Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Sicherheitsmerkmal mit IR-absorbierenden Farbmitteln auf einem Trägersubstrat, das im sichtbaren Spektralbereich wenigstens weitgehend transparent ist sowie ein Sicherheits- und Wertdokument. Solche Sicherheitsmerkmale lassen sich in Sicherheitsdokumenten wie ID-Dokumen- ten, Pässen, Visa, Banknoten, Urkunden, Gutscheinen, Schecks, Flugscheinen, hochwertigen Eintrittskarten, Etiketten zur Produktsicherung, Kredit- oder Geldkarten, aber auch anderen fälschungsgefährdeten Dokumenten einsetzen.

Zur Absicherung von Sicherheits- oder Wertdokumenten ist die Prüfung nicht visuell wahrnehmbarer Merkmale von zunehmender Bedeutung. Zum einen dienen diese einer maschinellen und somit oft schnellen und sicheren Verifikation. Zum anderen ist das Vorhandensein von Sicherheitsmerkmalen außerhalb der menschlichen Wahrnehmung für einen potentiellen Fälscher schwer zu erkennen.

Weiter hat sich gezeigt, dass die Nutzung verschiedener Eigenschaften zur Überprüfung der Echtheit eines Sicherheits- oder Wertdokuments deren Fälschung oder Verfälschung deutlich erschwert.

Es ist bekannt, IR-absorbierende Materialien wie beispielsweise Rußoder Kohlenstoffpartikel in Sicherheits- oder Wertdokumenten als Sicherheitsmerkmal einzusetzen. Diese absorbieren unter IR-Bestrahlung und können somit durch geeignete Sensoren detektiert werden.

Die IR-absorbierenden Stoffe wie Ruß- oder Kohlenstoffpartikel absorbieren jedoch auch im sichtbaren Spektralbereich, d.h. sie sind unter Weißlicht erkennbar und sind zudem nicht transparent.

Aus der DE 10 2016 201 709 Al ist ein Sicherheits- oder Wertdokument bekannt mit einem Sicherheitsdruck, wobei der Sicherheitsdruck mit mindestens zwei unterschiedliche Farbeindrücke hervorrufenden Druckfarben und mit mindestens einer schwarz erscheinenden Druckfarbe gebildet ist, wobei mindestens eine der zumindest zwei unterschiedlichen Farbeindrücke hervorrufenden Druckfarben und die mindestens eine schwarz erscheinende Druckfarbe jeweils einen IR-Absorber enthält.

Aus der EP 3 757 179 Al ist eine Infrarot absorbierend Inkjet-Tintenzu- sammensetzung mit einem IR-Absorber aus der Gruppe der Methinfarb- stoffe, Bindemittel, Lösemittel, Wasser und Harzen für Sicherheitsdokumente bekannt, die sich durch Abriebfestigkeit, Strahlbarkeit und Lichtechtheit auszeichnet.

Die EP 2 942 378 Al betrifft IR-absorbierende Inkjet-Tinten zur Sicherheitsdokument-Personalisierung.

Aus der WO 2022 013 081 Al sind mit Tinten mit Farbstoffen auf der Basis von Metall-Dithiolenkomplexen bedruckte Sicherheitsdokumente bekannt.

Die EP 3 067 216 Bl betrifft eine radikalisch polymerisierbare, oxidativ trocknende Tinte oder Druckfarbe mit einem IR-Absorber aus der Gruppe der Metall-Dithiolenkomplexe (Metall = Nickel, Palladium, Platin) und einem Schutzmittel mit einer funktionellen Schwefelgruppe, wobei das Schutzmittel dazu dient, die Beständigkeit des IR-Absorbers gegenüber Oxidation zu erhöhen. Die Tinte oder Druckfarbe kann zur Bedruckung von Sicherheitsdokumenten eingesetzt werden.

Viele Sicherheits- oder Wertdokumente wie Banknoten weisen als weitere Sicherheitsmerkmale in sichtbarem Licht farblose, transparente Fenster auf. Zur besseren maschinellen Überprüfung der Sicherheits- cider Wertdokumente ist es wünschenswert, diese transparenten, farblosen Fenster auf einfache Weise detektieren zu können. Hierfür wäre es wünschenswert, auf die farblosen, transparenten Fenster IR-absorbierende Materialien aufzutragen, die mit einem IR-Sensor detektierbar, im sichtbaren Spektralbereich jedoch nicht sichtbar sind.

Die EP 2 670 801 Bl beschreibt IR-absorbierende Materialien, die auf Sicherheitsdokumente aufgebracht werden können. Die dort beschriebenen IR-absorbierenden Materialien umfassen ein Trägervehikel und min- destens einen IR-absorbierenden Farbstoff, der auf Nanopartikel mit einer durchschnittlichen Größe von nicht mehr als 100 nm aufgetragen wird. Das Trägervehikel ist ein Druckmedium. Die farbstofftragenden Nanopartikel sind aus anorganischem Material gebildet und in dem Trägervehikel dispergiert. Das Dispergieren soll mittels Nano-Milling erfolgen, und durch das Dispergieren soll das IR-absorbierende Material für sichtbare Strahlung transparent werden. Allerdings weisen die so hergestellten dispergierten farbstofftragenden Nanopartikel in den Spektren in den sichtbaren Spektralbereich reichende Absorptionsbanden auf, so dass sie über den sichtbaren Spektralbereich nicht transparent sind.

Die meisten Menschen können Wellenlängen zwischen 400 nm und ca. 780 nm mit dem Auge wahrnehmen. Die Grenze des für den Menschen sichtbaren Spektralbereichs ist jedoch nicht scharf zu ziehen.

Es besteht weiterhin das Bedürfnis nach einem Sicherheitsmerkmal, insbesondere für Sicherheits- oder Wertdokumente, das im IR absorbiert und somit mittels eines IR-Detektors detektierbar ist, das jedoch im sichtbaren Spektralbereich nicht oder weitestgehend unsichtbar ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zur Herstellung von Sicherheitsmerkmalen und Sicherheitsdokumenten mit solchen Sicherheitsmerkmalen anzugeben, die im IR-Spektralbe- reich absorbieren, mit entsprechenden IR-Detektoren detektierbar sind, im sichtbaren Spektralbereich hingegen wenigstens weitgehend transparent oder nicht sichtbar und vorzugsweise maschinenlesbar sind.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Sicherheitsdokument nach Anspruch 14 gelöst.

Erfindungsgemäß werden IR-absorbierende Farbmittel zur Herstellung einer Farbmittel-Dispersion oder -Lösung mit einem Bindemittel und/oder Lösemittel gemischt, wobei die IR-absorbierenden Farbmittel Farbstoffe und Pigmente sind und aus der Gruppe der Organometallpig- mente, der Perylenderivate, der Dithiofarbstoffe, der Dithiolenfarbstoffe, der Cyanine und Phthalocyanine ausgewählt werden. Die Farbmittel-Dispersion oder Lösung wird anschließend auf das Trägersubstrat gedruckt. Erfindungsgemäß wird als Trägersubstrat ein Carbonat-Gruppen umfassendes organisches Substrat eingesetzt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Sicherheitsmerkmale erhalten werden, die im IR-Spektralbereich absorbieren, mit entsprechenden IR-Detektoren detektierbar sind, im sichtbaren Spektralbereich hingegen wenigstens weitgehend transparent oder nicht sichtbar und maschinenlesbar sind.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass im sichtbaren Spektralbereich wenigstens weitgehend transparente oder nichtbare Sicherheitsmerkmale erhalten werden können, die im IR sehr gut detektierbar und maschinenlesbar sind, wenn das Trägersubstrat ein organisches Trägersubstrat ist und Carbonatgruppen aufweist und die Farbmittel aus der erfindungsgemäßen Gruppe der Pigmente und Farbstoffe ausgewählt werden, da geringe Mengen dieser Farbmittel auf diesen Trägersubstraten im sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen nicht sichtbar, im IR jedoch detektierbar sind. Zudem ermöglicht diese spezielle Auswahl an Farbmitteln und Trägersubstraten auch einen das Signal-to-Noise-Verhältnis fördernden Nachbehandlungsschritt.

Vorzugsweise enthält das Substrat die folgende Gruppen Ri-O-C(=O)-O- R2, wobei RI,R ₂ einen Alkyl- oder Arylrest kennzeichnen. Bevorzugt ist das Substrat Polycarbonat, besonders bevorzugt Polycarbonat auf Basis von Bisphenol A.

Vorzugsweise enthalten die Dithio- oder Dithiolenfarbstoffe Nickel-, Palladium-, Platin-Verbindungen oder Tetrakis-Ammonium-Verbindungen. Beispielsweise kann als Farbmittel LUNIR5 und als Pigmente LUNIR6, erhältlich bei der Firma Luminochem, Epolight 4019 von Epolin oder das Nickelverbindungen umfassende Epolight 3116 ausgewählt. Ebenfalls kann als IR-absorbierendes Pigment/Farbmittel Spectrasense 765 der Firma BASF eingesetzt werden.

Vorzugsweise werden weniger als 15 g/m ² , weiter bevorzugt weniger als 1 g/m ² und besonders bevorzugt weniger als 0,05 g/m ² der Farbmitteldispersion oder -lösung auf das Trägersubstrat aufgedruckt und/oder zwischen 0,025 Mikrogramm/m ² und 100 Mikrogramm/m ² , vorzugweise zwischen 0,08 Mikrogramm/m ² und 50 Mikrogramm/m ² des IR-absorbie- renden Farbmittels auf das Trägersubstrat aufgebracht, wobei diese Angaben jeweils auf das Flächenelement, auf dem die Dispersion oder Lösung aufgebracht ist, bezogen sind.

In einer bevorzugten Variante wird das Trägersubstrat mit dem aufgebrachten Farbmittelgemisch nach dem Aufdrucken auf eine Temperatur von wenigstens 160 °C und besonders bevorzugt auf zwischen 165 °C und 205 °C erwärmt.

Erstaunlicherweise wurde festgestellt, dass durch eine Temperaturerhöhung der auf dem Trägersubstrat aufgebrachten Farbmitteldispersion bzw. -lösung auf wenigstens 160 °C das Reflexionsvermögen des IR-ab- sorbierenden Farbmittels im Infrarot gegenüber dem Reflexionsvermögen im sichtbaren Spektralbereich reduziert wird, d.h. im IR-Bereich ist eine deutliche Steigerung der Absorption durch die Erwärmung zu beobachten.

Anders ausgedrückt kann durch die Temperaturerhöhung eine deutliche Steigerung der Absorption im IR-Bereich gegenüber dem sichtbaren Spektralbereich erhalten werden, d.h. im sichtbaren Spektralbereich ändert sich die (geringe) Absorption und damit das „Aussehen" der aufgebrachten oder aufgedruckten Farbmitteldispersion im Wesentlichen nicht, wohingegen eine deutliche Steigerung der Absorption im Infrarot eintritt.

Die Steigerung der Absorption im IR-Bereich durch Temperaturerhöhung hat wiederum zur Folge, dass durch die Temperaturerhöhung das Signal- to-Noise-Verhältnis bei Absorptionsmessungen im infraroten Spektralbereich verbessert und damit die auf ein Flächenelement des Trägersubstrats aufgebrachte Menge an IR-absorbierenden Farbmitteln reduziert werden kann.

Eine Verringerung der Menge an IR-absorbierendem Farbmittel pro Flächenelement des Trägersubstrats gegenüber dem Stand der Technik kann entweder durch eine Verringerung der Schichtdicke der aufge- brachten Menge der Farbmitteldispersion bzw. -lösung oder der aufgebrachten Menge an Dispersion/Lösung pro Trägermaterialfläche oder aber durch eine Reduzierung der Konzentration des Farbmittels in der Farbmitteldispersion bzw. -lösung erreicht werden. In allen Fällen wirkt sich die absolut vorhandene geringere Menge an IR-Absorberfarbmitteln pro Flächenelement dahingehend aus, dass bei guter Absorption im Infraroten die Transparenz im sichtbaren Spektralbereich erhöht wird.

Somit sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den speziellen Farbmitteln auf dem erfindungsgemäß verwendeten Trägersubstrat hergestellten Sicherheitselemente im sichtbaren Spektralbereich für das menschliche Auge im Wesentlichen nicht sichtbar und lassen sich nur unter IR-Bestrahlung erfassen bzw. sichtbar machen, vorzugsweise mit IR- Detektoren oder geeigneten Kameras.

Unter den für das menschliche Auge im Wesentlichen im sichtbaren Spektralbereich transparenten und/oder nicht sichtbaren Sicherheitselementen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass das Reflexionsvermögen des auf das (weiße) Trägersubstrat aufgebrachten Sicherheitsmerkmals im sichtbaren Spektralbereich zwischen 500 nm und 780 nm wenigstens 60%, vorzugsweise wenigsten 65% oder 75% und besonders bevorzugt wenigstens 80% beträgt.

Die erfindungsgemäß hergestellten Sicherheitsmerkmale sind maschinenlesbar und können mit geeigneten Verifikationsgeräten erkannt und ausgewertet werden.

Im NIR-Spektralbereich können Detektoren auf Siliziumbasis einfach und kostengünstig eingesetzt werden. Diese haben jedoch nur bis etwa 1100 nm eine ausreichende Empfindlichkeit. InGaAs-Detektoren können bis etwa 1600 nm effizient eingesetzt werden. Eine Detektion bei höheren Wellenlängen ist verhältnismäßig aufwändig, insbesondere werden oftmals gekühlte Detektoren benötigt.

Unter dem sichtbaren Spektralbereich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Bereich zwischen 400 nm und 780 nm verstanden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden für das erfindungsgemäße Verfahren Farbmitteldispersionen, die IR-Farbmittel und Bindemittel und ggfs. zusätzliche Additive umfassen, eingesetzt.

Vor dem Mischen des Farbmittels mit dem Bindemittel sollten die Farbmittel zunächst zur Reduzierung der Korngröße und Dispergieren gerieben werden, vorzugsweise in einem Reibstuhl, insbesondere in einem 3- Walzenstuhl über einen einstellbaren Spalt. Das Reiben kann aber auch per Kugelmühle o. Ä. erfolgen. Durch das Reiben werden Pigmentagglomerate gebrochen und in das Farbmittel dispergiert.

Die mittlere Korngröße sollte nach dem Zerreiben vorzugsweise bei weniger als 10 Mikrometer und mehr als 0,1 Mikrometer, bevorzugt bei mehr als 0,5 Mikrometer und bei weniger als 8 Mikrometer und insbesondere zwischen 0,5 und 3 Mikrometer liegen, damit die Farbmitteldispersion beispielsweise mittels eines Offset-Verfahrens verdruckbar ist.

Bei Tief- und Siebdruckverfahren können diese Pigmentgrößen auch bis zu 30 pm und größer sein.

Die Dispersion besteht überwiegend aus farblosen, d.h. im sichtbaren Spektralbereich wenig oder nicht absorbierenden Bindemitteln. Vorzugsweise werden als Bindemittel Acrylate, Acrylsäure, langkettige Alkane oder Alkene, insbesondere C14 - C18, langkettige Erdölderivate, niedermolekulare, reaktive Doppelbindungen enthaltende Harze, Alkydharze oder Leinölfirnisse verwendet. Vorzugsweise werden UV-härtende Bindemittel, insbesondere Oxocarbonylgruppen enthaltende Bindemittel, vorzugsweise auf Acrylatbasis mit bis zu 15 % Photoinitiatoren, oder oxidativ härtende Bindemittel, insbesondere mit langkettigen Alkanen mit Doppelbindungen, Ölsäure, Glycerin und Radikalbildnern, eingesetzt.

Bei der Verstärkung der IR-Absorption durch Temperaturerhöhung auf über 160 °C wurden keine bis geringe Abhängigkeiten von dem ausgewählten Bindemittel beobachtet. In einigen Fällen konnte eine leichte Verstärkung der Absorption durch Oxocarbonyl, d.h. -O-C-(=O)-Gruppen enthaltende Bindemittel wie beispielsweise Acrylate, Acrylsäuren oder Alkydharze festgestellt werden. Weiterhin kann die Dispersion auch Additive wie beispielsweise Rheologiemodifizierungsmittel, Fließsteuerungsmittel (Verdünner/Verdicker), Tenside, Haftvermittler, Klebharze, UV-Absorber, Flammschutzmittel, Oberflächenveredelungsmittel, die den Glanz oder die Mattheit fördern oder weitere Lösungsmittel oder Additive zur Verbesserung der Mischbarkeit oder des Dispergierens, oxidative Trockner für oxidativ trocknende Farben, Photoinitiatoren für UV-vernetzende Farbe enthalten.

Zudem können der Dispersion auch Fluoreszenzfarbstoffe, vorzugsweise in einer Konzentration von 0,2 bis 20 % zugesetzt werden.

Vorzugsweise werden die Additive und ggf. Trockner bzw. Photoinitiatoren während des Reibvorgangs dazugegeben und mit eingerieben.

Die Farbmitteldispersion kann beispielweise oxidativ trocknend (chemische Trocknungsverfahren), UV-vernetzend, wegschlagend sein oder verdunstend (physikalische Trocknungsverfahren) sein und deckt die physikalischen und chemischen Trocknungsverfahren ab.

Die IR-absorbierenden Farbmitteldispersionen können im Offset-, Letterset-, Toray-, Flexo-, Sieb- und Stichtiefdruck eingesetzt werden, wobei selbstverständlich ein für das jeweilige Druckverfahren geeignetes Bindemittel auszuwählen ist.

Bei Farbmitteldispersionen für Flexodruck und Siebdruck sollte die Farbmitteldispersion aufgrund der geringeren Viskosität der Bindemittel am Dispermaten dispergiert werden. Weiterhin kann die Farbmitteldisper- sion/-lösung mittels Non-Impact-Druckverfahren, insbesondere Inkjet- Verfahren aufgebracht werden.

Bei Flexodruck ist eine Flächenbelegung von 2 bis 4 g/m ² bevorzugt. Diese entspricht bei einer Dispersion mit einem Pigmentanteil von 1,5 % 0,03 bis 0,06 g Farbmittel/m ² .

Für eine Offsetdruckfarbe umfasst die Farbmitteldispersion im Allgemeinen zwischen 50 Gew.% und 95 Gew.% und vorzugsweise zwischen 60 Gew.% und 95 Gew.% und besonders bevorzugt zwischen 80 Gew.% und 95 Gew.% Bindemittel und/oder zwischen 0,1 Gew.% und 20 Gew.% und vorzugsweise zwischen 0,1 Gew.% und 10 Gew.% und besonders bevorzugt zwischen 1 Gew.% und 5 Gew.% IR-absorbierende Farbmittel (Farbstoff und/oder Pigment).

Bei einer Flächenbelegung von 1 g/m ² entspricht dies bei einer Dispersion mit einem Pigmentanteil von 3 % 0,03 g Farbmittel/m ² .

Für eine Stichtief-/Siebdruckfarbe umfasst die Farbmitteldispersion im allgemeinen zwischen 50 Gew.% und 95 Gew.% und vorzugsweise zwischen 70 Gew.% und 95 Gew.% und besonders bevorzugt zwischen 85 Gew.% und 95 Gew.% Bindemittel und/oder zwischen 0,1 Gew.% und 20 Gew.% und vorzugsweise zwischen 0,1 Gew.% und 5 Gew.% und besonders bevorzugt zwischen 0,05 Gew.% und 2 Gew.% IR-absorbierende Farbmittel (Farbstoff und/oder Pigment).

Die jeweilige Dispersion wird in einer geringen Schichtdicke auf das Trägersubstrat gedruckt oder anderweitig aufgebracht. Die aufzutragende Schichtdicke hängt selbstverständlich von dem Extinktionskoeffizienten des IR-Farbmittels im IR-Bereich und der Farbmittelkonzentration in der Dispersion ab. Nachdem durch das Erwärmen eine Zunahme der Absorption im IR-Bereich beobachtet wurde, ist es grundsätzlich möglich, die Dicke der aufzutragenden Farbmitteldispersionsschicht (bei konstanter Farbmittelkonzentration) soweit zu reduzieren, dass bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Sicherheitsmerkmal noch bei einem hinreichend guten Signal-to-Noise-Verhältnis eine gute vorzugsweise maschinell auswertbare Detektion der IR-Absorption möglich ist. Alternativ kann bei einer gleichbleibenden Schichtdicke die Konzentration des IR-Farbmittels soweit reduziert werden, dass bei einem hinreichenden Signal-to-Noise-Verhältnis immer noch eine gute vorzugsweise maschinell auswertbare Detektion der IR-Absorption möglich ist.

Durch die mögliche Reduzierung der aufgebrachten Farbmitteldispersionsschicht oder -konzentration wird in der Folge die Transparenz im sichtbaren Spektralbereich weiter erhöht. Sollte doch noch eine schwache Absorption des IR-Farbmittels im sichtbaren Spektralbereich erfolgen, d.h. die aufgebrachte Dispersion oder Lösung doch noch eine geringe verbleibende Farbigkeit aufweisen, so kann das Sicherheitsmerkmal auf dem Trägersubstrat auf einen entsprechend gefärbten Bereich aufgebracht und somit „versteckt" werden.

Die Erwärmung der IR-absorbierenden Farbmitteldispersion kann beispielsweise erfolgen, indem das bedruckte oder anderweitig mit der IR- absorbierenden Farbmitteldispersion versehene Trägersubstrat in einem Ofen auf eine Temperatur von mehr als 160 °C geheizt wird oder indem das mit der IR-absorbierenden Farbmitteldispersion versehene Trägersubstrat zusammen mit anderen Polymerschichten in einer Laminationsanlage laminiert wird, vorzugsweise bei einer Temperatur von wenigstens 160 °C. Das Trägersubstrat mit der aufgebrachten Farbmitteldispersion sollte vorzugsweise wenigstens über eine Zeitdauer von wenigstens einer Sekunde, insbesondere wenigstens 10 Sekunden, bevorzugt zwischen 0,5 und 15 Minuten auf einer Temperatur von wenigstens 160 °C und besonders bevorzugt von 165 - 205 °C gehalten werden, sofern die eingesetzten Farbmittel eine entsprechende Temperaturbeständigkeit aufweisen. Die Anwendung von Druck ist für die gewünschte Steigerung der Absorption im IR nicht erforderlich.

Für das erfindungsgemäße Verfahren kann auch eine IR-absorbierende Tinte eingesetzt werden. Hierbei wird das IR-absorbierende Pig- ment/Farbmittel unter Rühren in einem Lösemittelgemisch gelöst oder dispergiert und die Tinte mit einem Non-Impact-Verfahren (Inkjet-Verfahren, Elektrophotographie, Ionographie, Magnetographie und Thermographie) auf einem Polymersubstrat appliziert.

Als Lösemittel der Tinte können beispielsweise Ketone mit gebundenen Propyl-, Ethyl- oder Methylacetaten verwendet werden.

Für inkjetbasierte Druckverfahren werden vorzugsweise Lösungen der Farbmittel eingesetzt.

Im Allgemeinen umfasst die Farbmittellösung zwischen 50 Gew.% und

99 Gew.% und vorzugsweise zwischen 70 Gew.% und 99 Gew.% und besonders bevorzugt zwischen 80 Gew.% und 99 Gew.% Lösungsmittel und/oder zwischen 1 Gew.% und 20 Gew.% und vorzugsweise zwischen 0,1 Gew.% und 10 Gew.% und besonders bevorzugt zwischen 0,1 Gew.% und 1 Gew.% IR-absorbierende Farbmittel (Farbstoff und/oder Pigment).

Bei einem Pigmentanteil der Tinte von 0,5 % ergibt sich bei 1200 dpi eine Flächenbelegung von 0,01 Mikrometer Pigment/m ² .

Das bedruckte Substrat kann anschließend auf wenigstens 160 °C erwärmt werden.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können eine Vielzahl von Druckverfahren wie Hochdruck (Buchdruck/Letterset, Flexodruck), Flachdruck (Offset), Durchdruck (Siebdruck), Tiefdruck (Stichtiefdruck), non impact-Druckverfahren (Elektrophotographie, Ionographie, Magnetogra- phie, Inkjet-Verfahren und Thermographie) eingesetzt werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Sicherheitsdokument mit einem gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Sicherheitsmerkmal.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Die nachfolgend abgebildeten Spektren wurden mit einem IR-Spektro- meter und nicht mit einem UV/VIS-Spektrometer aufgenommen, so dass eine Auswertung der Spektren im UV- und kurzwelligen sichtbaren Bereich unter 500 nm nicht möglich ist.

1. Herstellung einer Farbmitteldispersion

Beispielrezeptur einer Farbmitteldispersion:

10% Additiv

80% Bindemittel

10% IR-absorbierendes Farbmittel Nr. 1 (LUNIR 6, Fa. Luminochem) Das Absorptionsspektrum des IR-absorbierenden Farbmittels Nr. 1 in Chloroform ist in Figur 1 dargestellt. Das Absorptionsmaximum im IR liegt bei ca. 855 nm.

Das IR-absorbierende Pigment wurde in einem Dreiwalzwerk auf eine mittlere Korngröße von 5 pm zerrieben und in einem acrylatbasierten Bindemittel eingebracht. Als Additiv wurde ein Dispergierhilfsmittel (TEGO Dispers von Evonik) zugegeben. Die Pigmentdispersion war tiefschwarz mit einem leicht bläulichen oder grünlichen Schimmer.

2. Herstellung einer Farbmitteltinte

99% Lösungsmittelgemisch (Mischung aus: Mesitylen, l-Methoxy-2-pro- panolacetat, 1,2,4-Trimethylbenzol, Ethyl-3-ethoxypropionat, Cumol, Naphtha (wie in DE 10 2008 012423 Al beschrieben)

1% IR-absorbierender Farbstoff Nr. 2 (Epolight 4019 der Fa. Epolin)

Der IR-absorbierende Farbstoff wurde unter Rühren in dem Lösemittelgemisch gelöst.

3. Absorptionsspektren der unlaminierten und laminerten Probe

Die gemäß Punkt 1 hergestellte Farbmitteldispersion wurde in einer Schichtdicke von ca. 1 g/m ² auf Polycarbonat aufgedruckt. Dies entspricht einer Menge von Farbmittel pro bedruckter Fläche von ca. 100 Mikrogramm/m ² . Anschließend wurde ein Absorptionsspektrum in Reflexion im Spektralbereich zwischen 380 nm und 1100 nm aufgenommen, vgl. Figur 2.

Oberhalb von 430 nm wird - auch im IR-Bereich - mehr als 75 % des Lichts reflektiert, die Absorption ist somit - auch im IR-Bereich - gering.

Nach der Lamination der Probe bei 195° für eine Zeitdauer von ca. 3 Minuten wurde das Absorptionsspektrum erneut gemessen (vgl. Figur 3). Man erkennt, dass das Reflexionsvermögen durch das Laminieren im IR- Spektralbereich deutlich reduziert wird. Erstaunlicherweise geht das Reflexionsvermögen im Bereich zwischen 800 nm und 900 nm von ca. 82 % auf ca. 38 % zurück, wohingegen das Reflexionsvermögen im sichtbaren Spektralbereich bei der kleinen Bande bei 600 nm von ca. 78 % nur auf ca. 72 % zurückgeht.

Dies belegt, dass dadurch, dass die Farbmitteldispersion auf dem Trägersubstrat auf mind. 195°C erwärmt wurde, eine erhebliche Steigerung der Absorption im IR-Bereich im Vergleich zu einer im sichtbaren Spektralbereich nahezu gleichbleibenden Absorption erreicht und damit die Detektierbarkeit von IR-Absorbern bei keiner oder geringer Erkennbarkeit im sichtbaren Spektralbereich erhöht werden kann.

Dieser Effekt wird auch durch die Absorptionsspektren eines IR-absorbie- renden Farbmittels Nr. 2, einem dunkelblauen Pulver, belegt. Das Absorptionsspektrum des Farbmittels Nr. 2 in Chloroform ist in Figur 4 dargestellt. Figur 5 zeigt das Reflexionsspektrum der auf Polycarbonat gedruckten Dispersion mit dem Farbmittel 2 (Probe 2) vor und Figur 6 zeigt die Probe 2 nach der Lamination.

Die Probe 2 unterscheidet sich von der Probe 1 dadurch, dass ein anderer IR-Absorber eingesetzt und die IR-Absorberkonzentration auf 5% gesenkt wurde. Bei der Probe 2 beträgt das Reflexionsvermögen nach dem Aufbringen der Farbmitteldispersion mit 5% Farbmittel etwa 84%. Durch die Temperaturerhöhung auf mind. 195°C infolge der Lamination resultiert eine im Vergleich zu der Probe 1 noch stärkere Zunahme der Absorptionsbande zwischen 800 und 900 nm bei annähernd gleichbleibender Reflexion im sichtbaren Bereich.

Figur 7 ist ein Absorptionsspektrum eines dritten Farbmittels. Der Reinstoff ist ein dunkelgrünes Pulver mit einem Absorptionsmaximum bei 975 nm und Figur 8 das Reflexionsspektrum des mit der dritten Farbmitteldispersion (5%) mit Farbmittel Nr. 3 beschichteten Polycarbonats. Hier zeigt sich eine gute Absorption im Spektralbereich von 700 - 1000 nm bei hoher Reflexion im sichtbaren Bereich. Bei diesem Farbmittel kommt es durch Lamination nicht zur Zunahme der Absorption im Spektralbereich von 700 - 1000 nm. Die Absorption bleibt konstant erhalten, was bedeutet, dass eine Erwärmung des Substrats oder Trägermaterials nicht bei jedem Farbmittel zu einer Erhöhung der Absorption im IR führt und dass schon durch die erfindungsgemäße Auswahl der Farbmittel und des Trägersubstrats das gewünschte Sicherheitsmerkmal erhältlich ist.

4. Versuchsergebnisse zum Einfluss des Substrats und des Bindemittels

Es wurden Farbmitteldispersionen mit 3 - 5 % Epolight 3116 von Epolin als IR Absorber (mit Nickelverbindungen) und Bindemittel hergestellt, wobei zwei verschiedene Bindemittel, ein UV-Bindemittel und ein oxidativ trocknendes Bindemittel eingesetzt wurden. Die hergestellten Farbmitteldispersionen wurden auf unterschiedliche Substrate aufgetragen und für 2 Minuten in einem Trockenschrank bei 165 °C erwärmt.

Hierbei wurde jeweils vor und nach der Erwärmung im Trockenschrank bei 165 °C ein IR-Reflexionsspektrum aufgenommen und die beiden IR- Reflexionsspektren verglichen.

1) Farbmitteldispersion mit UV-Bindemittel

Das UV-Bindemittel ist ein Bindemittel auf Acrylatbasis mit bis zu 15 % Photoinitiatoren.

Insbesondere umfasst es 20 bis 50 Gew.% Acrylat (Trimethylolpro- pantriacrylat) und weitere Bestandteile (0 und 1 Gew.% (4'-(l-Me- thylethylidenjbisphenolpolymer mit (Chloromethyl)oxiran, 2-Pro- penoat und zwischen 0 und 1 Gew.% Glycerin-propoxylierten Estern mit Acrylsäure, 0 bis 15 % Photoinitiatoren, < 1% modifiziertes Polyesterderivat (TEGO) zum besseren Dispergieren sowie Silikonöl (Druckhilfsmittel). a) Substrat: Polyethylenterephthalat (PET)

Keine Änderung der IR- Reflexionsspektren durch die Erwärmung b) Substrat: Papier

Geringe Zunahme der Absorption von 9 % (23 % vor der Erwärmung, 32 % nach der Erwärmung c) Substrat Papier bestehend aus 50 % Kunststofffasern

Geringe Zunahme der IR-Absorption von 9 % (23 % vor der Erwärmung, 32 % nach der Erwärmung) d) Substrat: Polycarbonat

Starke Zunahme der IR-Absorption von 34 % (28 % vor der Erwärmung, 62 % nach der Erwärmung) arbmitteldispersion mit oxidativ trocknendem Bindemittel

Das oxidativ trocknende Bindemittel umfasst langkettige Alkane (C14

- C18) mit Doppelbindungen, Ölsäure und Glycerin, Radikalbildner, Metallionen als Trockner. a) Substrat: Polycarbonat starke Zunahme der IR-Absorption von 38 % (33 % vor der Erwärmung, 71 % nach der Erwärmung) b) Substrat: Papier geringe Zunahme von 11 % (12% vor dem Erwärmen, 23% nach dem Erwärmen) R-absorbierendes Farbmittel (ohne Bindemittel), kein Substrat a) Die Erwärmung des IR-absorbierenden Farbmittels als solchem führte zu keiner Absorptionszunahme im IR. b) Erhitzen des reinen Farbstoffs vor Farbanreibung, anschließend oxidativ trocknendes Bindemittel auf Papier

Eine kleine Menge Farbstoff wurde auf 160 °C für 5 Minuten erhitzt. Nach Abkühlung wurde damit eine Farbe gerieben. Der anschließende Druck auf das Substrat zeigte keine Veränderung in den Reflexionsmessungen im Vergleich zu nicht erhitztem Farbstoff.

Auswertung:

Die Versuche 1 b) und c) mit dem Bindemittel mit Acrylat belegen eine geringe Zunahme der Absorption auf Papier.

Versuch 1 d) und 2 a) belegt eine starke Zunahme der Absorption durch das Substrat Polycarbonat unabhängig vom Bindemittel.

Die obigen Versuche belegen, dass die Absorptionserhöhung nach der Erwärmung im Trockenschrank stark von dem Substrat abhängig ist. Die größte Absorptionserhöhung wurde auf Polycarbonat beobachtet und dürfte auf die Anwesenheit der -O-C(=O)-O- Gruppe zurückzuführen sein.

Der Einfluss des Bindemittels ist weitaus geringer als der des Substrats. Eine gewisse Absorptionserhöhung wurde in Bindemitteln mit Acrylaten beobachtet.