Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsfolie zur Einlagerung oder Aufbrin- gung in oder auf Sicherheitspapiere, Wertdokumente, Datenträger oder der- gleichen, mit einer Trägerfolie mit einer vorzugsweise strukturierten Metall- beschichtung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der- artiger Sicherheitsfolien sowie ein Sicherheitspapier, ein Wertdokument und einen Datenträger mit einer solchen Sicherheitsfolie.

Es ist bekannt, Sicherheitsfolien in Form von Fäden, Bändern oder Flächen- stücken in Dokumente oder Wertpapiere, wie Banknoten, Schecks, Pässe und sonstige Identitätskarten, ein-oder aufzubringen. Zur Erhöhung der Sicher- heit und als Fälschungsschutz sind die Sicherheitsfolien oft mit einer so ge- nannten Negativschrift versehen. Diese Negativschrift wird durch metall- freie Bereiche in einer ansonsten durchgehenden metallischen Beschichtung des Trägermaterials der Sicherheitsfolie gebildet.

Die Herstellung von Aussparungen in Form von Zeichen oder Mustern ist beispielsweise in der Druckschrift EP 0 330 733 AI beschrieben. Dort wird insbesondere ein Herstellungsverfahren angegeben, bei dem auf die metall- beschichtete Seite einer Folie eine thermoplastische Kunststofffarbe in der Form der zu bildenden Aussparungen aufgedruckt wird, die beim Erwär- men erweicht und sich innig mit der Metallschicht verbindet. Kaschiert man eine so vorbehandelte Folie unter Wärme und Druck gegen eine zweite un- behandelte Folie und trennt die beiden Folien nach Abkühlung, so werden mit der Druckfarbe auch die den Zeichen oder Mustern entsprechenden Be- reiche der metallischen Beschichtungen von der ersten Folie entfernt.

Die Metallschichten können bei geeigneter Strukturierung beispielsweise als Sende-/Empfangsantennen für Schaltungen der Radiofrequenz-Identifika-

tionstechnologie RFID (Radio Frequency Identification) verwendet werden.

Radiofrequenz-Identifikationssysteme bestehen im Wesentlichen aus einer Schreib-/Leseeinheit und einem Transponder. Die Schreib-/Leseeinheit kann aktiv Informationen des Transponders auslesen oder Informationen in den Transponder schreiben, Der Transponder enthält einen elektronischen Spei- cher und eine Sende-/Empfangsantenne. Die Kommunikation zwischen Schreib-/Leseeinheit und Transponder erfolgt über die Modulation eines elektromagnetischen Feldes, zumeist bei einer Trägerfrequenz von 125 kHz oder 13,56 MHz. Der Transponder ist dabei eine passive Einheit und bezieht die benötigte Energie über die Antenne aus dem elektromagnetischen Feld der Schreib-/Leseeinheit.

Die aufgedampften Metallschichten herkömmlicher Sicherheitsfolien sind allerdings relativ dünn. Sie sind daher zum einen gegen mechanische Be- schädigung und Zugbelastung empfindlich und weisen zum anderen keine genügende elektrische Leitfähigkeit auf. Die aus den Metallschichten herge- stellten Antennen haben daher nur eine geringe Güte.

Werden dickere Metallschichten mit einem ausreichend niedrigen Wider- stand aufgedampft, vergrößert sich der Zeitbedarf und damit die Herstel- lungskosten für diesen Produktionsschritt deutlich. Darüber hinaus ist die Strukturierung bzw. die Herstellung von Aussparungen in den dicken Me- tallschichten schwierig und nur mit erhöhtem Aufwand möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsfolie und ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll ein Verfahren geschaffen werden, mit dem sich in einfacher und kostengünstiger Weise niedrigohmige, vor-

zugsweise strukturierte Metallschichten einer Sicherheitsfolie herstellen las- sen.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Herstellung einer Sicherheits- folie mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Eine Sicherheitsfolie, ein Sicherheitspapier, ein Wertdokument und ein Datenträger sind Gegen- stand der nebengeordneten Ansprüche. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich niedrigohmige Me- tallschichten vorteilhaft in einem zweistufigen Verfahren herstellen lassen. In einer ersten Stufe wird eine dünne, elektrisch leitfähige Schicht, vorzugswei- se eine Metallschicht, auf eine Trägerfolie aufgebracht und die dünne, elek- trisch leitfähige Schicht vorzugsweise mithilfe eines Druckprozesses struktu- riert. Hierfür können bereits bekannte und für die Herstellung von Sicher- heitselementen bewährte Strukturierungsverfahren eingesetzt werden.

Grundsätzlich kommen aber auch andere Verfahren oder Methoden zur Strukturierung der dünnen, elektrisch leitfähigen Schicht infrage, wie Elek- troerosion und die Laserabtragung. Nachfolgend wird in einer zweiten Stufe die gegebenenfalls bereits strukturierte, dünne Schicht durch galvanisches Abscheiden eines Metalls verstärkt, so dass insgesamt eine niedrigohmige, vorzugsweise strukturierte Metallbeschichtung auf der Trägerfolie erzeugt wird. Beispielsweise können durch die niedrigohmige Metallbeschichtung vorteilhaft Antennen für integrierte Schaltungen der RFID-Technik gebildet werden, ohne dass ein Ätzen der dicken Metallbeschichtung erforderlich ist.

Eine dünne Metallschicht wird bevorzugt im Vakuumbedampfungsverfah- ren oder mittels Elektronenstrahlverdampfen auf die Trägerfolie aufge- dampft. Sie kann jedoch auch mit anderen geeigneten Verfahren, insbeson-

dere Verfahren der Dünnschichttechnologie, wie beispielsweise dem Sput- tern, erzeugt bzw. auf die Trägerfolie aufgebracht werden. Die dünne Me- tallschicht wird auf der Trägerfolie vollflächig oder nur in Teilabschnitten und typischerweise mit einer Dicke von etwa 500 nm oder weniger, insbe- sondere von etwa 250 nm oder weniger aufgebracht.

Anstatt einer dünnen Metallschicht kann im ersten Schritt auch eine andere elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht werden. Hierfür kommen elektrisch leitfähige Druckfarben oder Kohlenstoffbeschichtungen infrage. Elektrisch leitfähige Druckfarben können beispielsweise Metallpigmente, Ruß, Graphit oder elektrisch leitfähige Polymere oder Kombinationen davon enthalten.

Wird diese elektrisch leitfähige Beschichtung aufgedruckt, beispielsweise durch Offsetdruck, oder über ein Maskierungsverfahren aufgebracht, kann sie bereits in strukturierter Form auf die Trägerfolie übertragen werden.

Auch die nicht in Dünnschichttechnologie erzeugte elektrisch leitfähige Erst- beschichtung weist eine sehr geringe Dicke auf.

Dagegen wird durch das galvanische Abscheiden vorteilhaft eine Metall- schicht einer Dicke von 1, um oder mehr, bevorzugt von 5 um oder mehr auf die dünne leitfähige Schicht aufgebracht, um einen ausreichend niedrigen elektrischen Widerstand und eine hohe mechanische Stabilität der metalli- schen Beschichtung zu erzielen. Solche besonders niedrigohmigen Metall- schichten eignen sich insbesonder auch für Sicherheitsfäden oder Sicherheits- elemente von Dokumenten und Wertpapieren und für Echtheitsprüfung durch Messung ihrer elektrischen Leitfähigkeit.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform wird die dünne Metallschicht strukturiert, indem unter Verwendung einer thermoplastischen Druckfarbe ein Druckbild auf die Metallschicht aufgedruckt wird, das den zu entfernen-

den Bereichen der Metallschicht entspricht. Dann wird die Metallschicht mit der thermoplastischen Druckfarbe unter Wärme und Druck gegen eine Kon- taktfolie gepresst und die Kontaktfolie wird nach Abkühlung zusammen mit den zu entfernenden Bereichen der Metallschicht abgezogen.

Alternativ kann die dünne Metallschicht dadurch strukturiert werden, dass auf die Trägerfolie vor dem Aufbringen der dünnen Metallschicht ein Druck- bild aufgedruckt wird, das den später zu entfernenden Bereichen der Metall- schicht entspricht, wobei die Druckfarbe eine geringe Haftung zur nachfol- genden Metallbeschichtung aufweist. Die dünne Metallschicht wird dann auf die bedruckte Trägerfolie aufgebracht, und die Druckfarbe und der auf dem Druckbild aufgebrachte Teil der Metallbeschichtung wird mechanisch ent- fernt, insbesondere durch einen Luft-oder Flüssigkeitsstrahl oder eine me- chanische Schabeinrichtung.

Bevorzugt wird allerdings das so genannte"Waschverfahren"verwendet, bei dem die dünne Metallschicht strukturiert wird, indem vor dem Aufbrin- gen der dünnen Metallschicht unter Verwendung einer löslichen Druckfarbe ein Druckbild auf die Trägerfolie aufgedruckt wird, das den später zu ent- fernenden Bereichen der Metallschicht entspricht. Die dünne Metallschicht wird dann auf die bedruckte Trägerfolie aufgebracht, und die Druckfarbe und der auf dem Druckbild aufgebrachte Teil der Metallbeschichtung wird unter Verwendung eines Lösungsmittels entfernt.

Die als Druckfarbe verwendet Farbe hat dabei mit Vorteil einen hohen Pig- mentanteil, so dass sie nach dem Trocknen eine porige Struktur mit großer Oberfläche bildet. Der Pigmentanteil liegt zweckmäßig zwischen 10% und 80%, bevorzugt bei etwa 60%, jeweils bezogen auf das Trockengewicht der

Farbe. Als Pigmente kommen vorzugsweise natürliche Rohstoffe, wie Krei- de, Bentonit, Aerosil oder Titandioxid, zum Einsatz.

Für die Druckfarbe werden vorteilhaft wasserlösliche Bindemittel, wie etwa gekochte oder gelöste Stärke oder Polyvinylalkohol, verwendet, so dass die Druckfarbe nach dem Auftrag mit Wasser gelöst und abgewaschen werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Verfahrensalternative wird die dünne Metall- schicht in der Form der verbleibenden Metallschichtbereiche mit einer orga- nisch löslichen Farbe bedruckt. Nach einer ausreichenden Trocknung der Druckfarbe wird die aufgedampfte Metallschicht als Anode geschaltet und einem ersten galvanischen Bad zugeführt. Darin löst sich das Metall der auf- gedampften Schicht an den nicht bedruckten Stellen (anodische Oxidation).

Danach wird die beschichtete und strukturierte Trägerfolie durch ein organi- sches Lösemittel, z. B. Isopropanol, geführt und die Druckfarbe ab-oder auf- gelöst. Im Anschluss daran folgt ein zweites galvanisches Bad, in dem das Metall der verbliebenen aufgedampften Schicht als Kathode geschaltet wird und darauf die zweite Schicht abgeschieden wird. Dieses Verfahren wird vorzugsweise in einem"Rolle-zu-Rolle-Verfahren"ohne zusätzliche Trock- nung zwischen den beiden galvanischen Bädern durchgeführt.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform wird zur Strukturie- rung der dünnen Metallschicht unter Verwendung einer ätzenden Druckfar- be ein Druckbild auf die dünne Metallschicht aufgedruckt. Nach einer aus- reichenden Einwirkungsdauer kann die ätzende Druckfarbe mitsamt den auf-oder angelösten Bereichen der dünnen Metallschicht abgewaschen wer- den. Alternativ kann auf die dünne Metallschicht mit Ausnahme der später zu entfernenden Bereiche eine Schutzschicht aufgedruckt werden und die

dünne Metallschicht dann in den ungeschützten Bereichen entfernt werden.

Als Schutzschicht wird dabei mit Vorteil eine ätzresistente Druckfarbe auf- gebracht und die dünne Metallschicht wird in den nicht bedruckten Berei- chen insbesondere unter Verwendung einer Lauge oder einer Säure wegge- ätzt.

Weitere bevorzugte Möglichkeiten zur Strukturierung der dünnen Metall- schicht bieten die Laserabtragung oder das Verfahren der Elektroerosion. Bei der Laserabtragung wird ein Laserstrahl ausreichender Energiedichte über die abzutragenden Bereiche der dünnen Schicht geführt. Diese Methode ist besonders flexibel und eignet sich daher insbesondere auch für kleine Serien und variierende Strukturen.

Gemäß einer alternativen Vorgehensweise wird die Trägerfolie mit einer elektrisch leitfähigen Druckfarbe, beispielsweise im Offsetdruck, mit einer dünnen, elektrisch leitfähigen Schicht versehen. Diese Schicht kann vollflä- chig aufgedruckt werden, vorzugsweise wird sie jedoch unmittelbar in den Umrisskonturen der zu erzeugenden Sicherheitselemente gedruckt. Dadurch können nachfolgende Strukturierungsschritte der ersten elektrisch leitfähi- gen Schicht unterbleiben. Die getrocknete leitfähige Schicht kann direkt dem galvanischen Bad zur Aufbringung der metallischen Verstärkungsschicht zugeführt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die galvanische Verstär- kung unmittelbar im Anschluss an die Strukturierung der dünnen Metall- schicht durchgeführt, so dass die Metallbeschichtung innerhalb einer einzi- gen, vorzugsweise kontinuierlich arbeitenden Prozesslinie vollständig auf- gebracht werden kann. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine Trocknung

und das Aufwickeln der Folie zwischen den beiden Beschichtungsschritten unterbleiben Das erste Metall der dünnen Metallschicht und das zweite Metall der galva- nischen Verstärkungsschicht weisen nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verschiedene visuelle Eigenschaften, insbesondere verschie- dene Farben oder verschiedene Reflexionseigenschaften, auf. Besteht die Trägerfolie aus einem transparenten oder transluzenten Material, so führt die Sicherheitsfolie bei Betrachtung von vorne und von hinten zu einem unter- schiedlichen visuellen Eindruck. Dieser Effekt kann genutzt werden, indem die Sicherheitsfolie etwa über einem Fenster eines Sicherheitspapiers, eines Wertdokuments oder eines Datenträgers aufgebracht wird. Das Fenster kann dabei durch eine Aussparung oder einen transparenten oder transluzenten Bereich des Sicherheitspapiers oder Wertdokuments gebildet sein.

Das erste Metall und das zweite Metall können ebenfalls mit Vorteil ver- schiedene physikalische Eigenschaften, insbesondere verschiedene elektri- sche oder magnetische Eigenschaften, wie Leitfähigkeit, Suszeptibilität oder dergleichen, aufweisen. Dadurch kann ein komplexes physikalisches Ver- halten der Metallbeschichtung eingestellt und die Fälschungssicherheit der Sicherheitsfolie erhöht werden. Beispielsweise können die physikalischen Eigenschaften der galvanischen Verstärkung auf die Antennenfunktion der Metallbeschichtung optimiert werden, während die physikalischen Eigen- schaften der aufgewachsenen dünnen Metallschicht eine zusätzliche Echt- heitssignatur, etwa durch Verlustpeak bei einer bestimmten Anregungsfre- quenz, bereitstellt.

Die dünne Metallschicht ist bevorzugt aus Aluminium, Chrom, Gold, Silber, Kupfer, Eisen, Nickel, Kobalt oder einer Legierung gebildet, die eines oder

mehrere dieser Metalle enthält. Die galvanisch aufgebrachte Metallschicht enthält vorzugsweise Kupfer, Nickel, Kobalt, Chrom, Silber oder Gold.

Die Metallschichten können bei Bedarf mit einer zusätzlichen, außen liegen- den Schutzschicht versehen werden. Eine solche Schutzschicht erhöht die Beständigkeit der empfindlichen Metallbeschichtung gegenüber Umweltein- flüssen und kann beispielsweise durch eine Lackierung oder eine laminierba- re Folie oder eine Kleberschicht aufgebracht werden. Die Schutzschicht ist vorzugsweise transparent und farblos und elektrisch isolierend.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Trägerfolie in Form einer endlosen Bahn bereitgestellt, so dass das Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden kann. Die Trägerfolie kann dabei durch einen Kunst- stoff oder ein vorzugsweise feuchtigkeitsbeständiges Papier jeglicher Zu- sammensetzung gebildet sein. Als Kunststoffe werden vorzugsweise Poly- ester, Polyethylenterephthalat (PET) und Polyimid verwendet. Die Trägerfo- lie mit der strukturierten dünnen Metallschicht wird für die Beschichtung vorteilhaft durch ein galvanisches Bad gezogen. Die Dicke der galvanischen Beschichtung kann durch die Verweilzeit der Folie in dem galvanischen Bad und/oder die Metallkonzentration in dem Bad eingestellt werden.

Wird zur Strukturierung der dünnen Metallschicht das oben beschriebene Waschverfahren oder Ätzverfahren verwendet, muss die Trägerfolie nach der Strukturierung der dünnen Metallschicht nicht getrocknet werden, son- dern kann nach dem Auswaschen direkt in das galvanische Bad weiterlau- fen.

In dem galvanischen Bad wird die Trägerfolie mit Vorteil auf der mit der dünnen, elektrisch leitfähigen Schicht versehenen Seite von Leitwalzen kon-

taktiert, um einen elektrischen Kontakt für die galvanische Abscheidung herzustellen. Da sich die dünne leitfähige Schicht in der Regel über eine grö- ßere Distanz erstreckt, genügt es, wenn sie an einigen wenigen Stellen mit der Kathode verbunden ist, um die gesamte Fläche der Schicht zu erfassen, wenn die leitfähige Schicht zwischen diesen Stellen durchgehend ist oder zumindest einen ununterbrochenen elektrischen Pfad aufweist.

Die Erfindung umfasst auch eine Sicherheitsfolie zur Einlagerung oder Auf- bringung in oder auf Sicherheitspapiere, Wertdokumente oder Datenträger, die eine Trägerfolie mit einer vorzugsweise strukturierten Metallbeschich- tung aufweist. Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist dabei durch eine dünne, vorzugsweise aufgedampfte und strukturierte Metallschicht oder eine dünne, gedruckte Schicht und eine galvanische Verstärkung der dünnen Schicht gebildet. Eine solche Sicherheitsfolie kann insbesondere nach einem der oben beschriebenen Verfahren hergestellt sein. Die gesamte Dicke der elektrisch leitfähigen Beschichtung beträgt mindestens 1 um oder mehr, be- vorzugt mindestens 5 um.

Es ist auch möglich, eine erfindungsgemäße Folie als Transferfolie für die strukturierte Metallschicht zu benutzen. Trägerfolie und Beschichtung wer- den insbesondere durch die Wahl eines geeigneten Kunststoffs für die Trä- gerfolie so aufeinander abgestimmt, dass sich die Metallbeschichtung gut von der Trägerfolie ablöst. Das Ablösen kann auch durch eine zusätzliche Releaseschicht erleichtert werden. Die erzeugten Strukturen können nach der Galvanisierung mit einem Heißkleber überzogen und mittels Wärme und Druck von der Trägerfolie auf ein anderes Substrat, beispielsweise aus Pa- pier, übertragen werden. Ein Kleber kann alternativ auch auf dem Substrat angeordnet werden.

Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nach- folgend anhand der Figuren erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine mäßstabs-und proportionsgetreue Darstellung ver- zichtet.

Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf eine Sicherheitsfolie nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 den Schichtaufbau der Sicherheitsfolie von Fig. 1 im Quer- schnitt, Fig. 3 ein Wertdokument mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsfo- lie in Aufsicht, und Fig. 4 ein Sicherheitspapier mit einer erfindungsgemäßen Sicherheits- folie im Querschnitt.

Figur 1 zeigt eine schematische Aufsicht auf eine Sicherheitsfolie 10 und Fig.

2 stellt einen Querschnitt der Sicherheitsfolie 10 entlang der Linie A-A der Fig. 1 dar, um den Schichtaufbau der Folie 10 zu veranschaulichen. Die Si- cherheitsfolie 10 enthält eine Kunststofffolie 12, beispielsweise eine Poly- esterfolie, auf die eine strukturierte Metallbeschichtung 14 aufgebracht ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, können die Ausnehmungen 16 in der Metallbeschich- tung 14 die Form von Zeichen oder Mustern haben und als Negativschrift eine visuell oder maschinell lesbare Information darstellen.

Die Metallbeschichtung 14 besteht aus einer dünnen aufgedampften Metall- schicht 18 und einer auf dieser galvanisch abgeschiedenen dicken Metall- schicht 20. Im Ausführungsbeispiel ist die dünne Metallschicht 18 durch eine auf die Polyesterfolie 12 aufgedampfte Aluminiumschicht einer Dicke von 200 nm gebildet. Zur Herstellung der Negativschrift wird vor dem Auf- dampfen der Metallschicht 18 mit einer wasserlöslichen Druckfarbe mit ho- hem Pigmentanteil ein den Aussparungen 16 entsprechendes Druckbild auf die Polyesterfolie 12 aufgedruckt. Nach dem Aufdampfen der Metallschicht 18 wird die Druckfarbe dann zusammen mit den darüber liegenden Teilen der Aluminiumschicht 18 ausgewaschen.

Anschließend wird die Trägerfolie 12 mit der strukturierten Metallschicht 18 in einem galvanischen Bad mit einer dicken Kupferschicht 20, im Ausfüh- rungsbeispiel mit einer Stärke von etwa 10 m, versehen.

Figur 3 zeigt ein Wertdokument 22, das mit einer erfindungsgemäßen Si- cherheitsfolie 10 versehen ist. Dabei ist Trägerfolie 12 unter Verwendung ei- nes Heißschmelzklebers auf dem Wertgegenstand fixiert. Die Metallbe- schichtung 14 ist bei diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Antenne für ein Radiofrequenz-Identifikationssystem ausgebildet, welche die Sende-/ Empfangs-Antenne für einen Transponderschaltkreis 24 bildet.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 4 dargestellt.

Die Sicherheitsfolie 10 ist dabei wie in Zusammenhang mit der Fig. 2 be- schrieben hergestellt und weist eine dünne Aluminiumschicht 18 und eine dicke Kupferschicht 20 auf, die übereinander auf einer transparenten Poly- esterfolie 12 aufgebracht sind. Die Sicherheitsfolie 10 ist über einem Fenster 28 eines Sicherheitspapiers 26, etwa einer Banknote, fixiert. Im Ausführungs- beispiel ist das Fenster 28 durch eine Aussparung des Sicherheitspapiers 26

gebildet, in anderen Ausgestaltungen kann es aber auch durch einen trans- parenten Bereich des Sicherheitspapiers gebildet werden.

Wird die Oberseite des Sicherheitspapiers 26 betrachtet, so ist durch die Po- lyesterfolie 12 hindurch lediglich die silbrig glänzende Aluminiumbeschich- tung 18 sichtbar. Dagegen ist von der Unterseite her, durch das Fenster 28 hindurch betrachtet, nur die rötlich schimmernde Kupferschicht 20 zu er- kennen. Der optische Eindruck der Sicherheitsfolie 10 ist somit je nach Be- trachtungsrichtung deutlich verschieden. Ein solcher Effekt ist mit einfache- ren Mitteln kaum nachzuahmen und trägt damit zu einer erhöhten Fäl- schungssicherheit des Sicherheitspapiers bei.