LASERUNG EINER BESCHICHTUNG MIT EFFEKTPIGMENTEN

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Beschichtung insbesondere für Faserstoffsubstrate und Folien mit Laserstrahlung, wobei die Beschichtung aus einem Bindemittel, einem lasersensitiven Stoff und einem Effektpigment besteht. Erfindungsgemäß vollzieht der lasersensitive Stoff bei Einwirkung der Laserstrahlung einen Farbwechsel.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Beschichtung insbesondere für Faserstoffsubstrate und Folien mit Laserstrahlung, wobei die Beschichtung mindestens aus einem Bindemittel, einem lasersensitiven Stoff und einem Effektpigment besteht.

[0002] Aus DE 4334848 C1, WO 2010/072329 A1, WO 2011/154112 A1,
DE 10 2010 053 052 A1, EP 1368 200 A2, EP 2 528 742 A1 oder DE 10 2008 046 513 A1 ist bekannt, dass ein Substrat, wie beispielsweise Papier, mit einem Laser geschnitten oder perforiert und auf das Substrat applizierte Beschichtungen abgetragen oder verfärbt werden können, wodurch attraktive und passergenaue Effekte erzeugt werden können.

[0003] Aus EP 2 946 938 A1 ist ein Verfahren zur Änderung der optischen Eigenschaften einer Beschichtung bekannt, bei dem eine Beschichtung, die mindestens ein Effektpigment und mindestens eine IR-Strahlung absorbierende Komponente enthält, mit einem IR-Laser bestrahlt wird. Durch die Einwirkung der Laserstrahlung wird die IR-Strahlung absorbierende Komponente teilweise oder vollständig aus den bestrahlten Bereichen der Beschichtung entfernt und das Effektpigment in den bestrahlten Bereichen teilweise oder vollständig freigelegt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Sicherheitselement derart weiterzubilden, dass der Schutz gegenüber Fälschungen weiter erhöht wird.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0006] Erfindungsgemäß vollzieht der lasersensitive Stoff bei Einwirkung der Laserstrahlung einen Farbwechsel. Der lasersensitive Stoff wird somit bevorzugt durch den Laser umgewandelt bzw. chemisch reduziert und wird durch die Einwirkung der Laserstrahlung insbesondere nicht ablatiert bzw. entfernt, (chemisch) oxidiert oder verdrängt, so dass das Effektpigment in den bestrahlten Bereichen insbesondere nicht teilweise oder vollständig freigelegt wird.

[0007] Als Laser wird bevorzugt ein IR-Laser verwendet, d.h. ein Laser mit einer Emissionswellenlänge im infraroten Wellenlängenbereich, bevorzugt von 0,05 µm bis 50 µm. Ein derartiger IR-Laser ist beispielsweise ein Kohlendioxid- bzw. CO₂-Laser mit einer Emissionswellenlänge im Bereich von 9 µm bis 12 µm, besonders bevorzugt 10,6 µm, ein Diodenlaser im Wellenlängenbereich von 50 nm bis 1100 nm oder ein Festkörperlaser im Wellenlängenbereich von 1000 nm bis 1100 nm, besonders bevorzugt 1064 nm. Bei der erfindungsgemäßen Beschichtung verursacht die Laserstrahlung des IR-Lasers Molekülschwingungen im lasersensitiven Stoff, was wiederum zu kinetischer Energie und damit Wärme im lasersensitiven Stoff und zu einem Farbwechsel führt. Der Farbwechsel des lasersensitiven Stoffes erfolgt dann besonders gut, wenn der lasersensitive Stoff eine hohe IR-Absorption für die Emissionswellenlänge der verwendeten Laserstrahlung hat, so dass der Großteil der eingestrahlten Laserenergie in Wärme umgewandelt werden kann und dadurch die notwendige Temperatur in den Molekülen des lasersensitiven Stoffs erreicht wird, dass diese sich aufspalten und farbige Verbindungen entstehen.

[0008] Es können kontinuierlich arbeitende, gepulste und quasigepulste Laser verwendet werden. Unter quasigepulsten Laser versteht man einen Laser, der mit einer vorgegebenen Frequenz und einer vorgegebenen Einschaltzeit in Prozent der sich ergebenden Periodendauer den Laser für die vorgegebene Einschaltzeit mit voller Leistung einschaltet. Der verwendete Laser wird bevorzugt im quasigepulsten Modus betrieben. Bei einem CO₂-Laser mit einer Emissionswellenlänge von 10,6 µm und einer maximalen Laserleistung von 30 W sowie einem Ammoniumsalz des Molybdäns als lasersensitiven Stoff beträgt die Pulsfrequenz hierbei 25 kHz, mit einer Einschaltzeit von 25%, einer Vortriebsgeschwindigkeit von 2500 mm/ s. Der Fokusdurchmesser des Laserstrahls beträgt ca. 160 µm. Wenn eine Fläche erzeugt werden soll, ist bei diesem Beispiel erfahrungsgemäß ein Linienabstand von 0,1 mm sinnvoll.

[0009] Ein Farbwechsel im Sinne dieser Erfindung ist dabei ein Wechsel von einer Farbe zu einer anderen Farbe, beispielsweise von Rot nach Grün, ein Wechsel von einem hellen Farbton zu einem dunklen Farbton, beispielsweise von Hellgrün nach Dunkelgrün, von einem dunklen Farbton zu einem hellen Farbton oder auch ein Wechsel von einem Kontrast zu einem anderen Kontrast, beispielsweise von Weiß oder farblos zu Schwarz.

[0010] Als Bindemittel eignen sich sowohl lösemittel- als auch wasserbasierende Bindemittel. Insbesondere sind Bindemittel bevorzugt, die eine hohe Transmission für die Wellenlänge der verwendeten Laserstrahlung aufweisen, damit möglichst viel der Laserstrahlung zum lasersensitiven Stoff gelangt und Energie für den Farbumschlag vorhanden ist.

[0011] Als lasersensitiver Stoff wird bevorzugt ein Metallsalz verwendet, besonders bevorzugt ein Ammoniumsalz des Molybdäns. Der Farbwechsel bei Ammoniumsalzen des Molybdäns erfolgt deshalb besonders gut, da diese eine hohe IR-Absorption für die Emissionswellenlänge eines CO₂-Lasers aufweisen, so dass der Großteil der eingestrahlten Laserenergie in Wärme umgewandelt werden kann und dadurch die notwendige Temperatur in den Molekülen der Ammoniumsalze des Molybdäns erreicht wird, dass diese sich aufspalten und farbige Verbindungen entstehen. Des Weiteren sind bevorzugt auch Kupfer(II)-oxalat oder Eisen(II,III)-oxid Fe₂O₃ möglich.

[0012] Weitere mögliche lasersensitive Stoffe sind beispielsweise aus den folgenden Druckschriften bekannt: EP 1657072 B1, EP 2332012 B1, US 7270919, US 7485403, US 7998900, US 8021820, US 8048608, US 8048605, US 8083973, US 8101544, US 8101545, US 8105506, US 8173253, US 8178277, US 8278243, EP 1368 200 B2, EP 2 528 742 B1, US 8278244 und US 842028.

[0013] Der lasersensitive Stoff ist besonders bevorzugt farblos oder weiß, so dass die ungelaserten Bereiche im üblichen Glanzeffekt erscheinen, wie es von Beschichtungen mit sogenannten Perlglanzpigmenten bekannt ist (etwas abgeschwächt durch den lasersensitiven Stoff). Wird nun in dem lasersensitiven Stoff ein Farbumschlag induziert (z.B. von Weiß zu Schwarz) durch beispielsweise notwendigen Temperatureintrag oder mittels Laserbestrahlung, entsteht eine Art "Untergrundfärbung", was zur Folge hat, dass in diesen Bereichen in Kombination mit den Perlglanzpigmenten eine andere Farbe als die der ungelaserten Bereiche sichtbar wird. Je nachdem welchen lasersensitiven Stoff man verwendet und welchen Farbumschlag dieser zeigt (z.B. zu Rot, Grün, Blau etc.) entstehen verschiedene Untergrundfärbungen und damit auch verschiedene Farben im Zusammenhang mit den Perlglanzpigmenten. Bevorzugt wird ein Farbumschlag von Weiß zu Schwarz des verwendeten lasersensitiven Stoffs verwendet.

[0014] Erfindungsgemäß wird somit durch die Einwirkung der Laserstrahlung besonders bevorzugt eine Untergrundfärbung erzeugt, die die Farbigkeit und Farbsättigung des jeweils verwendeten Effektpigments verändert oder verstärkt, ohne jedoch das Effektpigment selbst zu verändern.

[0015] Die erfindungsgemäßen Effektpigmente sind beispielsweise

• Perlglanzpigmente, die beispielsweise aus WO 2004/087437 A1 bekannt sind, oder
• fluoreszierende Pigmente, d.h. Pigmente mit fluoreszierenden Eigenschaften, die unter Bestrahlung mit UV-Licht sichtbar werden, wie beispielsweise Lumilux Blau CD 710 oder das Pigment M396B von Pröll KG, oder
• OVI-Pigmente, die beispielsweise aus EP 0 227 423 B1 bekannt sind, oder
• Flüssigkristallpigmente, die beispielsweise aus WO 97/19818 A1 oder WO 2006/034780 A1 bekannt sind.

[0016] Ein bevorzugtes derartiges Effekt- bzw. Perlglanzpigment ist beispielsweise "Merck Colorstream® T10-03 Tropic Sunrise", das ohne lasersensitiven Farbstoff Interferenzeffekte von hellem Grün zu hellem Rot und Perlglanz zeigt. Eine Mischung dieses Pigments mit einem lasersensitivem Farbstoff, dessen Farbumschlag zu Schwarz bereits erfolgt ist, zeigt Dunkelgrün mit schwachem Colorshift zu Dunkelrot und bei der Verwendung von langwelligerer IR-Strahlung, wie z. B. die CO₂-Laserstrahlung mit einer Emissionswellenlänge von 10,6 µm, eine glitzernde Oberfläche. Die glitzernde Oberfläche entsteht durch die Aufrauung der Oberfläche durch die langwelligere Strahlung, wie weiter unten noch genauer erläutert wird.

[0017] Ein weiteres bevorzugtes Perlglanzpigment "Merck Colorstream® T10-02 Arctic Fire" zeigt ohne lasersensitiven Farbstoff Interferenzeffekte von hellem Grün zu hellem Lila und Perlglanz. Eine Mischung dieses Pigments mit einem lasersensitivem Farbstoff, dessen Farbumschlag zu Schwarz bereits erfolgt ist, zeigt Grün mit Farbwechsel bzw. Colorshift zu Lila und bei der Verwendung von langwelligerer IR-Strahlung, wie z. B. die CO₂-Laserstrahlung mit einer Emissionswellenlänge von 10,6 µm, eine glitzernde Oberfläche.

[0018] Ein weiteres bevorzugtes Perlglanzpigment "Merck Iriodin® 225 Rutil Perlblau" zeigt ohne lasersensitiven Farbstoff ein leichtes Perlglanzblau. Eine Mischung dieses Pigments mit einem lasersensitivem Farbstoff, dessen Farbumschlag zu Schwarz bereits erfolgt ist, zeigt ein intensives Blau mit bei der Verwendung von langwelligerer IR-Strahlung, wie z. B. die CO₂-Laserstrahlung mit einer Emissionswellenlänge von 10,6 µm, glitzernder Oberfläche.

[0019] Ein weiteres bevorzugtes Perlglanzpigment "Eckart Phoenix PX 1221 Gold" zeigt ohne lasersensitiven Farbstoff ein leichtes Perlglanzgold. Eine Mischung dieses Pigments mit einem lasersensitivem Farbstoff, dessen Farbumschlag zu Schwarz bereits erfolgt ist, zeigt ein intensives Gold mit bei der Verwendung von langwelligerer IR-Strahlung, wie z. B. die CO₂-Laserstrahlung mit einer Emissionswellenlänge von 10,6 µm, stark glitzernder Oberfläche.

[0020] Die Farbe des jeweils verwendeten Effektpigments wird in der Mischung mit dem lasersensitiven Stoff durch die Laserbestrahlung verstärkt, d.h. aus einem schwachen Lila wird ein intensiv glitzerndes Lila, aus einem Hellgrün ein Dunkelgrün usw. Die Kombination dieser Pigmente mit dem lasersensitiven Stoff ermöglicht somit verschiedene Farbwechsel und eine breite Palette an unterschiedlichen Farbwechseln durch die Laserbestrahlung.

[0021] Druckt ein Fälscher hingegen eine schwarze Fläche mit einem herkömmlichen Drucker und beschichtet diese Fläche mit der jeweiligen Perlglanzbeschichtung ohne lasersensitiven Farbstoff, ist in der Fläche ebenfalls eine andere Farbe sichtbar. Allerdings ist diese Farbe deutlich heller als die Farbe, die mit dem laserinduzierten Farbeffekt entsteht, beispielsweise Hellgrün statt Dunkelgrün. Weiterhin sind immer noch deutliche Interferenzeffekte sowie der starke Perlglanz sichtbar, was bei der gelaserten schwarzen Fläche nicht der Fall ist. Das Fälschen in dieser Form führt also nicht zu einem optischen Effekt, der mit demjenigen des erfindungsgemäßen Verfahrens vergleichbar ist.

[0022] Insbesondere bei der Verwendung von langwelligerer IR-Strahlung, wie z. B. die CO₂-Laserstrahlung mit einer Emissionswellenlänge von 10,6 µm, lässt sich ein Glitzern der Perlglanz-Beschichtung nur nach der Laserbestrahlung feststellen. Dadurch hat man auch die Möglichkeit, die reine Perlglanz-Beschichtung mit dem Laser zu markieren, ohne, dass ein lasersensitiver Stoff notwendig ist. Die glitzernden Bereiche stellen dann die Markierung dar.

[0023] Allgemein kommt das Glitzern vor allem dann zustande, wenn eine hohe Absorption der entsprechenden Laserwellenlänge in der Beschichtung erreicht wird und dadurch die Laserenergie effizient in Wärme umwandelt wird, was in der Regel bei der Verwendung von langwelligerer IR-Strahlung, wie z. B. die CO₂-Laserstrahlung mit einer Emissionswellenlänge von 10,6 µm, der Fall ist. Durch die Temperatur wird die Oberfläche der Beschichtung stark aufgeraut und die plättchenförmigen Effektpigmente freigelegt und aufgestellt. Dadurch wird das Licht stärker gebrochen und reflektiert. Weist der lasersensitive Stoff eine hohe Absorption der entsprechenden Laserwellenlänge auf, wird mehr Laserenergie in Wärme umgesetzt und die Oberfläche noch stärker aufgeraut. Dadurch wird das Glitzern noch weiter verstärkt.

[0024] Beispielsweise ist die Oberfläche einer Beschichtung, die das Perlglanzpigment "Merck Colorstream® T10-03" ohne lasersensitiven Stoff enthält, nicht so stark aufgeraut wie mit dem lasersensitiven Stoff, da die Absorption der verwendeten Laserwellenlänge bei solchen Effektpigmenten und deren Beschichtung nicht so hoch ist wie die Absorption des lasersensitiven Stoffs für diese Wellenlänge. Ein glitzernder Effekt ist dennoch zu beobachten, auch wenn dieser nicht so stark ausgeprägt ist wie bei der Beschichtung mit Zugabe des lasersensitiven Stoffs.

[0025] Gemäß einer weiteren Interpretationsmöglichkeit erzeugen feine Effektpigmentteilchen mit einem Durchmesser von weniger als etwa 10 µm in der Regel einen seidigen Glanz, größere bzw. gröbere Effektpigmentteilchen mit einem Durchmesser von etwa 10 µm bis etwa 50 µm glitzern dagegen mit höherer Brillanz. Der glitzernde Effekt der gelaserten Bereiche kann dann womöglich auch darauf zurückgeführt werden, dass durch die thermische Wirkung des Lasers die Effektpigmente aufschmelzen und nach dem Abkühlen größere Agglomerate bzw. Pigmentteilchen bilden.

[0026] Die Kombination des lasersensitiven Stoffs mit Effektpigmenten verstärkt die Fälschungssicherheit der laserinduzierten Farbeffekte erheblich, da solche Glitzereffekte und Farbänderungen in Zusammenhang mit der passergenauen Kombination mit einem Laserschneiden des Substrats, wie es beispielsweise aus WO 2010/072329 A1 bekannt ist, einem Sicherheitsfaden oder einem Sicherheitsstreifen nicht in der entsprechenden Feinheit und dem Register gedruckt werden können.

[0027] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Mischung aus dem lasersensitivem Stoff und den Effektpigmenten mit weiteren Farbpigmenten eingefärbt. Diese färbenden Pigmente dürfen allerdings die Wellenlänge des verwendeten Lasers nicht absorbieren, damit sie nicht zu einem andersfarbigen Stoff zerfallen und dadurch unerwartete Farbänderungen der Beschichtung nach der Laserbestrahlung zustande kommen. Das Einfärben der Mischung hat den Vorteil, dass es Fälschern erschwert wird, einen Zusammenhang zwischen der Beschichtungsfarbe und dem Farbergebnis nach der Laserbestrahlung zu erkennen. Außerdem kann durch Verwendung eines geeigneten und IR-transparenten Farbpigments (z.B. Rot) auch ein Schutz vor UV-Strahlung und damit eine höhere Vergilbungsbeständigkeit der Beschichtung erreicht werden.

[0028] Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden zwei oder mehrere Flächen nebeneinander oder in einem Muster aufgebracht, wobei mindestens eine Fläche eine lasersensitive Beschichtung ohne Effektpigment und mindestens eine angrenzende Fläche eine lasersensitive Beschichtung mit Effektpigment aufweist. So können flächenübergreifend verschiedene Muster, Symbole oder Perforationen gelasert werden, wie sie beispielsweise aus WO 2010/072329 A1 oder WO 20111/54112 A1 bekannt sind, so dass sich zwei verschiedene, aber passergenaue Farbeffekte ergeben.

[0029] Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden zwei oder mehrere Flächen nebeneinander oder in einem Muster aufgebracht, wobei mindestens eine Fläche eine lasersensitive Beschichtung mit einer Farbe oder einem Effektpigment aufweist, die bei Änderung des Betrachtungswinkels ihre Farbe nicht wechselt (sog. Color-Fix), und mindestens eine angrenzende Fläche eine lasersensitive Beschichtung mit Effektpigment aufweist, die bei Änderung des Betrachtungswinkels ihre Farbe wechselt (sog. Colorshift). Bei Änderung des Betrachtungswinkels ändert die Fläche mit Color-Fix ihre Farbe somit nicht, wohingegen die Fläche mit Colorshift ihre Farbe ändert, wobei besonders bevorzugt beide Flächen mindestens in Teilbereichen derart mit Laserstrahlung beaufschlagt werden, dass bei einem bestimmten Betrachtungswinkel die Farben der Teilbereiche beider Flächen übereinstimmen. Beispielsweise zeigt die Fläche mit Color-Fix nach der Beaufschlagung mit Laserstrahlung einen grünen Stern, der bei Änderung des Betrachtungswinkels seine Farbe nicht ändert, und zeigt die Fläche mit Colorshift nach der Beaufschlagung mit Laserstrahlung bei einem bestimmten Betrachtungswinkel einen blauen Streifen, der bei Änderung des Betrachtungswinkels seine Farbe zu der grünen Farbe des Sterns ändert.

[0030] Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden zwei oder mehrere Flächen nebeneinander oder in einem Muster aufgebracht, wobei nach Beaufschlagung mit Laserstrahlung mindestens eine Fläche eine lasersensitive Beschichtung mit einem Effektpigment aufweist, das bei Änderung des Betrachtungswinkels seine Farbe wechselt (erster Colorshift), und mindestens eine angrenzende Fläche eine lasersensitive Beschichtung mit anderen Effektpigment aufweist, das bei Änderung des Betrachtungswinkels seine Farbe ebenfalls, aber anders wechselt (zweiter Colorshift). Bei Änderung des Betrachtungswinkels ändern somit beide Flächen ihre Farbe, wobei beide Flächen jedoch einen anderen Farbkippeffekt zeigen. Beispielsweise zeigt die eine Fläche bei Änderung des Betrachtungswinkels einen Farbwechsel von Rot nach Grün und gleichzeitig die andere Fläche einen Farbwechsel von Grün nach Lila. Besonders bevorzugt stimmen die Farben beider Flächen bei einem bestimmten Betrachtungswinkel überein. Beispielsweise zeigt nach der Beaufschlagung mit Laserstrahlung die Fläche mit dem ersten Colorshift bei einem Betrachtungswinkel einen blauen Stern und die Fläche mit dem zweiten Colorshift einen blauen Streifen, wobei beide Flächen bei einem anderen bestimmten Betrachtungswinkel ihre Farbe zu Grün ändern. Alternativ ist es auch möglich, dass nach der Beaufschlagung mit Laserstrahlung die Fläche mit dem ersten Colorshift bei einem Betrachtungswinkel einen blauen Stern und die Fläche mit dem zweiten Colorshift einen grünen Streifen zeigt, wobei bei einem anderen bestimmten Betrachtungswinkel der Stern seine Farbe nach Grün und der Streifen seine Farbe nach Blau ändert.

[0031] Der Farbwechsel und/ oder die nicht wechselnde Farbe sind hierbei sowohl im Licht des sichtbaren Wellenlängenbereichs als auch im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich möglich, beispielsweise im ultravioletten Wellenlängenbereich. Beispielsweise zeigt eine Fläche einen Farbwechsel oder eine nicht wechselnde Farbe im sichtbaren Wellenlängenbereich und eine andere Fläche mit fluoreszierenden Pigmenten einen ähnlichen oder anderen Farbwechsel bzw. eine ähnliche oder andere Farbe im ultravioletten Wellenlängenbereich.

[0032] Als nebeneinander bzw. angrenzend im Sinne dieser Erfindung wird sowohl ein "direktes" Angrenzen ohne Zwischenraum zwischen den Flächen, gegebenenfalls auch mit einer geringfügigen Überlappung, als auch ein Angrenzen mit Zwischenraum verstanden.

[0033] Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Laserung in Form eines sogenannten Negativ-Musters, wobei die Fläche vollflächig mit Laserstrahlung beaufschlagt wird und lediglich ein zu erzeugendes Muster, Symbol etc. nicht mit Laserstrahlung beaufschlagt wird. Auch hier ergibt sich vorteilhaft eine hohe Passergenauigkeit.

[0034] Alternativ kann auch eine laserablatierbare Farbe oder ein anderer laserablatierbarer Stoff (beispielsweise eine Folie) als angrenzende Fläche gedruckt bzw. appliziert werden. Der Laser ablatiert diese Farbe oder den jeweiligen Stoff und geht nahtlos zur Verfärbung der anderen Fläche über.

[0035] Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden zwei Flächen unterschiedlicher Farbzusammensetzung übereinander gedruckt (auch aufgeteilt, bereichsweise oder in einem Muster zueinander), wobei eine Fläche die lasersensitive Beschichtung ohne Effektpigment und die andere Fläche die lasersensitive Beschichtung mit Effektpigment aufweist.

[0036] Dadurch sind registergenaue Kombinationen von beispielsweise Laserloch mit einem Randeffekt (wie beispielsweise aus WO 2009/003587 A1 oder WO 2009/003588 A1 bekannt), Abtragen der ersten Schicht und Verfärben der zweiten Schicht, Verfärben der einzelnen Schichten, Abtragen bis zu Papierschicht oder Farbablation durch Laser möglich.

[0037] Dadurch ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten der Anordnungen der Überdrucke zu den ausgeschnittenen Bereichen (also bei Kombination von Laserschneiden oder Laserperforieren auch mit einem Farbeffekt, wie beispielsweise aus WO 2009/003587 A1 oder WO 2009/003588 A1 bekannt), je nachdem wie die Flächen gedruckt (aufgeteilt, bereichsweise, Muster, Symbole, Buchstaben, Zahlen etc.) und in welchen Bereichen überlappt werden und über welche Bereiche verfärbt, ablatiert, angeschnitten und durchgeschnitten wird.

[0038] Die vorliegende Erfindung ermöglicht zwar durch Zugabe von Effektpigmenten zu der lasersensitiven Farbe auch farbige statt nur schwarze Lasermarkierungen, allerdings ist die Farbigkeit bei sehr dünnen Linien, die durch den Laser gefärbt werden, nur schwer mit dem bloßen Auge zu sehen.

[0039] Die DE 10 2016 014 662 A1 beschreibt ein in das Papier gelasertes Fenster mit einerseits einem Durchsichtsfenster-Bereich und andererseits einer Colorshift- oder eine Blau/Gold-Metallisierung. Auf diese Weise können auf Vorder- und Rückseite der Banknote überraschend miteinander zusammenhängende Designs erzeugt werden.

[0040] Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird aufbauend auf der
DE 10 2016 014 662 A1 die Farbigkeit bei sehr dünnen Linien weiter verbessert, indem der lasersensitive Stoff kombiniert mit Farbpigmenten oder Effektpigmenten wie Iriodin, Liquid Crystals, STEP-Pigmenten, fluoreszierenden Pigmenten oder Colorshift-fähigen Pigmenten auf die Banknotenrückseite hinter der Sicherheitsfolie gedruckt wird bzw. dort, wo das Fenster platziert werden soll. Das mit dem Laser erzeugte Fenster kann Inline in einem Laserschritt durch einen laserinduzierten Farbeffekt in 100% Passerung zum Fenster ergänzt werden.

[0041] Es ergibt sich besonders vorteilhaft eine neue Kombinationsmöglichkeit, die die Sichtbarkeit der dünnen Farblinien verbessert. Gleichzeitig werden neue Möglichkeiten zur Aufwertung der bisher wenig beachteten und vergleichsweise unattraktiven Banknotenrückseite gegeben.

[0042] Bei dem Fenster kann es sich beispielsweise um ein Laserloch, LaserCut, Filigram oder eine Laserperforation handeln.

[0043] Die dünnen Farbeffektlinien kommen in ihrer Farbigkeit und ihrem Effekt dann deutlich besser zur Geltung, wenn die Rückseite der Sicherheitsfolie, die durch das Fenster sichtbar ist, zum lasersensitiven Stoff und Farbeffekt passende Farben oder Effekte (z.B. Colorshift, Fluo, Gold-Blau, LC etc.) zeigt. Colorshift-Effekte, welche auch (farblich) zu Colorshift-Effekten der Sicherheitsfolie passen oder damit in logischer Weise korrelieren, sind ebenfalls möglich, da es auch Colorshift-fähige Effektpigmente gibt, die einen Colorshift ähnlich dem des lasersensitiven Stoffs, aber auch der laserinduzierten Farbeffekte ermöglichen.

[0044] Auch fluoreszierende Pigmente lassen sich zum lasersensitiven Stoff mischen und sind im ultravioletten Spektralbereich sehr gut sichtbar. Damit ergeben sich weitere Farbkombinationsmöglichkeiten, beispielsweise im ultravioletten Spektralbereich erkennbare Farben in Kombination mit im sichtbaren Spektralbereich erkennbaren Farben.

[0045] Das gelaserte Design auf der Rückseite kann auf das Design von Sicherheitsstreifen auf der Vorderseite einer Banknote abgestimmt werden oder dieses ergänzen. Dadurch wird ebenfalls eine logische Korrelation im Design von zwei verschiedenen Sicherheitsmerkmalen erzeugt. Beispielsweise zeigt ein Sicherheitsstreifen auf seiner Vorderseite Korallen und die gleichen Korallen werden gespiegelt als Farbeffekt auf der Banknoten-Rückseite in den lasersensitiven Stoff gelasert.

[0046] Die Fläche des lasersensitiven Stoffs kann weiterhin im Design der Banknote gedruckt werden, um eine zusätzliche Aufwertung des Banknoten-Designs zu erzeugen. Beispielsweise ist der lasersensitive Stoff in Iriodin Blau ausgeführt, ist zusätzlich eine blaue Muschel durch Laserlöcher sichtbar, ist zusätzlich ein Farbeffekt passend zu der Muschelfarbe sichtbar und kann der lasersensitive Stoff zusätzlich in Design gedruckt werden. Eine weitere Veredelung in Bezug auf Variationen der Farbflächengröße, Farbeffektlinien und Fenstergröße ist je nach Produktivität möglich.

[0047] Besonders bevorzugt kann die allgemeine Farbigkeit der Designkomposition erhöht werden, wenn eine verschiedenfarbige Sicherheitsfolie durch Fenster im Banknotensubstrat sichtbar ist.

[0048] Besonders bevorzugt kann der lasersensitive Stoff als Rückseitenstrichersatz fungieren.

[0049] Das Substrat besteht besonders bevorzugt aus Papier aus Baumwollfasern, wie es beispielsweise für Banknoten verwendet wird, oder aus anderen natürlichen Fasern oder aus Synthesefasern oder einer Mischung aus natürlichen und synthetischen Fasern, oder aus mindestens einer Kunststofffolie. Weiterhin bevorzugt besteht das Substrat aus einer Kombination aus mindestens zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen unterschiedlichen Substraten, einem sogenannten Hybrid. Hierbei besteht das Substrat beispielsweise aus einer Kombination Kunststofffolie-Papier-Kunststofffolie, d.h. ein Substrat aus Papier wird auf jeder seiner beiden Seiten durch eine Kunststofffolie bedeckt, oder aus einer Kombination Papier-Kunststofffolie-Papier, d.h. ein Substrat aus einer Kunststofffolie wird auf jeder seiner beiden Seiten durch Papier bedeckt. Die erfindungsgemäße Beschichtung befindet sich bei Hybrid bevorzugt auf dem innen liegenden Papiersubstrat und ist durch die Kunststofffolien besonders gut gegen Beschädigungen oder gegen Fälschungsangriffe geschützt.

[0050] Angaben zum Gewicht des verwendeten Substrats sind beispielsweise in der Schrift DE 102 43 653 A9 angegeben, deren Ausführungen diesbezüglich vollumfänglich in diese Anmeldung aufgenommen werden. Die Schrift DE 102 43 653 A9 führt insbesondere aus, dass die Papierschicht üblicherweise ein Gewicht von 50 g/m² bis 100 g/m² aufweist, vorzugsweise von 80 g/m² bis 90 g/m². Selbstverständlich kann je nach Anwendung jedes andere geeignete Gewicht eingesetzt werden.

[0051] Wertdokumente, für die ein derartiges Substrat bzw. Sicherheitspapier verwendet werden kann, sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, deren Kartenkörper mindestens eine Lage eines Sicherheitspapiers aufweist, und auch Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen. Die vereinfachte Benennung Wertdokument schließt alle oben genannten Materialien, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.

[0052] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzumfang der Ansprüche erfasst ist.

[0053] Anhand der nachfolgenden Beispiele und ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die beschriebenen Einzelmerkmale und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind für sich genommen erfinderisch, aber auch in Kombination erfinderisch. Die Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Die in den Figuren gezeigten Proportionen entsprechen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit.

[0054] Im Einzelnen zeigen:

Fig. 1

eine erfindungsgemäße Beschichtung mit Perlglanzpigmenten "Merck Colorstream® T10-03" mit einem lasersensitiven Stoff, noch nicht gelasert,

Fig. 2

die erfindungsgemäße Beschichtung aus Fig. 1, gelasert,

Fig. 3

eine Beschichtung mit Perlglanzpigmenten "Merck Colorstream® T10-03" ohne einen lasersensitiven Stoff, noch nicht gelasert,

Fig. 4

die Beschichtung mit Perlglanzpigmenten aus Fig. 3, gelasert

Fig. 5

schematisch flächenübergreifendes Lasern über zwei unterschiedliche Flächen mit und ohne Perlglanzpigment,

Fig. 6

Negativ-Variante zu Abbildung 5 mit flächigem Lasern, wobei das Muster ungelasert bleibt,

Fig. 7

schematische Kombination für zwei übereinander gedruckte Schichten.

[0055] Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Beschichtung, unter anderem zusammengesetzt aus Perlglanzpigmenten "Merck Colorstream® T10-03" mit einem lasersensitiven Stoff, die noch nicht mit der Laserstrahlung eines CO₂-Lasers beaufschlagt wurde, und Fig. 2 nach Beaufschlagung mit Laserstrahlung eines CO₂-Lasers. Durch die Laserung ist die Oberfläche der Beschichtung stark aufgeraut. Der CO₂-Laser mit einer Emissionswellenlänge von 10,6 µm und einer maximalen Laserleistung von 30 W wird hierbei im quasigepulsten Modus betrieben mit einer Frequenz von 25 kHz, mit einer Einschaltzeit von 25%, einer Vortriebsgeschwindigkeit von 2500 mm/ s und einem Linienabstand (Hatch) von 0,1 mm.

[0056] Fig. 3 zeigt eine Beschichtung mit Perlglanzpigmenten "Merck Colorstream® T10-03" ohne lasersensitiven Stoff, die noch nicht mit der Laserstrahlung eines CO₂-Lasers beaufschlagt wurde, und Fig. 4 nach Beaufschlagung mit Laserstrahlung eines CO₂-Lasers mit den oben genannten Werten. Durch die Laserung ist die Oberfläche der Beschichtung zwar auch aufgeraut, jedoch wesentlich geringer als in Fig. 2.

[0057] Fig. 5 zeigt ein flächenübergreifendes Lasern über zwei unterschiedliche Flächen 1 und 2 mit und ohne Perlglanzpigmente. Fläche 1 weist eine lasersensitive Beschichtung ohne Perlglanzpigmente (hier Farbe Weiß) und Fläche 2 eine lasersensitive Beschichtung mit Perlglanzpigmenten (hier Farbe Grün) auf. Ein Laserstrahl beaufschlagt die Flächen in Form der drei wellenartigen Linien 3 und 4, so dass in Fläche 1 ein Farbumschlag der Wellen 3 von Weiß zu Schwarz und in Fläche 2 ein Farbumschlag der Wellen 4 von Perlglanzgrün zu Dunkelgrün erfolgt. Bei der Verwendung von langwelliger IR-Strahlung, wie z. B. die CO₂-Laserstrahlung mit einer Emissionswellenlänge von 10,6 µm, entsteht zusätzlich ein Glitzereffekt in den gelaserten Bereichen.

[0058] Im Gegensatz zu Fig. 5 beaufschlagt in Fig. 6 der Laser die gesamte Fläche mit Ausnahme der drei wellenartigen Linien, die somit ungelasert bleiben (sogenanntes Negativ-Muster). Es ergibt sich in Fläche 1 insgesamt ein Farbumschlag 5 von Weiß zu Schwarz mit Ausnahme der drei wellenartigen Linien, die Weiß bleiben. In Fläche 2 ergibt sich insgesamt ein Farbumschlag 5 von Perlglanzgrün zu Dunkelgrün mit Glitzereffekt mit Ausnahme der drei wellenartigen Linien, die Grün bleiben.

[0059] Fig. 7 zeigt eine Kombination für übereinander gedruckte Flächen, bei der zwei Schichten unterschiedlicher Farbzusammensetzung übereinander gedruckt sind, wobei Fläche 1 die lasersensitive Beschichtung ohne Effektpigmente und Fläche 2 die lasersensitive Beschichtung mit Effektpigmenten ist. Der Laserstrahl erzeugt wie in Fig. 5 drei wellenartige Linien, wobei wiederum die Wellen 3 einen Farbumschlag von Weiß zu Schwarz und die Wellen 4 von Perlglanzgrün zu Dunkelgrün erfahren. Bei der Verwendung von langwelliger IR-Strahlung, wie z. B. die CO₂-Laserstrahlung mit einer Emissionswellenlänge von 10,6 µm, entsteht zusätzlich ein Glitzereffekt in den gelaserten Bereichen. Bei den Wellen 7 erfolgt ein Abtragen der oberen Schicht, ergänzt um einen farbigen Randeffekt und einem Farbeffekt der unteren Schicht. Der Randeffekt wird in Fig. 7 als schwarze Linien am Rand der Wellen 7 verdeutlicht.

Ansprüche

1. Verfahren zur Behandlung einer Beschichtung insbesondere für Faserstoffsubstrate und Folien mit Laserstrahlung, wobei die Beschichtung mindestens aus einer Mischung aus einem Bindemittel, einem lasersensitiven Stoff und einem Effektpigment besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der lasersensitive Stoff bei Einwirkung der Laserstrahlung einen Farbwechsel vollzieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laser mit einer Emissionswellenlänge von 0,05 µm bis 50 µm verwendet wird, bevorzugt ein Kohlendioxid-Laser mit einer Emissionswellenlänge im Bereich von 9 µm bis 12 µm oder ein Diodenlaser mit einer Emissionswellenlänge im Bereich von 50 nm bis 1100 nm oder ein Festkörperlaser mit einer Emissionswellenlänge im Bereich von 1000 nm bis 1100 nm.

3. Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lasersensitive Stoff bei Einwirkung der Laserstrahlung umgewandelt bzw. chemisch reduziert wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als lasersensitiver Stoff ein Metallsalz, bevorzugt ein Ammoniumsalz des Molybdäns, Kupfer(II)-oxalat oderEisen(II,III)-oxid Fe₂O₃ verwendet wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Effektpigmente Perlglanzpigmente, fluoreszierende Pigmente, OVI-Pigmente oder Flüssigkristall-Pigmente verwendet werden.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus dem lasersensitivem Stoff und den Effektpigmenten mit weiteren Farbpigmenten eingefärbt wird, wobei die weiteren Farbpigmente für die Wellenlänge des verwendeten Lasers eine möglichst geringe Absorption aufweisen.

Zeichnung