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Dokumentenidentifikation DE102004057918A1 01.06.2006
Titel Laserkennzeichnung von Wertdokumenten
Anmelder Merck Patent GmbH, 64293 Darmstadt, DE
Erfinder Klein, Sylke, Dr., 64380 Roßdorf, DE;
Weiden, Michael, Dr., 64285 Darmstadt, DE;
Kraas, Wolfgang, Dr., 64285 Darmstadt, DE;
Ullmann, Klaus-Christian, Dr., 64625 Bensheim, DE;
Krietsch, Burkhard, 64807 Dieburg, DE
DE-Anmeldedatum 30.11.2004
DE-Aktenzeichen 102004057918
Offenlegungstag 01.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.06.2006
IPC-Hauptklasse B44F 1/12(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B42D 15/10(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   D21H 21/40(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   G07D 7/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Gegenstand der Erfindung ist die Laserkennzeichnung von Wertdokumenten, die auf Wechselwirkung der Laserstrahlung mit den eingesetzten Druckfarbensystemen beruht.

Beschreibung[de]

Gegenstand der Erfindung ist die Laserkennzeichnung von Wertdokumenten, die auf Wechselwirkung der Laserstrahlung mit den eingesetzten Druckfarbensystemen beruht.

Dem Fachmann sind seit langem Laserablationsverfahren bekannt, insbesondere für Wertpapiere wie Banknoten, die durch das vollständige Entfernen der aufgebrachten Druckfarbe beispielsweise negative Seriennummern erzeugen, wie z.B. in der DE-OS 28 36 529 beschrieben. Diese bieten Sicherheitsvorteile, weil zum einen Nummerierungswalzen mit negativen Zeichen schwer erhältlich sind und zum anderen das Erzeugen weißer Zahlen (vorausgesetzt das Banknotenpapier ist weiß) auf mehrfarbig bedruckten Wertpapieren mit herkömmlichen Druckverfahren schwierig ist, wie z.B. in der DE-OS 28 36 529 beschrieben.

Aus der WO 98/03348 ist das Laserätzen des Wertdokuments selbst, d.h. das örtliche Ablatieren des Dokuments bis hin zur Perforierung in Kombination mit Bleich- und Entfärbungserscheinungen der bedruckten Bereiche bekannt.

Weitere Sicherheitskennzeichnungen sind, wie beispielsweise in der WO 2004/009371 A1 beschrieben, durch das laserinduzierte Erzeugen von fühlbaren (taktilen) reliefartigen Markierungen auf Wertdokumenten mit/ohne Schwärzung bzw. Farbveränderung des entsprechend modifizierten Sicherheitspapiers möglich.

Die im Stand der Technik beschriebenen Verfahren zur Kennzeichnung von Wertdokumenten haben aber den Nachteil, dass nur eine vollflächige und vollständige Laserablation, die die Kennzeichnung erzeugt, möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher die fälschungs- und kopiersichere Kennzeichnung von Wertdokumenten unter Verwendung der Lasertechnik zu entwickeln, die die oben angegebenen Nachteile nicht aufweisen.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass die Laserkennzeichnung von Wertdokumenten, sofern sie ein spezielles Druckfarbenschichtsystem aufweisen, möglich ist durch

  • 1. selektiven Farbabtrag der Druckfarben und
  • 2. Erzeugung einer Mikroschrift mit/ohne Taktilität

Die Lasertechnik selbst bietet bei der Kennzeichnung Vorteile, da sie aufgrund der hohen Anschaffungskosten und des apparativen Aufwandes kaum für Fälschungen zur Verfügung steht und Markierungen auf Wertdokumenten erzeugt, die schwerlich oder gar nicht durch übliche Druckverfahren nachgestellt werden können.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Laserkennzeichnung von Wertdokumenten, die sich dadurch auszeichnet, dass auf ein Substrat mindestens eine Druckfarbe oder ein Druckfarbenschichtsystem aufgebracht wird, wobei die Druckfarbe oder mindestens eine Schicht im Druckfarbenschichtsystem eine lasersensitive Komponente enthält und die Druckfarbe mittels eines Lasers selektiv abgetragen wird und optional zusätzlich in den selektiv abgetragenen Bereichen mit dem Laser Mikroschriften/-bilder erzeugt werden.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich Wertdokumente wie Banknoten, Bank- und Kreditkarten, Schecks, Scheckkarten, Wertpapiere, Urkunden, Ausweise, Wert- und Briefmarken, Zertifikate, Identifikationskarten, Prüfungsbescheinigungen, Bahn- und Flugtickets, Eintrittskarten, Telefonkarten, etc., fälschungs- und kopiersicher, permanent und kodiert zu kennzeichnen.

Wie in 1 a) dargestellt führt die Einwirkung von geeigneter Laserstrahlung auf die erfindungsgemäß angewendeten Druckfarbensysteme zum selektiven Abtrag einer Farbschicht, d.h. es werden sehr fein graduierte Farbverläufe vom Originalfarbton bis zum vollständigen Abtrag innerhalb des Kennzeichnungsbildes erzielt. Dies kann mit der – für das Laserablenkverfahren typischen – quasi unbegrenzten Flexibilität und Individualität erfolgen, d.h. für jegliche graphische Darstellung, für alphanumerische Zeichen (Buchstaben, Zahlen etc.), für zufällig generierte oder sich fortlaufend ändernde Seriennummern und Kodierungen (Barcode, Data Matrix Code, etc.).

Unter Verwendung von speziellen Sicherheitspigmenten und -farbstoffen sind fälschungs- und kopiersichere Kennzeichnungen möglich. Das sind im – für das menschliche Auge – sichtbaren Bereich z.B. Pigmente mit Perlglanzeffekt, mehrschichtige Interferenzpigmente, optisch variable Pigmente, oder im – für das menschliche Auge – unsichtbaren Bereich (IR-, UV-Bereich) entsprechende Farbmittel, die selektiv bis vollständig abgetragen bzw. in ihren aktiven Farbzentren geschwächt bzw. zerstört werden können oder nach dem Abtrag einer obersten anderen Farbschicht sichtbar bzw. unter UV/IR-Licht detektierbar werden.

Zusätzlich dazu können sowohl in den selektiv abgetragenen als auch in den nicht abgetragenen bedruckten Bereichen mit Hilfe eines geeigneten Lasers Mikroschriften/-bilder mit Schrift-/Bildgrößen unter 500 &mgr;m und Strichstärken unter 60 &mgr;m erzeugt werden (1b).

Diese Kennzeichnung erfolgt innerhalb des aufgedruckten und/oder des bereits selektiv ablatierten Schichtsystems durch Abtrag bzw. Entfärbung/Karbonisierung der Druckfarbe.

Abhängig von den verwendeten Druckfarben und Laserparametern können die so erzeugten Mikroschriften/-bilder eine Taktilität aufweisen.

Die ertindungsgemäßen Druckfarbensysteme können auf verschiedene Substrate (2, Schicht (4)) wie z.B. Papier, Pappe, Karton, Kunststoffe, Kunststofffolien und Laminate gedruckt und der Laserkennzeichnung unterzogen werden. Für Sicherheitsanwendungen kommen insbesondere Papiere mit Anteilen von Fasern der Einjahrespflanzen wie Baumwolle (z.B. Baumwoll-Velinpapier) oder von Baumwollfasergemischen oder von Kunststofffasern in Betracht, die ein- oder mehrlagig aufgebaut sein können.

Alle dem Fachmann bekannten Kunststoffe sind geeignet, insbesondere Polyester, Polycarbonate, Polyethylen, Polypropylen, Polyimide, Polyacetale, Polyamiden, Polyesterester, Polyetherester, Polyphenylenether, Polyacetal, Polybutylenterephthalat, Polymethylmethacrylat, Polyvinylacetal, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylnitril-Styrol-Acrylester (ASA), Polyethersulfone und Polyetherketone sowie deren Copolymeren und/oder Mischung.

Für die erfindungsgemäßen Druckfarbensysteme haben sich die in den 24 dargestellten Schichtsysteme und -folgen als besonders geeignet erwiesen.

2 zeigt ein Druckfarbensystem, aufgebracht auf einem Wertdokument (4), bestehend aus einer Druckfarbe (1), einer lasersensitiven Schicht (2) und einer weiteren Druckfarbe (3). Die Schichten (1) und (3) können dabei gleich oder verschieden sein.

In 3 ist auf der Druckfarbe (3) nur eine weitere Druckfarbe (5) aufgetragen, die entweder das Laserlicht selbst absorbiert oder die lasersensitive Komponente aus Schicht (2) enthält.

4 stellt die Druckfarbe (5), auf ein Wertdokument aufgebracht, dar.

Die Dicke der Schichten (1), (2), (3) und (5) beträgt in der Regel 1–15 &mgr;m, insbesondere 2–10 &mgr;m, und ganz besonders bevorzugt 4–8 &mgr;m, wobei die Gesamtdicke aller Schichten 25 &mgr;m nicht übersteigen sollte. Die Dicke der Schichten (1), (2), (3) und (5) kann dabei gleich oder verschieden sein.

Unter entsprechender Lasereinwirkung wird die Druckfarbe (1) bzw. (5) fein graduiert, d.h. selektiv bis vollständig durch die lasersensitive Komponente in Schicht (2) bzw. (5) abgetragen.

Des weiteren kann mit der Eigenabsorption des Laserlichts durch die Druckfarbe (5) eine Schwärzung bzw. ein Aufhellen derselben erzielt werden. Dies kann durch den Zusatz einer geeigneten Polymerkomponente wie z.B. des intrinsisch markierenden Polyphenylensulfids (PPS) verstärkt werden.

Die darunter liegende Druckfarbenschicht (3) bzw. das Wertdokument (4) wird entsprechend fein graduiert und/oder als Mikroschrift sichtbar.

Die Druckfarben werden vorzugsweise mit folgenden Druckverfahren appliziert:

  • – Hochdruck
  • – Tiefdruck
  • – Flexodruck
  • – direkter Offsetdruck
  • – indirekter Offsetdruck
  • – Tampondruck
  • – Intagliodruck
  • – Siebdruck

Des weiteren ist die Applikation der Farbe mittels partieller oder Vollflächenlackierung in-line oder off-line möglich.

Als Druckfarbe (1) kommen alle farbmittelhaltigen Druckfarben in Betracht, die im angegebenen Wellenlängenbereich für das Laserlicht Idealerweise transparent und/oder transluzent sind.

Als Druckfarbe (3) können alle für den Wertdokumentedruck vorstellbaren Druckfarben, insbesondere solche mit weiteren Sicherheitsmerkmalen eingesetzt werden, da diese keiner Strahlenbelastung ausgesetzt sind.

Geeignet sind alle dem Fachmann bekannten Farbmittel, die sich bei der Laserbestrahlung nicht zersetzen und photostabil sind. Bei dem Farbmittel kann es sich auch um ein Gemisch aus zwei oder mehr Substanzen handeln. Der Anteil an Farbmitteln in der Druckfarbe beträgt vorzugsweise zwischen 5 und 35 Gew.%.

Als Farbmittel kommen alle dem Fachmann bekannten organischen und anorganischen Farbstoffe und Pigmente in Frage. Insbesondere geeignet sind Pigmente mit Perlglanzeffekt, mehrschichtige Interferenzpigmente, optisch variable Pigmente, UV-Farbstoffe, Azopigmente und -farbstoffe, wie z.B. Monoazopigmente- und Farbstoffe, Diarylpigmente, Isoindoline, Benzimidazolone, Disazopyrazolone, Beta-Naphthole, Naphthol AS-Pigmente, Disazo-Kondensationspigmente, BONS-Pigmente, polycyclischen Pigmente und Farbstoffe, wie z. B. Triarylcarboniumpigmente, Perinone, Perylene, Anthrachinone, Flavanthrone, Isoindolinone, Pyranthrone, Anthrapyrimidine, Chinacridone, Thioindigo, Dioxazine, Indanthronone, Diketo-Pyrolo-Pyrrole, Chinonphthalone, Metall-komplexierende Pigmente und Farbstoffe, wie z. B. Beta-Kupferphthalocyanine, Azomethin-, Dioxim-, Isoindolinon-Komplexe, Metallpigmente, Oxid- und Oxidhydroxid-pigmente, Oxid-Mischphasenpigmente, Metallsalzpigmente, wie z. B. Chromat-, Chromate-Molybdat-Mischphasenpigmente, Carbonatpigmente, Sulfid- und Sulfid-Selenpigmente, Komplexsalzpigmente und Silikatpigmente sowie rußbasierende Pigmente.

Von den genannten Farbmitteln sind insbesondere bevorzugt Monoazopigmente, Diarylpigmente, Benzimidazolone, Beta-Naphthole, Naphthol AS-Pigmente, BONS-Pigmente, Triarylcarboniumpigmente, Beta-Kupferphthalocyanine, Ruße (Pigment Black 7), Perlglanz- und optisch variable Pigmente sowie Metallpigmente.

Als lasersensitive Komponente in Schicht (2) oder in der Laserlichtabsorbierenden Druckfarbe (5) können alle Materialien verwendet werden, die im angegebenen Wellenlängenbereich die Laserlichtenergie ausreichend absorbieren und in Wärmeenergie umwandeln.

Die für die Markierung geeigneten lasersensitive Komponente basieren vorzugsweise auf Kohlenstoff, Ruß, Metalloxiden, wie z.B. Sn(Sb)O2, TiO2, Ruß, Anthracen, IR-absorbierenden Farbmitteln, wie z.B. Perylene/Rylene, Pentaerythrit, Kupferhydroxidphosphaten, Molybdändisulfiden, Antimon(III)oxid und Wismuthoxychlorid, plättchenförmigen, insbesondere transparenten oder semitransparenten Substraten aus z. B.

Schichtsilikaten, wie etwa synthetischer oder natürlicher Glimmer, Talkum, Kaolin, Glasplättchen, SiO2-Plättchen oder synthetischen trägerfreien Plättchen. Weiterhin kommen auch plättchenförmige Metalloxide, wie z. B. plättchenförmiges Eisenoxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliziumdioxid, LCP's (Liquid Crystal Polymers), holographische Pigmente, leitfähige Pigmente oder beschichtete Graphitplättchen in Betracht.

Als plättchenförmige Pigmente können auch Metallpulver eingesetzt werden, die unbeschichtet oder auch mit einer oder mehreren Metalloxidschichten bedeckt sein können; bevorzugt sind z. B. Al-, Cu-, Cr-, Fe-, Au-, Ag- und Stahlplättchen. Sollten korrosionsanfällige Metallplättchen wie z. B. Al-, Fe- oder Stahlplättchen unbeschichtet eingesetzt werden, werden sie vorzugsweise mit einer schützenden Polymerschicht überzogen.

Neben plättchenförmigen Substraten können auch kugelförmige Pigmente eingesetzt werden, z. B. aus Al, Cu, Cr, Fe, Au, Ag und/oder Fe.

Besonders bevorzugte Substrate sind mit ein oder mehreren Metalloxiden beschichtete Glimmerschuppen. Als Metalloxide werden dabei sowohl farblose hochbrechende Metalloxide, wie insbesondere Titandioxid, Antimon(III)oxid, Zinkoxid, Zinnoxid und/oder Zirkoniumdioxid verwendet als auch farbige Metalloxide, wie z. B. Chromoxid, Nickeloxid, Kupferoxid, Kobaltoxid und insbesondere Eisenoxid (Fe2O3, Fe3O4). Insbesondere bevorzugt wird als lasersensitive Komponente Antimon(III)oxid allein oder in Kombination mit Zinnoxid verwendet.

Diese Substrate sind bekannt und größtenteils kommerziell erhältlich, z. B. unter der Marke Iriodin® Lazerflair der Fa. Merck KGaA, und/oder können nach dem Fachmann bekannten Standardverfahren hergestellt werden. Pigmente auf der Basis transparenter oder semitransparenter plättchenförmiger Substrate werden z. B. beschrieben in den deutschen Patenten und Patentanmeldungen 14 67 468, 19 59 998, 20 09 566, 22 14 454, 22 15 191, 22 44 298, 23 13 331, 25 22 572, 31 37 808, 31 37 809, 31 51 343, 31 51 354, 31 51 355, 32 11 602, 32 35 017, 38 42 330, 44 41 223.

Beschichtete SiO2-Plättchen sind z. B. bekannt aus der WO 93/08237 (nasschemische Beschichtung) und der DE-OS 196 14 637 (CVD-Verfahren).

Mehrschichtpigmente basierend auf Schichtsilikaten sind beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften DE 196 18 569, DE 196 38 708, DE 197 07 806 und DE 198 03 550 bekannt. Besonders geeignet sind Mehrschichtpigmente, die folgenden Aufbau besitzen: Glimmer + TiO2 + SiO2 + TiO2 Glimmer + TiO2 + SiO2 + TiO2/Fe2O3 Glimmer + TiO2 + SiO2 + (Sn, Sb)O2 SiO2-Plättchen + TiO2 + SiO2 + TiO2

Besonders bevorzugte laserlichtabsorbierende Substanzen sind Anthracen, Perylene/Rylene, wie z.B. Ter- bzw. Quarter-Rylentetracarboxydiimide), Pentaeerythrit, Kupferhydroxidphosphate, Molybdändisulfid, Antimon(III)oxid, Wismuthoxychlorid, Kohlenstoff, Antimon, Sn(Sb)O2, TiO2, Silikate, SiO2-Plättchen, mit Metalloxiden beschichtete Glimmer und/oder SiO2-Plättchen, leitfähige Pigmente, Sulfide, Phosphate, BiOCl, oder deren Gemische.

Die lasersensitive Komponente kann auch ein Gemisch aus zwei oder mehreren Komponenten sein und ist zu 0,5–40 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen Druckfarbe vorhanden.

Geeignete Bindemittel für die Schichtsysteme sind z. B.:

  • a) für wässrige Systeme:

    Acrylate, Methacrylate, Polyester, Polyurethane, Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidone, sowie Colpolymere der genannten Substanzen
  • b) für lösemittelbasierende Systeme:

    Nitrocellulose, Ethylcellulose, Polyamide, PCV/PVA-Coplymere, Polyvinylbutyrale, Polyisobutylen, Chlorkautschuk, kolphoniummodifizierte Phenolharze, Maleinsäureharze, Calcium/Zink-Resinate-EHEC), Acrylate sowie Copolymere der genannten Substanzen
  • c) Strahlenhärtende (UV, EB) Systeme:

    Epoxyacrylate, Polyurethanacrylate, Polyesteracrylate, Polyetheracrylate
  • d) ölbasierende Systeme:

    Kolophoniummodifizierte Phenolharze, Maleinsäuremodifizierte Phenolharze, Alkydharze (z. B. Leinölalkydharz), Kohlenwasserstoffharze

Der Bindemittelgehalt beträgt 10–50 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des flüssigen Systems.

Geeignete Lösungsmittel und Co-Lösemittel für die Schichtsysteme sind z. B.:

  • a) für wässrige Systeme:

    Wasser, Wasser-Alkoholgemische
  • b) für lösemittelhaltige Systeme:

    Ethylalkohol, Isopropylalkohol, n-Propylalkohol, Aceton, Ethylacetat, Isopropylacetat, n-Propylacetat, Methoxypropanol, Ethoxypropanol, Toluol, aliphatische Kohlenwasserstoffe bzw. Gemische aus den genannten Lösungsmitteln
  • c) für strahlenhärtende Systeme (reaktive Verdünner):

    Hexandioldiacrylat, Di/Tripropylenglykoldiacrylat, Trimethylpropantriacrylat, Trimethylolpropanethoxytriarylat
  • d) für ölbasierende Systeme:

    Mineralöle, vegetatible Öle sowie Mischungen beider Substanzklassen.

Der Lösemittelgehalt beträgt 30 bis 70 Gew.% bezogen auf das flüssige System.

Die Ablation erfolgt mit einem geeigneten Laser, vorzugsweise im Strahlablenkungsverfahren oder mit geeigneter Maske im Maskenverfahren.

Der verwendete Laser hat im allgemeinen eine Wellenlänge im Bereich von 157 nm bis 10,6 &mgr;m, vorzugsweise im Bereich von 532 nm bis 10,6 &mgr;m. Besonders bevorzugt werden Nd: YAG- und YVO4- Laser (1064 bzw. 532 nm) und CO2-Laser eingesetzt. Jedoch sind auch mit anderen herkömmlichen Lasertypen, die eine Wellenlänge in einem Bereich hoher Absorption der verwendeten laserlichtabsorbierenden Substanz aufweisen, die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Der zu erzeugende Abtrag bzw. die Mikroschrift werden durch die Bestrahlungszeit (bzw. Pulszahl bei Pulslasern) und Bestrahlungsleistung des Lasers (Pulsleistungsdichte bei Pulslasern) sowie des verwendeten Schichtsystems bestimmt.

Die Parameter des verwendeten Laser hängt von der jeweiligen Anwendung ab und kann im Einzelfall vom Fachmann ohne weiteres ermittelt werden.

Vorzugsweise wird ein YAG-Laser, YVO4-Laser, bzw. CO2-Laser in unterschiedlichen Laserwellenlängen, 1064 nm bzw. 808–980 nm, verwendet werden. Die Kennzeichnung ist sowohl im kontinuierlichem (cw)- als auch im Pulsbetrieb möglich. Das geeignete Leistungsspektrum des Kennzeichnungslasers umfasst 2 bis 300 Watt, die Pulsfrequenz liegt im Bereich von 1 bis 200 kHz.

Die erfindungsgemäßen Laserkennzeichnungen können überall dort eingesetzt werden, wo Wertdokumente individuell und flexibel sowie verschlüsselt markiert werden sollen.

Dazu zählen Wertdokumente wie Banknoten, Schecks, Wertpapiere, Urkunden, Ausweise, Wert- und Briefmarken, Zertifikate, Prüfungsbescheinigungen, Eintrittskarten, Bahn- und Flugtickets, die auf einer Papiergrundlage beruhen; Scheckkarten, Identifikationskarten, Telefonkarten, Bank- und Kreditkarten etc., die aus geeignetem Papier oder Kunststoff bestehen wie auch Laminate oder andere Verbunde aus Kunststoff und Papier.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern ohne sie jedoch zu begrenzen. Beispiel 1: Herstellung einer Druckfarbe (1, 3) Lösemittelhaltiger Tiefdruck 25 g Colorcode® Turquoise-Lilac (Fa. Merck KGaA) 75 g Nitrocellulose/Alkohol Verschnitt

Das Pigment wird in das Bindemittelsystem unter Vermeidung hoher Scherkräfte eingerührt. Anschließend erfolgt die Einstellung auf Druckviskosität (DIN 4-Becher (DIN 53211) 14–25 s).

Zu 65 g Druckfarbenkonzentrat (s. o.) werden 35 g Ethoxypropanol zugegeben.

Die Verdruckung der Farbe erfolgt im Tiefdruck unter Verwendung eines geeigneten Tiefdruckrasters (z. B. 60 Linien/cm, elektronisch graviert) auf einer geeigneten Druckmaschine (z. B. Mosey-Rototest). Die Schichtdicke beträgt 4–8 &mgr;m. Beispiel 2: Herstellung einer lasersensitiven Schicht (2) 18,5 g Ethylacetat 1,5 g PVB (Polyvinylbutyral, Pioloform®, Fa. Wacker-Chemie) 3–5 g Sn(Sb)O2 (d50 Wert < 1,1 &mgr;m) (Fa. Du Pont)

Polyvinylbutyral wird im vorgelegten Lösungsmittel Ethylacetat gelöst und gut verrührt. Anschließend wird die lasersensitive Komponente Sn(Sb)O2 eingerührt und eine homogene Farbe hergestellt.

Die Verdruckung der Farbe erfolgt im Tiefdruck wie in Beispiel 1 beschrieben. Beispiel 3: Herstellung einer lasersensitiven Schicht (2) 18,5 g Ethylacetat 1,5 g PVB (Polyvinylbutyral, Polioform®, Fa. Wacker-Chemie) 2,0 g Gasruß (d50 Wert < 17 nm) (Spezialschwarz 6 der Fa. Degussa)

Die Verarbeitung erfolgt wie in Ausführungsbeispiel 2. Als lasersensitive Komponente wird Gasruß eingesetzt.

Die Verdruckung der Farbe erfolgt im Tiefdruck wie in Beispiel 1 beschrieben. Beispiel 4: Herstellung einer lasersensitiven Schicht (2) 20 g Masterblend 50 (Fa. SICPA-AARBERG AG) 15 g Iriodin® Lazerflair 825 (Teilchengröße < 20 &mgr;m) (Fa. Merck KGaA) 10 g Ethylacetat/Ethanol (1:1)

Der Laserlicht-Absorber Iriodin® Lazerflair 825 wird in das Masterblend 50 schonend eingetragen und im Tiefdruck auf ein für den Wertpapierdruck geeignetes Papier gedruckt. Mit dem Lösungsmittelgemisch Ethylacetat/Ethanol kann die gewünschte Viskosität eingestellt werden (DIN 4-Becher (DIN 53211) 14–25 s). Das Auftragsgewicht beträgt 0,5–1 g/cm2. Die Schichtdicke beträgt 4–8 &mgr;m. Beispiel 5: Herstellung einer lasersensitiven Druckfarbe (5) Wässriger Siebdruck 9,75 g Colorcrypt® Red-Gold (Fa. Merck KGaA) 0,75 g Sandospers Gelb WF 013 (Pigmentkonzentration 38 %, Fa. Clariant) 5 g Colorcode® LM (Fa. Merck KGaA) 87,5 g Helizarin MT 92 (Fa. BASF)

Die Pigmente und Pigmentpräparation werden in das Bindemittelsystem unter Vermeidung hoher Scherkräfte eingerührt. Die Verdruckung erfolgt im Flachbett-Siebdruck unter Verwendung eines 80T Siebs mit monofilem Siebgewebe. Die Viskosität der Druckfarbe liegt zwischen 2–10 Pa·s. Die Schichtdicke beträgt 8–20 &mgr;m.

Beispiel 6: Erzeugung einer selektiv ablatierten Schrift mit innen liegender Mikroschrift

Auf ein für den Wertpapierdruck geeignetes Papier wird eine Druckfarbe (5) aus Iriodin® 123 (TiO2/Glimmerpigment der Fa. Merck KGaA) als Pigment und Nitrocellulose als Binder im Siebdruck aufgebracht und mit einem Nd-Vanadat-Laser (1064 nm) gelasert. Zur Erstellung der selektiv ablatierten Buchstabenfolge wird die Laserleistung eines Nd-Vanadat-Lasers von 30 bis 80 % in 10 %-Schritten bei einer Geschwindigkeit von 500 mm/s und einer Frequenz von 40 bis 60 kHz im gepulsten Betrieb variiert.

In diese Kennzeichnung hinein erfolgt eine weitere Markierung durch eine Mikroschrift. Mit 80 % Laserleistung bei 500 mm/s und 40 kHz werden Mikroschriften mit Schrifthöhen unter 500 &mgr;m und Strichstärken von 40 &mgr;m erzielt.


Anspruch[de]
  1. Laserkennzeichnung von Wertdokumenten, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Substrat mindestens eine Druckfarbe oder ein Druckfarbenschichtsystem aufgebracht wird, wobei die Druckfarbe oder mindestens eine Schicht im Druckfarbensystem eine lasersensitive Komponente enthält und die Druckfarbe mittels eines Lasers selektiv abgetragen wird und optional zusätzlich in den selektiv abgetragenen Bereichen mit dem Laser Mikroschriften/-bilder erzeugt werden.
  2. Laserkennzeichnung von Wertdokumenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat Papier, Pappe, Karton, Kunststoff, Kunststofffolien oder Laminate mit der Druckfarbe oder dem Druckfarbenschichtsystem bedruckt werden.
  3. Laserkennzeichnung von Wertdokumenten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das Druckfarbenschichtsystem zwei oder drei Schichten aufweist.
  4. Laserkennzeichnung von Wertdokumenten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dreischichtsystem ein Schichtsystem aus Druckfarbe – lasersensitive Schicht – Druckfarbe aufweist.
  5. Laserkennzeichnung von Wertdokumenten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei einem Zweischichtsystem um zwei Schichten aus Druckfarbe handelt, die gleich oder verschieden sein können, wobei eine Druckfarbenschicht eine lasersensitive Komponente enthält.
  6. Laserkennzeichnung von Wertdokumenten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lasersensitive Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe Kohlenstoff, Ruß, Sn(Sb)O2, TiO2, Anthracen, IR-absorbierende Farbmitteln, Pentaerythrit, Kupferhydroxidphosphaten, Molybdändisulfiden, Antimon(III)oxid und Wismuthoxychlorid, Schichtsilikaten, synthetischer Glimmer, Talkum, Kaolin, Glasplättchen, SiO2-Plättchen, plättchenförmiges Eisenoxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliziumdioxid, LCP's (Liquid Crystal Polymers), holographische Pigmente, leitfähige Pigmente, beschichtete Graphitplättchen oder deren Gemische.
  7. Laserkennzeichnung von Wertdokumenten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfarben Sicherheitspigmente enthalten.
  8. Laserkennzeichnung von Wertdokumenten nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Sicherheitspigmenten um optisch variable Pigmente, Perlglanzpigmente, Interferenzpigmente, goniochromatische Glanzpigmente, Mehrschichtpigmente oder deren Gemische handelt.
  9. Laserkennzeichnung von Wertdokumenten nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfarbe ein oder mehrere Farbmittel enthält.
  10. Laserkennzeichnung von Wertdokumenten nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Laser Nd: YAG, Nd: YVO4 oder CO2-Laser verwendet werden.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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