dagegen kann die zweite Anregungsstrahlung, die zur Anregung der in dem umhüllenden zweiten Elementbereich enthaltenen zweiten Lumineszenzmittel geeignet ist, die innen liegenden ersten Lumineszenzmittel nicht zur Lumineszenz anregen, wenn in dem innen liegenden ersten Elementbereich das mindestens eine Absorbermittel enthalten ist.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das
Sicherheitselement zumindest teilweise durch einen Kleber (Haftvermittler) gebildet. Dadurch kann das Sicherheitselement auf einem Substrat, beispielsweise einer Produktlage, insbesondere Dokumentenlage, oder dem Wert- oder Sicherheitsprodukt, fixiert werden. Der Kleber kann beispielsweise einen der Elementbereiche oder eine Abschirmzone bilden. Der Kleber kann ein Hotmelt-Kleber oder ein Reaktiv-Kleber sein. Der Kleber kann auch beispielsweise mindestens ein Polymer enthalten, das schon bei Raumtemperatur klebrig ist, oder durch dieses gebildet sein. Falls der Kleber ein Hotmelt-Kleber ist, enthält er mindestens ein Polymer, das erst bei erhöhter Temperatur, beispielsweise von 50 'Ό bis 200 <€, vorzugsweise von 80 <€ bis 120 <€, klebrig wird. Ein Reaktiv-Kleber enthält mindestens ein Polymer, das zunächst nicht ausgehärtet und dann unter Einwirkung von elektromagnetischer Strahlung ausgehärtet wird, wodurch die feste Verbindung mit einer Substratoberfläche herbeigeführt wird. Beispielsweise kann der Haftvermittler ein Lack sein, zum Beispiel ein Acrylharz basierender Lack. Das Acrylharz kann unter UV-Bestrahlung aushärten. Der Haftvermittler kann ebenfalls durch mechanisches Anpressen aushärten, zum Beispiel bei Verwendung eines geeigneten Cyanoacrylat-Klebers. Der Kleber kann transparent oder transluzent oder opak sein. Falls der Kleber ein Lumineszenzmittel enthält, das nicht im sichtbaren Spektralbereich absorbiert, ist der Kleber auch in diesem spektralen Anregungsbereich vorzugsweise transparent oder transluzent. In diesem Falle bildet der Kleber einen Elementbereich.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das
Sicherheitselement durch ein Filament gebildet, das mindestens zwei in Filament- Längsrichtung aufeinanderfolgende Elementbereiche und/oder mindestens zwei
konzentrisch zueinander angeordnete Elementbereiche aufweist. In der ersten dieser beiden Varianten können sich Elementbereiche in axialer Richtung (in Filament-Längsrichtung) abwechseln. Wenn ein erster Elementbereich mit A (mit einem darin enthaltenen ersten Lumineszenzmittel) und ein zweiter Elementbereich mit B (mit einem darin enthaltenen zweiten Lumineszenzmittel) bezeichnet werden, können die Elementbereiche in axialer Richtung entsprechend ABAB... oder AB0AB0AB0... oder A0B0A0B0..., wobei ,0' einen Filamentbereich ohne Lumineszenzstoff bezeichnet, oder in noch anderer Art und Weise aufeinanderfolgen. Entsprechendes gilt für drei unterschiedliche Lumineszenzmittel A, B, C mit entsprechenden darin enthaltenen Lumineszenzmitteln (zum Beispiel entsprechend ABCABC... oder ABCBABCBA... oder in noch anderer Art und Weise) oder für vier, fünf oder noch mehr unterschiedliche Elementebereiche mit entsprechenden
Lumineszenzmitteln. Falls zwei konzentrisch zueinander angeordnete Elementbereiche vorliegen, kann einer der Elementbereiche durch einen inneren Strang und ein zweiter Elementbereich durch einen den zuerst genannten Elementbereich umgebenden Bereich gebildet sein, wobei der zuletzt genannte Elementbereich den ersten Elementbereich beispielsweise in Längsrichtung vollständig umhüllen kann. In diesem Falle kann der innere Elementbereich beispielsweise das erste Lumineszenzmittel und der äu ßere Elementbereich das zweite Lumineszenzmittel enthalten. Das Absorbermittel ist vorzugsweise in dem inneren Elementbereich enthalten.
In noch einer weiteren Ausführungsform können auch mehrere einen (Filament-)Strang bildende Filamente jeweils einen der Elementbereiche bilden. Diese Filamente können parallel zueinander verlaufen und dann beispielsweise in Längsrichtung miteinander verbunden sein, oder sie können unter Bildung eines Zwirns miteinander verflochten sein. Demgemäß ist das erfindungsgemäße Sicherheitselement in noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung durch mindestens zwei miteinander verbundene Filamente gebildet, von denen vorzugsweise mindestens eines einen
Kleberbereich in Filamentform bildet, oder der Strang ist von einem Kleberbereich umhüllt. Zumindest einige der mindestens zwei Filamente, einschließlich des Kleberbereiches, bilden in dieser Ausführungsform jeweils einen Elementbereich. Beispielsweise kann auch ein einen ersten Elementbereich bildendes Filament einen inneren Bereich und eine den inneren Bereich umgebende Umhüllung aufweisen. Der Strang kann aus zwei, drei, vier oder noch mehr Filamenten gebildet sein. Derartige Multifilamente sind leicht herzustellen, indem sie in einem Extrusionsverfahren mittels Düsen mit mehreren Öffnungen erzeugt werden. Beispielsweise kann das
Sicherheitselement durch ein Multifilament mit drei Strängen gebildet sein, von denen eines ein Kleberstrang ist. Die beiden anderen Stränge bilden einen ersten Elementbereich, der das erste Lumineszenzmittel enthält, und einen zweiten Elementbereich, der das zweite Lumineszenzmittel enthält. Eine weitere Ausführungsform von derartigen Multifilamenten besteht darin, zwei oder gegebenenfalls mehr als zwei Filamente parallel zueinander anzuordnen und diesen Multistrang dann mit einer Kleberhülle zu ummanteln. Die einzelnen Filamente des Stranges können jeweils einen Elementbereich mit jeweils einem
Lumineszenzmittel bilden. Das Absorbermittel kann sich dann beispielsweise in der
Kleberumhüllung oder in dem entsprechenden Elementbereich befinden.
In noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfassen die ersten Anregungsbedingungen die Einstrahlung von elektromagnetischer Strahlung im UV A- Bereich, und die zweiten Anregungsbedingungen umfassen die Einstrahlung von
elektromagnetischer Strahlung im UV B- und/oder UV C-Bereich. Eine Verifizierung eines derartig ausgebildeten Sicherheitselements ist äußerst leicht, weil mit zwei üblichen
Strahlungsquellen gearbeitet werden kann, nämlich einer ersten UV A-Strahlung
erzeugenden Strahlungsquelle und einer zweiten UV B- und/oder UV C-Strahlung
erzeugenden Strahlungsquelle.
Im Falle eines Elementbereiches, der ein durch UV C-Strahlung anregbares
Lumineszenzmittel enthält, ist dafür zu sorgen, dass sich dieser in unmittelbarer Nähe zur Oberfläche oder an der Oberfläche des Wert- oder Sicherheitsprodukts befindet, da diese Anregungsstrahlung andernfalls in dem Produkt vollständig absorbiert würde, ohne das zweite Lumineszenzmittel zu erreichen.
In oder auf einem Wert- oder Sicherheitsprodukt können sich mehrere Arten von
erfindungsgemäßen Sicherheitselementen befinden, die sich hinsichtlich ihrer Form, Farbe (Absorption/Remission im sichtbaren Spektralbereich) oder gerade in der Auswahl der Lumineszenzstoffe unterscheiden. Beispielsweise kann das Produkt zwei Arten von erfindungsgemäßen Sicherheitselementen enthalten, von denen eine erste Art beispielsweise zwei Lumineszenzmittel mit Absorptions- und Lumineszenzspektren der Typen A und B sowie mit einem Absorbermittel I und eine zweite Art beispielsweise drei Lumineszenzmittel mit Absorptions- und Lumineszenzspektren der Typen B, C und D sowie zwei Absorbermitteln I und II enthalten. Andere Kombinationen sind gleichfalls möglich.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das erfindungsgemäße Sicherheitselement durch Melierfasern gebildet ist. Derartige Fasern werden beispielsweise bei der Papierherstellung in die Papiermatrix eingebettet, oder sie werden auf mindestens eine Lage eines aus mehreren Lagen beispielsweise durch
Lamination zu bildenden Produktes aufgebracht, sodass sie beim Laminieren zwischen den Lagen fixiert werden. Derartige Fasern haben einen Durchmesser beispielsweise von 20 bis 150 μηι, vorzugsweise von 50 bis 60 μηι, und eine Länge beispielsweise von 2 bis 25 mm, vorzugsweise von 5 bis 8 mm, am meisten bevorzugt von 6 mm. Sie können hinsichtlich ihres Querschnittes charakterisiert werden. Beispielsweise kann der Querschnitt rund, insbesondere kreisförmig oder oval, sein oder durch ein Polygon, insbesondere ein Dreieck, definiert sein.
Die Melierfasern können beispielsweise aus Polyamid oder aus einem Polyamid-Copolymer hergestellt sein. Insbesondere können die Polyamide PA12, PA6 oder PA6.6 verwendet werden. Des Weiteren können die Melierfasern auch aus Polyethylen (PE),
Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Cellulose oder deren Derivaten, zum Beispiel Viskose oder Cellophan, hergestellt sein. Polyamid ist bevorzugt, weil es die geringste Wechselwirkung zu den üblichen in der Personalisierung von Wert- oder
Sicherheitsdokumenten eingesetzten Lasersystemen aufweist und damit bei einer
Laserpersonalisierung selbst nicht geschwärzt wird. Außerdem wird das Produktmaterial bei Verwendung von PA für die Melierfasern auch in den Bereichen durch einen Laserstrahl geschwärzt, in denen sich solche Melierfasern befinden. Die Elementbereiche der
Melierfasern können jeweils aus demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Beispielsweise kann das Material des ersten Elementbereiches oder einer diesen Elementbereich umgebenden Umhüllung das mindestens eine Absorbermittel bilden.
Mehrere erfindungsgemäße Sicherheitselemente können in einer Ebene auf oder in einem Wert- oder Sicherheitsprodukt ein Sicherheitsmerkmal bilden, indem sie in einem oder mehreren abgegrenzten Bereichen des Produkts oder in einem das gesamte Produkt erfassenden Bereich verteilt sind. Die Melierfasern oder Planchetten sind auf oder in dem Wert- oder Sicherheitsprodukt hinsichtlich ihrer Position und Ausrichtung vorzugsweise ungeordnet verteilt angeordnet. Sie können auf der Oberfläche einer Folie, die mit anderen Folien zu einem Produkt verarbeitet wird, in räumlich strukturierten Flächenbereichen angeordnet sein, sodass diese Sicherheitselemente in dem Produkt in dieser räumlichen Strukturierung vorliegen. Beispielsweise werden diese Sicherheitselemente in Form von Streifen auf die Folie aufgebracht, sodass es auf der Folie streifenförmige Bereiche gibt, in welchen derartige Sicherheitselemente vorliegen, sowie andere Bereiche, in denen sich keine derartigen Sicherheitselemente befinden. Innerhalb der Streifen oder anderen
Flächenbereichen sind die Sicherheitselemente ungeordnet verteilt angeordnet. Des
Weiteren können diese Sicherheitselemente auch in mehreren in räumlicher Beziehung zueinander stehenden Streifen auf der Oberfläche angeordnet sein. Diese Streifen können beispielsweise einen Barcode bilden. In unterschiedlichen Streifen können sich
unterschiedliche Sicherheitselemente befinden. Diese Sicherheitselemente können sich hinsichtlich ihrer Form, Farbe oder der in ihnen enthaltenen Lumineszenzmittel und
Absorbermittel voneinander unterscheiden. Beispielsweise kann eine erste Art von
Sicherheitselementen in einem ersten Streifen enthalten sein und eine zweite Art in einem zweiten Streifen sowie eine dritte Art in einem dritten Streifen usw., etwa gemäß ABCDE..., wobei A, B, C, D und E jeweils eine Art von Sicherheitselementen in einem Streifen angibt. Alternativ können die Sicherheitselemente auch in der Folge ABAB... oder ABCABC...
angeordnet sein. Des Weiteren können die Bereiche, in denen sich derartige
Sicherheitselemente befinden, ein bestimmtes Muster bilden, beispielsweise ein Wappen, Siegel, Logo oder eine andere Darstellung. Eine andere Art von Sicherheitselementen kann dann zusätzlich die gesamte Fläche des Produkts ausfüllen.
Zur Herstellung erfindungsgemäßer Sicherheitselemente in Form von Melierfasern können mehrere Polymere, die hierzu geeignete Lumineszenzmittel und Absorbermittel in jeweils der gewünschten Kombination enthalten, in einem Extrusionsverfahren zu Polymerfilamenten verarbeitet werden, wobei beispielsweise mehrere parallel zueinander liegende
Polymerfilamente oder ein oder mehrere innenliegende Polymerfilamente und eine au ßenliegende Umhüllung dieser Polymerfilamente mit einem weiteren Polymer oder einem Kleber gebildet werden, indem die Polymere durch entsprechend angeordnete Spinndüsen gleichzeitig gepresst werden. Für die Herstellung eines Stranges, der einen Kern und eine Ummantelung aufweist, sind mehrere äußere Spinndüsen für die Erzeugung der
Ummantelung sowie zentrale Spinndüsen für die Erzeugung der innenliegenden Filamente vorgesehen, wobei die äu ßeren Spinndüsen um die zentralen Spinndüsen herum
angeordnet sind. Zur Herstellung der Melierfasern wird der Strang in kurze Stücke zerschnitten. Das Substrat, auf dessen mindestens eine Oberfläche die Sicherheitselemente aufgebracht und dort fixiert sind, kann zusammen mit weiteren Substraten, beispielsweise weiteren Polymerfolien oder anderen folienartigen Materialien, wie Papier, als Lagen zu einem Stapel zusammengetragen werden, sodass die mit den Sicherheitselementen versehene/n
Oberfläche/n au ßen und/oder innenliegend angeordnet sind. Letzteres ist vorteilhaft, weil eine Fälschung oder Verfälschung des Produktes dann nur noch äu ßerst schwierig ist, denn die Ebene/n, in der/denen sich die Sicherheitselemente befinden, müsste/n hierzu freigelegt werden. Falls der Stapel durch Einbringung von Wärme und Pressdruck zu einem
monolithischen Laminat verschweißt wird, verschmelzen vorzugsweise auch die
Sicherheitselemente mit dem sie umgebenden Material, sodass eine Delamination noch weiter erschwert wird. Falls sich die Sicherheitselemente nach dem Laminieren an der Außenseite des Laminats befinden, können sie durch nachträgliches Überziehen mit einem Schutzlack oder mit einer Schutzfolie gegen Manipulationen geschützt werden. Au ßerdem dient dieser Schutzlack oder diese Schutzfolie zum Schutz des Produkts gegen
mechanische Beschädigungen (Verkratzungen) bei der Benutzung. Ferner kann au ßenseitig auch eine diffraktive Folie angebracht werden. Falls das Substrat und weitere Substratlagen aus Polycarbonat gebildet sind, wird die Lamination typischerweise in einer Heiß/Kalt- Laminierpresse in einem ersten Schritt bei 170 bis 200 ^ und einem Druck von 50 bis 600 N/cm2 und in einem zweiten Schritt unter Kühlung etwa auf Raumtemperatur und unter demselben Druck durchgeführt. Im Falle von Polyethylenterephthalat findet die Lamination bei einer höheren Temperatur statt, beispielsweise bei 220 °C. Die Polymerfolien haben typischerweise eine Dicke von 25 bis 150 μηι, vorzugsweise von 50 bis 100 μηι. Wenn sich die mindestens eine mit den Sicherheitselementen belegte Substratoberfläche im Wert- und/oder Sicherheitsprodukt innenliegend befindet, sind zumindest diejenigen Teile des Produkts, die sich vom Betrachter aus zwischen der mindestens einen
Substratoberfläche und ihm befinden, vorzugsweise transparent oder zumindest transluzent und weiter bevorzugt farblos oder gegebenenfalls nur geringfügig gefärbt, um den mindestens einen Oberflächenbereich mit den Sicherheitselementen erkennen zu können. Sich jenseits einer Substratoberfläche, auf der die Sicherheitselemente angeordnet sind, befindendes Produktmaterial kann dagegen auch opak und gegebenenfalls gefärbt sein. Dieses jenseits liegende Produktmaterial kann alternativ natürlich ebenfalls transparent oder transluzent und farblos sein. Das erfindungsgemäße Wert- und/oder Sicherheitsprodukt kann zusätzlich zu dem durch die Sicherheitselemente gebildeten Sicherheitsmerkmal mindestens ein weiteres
Sicherheitsmerkmal aufweisen, das entweder individualisierend oder nicht individualisierend ist. Als weitere Sicherheitsmerkmale kommen Guillochen, Wasserzeichen, Prägedrucke, ein Sicherheitsfaden, Mikroschrift, Kippbilder, Hologramme, optisch variable Pigmente, lumineszierende Farben, Durchlichtpasser und dergleichen in Betracht. Ferner kann das Produkt auch elektronische Komponenten aufweisen, beispielsweise einen RFID-Schaltkreis mit Antenne und RFID-Mikrochip, elektronische Anzeigeelemente, LEDs,
berührungsempfindliche Sensoren und dergleichen. Die elektronischen Komponenten können beispielsweise zwischen zwei opaken Lagen des Produkts versteckt angeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, wobei die dargestellten Beispiele lediglich exemplarischen Charakter haben und keine Einschränkung der Tragweite der beschriebenen Erfindung darstellen. Es zeigen im Einzelnen:
Fig. 1 : eine schematische isometrische Darstellung eines Wert- oder
Sicherheitsdokuments in Form einer personalisierten Karte mit einem
Sicherheitsmerkmal mit erfindungsgemäßen Sicherheitselementen; Fig. 1 A: eine schematische Ansicht eines Sicherheitsmerkmals in einer Variante zu der in
Fig. 1 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 2: eine Darstellung der Anregung von zwei Lumineszenzmitteln in zwei
verschiedenen Elementbereichen unter unterschiedlichen
Anregungsbedingungen in einem Wellenlängenschema;
Fig. 3: eine schematische Ansicht einer Melierfaser in längs aufgeschnittener
Darstellung in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 4: einen schematischen Querschnitt durch die Melierfaser von Fig. 3;
Fig. 5: eine schematische Ansicht einer Melierfaser in längs aufgeschnittener
Darstellung in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 6: eine schematische Ansicht einer Melierfaser in längs aufgeschnittener
Darstellung in einer dritten Ausführungsform;
Fig. 7: einen schematischen Querschnitt durch eine Melierfaser in einer vierten
Ausführungsform;
Fig. 8: einen schematischen Querschnitt durch eine Melierfaser in einer fünften
Ausführungsform; Fig. 9: einen schematischen Querschnitt durch eine Melierfaser in einer sechsten Ausführungsform.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit derselben Funktion oder dieselben Elemente.
In Fig. 1 ist ein Wert- oder Sicherheitsdokument 100 in Form einer Karte, die ein
Sicherheitsdokument ist, mit einem Sicherheitsmerkmal 200 dargestellt. Diese
Sicherheitskarte kann beispielsweise als Laminat 105 aus mehreren Lagen gebildet sein, die im Wesentlichen aus Polycarbonat bestehen. Das Laminat bildet ein Substrat für die Aufbringung eines Sicherheitsmerkmals aus erfindungsgemäßen Sicherheitselementen, beispielsweise Melierfasern oder Planchetten, wobei die Sicherheitselemente auf der Oberfläche des Dokuments oder innerhalb des Dokuments auf einer die Lagen des
Dokuments bildenden Folie angeordnet sein können. Das Dokument weist eine Vorderseite 101 und eine Rückseite (nicht sichtbar) auf. Einzelne dieser Lagen können mit Pigmenten opak eingefärbt sein. Die Karte hat beispielsweise das Format ID 1 gemäß ISO/IEC 7810. Die Karte kann beispielsweise eine Dicke von 800 μηι haben. Zusätzlich zu anderen Sicherheitsmerkmalen, wie einem Gesichtsbild 102 des Karteninhabers auf einem
Passphoto 300 und zwei Datenfeldern 103, 104, in dem individuelle Informationen des Inhabers in Klartext und/oder in kodierter Form gedruckt gespeichert sind, weist die Karte das Sicherheitsmerkmal mit den erfindungsgemäßen Sicherheitselementen auf.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform überlappt das die erfindungsgemäßen
Sicherheitselemente 400 enthaltende Sicherheitsmerkmal 200 teilweise mit dem Passphoto 300 und dem Datenfeld 103. Dadurch ist eine Manipulation des Passphotos und des
Datenfeldes nachträglich feststellbar. Die Sicherheitselemente, hier Melierfasern, sind in dem hierfür vorgesehenen Feld möglichst gleichmäßig verteilt angeordnet, wobei deren
Ausrichtung aber ungeordnet ist. In einer alternativen Ausbildung des Sicherheitsmerkmals 200 sind die Sicherheitselemente 400, beispielsweise Melierfasern, in getrennt voneinander angeordneten streifenförmigen Feldern 210, 220, 230, 240, die parallel zueinander verlaufen, nach Art eines Barcode angeordnet (Fig. 1 A). Die Melierfasern sind innerhalb dieser Felder wiederum gleichmäßig, aber hinsichtlich ihrer Ausrichtung ungeordnet verteilt angeordnet (Melierfasern nicht gezeigt). In den Feldern 210, 230 sind erfindungsgemäße Melierfasern eines ersten Typs und in den Feldern 220, 240 erfindungsgemäße Melierfasern eines zweiten Typs enthalten. Die Melierfasern dieser beiden Typen können beispielsweise bilumineszente Melierfasern, so wie sie weiter unten in der Figurenbeschreibung beschrieben und in Fig. 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 dargestellt sind, sein. Diese Typen können sich beispielsweise hinsichtlich der darin enthaltenen Lumineszenzmittel und Absorbermittel unterscheiden, sodass bei Beleuchtung mit elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Energie auch ein unterschiedliches Erscheinungsbild der Melierfasern in den Feldern erhalten wird. Beispielsweise können die Melierfasern in den Feldern 210, 230 bei Anregung mit Anregungsstrahlung bei den
Energien E^ und E2 und die Melierfasern in den Feldern 220, 240 bei Anregung mit
Anregungsstrahlung bei den Energien E3 und E4, die von E^ und E2 verschieden sind, lumineszieren.
Ein Sicherheitselement 400 der erfindungsgemäßen Art in einer ersten Ausführungsform ist in Fig. 3 gezeigt. Dieses Sicherheitselement ist durch eine Melierfaser gebildet, die aus einem Strang aus zwei parallel zueinander verlaufenden Filamenten 410, 420 und einer diese umgebenden Umhüllung 450 aus einem Klebermaterial besteht. Diese Melierfaser kann beispielsweise eine Länge von 2 mm haben. Jedes der beiden Filamente kann einen Durchmesser von beispielsweise 50 μηι aufweisen. Die beiden Filamente sind
beispielsweise aus Polyamid, zum Beispiel PA6.6, hergestellt. Die Melierfaser kann zum Beispiel mit einem Extrusionsverfahren hergestellt sein, indem Polyamid-Granulat geschmolzen und dann durch Spinndüsen, die nebeneinander angeordnet sind, extrudiert wird, sodass die beiden Filamente entstehen und sich durch deren anfängliche Klebrigkeit bei erhöhter Temperatur miteinander verbinden. Ein dieses Doppelfilament umhüllender Klebermantel 450 kann durch einen Hotmelt-Kleber oder einen Reaktiv-Kleber gebildet sein. Zur Herstellung des Klebermantels um das Doppelfilament wird das Klebermaterial gleichzeitig mit den beiden Filamenten aus weiteren um die beiden Spinndüsen für die Filamente herum angeordnete Spinndüsen extrudiert, sodass sich das Klebermaterial um das Doppelfilament gleichmäßig herum legt. Nach der Herstellung des Extrusionsstranges wird dieser in kurze Abschnitte zerhackt, sodass Melierfasern einer bestimmten Länge entstehen.
Der Aufbau dieser Melierfaser 400 ist in Fig. 4 im Querschnitt schematisch dargestellt. Das erste Filament 410 bildet einen ersten Elementbereich 430 und das zweite Filament 420 einen zweiten Elementbereich 440. Die beiden Elementbereiche erstrecken sich jeweils über die gesamte Länge der Filamente. In dem ersten Filament 410 und damit ersten
Elementbereich 430 befinden sich Pigmentpartikel eines ersten Lumineszenzmittels 510, beispielsweise eines mittels UV A-Strahlung anregbaren Pigments, etwa von Lumilux® 740 (Honeywell) in einer Konzentration von zum Beispiel 3 Gew.-%, bezogen auf das
Filamentmaterial, das bei der Anregung durch UV A-Strahlung rot luminesziert. Au ßerdem enthält das erste Filament fein verteilt ein Absorbermittel 600, das im UV B- und UV C- Bereich elektromagnetische Strahlung absorbiert. Es handelt sich beispielsweise um mikro- oder nanoskaliges ZnO in einer Konzentration von 1 Gew.-%, bezogen auf das
Filamentmaterial. In dem zweiten Filament 420 und damit zweiten Elementbereich 440 befinden sich Pigmentpartikel eines zweiten Lumineszenzmittels 520, beispielsweise eines mittels UV C-Strahlung anregbaren Pigments, etwa von ZnSi04:Mn (dotiert) in einer Konzentration von zum Beispiel 5 Gew.-%, bezogen auf das Filamentmaterial. Da UV C- Strahlung von diversen Materialien, auch dem Material der Karte 100, sehr stark absorbiert wird, sind die das Sicherheitsmerkmal bildenden Melierfasern in unmittelbarer Nähe zur Oberfläche der Karte angeordnet, beispielsweise unmittelbar unter einer dünnen
Lackdeckschicht.
Diese Sicherheitselemente 400 (Melierfasern) sind vor der Lamination vorzugsweise auf eine Oberfläche des Laminats, aus dem die Karte 100 hergestellt ist, aufgestreut worden, wobei eine möglichst gleichmäßige, aber hinsichtlich der Ausrichtung der Elemente statistische Verteilung erreicht wird (Fig. 1 ). Durch Erhitzen der Laminatfolie beim Aufstreuen erweicht das Hotmelt-Klebermaterial der Sicherheitselemente, sodass diese auf der Folie fixiert werden. Falls der Kleber ein Reaktiv- Kleber ist, wird die mit den Melierfasern bestreute Folie mit geeigneter Strahlung, beispielsweise UV-Strahlung, beleuchtet, um den Kleber zu härten und so eine Verbindung mit der Folie herzustellen.
Die Funktionsweise der Sicherheitselemente wird anhand von Fig. 2 näher erläutert:
In Fig. 2 sind für die beiden Elementbereiche 430 (Bereich A) und 440 (Bereich B) die Absorption des jeweiligen Lumineszenzmittels 510, 520 bzw. des Absorbermittels 600 in Abhängigkeit von der Anregungswellenlänge λ wiedergegeben. In der oberen Darstellung werden die Verhältnisse für den Bereich A (Elementbereich 430) wiedergegeben: Der Bereich A enthält einen Pigment-Lumineszenzstoff als erstes
Lumineszenzmittel 510 (Pigment Lumilux® 740 (Honeywell)), der rot luminesziert und der eine Absorption im UV A-Bereich hat (Kurve a). Au ßerdem enthält der Bereich A ein
Absorbermittel 600 (ZnO), das im UV B- und UV C-Bereich absorbiert (Kurve b). Bei Einstrahlung von elektromagnetischer Strahlung im UV A-Bereich (erste
Anregungsbedingungen Sp-1 ) wird diese von dem ersten Lumineszenzmittel absorbiert, sodass dieses im sichtbaren Spektralbereich luminesziert (Kurve i). Bei Einstrahlung von elektromagnetischer Strahlung im UV B- oder UV C-Bereich (zweite Anregungsbedingungen Sp-2) wird diese Strahlung von dem Absorbermittel absorbiert, sodass sie von dem ersten Lumineszenzmittel nicht absorbiert werden kann. Daher luminesziert das sich in dem ersten Elementbereich 430 befindende erste Lumineszenzmittel 510 unter diesen
Anregungsbedingungen (Sp-2) nicht.
In der unteren Darstellung werden die Verhältnisse für den Bereich B (Elementbereich 440) wiedergegeben: Der Bereich B enthält das zweite Lumineszenzmittel 520 (ZnSi04:Mn), das grün luminesziert und das eine Absorption im UV B- und UV C-Bereich hat (Kurve c). Dieser Bereich enthält kein Absorbermittel 600. Bei Einstrahlung von elektromagnetischer Strahlung im UV A-Bereich (erste Anregungsbedingungen Sp-1 ) wird diese von dem zweiten
Lumineszenzmittel nicht absorbiert. Bei Einstrahlung von elektromagnetischer Strahlung im UV B- oder UV C-Bereich (zweite Anregungsbedingungen Sp-2) wird diese Strahlung von dem zweiten Lumineszenzmittel dagegen absorbiert, sodass dieser zweite Elementbereich 440 grün luminesziert (Kurve ii).
Durch Einstrahlung von elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Energie (UV A, erste Anregungsbedingungen Sp-1 einerseits oder UV B / UV C, zweite
Anregungsbedingungen Sp-2 andererseits) lumineszieren die beiden Elementbereiche A, B (430, 440) in unterschiedlichen Farben und zwar mit den reinen Leuchtfarben der jeweiligen Lumineszenzmittel 510, 520. Damit wird eine Umschaltbarkeit der Lumineszenz geschaffen.
In Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements 400 in Form einer Melierfaser gezeigt. Diese Faser ist aus einem einzigen Filament 410 gebildet, das von einer Kleber-Umhüllung 450 umgeben ist. Der Kleber kann wiederum ein Hotmelt- Kleber oder auch ein Reaktiv-Kleber sein. Dieser dient dazu, die Fasern in dem Wert- oder Sicherheitsdokument 100 fest zu verankern. In dem Filament sind mehrere Elementbereiche 430, 440 gebildet, die zusammen mit Bereichen 460, die kein Lumineszenzmittel enthalten, in axialer Richtung alternierend aufeinander folgen. In den ersten Elementbereichen 430 sind Pigmentpartikel eines ersten Lumineszenzmittels 510 sowie ein Absorbermittel 600 und in den zweiten Elementbereichen 440 Pigmentpartikel eines zweiten Lumineszenzmittels 520 enthalten. Ebenso wie im Falle der ersten Ausführungsform, die in Fig. 3, 4 gezeigt ist, lumineszieren bei einer Anregung mit UV A-Strahlung (erste Anregungsbedingungen Sp-1 ) nur die ersten Elementbereiche 430 beispielsweise rot, weil das darin enthaltene erste Lumineszenzmittel 510 zum Beispiel durch das Pigment Lumilux® 740 (Honeywell) gebildet ist, das diese Strahlung absorbiert, und eine Anregung des zweiten zum Beispiel durch das Pigment ZnSi04:Mn (dotiert) gebildeten Lumineszenzmittels 520 in den zweiten Elementbereichen 440 mangels Absorption von UV A-Strahlung nicht möglich ist. Bei einer Anregung mit UV B oder UV C-Strahlung (zweite Anregungsbedingungen Sp-2) lumineszieren dagegen nur die zweiten Elementbereiche 440 beispielsweise grün, weil dort das Pigment ZnSi04:Mn (dotiert) enthalten ist, das diese Strahlung absorbiert, und weil eine Anregung des ersten
Lumineszenzmittels 510 wegen des in den ersten Elementbereichen 410 enthaltenen Absorbermittels 600 nicht möglich ist. Die Bereiche 460 lumineszieren unter keinen
Anregungsbedingungen.
In Fig. 6 ist eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements 400 in Form einer Melierfaser mit drei verschiedenen Filamenten 410, 420, 470 gezeigt, die jeweils Elementbereiche 430, 440, 480 bilden, die sich jeweils über das gesamte Filament erstrecken. Die einzelnen Filamente sind miteinander verflochten. Die Filamente können beispielsweise aus PA6.6 gebildet sein. Der Filamentstrang aus den drei Filamenten ist zusätzlich mit einem Klebermantel 450, beispielsweise aus einem Hotmelt-Kleber oder einem Reaktiv-Kleber, umgeben.
In dieser Ausführungsform bildet das erste Filament 410 einen ersten Elementbereich 430. Das zweite Filament 420 bildet einen zweiten Elementbereich 440, und das dritte Filament 470 bildet einen dritten Elementbereich 480. Jedes dieser Filamente enthält ein
Lumineszenzmittel, nämlich das erste Filament 410 ein erstes Lumineszenzmittel 510, das zweite Filament 420 ein zweites Lumineszenzmittel 520 und das dritte Filament 470 ein drittes Lumineszenzmittel 530. Das erste Lumineszenzmittel 510 absorbiert Strahlung im UV A-, UV B- und im UV C-Bereich. Das zweite Lumineszenzmittel 520 absorbiert Strahlung ausschließlich im UV C-Bereich, und das dritte Lumineszenzmittel 530 absorbiert Strahlung ausschließlich im UV B- und im UV C-Bereich. Ferner enthält das erste Filament 410 ein erstes Absorbermittel 610 und das dritte Filament 470 ein zweites Absorbermittel 620.
Damit bei Anregung der Melierfaser 400 mit UV C-Strahlung (dritte Anregungsbedingung Sp-3) ausschließlich das zweite Lumineszenzmittel 520 im zweiten Filament 420
luminesziert, absorbieren das erste und das zweite Absorbermittel 610, 620 UV C-Strahlung. Damit außerdem bei Anregung der Melierfaser mit UV B-Strahlung (zweite
Anregungsbedingungen Sp-2) ausschließlich das dritte Lumineszenzmittel 530 im dritten Filament 470 luminesziert, absorbiert zusätzlich das erste Absorbermittel 610 UV B- Strahlung. Bei Einstrahlung von UV A-Strahlung (erste Anregungsbedingungen Sp-1 ) luminesziert somit nur das erste Lumineszenzmittel 510 in dem ersten Filament 410, da diese Strahlung die beiden anderen Lumineszenzmittel 520, 530 nicht anzuregen vermag. Bei Einstrahlung von UV B-Strahlung luminesziert somit ferner nur das dritte
Lumineszenzmittel 530 in dem dritten Filament 470, weil das erste Absorbermittel 610 in dem ersten Filament 410 diese Strahlung absorbiert und somit die Anregung des ersten Lumineszenzmittels 510 in diesem Filament verhindert und weil diese Strahlung zudem das zweite Lumineszenzmittel 520 in dem zweiten Filament 420 nicht anzuregen vermag. Bei Einstrahlung von UV C-Strahlung luminesziert somit schließlich nur das zweite
Lumineszenzmittel 520 in dem zweiten Filament 420, da die beiden Absorbermittel 610, 620 in den beiden anderen Filamenten 410, 470 diese Strahlung absorbieren und damit die Anregung der darin enthaltenen Lumineszenzmittel 510, 530 verhindern. In noch einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 7 im Querschnitt gezeigt ist, weist ein Filament 410 einer Melierfaser 400 einen inneren ersten Elementbereich 430 und einen diesen umgebenden zweiten Elementbereich 440 auf. Beide Bereiche des Filaments können beispielsweise aus PA6.6 gebildet sein. Dieses Filament kann ferner von einem
Klebermantel 450 umgeben sein, der beispielsweise durch einen Hotmelt-Kleber oder durch einen Reaktiv-Kleber gebildet ist.
Der erste Elementbereich 430 enthält beispielsweise Pigmentpartikel eines ersten
Lumineszenzmittels 510, das beispielsweise im UV A-Bereich (erste Anregungsbedingungen Sp-1 ) absorbiert, sowie ein Absorbermittel 600, das im UV B- und UV C-Bereich absorbiert. Dieses Lumineszenzmittel kann wiederum das Pigment Lumilux® 740 (Honeywell) sein, und das Absorbermittel kann ZnO sein. Im zweiten Elementbereich 440 befinden sich
beispielsweise Pigmentpartikel eines zweiten Lumineszenzmittels 520, das im UV C-Bereich (zweite Anregungsbedingungen Sp-2) angeregt wird. Es kann sich wiederum um ZnSi04:Mn (dotiert) handeln. Bei Anregung der Melierfaser 400 mit UV A-Strahlung wird lediglich das erste Lumineszenzmittel 510 im ersten Elementbereich 430 zur roten Lumineszenz angeregt. Bei Einstrahlung von UV C-Strahlung wird dagegen ausschließlich das zweite
Lumineszenzmittel 520 im zweiten Elementbereich 440 zur grünen Lumineszenz angeregt, da das Absorbermittel 600 im ersten Elementbereich 430 die Anregung des ersten
Lumineszenzmittels 510 verhindert. In noch einer weiteren (fünften) Ausführungsform bilden zwei Filamente 410, 420 eine Melierfaser 400 (Fig. 8). Diese beiden Filamente verlaufen parallel zueinander und sind miteinander verbunden. Das zweite Filament 420 ist beispielsweise durch einen Hotmelt- Kleber oder einen Reaktiv- Kleber gebildet. Das erste Filament 410 ist beispielsweise aus PA6.6 gebildet. Das erste Filament besteht aus einem Kern, der einen ersten
Elementbereich 430 bildet und der sich über die gesamte Länge der Melierfaser erstreckt. In dem ersten Elementbereich befinden sich beispielsweise Pigmentpartikel eines ersten Lumineszenzmittels 510, beispielsweise Lumilux® 740 (Honeywell). Dieses
Lumineszenzmittel absorbiert ausschließlich im UV A-Bereich (erste Anregungsbedingungen Sp-1 ). In einer den ersten Elementbereich umgebenden Umhüllung 490, die ebenfalls aus PA6.6 gebildet sein kann, ist ein erstes Absorbermittel 600 enthalten, das im UV B- und UV C-Bereich absorbiert, beispielsweise ZnO. Das zweite Filament 420 bildet einen zweiten Elementbereich 440, der sich ebenfalls über die gesamte Länge der Melierfaser erstreckt und in dem beispielsweise Pigmentpartikel eines zweiten Lumineszenzmittels 520 enthalten sind, beispielsweise ZnSi04:Mn (dotiert). Durch Einstrahlung von UV C-Strahlung (zweite Anregungsbedingungen Sp-2) luminesziert das zweite Lumineszenzmittel in diesem
Elementbereich grün. In diesem Falle bildet also der Kleber den zweiten Elementbereich 440. Au ßerdem ist das Absorbermittel nicht in einem Elementbereich enthalten, der ein Lumineszenzmittel enthält, sondern in der Abschirmzone 490, der somit den ersten
Elementbereich 430 gegen die Einstrahlung von höherenergetischer Strahlung abschirmt.
In Fig. 9 ist noch eine weitere (sechste) Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt dargestellt, die durch ein Sicherheitselement 400 in Form einer Melierfaser gebildet ist. In diesem Falle ist die Melierfaser durch zwei parallel zueinander verlaufende Filamente 410, 420, die miteinander verbunden sind, gebildet. Beide Filamente können beispielsweise aus PA6.6 gebildet sein. Dieses Doppelfilament ist außerdem mit einem Klebermantel 450 beispielsweise aus einem Hotmelt- oder Reaktiv- Kleber umhüllt.
Das erste Filament 410 bildet einen ersten Elementbereich 430, der sich über die gesamte Länge der Melierfaser 400 erstreckt, und enthält beispielsweise Pigmentpartikel eines ersten Lumineszenzmittels 510, das beispielsweise im UV A-Bereich absorbiert, beispielsweise Lumilux® 740 (Honeywell), ferner beispielsweise Pigmentpartikel eines zweiten
Lumineszenzmittels, das beispielsweise ausschließlich im UV C-Bereich absorbiert, beispielsweise ZnSi04:Mn (dotiert), sowie ein Absorbermittel 600, das im UV B- und UV C- Bereich absorbiert. Das zweite Filament 420 bildet einen zweiten Elementbereich 440, der sich ebenfalls über die gesamte Länge der Melierfaser erstreckt. Dieses Filament enthält ausschließlich die Pigmentpartikel des zweiten Lumineszenzmittels 520.
Bei einer Anregung der Melierfaser 400 mit UV A-Strahlung (erste Anregungsbedingungen Sp-1 ) luminesziert ausschließlich das erste Lumineszenzmittel 510 im ersten Filament 410, da das zweite Lumineszenzmittel 520 in dem ersten Filament 410 und in dem zweiten Filament 420 unter diesen Bedingungen nicht anregbar ist. Daher zeigt die Melierfaser unter diesen ersten Anregungsbedingungen Sp-1 eine rote Lumineszenz im ersten
Elementbereich 430, d.h. im Bereich des ersten Filaments. Bei einer Anregung der
Melierfaser mit UV C-Strahlung (zweite Anregungsbedingungen Sp-2) luminesziert ausschließlich das zweite Lumineszenzmittel 520 im zweiten Filament 420, da das
Absorbermittel 600 in dem ersten Filament 410 die Absorption dieser Strahlung sowohl durch das erste Lumineszenzmittel 510 als auch durch das zweite Lumineszenzmittel 520 und damit deren Anregung zur Lumineszenz verhindert. Somit zeigt die Melierfaser unter diesen Anregungsbedingungen Sp-2 eine grüne Lumineszenz ausschließlich im zweiten
Elementbereich 440, d.h. im Bereich des zweiten Filaments.
Bezugszeichen
100 Wert- oder Sicherheitsprodukt, Wert- oder Sicherheitsdokument, Sicherheitskarte
102 Gesichtsbild
103 Datenfeld
104 Datenfeld
105 Laminat
200 Sicherheitsmerkmal
210 streifenförmiges Feld
220 streifenförmiges Feld
230 streifenförmiges Feld
240 streifenförmiges Feld
300 Passphoto
400 Sicherheitselement, Melierfaser
410 (erstes) Filament
420 (zweites) Filament, Kleberbereich 430 erster Elementbereich (Bereich A)
440 zweiter Elementbereich (Bereich B)
450 Kleber, (Kleber-)Umhüllung, Klebermantel
460 Elementbereich ohne Lumineszenzmittel
470 drittes Filament
480 dritter Elementbereich
490 Umhüllung, Abschirmzone
510 erstes Lumineszenzmittel
520 zweites Lumineszenzmittel
530 drittes Lumineszenzmittel
600 Absorbermittel
610 erstes Absorbermittel
620 zweites Absorbermittel
a Wellenlängenabhängigkeit der Absorption des ersten Lumineszenzmittels b Wellenlängenabhängigkeit der Absorption des Absorbermittels
c Wellenlängenabhängigkeit der Absorption des zweiten Lumineszenzmittels i Wellenlängenabhängigkeit der Lumineszenz des ersten Lumineszenzmittels ii Wellenlängenabhängigkeit der Lumineszenz des zweiten Lumineszenzmittels Sp-1 erste Anregungsbedingung
Sp-2 zweite Anregungsbedingung
Sp-3 dritte Anregungsbedingung

Claims

Multilumineszentes Sicherheitselement (400), enthaltend mindestens ein erstes Lumineszenzmittel (510), das unter ersten Anregungsbedingungen (Sp-1 ) zur Lumineszenz anregbar ist, und mindestens ein zweites Lumineszenzmittel (520), das unter zweiten Anregungsbedingungen (Sp-2) zur Lumineszenz anregbar ist, die von den ersten Anregungsbedingungen (Sp-1 ) verschieden sind, dadurch
gekennzeichnet, dass in dem multilumineszenten Sicherheitselement (400) zusätzlich mindestens ein Absorbermittel (600) enthalten ist, das eine Anregung des mindestens einen ersten Lumineszenzmittels (510) unter den zweiten Anregungsbedingungen (Sp-2) zur Lumineszenz, nicht aber unter den ersten Anregungsbedingungen (Sp-1 ) verhindert.
Multilumineszentes Sicherheitselement (400) nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (400) zumindest zwei räumlich voneinander getrennte Elementbereiche (430, 440) aufweist, wobei in einem ersten Elementbereich (430) das mindestens eine erste Lumineszenzmittel (510) enthalten ist und wobei in einem zweiten Elementbereich (440) das mindestens eine zweite Lumineszenzmittel (520) enthalten ist.
Multilumineszentes Sicherheitselement (400) nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elementbereich (430) zusätzlich das mindestens eine Absorbermittel (600) enthält oder von einer das mindestens eine Absorbermittel (600) enthaltenden Abschirmzone (490) umgeben ist.
Multilumineszentes Sicherheitselement (400) nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (400) zumindest teilweise durch einen Kleber (450) gebildet ist.
Multilumineszentes Sicherheitselement (400) nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (400) durch mindestens ein Filament (410, 420) gebildet ist, das mindestens zwei in Filament- Längsrichtung voneinander getrennte Elementbereiche (430, 440) und/oder mindestens zwei konzentrisch zueinander angeordnete Elementbereiche (430, 440) aufweist.
Multilumineszentes Sicherheitselement (400) nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (400) durch mindestens zwei miteinander verbundene Filamente (410, 420) oder durch mindestens ein Filament (410) und einen Kleberbereich (420) gebildet ist und dass zumindest einige der mindestens zwei Filamente (410, 420) und/oder der Kleberbereich (420) jeweils einen Elementbereich (430, 440) bilden.
Multilumineszentes Sicherheitselement (400) nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Anregungsbedingungen (Sp-1 ) die Einstrahlung von elektromagnetischer Strahlung im UV A-Bereich umfasst und dass die zweiten Anregungsbedingungen (Sp-2) die Einstrahlung von
elektromagnetischer Strahlung im UV B- und/oder UV C-Bereich umfasst.
Wert oder Sicherheitsprodukt (100), enthaltend mindestens ein multilumineszentes Sicherheitselement (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
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