Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Absicherung von Wertdokumenten, umfassend ein einen Merkmalsstoff enthaltendes erstes Polymer, das zumindest teilweise von einem zweiten Polymer umgeben ist, wobei das erste Polymer ein hydrophobes, wasserunlösliches Polymer ist, das bei erhöhtem pH- Wert und bei erhöhter Umgebungstemperatur bei einer Behandlungsdauer von mindestens 30 Minuten in ein hydrophiles, wasserlösliches Polymer umwandelbar ist, und das zweite Polymer ein hydrophiles, wasserlösliches Polymer ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren Verfahren zum Herstellen des Sicherheitselements und ein das Sicherheitselement aufweisende Wertdokument.

Papier-Recyclingprozesse, denen aus ökologischen Gründen idealerweise auch abgenutzte oder mit Produktionsmängeln behaftete Wertdokumente, insbesondere Banknoten, unterworfen werden sollten, finden üblicherweise bei erhöhter Temperatur und bei erhöhtem pH- Wert statt. Konventionelle Sicherheitselemente zur Absicherung von Wertdokumenten, z.B. Melierfasern oder Planchetten mit Merkmalseigenschaften wie etwa UV- Lumineszenz, IR- Absorption oder Photochromie, sind allerdings so stabil, dass sie unter den Bedingungen der Papier-Recyclingprozesse nicht zerstört werden. Typischerweise werden dabei die konventionellen Sicherheitselemente nur beschädigt und bleiben somit als sichtbare, störende Bruchstücke in der Papiermasse zurück. Folglich können abgenutzte Wertdokumente, aber auch Sicherheitselemente enthaltendes Sicherheitspapier als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Banknoten, das z.B. infolge von Produktionsfehlern (z.B. falsche Papierdicke, Risse in der Papierbahn, falsche Konzentration an Sicherheitselementen) nicht die Spezifikation zur Weiterverarbeitung erfüllt, aus Gründen der Sicherheit nicht ohne Weiteres einem konventionel- len Papier-Recyclingprozess unterworfen werden. Dem Papierhersteller entstehen auf diese Weise hohe Kosten bei der Entsorgung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Sicherheitsmerkmal zur Absicherung von Wertdokumenten bereitzustellen. Wünschenswert ist insbesondere die Bereitstellung eines Sicherheitselements, das eine ausreichende Stabilität gegenüber Wasser und Feuchtigkeit besitzt, sodass das Sicherheitselement unter den Bedingungen der Papierherstellung nicht zerstört wird, jedoch gleichzeitig so instabil ist, dass das Sicherheitselement unter den drastischeren Bedingungen des Papier- Recyclingprozesses zerstört wird. Der Erfindung liegen des Weiteren die Bereitstellung von Herstellungsverfahren für ein solches Sicherheitselement und die Bereitstellung eines mit dem Sicherheitselement versehenen Wertdokuments zugrunde.

Diese Aufgaben werden durch die in den unabhängigen Ansprüchen definierten Merkmalskombinationen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zusammenfassung der Erfindung

1. (Erster Aspekt der Erfindung) Sicherheitselement zur Absicherung von Wertdokumenten, umfassend ein einen Merkmalsstoff enthaltendes erstes Polymer, das zumindest teilweise von einem zweiten Polymer umgeben ist, wobei das erste Polymer ein hydrophobes, wasserunlösliches Polymer ist, das bei erhöhtem pH- Wert und bei erhöhter Umgebungstemperatur bei einer Behandlungsdauer von weniger als 60 Minuten, bevorzugt weniger als 30 Minuten, in ein hydrophiles, wasserlösliches Polymer umwandelbar ist, und das zweite Polymer ein hydrophiles, wasserlösliches Polymer ist, wobei der erhöhte pH- Wert größer als 12, bevorzugt größer als 10, ist und die erhöhte Umgebungstemperatur größer als 90°C, bevorzugt größer als 60°C, ist.

2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Absatz 1, wobei das Sicherheitselement bei Einbringung in eine feuchte Papiermasse eine Melierfaser oder Planchette ergibt. Bei der Einbringung wird das wasserlösliche zweite Polymer angelöst

chette oder Melierfaser sichtbar.

3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Absatz 1 oder 2, wobei der Merkmalsstoff lumineszierende, magnetische oder photochrome Eigenschaften aufweist und bevorzugt ein IR- Absorber oder ein UV- anregbarer Leuchtstoff ist.

4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einem der Absätze 1 bis 3, wobei das erste Polymer durch Verseifung im basischen Milieu in ein wasserlösliches Polymer umwandelbar ist.

5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Absatz 4, wobei das erste Polymer Polyvinylacetat oder ein Polyester ist und bevorzugt Polyvi- nylacetat ist.

6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einem der Absätze 1 bis 5, wobei das zweite Polymer Polyvinylalkohol oder ein Polyvinylalkohol- Copolymer, insbesondere ein Polyvinylpyrrolidon-Polyvinylalkohol- Copolymer oder ein Polyvinylalkohol-Polyethylenglykol-Graf t-Copolymer, ist und bevorzugt Polyvinylalkohol ist. 7. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einem der Absätze 1 bis 6, wobei der Merkmalsstoff ein Kern-Hülle-Teilchen ist, wobei der Kern und die Hülle bevorzugt auf zwei unterschiedlichen Polymeren basieren, die Hülle weiter bevorzugt durch Einwirkung von wässrigen Basen angreifbar ist und die Hülle insbesondere bevorzugt auf einem Melamin-Formaldehyd- Kondensationspolymer basiert.

8. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einem der Absätze 1 bis 7, wobei der Anteil des ersten, hydrophoben, wasserunlöslichen Polymers im Sicherheitselement weniger als 10 Gew.-% beträgt.

9. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einem der Absätze 1 bis 8, wobei das Gewichtsverhältnis des Merkmalsstoffs bezogen auf das erste, hydrophobe, wasserunlösliche Polymer mindestens 1:1, bevorzugt mindestens 9:1, beträgt.

10. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einem der Absätze 1 bis 9, wobei das erste, hydrophobe, wasserunlösliche Polymer ein Molekulargewicht in einem Bereich von 100 000 g/mol bis 500 000 g/mol aufweist.

11. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einem der Absätze 1 bis 10, wobei das Sicherheitselement erhältlich ist durch ein Verfahren, umfassend

den Schritt des Einbringens eines Merkmalsstoffs in ein erstes Polymer mittels Extrusion; und

den Schritt des Umhüllens des so erhaltenen ersten Polymers mit einem zweiten Polymer. 12. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einem der Absätze 1 bis 10, wobei das Sicherheitselement erhältlich ist durch ein Verfahren, umfassend

den Schritt des Bereitstellens einer Schicht, insbesondere einer Folie, auf Basis eines zweiten Polymers;

den Schritt des Auftragens einer einen Merkmalsstoff und ein erstes Polymer enthaltenden Lösung auf die Schicht auf Basis eines zweiten Polymers; und

den Schritt des Aufbringens einer weiteren Schicht, insbesondere einer Folie, auf Basis eines zweiten Polymers auf die mit der Lösung des Merkmalsstoffs und des ersten Polymers versehene Schicht auf Basis eines zweiten Polymers.

13. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Absatz 12, wobei die Schichten jeweils Folien mit einer Dicke im Bereich von 10 bis 100 Mikrometer, bevorzugt 15 bis 60 Mikrometer, sind.

14. (Zweiter Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements zur Absicherung von Wertdokumenten nach einem der Absätze 1 bis 10, umfassend

den Schritt des Einbringens eines Merkmalsstoffs in ein erstes Polymer mittels Extrusion; und

den Schritt des Umhüllens des so erhaltenen ersten Polymers mit einem zweiten Polymer,

wobei das erste Polymer ein hydrophobes, wasserunlösliches Polymer ist, das bei erhöhtem pH- Wert und/ öder bei erhöhter Umgebungstemperatur in ein hydrophiles, wasserlösliches Polymer umwandelbar ist, und das zweite Polymer ein hydrophiles, wasserlösliches Polymer ist. 15. (Dritter Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements zur Absicherung von Wertdokumenten nach einem der Absätze 1 bis 10, umfassend

den Schritt des Bereitstellens einer Schicht, insbesondere einer Folie, auf Basis eines zweiten Polymers;

den Schritt des Auf tragens einer einen Merkmalsstoff und ein erstes Polymer enthaltenden Lösung auf die Schicht auf Basis eines zweiten Polymers; und

den Schritt des Aufbringens einer weiteren Schicht, insbesondere einer Folie, auf Basis eines zweiten Polymers auf die mit der Lösung des Merkmalsstoffs und des ersten Polymers versehene Schicht auf Basis eines zweiten Polymers,

wobei das erste Polymer ein hydrophobes, wasserunlösliches Polymer ist, das bei erhöhtem pH- Wert und/ oder bei erhöhter Umgebungstemperatur in ein hydrophiles, wasserlösliches Polymer umwandelbar ist, und das zweite Polymer ein hydrophiles, wasserlösliches Polymer ist.

16. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 15, wobei der Schritt des Auftragens einer einen Merkmalsstoff und ein erstes Polymer enthaltenden Lösung auf die Schicht auf Basis eines zweiten Polymers durch Aufdrucken eines Lösungsmittel-basierenden, den Merkmalsstoff und das erste Polymer enthaltenden Lacks erfolgt und der Schritt des Aufbringens einer weiteren Schicht auf Basis eines zweiten Polymers nach dem Trocknen des aufgedruckten Lacks erfolgt.

17. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 15 oder 16, umfassend den zusätzlichen Schritt des Zerschneidens des erhaltenen Schichtaufbaus in einzelne Sicherheitselemente. 18. (Vierter Aspekt der Erfindung) Wertdokument, insbesondere Banknote, umfassend ein Sicherheitselement nach einem der Absätze 1 bis 13.

19. (Bevorzugte Ausgestaltung) Wertdokument nach Absatz 18, wobei der Merkmalsstoff ein IR- Absorber oder ein UV-anregbarer Leuchtstoff ist und die Intensität der IR- Absorption des IR- Absorbers bzw. die Intensität der Emission des UV-anregbaren Leuchtstoffs nach dem Aussetzen des Wertdokuments in einem Milieu mit einem pH- Wert größer als 12, bevorzugt größer als 10, und einer Umgebungstemperatur größer als 90°C, bevorzugt größer als 60°C, während einer Behandlungsdauer von weniger als 60 Minuten, bevorzugt weniger als 30 Minuten, um mehr als 50%, bevorzugt um mehr als 90% abnimmt.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Wertdokumente im Rahmen der Erfindung sind Gegenstände wie Banknoten, Schecks, Aktien, Wertmarken, Ausweise, Pässe, Urkunden und andere Dokumente sowie Etiketten. Bei dem Wertdokumentsubstrat muss es sich nicht zwangsläufig um ein Papiersubstrat handeln, es könnte insbesondere ein Kunststoffsubstrat sein oder ein Substrat, das sowohl Papier-Bestandteile, als auch Kunststoffbestandteile aufweist.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Bereitstellung von Sicherheitselementen, z.B. Melierfasern oder Planchetten, mit Merkmalseigenschaften wie UV-Lumineszenz, IR- Absorption oder Photochromie, die während der Papierherstellung in das Papier eingebracht oder auf das Papier aufgebracht werden können und gegenüber Wasser und Feuchtigkeit eine ausreichende Stabilität besitzen, um während der Papierherstellung nicht zerstört zu wer- den. Gleichzeitig sind die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente so instabil, dass sie unter den drastischeren Bedingungen des Papier- Recyclingprozesses, d.h. bei erhöhter Temperatur und bei erhöhtem pH- Wert, zerstört werden. Für den Papierhersteller sind daher hohe Kosteneinsparungen möglich, darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung im Hinblick auf den ökologischen Gesichtspunkt besonders vorteilhaft. Mithilfe der erfindungsgemäßen Sicherheitselemente können z.B. fehlerhafte Sicherheits- papier-Bögen, mit Produktionsmängeln behaftete Wertdokumente oder abgenutzte Wertdokumente problemlos einem konventionellen Papier- Recyclingprozess unterworfen werden, weil die Sicherheitselemente im Re- cyclingprozess vollständig vernichtet werden. Erreicht wird dies insbesondere durch eine geeignete Kombination von wasserlöslichen Polymeren, z.B. Polyvinylalkohol (PVA), und wasserunlöslichen, Hydrolyse-instabilen Polymeren, z.B. Polyvinylacetat (PVAc). Es wird bevorzugt, dass das wasserunlösliche Polymer durch Verseifung im basischen Milieu in das wasserlösliche Polymer umgewandelt wird, sodass nur eine Polymerart vorliegt. Bei dem wasserlöslichen Polymer handelt es sich bevorzugt um Polyvinylalkohol. Polyvinylalkohol ist häufig in größeren Mengen Bestandteil der Papiermasse von Wertdokumenten, weil es z.B. bei der Verleimung eingesetzt wird und daher die Eigenschaften der beim Recycling gewonnenen Papiermasse nicht negativ beeinflusst.

Das Sicherheitselement basiert insbesondere auf einem Merkmalsstoffe enthaltenden ersten Polymer, welches ganz oder teilweise von einem wasserlöslichen zweiten Polymer umgeben ist. Das wasserlösliche zweite Polymer sorgt dabei für die Kompatibilität des Sicherheitselements mit dem Papier, weil es beim Kontakt mit der feuchten Papiermasse bzw. der Papierbahn ansatzweise gelöst wird und den festen Einbau des Sicherheitselements in die Papiermasse fördert. Bevorzugt handelt es sich bei dem zweiten Polymer um Polyvinylalkohol oder um dessen Copolymere, wie z.B. Polyvinylpyrrolidon- Polyvinylalkohol-Copolymere oder Polyvinylalkohol-Polyethylenglykol- Graft-Copolymere. Obwohl Poly vinylalkohol die besten Eigenschaften für einen Einbau in die Papiermasse besitzt, sind andere wasserlösliche Polymere, wie z.B. Polyvinylpyrrolidon, ebenfalls geeignet.

Das die Merkmalsstoffe enthaltende erste Polymer ist zweckmäßigerweise ausreichend feuchtigkeitsstabil, um den Einbau in die Papiermasse unbeschadet zu überstehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Polymer um ein hydrophobes, wasserunlösliches Polymer, beispielsweise Polyvinylacetat oder bestimmte Polyester. Das hydrophobe Polymer zeichnet sich jedoch dadurch aus, dass es durch einen erhöhten pH- Wert und/ oder eine erhöhte Umgebungstemperatur in ein hydrophiles Polymer umgewandelt werden kann, z.B. durch Verseif ung von Ester gruppen. Beispielsweise kann Polyvinylacetat schrittweise zu Polyvinylalkohol verseift werden, welcher dann wasserlöslich ist. Weiterhin können bestimmte Polyester und andere Polymere durch Verseif ung oder andere Reaktionen zu kleineren, niedermolekularen Einheiten gespalten werden, wodurch das Polymer zerstört wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wandelt sich das erste, wasserunlösliche Polymer im Recyclingprozess derart um, dass es dem zweiten (wasserlöslichen) Polymertyp entspricht. Die Kombination aus Polyvinylalkohol (PVA) und Polyvinylacetat (PVAc) ist dabei besonders bevorzugt, da sich PVAc leicht zu PVA hydrolisieren lässt und somit neben dem unbedenklichen PVA keine weiteren Polymere bzw. Polymerabbauprodukte im Recyclingprozess auftauchen.

Erfindungsgemäße Sicherheitselemente können auf unterschiedliche Weise gebildet werden. Beispielsweise kann der Merkmalsstoff durch Extrusion in das erste Polymer eingebracht werden und anschließend mit dem zweiten Polymer umhüllt werden. Alternativ kann eine das erste Polymer und den Merkmalsstoff enthaltende Lösung auf das zweite Polymer aufgetragen werden, und anschließend durch eine weitere Schicht des zweiten Polymers bedeckt werden. Die vollständige Umhüllung des ersten Polymers durch das zweite Polymer ist vorteilhaft, da ansonsten kein ausreichender und homogener Einbau in das Papiersubstrat erfolgen kann. Beispielsweise erfolgt bei Zugabe von nicht beidseitig bedeckten Sicherheitselementen in die Papiermasse kein guter Einbau, wenn die zufällig verteilten Sicherheitselemente mit ihrer hydrophoben Seite das Papier berühren. Bei vollständiger Umhüllung sind beide Seiten des Sicherheitselements hydrophil, und bauen sich auch bei zufälliger Anordnung immer gut in die Papiermasse ein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Sicherheitselement durch Bedrucken bzw. Beschichten einer PVA-Folie mit einem lösemittelbasierten Drucklack hergestellt, welcher PVAc und den Merkmalsstoff enthält. Bevorzugt wird die bedruckte Folie nach Trocknung des Drucklacks mit einer zweiten PVA-Folie laminiert, sodass keine freien PVAc-Oberflächen existieren. Dies erleichtert die Einbringung des späteren Sicherheitselements, da unbehandeltes PVAc im Gegensatz zu PVA keine gute Kompatibilität mit der Papiermasse hat und sich dadurch schlecht einbaut. Die Sicherheitsele- mente können dann z.B. durch Zerschneiden oder Ausstanzen der laminierten Folien gewonnen werden.

Bevorzugt ist die PVAc-Oberfläche der vereinzelten Sicherheitselemente zu mehr als 80%, insbesondere bevorzugt zu mehr als 90% mit PVA abgedeckt.

Es zeigen: zwei Beispiele für die Herstellung erfindungsgemäßer Sicher heitselemente; ein weiteres Beispiel für die Herstellung erfindungsgemäßer Sicherheitselemente;

Figur 3: ein weiteres Beispiel für die Herstellung erfindungsgemäßer

Sicherheitselemente.

Figur 1, Fall A, zeigt ein Beispiel für die Herstellung erfindungsgemäßer Sicherheitselemente. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform wird die PVA-Folie vollflächig bedruckt, das heißt für die Herstellung von z.B. Melierfasern kann die Folie in Streifen geschnitten werden, wobei Melierfasern mit den gleichen Dimensionen der Streifen gewonnen werden.

Besonders dünne Melierfasern oder andere, durch Schneiden oder Stanzen nur schwer erhältliche Muster, können so jedoch nicht einfach hergestellt werden. In diesem Fall ist die folgende Ausführungsform (siehe Figur 1, Fall B) vorteilhafter: Figur 1, Fall B, zeigt ein weiteres Beispiel für die Herstellung erfindungsgemäßer Sicherheitselemente. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform wird die PVA-Folie mit einem Muster bedruckt, welches der Form des späteren Sicherheitselements entspricht. Beispielsweise kann ein Muster aus dün- nen Streifen gedruckt werden, welche am Ende die Melierfasern darstellen, oder andere Motive, wie z.B. Wellen, Kreise oder Dreiecke. Diese können bei entsprechend gewähltem Abstand voneinander problemlos ausgeschnitten werden. Da bei Einbringung in die Papiermasse das PVA weitgehend aufgelöst wird, verbleibt somit nur noch das durch den Druckvorgang definierte PVAc-Motiv als sichtbares Sicherheitselement.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird beim Aufdrucken des Musters in zwei Richtungen ein Rand freigelassen (entspricht Figur 1, Fall B). Dies bietet beispielsweise Vorteile/wenn mehrfarbige Muster oder komplexe Formen ausgeschnitten werden müssen, da dann die Schnittposition relativ zum Muster sichergestellt werden kann.

Figur 2, Fall C, zeigt ein weiteres Beispiel für die Herstellung erfindungsgemäßer Sicherheitselemente. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform wird beim Aufdrucken des Musters nur in einer Richtung ein Rand freigelassen. Dies bietet beispielsweise Vorteile, wie weniger Materialverbrauch, wenn das gedruckte Muster derart gestaltet ist, dass es durchschnitten werden kann. Figur 3, Fall D, zeigt ein weiteres Beispiel für die Herstellung erfindungsgemäßer Sicherheitselemente. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform werden Linien oder andere Muster mit einem Schrägwinkel relativ zur Schneidrichtung aufgedruckt. Hierdurch wird erreicht, dass das Muster nicht ausgerichtet werden muss, oder anders gesagt, die Musterposition nicht an die Schneidposition angepasst werden muss. Es entsteht z.B. beim Schneiden einer Folie mit einem schräg aufgedruckten Linienmuster in mehrere Streifen gleicher Breite immer die gleiche Längenverteilung an Linien, auch wenn die Folie leicht versetzt in das Schneidewerkzeug eingelegt wird. Ein Beispiel für ein schräg aufgedrucktes Linienmuster ist als Fall D in der Figur 3 dargestellt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein relativ zur Schneidbreite unsynchronisierter Musterabstand gewählt, beispielsweise beträgt der Abstand zwischen zwei aufgedruckten Linien 1,01 Mal die

Schneidbreite. Hierdurch können z.B. kontrollierte Verteilungen an zufälligen Musterverteilungen erzeugt werden, oder es kann verhindert werden, dass durch eine unglückliche Positionierung des Schneidwerkzeugs beispielsweise alle aufgedruckten Linien genau mittig zerschnitten werden, wie es bei einer Übereinstimmung zwischen Musterabstand und Schneidbreite der Fall sein könnte.

Typische Bedingungen beim Papierrecycling sind erhöhte Temperaturen, wie z.B. mehr als 60°C, bevorzugt mehr als 90°C, und ein erhöhter pH- Wert, z.B. ein pH größer als 8, bevorzugt ein pH größer als 10, insbesondere bevorzugt ein pH größer als 12 bei gleichzeitig angewandten hohen Scherkräften. Typische Behandlungsdauern sind z;B. eine Behandlungsdauer von mehr als 30 min, bevorzugt mehr als lh. Um unter diesen Bedingungen eine vollständige Zerstörung des Sicherheitselements zu garantieren, sind spezielle Ausführungsformen vorteilhaft. Als„vollständige Zerstörung" wird dabei angesehen, dass bei erneutem Einsatz der Papiermasse keine größeren, mit dem Auge sichtbaren Bestandteile des Sicherheitselements verbleiben, sondern ein homogener Eindruck der Papiermasse erreicht wird. Insbesondere ist damit nicht gemeint, dass der Merkmalsstoff sich zersetzt. Wird z.B. eine rot gefärbte, eisenoxidhaltige Melierfaser als magnetisches Sicherheitselement eingesetzt, so ist mit dem Begriff„vollständige Zerstörung" hierbei gemeint, dass das Eisenoxid-enthaltende Polymer sich im Wesentlichen vollständig aufgelöst hat und keine Melierfaser-Bruchstücke oder Ahnliches mehr erkennbar sind. Die Eisenoxidpartikel werden weiterhin vorhanden sein und sich homogen in der Papiermasse verteilen. Da üblicherweise jedoch nur sehr geringe Mengen an Sicherheitselementen relativ zur Papiermasse vorhanden sind, werden diese bei homogener Verteilung nicht mehr wahrgenommen. Nur an Stellen, an denen der Merkmalsstoff in höherer Konzentration vorliegt, wie im Polymer des ursprünglichen Sicherheitselements, ist eine erhöhte und damit nach dem Recycling störende Wahrnehmbarkeit gegeben.

In bestimmten Fällen kann es trotzdem vorteilhaft sein, Merkmalsstoffe einzusetzen, welche sich beim Recyclingprozess in ihrer Wahrnehmbarkeit abschwächen bzw. zersetzen. Hierdurch wird gewährleistet, dass das recycelte Papier z.B. auch bei einer forensischen Analyse mithilf e eines Mikroskops oder anderen Hilfsmitteln nicht bzw. kaum von„frischem" Papier unterscheidbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verringert sich die Intensität des eingesetzten Merkmalsstoffs (beispielsweise die Intensität der Emission eines UV-anregbaren Leuchtstoffes, oder die Intensität der IR- Absorption eines IR- Absorbers) während der Behandlung beim Papierrecycling um mehr als 50%, bevorzugt um mehr als 90%.

Es wird darauf hingewiesen, dass in herkömmlichen, nicht-recycelbaren Sicherheitselementen der Merkmalsstoff durch das umgebende Substrat ge- schützt wird und somit selbst dann nicht im Recyclingprozess angegriffen wird, wenn der Merkmalsstoff eigentlich bei den Prozessbedingungen instabil sein sollte. Die Verwendung von sich auflösenden Sicherheitselementen ist somit inhärent notwendig, um den gewünschten Effekt zu erzielen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem eingesetzten Merkmalsstoff um ein Kern-Hülle-Teilchen. Bevorzugt basiert das Kern-Hülle-Teilchen auf zwei unterschiedlichen Polymeren. Weiter bevorzugt ist das Polymer der Hülle durch Einwirkungen von Basen an- greifbar. Bevorzugt wird die Art und Dicke der Hülle so gewählt, dass der Merkmalsstoff einerseits die notwendigen Kriterien zur Basenstabilität, welche für den Einsatz in Wertdokumenten notwendig sind, erfüllt, andererseits bei den härteren Bedingungen des Papierrecyclings größtenteils zerstört wird. Bevorzugt handelt es sich bei der Hülle um eine Schicht aus Melamin- Formaldehyd-Kondensationspolymer. Obwohl Melamin-Formaldehyd-

Kondensationspolymere normalerweise chemisch sehr beständig sind, lässt sich die Stabilität der Hülle sehr gut über deren Dicke steuern, sodass hier eine kontrollierte Einstellung der Instabilität gegenüber heißen wässrigen Basen möglich ist.

Um eine vollständige Hydrolyse des Sicherheitsmerkmals zu gewährleisten, sind zusätzlich bestimmte Rahmenbedingungen notwendig. Insbesondere bei der Verwendung von wasserunlöslichen Polymeren, welche erst noch zersetzt oder umgewandelt werden müssen, können nicht beliebig große Mengen eingesetzt werden, da die Hydrolyse ansonsten einen zu hohen Zeitaufwand verursacht und nicht innerhalb des üblichen Papierrecyclingschrittes abgeschlossen wird. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsfall basieren weniger als 10 Gewichtsprozent des Sicherheitselements auf dem wasserunlöslichen Polymer, besonders bevorzugt weniger als 1 Gewichtsprozent.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsfall ist das Gewichtsverhältnis des eingesetzten Merkmalsstoffs (z.B. das eingesetzte lumineszierende Pigment) bezogen auf das wasserunlösliche Polymer, welches den Merkmalsstoff umgibt, insbesondere mindestens 99:1, bevorzugt mindestens 9:1, besonders bevorzugt mindestens 1:1.

Weiterhin hat die Kettenlänge des eingesetzten, den Merkmalsstoff umgebenden ersten Polymers einen Einfluss auf dessen Hydrolysegeschwindigkeit, jedoch auch auf die Verarbeitbarkeit des laminierten Folienverbundes.

In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das erste Polymer daher insbesondere ein Molekulargewicht von weniger als 100 000 g/ mol. Hierbei ist die Hydrolysegeschwindigkeit besonders hoch.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt das erste Polymer ein Molekulargewicht von mehr als 500 000 g/ mol. Hierbei ist die Verarbeitbarkeit besonders gut.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt das erste Polymer ein Molekulargewicht in einem Bereich von 100 000 g/ mol bis 500 000 g/ mol. Hierbei werden eine ausreichende Hydrolysegeschwindigkeit und eine gute Verarbeitbarkeit vereint. Für die meisten Anwendungsfälle ist diese dritte Ausführungsform technisch vorteilhaft, und daher gegenüber den anderen beiden Ausführungsformen besonders bevorzugt. In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die PVA-Folie eine Dicke im Bereich von 10 bis ΙΟΟμητ,, besonders bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 60μπι.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der PVA-Folie um sogenanntes heißwasserlösliches PVA, wobei es sich um ein PVA handelt, welches sich im Gegensatz zum sogenannten kaltwasserlöslichen PVA erst bei erhöhter Temperatur, z.B. oberhalb von 60°C, vollständig auflöst. Hierdurch wird es möglich, die Sicherheitselemente so einzustellen, dass sie durch direkte Zugabe in das Wasser der Papiermaschine in die Papierbahn eingebracht werden können, und sich das PVA erst im späteren Trock- nungsprozess durch Erhitzen der Papierbahn vollständig auflöst.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Sicherheitselemente in das Wasser der Papiermaschine eingebracht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Sicherheitselemente auf die feuchte Papierbahn gestreut, beispielsweise durch Verwenden einer Schüttelrinne.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Beschichtung bzw. Bedruckung der PVA-Folie eine Mischung, die auf dem Merkmalsstoff und einer Lösung aus Polyvinylacetat in einem organischen Lösungsmittel basiert, verwendet. Bevorzugt handelt es sich bei dem organischen Lösungsmittel um Ethylacetat oder Aceton. Es können weitere Bestandteile bzw. Lösungsmittel vorhanden sein, um die Druckeigenschaften des Drucklacks zu verbessern, z.B. die Viskosität und Benetzbarkeit. In einem bevorzugten Ausführungsfall werden die hier beschriebenen recyc- lefähigen Sicherheitselemente mit anderen, nicht-recycelfähigen Sicherheitselementen kombiniert bzw. derart gestaltet, dass sie nur teilweise recyclefä- hig sind. Beispielsweise können im Wertdokument erfindungsgemäße grüne Melierfasern mit nicht-erfindungsgemäßen roten Melierfasern gemischt werden. Alternativ können bei der Herstellung der Sicherheitselemente erste (z.B. grüne) Linien auf Basis eines hydrolysierbaren Polymers gedruckt werden und zweite (z.B. rote) Linien auf Basis eines hydrolysestabilen Drucklacks gedruckt werden. Es ist auf diese Weise auch möglich, Teile eines Si- cherheitselements aus hydrolisierbaren bzw. hydrolysestabilen Bestandteilen aufzubauen. Beispielsweise können bei einer gedruckten Flagge mit drei Landesfarben zwei Landesfarben hydrolysierbar und eine Landesfarbe hydrolysestabil gestaltet werden. Wird Papier bzw. ein Wertdokument mit einer entsprechenden Mischung aus recyclebaren und nicht-recyclebaren Sicherheitselementen recycelt, so verbleiben die nicht-recycelbaren Sicherheitselemente in der Papiermasse, bzw. es werden die Sicherheitselemente teilweise entfärbt oder verfärben sich. Auf diese Weise kann z.B. nachverfolgt werden, ob es sich bei der Pa- piermasse um recyceltes Material handelt. Dies ist vorteilhaft, um z.B. Plagiate auf Basis von gestohlenem Papierfabrik- Ausschuss, oder auf Basis von recycelter Papiermasse aus geshredderten Banknoten zu erkennen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbei- spielen beschrieben.

Ausführungsbeispiel 1: blau lumineszierende Melierfasern Eine P VA-Folie mit einer Dicke von 25 μπι wird mit einer Lösung aus 1 Gewichtsprozent Polyvinylacetat der Molmasse 140 000 g/ mol beschichtet, welche 10 Gewichtsprozent eines UV-anregbaren, blau lumineszierenden Sicherheitspigments auf Basis von Kern-Hülle-Teilchen enthält. Als Lösungsmittel wird Ethylacetat gewählt. Die Beschichtung hat dabei ein Flächengewicht von 5 Gramm pro Quadratmeter. Nach Verdampfen des Ethyl- acetats wird die aufgebrachte Schicht mit einer zweiten PVA-Folie mit einer Dicke von 25μπι bedeckt und durch Passieren einer heißen Metallwalze laminiert. Der laminierte Folienverbund wird anschließend zu Melierfasern der Größe 5mm x 1 mm geschnitten und während der Papierherstellung in die Papiermasse eingebracht.

Man erhält ein Papier mit unter UV-Licht als blaue Streifen erkennbaren Melierfasern.

Das Papier wird anschließend recycelt (bei hohen Scherkräften; bei 80°C; bei einem pH- Wert von 11; Behandlungsdauer: 1 Stunde). Aus der resultierenden Papiermasse wird ein neues Papier hergestellt. Unter UV-Licht sind keine Melierfasern oder sonstige Auffälligkeiten mehr sichtbar.

Vergleichsbeispiel 1: blau lumineszierende Melierfasern

Eine Polyamidfaser mit dem gleichen Sicherheitspigment wie im Ausführungsbeispiel 1 wird hergestellt. Polyamidfasern sind als Melierfasern für Banknoten weit verbreitet, ihre Herstellung ist allgemein bekannt. Es handelt sich jedoch um nicht-recycelbare Fasern. Man erhält ebenso wie im Ausführungsbeispiel 1 ein Papier mit unter UV- Licht als blaue Streifen erkennbaren Melierfasern.

Das Papier wird anschließend recycelt (hohe Scherkräfte; 80°C; pH 11; 1 Stunde). Aus der resultierenden Papiermasse wird ein neues Papier hergestellt.

Unter UV-Licht sind ganze Melierfasern und deren Bruchteile, d.h. beschädigte bzw. abgeknickte Melierfasern im Papier sichtbar.

Ausführungsbeispiel 2: grün lumineszierende Melierfasern

Eine PVA-Folie mit einer Dicke von 30 μιη wird mit einem Muster aus 5 mm langen und 200 μπι dicken Streifen bedruckt. Als Drucktinte wird dabei eine Mischung aus Aceton und 2 Gewichtsprozent Polyvinylacetat der Molmasse 200 000 g/mol verwendet, welche 5 Gewichtsprozent eines UV-anregbaren, grün lumineszierenden Sicherheitspigments auf Basis von Kern-Hülle- Teilchen enthält.

Die Andruckstärke beträgt 5 Gramm pro Quadratmeter. Nach Trocknen des Andrucks wird dieser mit einer zweiten PVA-Folie mit einer Dicke von 30μιη bedeckt und durch Passieren einer heißen Metallwalze laminiert. Der laminierte Folienverbund wird anschließend in Stücke geschnitten, wobei jedes Stück einen Streifen des aufgedruckten Streifenmusters enthält, und während der Papierherstellung in die Papiermasse eingebracht.

Man erhält ein Papier mit unter UV-Licht als grüne Streifen erkennbaren Me- lierfaserri. Das Papier wird anschließend recycelt (hohe Scherkräfte; 80°C; pH 11; 1 Stunde). Aus der resultierenden Papiermasse wird ein neues Papier hergestellt. Unter UV-Licht sind keine Melierfasern oder sonstige Auffälligkeiten mehr sichtbar.

Ausführungsbeispiel 3: IR-Absorber-Planchetten

Eine PVA-Folie mit einer Dicke von 50 μιη wird mit einer Lösung aus 1 Gewichtsprozent Polyvinylacetat der Molmasse 140 000 g/mol beschichtet, welche 10 Gewichtsprozent eines IR- Absorberpigments auf Basis von Kern- Hülle-Teilchen enthält. Als Lösungsmittel dient Ethylacetat. Die Beschich- tung hat dabei ein Flächengewicht von 5 Gramm pro Quadratmeter. Nach Verdampfen des Ethylacetats wird die aufgebrachte Schicht mit einer zweiten PVA-Folie mit einer Dicke von 50 μπι bedeckt und durch Passieren einer heißen Metallwalze laminiert. Der laminierte Folienverbund wird anschließend in Planchetten der Größe 5 mm x 5 mm geschnitten und während der Papierherstellung in die Papiermasse eingebracht.

Man erhält ein Papier, welches bei Betrachtung mit geeigneten Geräten, z.B. mit einem IR-Sensor für Banknoten, entsprechende Stellen mit IR-Absorption aufzeigt.

Das Papier wird anschließend recycelt (hohe Scherkräfte; 80°C; pH 11; 1 Stunde). Aus der resultierenden Papiermasse wird ein neues Papier hergestellt. Bei erneuter Betrachtung sind keine Stellen mit IR-Absorption oder sonstige Auffälligkeiten mehr sichtbar. Ausführungsbeispiel 4: rot lumineszierende Formen

Eine PVA-Folie mit einer Dicke von 25 μιη wird mit einer Lösung aus 1 Ge- wichtsprozent Polyvinylacetat der Molmasse 140 000 g/mol bedruckt, welche 10 Gewichtsprozent eines UV-anregbaren, rot lurnineszier enden Sicherheitspigments auf Basis von Kern-Hülle-Teilchen enthält. Als Lösungsmittel dient Ethylacetat. Das Druckmuster beruht dabei auf einer Vielzahl an Objekten in Form kleiner Fische mit einer Größe von ca. 2 mm x 4 mm. Die An- druckstärke hat dabei ein Flächengewicht von 5 Gramm pro Quadratmeter. Nach Verdampfen des Ethylacetats wird der Andruck mit einer zweiten PVA-Folie mit einer Dicke von 25μηα bedeckt und durch Passieren einer heißen Metallwalze laminiert. Der laminierte Folienverbund wird anschließend in Stücke geschnitten, wobei jedes Stück eines der fischartigen Objekte ent- hält, und während der Papierherstellung in die Papiermasse eingebracht.

Man erhält ein Papier mit unter UV-Licht als kleine rote Fische erkennbaren Objekten. Das Papier wird anschließend recycelt (hohe Scherkräfte; 80°C; pH 11; 1 Stunde). Aus der resultierenden Papiermasse wird ein neues Papier hergestellt. Unter UV-Licht sind keine lumineszierenden Objekte oder sonstige Auffälligkeiten mehr sichtbar.

Ausführungsbeispiel 5: teilweise recyclingfähige Planchetten

Eine PVA-Folie mit einer Dicke von 40 μπχ wird mit einem dreifarbigen Muster aus UV-Lumineszenzfarben bedruckt, beispielsweise eine Landesflagge der Größe 6 mm x 4 mm, welche die Farben blau, weiß und rot enthält. Die einzelnen aufgedruckten Landesflaggen weisen auf allen Seiten jeweils einen Abstand von 10 mm voneinander auf, sodass sie problemlos durch Schneiden der Folie voneinander getrennt werden können. Die blauen und weißen Anteile des Musters werden mit einem Drucklack gedruckt, welcher aus einer Kombination von Lumineszenzpigment, Ethylacetat und Polyvinylacetat besteht, und anschließend getrocknet. Die blauen und weißen Anteile lösen sich im Recyclingprozess auf. Die roten Anteile des Musters werden mit einem UV-härtenden Drucklack gedruckt, welcher das Lumineszenzpigment enthält, und durch UV-Bestrahlung ausgehärtet. UV-härtende Drucklacke werden oft zum Bedrucken von Wertdokumenten eingesetzt und zeigen im Allgemeinen eine sehr hohe Stabilität gegenüber Wasser und wässrigen Lösungen. Die roten Anteile sind stabil gegenüber dem Recyclingprozess und verbleiben somit unverändert.

Werden derartige Planchetten während der Papierherstellung in die Papiermasse eingebracht, erhält man ein Sicherheitspapier, welches unter UV-Licht mehrfarbige Landesflaggen aufzeigt. Das Papier kann darüber hinaus weitere (z.B. unsichtbare bzw. forensische) Merkmale enthalten oder spezielle Eigenschaften besitzen, z.B. haptische Eigenschaften oder optische Eigenschaften. Werden ein solches Papier oder Reste aus daraus hergestellten Wertdokumenten recycelt, z.B. um Fälschungen herzustellen, so verbleiben im recy- celten Papier deutlich sichtbare rote Anteile des ursprünglichen mehrfarbigen Musters. Das Papier kann somit eindeutig als recyceltes Material des ursprünglichen Sicherheitspapieres identifiziert werden, selbst wenn die sonstigen Eigenschaften (andere Merkmale, haptische und optische Eigenschaften) mit denen des ursprünglichen Sicherheitspapieres übereinstimmen.