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EP0964791B1 - Wert- und sicherheitserzeugnis mit lumineszierenden sicherheitselementen und verfahren zur herstellung derselben und anordnung zur visuellen und maschinellen echtheitsüberprüfung - Google Patents

Wert- und sicherheitserzeugnis mit lumineszierenden sicherheitselementen und verfahren zur herstellung derselben und anordnung zur visuellen und maschinellen echtheitsüberprüfung Download PDF

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Publication number
EP0964791B1
EP0964791B1 EP98914854A EP98914854A EP0964791B1 EP 0964791 B1 EP0964791 B1 EP 0964791B1 EP 98914854 A EP98914854 A EP 98914854A EP 98914854 A EP98914854 A EP 98914854A EP 0964791 B1 EP0964791 B1 EP 0964791B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
printing
security
value
attesting
electroluminescent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP98914854A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0964791A2 (de
Inventor
Benedikt Ahlers
Arnim Franz-Burgholz
Roland Gutmann
Wolfgang Schmidt
Frank Kappe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bundesdruckerei GmbH
Original Assignee
Bundesdruckerei GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bundesdruckerei GmbH filed Critical Bundesdruckerei GmbH
Priority to EP00119980A priority Critical patent/EP1059619B1/de
Publication of EP0964791A2 publication Critical patent/EP0964791A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0964791B1 publication Critical patent/EP0964791B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/14—Security printing
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/128—Viewing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29—Securities; Bank notes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
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    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/10—Intaglio printing ; Gravure printing

Definitions

  • the present invention relates to Security documents with graphic, preferably in gravure printing, designed security features, the dot, dash and / or Can be lit in a flat shape, whereby Wavelengths in the invisible UV range up to the Human eye visible range from typically 360 to 780 nm but also aimed and realized in the infrared range become.
  • the invention is therefore based on DE 41 26 051 A1 based on the task of a product of value and security to further develop that the El-active safety features much thinner layer structure on the surface of the Effect security document.
  • the advantage of the invention is therefore that the formation of a multi-layered, flat EL system is waived.
  • an EL plate capacitor structure according to the invention in which the capacitor "plates” in lying side by side on essentially the same level are formed and in the field gap in between Necessary field is generated becomes a transparent, electrically conductive layer required by means of so-called ITO pastes (indium tin oxides) is achieved.
  • ITO pastes indium tin oxides
  • polyester films with vapor deposition or sputter-coated, electrically conductive Tin oxide, indium tin oxide (ITO), or in general transparent electrically conductive metallized surfaces with surface resistance values in the range of a few ohms / square for glass substrates and typically 20 ohms / square up to 300 Ohms / square and above.
  • ITO indium tin oxide
  • High quality EL systems require a uniform Luminance and maximum luminous efficiency.
  • glass substrates offer due to the high thermal resilience Coating processes i.a. a higher quality solution with higher light transmission in the visible wavelength range with better surface conductivity.
  • Coating processes i.a. a higher quality solution with higher light transmission in the visible wavelength range with better surface conductivity.
  • the essential Advantage of the ITO pastes used according to the invention printing technology lies in the relatively simple application and almost any graphic design option, which is particularly important in the case of more complex systems electrical connections can be advantageous.
  • bus bars are electrically conductive borders used. Thereby uniform electrical fields are achieved and thus a uniform luminance. Furthermore, with this technique the Connection of the ITO electrode can be designed to be functionally favorable and ultimately the ITO electrode layer thickness in favor of greater transparency in thickness Minimum be reduced. According to the invention, bus bars are in Printing technology using silver, carbon, copper, etc. pastes printed, or a combination of these elements and thereby Surface resistance values in the range of a few 10 mOhm / square Values reached.
  • the value and Security product Security elements based on so-called Group II and microencapsulated inorganic compounds VI of the periodic table (e.g. ZnS, CdS) based on metals such as Cu, Mn, Ag are doped or activated and for which Printing technology design by gravure are suitable. It can also use electroluminescent security elements on the Based on organic polymers.
  • the electrodes are lateral using conductive gravure inks (ie lying flat next to each other), where in the resulting, also arranged approximately flat Field gap between the electrodes an alternating electrical field is generated, the field lines of which at least partially by penetrate the printed matter generated by EL substances and thereby make the electroluminescent security elements glow and this visually and mechanically for authenticity checking can be used.
  • it becomes a electrically conductive gravure ink based on carbon and / or silver or a mixture of both or silver-plated and / or gold-plated metallic pigments or Mica pigments in combination with suitable binders Based on polyurethanes and / or aliphatic polyester and appropriate diluents used, in particular the two electrode connections in a non-oxidizing Surface shape are executed.
  • A is preferably used as the dielectric and insulation layer aqueous polyurethane layer on the unprepared surface of the security document - preferably a bank note - before the actual graphic design and then applied the EL paste is printed the better and more elastic Adhesive bond with excellent surface resistance too to reach.
  • the luminescent security feature is here preferably designed graphically from individual points and lines.
  • the invention is in a preferred embodiment according to the description above, among other things in that for the first time laterally arranged electrodes by means of electrically conductive gravure inks or pastes like this be arranged that according to the extremely high resolution or Fineness of the printed image using gravure printing geometries be possible, the high electrical field strengths and thus the Electroluminescence excitation of typical zinc sulfide Phosphor layers enables.
  • certain EL substances can be covered by UV filter layers in the form of printing inks, for example pigments filled with TiO 2 , so that the EL substances are not excited by UV light, but only by excitation in an electrical field. This is particularly recommended for the machine check of the security document with the test device according to the invention, in which - in a preferred embodiment - visible light is no longer used for the check.
  • a value and Security product 1 described in the form of a banknote although the invention is not so limited.
  • the value and Security product 1 in Figures 1 to 13 is therefore in essentially from a paper which - in the shown Exemplary embodiment - consists of cotton fibers.
  • a first embodiment now provides that the El-active substances 5 on the embossing base 4 are applied outside the intaglio printing ink 2.
  • the depth the embossing is with such a value and Security product 1 with about 1-80 microns, the Height of the intaglio ink surcharge on the paper corresponding to approx. 20% of the depth of the embossing, i.e. approx. 1 to 20 microns.
  • the distance 6 is therefore about 1 to 80 microns.
  • FIG. 2 shows the enlarged representation of FIG. 1, it can be seen that the El substances 5 outside the Gravure area are arranged.
  • Figure 3 is in a modified embodiment shown that the El substances 5 also below the Intaglio printing ink 2 arranged in the area of the elevations 3 can be and therefore of intaglio printing ink 2 are covered.
  • Figure 3 shows that the El substances in a Surface coating 7 of the security document 1 protrude or - as shown in Figure 4, on the Surface coating 7 and below the intaglio printing ink 2 are arranged.
  • Figure 5 shows as a further embodiment that this El-active substances 5 from microcapsules 8 in the Intaglio printing ink 2 are mixed in and with this are printed.
  • Figures 8 and 9 further show that the El-effective Substances in pigment form in intaglio printing ink 2 are mixed in and used here a binder 11 becomes.
  • luminous colors 12 can also be used be added to the light emission of the El substances with the luminous colors 12 used here to one characteristic lighting of the security features 9 to bring.
  • Figures 10 and 11 show that in addition to the use of Luminous colors also used translucent printing inks 13, 14 different colors, e.g. green and red inks, printed in separate places can be made to light up in a single color El substances a different, visually visible To give coloring.
  • Luminous colors also used translucent printing inks 13, 14 different colors, e.g. green and red inks, printed in separate places can be made to light up in a single color El substances a different, visually visible To give coloring.
  • the colors mentioned can also be used a translucent printing ink with the addition of a UV filter are covered, or the translucent colors 13, 14 can also be applied under the El layer.
  • Electrode arrangement 19 consisting of two electrodes 24, 25, are arranged on the surface of the security document 1, the two electrodes 24, 25 as flat elements are arranged side by side (laterally) and between a zigzag-shaped, insulating field gap 26 train in the area of said electrical Alternating field is generated, which excites the El substances 5 is needed.
  • the two electrodes 24, 25 at least partially from an insulating printing ink 17 covered, and the two electrodes 24, 25 are through generates conductive printing inks 16, on which corresponding Contacts 18 are seated, one on contacts 18 AC voltage is applied. This is shown in Figure 13 where it can be seen that at the connections 20 the said AC voltage is applied.
  • the El-active substance 5 is in the intaglio ink 2 embedded and is at least partially above the Field gap 26 so that the field lines generated in the field gap 26 the security feature arranged on the field gap 26 enforce it and make it light up.

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Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Sicherheitsdokumente mit grafisch, bevorzugt im Tiefdruck, gestalteten Sicherheitsmerkmalen, die Punkt-, Strich- und/oder Flächen-förmig zum Leuchten gebracht werden können, wobei Wellenlängen im nicht sichtbaren UV Bereich bis in den vom menschlichen Auge sichtbaren Bereich von typisch 360 bis 780 nm aber auch im infraroten Bereich angestrebt und realisiert werden.
In der DE 43 10 082 A1 werden Elektrolumineszenzfolien vorgestellt, die aus anorganischem(n), elektrolumineszentem(n) Pigment(en) und thermoplastischem Kunststoff mittels Extrusion bzw. Koextrusion hergestellt werden. Grundsätzlich wäre die Extrusion bzw. Koextrusion eines derartigen Systems auf Sicherheitspapiere vorstellbar, doch erscheinen die grafischen Gestaltungsmöglichkeiten durch die Prozeßlogistik eingeschränkt zu sein und der gesamte Herstellprozeß für die Herstellung eines Sicherheitsdokumentes und der dafür erforderlichen Echtheitsüberprüfungs-Anordnungen sehr aufwendig zu werden.
In der DE 43 15 244 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines elektrolumineszierenden Films durch Verwendung der Sputtertechnik beschrieben. Auch dieses Verfahren wäre grundsätzlich für die Herstellung von Sicherheitsdokumenten vorstellbar, doch stellt ein derartiges Herstellverfahren einen extrem hohen Aufwand hinsichtlich der für diese Technik erforderlichen Vakuumkammern dar und ist weiters sehr schwierig in einen möglichen Fertigungsablauf integrierbar und erzeugt zudem Filmschichten, die mittels zusätzlicher spezieller Beschichtungen für die hohen mechanischen Anforderungen an Sicherheitsdokumente ausgerüstet werden müßten.
In der DE 41 26 051 A1 wiederum wird ein Sicherheitsdokument mit eingebettetem flächenhaften Sicherheitselement (Sicherheitsfaden) vorgestellt, das mehrschichtig ausgebildet ist und elektrolumineszierende Eigenschaften aufweist. Nachteil dieser Anordnung ist, daß ein relativ hohe Flächenaufbau in Kauf genommen werden muß, denn die zur Anregung der El-Substanzen erforderlichen Elektroden sind übereinander liegend angeordnet.
Der Erfindung liegt deshalb ausgehend von der DE 41 26 051 A1 die Aufgabe zugrunde, ein Wert- und Sicherheitserzeugnis so weiterzubilden, daß die El-aktiven Sicherheitsmerkmale einen wesentlich dünneren Schichtaufbau auf der Oberfläche des Sicherheitsdokumentes bewirken.
Diese Aufgabe wird durch die technische Lehre des Anspruches 1 gelöst, der vorsieht, daß sich auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis eine im wesentlichen planare Elektrodenanordnung mit in etwa auf gleicher Ebene angeordneten und nebeneinander liegenden Elektroden befindet, die zwischen sich einen Feldspalt ausbilden, wobei die El-Substanzen von den im Feldspalt erzeugten Feldlinien des elektrischen Wechselfeldes durchsetzt werden.
Hierbei gibt es eine Reihe von verschiedenen Möglichkeiten, die alle als erfinderisch beansprucht werden. Neben dem Aufbringen der El-Substanzen im Stahltiefdruck werden auch andere Druckverfahren mit Anwendung der hier beschriebenen Lehre als erfinderisch beansprucht, nämlich insbesondere der wasserlose Offsetdruck, der Naßoffsetdruck, Siebdruck, Non-Impact-Drucktechniken und neuartige digitale Druckverfahren.
Statt einer Übereinanderschichtung von Elektroden - wie im Stand der Technik bekannt -, wird also die flächenhafte Nebeneinanderanordnung derartiger Elektroden mindestens teilweise auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis und/oder am Prüfgerät vorgesehen.
Vorteil der Erfindung ist also, daß auf die Ausbildung eines mehrschichtig-übereinander angeordneten, flächigen EL-Systems verzichtet wird.
Beim Stand der Technik ist zu befürchten, daß der bekannte Laminataufbau, der auch hinsichtlich Dauerbeanspruchung extremen Anforderungen ausgesetzt ist, nicht die notwendige Verschleißfestigkeit aufweist. Ein weiterer Nachteil: ein Sicherheitsfaden ist nicht integraler Bestandteil eines Wert- und Sicherheitserzeugnisses und kann entfernt werden. Diese Anordnung benötigt auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis aufgebrachte Kontakte, während bei der Erfindung ein Teil der Ausführungsbeispiele einen Kontakt auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis nicht benötigen.
Im Gegensatz zu üblichen Elektrolumineszenz- (im weiteren mit EL bezeichnet) Systemen, die zwischen flächigen Elektroden aufgebaut sind, wird in der vorliegenden Erfindung in einer Ausführungvariante auf diesen doch relativen dicken Aufbau insofern verzichtet, als das elektrische Feld lateral, das heißt flächig, aufgebaut wird.
Für einen erfindungsgemäßen El-Plattenkondensatoraufbau (bei dem jetzt erfindungsgemäß die Kondensator-"Platten" in einer im wesentlichen gleichen Ebene nebeneinander liegend ausgebildet sind und im dazwischen liegenden Feldspalt das zur Anregung notwendige Feld erzeugt wird) wird eine transparente, elektrisch leitfähige Schicht benötigt, die mittels sogenannter ITO-Pasten (Indium-Tin-Oxide) erreicht wird. Gleiches wird im übrigen auch durch vorbeschichtete transparente Folien oder Gläser erreicht.
Typischerweise werden biaxial orientierte und thermisch stabilisierte Polyesterfolien mit aufdampftechnisch bzw. sputtertechnisch beschichteter, elektrisch leitfähiger Zinnoxid-, Indium-Zinn-Oxid (ITO), bzw. ganz allgemein transparenter elektrisch leitender metallisierter Oberflächen mit Flächenwiderstandswerten im Bereich weniger Ohm / Quadrat bei Glassubstraten und typisch 20 Ohm/Quadrat bis zu 300 Ohm/Quadrat und darüber, verwendet.
Hochwertige EL-Systeme bedürfen einer gleichmäßigen Leuchtdichte und einer maximalen Lichtausbeute. Glassubstrate bieten aufgrund der hohen thermischen Belastbarkeit bei Beschichtungsprozessen i.a. eine höherwertige Lösung mit höherer Lichtdurchlässigkeit im sichtbaren Wellenlängenbereich bei gleichzeitig besserer Flächenleitfähigkeit. Der wesentliche Vorteil der - nach der Erfindung eingesetzten - ITO-Pasten Drucktechnik liegt jedoch in der relativ einfachen Applikation und der nahezu beliebigen grafischen Gestaltungsmöglichkeit, was insbesondere bei komplexeren Systemen hinsichtlich der elektrischen Anschlüsse vorteilhaft sein kann.
Da derartige ITO-Siebdruckpasten kaum Flächenwiderstandswerte unter 300 bis 400 Ohm/Quadrat zulassen, werden bei der Erfindung sogenannte Bus-bars, das sind elektrisch gut leitfähige Umrandungen, verwendet. Dadurch werden gleichmäßige elektrische Felder erreicht und damit eine gleichmäßige Leuchtdichte. Weiters kann mit dieser Technik der Anschluß der ITO-Elektrode funktionell günstig gestaltet werden und letztendlich kann die ITO-Elektroden-Schichtstärke zugunsten einer höheren Transparenz in der Dicke auf ein Minimum reduziert werden. Nach der Erfindung werden Bus-bars in Drucktechnik mittels Silber-, Carbon- Kupfer-, etc. Pasten gedruckt, bzw. einer Kombination aus diesen Elementen und dabei Flächenwiderstandswerte im Bereich einiger 10 mOhm/Quadrat Werte erreicht.
Erfindungsgemäß werden daher folgende unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben, wobei jeweils eine Anregung der EL-Substanzen über ein elektrisches Wechselfeld vorgesehen ist.
  • 1.eine laterale Elektrodenanordnung auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis,
  • 2.eine Elektrodenanordung in lateraler oder gegenüberliegender Anordnung außerhalb des Sicherheitsdokumentes, d.h. in einem Auslesegerät,
  • 3.eine laterale Elektrodenanordnung auf einem transparenten Abdecksubstrat im Auslesegerät,
    • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Wert- und Sicherheitserzeugnis Sicherheitselemente auf Basis sogenannter mikroverkapselter anorganischer Verbindungen der Gruppe II und VI des Periodensystems (z.B. ZnS, CdS) auf, die mit Metallen wie Cu, Mn, Ag dotiert bzw. aktiviert sind und für die drucktechnische Gestaltung mittels Tiefdruck geeignet sind. Es können auch elektrolumineszierende Sicherheitselemente auf der Basis organischer Polymere aufgebaut werden.
    Die Elektroden sind mittels leitfähiger Tiefdruckfarben lateral (das heißt flächig neben einander liegend) ausgebildet, wobei im sich dadurch ergebenden, ebenfalls etwa flächig angeordneten Feldspalt zwischen den Elektroden ein elektrisches Wechselfeld erzeugt wird, dessen Feldlinien mindestens teilweise das durch die El-Substanzen erzeugte Druckbild durchdringen und dadurch die Elektrolumineszenz-Sicherheitselemente zum Leuchten bringen und diese damit visuell und maschinell zur Echtheitsprüfung herangezogen werden können.
    Es wird in einer bevorzugten Ausführungsform eine elektrisch leitfähige Tiefdruckfarbe auf Basis Kohlenstoff und/oder Silber bzw. einer Mischung aus beiden bzw. versilberter und/oder vergoldeter metallischer Pigmente oder Glimmer Pigmente in Verbindung mit geeigneten Bindemitteln auf Basis Polyurethanen und/oder aliphatischer Polyester und entsprechenden Verdünnungsmitteln verwendet, wobei insbesondere die beiden Elektrodenanschlüsse in einer nichtoxidierenden Oberflächenform ausgeführt sind.
    Als Dielektrikum und Isolationsschicht wird bevorzugt eine wäßrige Polyurethanschicht auf der unvorbereiteten Oberfläche des Sicherheitsdokumentes - bevorzugt eines Geldscheines -vor der eigentlichen grafischen Gestaltung aufgebracht und danach wird die EL-Paste gedruckt um so einen guten und elastischer Haftverbund mit hervorragender Oberflächenbeständigkeit zu erreichen.
    Das lumineszierende Sicherheitsmerkmal ist hierbei bevorzugt aus einzelnen Punkten und Linien grafisch gestaltet.
    Es können darüber hinaus über/ unter/ neben den lumineszierenden Elementen entsprechend grafisch gestaltete, durchscheinende Farben angebracht werden und dadurch unterschiedliche Farb-Leuchteffekte erzielt werden.
    Ein Verfahren zur Herstellung des Sicherheitsdokumentes umfaßt folgende Verfahrenschritte:
    • Grafische Gestaltung der Substrate, insbesondere spezieller Sicherheitspapiere im Bereich von etwa 80 bis 200 g/m2 Flächengewicht, mittels grafischer Druckverfahren, insbesondere dem Tiefdruck, dem wasserlosen Offsetdruck, dem Naßoffsetdruck, dem Siebdruck, dem Non-Impact-Druck und mittels anderer neuartiger, digitaler Druckverfahren,
    • Gegebenenfalls Druck eines Haftvermittlers in Form einer wäßrigen Polyurethandispersion zwecks optimaler Anbindung und Einbettung der folgenden Druckschichten,
    • Druck der lateralen Elektroden mittels leitfähiger Pasten und je nach System Wiederholung dieses Vorganges mehrere Male zwecks Erreichen eines Flächenwiderstandes, der für die jeweils gewählte Geometrie der Sicherheitselemente eine ausreichende Stromversorgung bzw. einen ausreichend niedrigen Flächenwiderstand aufweist,
    • Druck einer Isolationsfarbe, insbesondere mit der Eigenschaft der hohen Elastizität, des guten Verbundes zum Substrat, zur leitfähigen Beschichtung und zur anschließenden EL-Farbe, als auch mit einer möglichst hohen Dielektrizitätskonstante, wobei insbesondere wäßrige Polyurethan-Dispersions Systeme und /oder gefüllt mit Bariumtitanat (BaTiO3) zwecks Erhöhung der Dielektrizitätskonstante, Verwendung finden,
    • Druck der EL-Paste bzw. der verschiedenfarbig leuchtenden Phosphorpasten - gegebenenfalls unter Beimengung sogenannter Abstandshalter, die eine Beschädigung der mikroverkapselten Leuchtpigmente durch zu hohe Pressung beim Druckvorgang vermeiden sollen,
    • Druck gegebenenfalls transluzenter Farben zwecks zusätzlicher grafischer und sicherheitstechnischer Gestaltung,
    • Druck gegebenenfalls passivierender, elektrisch leitender Farben auf die elektrischen Anschlußstellen in Form von speziellen Leitfarben bzw. Pasten, insbesondere auf Basis Carbon und Gold,
    • Druck einer elastischen, transparenten, abriebbeständigen und gut haftenden Schutzschicht, insbesondere auf Basis wäßriger Polyurethan-Dispersionen,
    • Aushärtung der genannten Drucke jeweils im Anschluß an den Druckvorgang,
    • Optional kann als letzter Arbeitsschritt eine Art Thermopressung zwecks Stabilisierung und Qualitätsverbesserung des Sicherheitsdokumentes bei Temperaturen bis zu 200°C und Drücken bis zu 500 N/cm2 erfolgen.
    Die Erfindung liegt in einer bevorzugten Ausgestaltung entsprechend der vorstehenden Beschreibung also unter anderem darin, daß erstmals lateral angeordnete Elektroden mittels elektrisch leitfähiger Tiefdruckfarben bzw. Pasten derart angeordnet werden, daß gemäß der extrem hohen Auflösung bzw. Feinheit des Druckbildes mittels Tiefdrucktechnik Geometrien möglich werden, die hohe elektrische Feldstärken und damit die Elektrolumineszenz-Anregung von typischen Zink-Sulfid Phoshorschichten ermöglicht.
    In diesem Sinne stellt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Tiefdrucktechnik durch die extrem hohe mögliche Auflösung und die doch mehrere µm dicke Schichtstärke eine sehr günstige Lösung für die vorliegende Erfindung dar. Allerdings bedarf die Gestaltung der diversen Tiefdruckfarben bzw. Pasten der speziellen Abstimmung auf wesentlich kleinere Pigmentdurchmesser verglichen zu Siebdruckfarben.
    Vorteilhaft bei der Erfindung ist die Anwendung mikroverkapselter Elemente mit EL-Phosphorpasten im Tiefdruck und dabei werden Kapseldurchmesser mit einigen µm (z.B. im Bereich von 0,2 µm bis 40 µm) verwendet.
    In einer Weiterbildung der Ausführungsform kommen neuartige Substanzen zum Einsatz, nämlich lumineszierende Substanzen auf Basis überwiegend mit Mn aktivierter Silikate, Phosphate, Wolframate, Germanate, Borate, etc., jedoch insbesondere auch auf der Basis Zn2SiO4:Mn (= typische Substanzen für Leuchtstoffröhren).
    Zusätzlich können bestimmte El-Substanzen durch UV-Filterschichten in Form von Druckfarben, z.B. mit TiO2 - gefüllte Pigmente derart abgedeckt werden, so daß keine Anregung der El-Substanzen durch UV-Licht erfolgt, sondern ausschließlich durch Anregung im elektrischen Feld. Dies empfiehlt sich vor allem für die maschinelle Überprüfung des Sicherheitsdokuments mit dem erfindungsgemäßen Prüfgerät, bei dem - in einer bevorzugten Ausgestaltung - sichtbares Licht nicht mehr zur Überprüfung verwendet wird.
    Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
    Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
    Es zeigen:
    Figur 1:
    Schnitt durch eine Banknote nach der Erfindung mit einer El-Substanz,
    Figur 2:
    ein vergrößerter Schnitt durch die Banknote nach Figur 1 in einer ersten Ausführungsform,
    Figur 3:
    eine zweite Ausführungsform,
    Figur 4:
    eine dritte Ausführungsform,
    Figur 5:
    eine vierte Ausführungsform,
    Figur 6:
    die Draufsicht auf ein Wert- und Sicherheitserzeugnis mit Sicherheitsmerkmalen,
    Figur 7:
    eine weitere Ausführungsform eines Sicherheitsdokuments mit Sicherheitsmerkmalen,
    Figur 8:
    Schnitt durch ein Wert- und Sicherheitserzeugnis nach der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform,
    Figur 9 bis Figur 11:
    weitere Ausführungsformen von Sicherheitsdokumenten,
    Figur 12:
    Schnitt durch ein Wert- und Sicherheitserzeugnis mit an der Oberfläche angebrachten, lateralen Elektroden,
    Figur 13:
    die Draufsicht auf die Anordnung nach Figur 12,
    In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Wert- und Sicherheitserzeugnis 1 in Form einer Banknote beschrieben, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Das Wert- und Sicherheitserzeugnis 1 in den Figuren 1 bis 13 besteht also im wesentlichen aus einem Papier, welches - im gezeigten Ausführungsbeispiel - aus Baumwollfasern besteht. Es sind Prägungen an der Oberfläche angebracht, so daß diese Prägungen sich durch unterschiedliche Erhöhungen 3 und einen entsprechenden Prägegrund 4 im Schnitt darstellen, wobei ersichtlich ist, daß die zum Bedrucken der Banknote (Wert- und Sicherheitserzeugnis 1) verwendete Stichtiefdruckfarbe 2 auf den Erhöhungen 3 abgesetzt ist.
    Erfindungsgemäss ist nun in einer ersten Ausführungsform vorgesehen, daß die El-wirksamen Substanzen 5 auf dem Prägegrund 4 außerhalb der Stichtiefdruckfarbe 2 aufgebracht sind. Die Tiefe der Prägung ist bei einem derartigen Wert- und Sicherheitserzeugnis 1 etwa mit 1-80 µm anzugeben, wobei die Höhe der Stichtiefdruckfarbe-Aufschlag auf dem Papier entsprechend ca. 20% der Tiefe der Prägung, also ca. 1 bis 20 µm.
    Der Abstand 6 beträgt also etwa 1 bis 80 µm.
    Die Figur 2 zeigt die vergrößerte Darstellung der Figur 1, wobei erkennbar ist, daß die El-Substanzen 5 außerhalb des Tiefdruckbereiches angeordnet sind.
    In Figur 3 ist in einem abgewandelten Ausführungsbeispiel dargestellt, daß die El-Substanzen 5 auch unterhalb der Stichtiefdruckfarbe 2 im Bereich der Erhöhungen 3 angeordnet sein können und demzufolge von der Stichtiefdruckfarbe 2 überdeckt sind.
    Hierbei zeigt die Figur 3, daß die El-Substanzen in eine Oberflächenbeschichtung 7 des Sicherheitsdokuments 1 hineinragen oder - wie in Figur 4 gezeigt, auf der Oberflächenbeschichtung 7 und unterhalb der Stichtiefdruckfarbe 2 angeordnet sind.
    Die Figur 5 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel, daß diese El-wirksamen Substanzen 5 aus Mikrokapseln 8 in die Stichtiefdruckfarbe 2 hineingemischt sind und mit dieser verdruckt sind.
    Mit den gegebenen Ausführungsbeispielen nach den vorher genannten Zeichnungen können damit Sicherheitsmerkmale 9,10 entsprechend den Figuren 6 bis 7 verwirklicht werden. In Figur 6 sind derartige El-Sustanzen als Sternenkranz eines Europa-Symbols ausgebildet, während in Figur 7 diese El-wirksamen Substanzen als Ziffer im Sternenkranz ausgebildet sein können.
    Es liegt auf der Hand, daß auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis beliebige Formengebungen und beliebige Anordnungen der El-Substanzen entweder in offensichtbarer Form oder auch in verdeckter Form möglich sind.
    Die Figuren 8 und 9 zeigen weiter, daß die El-wirksamen Substanzen in Pigmentform in die Stichtiefdruckfarbe 2 hineingemischt sind und hierbei ein Bindemittel 11 verwendet wird.
    Zusätzlich können auch gemäß Figur 9 Leuchtfarben 12 hinzugemischt werden, um die Lichtemission der El-Substanzen mit den hier verwendeten Leuchtfarben 12 zu einem charakteristischen Aufleuchten der Sicherheitsmerkmale 9 zu bringen.
    Die Figuren 10 und 11 zeigen, daß neben der Verwendung von Leuchtfarben auch transluzente Druckfarben 13,14 verwendet werden können, wobei unterschiedliche Farbgebungen, wie z.B. grüne und rote Druckfarben, an getrennten Stellen verdruckt werden können, um den in einer einzigen Farbe aufleuchtenden El-Substanzen eine unterschiedliche, visuell sichtbare Farbgebung zu geben.
    Zusätzlich können gemäß Figur 11 die genannten Farben auch mit einer transluzenten Druckfarbe unter Hinzunahme eines UV-Filters überdeckt werden, oder die transluszenten Farben 13,14 können auch unter der El-Schicht aufgebracht sein.
    In den folgenden Ausführungsbeispielen wird nun als weitere Ausführungsform beschrieben, daß die zur Herstellung des elektrischen Wechselfeldes notwendigen Elektroden entweder vollständig auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis angebracht sind oder zumindest eine Elektrode auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis angeordnet ist, während sich die andere Elektrode im Prüfgerät befindet.
    In den Figuren 12 und 13 ist dargestellt, daß eine Elektrodenanordnung 19, bestehend aus zwei Elektroden 24,25, auf der Oberfläche des Sicherheitsdokuments 1 angeordnet sind, wobei die beiden Elektroden 24,25 als flächige Elemente nebeneinander liegend (lateral) angeordnet sind und zwischen sich einen zick-zack-förmigen, isolierenden Feldspalt 26 ausbilden, in dessen Bereich das besagte elektrische Wechselfeld erzeugt wird, welches zur Anregung der El-Substanzen 5 benötigt wird.
    Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden die beiden Elektroden 24,25 mindestens teilweise von einer isolierenden Druckfarbe 17 überdeckt, und die beiden Elektroden 24,25 sind durch leitfähige Druckfarben 16 erzeugt, auf denen entsprechende Kontakte 18 aufsitzen, wobei an den Kontakten 18 eine Wechselspannung angelegt ist. Dies ist in Figur 13 dargestellt, wo sichtbar ist, daß an den Anschlüssen 20 die genannte Wechselspannung angelegt wird.
    Die El-wirksame Substanz 5 ist in die Stichtiefdruckfarbe 2 eingebettet und befindet sich mindestens teilweise über dem Feldspalt 26, so daß die im Feldspalt 26 erzeugten Feldlinien das auf dem Feldspalt 26 angeordnete Sicherheitsmerkmal durchsetzen und dieses zum Aufleuchten bringen.
    Zeichnungs-Legende
    1
    Wert- und Sicherheitserzeugnis
    2
    Stichtiefdruckfarbe
    3
    Erhöhung
    4
    Prägegrund
    5
    El-Substanz
    6
    Abstand
    7
    Oberflächenbeschichtung
    8
    Mikrokapsel
    9
    Sicherheitsmerkmal
    10
    Sicherheitsmerkmal
    11
    Bindemittel
    12
    Leuchtfarbe
    13
    transluzente Druckfarbe
    14
    transluzente Druckfarbe
    15
    transluz.Druckfarbe mit
    16
    leitfähige Druckfarbe
    17
    isolierende Druckfarbe
    18
    Kontakt
    19
    Elektrodenanordnung
    20
    Anschluß
    21
    -
    22
    -
    23
    -
    24
    Elektrode
    25
    Elektrode
    26
    Feldspalt

    Claims (32)

    1. Wert- und Sicherheitserzeugnis, wie Banknote, Ausweiskarte oder dgl. mit eingebettetem Sicherheitselement, welches Substanzen enthält, die elektrolumineszierende Eigenschaften ausweisen und durch Anregung in einem elektrischen Wechselfeld eine elektromagnetische Strahlung emittieren, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis (1) eine im wesentlichen planare Elektrodenanordnung (19) mit in etwa auf gleicher Ebene angeordneten und nebeneinander liegenden Elektroden (24,25) befindet, die zwischen sich einen Feldspalt (26) ausbilden, wobei die elektrolumineszierenden Substanzen (5) von den im Feldspalt (26) erzeugbaren Feldlinien des elektrischen Wechselfeldes durchsetzbar sind.
    2. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolumineszierenden Substanzen (5) etwa flächig auf oder unter und parallel zu den Elektroden (24,25) mindestens im Bereich des Feldspaltes (26) angeordnet sind.
    3. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung aus kammartig ineinander greifenden Elektrodenfingern (24, 25) besteht, welche Elektrodenfinger einen mäanderförmigen Feldspalt (26) zwischen sich ausbilden.
    4. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung aus Druckfarben (2) und Bindemittel (11) noch zusätzliche Leuchtfarben (12) in Form von Pigmenten beigemischt sind.
    5. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das die elektrolumineszierenden Substanzen (5) aufweisende Druckbild mit transluzenten Druckfarben (13) abgedeckt ist.
    6. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den transluzenten Druckfarben (13) zusätzlich ein UV-Filter (15) beigemischt ist, oder ein UV-Filter in Form einer Verkapselung der Pigmente vorgesehen ist.
    7. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments, welches im Stahltiefdruck mit mehreren Stichtiefdruckfarben (2) bedruckt wird, wobei es folgende Verfahrensschritte umfaßt:
      1. Grafische Gestaltung von Substraten, insbesondere spezieller Sicherheitspapiere bis 200 g/m2 Flächengewicht, mittels Tiefdrucktechniken, Siebdrucktechniken und anderer Druckverfahren,
      2. Druck einer planaren Elektrodenanordnung (19) mit in etwa auf gleicher Ebene angeordneten und nebeneinander liegenden Elektroden (24, 25), die zwischen sich einen Feldspalt (26) ausbilden mittels leitfähiger Pasten,
      3. Druck einer elektrisch isolierenden Isolationsfarbe mindestens teilweise über die Elektroden,
      4. Druck einer elektrolumineszierenden Substanz mindestens teilweise über die Elektroden,
      5. Druck passivierender, elektrisch leitender Farben auf die elektrischen Anschlußstellen in Form von Leitfarben bzw. Pasten, insbesondere auf Basis Carbon und Gold,
      6. Druck einer elastischen, transparenten, abriebbeständigen Schutzschicht, insbesondere auf Basis wäßriger Polyurethan-Dispersionen,
      7. Aushärtung der genannten Drucke jeweils im Anschluß an den Druckvorgang.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Druck ein Haftvermittler in Form einer wässrigen Polyurethandispersion zwecks optimaler Anbindung und Einbettung der folgenden Druckschichten aufgebracht wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im 3. Verfahrensschritt im Druck verarbeitete Isolationsfarbe wässrige Polyurethandispersions-Systeme und/oder Bariumtitanat (BaTiO3) enthält, zwecks Erhöhung der Dielektrizitätskonstante.
    10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im 4. Verfahrensschritt im Druck verarbeitete elektrolumineszierende Substanz aus verschiedenfarbigen elektrolumineszierenden Pasten besteht, denen gegebenenfalls, bei Verkapselung der Leuchtpigmente, sogenannte Abstandshalter beigemengt sind, die eine Beschädigung der mikroverkapselten Leuchtpigmente durch zu hohe Pressung beim Druckvorgang vermeiden.
    11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach der im 4. Verfahrensschritt im Druck verarbeitete elektrolumineszierende Substanz transluzente Farben zwecks zusätzlicher grafischer und sicherheitstechnischer Gestaltung auf- oder unter gedruckt werden.
    12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem letzten Verfahrensschritt eine Thermopressung zwecks Stabilisation und Qualitätsverbesserung des Sicherheitsdokumentes bei Temperaturen bis zu 200°C und Drücken bis zu 5 x 106 Pa erfolgt.
    13. Wert- und Sicherheitserzeugnis mit einem Bereich, der eine gedruckte Schicht aufweist, in der mindestens eine elektrolumineszierende Substanz als Sicherheitsmerkmal in die Druckfarbe eingebettet ist, wobei die mindestens eine elektrolumineszierende Substanz durch Anregung im elektrischen Wechselfeld eine elektromagnetische Strahlung (Elektrolumineszenz) emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der gedruckten Schicht derart gewählt ist, dass die Elektrolumineszenz durch ein elektrisches Wechselfeld, erzeugt von einer im wesentlichen planaren Elektrodenanordnung mit in etwa auf gleicher Ebene angeordneten und nebeneinander liegenden Elektroden, die zwischen sich einen Feldspalt (26) ausbilden und den Bereich mit elektrischen Feldlinien durchsetzen, anregbar ist.
    14. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der gedruckten Schicht in dem Bereich kleiner oder gleich 40 µm, vorzugsweise kleiner oder gleich 20 µm ist.
    15. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der gedruckten Schicht mindestens ein Bindemittel zugefügt ist.
    16. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der gedruckten Schicht mindestens eine Leuchtfarbe zugefügt ist.
    17. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die gedruckte Schicht mittels Tiefdruck oder Offsetdruck oder Siebdruck hergestellt ist.
    18. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrolumineszierende Substanz mikroverkapselt vorliegt.
    19. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verkapselung ein UV-Filter vorgesehen ist.
    20. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die im wesentlichen planare Elektrodenanordnung auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis angeordnet ist und sich in den Bereich der mindestens eine elektrolumineszierende Substanz aufweisenden gedruckten Schicht erstreckt, wobei der Bereich der mindestens eine elektrolumineszierende Substanz aufweisenden gedruckten Schicht mindestens teilweise im Feldspalt angeordnet ist und von den elektrischen Feldlinien durchsetzt ist.
    21. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (35) aus kammartig ineinander greifenden Elektrodenfingem besteht, wobei die Elektrodenfinger einen mäanderförmigen Feldspalt zwischen sich ausbilden.
    22. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Bereich der mindestens eine elektrolumineszierende Substanz aufweisenden gedruckten Schicht sichtbare oder nicht sichtbare elektromagnetische Strahlung emittierbar ist.
    23. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der mindestens eine elektrolumineszierende Substanz aufweisenden gedruckten Schicht mit einer transluzenten Druckfarbe abgedeckt ist.
    24. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der transluzenten Druckfarbe ein UV-Filter beigemischt ist.
    25. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments, welches im Stahltiefdruck mit mehreren Stichtiefdruckfarben (2) bedruckt wird, wobei es folgende Verfahrensschritte umfasst:
      1. Grafische Gestaltung eines Substrats mittels Tiefdrucktechniken und/oder Siebdrucktechniken und/oder anderer Druckverfahren,
      2. Druck von lateralen, im wesentlichen planaren Elektrodenanordnung mit in etwa auf gleicher Ebene angeordneten und nebeneinander liegenden, einen Feldspalt ausbildenden Elektroden,
      3. Druck einer Isolationssubstanz,
      4. Druck einer Farbe, in die mindestens eine elektrolumineszierende Substanz eingebettet ist in einen Bereich, der mindestens teilweise im Feldspalt der Elektroden liegt,
      5. Druck von elektrisch leitenden Substanzen auf die Anschlussstellen der Elektroden,
      6. Druck einer für die für die Elektrolumineszenz transparenten Schutzschicht, wobei die genannten Drucke jeweils im Anschluss an den Druckvorgang einem Aushärteschritt unterzogen werden.
    26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Substanzen Kohlenstoff oder Gold sind.
    27. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Schutzschicht auf einer wäßrigen Polyurethan-Dispersion basiert.
    28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein spezielles Sicherheitspapier mit einem Flächengewicht von bis zu 200 g/m2 ist.
    29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Druck ein Haftvermittler in Form einer wäßrigen Polyurethandispersion aufgebracht wird.
    30. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationssubstanz eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist, wobei diese beispielsweise auf Basis einer wäßrigen Polyurethandispersion, gefüllt mit BaTiO3 (Bariumtitanat) realisiert wird.
    31. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine elektrolumineszierende Substanz in der Farbe mikroverkapselt vorliegt.
    32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbe mit der elektrolumineszierenden Substanz Abstandshalter zur Vermeidung einer Beschädigung der mikroverkapselten elektrolumineszierenden Substanzen bei einem Druckvorgang beigemengt sind.
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