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Die
Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere und Wertdokumente,
wie Banknoten, Pässe,
Karten, Ausweisdokumente oder dergleichen, mit wenigstens einem
farbcodierten Latentbild, wobei das farbcodierte Latentbild verschiedene
Bildanteile aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Sicherheitspapier
und ein Wertdokument mit einem derartigen Sicherheitselement.
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Unter
Sicherheitspapier wird nachfolgend Papier verstanden, das z.B. bereits
mit Sicherheitsmerkmalen, wie Wasserzeichen, Sicherheitsfaden, Hologrammpatch
usw., ausgestattet ist, aber noch umlauffähig ist und Zwischenprodukt
bei der Herstellung des Wertdokumentes ist. Unter Wertdokument wird
das umlauffähige Produkt
verstanden, also z.B. die bedruckte Banknote.
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Wertdokumente,
wie beispielsweise Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine,
Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere,
wie Pässe,
Karten oder sonstige Ausweisdokumente, werden zur Erhöhung ihrer
Fälschungssicherheit
mit verschiedenen Sicherheitsmerkmalen ausgestattet. Seit längerer Zeit
werden in diesem Zusammenhang z. B. Wasserzeichen als Sicherheitsmerkmal
eingesetzt. Wasserzeichen weisen die besondere Eigenschaft auf,
dass sie nur im Durchlicht sichtbar werden, während sie im Auflicht visuell
schwer wahrnehmbar sind.
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Auch
durch das Bedrucken von Sicherheitspapier kann ein Wertdokument
mit Sicherheitsmerkmalen ausgestattet werden. Am Beispiel von Passdokumenten
lässt sich
verdeutlichen, dass durch den Vorgang des Bedruckens eine Serie
von Wertdokumenten mit identischen Sicherheitsmerkmalen ausgestattet
werden kann. Daneben kann aber auch jedes Wertdokument mit einem
individuellen Sicherheitsmerkmal versehen werden. Eine Serie von
Pässen
kann z. B. mit einem einzigen, d. h. überall identischen Bildmotiv
ausgestattet werden, aber gleichzeitig auch individualisiert sein.
Unter dem Begriff „Individualisierung" der Pässe versteht man
die Ausstattung jedes einzelnen Passes mit einem individuellen Bild,
z. B. einem Portrait des Inhabers.
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Zum
Bedrucken von Sicherheitspapier eignen sich grundsätzlich sowohl
auf additiver Farbmischung als auch auf subtraktiver Farbmischung
beruhende Druckverfahren bzw. Drucke. Beim Offsetdruck, Tiefdruck oder
Thermotransferdruck werden farbige Halbtondrucke erzeugt, bei denen
die Farbschattierungen mit Hilfe von Punktmustern wiedergegeben
werden. Der Farbeindruck entsteht dabei durch eine subtraktive und
additive Farbmischung von drei Grundfarben, nämlich Cyan, Magenta und Gelb.
Die Pigmente der Druckfarben absorbieren aus dem einfallenden weißen Licht
den jeweiligen Komplementäranteil
ihrer Eigenfarbe. Der nicht absorbierte Anteil des weißen Lichtes
wird reflektiert, erreicht das Auge des Betrachters und ruft dort
einen Farbeindruck hervor, der als Eigenfarbe der jeweiligen Druckfarbe
empfunden wird. Jede der Grundfarben reflektiert somit nur einen
Teil des einfallenden Lichtes. Da die 100%-Mischung der Druckfarben
Cyan, Magenta und Gelb nicht Schwarz, sondern Dunkelbraun ergibt,
verwenden fast alle Drucker Schwarz als zusätzliche Farbe (Vierfarbdruck).
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Auf
einem Bildschirm wie z. B. einer Fernsehröhre werden dagegen Bilder ausschließlich durch
additive Farbmischung erzeugt. Dabei stellt sozusagen jeder Punkt
auf der Fernsehröhre
eine kleine Lichtquelle dar, die in einer speziellen Farbe leuchtet.
Werden dabei, wie dies zum Beispiel bei der TV-Röhre der Fall ist, drei Bereiche
des sichtbaren Spektrums als farbige Lichtquellen ausgewählt, die über den
gesamten Bereich des sichtbaren Spektrums verteilt sind und die
entsprechenden Farbrezeptoren im Auge anzuregen vermögen (z.
B. Rot, Grün,
Blauviolett), so gelingt es, durch additive Farbmischung Bilder
mit wirklichkeitsgetreuer Farbdarstellung zu erzeugen.
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Nachdem
eine Voraussetzung für
die additive Farbmischung das Vorhandensein entsprechend leuchtender
Bildpunkte ist, hat man bisher auf die Verwendung der additiven
Farbmischung bei gedruckten Halbtonbildern verzichten müssen. In
jüngster
Zeit wurden aber einige Anstrengungen unternommen, um die additive Farbmischung
auch bei gedruckten Halbtonbildern zur Ausstattung von Wertdokumenten
mit Sicherheitsmerkmalen zu etablieren.
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So
wird in der
DE 10136 252 ein
farbiges Halbtonbild beschrieben, das wenigstens zwei Arten von
rasterartig angeordneten Bildpunkten unterschiedlicher Farbe aufweist.
Diese unterschiedlichen Farben enthalten zusätzlich fluoreszierende Pigmente.
Vorzugsweise werden drei unterschiedliche Druckfarben verwendet,
wobei die Pigmente der verschiedenen Druckfarben jeweils in einer
von drei Primärfarben
(z. B. Rot, Grün,
Blauviolett) fluoreszieren und so eine additive Farbmischung erzeugen.
Ein Personaldokument kann z. B. abgesichert werden, indem ein Portrait
des Dokumenteninhabers vorgesehen ist, das als Halbtonbild mit normalen Druckfarben
gedruckt wird, während
ein zweites Portrait vorgesehen ist, das durch additive Farbmischung
aus unter UV-Licht fluoreszierender, pigmentierter Druckfarbe erzeugt
wird. Diese beiden Bilder können
nebeneinander auf dem Dokument vorgesehen werden.
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In
der
US 6,155,168 wird
ebenfalls ein personenbezogenes Dokument beschrieben, das ein visuell sichtbares
Fotoportrait sowie ein Fotoportrait, das mit UV-fluoreszierenden
Tinten bedruckt wurde, umfasst.
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Diese
im Stand der Technik beschriebenen Sicherheitselemente werden in
jüngster
Vergangenheit aber immer häufiger
und besser durch Fälscher
nachgeahmt. Da heute die erforderlichen Druckfarben und auch fluoreszierende
Farben auf dem Markt leicht zugänglich
sind, bieten die bekannten Sicherheitselemente keinen ausreichenden
Schutz vor der Fälschung
von Wertdokumenten.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement
bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Insbesondere soll die Fälschungssicherheit
von Sicherheitspapieren und Wertdokumenten verbessert werden.
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Diese
Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des
Hauptanspruchs gelöst.
Ein Sicherheitspapier, ein Wertdokument, die Verwendung von Sicherheitselementen
zur Herstellung von Sicherheitspapier und ein Verfahren zur Herstellung
von bedruckten Flächen
sind Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Fälschungssicherheit
von Sicherheitspapieren und Wertdokumenten durch Sicherheitselemente
verbessert werden kann, die ein farbcodiertes Latentbild mit verschiedenen
Bildanteilen aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft daher ein Sicherheitselement für Sicherheitspapier
und Wertdokumente, wie Banknoten, Pässe, Karten, Ausweisdokumente
oder dergleichen, wobei das Sicherheitselement ein farbcodiertes
Latentbild mit verschiedenen Bildanteilen aufweist.
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Unter
dem Begriff „Latentbild" wird ein Bild verstanden,
das bei üblicher
Beleuchtung visuell nicht oder zumindest nur sehr schlecht wahrnehmbar
ist, während
es unter Einsatz besonderer technischer Hilfsmittel wie z. B. Beleuchtung
mit einer UV- oder IR-Lichtquelle visuell sichtbar wird.
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Ein
Latentbild kann also in der gewünschten
Farbe nur beobachtet werden, wenn es mit elektromagnetischer Strahlung
passender Wellenlänge
bestrahlt wird. Dies hat zur Folge, dass sich die Farbe des Latentbildes ändert, wenn
eine Bestrahlung mit Licht unterschiedlicher Wellenlänge, beispielsweise
einerseits mit sichtbarem Licht, andererseits mit ultraviolettem
Licht, erfolgt. Auf diese Weise können auf einem Sicherheitspapier
unterschiedliche Gebilde dargestellt werden, die je nach Wellenlänge der
für die
Beleuchtung verwendeten elektromagnetischen Strahlung abwechselnd
sichtbar sind.
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Wird
nachfolgend von einer „üblichen" oder „normalen" Beleuchtung gesprochen,
so ist darunter eine Beleuchtung mit natürlichem oder künstlichem
Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich
zu verstehen. Wird von einer Beleuchtung mit einer UV-Lichtquelle
gesprochen, so ist eine zusätzliche
Beleuchtung mit UV-Licht gemeint, also z. B. die Verwendung einer
UV-Lampe bei Tageslicht.
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Unter
einem „Bild" wird allgemein eine
visuell und/oder maschinell lesbare Information verstanden. Darunter
fallen sowohl photorealistische Darstel lung wie auch Strichmotive,
also abstrakte Darstellungen. Photorealistische Darstellungen sind
beispielsweise Portraits (z. B. eines Staatsoberhaupts), Landschaftsmotive, Tiermotive
und Gebäude.
Aufgrund der erhöhten
Bildinformation führt
eine photorealistische Darstellung zu einer deutlich verbesserten
Identifikation bzw. Wiedererkennbarkeit für den Betrachter. Bei abstrakten
Darstellungen handelt es sich z. B. um Wappen, Gebäude, Flaggen,
Muster, Zeichen und Codierungen, die alle sowohl in perspektivischer
als auch in flächiger
Darstellung vorgesehen sein können.
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Unter
einer lumineszierenden Substanz wird eine chemische Verbindung verstanden,
die in der Lage ist, bei Anregung mit Licht Lumineszenzlicht abzugeben.
Lumineszierende Substanzen (Lumineszenzfarbstoffe) können Licht
in einem Wellenlängenbereich
vom ultravioletten (UV) über
den sichtbaren (VIS) bis hin zum infraroten (IR) Bereich absorbieren.
Die Emission kann dabei dem Stoke'schen oder Anti-Stoke'schen Gesetz folgen.
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Unter
einem „IR-Absorber" wird eine chemische
Verbindung verstanden, die im infraroten Spektralbereich zwischen
800 nm und einigen μm
zumindest eine Absorption mit einem hohen Absorptionskoeffizienten aufweist,
wie z.B. ADS 880 MC (C32H28S4Ni) von Siber Hegner, Absorptionsmaximum
bei 880 nm.
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Die
Lumineszenz wird üblicherweise
in Fluoreszenz und Phosphoreszenz unterteilt, wobei der zugrunde
liegende physikalische Vorgang der gleiche ist, nämlich das
Aussenden von elektromagnetischer Strahlung bei der Rückkehr eines
Moleküls
aus einem elektronisch angeregten Zustand in den elektronischen
Grundzustand. Der Unterschied zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz
liegt lediglich in der Lebensdauer der angeregten Zustände und
damit in der Dauer der Lumineszenz nach Beendigung der Anregung der
lumineszierenden Verbindung. Fluoreszenz ist durch eine Lebensdauer
des angeregten Zustands im Bereich von Pikosekunden bis Mikrosekunden
gekennzeichnet, während
man von Phosphoreszenz bei einer Lebensdauer im Millisekundenbereich
und länger
spricht.
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Durch
das Zusammenwirken von drei lumineszierenden Grundfarben (Rot, Grün, Blauviolett)
kann durch additive Farbmischung ein unter UV-Licht sichtbares,
mehrfarbiges Bild erhalten werden, das unter Normalbeleuchtung nicht
identifizierbar ist. Bei photorealistischen Darstellungen wird angestrebt,
dass die Farbigkeit der Motive unter UV-Licht weitestgehend der
Farbigkeit eines Farbfotos des abgebildeten Objekts entspricht.
Beispielsweise sollen die auf Passdokumente aufgebrachten Portraits
der jeweiligen Inhaber möglichst genau
die Farbinformation des üblichen
Passbildes wiedergeben. Abstrakte Motive werden als Strichmotive plakativ
mehrfarbig lumineszierend dargestellt. Die Lumineszenzfarben der
Einzelelemente sollten dabei der Grundfarbigkeit der Vorlage entsprechen.
Durch die Mehrfarbigkeit wird die Identifikation und Wiedererkennbarkeit
für den
Betrachter verbessert.
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In
diesem Zusammenhang soll betont werden, dass sämtliche Arten von erfindungsgemäßen Sicherheitselementen
in den verschiedensten Ausprägungen
auf Sicherheitspapiere und Wertdokumente aufgebracht werden können. So
können
z. B. die einzelnen Buchstaben eines beliebigen Textes mit verschiedenen lumineszierenden
Verbindungen bzw. Farben gedruckt werden. Bei Beleuchtung mit UV-Licht
erscheinen die einzelnen Buchstaben dann unterschiedlich gefärbt. Der
gleiche Text kann z. B. auch mehrfach aufgedruckt werden, wobei
jeweils unterschiedliche lumineszierende Verbindungen verwendet
werden. Unter einer UV-Quelle erscheint der Text dann mehrfach in
jeweils unterschiedlicher Färbung.
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Wird,
wie nachfolgend beschrieben, die Verwendung lumineszierender Verbindungen
mit dem Einsatz von bereits bei normaler Beleuchtung visuell wahrnehmbaren
Druckfarben kombiniert, so können
z. B. Schatteneffekte hervorgerufen werden. Dazu wird z. B. ein
beliebiger Text mit Hilfe von lumineszierenden Verbindungen aufgedruckt
und der identische Text dann leicht versetzt dazu nochmals mit normalen
Druckfarben aufgebracht. Bei UV-Beleuchtung erscheint dann der lumineszierende
Text als „Schatten' des normal aufgedruckten
Textes.
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Als
weitere Beispiele seien ein Text oder auch einzelne Buchstaben oder
Figuren genannt, die zum Teil mit lumineszierenden Verbindungen
und zum Teil mit normalen Druckfarben verdruckt werden. Bei üblicher Beleuchtung
sind dann nur Bruchstücke
des Textes, der Buchstaben oder der Figuren zu sehen, die dann unter UV-Beleuchtung
vollständig
sichtbar werden.
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Es
wird nochmals darauf hingewiesen, dass diese Aufzählung nicht
abschließend
ist, sondern dass die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente in
beliebiger Gestalt verdruckt werden können.
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In
besonders einfacher und günstiger
Weise kann ein farbcodiertes Latentbild mit verschiedenen Bildanteilen
durch Verwendung lumineszierender Substanzen und/oder IR-Absorber
erzeugt werden. Sowohl lumineszierende als auch IR-Absorber weisen
die Eigenschaft auf, dass sie bei üblicher Beleuchtung visuell nicht
oder zumindest nur sehr schlecht wahrnehmbar sind, während sie
unter Beleuchtung mit einer UV-Lichtquelle bzw. Beleuchtung mit
einer IR-Lichtquelle ein visuell wahrnehmbares Bild ergeben. Die
verschiedenen Bildanteile des farbcodierten Latentbildes können durch
verschiedene lumineszierende Verbindungen, durch verschiedene IR-Absorber oder
durch Mischung von lumineszierenden Verbindungen und IR-Absorbern gebildet
werden.
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Besondere
Vorteile bezüglich
der Fälschungssicherheit
ergeben sich, wenn sowohl lumineszierende als auch IR-Absorber anwesend
sind. Das gesamte Sicherheitselement kann in diesem Fall nämlich erst
durch gleichzeitige Beleuchtung mit einer UV-Lichtquelle und einer
IR-Lichtquelle wahrgenommen werden.
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Beispielsweise
ist es auf diese Weise möglich,
ein Personaldokument in zweifacher Weise mit dem Portrait des Dokumentinhabers
zu versehen, wobei das erste Portrait durch IR-Absorber dargestellt
ist, während
das zweite Portrait durch lumineszierende Verbindungen erzeugt wird.
Auf diese Weise lässt
sich die Sicherheit eines Personaldokumentes erheblich erhöhen und
man erhält
gleichzeitig eine einfache Methode zur Echtheitsprüfung. Es
muss lediglich überprüft werden,
ob das durch IR-Absorption
erzeugte Portrait des Dokumentinhabers mit dem durch additive Farbmischung
aus lumineszierenden Farben entstehenden Portrait übereinstimmt.
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Besondere
Vorteile ergeben sich durch die Kombination einer oder zwei fluoreszierender
Substanzen mit einem oder zwei IR-Absorbern. Die Absorptionsmaxima
der IR-Absorber unterscheiden sich vorteilhafterweise um wenigstens
20 nm. Die durch die verschiedenen Substanzen codierten Informationen
werden z. B. mittels Scanner oder CCD-Kamera mit unterschiedlichen
Kantenfiltern eingelesen und mit einem nachgeschalteten Bildverarbeitungsprogramm
ausgewertet. Dadurch werden die Informationen zu einem leicht interpretierbaren,
mehrfarbigen Bild oder zwei komplementären Bildern ergänzt. Die
Einzelfarben können
mit den aus dem Stand der Tech nik bekannten Kontrollinstrumenten,
wie z. B. UV-Handlampe und IR-Wandlerkamera
geprüft
werden.
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Neben
der besseren Identifikation der Wertdokumente wird durch die Sicherheitselemente
der vorliegenden Erfindung die Fälschung
von Wertdokumenten deutlich erschwert. Durch die Komplexität der Farbsysteme,
die Notwendigkeit eines geeigneten Color-Managementsystems und eines
geeigneten Messequipments für
die Qualitätsprüfung des
Drucks wird die Hürde
für potentielle
Fälscher
deutlich erhöht.
Weiterhin ist die Anfertigung von Farbauszügen mittels Reproduktionstechnik
extrem aufwändig
und verlangt sehr viel Erfahrung sowie technisches Equipment zur
Realisierung durch einen potentiellen Fälscher.
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Zur
Anregung der lumineszierenden Pigmente können die unterschiedlichsten
Arten elektromagnetischer Strahlung verwendet werden. In der Praxis
wird es jedoch im Allgemeinen zweckmäßig sein, wenn Pigmente verwendet
werden, die unter Einwirkung von UV-Strahlung fluoreszieren.
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Gemäß bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden die verschiedenen Bildanteile
des Sicherheitselements durch wenigstens 3 fluoreszierende Substanzen
gebildet, wobei die fluoreszierenden Substanzen entweder bei einer
Wellenlänge
von 254 nm zur Fluoreszenz angeregt werden können oder aber bei einer Wellenlänge von
254 nm und bei einer Wellenlänge
von 366 nm zur Fluoreszenz angeregt werden können. Besondere Vorteile ergeben
sich nämlich,
wenn die verschiedenen Bildanteile des Sicherheitselements durch
wenigstens 3 fluoreszierende Substanzen gebildet werden, wobei wenigstens
eine der fluoreszierenden Substanzen bei einer Wellenlänge von
366 nm und 254 nm zur Fluoreszenz angeregt werden kann und zusätzlich wenigstens
eine der fluoreszierenden Substanzen nur bei einer Wellenlänge von
254 nm zur Fluoreszenz angeregt werden kann.
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Als
Beispiel für
diese Ausführungsform
kann eine Kombination von 3 fluoreszierenden Substanzen genannt
werden, wobei die blau emittierende Substanz sowohl bei 254 nm als
auch bei 366 nm anregbar ist, während
die gelb bzw. rot emittierenden Substanzen nur bei 254 nm anregbar
sind. Durch die üblicherweise
verwendeten Anregungsquellen, die UV-Strahlung einer Wellenlänge von
366 nm aussenden, wird dann lediglich eine blaue Emission erzeugt.
Wird dagegen eine auf 254 nm umschaltbare UV-Quelle verwendet, so
wird das Sicherheitselement als farbiges Motiv erkennbar, das sich
aus der Emission der Farben Rot, Gelb und Blau zusammensetzt. Dadurch
wird die Fälschungssicherheit
deutlich erhöht.
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Beispiele
für lumineszierende
Verbindungen, die in Druckfarben zur Erzeugung der erfindungsgemäßen farbcodierten
Latentbilder verwendet werden, sind:
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Bi-Fluoreszenz-Stoffe
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- CD-R/GL von Honeywell/Seelze:
gelbe Emission nach Anregung
mit kurzwelligem UV-Licht (254 nm)
rote Emission nach Anregung
mit langwelligem UV-Licht (366 nm)
- R/G CD770 von Honeywell/Seelze:
orange Emission nach Anregung
mit kurzwelligem UV-Licht (254 nm)
grün-gelbliche Emission nach Anregung
mit langwelligem UV-Licht
(366 nm)
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Phosphoreszenz-Stoffe
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- Lumilux Green N2 von Honeywell/Seelze
- Lumilux Green CD 111 von Honeywell/Seelze
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IR-emittierende Lumineszenzstoffe
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- IR-CD 139 von Honeywell/Seelze:
Emission im nahen IR
nach Anregung mit UV-Licht
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Anti-Stokes-Materialien
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- Green UC2 von Honeywell/Seelze:
grüne Emission im VIS-Bereich
nach Anregung mit IR-Licht
- Red UC6 von Honeywell/Seelze:
rote Emission im VIS-Bereich
nach Anregung mit IR-Licht
- Blue UC6 von Honeywell/Seelze:
blaue Emission im VIS-Bereich
nach Anregung mit IR-Licht
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- Lumineszenz-
bzw. Fluoreszenzstoffe (von Honeywell/Seelze)
CD
380: | rote
Emission nach Anregung mit kurz- oder langwelligem UV-Licht |
CD
145: | rote
Emission nach Anregung mit kurzwelligem UV-Licht |
CD
797: | grün-gelbliche
Emission nach Anregung mit kurz- oder langwelligem UV-Licht |
CD
112: | grüne Emission
nach Anregung mit kurzwelligem UV-Licht |
CD
329: | blaue
Emission nach Anregung mit kurz- oder langwelligem UV-Licht |
CD
165: | blaue
Emission nach Anregung mit kurzwelligem UV-Licht |
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Beispiele
für IR-Absorber,
die in Druckfarben zur Erzeugung der erfindungsgemäßen farbcodierten
Latentbilder verwendet werden, sind:
ADS 880 MC (C32H28S4Ni), Absorptionsmaximum
bei 880 nm von Siber Hegner.
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Besondere
Vorteile bezüglich
der Fälschungssicherheit
ergeben sich, wenn das Sicherheitselement durch drei fluoreszierende
Substanzen und einem IR-Absorber
gebildet wird. Die Fluoreszenz der visuell nicht sichtbaren Substanzen
kann mit Hilfe einer UV-Handlampe oder eines UV/IR Scanners detektiert
werden, während
die IR-Absorption z. B. durch eine IR-Wandlerkamera bestimmt werden
kann. Ein Vergleich der Bilddaten aus der Fluoreszenz- bzw. der
IR-Messung stellt einen hervorragenden Test der Echtheit des Wertdokuments
dar.
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Gemäß weiteren
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden die verschiedenen Bildanteile
des farbcodierten Latentbildes durch phosphoreszierende Substanzen
gebildet oder es werden in dem Sicherheitselement ein oder mehrere
fluoreszierende Substanzen durch phosphoreszierende Substanzen ersetzt
bzw. sind zusätzlich
ein oder mehrere phosphoreszierende Substanzen anwesend. So kann
z. B. eine gelb fluoreszierende Substanz durch eine gelb phosphoreszierende
Verbindung ersetzt werden. Bei Vorhandensein von Bildteilen, die
zum einen fluoreszieren und zum anderen phosphoreszieren, liegen
somit Bildteile vor, die unterschiedlich lange nachleuchten. Mit
bloßem
Auge betrachtet ist das unterschiedliche Nachleuchten nicht erkennbar,
jedoch unter Verwendung eines Sensors sehr wohl. Eine Nachstellung
ausschließlich
mit Fluoreszenzstoffen ist so ohne weiteres vom Original unterscheidbar.
Durch die Kombination von Fluoreszenz und Phosphoreszenz wird somit
ein weiteres nachweisbares Sicherheitsmerkmal integriert, das mit einer
einfachen UV-Lampe und visueller Kontrolle mit bloßem Auge
nicht erkannt werden kann, sondern nur durch Einsatz eines entsprechenden
Sensors.
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Besondere
Effekte lassen sich erzielen, wenn die verschiedenen Bildanteile
des farbcodierten Latentbildes durch bi-fluoreszierende Substanzen
gebildet werden bzw. wenn in dem Sicherheitselement zusätzlich wenigstens
eine bi-fluoreszierende
Substanz verwendet wird. Diese Verbindungen fluoreszieren bei Einwirkung
von Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge in verschiedenen Farben.
Abhängig
von der zur Beleuchtung des farbcodierten Latentbildes verwendeten
Strahlung erhält
man ein unterschiedliches Bild, je nachdem, in welcher Farbe die
bi-fluoreszierende Substanz leuchtet. Abhängig von der für die Bestrahlung
verwendeten Wellenlänge
können
Farbwechsel und auch Wechsel im Motiv erzielt werden. Durch Verwendung
einer oder mehrerer bi-fluoreszierender Substanzen können bei
kurzwelligem UV-Licht z.B. mehr Bildinformationen detektiert werden.
In einer konkreten Ausführungsform
wird beispielsweise ein Portraitbild mit drei verschiedenen Fluoreszenzstoffen
gedruckt. Bei Bestrahlung mit langwelligem UV-Licht emittieren Stoff
1 und Stoff 2 gelbes Licht, Stoff 3 gelb-grünliches Licht. Bei Bestrahlung
mit kurzwelligem Licht emittiert Stoff 1 rotes Licht, Stoff 2 blaues
Licht und Stoff 3 gelb-grünliches
Licht.
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Bei
Bestrahlung mit langwelligem UV-Licht, das üblicherweise von einfachen
UV-Handlampen ausgestrahlt wird, erscheint das Portraitbild dem
Betrachter monochrom, während
bei Anregung mit kurzwelligem Licht das mehrfarbige, im Idealfall
das einer Farbfotographie ähnliche
Bild sichtbar wird. Es können
auch Stoffe eingesetzt werden, bei denen der umgekehrte Effekt sichtbar
wird, also bei Bestrahlung mit langwelligem UV-Licht ist ein mehrfarbiges
Lumineszenzbild und bei kurzwelligem UV-Licht ein monochromes Lumineszenzbild
sichtbar.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
werden die Bildanteile des Sicherheitselements durch wenigstens
3 IR-Absorber gebildet, wobei die IR-Absor ber Absorptionsmaxima
aufweisen, die sich um wenigstens 20 nm unterscheiden. Bevorzugt
beträgt
der Unterschied wenigstens 50 nm, besonders bevorzugt wenigstens
100 nm.
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Als
Beispiel für
die beschriebene Ausführungsform
kann die Kombination einer Substanz mit einem Absorptionsmaximum
bei 800 nm, einer Substanz mit einem Absorptionsmaximum bei 900
nm und einer Substanz mit einem Absorptionsmaximum bei 1000 nm genannt
werden. Die anwesende Menge der jeweiligen Substanz und damit deren
Absorptionsintensität
entspricht der Intensität
einer der Grundfarben Blau, Rot und Grün. So kann z. B. die Substanz
mit Absorptionsmaximum bei 800 nm die Bilddaten für den Blau-Auszug, die Substanz
mit Absorptionsmaximum bei 900 nm die Bilddaten für den Rot-Auszug
und die Substanz mit Absorptionsmaximum bei 1000 nm die Bilddaten
für den
Grün-Auszug
enthalten. Durch einen Scanner mit 3 Abtasteinheiten bzw. Kantenfilter
für die
Separation der Bilddaten und einem nachgeschalteten Bildverarbeitungsprogramm
werden die Informationen zu einem einfach interpretierbaren Farbbild,
wie z. B. einem Portrait, verarbeitet.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
das Sicherheitselement zusätzlich
wenigstens eine unter üblicher
Beleuchtung visuell sichtbare Farbe. In besonders vorteilhafter
Weise können
eine oder mehrere fluoreszierende Substanzen mit einer oder mehreren
visuell sichtbaren Substanzen kombiniert werden. Als Beispiel sei
die Verwendung von drei verschiedenen Substanzen genannt, wobei z.
B. eine Substanz im sichtbaren Licht rot erscheint und zugleich
unter UV-Licht rot fluoresziert. Eine weitere Substanz fluoresziert
unter UV-Licht gelb und erscheint im sichtbaren Licht weiß, während die
dritte Substanz unter UV-Licht blau fluoresziert und im sichtbaren
Licht ebenfalls weiß erscheint.
Durch die Kombi nation dieser drei Substanzen ergibt sich, dass im
sichtbaren Licht ein rotes Bild erscheint, während unter UV-Licht durch die
gelb, blau und rot fluoreszierenden Bildanteile ein fotografisches
Abbild in Echtfarben sichtbar wird.
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Ein
weiteres Beispiel einer Kombination einer oder mehrerer fluoreszierender
Substanzen mit einer oder mehreren visuell sichtbaren Substanzen
stellt eine Ausführungsform
dar, bei der eine visuell sichtbare Farbe als Kontur (z. B. als
Strichzeichnung) für
die visuell nicht sichtbare(n) Fluoreszenzsubstanz(en) dient. Die
visuell sichtbaren Farben und die Fluoreszenzsubstanzen werden passergenau
zueinander gedruckt. Zum Beispiel kann als Konturfarbe Schwarz (z.
B. für
ein Portrait) in Kombination mit drei verschiedenfarbigen visuell
nicht sichtbaren Fluoreszenzstoffen verwendet werden. Vorteilhafterweise
wird der mit visueller sichtbarer Farbe gedruckte Anteil softwaretechnisch
in den für
eine Echtfarbendarstellung im Lumineszenzbild notwendigen Farbanteil
umgewandelt und dann ein entsprechendes Echtfarbenbild rechnerisch
erzeugt.
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Ein
weiteres Beispiel für
die Kombination einer oder mehrerer fluoreszierender Substanzen
mit einer oder mehreren unter üblicher
Beleuchtung visuell sichtbaren Substanzen stellt ein Graustufenbild
dar, das passergenau zu einer oder mehreren unter üblicher
Beleuchtung unsichtbaren fluoreszierenden Stoffen gedruckt wird.
Das Graustufenbild entspricht der Information „Papierweiß" bzw. dem Negativ-Auszug einer oder
mehrerer Fluoreszenzstoffe.
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Das
Sichtbarmachen von Latentbildern, deren verschiedene Bildanteile
aus unter üblicher
Beleuchtung visuell unsichtbaren Farben und Fluoreszenzsubstanzen
bestehen, erfolgt durch UV-Handlampe, Scanner oder CCD-Kamera.
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Besonders
bevorzugt werden Sicherheitselemente, die zusätzlich magnetische Stoffe und/oder
elektrisch leitfähige
Substanzen enthalten. Durch diese zusätzlichen Merkmalsstoffe wird
zum einen die Fälschungssicherheit
erhöht
und zum anderen eine weitere Möglichkeit
zur Codierung von Informationen bereitgestellt. Wird das Sicherheitselement
durch einen Inkjet aufgedruckt, so bestehen die magnetischen Stoffe
und die elektrisch leitfähigen
Substanzen aus Partikel, die eine durchschnittliche Größe im Nanometerbereich
aufweisen.
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Daneben
können
auch eine oder mehrere fluoreszierende Verbindungen durch eine schon
unter normaler Beleuchtung visuell sichtbare Farbe ersetzt und passergenau
zur Bildinformation der Fluoreszenzstoffe gedruckt werden. Das Sichtbarmachen
erfolgt in diesem Fall mittels Scanner/CCD-Kamera, der Nachweis wird mit Hilfe
einer nachgeschalteten Bildverarbeitungssoftware vorgenommen.
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Zur
Herstellung eines Sicherheitspapiers mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement
wird der jeweilige Bildanteil des Sicherheitselements durch softwaretechnische
Aufbereitung der entsprechenden Bildinformationen für den Druck
vorbereitet. Die zu verwendenden Anteile an lumineszierenden Substanzen
werden mittels eines Color-Managementsystems bestimmt und in einem
Raster, vorzugsweise einem Balken- und Wabenraster, optional mit
Negativkonturlinien verdruckt. Insbesondere bei plakativen Bildelementen
kann durch Negativ-Konturlinien ein erhöhter Kontrast und damit eine
verbesserte und schnellere Bild- bzw. Motiverkennung erreicht werden.
Das Bild bzw. die Bildinformation kann nach dem Druck mittels IR-Wandlerkameras
oder Scanner verifiziert werden.
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Wie
bereits erwähnt,
werden verschiedene Wertdokumente, wie beispielsweise Passdokumente,
neben einem für
eine ganze Serie von Dokumenten identischen Sicherheitsmerkmal zusätzlich mit
einem individuellen Sicherheitsmerkmal ausgestattet. Eine Serie
von Pässen
kann z. B. mit einem identischen Bildmotiv und gleichzeitig mit
dem Portrait des jeweiligen Inhabers versehen werden. Die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente
eignen sich für
beide Arten von Sicherheitsmerkmalen, also sowohl für die bei
einer Serie von Dokumenten identischen Elemente, als auch für individuelle
Bilder bei der Personalisierung von Dokumenten.
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Beispielsweise
können
fluoreszierende Substanzen (mit und ohne zusätzliche Merkmale, wie IR-Absorber,
magnetisierbare, elektrisch leitfähige oder Anti-Stokes Pigmente)
im Offsetdruck oder anderen Non-Impact Verfahren in einem bestimmten
Bereich des Sicherheitspapiers oder Wertdokuments vorgedruckt werden. Durch
eine passergenaue Personalisierung (z. B. durch einen Inkjet-Drucker)
werden Teilinformationen der für eine
Serie von Dokumenten einheitlich aufgebrachten Sicherheitselemente überdeckt.
Bei Beleuchtung mit UV-Licht wird das individuelle Sicherheitselement,
also z. B. ein ein- oder mehrfarbiges Portrait, sichtbar. Durch die
Kombination der verschiedenen Druckverfahren ergibt sich ein erhöhter Fälschungsschutz.
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Beispielsweise
können
auf eine Serie von Passdokumenten nebeneinander liegende dünne Streifen in
den fluoreszierenden Farben Rot, Grün und Blau gedruckt werden
und dann teilweise mit einem Schwarz/Weiß-Portrait des Passinhabers überdruckt
werden. Die schwarze Farbe des Portraits besitzt die Eigenschaft,
die von den Streifen bei UV-Beleuchtung emittierte Fluoreszenzstrahlung
zu absorbieren. Unter normalen Lichtbedingungen ist also nur das
Schwarz/Weiß-Portrait
sichtbar, bei Bestrahlung mit UV-Licht werden dann die fluoreszierenden
Streifen nur in den Bereichen erkennbar, in denen keine schwarze
Farbe aufgedruckt ist. Alternativ könnte zu der schwarzen Farbe
auch eine UV-absorbierende, nicht sichtbare Farbe verwendet werden.
In diesem Fall wäre
bei Normallicht keine Information erkennbar. Bei Beleuchtung mit UV-Strahlung
wären wiederum
nur fluoreszierenden Streifen nur in den Bereichen erkennbar, in
denen die UV-absorbierende Farbe nicht aufgedruckt ist. Die mit
UV-absorbierender Farbe aufgedruckte Information wäre sozusagen
als Negativ in dem fluoreszierenden Streifenmuster erkennbar. In
einer bevorzugten Variante sind die rot, grün und blau fluoreszierenden
Streifen so schmal ausgestaltet, dass das Auge die einzelnen Streifen
nicht mehr auflöst,
sondern aufgrund additiver Farbmischung eine monochrome, vorzugsweise
weiße Fläche wahrnimmt.
Darüber
wird in Rastertechnik ein im Spektralbereich der Fluoreszenzfarben
absorbierender Stoff aufgedruckt. Über die Rasterelementgröße kann
nun gesteuert werden, welcher Fluoreszenzfarbanteil absorbiert wird
und welcher an das Auge vordringt. Ein unter UV-Beleuchtung weiß erscheinendes
Rasterelement ist somit völlig
absorberfrei, während
ein im Bild schwarz erscheinendes Element vollständig überdruckt ist. Dementsprechend
ergeben sich – je
nachdem, welche Streifen mit dem Absorber abgedeckt sind oder nicht – die entsprechenden
Mischfarben für
das Auge. Im Idealfall sieht der Betrachter ein fluoreszierendes
Echtfarbenbild, dessen Schwarzanteil dadurch erzeugt wurde, dass
ein Absorber in geeignete Rasterelemente verdruckt wurde.
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In
einer weiteren Variante wird eine Fläche mit lumineszierenden Substanzen
vollständig
bedruckt. Diese Fläche
wird dann z.B. mit einem Portrait des Passinhabers mit Farbe überdruckt,
die im Bereich der Emission der lumineszierenden Substanz absorbiert.
Unter UV-Licht sieht man dann im nicht überdruckten Randbereich eine
z.B. gelbe Fluoreszenz, während
im Portraitbereich wiederum nur dort Fluoreszenz wahrnehmbar ist,
wo keine Druck farbe eingesetzt ist. Unter UV-Licht sieht man somit
ein negatives, fluoreszierendes Portrait.
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Die
Erfindung umfasst auch ein Wertdokument, wie eine Banknote, eine
Aktie, einen Scheck, einen Pass, ein Ausweisdokument, ein Visum,
eine ID-Karte, insbesondere
papierbasierend, oder dergleichen, das ein Sicherheitselement der
beschriebenen Art aufweist.
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Von
der Erfindung umfasst ist auch die Verwendung von Sicherheitselementen
zur Herstellung von Sicherheitspapier, wobei die Sicherheitselemente
ein farbcodiertes Latentbild mit verschiedenen Bildanteilen aufweisen.
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Von
der Erfindung umfasst ist auch ein Sicherheitspapier, wobei das
Sicherheitspapier wenigstens ein Sicherheitselement mit einem farbcodierten
Latentbild mit verschiedenen Bildanteilen aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung
von mit lumineszierenden Substanzen und/oder IR-Absorbern bedruckten
Flächen,
insbesondere zur Herstellung von bedruckten Sicherheitspapieren
und Wertdokumenten, durch ein Rasterdruckverfahren, wobei es sich
bei dem Rasterdruckverfahren um ein Balkenrasterdruckverfahren oder
ein Wabenrasterdruckverfahren handelt.
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Durch
die Anwendung eines Balken- oder Wabenrasterdruckverfahrens können im
Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten konventionellen
Rasterdruckverfahren, wie Punkt- und Kornrasterdruckverfahren, wesentlich
kontrastreichere, reinere Bilddarstellungen erreicht werden.
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Insbesondere
eignen sich Balkenrasterdruckverfahren wie auch Wabenrasterdruckverfahren
zum Verdrucken farbcodierter Latentbilder mit verschiedenen Bildanteilen
in sämtlichen
oben beschriebenen Varianten. Besonders bevorzugt ist es in diesem
Zusammenhang, wenn die verschiedenen Bildanteile des farbcodierten
Latentbildes durch fluoreszierende Substanzen, durch phosphoreszierende
Substanzen, durch bi-fluoreszierende Substanzen, durch IR-Absorber
oder durch Kombination dieser Substanzen gebildet werden.
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Bei
Anwendung der aus dem Stand der Technik bekannten Punkt- und Kornrasterdruckverfahren kommt
es zu erheblichen Intensitätsverlusten
beim Verdrucken von Mischfarben, die sich aus wenigstens zwei verschiedenen
lumineszierenden Substanzen zusammensetzen. Mit Hilfe der Balken- und Wabenraster
können
die Farben annähernd
zu 100% nebeneinander verdruckt werden.
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Im
Falle des Balkenrasters werden Art und Intensität der visuell wahrgenommenen
Mischfarbe über die
leuchtenden Flächen
der Einzelfarben gesteuert. Die Mischfarbe verändert sich je nach Intensität der Einzelfarben.
Aus diesem Grund wird eine quadratische Rasterstruktur besonders
bevorzugt, wobei das Quadrat in drei gleich große streifenförmige Abschnitte
unterteilt ist. Die Intensität
der Einzelfarben und damit der visuell sichtbare Farbeindruck, also
die Mischfarbe, ergibt sich aus dem „Füllstand" der einzelnen Felder.
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Auch
im Falle des Wabenrasters werden Art und Intensität der visuell
wahrgenommenen Mischfarbe über
die leuchtenden Flächen
der Einzelfarben gesteuert. Die durch den Betrachter wahrgenommene
Mischfarbe verändert
sich auch hier je nach Intensität
der Einzelfarben. Die Intensität
der Einzel farben und damit der visuell sichtbare Farbeindruck, also
die Mischfarbe, ergibt sich durch die unterschiedliche Flächendeckung
der Einzelfarben in den Waben.
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Vorzugsweise
werden Rasterweiten von 20, 36 oder 60 Linien pro cm verwendet.
Die Breite und Höhe einer
Rasterzelle beträgt
vorzugsweise 0,5 mm und weniger, bevorzugt 0,2 mm und weniger. Durch
die erfindungsgemäßen Balken-
und Wabenrasterdruckverfahren kann vorteilhafterweise zusätzlich wenigstens
eine unter normaler Beleuchtung visuell sichtbare Farbe, zusätzlich wenigstens
ein magnetischer Stoff und/oder zusätzlich wenigstens eine elektrisch
leitfähige
Substanzen verdruckt werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Zur
besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabsgetreue
Darstellung verzichtet.
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Es
zeigen:
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1 eine
Aufsicht auf ein Passdokument nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
in schematischer Darstellung bei üblicher Beleuchtung,
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2 eine
Aufsicht auf das in 1 gezeigte Passdokument bei
zusätzlicher
Beleuchtung mit einer UV-Lichtquelle,
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3a – 3c Balkenrasterzellen
und
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4a – 4c Wabenrasterzellen.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Passdokuments 10 nach
einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung bei Beleuchtung mit Tageslicht. Die Vorderseite des Passdokuments 10 enthält ein mit
normalen Druckfarben gedrucktes Passbild 12 des Inhabers,
sowie in maschinenlesbarer Form weitere personalisierte Angaben 14a bis 14f,
die unter anderem den Namen 14a des Inhabers, eine Identifikationsnummer 14b,
den Ausstellungsort 14c, das Geburtsdatum des Inhabers 14d,
das Ausstellungsdatum des Passdokuments 14e und den Gültigkeitszeitraum
des Passdokuments 14f enthalten.
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2 zeigt
das in 1 dargestellte Passdokument bei zusätzlicher
Beleuchtung mit einer UV-Lichtquelle. Neben den bezüglich 1 beschriebenen
Informationen wird ein weiteres Portrait 22 des Passinhabers
sichtbar, das mit fluoreszierenden Substanzen auf das Passdokument
aufgedruckt ist. Bei Verwendung von drei lumineszierenden Substanzen,
die jeweils in einer von drei Primärfarben (z. B. Rot, Grün, Blauviolett) emittieren,
kann ein weitgehend naturgetreues Abbild des Passbildes 12 des
Inhabers erzeugt werden. Die Übereinstimmung
von Passbild 12 und fluoreszierendem Portrait 22 ist
ein leicht zu verifizierendes Merkmal für die Echtheit des Dokuments
und erhöht
die Fälschungssicherheit
deutlich.
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3a zeigt
eine Rasterzelle des Balkenrasters, wobei die Zelle vorzugsweise
eine rechteckige Form, ganz bevorzugt eine quadratische Form aufweist.
Die Zelle ist dabei in drei gleich große, streifenförmige Abschnitte
(22, 23, 24) unterteilt, denen drei unterschiedlich
lumineszierende Farbflächen
zugeordnet sind und vorzugsweise rot/blau bzw. gelb fluoreszieren.
Additivfarbmischung vorausgesetzt, liefert die in 3a gezeigte
Zelle bei vollflächiger
Bedruckung den Farbeindruck Weiß.
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3b zeigt
ebenfalls eine Rasterzelle eines Balkenrasters, wobei hier die streifenförmigen Abschnitte 22, 23 und 24 nur
teilweise bedruckt sind. Je nach Flächenanteil und Intensität des Lumineszenzstoffes
ergibt sich eine entsprechende Mischfarbe für das betrachtende Auge.
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3c zeigt
eine Balkenrasterzelle, in der die Abschnitte 22, 23 und 24 nicht
bedruckt sind und so für das
Auge den Farbeindruck Schwarz liefern.
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In 4a ist
eine Rasterzelle des Wabenrasters gezeigt. Eine Zelle erscheint
vorzugsweise wie die zweidimensionale Abbildung eines Quaders, ganz
besonders bevorzugt wie die zweidimensionale Abbildung eines Würfels, von
dem jeweils drei Seiten sichtbar sind. Diese drei Seiten 32, 33, 34 sind
analog den streifenförmigen
Abschnitten 22, 23 und 24 in den 3a bis 3c zu
sehen. In 4a sind die Flächen 32, 33 und 34 wiederum
vollflächig
mit drei unterschiedlichen Lumineszenzstoffen ausgefüllt, so
dass sich unter UV-Licht für das menschliche
Auge bei additiver Farbmischung der Eindruck einer weißen Zelle
ergibt.
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4b zeigt
dieselbe Zelle, wobei die Flächenanteile,
die die unterschiedlichen Lumineszenzstoffe einnehmen, wiederum
unterschiedlich groß ausfallen
und so eine Mischfarbe unter UV-Licht erzeugen.
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In 4c ist
die Wabenrasterzelle nicht bedruckt, so dass sie unter UV-Licht
für das
menschliche Auge den Farbeindruck Schwarz erzeugt.