EP0031161A1 - Antifalsification paper protected against faking and tampering - Google Patents

Abstract

A check paper is being described which is protected against falsifications and forgeries. Crushable micro capsules are being embedded in check paper which contain on one hand a leuco ink and on the other hand a color acceptor. The color acceptor can also be stored in the body of the paper without the use of micro capsules. The leuco ink and the color acceptor react together under color development or color changes if the micro capsules burst through imprinting or other local pressure application to the paper surface. Thus, a character written on the paper surface becomes visible within the body of the paper and cannot be forged anymore.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein gegen Fälschungen und Verfälschungen geschütztes Sicherheitspapier, das mit zerquetschbaren Mikrokapseln, die einen Leukofarbstoff enthalten und einem mit dem Leukofarbstoff unter Farbbildung oder -änderung reagierenden Farbakzeptor ausgerüstet ist. Die Erfindung betrifft darüberhinaus ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sicherheitspapiers.The invention relates to a security paper protected against counterfeiting and falsification, which is equipped with crushable microcapsules which contain a leuco dye and a color acceptor which reacts with the leuco dye to form or change color. The invention also relates to a method for producing such security paper.

Im wirtschaftlichen Verkehr werden Geldwerte und Ansprüche auf solche Geldwerte oft durch auf Papier gedruckte oder geschriebene Dokumente dargestellt. Derartige Dokumente können z. B. Banknoten, Schecks oder Aktien sein. In diesen sowie in allen anderen Fällen, bei denen bedruckten oder geschriebenen Dokumenten erhöhte Bedeutung zukommt (Urkunden, Pässe, Fahrt- oder Flugausweise von hohem Wert), muß darauf geachtet werden, daß der Inhalt solcher Dokumente entweder gar nicht oder doch nur sehr schwer verändert werden kann. Man erreicht dies in der Regel dadurch, daß Manipulationen an einem solchen Dokument sichtbare Spuren hinterlassen, welche den Veränderungsversuch erkennen lassen. Zu diesem Zweck benutzt man auch Reagenzien, welche dem Papier zugesetzt werden. Solche Reagenzien sprechen auf viele Verfälschungsversuche mit chemischen Mitteln gut an. Es fehlt jedoch häufig eine Sicherung gegen Änderungsversuche durch mechanisches Radieren.In commercial transactions, monetary values and claims to such monetary values are often represented by documents printed or written on paper. Such documents can e.g. B. banknotes, checks or shares. In these and in all other cases where printed or written documents are of greater importance (certificates, passports, travel or flight tickets of great value), care must be taken to ensure that the content of such documents either does not change at all or only with great difficulty can be. This is usually achieved by tampering with such a document leaving visible traces that indicate the attempt to change it. For this purpose, reagents that are added to the paper are also used. Such reagents respond well to many attempts at adulteration with chemical agents. However, there is often a lack of security against attempted changes by mechanical erasing.

Es ist zwar bekannt, Wertdrucke mittels komplizierter Hintergrundmuster auch gegen mechanische Radierversuche abzusichern, wobei diese Hintergrundmuster so ausgebildet sind, daß sie durch Radierversuche irreversibel verändert oder zerstört werden. Manipulationen sind dadurch für jedermann ohne Hilfsmittel erkennbar.It is known to secure valuable prints against mechanical etching attempts by means of complicated background patterns, these background patterns being designed such that they are irreversibly changed or destroyed by etching attempts. Manipulations can thus be recognized by everyone without aids.

Derartige Sicherungstechniken lassen sich aber insbesondere bei maschinell verarbeitbaren Wertdrucken, wie Schecks und dergleichen, in den Bereichen, in denen Manipulationen bevorzugt vorgenommen werden (z. B. OCR-Zeile), nur begrenzt einsetzen, da in vielen Fällen durch derartige Hintergrundmuster die Lesbarkeit der maschinell zu verarbeitenden Daten gestört wird.Such security techniques, however, can only be used to a limited extent, in particular in the case of machine-processable security prints, such as checks and the like, in the areas in which manipulations are preferably carried out (e.g. OCR line), since in many cases such background patterns make the legibility easier to read machine-processed data is disrupted.

Es ist außerdem bekannt, Papier gegen mechanisches Ra- . dieren dadurch zu sichern, daß man es aus drei verschieden gefärbten Lagen zusammenfügt. Radiert man auf der äußeren weißen Lage eines solchen Papiers, so tritt die Farbe der darunterliegenden Schicht deutlicher hervor, womit der Radierversuch offenkundig wird. Solche Papiere sind nur auf eigens dafür hergestellten Maschinen unter relativ hohem Aufwand zu fertigen. Nachteilig ist, daß durch die Färbung der Schichten und die damit verbundene Undurchsichtigkeit die Einbringung eines Wasserzeichens erschwert, wenn nicht völlig nutzlos gemacht wird.It is also known to use paper against mechanical Ra-. dieren by securing it by putting it together from three different colored layers. If you erase on the outer white layer of such paper, the color of the layer underneath appears more clearly, making the etching attempt obvious. Such papers can only be produced on machines specially made for this purpose and at relatively high cost. The disadvantage is that the coloring of the layers and the associated opacity make it difficult to introduce a watermark, if it is not made completely useless.

Es ist ferner bekannt, ein Papier dadurch gegen Radieren zu sichern, daß man es mit möglichst geringer Dichte herstellt. Ein solches Papier besteht dann aus einem ziemlich lockeren Faserverband, in welchem Radierversuche größere Zerstörungen anrichten. Auf diese Weise ist zwar der Radierversuch sichtbar, doch hat ein derart voluminös gearbeitetes Papier in der Regel nicht die für die meisten Anwendungszwecke geforderten Festigkeitswerte.It is also known to secure a paper against erasure by producing it with the lowest possible density. Such paper then consists of a fairly loose fiber structure, in which eraser try to wreak havoc. The etching test is visible in this way, but such a voluminous paper does not usually have the strength values required for most applications.

Eine weitere Möglichkeit zum Schutz von Wertpapieren gegen mechanisches Radieren wird in der DE-PS 16 596 beschrieben. Danach ist bereits ein Sicherheitspapier für Schecks und ähnliche Anwendungen bekannt, welches aus zwei aufeinandergeklebten Papierschichten besteht und welches auf den Innenflächen einen Farbdruck trägt. Bei mechanischen Radierversuchen wird die entsprechende Papierschicht abgetragen und dadurch dünner; deshalb treten die Linien des Innendruckes deutlicher hervor und die Manipulation wird erkennbar. Weil der Innendruck auch mit empfindlichen Anilinfarben ausgeführt wird, welche bei Anwendung von Radierflüssigkeiten auslaufen, ist derartiges Sicherheitspapier auch gegen chemisches Radieren geschützt. Papier nach dieser Erfindung erfüllt allerdings keineswegs die Anforderungen, die heutzutage an Sicherheitspapier gestellt werden. Zusammengeklebtes Papier ist in seinen Schichten spaltbar und damit relativ leicht zu fälschen und zu verfälschen.Another way of protecting securities against mechanical erasing is described in DE-PS 16 596. According to this, a security paper for checks and similar applications is already known, which consists of two layers of paper glued to one another and which bears a color print on the inner surfaces. In the case of mechanical erasure tests, the corresponding paper layer is removed, making it thinner; therefore the lines of the internal pressure stand out more clearly and the manipulation becomes recognizable. Because the inside print is also made with sensitive aniline inks that leak when using eraser fluids, such security paper is also protected against chemical erasing. However, paper according to this invention by no means meets the requirements that are placed on security paper today. The layers of paper stuck together can be split, making them relatively easy to forge and falsify.

Die Verwendung von Mikrokapseln zum Schutz von Wertpapieren und Ausweisen ist in der DE-OS 23 23 076 beschrieben: Die Mikrokapseln sind dazu mit Flüssigkristallen gefüllt, welche bei bestimmten, dem Wertpapier zumutbaren Temperaturen einen Farbumschlag zeigen. Diese Kapseln haben dabei nur die Funktion eines Echtheitsmerkmals; mit seiner Hilfe sollen Falsifikate von echten Wertpapieren unterschieden werden. Dazu wird das Wertpapier einer entsprechenden Temperatur ausgesetzt, wobei die ansonsten unsichtbaren Mikrokapseln durch ihren Farbumschlag sichtbar werden.The use of microcapsules to protect securities and ID cards is described in DE-OS 23 23 076: the microcapsules are filled with liquid crystals which show a color change at certain temperatures that are reasonable for the security. These capsules only have the function of an authenticity feature; With its help, false certificates are to be distinguished from real securities. This is the value paper exposed to a corresponding temperature, whereby the otherwise invisible microcapsules become visible through their color change.

Bei dieser Prüfung werden die Mikrokapseln nicht zerquetscht, ihre Hüllen können deshalb sehr stabil ausgeführt werden. Das bekannte mit den Mikrokapseln beschichtete Wertpapier schützt allerdings in keiner Weise gegen mechanische Radierversuche und auch als Echtheitsmerkmal dürften diese Mikrokapseln nur von geringem Wert sein, weil der Farbumschlag gemessen an den branchenüblichen Anforderungen zu langsam erfolgt und die erzielbaren Farbkontraste nicht ausreichend sind.In this test, the microcapsules are not crushed, so their shells can be made very stable. The well-known paper coated with the microcapsules does not in any way protect against mechanical erasure attempts and these microcapsules should also be of little value as an authenticity feature because the color change is too slow compared to the requirements customary in the industry and the color contrasts that can be achieved are not sufficient.

Es ist schließlich bekannt, ein Wertpapier oder Sicherheitspapier dadurch abzusichern, daß man auf seiner Oberfläche mikroverkapselte Leukofarbstoffe aufbringt, wie dies aus der Technik der Kopierpapiere bekannt ist. Das Aufbringen geschieht entweder vollflächig durch Aufstreichen oder aber mit geeigneten Druckmaschinen von sehr niedrigem Anpreßdruck. Radiert man an den so geschützten Stellen, so wird durch den mechanischen Druck das Mikrokapselgefüge zerstört, und der Farbstoff tritt aus. Durch Reaktion mit bestimmten Farbakzeptoren entsteht eine sichtbare Färbung, welche den Radierversuch nachweist.Finally, it is known to secure a security or security paper by applying microencapsulated leuco dyes on its surface, as is known from the art of copy paper. The application is done either over the entire surface by brushing or with suitable printing presses of very low contact pressure. If you erase in the areas protected in this way, the microcapsule structure is destroyed by the mechanical pressure and the dye escapes. By reaction with certain color acceptors, a visible color is created, which proves the etching attempt.

Eine derartige Sicherung von Wertpapieren wird z. B. in der DE-PS 26 000 781 beschrieben. Danach werden Eintrittskarten, Flugtickets oder Fahrkarten mit einer Bechichtung versehen, welche aus einer Drucklackfarbe und eingebetteten Mikrokapseln mit Leukofarbstoff besteht. Diese Beschichtung bedeckt nur einen Teil der Oberfläche des Wertpapiers und hat zudem die Form eines Musters, das vorzugsweise aus Streifen oder Wellenlinien besteht. Das Muster.befindet sich an der Stelle, die für die Bestempelung oder die Beschriftung des Wertpapiers vorgesehen ist und bedeckt auch diese nicht vollständig. Bei der Beschriftung werden entsprechend dem verwendeten Muster die vom Schriftzeichen getroffenen Mikrokapseln zerstört, der auslaufende Leukofarbstoff reagiert mit dem im Papiergefüge vorhandenen Farbakzeptor und wird aufgrund der nachfolgenden Farbreaktion sichtbar. Anschließend ist eine Änderung der aufgeschriebenen Information nur möglich, wenn die Beschichtung vollständig abgetragen wird.Such security of securities is e.g. B. described in DE-PS 26 000 781. After that, tickets, plane tickets or tickets are included a coating, which consists of a printing ink and embedded microcapsules with leuco dye. This coating covers only part of the surface of the security and also has the shape of a pattern, which preferably consists of stripes or wavy lines. The pattern. Is located at the place that is intended for the stamping or labeling of the security and does not cover it completely. When labeling, the microcapsules hit by the characters are destroyed in accordance with the pattern used, the leaking leuco dye reacts with the color acceptor present in the paper structure and becomes visible due to the subsequent color reaction. Subsequently, the information written can only be changed if the coating is completely removed.

Das bekannte Papier erfüllt nicht alle Wünsche, die man an Sicherheitspapier stellt, das gegen mechanisches Radieren geschützt ist. Die Mikrokapseln befinden sich ausschließlich an der Oberfläche des Papiers und damit nahezu in derselben Ebene wie die aufgedruckte Information. Deshalb werden Verfälschungen nicht genügend erschwert. Wenn man nämlich nur eine genügend dicke Schicht der Oberfläche abträgt, so entfernt man gleichzeitig die Information und das diese sichernde durch die Mikrokapseln bewirkte Abbild dieser Information in der Oberflächenbeschichtung; trotzdem bleibt das Papier an dieser Stelle noch dick genug, um anschließend eine neue gefälschte Information aufbringen zu können. Gelingt es gar mit chemischen oder mechanischen Mitteln die Oberflächenbeschichtung abzulösen, so entfernt man mit ihr gleichzeitig auch die darüber gedruckte Information, ohne daß die eigentliche Papiermasse angegriffen wird. Da dem Fachmann . die Technologie der Herstellung und des Auftragens von Beschichtungen mit Mikrokapseln, die Leukofarbstoffe enthalten, bekannt ist, kann anschließend eine neue Beschichtung aufgebracht und danach die gefälschte Information eingeschrieben werden. Aus dem gleichen Grunde stellt die bekannte Sicherung keinen Schutz gegen Totalfälschungen dar. Ein weiterer Nachteil hängt ebenfalls mit der Anordnung der Mikrokapseln auf - der Papieroberfläche zusammen. Die Beschichtung liegt damit nicht nur.in der Ebene der größten mechanischen Belastungen, sondern sie ist auch den Einwirkungen von Oberflächenverletzungen, wie Kratzen etc.., besonders ausgesetzt. Alle diese Effekte führen zu unbeabsichtigten Verfärbungen des Sicherheitspapiers durch die Belastungen, denen es im Umlauf unterworfen ist.The well-known paper does not fulfill all the wishes that are made of security paper that is protected against mechanical erasing. The microcapsules are only on the surface of the paper and are therefore almost on the same level as the printed information. Therefore, falsifications are not made difficult enough. If one removes only a sufficiently thick layer of the surface, one removes the information at the same time and the image of this information in the surface coating which secures this by the microcapsules; nevertheless, the paper remains thick enough at this point to be followed by new, counterfeit information to be able to muster. If the surface coating can even be removed by chemical or mechanical means, the information printed over it is also removed with it, without the actual paper pulp being attacked. Because the specialist. the technology of producing and applying coatings with microcapsules, which contain leuco dyes, is known, a new coating can then be applied and the fake information can then be written in. For the same reason, the known security does not provide protection against total counterfeiting. Another disadvantage also relates to the arrangement of the microcapsules on the paper surface. The coating is therefore not only at the level of the greatest mechanical loads, but it is also particularly exposed to the effects of surface injuries, such as scratching, etc. All of these effects lead to inadvertent discoloration of the security paper due to the loads to which it is subject in circulation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein durch Mikrokapseln gegen Radieren wirkungsvoll gesichertes Papier zu schaffen. Dabei soll das Vorhandensein der Mikrokapseln gleichzeitig die Echtheit des Sicherheitspapiers gewährleisten, also Totalfälschungen ausschließen und die Einbringung weiterer Echtheitsmerkmale, wie z. B. Wasserzeichen, ermöglichen. Das Sicherheitspapier soll weiterhin so beschaffen sein, daß es durch die beim Umlauf auftretenden Belastungen nicht unbeabsichtigt verfärbt wird.The object of the invention is to provide paper which is effectively secured against erasure by microcapsules. The presence of the microcapsules should at the same time guarantee the authenticity of the security paper, that is, rule out total counterfeiting and the introduction of further authenticity features, such as, for example, B. watermarks. The security paper should also be such that it is not inadvertently discolored by the stresses that occur during circulation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Mikrokapseln und der Farbakzeptor im Inneren der Papiermasse vorliegen.According to the invention, this object is achieved in that the microcapsules and the color acceptor are present in the interior of the paper pulp.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Sicherheitspapiers sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the security paper according to the invention are the subject of the dependent claims.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Sicherheitspapiers erfolgt in an sich bekannter Art und Weise auf einer Papiermaschine; bereits vor der Blattbildung mischt man aber dem Papierstoff sowohl mikroverkapselte Leukofarbstoffe als auch den Reaktionspartner, d. h. Farbakzeptor bei. Letzterer kann gegebenenfalls auch mikroverkapselt vorliegen. Voraussetzung dieses Herstellungsverfahrens ist, daß Wandstärke und Festigkeit der Mikrokapseln mit den das Papier mechanisch belastenden Produktionsvorrichtungen so abgestimmt sind, daß während der Papierherstellung (einschließlich der - verschiedenen Preß- und Trockenvorgänge) die Mikrokapseln nicht zerstört werden.The security paper according to the invention is produced in a manner known per se on a paper machine; Even before the sheet is formed, the paper stock is mixed with both microencapsulated leuco dyes and the reaction partner, i.e. H. Color acceptor at. The latter can optionally also be microencapsulated. The prerequisite for this production process is that the wall thickness and strength of the microcapsules are coordinated with the production devices which mechanically stress the paper so that the microcapsules are not destroyed during paper production (including the various pressing and drying processes).

Gemäß eines bevorzugten Verfahrens wird das Papier auf einer Doppelsiebmaschine derart hergestellt, daß der mikroverkapselte Leukofarbstoff in einer von einem ersten Sieb abgenommenen Bahn eingelagert ist, während sich der Farbakzeptor in einer weiteren, von einem zweiten Sieb abgenommenen Bahn befindet. Die Bahnen werden anschließend noch vor ihrer Trocknung vereinigt und zusammengegautscht.According to a preferred method, the paper is produced on a twin-wire machine in such a way that the microencapsulated leuco dye is embedded in a web removed from a first screen, while the color acceptor is located in a further web removed from a second screen. The webs are then combined and crumpled before they dry.

Das nach dem genannten bevorzugten Herstellungsverfahren erzeugte Wertpapier zeichnet sich durch besondere Vorteile aus. Beim Beschriften des Papiers werden die Mikrokapseln zerstört, die sich unter den Schriftzeichen befinden; die Farbreaktion findet aber hauptsächlich in der Grenzebene statt, die durch den zweilagigen Herstellungsprozeß gegeben ist. Nur in dieser Ebene sind nämlich beide Reaktionspartner, davon mindestens einer mikroverkapselt, in enger Nachbarschaft vorhanden. Bei der Beschriftung entsteht deshalb ein Ebenbild der aufgetragenen Information in einer inneren Ebene des Dokumentes. Dieses ist naturgemäß nicht abzutragen, ohne das Papiergefüge nachhaltig und deutlich erkennbar zu zerstören. Weil das Einbringen der Mikrokapseln in der geschilderten Weise den ganzen apparativen Aufwand sowie das besondere know-how der Sicherheitspapierherstellung voraussetzt, ist schon die Farbreaktion in einer bestimmten inneren Ebene des Sicherheitspapiers ein zuverlässiges Kennzeichen für seine Echtheit, ähnlich wie diese z. B. auch durch einen Sicherheitsfaden nachgewiesen wird.The security produced according to the preferred production method mentioned is distinguished by particular advantages. When the paper is written on, the microcapsules under the characters are destroyed; the color reaction takes place mainly in the boundary plane, which is given by the two-layer manufacturing process. Only at this level are both reaction partners, at least one microencapsulated, present in close proximity. When labeling, therefore, an image of the information applied is created in an inner level of the document. Naturally, this cannot be removed without permanently and clearly recognizable destruction of the paper structure. Because the introduction of the microcapsules in the manner described presupposes all the expenditure on equipment and the special know-how of security paper production, the color reaction in a certain inner level of the security paper is a reliable indicator of its authenticity, similar to this e.g. B. is also demonstrated by a security thread.

Ferner bedeutet die Einbettung der Mikrokapseln in das Papier gleichzeitig einen mechanischen Schutz für die Kapseln. In den äußeren Schichten, welche naturgemäß besonderen Belastungen ausgesetzt sind, befinden sich in der Nähe der Mikrokapseln keine Reaktionspartner, mit denen der Farbstoff bei unbeabsichtigtem Beschädigen der Kapseln reagieren könnte. Obwohl die reaktionsfähigen Kapseln im Inneren des Wertpapiers durch das Papier selbst relativ gut geschützt sind, bewirkt der während des Beschreibens auf sie einwirkende vergleichsweise hohe Druck die sichere Zerstörung der Mikrokapseln. Entfernt man an einem erfindungsgemäßen Wertpapier die aufgetragene Information durch mechanisches Radieren, so bleibt dessen Abbild in der inneren Schicht trotzdem sichtbar und weist damit auf eine eventuelle Fälschung deutlich hin.Furthermore, embedding the microcapsules in the paper also means mechanical protection for the capsules. In the outer layers, which are naturally exposed to special loads, there are no reaction partners near the microcapsules with which the dye could react if the capsules are damaged unintentionally. Although the reactive capsules inside the security are relatively well protected by the paper itself, the comparatively high pressure acting on them during the writing process reliably destroys the Microcapsules. If the information applied to a security according to the invention is removed by mechanical erasing, its image remains visible in the inner layer and thus clearly indicates a possible forgery.

Auf die geschilderte Weise hergestelltes Sicherheitspapier ist bedruckbar, ohne daß dabei die Mikrokapseln zerstört werden; es eignen sich die für den Wertdruck üblicherweise verwandten Druckverfahren mit Ausnahme des Stahltiefdruckverfahrens.Security paper produced in the manner described can be printed without destroying the microcapsules; with the exception of the steel gravure printing process, the printing processes usually used for the printing process are suitable.

Durch passende Gestaltung der relativen Dicken beider Papierschichten kann schließlich erreicht werden, daß die Farbreaktionszone mehr auf der Vorderseite oder mehr auf der Rückseite des Blattes zu liegen kommt. Legt man beispielsweise die Reaktionszone hauptsächlich auf die Rückseite des Blattes, so wird ein Fälschungsversuch auf der Vorderseite zunächst scheinbar gelingen. Erst eine Inspektion der Blattrückseite ließe den Fälschungsversuch erkennen. Andererseits würde eine Verlegung der Reaktionsschicht auf der Vorderseite des Blattes jeden Verfälschungsangriff sofort sichtbar machen.By appropriately designing the relative thicknesses of the two paper layers, it can finally be achieved that the color reaction zone is more on the front or more on the back of the sheet. If, for example, the reaction zone is mainly placed on the back of the sheet, an attempt at forgery on the front will initially seem to succeed. Only an inspection of the back of the sheet would reveal the attempted forgery. On the other hand, placing the reaction layer on the front of the sheet would immediately reveal any attack of tampering.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen und der beigefügten Zeichnung näher erläutert.Darin zeigen:

• Fig. 1a einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitspapier, einlagig, mit gleichmäßiger Verteilung von mikroverkapseltem Leukofarbstoff und Farbakzeptor im Papiervolumen vor der Beschriftung,
• Fig. 1b einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitspapier, einlagig, mit gleichmäßiger Verteilung von Leukofarbstoff und Farbakzeptor im Papiervolumen nach der Beschriftung,
• Fig. 2a einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitspapier, zweilagig, mit gleichmäßiger Verteilung von mikroverka^p- seltem Leukofarbstoff in der einem Teilvolumen des Sicherheitspapiers und gleichmäßiger Verteilung des Farbakzeptors in einem anderen Teilvolumen des Sicherheitspapiers vor der Beschriftung,
• Fig. 2b einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitspapier nach Fig.-2a, jedoch nach der Beschriftung,
• Fig. 3a einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitspapier, zweilagig, mit mikroverkapseltem Leukofarbstoff in der durch Zusammenfügung der beiden Lagen gekennzeichneten Ebene und mit dem Farbakzeptor in einem Teilvolumen des Sicherheitspapiers vor der Beschriftung,
• Fig. 3b einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitspapier nach Fig. 3a, jedoch nach der Beschriftung,
• Fig. 4a einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitspapier, zweilagig, mit mikroverkapseltem Leukofarbstoff und Farbakzeptor ausschließlich in der durch die Zusammenfügung der beiden Lagen gekennzeichneten Ebene vor der Beschriftung,
• Fig. 4b einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitspapier, nach Fig. 4a, jedoch nach der Beschriftung,
• Fig. 5 eine Doppelsiebpapiermaschine.

The invention is explained in more detail below with the aid of examples and the attached drawing, in which:

• 1a shows a cross section through a security paper according to the invention, single-ply, with a uniform distribution of microencapsulated leuco dye and color acceptor in the paper volume before the inscription,
• 1b shows a cross section through a security paper according to the invention, single-ply, with a uniform distribution of leuco dye and color acceptor in the paper volume after the inscription,
• Fig. 2a shows a cross section through an inventive security paper in two layers, with a uniform distribution of micro-hung^p- seltem leuco dye in a partial volume of the security paper and even distribution of the color acceptor in a different partial volume of the security paper in front of the marking,
• 2b shows a cross section through an inventive security paper according to Fig. 2a, but after the inscription,
• 3a shows a cross section through a security paper according to the invention, two layers, with microencapsulated leuco dye in the plane characterized by the joining of the two layers and with the color acceptor in a partial volume of the security paper before the inscription,
• 3b shows a cross section through an inventive security paper according to FIG. 3a, but after the inscription,
• 4a shows a cross section through a security paper according to the invention, two layers, with microencapsulated leuco dye and color acceptor only in the plane characterized by the joining of the two layers before the inscription,
• 4b shows a cross section through a security paper according to the invention, according to FIG. 4a, but after the inscription,
• Fig. 5 shows a twin-wire paper machine.

Beispiel 1:Example 1:

Im einfachsten Falle stellt man aus Wasser, 50 % Fichtensulfitzellstoff und 50 % Kiefersulfatzellstoff (gebleicht) durch Mahlung im Holländer einen Faserstoffbrei von 3 % Stoffdichte und einem Mahlgrad von 50 SR her. Diesem Papierstoff wird in üblicher Weise 5 % Titandioxyd als Füllstoff zugesetzt. Ferner fügt man 1 % eines sauren Silikates (z. B. Copisil der Firma Süd-Chemie AG) und ein mikroverkapseltes Leukofarbstoffsystem zu. Das Mikrokapselsystem wird in bekannter Weise dadurch erhalten, daß man z. B. eine 10 %ige Lösung von Leukomalachitgrün in einem substituierten Naphtalinkohlenwasserstoff löst. Ein Teil dieser Lösung wird in drei Teilen Wasser unter Zusatz von einem viertel Teil Hautleim emulgiert. Nachfolgend stellt man den pH-Wert auf neutral und fügt ein Gemisch aus Formalin und Glyoxal in einer Menge von 3 % bezogen auf die Gesamtmasse der Mischung zu. Man läßt zunächst bei Zimmertemperatur reagieren und erwärmt schließlich auf 50 - 60° C.In the simplest case, water, 50% spruce sulfite pulp and 50% pine sulfate pulp (bleached) are produced by pulping in the Dutch to a pulp pulp of 3% consistency and a freeness of 50 SR. 5% titanium dioxide is added to this paper stock in the usual way. 1% of an acidic silicate (for example Copisil from Süd-Chemie AG) and a microencapsulated leuco dye system are also added. The microcapsule system is obtained in a known manner by z. B. dissolves a 10% solution of leukomalachite green in a substituted naphthalene hydrocarbon. Part of this solution is emulsified in three parts of water with the addition of a quarter part of skin glue. The pH is then adjusted to neutral and a mixture of formalin and glyoxal is added in an amount of 3% based on the total add the mixture. The mixture is first allowed to react at room temperature and finally heated to 50-60 ° C.

Von der so erhaltenen Mikrokapselsuspension werden 3 % dem Faserstoff zugesetzt.3% of the microcapsule suspension thus obtained are added to the fiber.

Man bildet aus der Stoffsuspension in an sich bekannter Weise auf einem Drahtsieb ein Blatt, welches anschließend abgegautscht und getrocknet wird. Beim Abgautschen ist darauf zu achten, daß der Liniendruck nicht zu hoch gewählt wird. Dies bedeutet, daß das Blatt mit erhöhtem Feuchtigkeitsgehalt in die Trockenpartie einlaufen muß.A sheet is formed from the stock suspension in a manner known per se on a wire screen, which is then vacuumed and dried. When quitting, make sure that the line pressure is not too high. This means that the sheet with an increased moisture content must run into the dryer section.

_Fig. 1a zeigt ein derart hergestelltes Sicherheitspapier schematisiert vor der Beschriftung. Im gesamten Papiervolumen sind sowohl mikroverkapselte Leukofarbstoffe 1 als auch saures Pigment 2 als Farbskzeptor und Reaktionspartner benachbart vorhanden._F ig. 1a schematically shows a security paper produced in this way before the inscription. Both microencapsulatedleuco dyes 1 andacidic pigment 2 are present as color receptors and reactants in the entire paper volume.

Bei der Beschriftung bzw. Bestempelung werden unter dem Schriftzeichen 4 die Mikrokapseln zerquetscht, der Leukofarbstoff tritt aus und reagiert mit den sauren Pigmenten der Nachbarschaft. Fig. 1b zeigt schematisch die danach durch das gesamte Papiervolumen gehende Verfärbung 3.When labeling or stamping, the microcapsules are crushed under thecharacter 4, the leuco dye emerges and reacts with the acidic pigments of the neighborhood. 1b schematically shows thediscoloration 3 that then goes through the entire paper volume.

Dies bedeutet, daß der Schriftzug quer durch die ganze Stoffmasse bis auf die Rückseite des Blattes sichtbar wird. Ein Radierversuch wäre also nur dann erfolgreich, wenn er die gesamte Papiermasse unter Hinterlassen eines Loches entfernen würde. Jeder andere Radierversuch führt ebenfalls zum Ansprechen der Sicherung und zu einer großflächigen grünen Verfärbung der verfälschten Stelle.This means that the lettering is visible across the entire mass of material down to the back of the sheet. An eraser attempt would only be successful if it left the entire paper mass behind Would remove hole. Any other attempt to erase will also result in the fuse being activated and a large green discoloration of the falsified area.

Beispiel 2:Example 2:

Von Hand oder vorzugsweise auf einer Doppelsieb-Papiermaschine (Fig. 5) bildet man zwei Hälften Papierstoff 9, 10.By hand or preferably on a twin-wire paper machine (FIG. 5), two halves ofpaper stock 9, 10 are formed.

Der einen Hälfte setzt man das saure Silikat zu, der anderen Hälfte die nach Beispiel 1 hergestellte Mikrokapselsuspension. Zunächst wird auf diesem Sieb 11 in bekannter Weise aus dem das saure Silikat enthaltenden Papierstoff ein Blatt 12 von etwa 30 g/m² flächenbezogener Masse hergestellt. Dieses Blatt kann ohne besondere Vorsichtsmaßnahme abgegautscht und weiter bearbeitet werden. Auf einem zweiten Sieb 13 stellt man ein Blatt von 50 g/m² flächenbezogener Masse aus dem Stoff her, welcher die Mikrokapseln 1 enthält. Beide Blätter werden in feuchtem Zustand zusammengeführt und aufeinander gegautscht. Nach dem Trocknen erhält man ein Papier, welches bei etwa 3/8 seiner Dicke eine Berührungszone 5 zwischen saurem Silikat und Mikrokapseln enthält; dies ist in Fig. 2 schematisch im Querschnitt gezeigt.The acid silicate is added to one half, the microcapsule suspension prepared according to Example 1 to the other half. First, asheet 12 of about 30 g / m² area-based mass is produced on thescreen 11 in a known manner from the paper material containing the acidic silicate. This sheet can be pulled off and processed further without any special precaution. On asecond sieve 13, a sheet of 50 g / m² area-based mass is produced from the material which contains themicrocapsules 1. Both sheets are brought together in a moist state and pressed together. After drying, a paper is obtained which, at about 3/8 of its thickness, contains acontact zone 5 between acidic silicate and microcapsules; this is shown schematically in cross section in FIG. 2.

Es ist der besondere Vorteil dieser Ausführung der Erfindung, daß bei der Beschriftung ein durch die Farbreaktion hervorgerufenes Bild der Beschriftung hier nur in einer bestimmten inneren Ebene 5 entsteht, daß die innere Ebene in weiten Grenzen durch entsprechende Wahl der Lagendicke bei der Papierherstellung im Papiervolumen verschiebbar ist und daß diese innere Ebene nicht durch Manipulation wie Spaltung etc. freigelegt werden kann.It is the particular advantage of this embodiment of the invention that when the lettering produces an image of the lettering caused by the color reaction here only in a certaininner plane 5, the inner plane within wide limits by appropriate choice the layer thickness can be shifted in the paper volume during paper production and that this inner plane cannot be exposed by manipulation such as splitting etc.

Wegen der Unzugänglichkeit der im Papierinneren entstandenen Muster, die auch nicht durch eine Papierdurchfärbung simuliert werden können, dienen diese in gleicher Weise wie Sicherheitsfäden und ähnlicher Einlagerungen im Papiervolumen als wertvolles Echtheitskennzeichen.Due to the inaccessibility of the patterns created inside the paper, which cannot be simulated by coloring the paper, they serve as valuable authenticity indicators in the same way as security threads and similar embedding in the paper volume.

Durch die spezielle Wahl der Lage der Reaktionszone im Papiervolumen kann das Sicherheitsmuster mehr an die beschriftete Oberfläche oder mehr an die Rückseite des Sicherheitspapiers gerückt werden und so auf der Papiervorderseite auffällig oder weniger auffällig in Erscheinung treten.Due to the special choice of the position of the reaction zone in the paper volume, the security pattern can be moved more to the labeled surface or more to the back of the security paper and thus appear conspicuously or less conspicuously on the paper front.

Ein Entfernen des Musters durch mechanisches Radieren ist ohne augenfällige Zerstörung des Papiers nicht möglich, das Muster wegen der umschließenden und damit schützenden Papiermasse nicht veränderbar.It is not possible to remove the pattern by mechanical erasing without clearly destroying the paper; the pattern cannot be changed due to the surrounding and thus protecting paper mass.

Beispiel 3:Example 3:

Auf-einer Doppelsiebpapiermaschine wird wie bei Beispiel 2 Papier aus zwei Hälften Papierstoff hergestellt. Im Gegensatz zu den Beispielen 1 und 2 wird der mikroverkapselte Leukofarbstoff jedoch nicht der Pulpe beigemischt, sondern nach dem Schöpfen und vor der Vereinigung der beiden Bahnen mittels einer geeigneten Vorrichtung 8 zwischen diese gespritzt (7). Die Mikrokapseln werden dabei vorzugsweise in einer Flüssigkeit suspendiert und durch Düsen auf die Papierbahn geblasen. Ähnliche Vorrichtungen sind als Tintenstrahlschreiber bekannt. Das Aufsprühen oder Aufblasen der unsuspen-_dierten trockenen Mikrokapseln ist'aber ebenso denkbar. Der Farbakzeptor bzw. Reaktionspartner wird wie in Beispiel 2 wieder einer Hälfte des Papierstoffs beigemischt.As in Example 2, paper is produced from two halves of paper stock on a twin-wire paper machine. In contrast to Examples 1 and 2, however, the microencapsulated leuco dye is not added to the pulp, but is injected between the two webs after scooping and before the two webs have been combined (7). The micro Capsules are preferably suspended in a liquid and blown onto the paper web through nozzles. Similar devices are known as ink jet recorders. The spraying or inflating the unsuspen-_d ierten dry microcapsules ist'aber also conceivable. As in Example 2, the color acceptor or reaction partner is again mixed into half of the paper stock.

Das so hergestellte Sicherheitspapier ist in Fig. 3 schematisch dargestellt.The security paper produced in this way is shown schematically in FIG. 3.

Papier nach dieser Ausführung der Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß die Reaktionszone noch schmäler ausfällt als dies bei Papieren nach Beispiel 2 der Fall ist.Paper according to this embodiment of the invention is characterized in that the reaction zone is even narrower than is the case with papers according to Example 2.

Der erhöhte apparative Aufwand bei der Papierherstellung wird durch zwei Vorzüge aufgewogen, welche für eine Reihe von Anwendungen besondere Bedeutung haben. Zum einen ist dieses Wertpapier in besonders hohem Maße gegen unbeabsichtigte und störende Farbreaktion geschützt, weil sich die Mikrokapseln tatsächlich nur in der genannten Ebene befinden; zum zweiten gestattet es nur die Vorrichtung 8 unter produktionsgerechten Bedingungen die Mikrokapseln in Form von Mustern, seien es Streifen, seien es Wellenlinien oder dergleichen in das Papier zu bringen. Sicherheitspapier mit derartigen Mustern hat den großen Vorzug in besonders sicherer und eleganter Weise entwertet werden zu können. Dazu wird das Sicherheitspapier zwischen zwei Preßwalzen hindurchgezogen; dabei werden alle Mikrokapseln zerstört und das Muster deutlich sichtbar. Das Sichtbarwerden des Musters ist gleichzeitig ein Indiz für die Echtheit des Sicherheitspapiers. Versuche, diese Entwertung rückgängig zu machen oder durch Radieren zu verbergen sind aussichtslos. Die Begrenzung der erfindungsgemäßen Sicherungsmittel auf eine Teilfäche ist ferner eine sehr wirksame Maßnahme, die ästhetische Qualität des Sicherheitspapiers auch bei härteren Belastungen zu erhalten.The increased equipment outlay in paper production is offset by two advantages, which are of particular importance for a number of applications. On the one hand, this security is protected to a particularly high degree against unintended and disruptive color reactions because the microcapsules are actually only in the level mentioned; secondly, only the device 8 allows the microcapsules to be brought into the paper in the form of patterns, be it strips, be it wavy lines or the like, under conditions appropriate for production. Security paper with such patterns has the great advantage of being able to be devalued in a particularly secure and elegant manner. For this purpose, the security paper is drawn between two press rollers; all microcapsules are destroyed and the pattern is clearly visible. The fact that the pattern becomes visible is also an indication of the authenticity of the security paper. Attempts to undo this devaluation or to hide it by erasing are futile. The limitation of the security means according to the invention to a partial area is also a very effective measure to maintain the aesthetic quality of the security paper even under more severe loads.

Beispiel 4:Example 4:

Ähnlich wie in Beispiel 3 wird auf einer Doppelsiebpapiermaschine Sicherheitspapier hergestellt, wobei allerdings das saure reaktionsfähige Pigment nicht wie in Beispiel 3 einer Hälfte des Papierstoffs zugesetzt wird, sondern ebenso wie die Mikrokapseln durch die Vorrichtung 8 zwischen die beiden Lagen des Papiers gespritzt wird.Similar to Example 3, security paper is produced on a twin-wire paper machine, but the acidic reactive pigment is not added to half of the paper stock as in Example 3, but is sprayed through the device 8 between the two layers of paper, just like the microcapsules.

Das so gefertigte Papier ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Die Farbreaktionszone ist gegenüber Beispiel 3 noch schmaler geworden, die Vorzüge sind die gleichen, sie treten nur noch pointierter in Erscheinung. Ihnen steht ein nochmals erhöhter apparativer Aufwand bei der Papierherstellung gegenüber.The paper produced in this way is shown schematically in FIG. 4. The color reaction zone has become even narrower than in example 3, the advantages are the same, they only appear more pointedly. They are faced with a further increased outlay on equipment in the paper production.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele begrenzt.Of course, the invention is not limited to the examples described above.

_Man kann die Mikrokapseln auch mit einem Stoff füllen, der erst nach der Reaktion mit seinem Partner eine Fluoreszenzemission im sichtbaren Bereich des optischen Spektrums aufweist. Diese Eigenschaft kann zusätzlich zu einer sichtbaren Verfärbung verwendet werden, man kann sie aber auch vorteilhaft ohne weitere sichtbare Verfärbung zur Sicherung von Wertpapieren benutzen. Geeignete Farbstoffe und Reaktionspartner sind in der FR-PS 1.456.784 beschrieben._M an can also fill the microcapsules with a substance which only exhibits fluorescence emission in the visible range of the optical spectrum after the reaction with its partner. This property can be used in addition to visible discoloration that, but you can also use it advantageously without further visible discoloration to secure securities. Suitable dyes and reactants are described in FR-PS 1,456,784.

Ein derartig gesichertes Wertpapier besitzt den Vorzug in einer inneren Ebene ein unsichtbares Muster seiner Beschriftung zu tragen, welches z. B. bei Beleuchtung mit ultraviolettem Licht visuell erkennbar wird.Such a security is preferred to carry an invisible pattern of its lettering on an inner level, which z. B. is visually recognizable when illuminated with ultraviolet light.

Die erfindungsgemäßen Sicherungsmittel dienen nicht nur zum Schutz gegen Verfälschungen durch mechanisches Radieren, sondern gewährleisten auch die Echtheit des Sicherheitspapiers. Dies wird besonders augenscheinlich, wenn man an Totalfälschungen denkt, die mittels Farbkopiergeräten vorgenommen werden und die mit zunehmender Häufigkeit beim Einlauf von geldwerten Papieren beobachtet werden. Derartige Fälschungen sind auch visuell leicht von Originalen zu unterscheiden, die nach Beispiel 2, 3 oder 4 hergestellt worden sind und ein farbiges Bild der aufgeschriebenen Information in einer inneren Ebene des Papiervolumens besitzen.The security means according to the invention not only serve to protect against falsification by mechanical erasing, but also ensure the authenticity of the security paper. This is particularly evident when one thinks of total counterfeits that are made using color copying machines and that are observed with increasing frequency when paper money is received. Such counterfeits are also easy to distinguish visually from originals that were produced according to Example 2, 3 or 4 and have a colored image of the information written down in an inner plane of the paper volume.

Claims (13)

Translated fromGerman

1. Gegen Fälschungen und Verfälschungen geschütztes Sicherheitspapier, das mit zerquetschbaren Mikrokapseln, die einen Leukofarbstoff enthalten und einem mit dem Leukofarbstoff unter Farbbildung oder -änderung reagierenden Farbakzeptor ausgerüstet ist,.dadurch gekennzeichnet , daß die Mikrokapseln (1) ünd der Farbakzeptor (2) im Inneren der Papiermasse vorliegen.1. Security paper protected against counterfeiting and falsification, which is equipped with crushable microcapsules which contain a leuco dye and a color acceptor which reacts with the leuco dye to form or change color, characterized in that the microcapsules (1) and the color acceptor (2) in Inside the pulp.2. Sicherheitspapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Farbakzeptor (2) mikroverkapselt ist.2. Security paper according to claim 1, characterized in that the color acceptor (2) is microencapsulated.3. Sicherheitspapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Leukofarbstoffe (1) nur in einer bestimmten Schicht des Papiers vorliegen.3. Security paper according to claim 1 or 2, characterized in that the leuco dyes (1) are only present in a certain layer of the paper.4. Sicherheitspapier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß auch der Farbakzeptor (2) in einer bestimmten Schicht des Papiers vorliegt, die der die Leukofarbstoffe (1) enthaltenden Schicht benachbart ist.4. Security paper according to claim 3, characterized in that the color acceptor (2) is present in a specific layer of the paper which is adjacent to the layer containing the leuco dyes (1).5. Sicherheitspapier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Leukofarbstoffe (1) und der Farbakzeptor (2) zusammen nur in einer bestimmten Schicht des Papiers vorliegen.5. Security paper according to claim 3, characterized in that the leuco dyes (1) and the color acceptor (2) together are only present in a certain layer of the paper.6. Sicherheitspapier nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Leukofarbstoffe (1) oder der Farbakzeptor (2) nur in bestimmten flächigen Teilbereichen des Papiers vorhanden sind (ist).6. Security paper according to claims 3 to 5, characterized in that the leuco dyes (1) or the color acceptor (2) are only present in certain flat partial areas of the paper.7. Sicherheitspapier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilbereiche die Form geometrischer Muster aufweisen.7. Security paper according to claim 6, characterized in that the partial areas have the shape of geometric patterns.8. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der mikroverkapselte Leukofarbstoff und Farbakzeptor der Pulpe vor der Blattbildung zugesetzt wird.8. A method for producing a security paper according to claim 1 or 2, characterized in that the microencapsulated leuco dye and color acceptor is added to the pulp before sheet formation.9. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers auf einer Doppelsiebmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der mikroverkapselte Leukofarbstoff der Pulpe einer Bahn und der Farbakzeptor der Pulpe der anderen Bahn zugegeben wird.9. A method for producing a security paper on a twin-wire machine according to one of claims 3 to 5, characterized in that the microencapsulated leuco dye is added to the pulp of one web and the color acceptor to the pulp of the other web.10. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitspapiers auf einer Doppelsiebmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Leukofarbstoffe vor dem Vereinigen der zwei Bahnen zwischen diese eingebracht werden.10. A method for producing a security paper on a twin-wire machine according to one of claims 3 to 7, characterized in that the leuco dyes are introduced between the two webs before they are combined.11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Leukofarbstoffe mittels Düsen zwischen die Bahnen gesprüht werden.11. The method according to claim 10, characterized in that the leuco dyes are sprayed between the webs by means of nozzles.12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Leukofarbstoffe in einer Flüssigkeit suspendiert mittels Düsen zwischen die Bahnen gesprüht werden.12. The method according to claim 11, characterized in that the leuco dyes suspended in a liquid are sprayed between the webs by means of nozzles.13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Leukofarbstoffe mittels der Düsen in Form von Mustern oder Linienzügen aufgebracht werden.13. The method according to claim 11, characterized in that the leuco dyes are applied by means of the nozzles in the form of patterns or lines.

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