Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement in Form eines Fadens oder Bandes zur Einbettung in Sicherheitsdo¬ kumente wie Banknoten, Schecks, Wertpapiere oder derglei¬ chen mit im Durchlicht sichtbaren visuell und/oder a- schinell lesbaren Zeichen, Muster etc. sowie Verfahren zur Herstellung derartiger Sicherheitsdokumente.

Es ist seit langer Zeit bekannt, Banknoten und andere geldwerte Papiere wie Schecks, Aktien, Reiseschecks, Scheck- und Kreditkarten, aber auch Pässe und Identitäts¬ karten durch Einfügen von sogenannten Sicherheitsfäden abzusichern. Papiere dieser Art sollen im folgenden als Sicherheitspapiere bezeichnet werden. Die hierfür verwen¬ deten Sicherheitsfäden bestehen aus verschiedensten Mate- rialien in Form feiner Bändchen, welche in Breiten von

0,4 bis 2 mm dem Papierblatt bei seiner Herstellung ein¬ gefügt werden. Sie sind vorwiegend aus Kunststoffolien hergestellt, welche mit Metallfolien beschichtet, be¬ druckt, eingefärbt oder auch z. B. mit pigmentför igen Substanzen versehen sind. Darüberhinaus ist es auch be¬ kannt, diesen Sicherheitsfäden durch Aufbringung entspre¬ chender Substanzen magnetische, fluoreszierende, röntgen¬ absorbierende und andere Eigenschaften zu verleihen.

Als besonders vorteilhaft hat sich die. Verwendung von Si¬ cherheitsfäden mit Mikrodruckbildern erwiesen, wobei die¬ ser Mikrodruck für das Auge lesbare oder auch nur maschi¬ nenlesbare Informationen enthalten kann.

Bezogen auf die Fälschungssicherheit haben sich auch Si¬ cherheitsfäden mit metallisch reflektierenden Oberflächen besonders bewährt, da derartige im Inneren des Papiers eingebrachte Fäden im auffallenden Licht nahezu unsicht¬ bar sind, da die durch die obere Papierschicht dringenden Lichtstrahlen vollständig an der metallischen Oberfläche reflektiert werden und das Papier diffus gestreut wieder verlassen. Im Durchlicht erscheinen derartige Fäden hin-

gegen als schwarze Streifen, die sich von ihrer Umgebung deutlich abheben. Fäden dieser Art können durch Aufdruck auf das Papier nicht imitiert werden. Andererseits zei¬ gen sie den Nachteil, daß durch Einbringen dünner Alumi- niumfolien zwischen zwei Papierschichten ein entsprechen¬ der Eindruck auch fälschlich hervorgerufen werden kann. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, derartige alumini¬ umbedampfte Sicherheitsfäden mit einer Mikroschrift zu versehen (DE-OS 14 46 851). Dies hat sich aber in der Praxis als wenig sinnvoll herausgestellt, da diese

Schrift auf dem sonst undurchsichtigen Sicherheitsfaden im Durchlicht nicht und im Auflicht nur sehr schwer er¬ kennbar ist. Meist ist es notwendig, das Papier zumindest für die Zeit der Prüfung mit chemischen Mitteln transpa- rent zu machen. Die Ausführung derartiger Mikroschriften in speziellen, z. B. fluoreszierenden, Farben hat sich in gleicher Weise und aus den gleichen Gründen als wenig vorteilhaft erwiesen.

Aus der DE-AS 22 05 428 ist nun ein Sicherheitsfaden bekannt, der als Metallstreifen ausgeführt eine mittels Laser eingebrachte maschinell lesbare und/oder visuell lesbare Kodierung aufweist. Die gegebenenfalls auch al¬ phanumerische Zeichen enthaltende Beschriftung dieses Fadens besteht aus durchgehenden Löchern (Perforationen), wobei der Durchmesser der Löcher bzw. die "Strichbreite" klein gegenüber der Dicke des Metallstreifens sein soll, um die Nachahmbarkeit zu erschweren.

Die Schriftzeichen dieses Sicherheitsfadens sind wegen der äußerst geringen Strichbreite gegenüber dem dunklen Hintergrund als nur schwach sichtbare hellere Bereiche erkennbar. Außerdem ist der Aufwand zur Herstellung der¬ artiger Beschriftungen relativ groß, da hierfür lei- stungsstarke Laser benötigt werden, um die Perforationen in den Metallfaden einzubringen. Gerade die Perforation des Sicherheitsfadenmaterials ist aber derart zeitaufwen-

dig, daß dieses Verfahren die Herstellung großer Mengen (tausende von Kilometern) allein aus Zeit- und somit auch aus Kostengründen nicht verwendbar ist.

Aus der US-PS 4,652,015 wurde des weiteren ein Sicher¬ heitsfaden bekannt, der für Banknoten und dergleichen An¬ wendung finden soll und auf dem metallisch glänzende Mik- roschriftzeichen auf klarem, transparenten Folienmaterial vorgesehen sind. Der in dieser Patentschrift beschriebene Sicherheitsfaden bzw. die darauf befindlichen Mikro- schriftzeichen sind im Auflicht nicht erkennbar. Im Durchlicht hingegen sind ausschließlich nur die Schrift¬ zeichen als scharf konturierte Zeichen erkennbar, da der Sicherheitsfaden selbst transparent ausgeführt ist. Die Herstellung eines derartigen Sicherheitsfadens erfolgt durch großflächiges Bedampfen einer transparenten Folie mit einer dünnen Aluminiumschicht, anschließendes Be¬ drucken dieser Schicht mit den Mikroschriftzeichen unter Verwendung einer säurefesten Druckfarbe und darauffolgen- des Wegätzen der nicht bedruckten Bereiche, woraufhin die Schriftzeichen auf transparentem Untergrund übrigbleiben.

Dem Betrachter zeigt sich also im Durchlicht nur noch ein die Banknote durchziehender Schriftzug. Nachteilig ist allerdings, daß dieser wegen der Kleinheit der Schrift¬ zeichen, seiner Einbettung in der Papiermasse und even¬ tuell einem darüberliegenden Druckbild nur schwer auf¬ findbar ist. Der Faden als solcher ist visuell nicht mehr erkennbar und auch wegen der hier geforderten extrem dün- nen Ausführung auch nicht als Unebenheit in der Papier¬ oberfläche taktil abgreifbar. Diese einen Sicherheitsfa¬ den eigentlich charakterisierenden Erkennungsmerkmale sind also beim bekannten Faden nicht mehr vorhanden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Si¬ cherheitsfaden mit visuell und/oder maschinell lesbaren Zeichen und Muster zu schaffen, wobei nach dessen Einbet-

tung in ein Dokument sowohl die- Fadenstruktur als auch die Zeichen und Muster klar erkennbar sind und dessen visueller Eindruck und Fälschungssicherheit verbessert ist. 5

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptan¬ spruchs genannten Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sowie Verfahren zur Herstellung derartiger Si¬ cherheitselemente sind Gegenstand unter- und nebengeord- 0 neter Ansprüche.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Sicher¬ heitsfaden aus einer transparenten Kunststoffolie, die auf einer Seite mit einer Metallbeschichtung versehen 5 ist. In diese reflektierende, im Durchlicht opake Me¬ tallbeschichtung sind Schriftzeichen durch lokale Ent¬ fernung des Beschichtungsmaterials eingebracht. Zusätz¬ lich zu dieser Metallbeschichtung ist der Faden mit ei¬ nem Farbüberzug versehen, der sich über die gesamte Fa- Q- denflache erstrecken kann. Die dabei verwendeten Farbmit¬ tel haben keine deckende Wirkung und sind vorzugsweise lasierende Druckfarben in verschiedenen Farben und Tönun¬ gen. Die Kunststoffolie kann jedoch auch mit entsprechen¬ den Farbmitteln so eingefärbt werden, daß in einem Teil- 5 bereich des visuell zugänglichen Spektrums die Transpa¬ renz erhalten bleibt.

Betrachtet man einen derartigen Faden nach dessen Einbet¬ tung in Papier oder nur weißem, durchscheinenden Kunst- Q stoffmaterial, wie es zum Teil zur Ausweiskarten- oder

Kreditkartenherstellung verwendet wird, im Durchlicht, so ist der Faden an sich leicht als dunkler Streifen im Do¬ kument erkennbar und die Schriftzeichen und Muster heben sich gegenüber ihrer direkten Umgebung, der opaken Faden- 5 beschichtung und zusätzlich gegenüber der weiteren Umge¬ bung, dem weißen Papier- oder Kunststoffmaterial, als helle, farbige Flächen ab. Der Faden ist damit im Doku-

ment sehr gut auffindbar und die Zeichen durch ihre kon- trastiernde Wirkung zur Umgebung klar erkennbar und bei entsprechender Schriftgröße jederzeit auch ohne Hilfsmit¬ tel lesbar.

Während die Schriftzeichen also im Durchlicht als farbige Zeichen gegenüber dem dunklen bzw. weißen Hintergrund er¬ scheinen, ist der Faden im Auflicht wegen der stark re¬ flektierenden Metallbeschichtung und der Verwendung von lasierenden bzw. nichtdeckenden Farbmitteln nicht oder ^» zumindest nur sehr schwach sichtbar. Er kann damit durch einen äußeren Aufdruck nicht nachgeahmt werden, der zwangsläufig immer sowohl im Auf- als auch im Durchlicht klar sichtbar ist.

Als opake Beschichtungsmaterialien eignen sich neben Me¬ tallschichten auch andere bei Betrachtung im Durchlicht zur Umgebung farblich und/oder im Grauton kontrastierende nichtmetallische Schichten wie z. B. deckende, vorzugs- weise weiße Farbschichten, metallisch glänzende Schichten wie z. B. Titannitrid, Interferenzschichten wie sie z. B. aus der US-PS 3,858,977 bekannt sind.

Durch Verwendung lumineszierender Farben kann der visuel- le Eindruck dieses Fadens noch weiter verbessert und effektvoller ausgeführt werden. Die Lumineszenzfarben können entweder im nicht angeregten Zustand farblos sein oder eine Körperfarbe besitzen, die sich vorzugsweise von der Farbe des Emissionslichts unterscheidet. Die Schrift- zeichen oder Muster erscheinen dann erst im Anregungs¬ licht farbig bzw. wechseln ihre Farbe, wenn der Faden, z. B. unter UV-Licht, betrachtet wird. Mehrere in unter¬ schiedlichen Farben emittierende Lumineszenzstoffe erhö¬ hen sowohl die gestalterischen Möglichkeiten als auch die Fälschungssicherheit, da zur exakten Nachahmung die Ana¬ lyse jedes einzelnen Lumineszenzstoffes notwendig ist. Diese Analyse kann in einfacher Weise noch weiter er-

schwert werden, indem die verschiedenen Lumineszenzfarben gemischt oder überlappend aufgedruckt werden.

Auch mittels Beugungsgitter oder Hologrammen lassen sich verschiedenste Farbeffekte erzielen. Die Beugungsstruk¬ turen liegen z. B. als Volumen- oder Prägehologramme direkt als Prägungen im Trägermaterial des Kunststoff¬ fadens vor oder in einer zusätzlichen Schicht.

Die bei Reflexionshologrammen oder Gittern vorhandene reflektierende Metallschicht wird hier für die Erzeugung eines im Durchlicht sichtbaren Schriftzuges oder Musters vorzugsweise nach einem der nachgenannten Verfahren un¬ terbrochen.

Vorzugsweise wird ein derartiger Faden so in das Dokument eingelagert, daß er zumindest stellenweise direkt sicht¬ bar ist bzw. an der Oberfläche erscheint. Verfahren zur Einbettung im Wertpapier unter Fensterbildung im Sicher- heitsfadenbereich sind z. B. aus der DE-OS 36 01 114 be¬ kannt. Bei einem derart eingelagerten Faden ist also in der Reflexion im Fensterbereich vorwiegend das Holo¬ grammbeugungsgitter oder Reflexionsmuster sichtbar, während bei Betrachtung im Durchlicht die in der Metall- beschichtung eingearbeitete Negativschrift bzw. Negativ¬ muster dominiert.

Zur Herstellung der Sicherheitsfäden werden z. B. ein¬ gefärbte, bedruckte und/oder lumineszierende, aber in einem Teilbereich des visuell zugänglichen Spektrums transparente Kunststoffolien zunächst vollflächig mit einer dünnen Aluminiumschicht bedampft. Anschließend wer¬ den in diese Metallschicht nach bekannten Verfahren (Ät¬ zen, Funkenerosion etc.) die Aussparungen in Form der gewünschten Schriftzeichen und Muster eingebracht. Der so gefertigte Faden zeigt dann die gewünschten Eigenschaf¬ ten. Bei Anwendung der Funkenerosion (auch Elektroerosion

genannt) ist es vorteilhaft, wenn die Elektroden bereits die Form der aufzubringenden Zeichen und Muster aufwei¬ sen. Auf diese Weise können extrem feine Mikroschrift- zeichen in guter Qualität erzeugt werden.

Gemäß einem bevorzugten Herstellverfahren wird für die Erstellung der Zeichen und Muster auf die im Prinzip aus der Drucktechnik bekannten Mittel zurückgegriffen und die Schriftzeichen und Muster nach bekannten Mikrodruckver- fahren auf die metallbeschichtete Seite der Folie aufge¬ druckt. Dabei wird allerdings eine Druckfarbe verwendet, die z. B. thermoplastische Eigenschaften besitzt, d. h. bei höheren Temperaturen erweicht und klebrig wird. Ka¬ schiert man eine so vorbehandelte Folie unter Anwendung von Wärme und Druck gegen eine zweite unbehandelte Fo¬ lienbahn, so haften die beiden Folien im Bereich der auf¬ gedruckten Schriftzeichen oder Muster aneinander. Beim Trennen der beiden zwischenzeitlich abgekühlten Folien werden dann aus der Aluminiumbeschichtung die den Zeichen oder Muster entsprechenden Bereiche ausgelöst. Auf diese Weise enthält man ein mit Metallen bedampftes Folienmate¬ rial, in welchem Schriftzeichen oder Muster in Form von lichtdurchlässigen farbigen Punkten oder Linien in der sonst undurchsichtigen lichtreflektierenden Fläche erhal- ten sind.

Vorteilhaft es es, wenn vor Durchführung des vorstehend bezeichneten Verfahrens zunächst die für die Erstellung des Sicherheitsfadens vorgesehene Folie mit einer Grun- dierung in Form einer Druckfarbe versehen wird und an¬ schließend die Bedampfung auf diese Grundierung aufge¬ bracht wird. In diesem Falle kann, anstatt eingefärbte Folien zu verwenden, die Grundierung in Form einer farbi¬ gen und/oder lumineszierenden Fläche aufgebracht werden.

In einer weiteren Äusführungsform kann diese farbige Grundierung auch in Form eines mehrfarbigen Druckbilds ausgeführt sein, wobei sich z. B. eine zufällige Vertei¬ lung in der Farbgebung der einzelnen Schriftzeichen er- gibt. Damit lassen sich Fäden erstellen, die eine in vie¬ len Farben schillernde, hell auf schwarzem Grund erschei¬ nende Mikroschrift aufweisen.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Folienmaterial zunächst mit der farblosen Grundierung versehen werden, während auf der gegenüberliegenden Seite der Folie die farbig transparente Druckfarbenschicht aufgebracht wird. Dieses Verfahren bietet Vorteile, wenn für Grundierung und farbig transparente Schichten unterschiedliche Druck- farbengualitäten verwendet werden müssen. Nach anschlie¬ ßender Metallbedampfung der Grundierung kann in der oben¬ genannten Form weiterverfahren werden.

Auch das an sich bekannte Heißprägeverfahren kann zur selektiven Metallbeschichtung eingefärbter oder bedruck¬ ter Sicherheitsfäden in vorteilhafter Weise genutzt wer¬ den. Dieses Verfahren kann insbesondere im Zusammenhang mit "Lichtsammeifolien", sogenannten LISA-Folien, als Folienmaterial vorteilhaft genutzt werden. Diese Folien haben die Eigenschaft, auftreffendes Licht "zu sammeln" und es in einer bestimmten Farbe und nur in Kantenberei¬ chen oder an Störstellen der Oberfläche (Prägungen) aus¬ treten zu lassen. Da für das Heißprägeverfahren die Zei¬ chen oder Muster in die Folie einzuprägen sind und diese Prägestrukturen derartige -Störstellen darstellen, er¬ scheinen die Zeichen mit einer leuchtenden Randkontur. Bei LISA-Folien mit Tageslicht-Fluoreszenzeigenschaften sind auch bei Tageslicht entsprechend farbige Leuchtef¬ fekte sichtbar.

Gemäß einem weiteren Verfahren wird zunächst auf die Folien ein Druckbild aufgedruckt, wie es später in der Metallbeschichtung als Negativbild erscheinen soll und erst in einem zweiten Verfahrensschritt wird die opake Beschichtung_ z. B. die Metallbeschichtung aufgebracht. Für die Aufbringung des Druckbildes werden dabei Druck¬ farben oder Lacke verwendet, die entweder zur Folie und/ oder zu Metallbeschichtungen eine geringe Haftung auf¬ weisen, so daß entweder die Metallbeschichtung alleine oder zusammen mit der Druckfarbe ausschließlich mecha¬ nisch im Luft- oder Flüssigkeitsstrahl entfernt werden kann. Dieses Verfahren wird zur Herstellung von Ver¬ packungsmaterialien verwendet und ist im Prinzip aus der DE-OS 36 10 379 bekannt. Anstatt des Flüssigkeitsstrahls kann aber auch über mechanische Schabeinrichtungen eine Entfernung der schlecht haftenden Druckfarbe erreicht werden. Vorteilhafter gegenüber dem o.g. Verfahren ist es aber Druckfarben zu verwenden, die sich anschließend un¬ ter der Metallbeschichtung wieder chemisch lösen lassen. Allerdings zeigt sich, daß das Anlösen der Druckfarbe für eine vollständige Entfernung der Metallschicht im gesam¬ ten Druckbereich in der Regel nicht vollständig ausrei¬ chend ist. Bringt man aber in das Lösungsbad eine Ultra¬ schallquelle ein oder zieht die Folie nach dem Lösungsbad durch ein Ultraschallbad, so wird die Druckfolie in ein¬ facher Weise in einem Verfahrensgang vollständig ent¬ fernt.

Gemäß einer weiteren Verfahrensvariante werden Druckfar- ben verwendet, die beim Trocknen spröde werden. Zieht man die damit bedruckten und anschließend metallbeschichteten Farben durch ein Ultraschallbad, so werden diese Farben auch ohne chemischen Lösungsprozeß alleine durch die Ein¬ wirkung des Ultraschallfells entfernt, wodurch der ge- wünschte Negativschriftzug in der Metallbeschichtung er¬ zeugt wird. Geeignete Farben sind hier z. B. Farben auf der Basis eines Novolackbinders. Das Ultraschallbad ist

in diesem Fall ein Flüssigkeitsbehälter mit einem darin oder daran angeordnetem Ultraschallgenerator, wobei die Flüssigkeit die Rolle des Kopplungsmediums übernimmt und im einfachsten Fall hierzu Wasser verwendet werden kann.

Weitere Vorteile, vorteilhafte Weiterbildungen sowie Ver¬ fahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Sicherheitsfäden sind Gegenstand der Beschreibung des Erfindungsgegenstan¬ des anhand von Figuren. Zur besseren Anschaulichkeit des eigentlichen Sachverhalts wird in den Figuren auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Darstellung verzichtet.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Sicherheitsfaden in der Aufsicht,

Fig. 2 den Sicherheitsfaden in einer Schnittdar¬ stellung nach Einbettung in einen Papier- träger,

Fig. 3 - 7 verschiedene Ausführungsformen eines er¬ findungsgemäßen Sicherheitsfadens,

Fig. 8 - 10 verschiedene Verfahren zur Herstellung der¬ artiger Sicherheitsfäden, dargestellt in den verschiedenen Verfahrensstadien.

Die Fig. 1 zeigt einen Sicherheitsfaden 1, bestehend aus einem Kunststoffband 2 (Fig. 2) aus einem reißfesten Kunststoffmaterial, wie z. B. Polyester, dessen eine Oberfläche mit einer opaken Beschichtung 3 versehen ist. Die Beschichtung ist vorzugsweise eine reflektierende MetallSchicht, z. B. Aluminiumschicht, oder ein weißer deckender, im Durchlicht opak erscheinender, Farbauftrag, der die Aussparungen 4 in Form der auf den Sicherheitsfa¬ den aufzubringen Zeichen und Muster aufweist. In beiden

Fällen ist diese Beschichtung nach Einbettung des Fadens in Sicherheitspapier 5 (Fig. 2) im Auflicht nicht sicht¬ bar, da das von der Metallfläche reflektierte Licht wie¬ der diffus im Papier gestreut wird bzw. sich die weiße Farbschicht von der weißen Papiermasse nicht abhebt. Die Aussparungen in dieser opaken Beschichtung sind somit nur bei Betrachtung im Durchlicht als helle Flächen erkenn¬ bar.

Die Kunststoffolie 2 ist in dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Beispiel mit vorzugsweise organischen Farbstoffen einge¬ färbt, die die Lichtdurchlässigkeit der Folie in einem Teilbereich des visuell zugänglichen Spektrums reduzie¬ ren. Folien mit ähnlichen Eigenschaften werden z. B. in der Optik als Filter verwendet. Je nach Einfärbung der Folie erscheinen die Schriftzeichen bei Betrachtung im Durchlicht in einer bestimmten Farbe und heben sich damit nicht nur gegenüber der opaken schwarz erscheinenden Be¬ schichtung ab, sondern stehen auch im farblichen Kontrast zu der üblicherweise weißen Papierschicht.

Die Farbstoffe können durch lumineszierende Substanzen ergänzt oder auch ersetzt werden, so daß die Schriftzei¬ chen erst bei entsprechender Anregung farblich aufleuch- ten bzw. in einer anderen Farbe erscheinen. Bei ausrei¬ chend starker Lumineszenz ist der Faden auch im Auflicht sichtbar. Betrachtet man den Faden von der Seite der Me¬ tallbeschichtung her, sind die Schriftzeichen erkennbar, während bei Betrachtung von der gegenüberliegenden Seite und Anordnung der Anregungslichtquelle auf der Betrach¬ terseite der Faden als homogenes fluoreszierendes Band sichtbar ist. Diese Eigenschaft kann als weiteres Echt¬ heitskennzeichen gezielt genutzt werden.

Statt der in Fig. 2 gezeigten Einfärbung der Kunststoff- folie kann auch eine vollständig transparente Folie mit einer Farbschicht 8 versehen werden, die z. B. auf der

der Metallbeschichtung 3 gegenüberliegenden Oberfläche aufgebracht (Fig. 3) oder zwischen der Metallschicht und der Folie als Grundierschicht eingebracht wird (Fig. 4). Die separate Aufbringung dieser Farbschicht 8 gestattet es, hier ein mehrfarbiges Druckbild in beliebigem Muster aufzubringen, wodurch auch die Schriftzeichen in ver¬ schiedenen Farben und Muster erscheinen. Als Folien kön¬ nen dann handelsübliche glasklare Transparentfolien ver¬ wendet werden. Die Druckmuster sind dem jeweiligen Anwen- dungsfall anpaßbar. So bietet es sich z. B. an, bei Si¬ cherheitsfäden, die in Banknotenpapier eingebettet wer¬ den, die Farben entsprechend den jeweiligen Landesfarben auszuwählen.

Die Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Farbmittel und/oder lumineszierenden Substanzen 9 le¬ diglich im Bereich der Aussparungen 4 der Metallbeschich¬ tung 3 vorliegen. Geeignete Farbmittel sind hier z. B. lasierende Druckfarben, die in die Aussparungen einer opaken weißen Farbschicht oder einer Metallbeschichtung eingedruckt wurden.

Die Fig. 6 zeigt einen Sicherheitsfaden, bestehend aus einer transparenten Kunststoffolie 7 und einer Deck- schicht 30 in Form eines optischen Interferenzfilters wie er z. B. aus der US-PS 3,858,977 bekannt ist. Diese Deckschicht weist lokal Unterbrechungen 31 auf zur Dar¬ stellung eines Musters, Zeichen, Ziffern etc. Dieses Interferenzfilter hat die Eigenschaft, daß sich bei einem Betrachtungswechsel von Reflexionen in Transmission die Farbe verändert.

Arbeitet man diese Fäden im Wertpapier ein, wobei der Faden vorzugsweise so eingelagert wird, so daß er zumin- dest teilweise an der Oberfläche erscheint, so ist das Muster oder der Schriftzug bei Betrachtung im Auf- und Durchlicht jeweils gegenüber eines andersfarbigen Hinter-

grund sichtbar. Färbt man die Folie 7 in einer dritten Farbe oder bringt eine zusätzliche Farbschicht auf, so ergibt sich ein Farbwechselspiel aus diesen Farben und den Mischfarben.

Der Sicherheitsfaden kann aber zusätzlich auch mit op¬ tisch variierenden Strukturen wie z. B. Hologrammen, Beu¬ gungsgittern, dreidimensionalen reflektierenden Struktu¬ ren ausgestattet sein, wobei der zumindest in Durchsicht sichtbare Negativschriftzug in die bei Reflexionsholo¬ grammen z. B. ohnehin vorhandene reflektierende Metall- schicht bzw. in die bei Volumenhologrammen vorhandene opake Beschichtung oder Schicht eingebracht wird.

Die Fig. 7 zeigt eine einfache Ausführungsform eines der¬ artigen Sicherheitsfadens. Das Trägermaterial ist eine reißfeste prägbare Kunststoffolie 40, wobei zur Errei¬ chung dieser beiden Eigenschaften auch Verbundfolien ver¬ wendet werden können. Diese Folie ist mit einer reflek- tierenden opaken metallischen Beschichtung 41 versehen, in die vorzugsweise nach einem der nachgenannten Verfah¬ ren ein Negativschriftzug oder -muster eingebracht wird. Anschließend werden die optisch wirksamen Strukturen 43, wie z. B. Hologramme, Beugungsstrukturen, Reflexions- muster in Form zur Dokumentenebene unterschiedlich geneigten Flächen etc. in die metallbeschichtete Oberflä¬ che eingeprägt. Eine zusätzliche transparente Schutz¬ schicht 44 schützt diese Strukturen und die Metallbe¬ schichtung gegen äußere mechanische und chemische Ein- flüsse.

Damit die optisch wirksamen Strukturen auch bei einem in Papier eingebetteten Sicherheitsfaden zumindest lokal gut sichtbar sind, wird der Faden so eingelagert, daß der Fa- den zumindest teilweise an die Papieroberfläche tritt. Verfahren hierzu sind z. B. aus den eingangs genannten Schriften bereits bekannt. Auch die oben beschriebenen

anderen Ausführungsformen von Sicherheitsfäden können, falls erforderlich, nach einem dieser Verfahren als so¬ genannte Fenstersicherheitsfäden in das Dokumentenpapier eingelagert werden.

Verfahren zur Herstellung von Sicherheitsfäden mit Schriftzügen oder Mustern als Negativ in einer opaken Be¬ schichtung werden im folgenden näher beschrieben:

Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird eine z. B. einge¬ färbte, transparente Folie zuerst mit den Druckzeichen bedruckt und anschließend die Folie über den Druckzeichen vollflächig einer Metallbedampfung ausgesetzt. Wählt man die Druckfarbe so, daß die Haftwirkung zwischen der Druckfarbe und der Kunststoffolie geringer ist als die

Haftwirkung zwischen der Metallbedamp ung und der Folie, so kann mit Hilfe eines Klebebandes geeigneter Adhäsions¬ stärke die Metallbeschichtung in den bedruckten Bereichen entfernt werden. Hierzu folgendes Beispiel:

Beispiel 1

Eine Polyesterfolie von 23 ym Stärke (z. B. Melinex der Firma ICI) wird im Tiefdruckverfahren unter Verwendung der nachstehenden Tiefdruckfarbe mit Zeichen bedruckt.

Anschließend wird die bedruckte Folie über dem Druck mit Aluminium von 1 μm Stärke bedampft. Schließlich wird die bedampfte Folie gegen ein handelsübliches Klebeband gepreßt, wobei an ^" den vorher bedruckten Stellen wegen der dort geringen Haftung der Aluminiumschicht die den

Schriftzeichen entsprechenden Stellen der Bedampfung her¬ ausgerissen werden. Auf diese Weise entsteht also - auf der sonst undurchsichtigen Aluminiumschicht - ein farbig transparent erscheinender Schriftzug oder Zeichen. Die Druckfarbe entspricht nachstehender Formulierung.

100 g Ethylalkohol

20 g Movital B20H (Firma Hoechst) 0,3 g eines alkohollöslichen Farbstoffs (z. B. Neoza- ponblau der Firma BASF) .

Gemäß einem weiteren Verfahren (Fig. 8) wird die als Trä¬ gerfolie dienende, z. B. eingefärbte, transparente Kunst¬ stoffolie 2 aus Polyester zunächst nach herkömmlichen Verfahren vollflächig auf mindestens einer Oberfläche mit einer Metallbeschichtung 3, z. B. Aluminium, versehen.

Auf diese Beschichtung werden die gewünschten Zeichen und Muster aufgedruckt, wobei als Druckfarbe 11 eine thermo¬ plastische Kunststoffarbe verwendet wird, die im erweich-; ten Zustand Haftwirkung zeigt und sich innig mit der Me- tallbeschichtung verbindet (Fig. 8a). Nach Abkühlung, d. h. wieder Erhärtung der thermoplastischen Druckfarbe sollte die Haftwirkung zwischen der Druckfarbe und der Metallbeschichtung größer sein als zwischen der Metallbe¬ schichtung und der Trägerfolie. Kaschiert man diese so vorbehandelte Folie 2 unter Wärme und Druck auf Folie 12, an der die thermoplastische Druckfarbe 11 ebenfalls gut haftet und trennt diese beiden Folien nach Abkühlung, so wird mit der Druckfarbe 11 auch die metallische Beschich¬ tung 3 lokal entfernt (Fig. 8b). Die auf dem Sicherheits- faden 1 verbleibende Metallbeschichtung 3 zeigt dann die den Zeichen und Mustern entsprechenden Aussparungen 4 (Fig. 8c).

Geeignete Druckfarben und dabei einzuhaltende Verfahrens- parameter sind aus der folgenden Beschreibung konkreter Beispiele ableitbar.

Beispiel 2

Eine Polyesterfolie von 23 vm Stärke (z. B. Hostaphan der Firma Hoechst) wird vollflächig mit der unter Bei¬ spiel 4 angegebenen Formulierung beschichtet. Anschlie-

ßend wird- auf diese Formulierung durch Bedampfen in Va¬ kuum eine Aluminiumschicht von 1 μm Stärke aufgebracht. Schließlich werden auf die bedampfte Schicht mit Hilfe eines Tiefdruckzylinders Schrif zeichen oder Symbole auf- gedruckt, wobei die nachstehende heißklebende Druckfarbe verwendet wird.

100 g destilliertes Wasser 60 g Vinnol-Dispersion 50/25 C (Firma Wacker) l g Tylose MH 16000 K (Firma Hoechst).

Nach dem Drucken kann das Material entweder zunächst auf¬ gerollt werden und wird dann später weiter verarbeitet oder man fügt den nächsten Bearbeitungsschritt ohne vor- heriges Aufrollen unmittelbar an. Die bedruckte Folie wird in diesem anschließenden Arbeitsschritt gegen eine ansonsten unbehandelte Hostaphanfolie gleicher Art ge¬ preßt und die Preßwalzen auf eine Temperatur von 160" C erhitzt. Dabei erweichen die mit heißklebendem Lack auf- gebrachten Zeichen. Anschließend wird die zusammengepre߬ te Folienkombination über eine Kühlwalze geleitet und danach beide Folien getrennt und separat aufgerollt. Wäh¬ rend des Heißpreßvorganges verklebt die aluminiumbedampf¬ te Schicht unter Vermittlung der heißklebenden Druckzei- chen-mit der zusätzlichen Polyesterfolie. Beim nachfol¬ genden Kühlen und Trennen werden daher die den Zeichen entsprechenden Stellen der Äluminiύmbeschichtung heraus¬ gerissen und lassen den erwünschten Schriftzug oder die Zeichen transparent in der sonst undruchsichtigen Alumi- niumschicht erscheinen.

Zur farblichen Gestaltung der Schriftzeichen kann wieder¬ um eine entsprechend eingefärbte Kunststoffolie verwendet werden oder die Folie vor oder nach Aufbringung der Schriftzeichen mit einer ein- oder mehrfarbigen Farb¬ schicht mit gegebenenfalls wiederum lumineszierenden Ei¬ genschaften versehen werden.

Beispiel 3

Eine Polyesterfolie (z. B. Melinex der Firma ICI) wird zunächst im Vakuum mit einer ca. 1 μm dicken Schicht aus metallischem Nickel bedampft. Anschließend wird die bedampfte Folie auf der gegenüberliegenden Seite unter Verwendung gängiger Tiefdruckfarben mit einem vierfarbi¬ gen Muster bedruckt. Im gleichen Druckgang oder in einem später angehängten zweiten Druckgang wird schließlich die nickelbedampfte Seite unter Verwendung der zuvor ge¬ nannten heißklebenden Druckfarbe mit farblosen Zeichen bedruckt. Die so bedruckte Folie wird mit der metallbe¬ dampften Seite gegen eine zweite Polyesterfolie heiß ver¬ preßt, anschließend gekühlt und dann die beiden Folien wieder getrennt. Dabei wird das metallische Nickel an den mit der heißklebenden Farbe bedruckten Stellen herausge¬ rissen, so daß die mit dieser Farbe auf edruckten Zeichen als hell transparente Stellen in dem sonst opaken Faden erscheinen. An diesen Stellen ist dann die auf die Rück- seite aufgebrachte vierfarbige Bedr ckung zu sehen, so daß im durchfallenden Licht ein vielfarbiges Muster ent¬ steht, welches im auffallenden Licht auf der metallisier¬ ten Seite praktisch gar nicht, auf der gegenüberliegenden Seite schwach als farbiges Band zu erkennen ist.

Beispiel 4

Eine Polyesterfolie von 23 μm Stärke (z. B. Hostaphan der Firma Hoechst) wird einseitig mit 1 μm Aluminium im Vakuum bedampft. Die gegenüberliegende Seite der Folie wird im Tiefdruckverfahren vollflächig mit einer Druck¬ farbe bedruckt, welche im Tageslicht farblos, unter UV- Licht jedoch hellblau aufleuchtet. Anschließend wird die metallisierte Seite der Folie mit einer heißklebenden Farbe gemäß vorhergehendem Beispiel bedruckt. Beim an¬ schließenden Heißpressen, Kühlen und Trennen der Folien entstehen wiederum transparente Schriftzeichen in einer

sonst opaken Bahn, welche im Durchlicht als hell farblos . wirkende Schriften oder Muster erkennbar sind. Bettet man ein solches Material z. B. in ein Banknotenpapier ein, so wird es im auffallenden Licht von beiden Seiten des Pa- piers her praktisch nicht zu sehen sein. Im durchfallen¬ den Licht erscheint ein dunkler Streifen, in welchem hell die eingebrachten Zeichen erscheinen. Beleuchtet man zu¬ sätzlich mit ultraviolettem Licht, so erscheint das ein¬ gebrachte Material auf einer Seite hellblau leuchtend, während auf der anderen Seite im durchfallenden UV-Licht blau-leuchtende Druckzeichen erscheinen.

Ein weiteres Verfahren, welches auf möglichst einfache Weise die Erzeugung hellwirkender Schriften auf sonst wenig lichtdurchlässigen und daher dunkelwirkenden Umge¬ bungsmaterial erlaubt, besteht darin, ein Trägermaterial, z. B. eine Polyesterfolie handelsüblicher Qualität, zu¬ nächst mit den erwünschten Zeichen zu bedrucken und an¬ schließend mit einer Metallbeschichtung zu versehen. Im Anschluß daran wird die so hergestellte Folie durch ein Lösungsmittel geleitet, welches die Druckfarbe lösen kann. Entsprechende Lösungsmittel können ohne entspre¬ chende Schwierigkeiten die Metallschicht durchdringen und in die darunter befindliche Druckfarbenschicht eindrin- gen. Dies führt zu einem Aufquellen und anschließend An¬ lösen der Druckfarbe unter der metallisierten Schicht. Die alleinige Einwirkung des Lösungsmittels führt aber in der Regel nicht zum gewünschten Erfolg. Es wurde nun ge¬ funden, daß die lösende Wirkung wirksam unterstützt wird, wenn in das Lösungsmittelbad gleichzeitig ein Ultra¬ schallfeld eingestrahlt wird, welches direkt "akusto- mechanisch" auf die Farbe einwirkt und zudem für eine Durchmischung und Durchwirbelung des Bades sorgt.

Unter Mitwirkung dieses Ultraschallfeldes kann dann die Farbschicht zusammen mit der darauf befindlichen Metal¬ lisierung vollständig abgelöst werden. Dieses Verfahren

eignet sich auch für die lokale Abtragung anderer Be¬ schichtungen. Damit können z. B. auch in Säuren oder Al¬ kalien löslichen Beschichtungen wie z. B. das säurefeste metallisch glänzende Titannitrid TINX für die Herstellung von Schriftzeichen in einer opaken Beschichtung verwen¬ det werden.

Dieses, wie auch die vorgenannten Verfahren bieten ferner den Vorteil, daß nur für die tatsächliche im Druck er- scheinenden hell wirkenden Schriftzeichen Druckfarbe ver¬ wendet werden muß und sich die Entfernung der Druckfarbe praktisch in einem Arbeitsgang gleichzeitig oder direkt aufeinanderfolgende Anwendung von Lösungsmittel und Ultraschallenergie bewerkstelligen läßt. Die Belastung der Umwelt mit Chemikalien kann auf die genannte Weise besonders gering gehaltung werden. Die in der Druckfarbe enthaltende Substanzen lassen sich durch Fällen bzw. Ein¬ dampfen abtrennen und gegebenenfalls wieder verwenden. Die Lösungsmittel sind selbstverständlich nach dem Auf- dampfen wieder verwendbar und belasten die Umwelt eben¬ falls nicht. Die von der aufgebrachten Metallschicht herrührenden Substanzmengen sind gering und lassen sich durch Filtrieren ebenfalls in einfacher Weise beseitigen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß feine Schriftzüge mit sehr gut definierten Kanten erhalten werden können, während die restliche Fläche vollständig intakt bleibt. Die auf dieser Weise erzeugten Materialien haben daher ein besonders gut definiertes und fehlerfreies Aussehen, was bei ihrer Verwendung als Sicherheitselemente mit Mikroschrift besonders vorteilhaft ist.

Die zur Herstellung der Schriftzeichen verwendeten Druck¬ farben können von einfachster Formulierung sein. Druck- färben dieser Art brauchen in keinem Fall irgendwelche besondere Eigenschaften bzw. Haltbarkeit, Verträglich¬ keit, Säure- oder Alkalifestigkeit aufweisen, da sie nur

temporär- im Herstellungsprozeß benötigt werden und ihre einzige Bestimmung darin besteht, sich im Lösungsmittel wieder aufzulösen. Es genügt daher die Verwendung eines billigen üblichen Bindemittels für Druckfarben.

Beispiel 5

Aus einer Nitrozellulose des Typs 30A und Ethylalkohol wird eine 8 %ige Lösung hergestellt. Diese Lösung wird unter Verwendung eines beliebigen Farbstoffs, z. B. Neozaponblau nach Belieben eingefärbt.

Unter Verwendung der vorstehenden Druckfarbe wird im Tiefdruckverfahren auf eine Polyesterfolie des Typs RGH 23 (Hersteller Hoechst) ein beliebiger Schriftzug aufgedruckt. Anschließend wird die so bedruckte Folie auf der bedruckten Seite im Vakuum mit Aluminium in einer Stärke von 0,2 μ bedampft.

Anschließend wird in einem Ultraschallbad Ethylalkohol eingetragen und der Ultraschallgenerator eingeschaltet. Die bedruckte und bedampfte Folie wird eine Sekunde in den Ethylalkohol eingetaucht und dann herausgenommen und getrocknet. Es ergibt sich, daß an den bedruckten Stellen und nur an diesen Stellen die Druckfarbe samt dem darüber vorhanden gewesenen Aluminium entfernt worden ist. Die Folie weist in einer sonst undurchsichtigen Fläche die Schriftzüge als klare transparente Stellen auf.

Auch das an sich bekannte Heißprägeverfahren kann zur Herstellung erfindungsgemäßer Sicherheitsfäden ange¬ wandt werden (siehe Kunststoffe 72 (1982), 11 "Heißprä¬ gen, ein modernes Verfahren für das Dekorieren von Kunst¬ stoffteilen" von H. Schutt und B. Seeberger, Fürth, Seite 701 - 707). Wendet man dabei das Abrollverfahren an, so werden in die Kunststoffolien 13 (Fig. 9) zunächst die Schriftzeichen und Muster eingeprägt, so daß diese

als vertiefte Bereiche 17 in der Folienoberfläche vorlie¬ gen. Anschließend wird mit Hilfe einer beheizten Silikon¬ prägewalze (in der Fig. nicht gezeigt) die Metallbe¬ schichtung 15 eines Transferbandes 16 auf die erhöhten Bereiche 17 der Kunststoffolienoberfläche übertragen (Fig. 9a). Die tieferliegenden Bereiche 14, die die Schriftzeichen darstellen, bleiben dabei von einer Be¬ schichtung 18 ausgespart (Fig. 9b). Wie in den vorgenann¬ ten Beispielen gezeigt, kann die Kunststoffolie 13 wieder eingefärbt oder vorzugsweise auf der Rückseite mit ent¬ sprechenden Druckmustern versehen sein. Das Heißprägever- fahren gestattet neben der Übertragung metallischer Farb¬ schichten auch die Anwendung sublimierbarer Farben, die bei der Übertragung verdampfen und in das Kunststoffo- lienmaterial eindringen. Die Haftung ist dadurch wesent¬ lich verbessert.

Insbesondere im Zusammenhang mit dem Heißprägeverfahren können auch Lichtsammeifolien, sogenannte LISA-Folien, in bevorzugter Form genutzt werden (Kunststoffe 75('85)5,

"Kunststoffe, die Licht sammeln", Seite 296 - 297, Dr. A. El Sayed). Diese LISA-Folien sind dadurch gekennzeichnet, daß sie meist durch Tageslicht aktivierbare lumineszie- rende Substanzen enthalten und das "gesammelte" Licht nur im Kantenbereich oder an Störstellen der Oberfläche aus¬ treten lassen. Derartige Störstellen sind z. B. die Rand¬ bereiche der eingeprägten Zeichen. ^' Verwendet man also derartige LISA-Folien als Trägerfolie für den Sicher¬ heitsfaden und beschichtet sie nach dem Heißprägeverfah- ren mit einer opaken Metall- oder Farbschicht unter Aus¬ sparung der vertieften Zeichenbereiche, so erscheinen diese Zeichen nicht nur als helle Zeichen gegenüber dem opaken Untergrund, sondern leuchten im Randbereich hell auf, wobei diese Leuchterscheinung durch entsprechende Wahl der LISA-Folie bzw. der darin enthaltenen Lumines¬ zenzstoffe in der Farbe, Intensität und dem notwendigen Umgebungslicht (Tageslicht, UV) variiert werden kann.

166

Bei Herstellung der. Fäden werden, insbesondere wenn eines der obengenannten Verfahren zur Anwendung kommt, vorzugs¬ weise breite Folienbahnen zunächst beschichtet und im gewünschten Sicherheitsfadenmuster beschriftet. Erst nach Abschluß dieser Verfahrensschritte werden die Folienbah¬ nen dann in einzelne Fäden geschnitten. Verfahren zum registergenauen Bedrucken und Schneiden dieser Folien sind z. B. aus der EP-A 0 238 043 bekannt.

Bei dem in Fig. 10 gezeigten Sicherheitsfaden 1 ist die opake Beschichtung 3 im Randbereich in Form einer maschi- nenlesbaren Kodierung 20 z . B. in Form eines sich regel¬ mäßig wiederholenden Balkenmusters unterbrochen. Diese Kodierung kann zusätzlich oder als Ersatz für den human- lesbaren Schriftzug 21 aufgebracht werden. Die über diese Kodierung eingebrachte Information kann z. B. den Bankno¬ tenwert oder aber auch eine Zufallsinformation sein, durch die der Faden individualisiert wird. Durch Ver¬ knüpfung dieser Zufallsinformation mit anderen doku en- ten- und/oder benutzerspezifischen Daten wird dieser Fa¬ den - in nicht mehr austauschbarer Form - an das jeweili¬ ge Dokument und/oder Benutzer gebunden.

Sicherheitsfäden, die im Randbereich eine maschinenlesba- re Kodierung aufweisen, sind im Prinzip aus der DE-OS 28 08 552 bekannt, wobei hier aber der gesamte Faden längs einer Kante in der gewünschten Form geschnitten wird. Dieses Schneiden der Fäden ist ziemlich aufwendig und auch deren Einbettung in das Papier problembeladen, da sich die Fäden aufgrund der ständig wechselnden Bandbrei¬ te leicht verdrillen (Girlandeneffekt) und auch unter der unvermeidbaren Zugspannung sehr häufig reißen, die wäh¬ rend der Einlagerung des Fadens in der Papiermasse an¬ liegt. Da die Papierabschnitte, in denen der Faden nicht plan oder nicht in der richtigen Lage im Papier vorliegt oder die Fadeneinlagerung gar unterbrochen ist, ausgeson¬ dert werden müssen, ist die Einlagerung derartiger Fäden

mit einer hohen Ausschußrate belastet. Diese Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen Lösung behoben. Der er¬ findungsgemäße Faden besitzt eine konstante Fadenbreite, da hier nur die dünne opake Beschichtung, nicht aber der Faden bzw. Kunststoffträger in der Breite variiert ist. Die Kodierung, die nach einem der vorgenannten Verfahren oder auch in einfacher Weise auf eine transparente Kunst¬ stoffolie aufgedruckt werden kann, ist im Durchlicht we¬ gen der Transparenz des Folienmaterials und der Opazität der Beschichtung einwandfrei in gleicher Weise wie ein geschnittener Faden lesbar.

Verwendet man eingefärbte oder farbig grundierte Träger¬ folien, hebt sich der transparent bleibende (nicht bedruckte) Folienbereich sozusagen als Negativ- Kodierungsmuster ab, das parallel zur opak erscheinenden Kodierung verläuft. Bei Verwendung von nur bei UV-Licht oder anderer spezieller Lichtquellen lumineszierenden Farben erscheint dieser Farbeffekt nur bei der speziellen Beleuchtung, bei Betrachtung im Tageslicht unterscheidet sich dieser Faden für den Betrachter nicht von der be¬ kannten geschnittenen Version.

Wird die opake Beschichtung aufgedruckt, so bietet es sich wieder an, zunächst breitere Folienbahnen entspre¬ chend zu bedrucken und aus diesen bedruckten Folienbahnen dann die Fäden zu schneiden. Für die Einbringung einer Zufallsinformation können spezielle zufallsgesteuerte Druckwerke Verwendung finden. In besonders einfacher Form sind derartige Effekte aber auch mit Hilfe von z. B. zwei Druckwerken möglich, die ein Muster mit unterschiedlicher Periodizität in sich überlagernder Form aufdrucken.

1 Sicherheitsfaden

2 Kunststoffolie eingefärbt

3 opake Beschichtung

4 Aussparungen

5 Sicherheitspapier

6 Farbschicht

7 klare Folie

8 Farbschicht

9 Farbmittel

10 ätzende Farben

11 klebende Farbe

12. Abziehfolie

13 Prägefolie

14 vertiefter Bereich

15 Metallbeschichtung

16 Transferband

17 erhöhter Bereich

18 Beschichtung

20 Randkodierung

21 humanauslesbare Zeichen

30 Interferenzbeschichtung

31 Aussparung in Interferenzbeschichtung

40 transparente Folie

41 Metallbeschichtung

42 Aussparung in Metallbeschichtung

43 ReliefStruktur

44 Schutzschicht