Zur Erzielung farbigen Information sind photochemische Reaktionen direkt oder indirekt Bestandteil des täglichen Lebens. Prozesse im Rahmen der klassischen Silberhaloge- nid-Photographie beinhalten entweder nasschemische Arbeitsschritte, wie das Entwi- ckeln und Fixieren in entsprechenden Bädern, oder Arbeiten mit organischen Farbstoff- systemen, wie z. B. bei Polaroid-Sofortbildern, die allerdings üblicherweise nicht licht- echt sind.

Im Zuge der Halbleiterentwicklung aber auch bei der computergestützten Erstellung von Prototypen (Rapid-Prototyping, Rapid Tooling) hat sich eine Vielzahl an sogenannten Photoresistmaterialien oder Photoprepolymeren am Markt etabliert (Ullmann's Encyclo- pedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2002 Electronic Release, Stichwort Photo- resists). Dabei handelt es sich im weitesten Sinne um sogenannte Prepolymere, die aufgrund photochemischer Reaktionen polymerisieren, vernetzen oder aushärten und erst in einem nachfolgenden Schritt durch Auswaschung mit Lösungsmitteln, wie bei der Photolithographie, oder sich mit Veränderung der z-Koordinate, wie beim Rapid- Prototyping, als separate Information vom Hintergrund abheben, wobei in x-y-Richtung geschrieben wird.

Um bei den oben genannten Verfahren eine vergleichsweise hohe Ortsauflösung und damit auch eine höhere Daten-und Informationsdichte zu erzielen, werden in der Regel Laser eingesetzt. Übliche Laserbeschriftungsmethoden finden bei der Herstellung von Ausweisen, Führerscheinen, Bankkarten, Kreditkarten oder dergleichen aus Kunststoff ein großes Anwendungsfeld.

Aus der DE 29 07 004 C2 ist bekannt, visuell lesbare Informationen auf Ausweiskarten mittels Laserstrahlung aufzubringen. Dabei wird die Information durch eine Verkohlung und/oder Carbonisierung des Kunststoffmaterials sichtbar, wobei die Information sich schwarz oder grau vor einem anders farbigen Hintergrund, z. B. opak oder transparent, abhebt. Andere Farben lassen sich damit nicht erzeugen. Dabei ist die Laserbeschrif- tung gegenüber anderen Beschriftungsverfahren gegenüber Fälschungen oder Mani- pulationen sicherer, weil sie nachträglich auch in innen liegenden Schichten durchge- führt werden kann.

Darüber hinaus ist es auch bekannt, mittels Laserstrahlung zu gravieren, insbesondere ist es möglich, einzelne Schichten eines mehrschichtigen Kartenkörpers lokal abzutra- gen. Dieser Umstand wird gemäß DE 30 48 733 C2 ausgenutzt, um verschieden far- bige Informationen auf Ausweiskarten aufzubringen. Dabei wird ein mehrschichtiger Kartenkörper verwendet, dessen Schichten unterschiedlich farbig sind. Durch das lo- kale Abtragen einzelner Schichten durch Laserstrahlung wird die darunter liegende an- ders farbige Schicht sichtbar. Dies Verfahren zur Beschriftung von kartenförmigen Da- tenträgern hat jedoch unter Umständen den Nachteil, dass die Oberfläche des Daten- trägers durch das Abtragen beschädigt wird.

Aus der DE 44 17 343 A1 ist bekannt, in eine Ausweiskarte einen einfarbigen Anteil und/oder Grau-und Schwarzanteil eines Bildteiles lasertechnisch einzubringen und de- ckungsgleich bezüglich des Bildes einen dieses ergänzenden Farbbildteil darüber ins- besondere im Thermotransferverfahren aufzubringen. Bei letzterem werden punktför- mige Elektroden einer Thermodruckerzeile elektrisch gesteuert erhitzt, so dass die Farbschicht eines zwischen der Thermodruckerzeile und der Deckschicht eingebrach- ten Farbfolie oder Mehrfarben-Farbfolie punktweise aufschmilzt und/oder verdampft und auf der Deckschicht angelagert wird. Die unterschiedliche Bearbeitung der Karte mit hochtechnischen Vorrichtungen erzeugt eine hohe Farbtiefe, die eine Fälschung mittels verbreiteter Farbkopier-und Farbdrucktechniken erschwert, bedingt allerdings ein apparativ aufwendiges Verfahren.

Die DE 199 55 383 A1 beschreibt ein Verfahren zum Aufbringen von farbigen Informa- tionen auf einen Gegenstand mittels Laserstrahlung mit mindestens zwei verschiede- nen Wellenlängen, wobei durch weiien ! ängense) ektives Ausreichen einzelner organi- scher Pigmente infolge subtraktive Farbmischung die Farbe der Schicht eingestellt werden kann.

Auch in der DE 100 86 A wird ein kartenförmiger Datenträger und ein Verfahren zur Herstellung desselben beschrieben, der das Aufbringen von farbigen Informationen mittels der Laserbearbeitung ermöglicht, ohne die Oberfläche des Datenträgers zu be- schädigen. Dabei wird eine Schicht durch die Laserstrahlung lokal vollständig aus- gebleicht, so dass die Schicht für sich allein im Laserschreibfleck zumindest nahezu transparent ist. Auf diese Art und Weise kann ein ursprünglich schwarzer, grau oder dunkel brauner Fleck rot, blau oder grün eingestellt werden, je nachdem, welche der lasersensitiven Schichten in dem Sandwich-Aufbau gebleicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung einer Informa- tion in und/oder auf einem Trägerkörper anzugeben, die mit einfachen Mitteln eine be- sonders gegenüber Licht und Feuchtigkeit besonders hohe Langzeitbeständigkeit auf- weist. Des Weiteren soll ein für dieses Verfahren besonders geeigneter Trägerkörper bereitgestellt sowie eine Verwendung eines derartigen Trägerkörpers angegeben wer- den.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem für eine Anzahl von im und/oder auf dem Trägerkörper vorgehaltenen Ausgangsstoffen in ei- nem lokalisierten Teilbereich des Trägerkörpers durch Laserbestrahlung diejenigen Reaktionsbedingungen eingestellt werden, die die Ausgangsstoffe zu einer Synthese- reaktion veranlassen.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass in bisherigen Systemen die Langzeitstabilität der Information unter anderem dadurch begrenzt ist, dass Farbumset- zungsreaktionen auch ohne gezielte und gewollte Aktivierung, z. B. durch eingestrahltes Sonnenlicht, ungesteuert fortgesetzt werden. Diese Aktivierung kann durch statistische Anregungen einer üblicherweise eingesetzten Dissoziationsreaktion geschehen, da bei

einer Dissoziationsreaktion, bei der lediglich ein Ausgangsstoff erforderlich ist, die not- wendigen Reaktionsbedingungen für den Zerfall des Moleküls in einfachere Moleküle, Atome, lonen oder Radikale vergleichsweise einfach erreichbar sind. So kann z. B. ein Ausbleichen durch photochemische Zersetzung, die bis zur Zerstörung sowohl der In- formation als auch des Trägerkörpers führen kann, eintreten. Das Konzept zur Erzeu- gung einer langzeitbeständigen Information stellt daher gerade eine Abkehr von derar- tigen einfachen Entfärbungsprozessen dar. Eine Erhöhung der Langzeitstabilität der Information ist gerade dadurch zu erzielen, dass die Wahrscheinlichkeit für nachfol- gende, statistisch ausgelöste Umsetzungsprozesse konsequent verringert wird. Dies ist erreichbar durch eine gezielte Steigerung der Komplexität der eingesetzten Umset- zungsreaktion mit entsprechend höheren, schwieriger erfüllbaren Reaktionsbedingun- gen. Für eine dementsprechend erhöhte Komplexität der Reaktionsvorgänge ist daher die Nutzung von Reaktionstypen vorgesehen, die auf der Verwendung einer Mehrzahl von Ausgangsstoffen oder anderer komplexer Reaktionsparameter beruhen. Die Er- zeugung einer gegenüber Licht und Feuchtigkeit beständigen Information wird vielmehr anstelle destruktiver Prozesse oder einer Dissoziation durch synthetische Prozesse er- reicht.

Als derartige Synthesereaktionen kommen vorzugsweise Additionen, Eliminierungen, Substitutionen und insbesondere Redox-sowie Komplexbildungsreaktionen in Betracht.

Bei der Addition werden Atome oder Atomgruppen an eine Mehrfachbindung angela- gert. Bei der Eliminierung als Umkehrung der Addition werden aus einem Molekül Atome oder Atomgruppen abgetrennt, ohne dass gleichzeitig andere an deren Stelle treten. Die Substitution ist gekennzeichnet durch den Ersatz eines Atoms oder einer Atomgruppe in einem Molekül durch andere Atome oder Atomgruppen, wobei eine ko- valente Bindung mit einem Partner gelöst und anschließend eine mit einem anderen Partner geknüpft wird. Die Redoxreaktion ist gekennzeichnet durch die Elektronenab- gabe des einen Partners (Reduktionsmittel) und die Elektronenaufnahme des anderen Partners (Oxidationsmittel). Bei Nomplexbildungsreaktionen wird ein Zentralatom oder- ion von mehreren anderen Atomen, lonen oder Molekülen, den sogenannten Liganden, in räumlich regelmäßiger Anordnung umgeben.

Mit diesen synthetischen Vorgängen werden vergleichsweise anspruchsvolle oder komplexe Anforderungen an die Reaktionsbedingungen und an die Reaktanden und gestellt.

Als Reaktionsbedingungen haben insbesondere eine ausreichend hohe Reakti- onstemperatur, eine Freisetzung reaktiver Ausgangsstoffe oder aktivierter Molekülspe- zies in für die Reaktion ausreichender Anzahl und/oder eine ausreichend hohe Teil- <BR> chenbeweglichkeit der Reaktionspartner eine besondere Bedeutung. Diese Reaktions- bedingungen können dadurch vollzogen werden, dass durch Laserlicht ortsaufgelöst eine thermische Energie eingebracht wird, die die Aktivierungsenergie des Prozesses bereitstellt. Durch die thermische Energie wird die Mobilität der Ausgangsstoffe im oder auf dem Trägerkörper verbessert und damit die Reaktionswahrscheinlichkeit so stark erhöht, dass ein ausreichender Reaktionsumsatz erreicht wird. Außerdem ermöglicht die Bestrahlung mit Laserlicht, dass reaktionshemmende Umgebungen aufgebrochen werden und somit die Ausgangsstoffe als Reaktanden überhaupt erst verfügbar ge- macht werden.

Ohne Energiezufuhr sollten die im Trägerkörper vorgehaltenen Ausgangsstoffe zur Erzeugung einer haltbaren Information nicht zu einer Eigenschafts-oder Stoffände- rung veranlasst werden können. Ihre statistische Reaktionswahrscheinlichkeit sollte also beispielsweise gegenüber den Reaktionspartnern eines Bleichprozesses abge- senkt sein. Dafür dürfte unter normalen Umgebungsbedingungen weder die Aktivie- rungsenergie, die notwendig ist, um aus den Ausgangsstoffen reaktive Molekülspezies zu erzeugen, erreicht werden, noch sollten die reaktiven Molekülspezies unter nor- malen Bedingungen in ausreichender lokaler Konzentration vorhanden sein, um eine Reaktion zu initiieren oder sogar einen vollständigen Reaktionsumsatz zu erreichen.

Eine weitere Bedingung für geeignete Ausgangsstoffe ist eine Inertheit gegenüber dem Trägerkörper selber, so dass dieser nicht durch die Ausgangsstoffe nachhaltig verändert und dadurch gegebenenfalls geschädigt oder unbrauchbar gemacht wird.

Als im Trägerkörper vorgehaltenen Ausgangsstoffe kommen daher grundsätzlich Stoffgemische oder-verbindungen aller Elemente des Periodensystems in Betracht, die für einen derart"robusten"Einsatz ertüchtigt sind. In besonderem Maße werden diese Kriterien vorzugsweise von ausgewählten anorganischen Stoffgemischen erfüllt,

da diese vergleichsweise wenig im Trägerkörper migrieren und Reaktionen unter Stoff-oder Eigenschaftsänderung üblicherweise nur bei hohen Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius, wie z. B. im Inneren einer Bunsenbrennerflamme, zeigen.

Zur Detektion der durch Laserbestrahlung veranlassten Eigenschafts-oder Stoffände- rung der Ausgangsstoffe bietet sich zweckmäßigerweise die Änderung ihrer Absorpti- onseigenschaften bezüglich der Wellenlängen im Ultraviolett-bis Infrarot-Bereich an.

Für eine besonders einfache Detektion werden vorteilhafterweise die Ausgangsstoffe derart gewählt, dass sie zu einer Synthesereaktion unter Farbänderung veranlasst wer- den. Mithin wird vorzugsweise eine farbige Information erzeugt.

Für eine oder mehrere nach Bedarf ausgewählte farbige Information oder Informatio- nen werden die Ausgangsstoffe der Synthesereaktionen unterschiedlicher Farbände- rungen vorzugsweise derart gewählt, dass das Produkt der jeweiligen Synthesereaktion jeweils einer Grundfarbe eines CMYK-Farbschemas für Cyan, Magenta, Yellow und Kontrast oder Schwarz zugeordnet ist. Damit können bei geeigneter Kombination Mono-oder Mischfarben erzeugt werden.

Um grafisch besonders vielfältige Farbmuster und-variationen im Trägerkörper zu er- möglichen, werden die Ausgangsstoffe von Synthesereaktionen unterschiedlicher Farbänderungen vorzugsweise in voneinander abgegrenzten Volumensegmenten im Trägerkörper vorgehalten.

Zur Erzeugung verschieden farbiger Informationen und Informationen in einem Träger- körper mit einer vergleichsweise hohen Farbtiefe, insbesondere auch im Hinblick auf eine gegenüber Fälschungen und Manipulationen besonders sichere Laserbeschrif- tung, ist neben der äußeren farbliche Gestaltung diesbezüglicher Trägerkörper auch eine innere farbliche Gestaltung zweckmäßig. Daher werden die unterschiedlichen Farbreaktionen zugeordneten Ausgangsstoffe vorzugsweise in voneinander abge- grenzten Schichten im Trägerkörper vorgehalten.

Um eine vorzeitige Reaktion der Ausgangsstoffe ohne Anregung durch Laserbestrah- lung zu verhindern, ist zweckmäßiger Weise eine diese Reaktion unterbindende Schutzvorrichtung oder-maßnahme vorgesehen. Aus diesem Grund wird vorzugsweise zumindest einer der Ausgangsstoffe im Trägerkörper gekapselt vorgehalten, wobei die Verkapselung vorteilhafterweise derart gewählt ist, dass sie durch die Laserbestrahlung aufgebrochen wird und den betreffenden Ausgangsstoff als Reaktionspartner freigibt.

Dafür ist die Verkapselung vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie die Laserstrah- lung selbst absorbiert. Damit ist eine zeitlich und örtlich gezielte Erzeugung einer Infor- mation gewährleistet.

Zur gezielten Fokussierung der Laserbestrahlung direkt auf zumindest einen Aus- gangsstoff, insbesondere, wenn dieser allein nicht oder nur unzureichend für die Ab- sorption der Laserstrahlung geeignet ist, oder zur Reduzierung der erforderlichen La- serenergie sind im Trägerkörper vorzugsweise die Laserbestrahlung absorbierende Hilfsstoffe oder-schichten eingebettet. Als absorbierende Hilfsstoffe kommen bei- spielsweise ein Glimmer-Pigment, das unter der Bezeichnung"lriodin"oder"Mica"im Handel erhältlich ist, u. a. in Betracht. Dadurch wird das auf den Hilfsstoff eingestrahlte Laserlicht über Interferenz-oder Spiegeleffekte zu dem ausgewählten Ausgangsstoff transferiert. Dies führt an dieser Stelle zu einer lokalen Temperaturerhöhung, einem sogenannten hot-spot oder einer heißen Stelle, und somit zu einer Anregung zumindest eines Ausgangsstoffs mit üblicherweise zumindest einem weiteren Ausgangsstoff, so dass diese in Wechselwirkung treten und eine Synthesereaktion eingehen.

Um die Aktivierungsenergie der Reaktionspartner herabzusetzen, sind im Trägerkörper vorzugsweise katalytisch wirkende Partikel eingebettet. Dadurch ist es abhängig von den ausgewählten Ausgangsstoffen möglich, eine vergleichsweise niedrige Laserener- gie oder sogar einen vergleichsweise leistungsarmen Laser einzusetzen. Die katalyti- schen Elemente können insbesondere aus der 8. Nebengruppe, den sogenannten Pla- tinmetallen stammen. Feinverteiltes Platin, Rhodium, Palladium oder Mischungen da- von können analog zu ihrem Einsatz in Abgaskatatysatoren insbesondere Redoxreakti- onen katalysieren. Denkbar wäre auch eine Zersetzung eines Platinkomplexes, wie beispielsweise eine Dekomplexierung des orangeroten (CH3) 3Ptl. Durch eine Zerset- zung des (CH3) 3Ptl ließe sich einerseits elementares Platin als Katalysator gewinnen

oder bei höherer Konzentration sogar eine Schwärzung infolge feinverteilten Platins generieren.

Für eine besonders einfache Erzeugung einer Information in einem Trägerkörper mit einem gering gehaltenen apparativen und technischen Aufwand und für eine hohe Orts- auflösung und damit auch eine höhere Daten-und Informationsdichte zu erzielen, sind vorzugsweise alle zur Beschriftung von Dokumenten handelsüblichen Laser mit Emis- sionen vom UV-bis IR-Bereich einsetzbar, z. B. mit Emissionen von 190 nm für eine Photolithographie oder mit Emissionen von 10 um für eine Verpackungsbeschriftung mit einem CO2-Laser. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Beschriftung wird ein Nd : YAG-Laser mit einer Emission von 1064 nm eingesetzt.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sind bei dem Verfahren als Grundkomponen- ten des Trägerkörpers vorzugsweise die Laserbestrahlung nicht absorbierende Stoffe, wie Papier, Kunststofffolien und/oder eine Farb-, Kleber-und/oder Lackschicht vorge- sehen, die vorteilhafterweise zur fälschungssicheren Kennzeichnung oder zur maschi- nellen Verifizierung und gleichzeitigen Entwertung der Dokumente, beschriftet oder markiert werden.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens werden die im und/oder auf dem Trägerkörper vorgehaltenen Ausgangsstoffe vorzugsweise als zusätzliches Addi- tiv bei Folienherstellungsverfahren, wie dem Kallandrieren, Extrudieren oder Filmgie- ßen, oder bei der Papierherstellung in die Papierpulpe eingebracht und/oder vorteil- hafterweise durch Beschichtungsverfahren, wie Streichen, Spritzen, Sprühen, Coaten, Tauchen, und/oder durch Druckverfahren, wie Offset, Stahlstichdruck, Rastertiefdruck, Flexodruck, Siebdruck, indirekter Hochdruck, Thermotransferdruck, Elektrofotografie und Ink-Jet Verfahren in und/oder auf den Trägerkörper gebracht.

Bezüglich des Trägerkörpers wird die genannte Aufgabe gelöst, indem in und/oder auf ihm eine Anzahl von Ausgangsstoffen derart vorgehalten ist, dass laserinduziert die Reaktionsbedingungen für eine Synthesereaktion der Ausgangsstoffe einstellbar sind.

Als Grundkomponenten des Trägerkörpers sind vorzugsweise die Laserbestrahlung nicht absorbierende Stoffe, wie Papier, Folien, insbesondere thermoplastische Kunst- stoffe, und/oder eine Farb-, Kleber-und/oder Lackschicht vorgesehen.

Zur Detektion der durch Laserbestrahlung veranlassten Eigenschafts-oder Stoffände- rung der Ausgangsstoffe bietet sich zweckmäßigerweise die Änderung ihrer Absorpti- onseigenschaften bezüglich der Wellenlängen vom Ultraviolett-Bereich über den sicht- baren Bereich bis zum Infrarot-Bereich an. Für eine besonders einfache Detektion wer- den vorteilhafterweise die Ausgangsstoffe derart gewählt, dass sie zu einer Synthese- reaktion unter Änderung ihrer für das menschliche Auge sichtbaren Farbe veranlasst werden. Für Synthesereaktionen unter Farbreaktion sind als Ausgangsstoffe vorteil- hafterweise anorganische Stoffgemische eingesetzt. Durch diese lassen sich insbeson- dere über Redox-oder Komplexbildungreaktionen intensive farbige Informationen er- zeugen, die besonders resistent gegenüber Licht und Feuchtigkeit u. a. sind und somit auch für die Kennzeichnung von Wert-und/oder Sicherheitsdokumenten mit einem be- sonders hohen Maß an Fälschungssicherheit geeignet sind. Als farbige Informationen sind dabei insbesondere Wort-und Bildzeichen, wie beispielsweise Beschriftungen, Logos oder Barcodes, erzeugbar.

Für eine oder mehrere je nach Bedarf ausgewählte ein-oder mehrfarbige Information sind die Ausgangsstoffe im Trägerkörper vorzugsweise derart gewählt, dass das Pro- dukt der jeweiligen Synthesereaktion jeweils einer Grundfarbe eines CMYK-Farbsche- mas für Cyan, Magenta, Yellow und Kontrast oder Schwarz zugeordnet ist.

Um den Trägerkörper besonders vielseitig einsetzen zu können, ist der Trägerkörper zweckmäßigerweise für die Erzeugung permanenter intensiver farbiger Information ausgestattet. Für ein Produkt mit der Zuordnung zu der Farbe Blau ("Cyan") sind vor- zugsweise als Ausgangsstoffe MnS04, KN03 und KOH vorgehalten. Alternativ oder kumulativ sind für ein Produkt mit der Zuordnung zu der Farbe Rot ("Magenta") vor- zugsweise als Ausgangsstoffe Fe2 (SO4) 3 und KSCN vorgehalten. Alternativ oder ku- mulativ zu den Farben Blau ("Cyan") und/oder Rot ("Magenta") sind für ein Produkt mit der Zuordnung zu der Farbe Gelb ("Yellow") als Ausgangsstoffe vorzugsweise Cr203, KNO3 und KOH vorgehalten.

Für eine Erhöhung der Vielfalt an farbigen Information, sind in Trägerkörper für ein Pro- dukt mit der Zuordnung zu der Farbe Blau als Ausgangsstoffe vorzugsweise Cu2+ und KH3 für die Reaktion zum Tetraammin-Kupferkomplex oder die Substanzen Co (NO3) 2 und Al203 und/oder für ein Produkt mit der Zuordnung zu der Farbe Grün als Aus- gangsstoffe vorzugsweise Co (NO3) 2 und ZnO oder die Substanzen K2Cr04 und C3H70H vorgehalten.

Um grafisch besonders vielfältige Farbmuster und-variationen im Trägerkörper zu er- möglichen, sind die Ausgangsstoffe von Synthesereaktionen unterschiedlicher Farbän- derungen vorzugsweise in voneinander abgegrenzten Volumensegmenten im Träger- körper vorgehalten.

Zur Erzeugung verschieden farbiger Information in einem Trägerkörper mit einer ver- gleichsweise hohen Farbtiefe, insbesondere auch im Hinblick auf eine gegenüber Fäl- schungen und Manipulationen besonders sichere Laserbeschriftung, ist neben der äu- ßeren farblichen Gestaltung diesbezüglicher Trägerkörper auch eine innere farbliche Gestaltung zweckmäßig. Daher sind die unterschiedlichen Farbreaktionen zugeordne- ten Ausgangsstoffe vorzugsweise in voneinander abgegrenzten Schichten im Träger- körper vorgehalten.

Um die Laserbestrahlung direkt auf zumindest einen Ausgangsstoff, insbesondere, wenn dieser allein nicht oder nur unzureichend für die Absorption der Laserstrahlung geeignet ist, zu fokussieren, ohne den Trägerkörper mit zu hoher Laserenergie zu zer- stören, sind im Trägerkörper vorzugsweise die Laserbestrahlung absorbierende Hilfs- stoffe oder-schichten eingebettet.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des Trägerkörpers ist in ihm für die Zuordnung zu Kontrast oder Schwarz alternativ oder kumulativ zu den Farben Blau ("Cyan"), Rot ("Magenta") und/oder Gelb ("Yellow") als Hilfsstoff, der die eingestrahlte Laserstrahlung über Interferenz-oder Spiegeleffekte zu einem ausgewählten Ausgangsstoff transfe- riert, vorzugsweise ein Glimmer-Pigment, wie"lriodin", aber auch einfach Titandioxid

oder Kohlenstoff in der Form von Ruß oder vorteilhafterweise auch ein Farbpigment, wie Phthalocyanin, vorgehalten.

Um den Trägerkörper zeitlich und örtlich zuverlässig und flexibel einsetzen zu können, sind die in ihm für eine Synthesereaktion vorgesehenen Ausgangsstoffe vorzugsweise zumindest teilweise von einer Verkapselung umhüllt, die diese Reaktion bis zur Anre- gung durch Laserbestrahlung hemmt. In besonders vorteilhafter Weise ist die Verkap- selung dabei derart gewählt, dass sie durch die Laserbestrahlung aufgebrochen wird und den betreffenden Ausgangsstoff erst mit dem Aufbrechen als Reaktionspartner freigibt. Dafür ist die Verkapselung vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie die La- serstrahlung selbst absorbiert.

Für eine Herabsetzung der Aktivierungsenergie, insbesondere für Redoxreaktionen der im Trägerkörper vorgehaltenen Ausgangsstoffen, und zugunsten des Einsatzes eines vergleichsweise leistungsarmen Lasers sind im Trägerkörper vorzugsweise katalytisch wirkende Partikel eingebettet.

Verwendung kann der derartig ausgestattete Trägerkörper zweckmäßigerweise in allen Bereichen finden, in denen es um Wert-und/oder Sicherheitsdokumente geht, im Lo- gistikbereich oder Ticketing und für Präsentationen. Daher ist der Trägerkörper vor- zugsweise als Ausweis, Führerschein, Kredit-oder Krankenkarte, Ticket oder Folie ein- gesetzt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass gerade durch die Synthesereaktion einer Anzahl von Ausgangsstoffen beständige Informatio- nen erzeugt werden. Es lassen sich insbesondere literaturbekannte typische und emp- findliche Nachweisreaktionen für Nebengruppenmetalle zu der Erzeugung besonders intensiver und gegenüber Umwelteinflüssen widerstandsfähiger farbiger Informationen einsetzen. Gerade durch Bestrahlung zumindest eines Reaktanden mit Laserlicht ist eine zuverlässige Verfahrensführung ermöglicht. Die Laserbestrahlung gewährleistet dabei, dass gerade eine für die gewünschte Synthesereaktion ausreichend hohe Reak- tionstemperatur bereitgestellt wird und/oder, dass die bestrahlten Substanzen ausrei-

chend stark bewegt und/oder zur Freisetzung reaktiver Molekülspezies veranlasst wer- den.

Des Weiteren erlaubt der Trägerkörper durch seine in besonderem Maße geeignete Ausstattung mit Verkapselungen besonders reaktiver Ausgangsstoffe, mit die Laser- strahlung absorbierenden Hilfsstoffen oder-schichten und/oder mit katalytisch wirken- den Partikeln eine gezielt gesteuerte Verfahrensführung. So ist im Trägerkörper, wenn die Ausgangsstoffe einer Synthesereaktion bereits bei Raumtemperatur oder durch Verreiben miteinander reaktiv sind, zumindest einer der Ausgangsstoffe im Trägerkör- per gekapselt vorgehalten, damit die Synthesereaktion erst durch laserinduziertes Auf- brechen der Verkapselung ermöglicht wird. Während ein die Laserstrahlung nicht oder nur wenig absorbierender Ausgangsstoff indirekt über im Trägerkörper eingebettete die Laserstrahlung absorbierende Hilfsstoffe oder-schichten durch die Laserstrahlung akti- viert wird, indem die Laserstrahlung über Interferenz-oder Spiegeleffekte der Hilfsstoffe oder-schichten auf den ausgewählten Ausgangsstoff hin fokussiert wird und dort durch die lokale Temperaturerhöhung ein hot-spot entsteht, an dem der Ausgangsstoff zur Wechselwirkung mit zumindest einem weiteren Ausgangsstoff oder zur monomolekula- ren Reaktion gebracht wird. Im Trägerkörper eingebettete katalytisch wirkende Partikel setzen die Aktivierungsenergie der Ausgangsstoffe herab.

Ferner ermöglicht der Trägerkörper durch die Einbettung der Ausgangsstoffe von Syn- thesereaktionen unterschiedlicher Farbänderungen in voneinander abgegrenzten Vo- lumensegmenten und/oder Schichten eine hohe Flexibilität bei gewünschten grafischen Ausgestaltungen in Form von vielfältigen Farbvariationen und Farbmustern. Das Ver- fahren zur laserinduzierten in-sitü-Erzeugung von Information im Trägerkörper ermög- licht somit eine Verwendung zur Markierung oder Beschriftung von Papieren, Folien und anderen Kunststoffdokumenten, erhöht insbesondere die Fälschungssicherheit eines derart gekennzeichneten Dokuments und kann des Weiteren zur maschinellen Verifizierung und gleichzeitigen Entwertung von Dokumenten, wie z. B. von Tickets, ein- gesetzt werden. Somit kann das Verfahren in allen Bereichen des täglichen Lebens Anwendung finden, in denen es um das schnelle und örtlich gezielte Auf-und/oder Ein- bringen von bleibenden Wort-und/oder Bildzeichen u. a. geht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend näher erläutert.

Im folgenden werden verschiedene Ausgangsstoffe, deren Einbau in und/oder auf ei- nen Trägerkörper sowie deren Laserinitialisierung, die einen wellenlängenspezifischen Effekt über den UV-VIS-IR-Bereich ermöglicht, beschrieben.

Je nach Anwendung können die für eine gewünschte Synthesereaktion ausgewählten Ausgangsstoffe mittels diverser Einbringungs-oder Applizierungsverfahren örtlich exakt matrix-oder schichtenartig in einen inneren und/oder äußeren Bereich eines als Trä- gerkörper fungierenden Datenträgers gebracht werden. Als dem Trägerkörper zugrun- deliegende Grundkomponenten oder Verbundmaterialien werden beispielsweise Papier oder Kunststofffolien, als auch zwischen und/oder auf diesen aufgebrachte Farb-, Kle- ber-oder Lackschichten verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Ausgangsstoffe bei der Folienherstellung als zusätzliches Additiv eingebracht. Dies be- trifft insbesondere die gängigen Folienherstellungsverfahren, wie Kalandrieren, Extru- dieren und Filmgießen. Bei der Papierherstellung lassen sich ebenfalls die für die Syn- thesereaktion ausgewählten Ausgangsstoffe ebenfalls als zusätzliches Additiv in die Papierpulpe einarbeiten. Die Einarbeitung in Folien und Papiere hat den Vorteil, dass bei der Herstellung von Dokumenten, wie beispielsweise Karten und Ausweisen, im Produktionsprozess selbst keine wesentlichen Eingriffe nötig sind. Durch verschiedene Beschichtungsverfahren, wie Streichen, Spritzen, Sprühen, Coaten, Tauchen, und/oder durch Druckverfahren, wie Offset, Stahistichdruck, Rastertiefdruck, Flexodruck, Siebdruck, indirekter Hochdruck, Thermotransferdruck, Elektrofotografie und Ink-Jet Verfahren lassen sich die für eine gewünschte Synthesereaktion ausge- wählten Ausgangsstoffe in und/oder auf den Trägerkörper bringen.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein mit den Ausgangsstoffen hochgefüllter Siebdruckfirnis auf eine opake Kunststofffolie verdruckt und mit mehreren Lagen Kunststofffolie überlaminiert. Diese Vorgehensweise stellt eine besonders flexible Aus- führungsform dar, da dadurch innen liegende Drucke bei der Herstellung von Ver- bundmaterialien, wie Karten, Ausweisen aus Vollkunststoff oder Papier-Kunststoff-Ver- bindungen, leicht zu bewerkstelligen sind.

Selbstverständlich sind neben den im Ausführungsbeispiel folgend genannten Kom- plexbildungs-und Redoxreaktionen der im Trägerkörper vorgehaltenen Ausgangsstoffe auch andere Synthesereaktionen denkbar, wie z. B. Eliminierungen, bei denen ein Teil des Moleküls abgespalten wird, womit sich auch dessen physikalische Eigenschaften ändern, oder Additionen, bei der neue kovalente Bindungen geknüpft werden und somit einen"neuen"Stoff generieren, oder Substitutionsreaktionen, bei der z. B. Liganden eines Komplexes ausgetauscht werden.

Beispiel 1 : Blaue Laser-Beschriftung Eine stöchiometrische Mischung der anorganischen Ausgangsstoffe aus Kobalt (11)-nit- rat mit Aluminiumsulfat und einem Binder wird z. B. über Siebdruck auf eine Kunststoff- karte gedruckt. Optional enthält das Gemisch noch"lriodin" (< 0,5 Gewichtsprozent).

Diese Kunststoffkarte kann anschließend noch mit einer NIR-durchlässigen Overlayfolie laminiert werden. Bei der Bestrahlung mit einem Nd : YAG-Laser tritt an dem dadurch erzeugten hot-spot oder der heißen Stelle die Reaktion zum Kobalt-Spinell CoAt203 in der Literatur bekannt als Thenards-Blau, ein. Das"lriodin"dient dabei in der erweiterten Rezeptur als die Laserstrahlung absorbierender Hilfsstoff, um die Laserstrahlung zu den Ausgangsstoffen zu transferrieren und damit auf die Ausgangsstoffe hin zu fokus- sieren und/oder die zur Reaktion erforderliche Laserenergie zu minimieren. Eine zu starke Laserbestrahlung führt nämlich üblicherweise zur Carbonisierung, welche den blauen Farbeindruck minimieren oder überdecken kann.

Die Reaktion zu Thenards-Blau kann mit folgender Gleichung beschrieben werden : Co (NO3) 2 + Al203 < CoAI203 + 2 N02 + 1/2 °2 In Figur 1 ist schematisch ein in eine Matrix 1 eingebettetes Pigment 2,"iriodin", ge- zeigt, das in seinem Glimmerkern 4 das eingestrahlte Laserlicht 6 absorbiert und es, wie in Figur 1 durch einen Blitz 8 symbolisiert ist, über Interferenzeffekte zu den an sei- ner Grenzfläche 10 in der Matrix 1 befindlichen anorganischen Ausgangsstoffen Co (N03) 2 und AI203 transferriert. Damit entsteht an der Grenzfläche 10 des Pigments 2 ein hot-spot 12, so dass die in Beispiel 1 beschriebene Reaktion unter Farbänderung initiiert wird.

Beispiel 2 : Grüne Laser-Beschriftung Eine stöchiometrische Mischung der anorganischen Ausgangsstoffe aus 2 Kobalt (il)- nitrat mit 1 Zinkoxid wird im Ausführungsbeispiel bei der Folienherstellung z. B. im Ka- landrierprozess als Additiv hinzugegeben. Optional enthält das Gemisch noch Anteile an"Iriodin" (< 0,5 Gewichtsprozent). Diese Folie wird im Ausführungsbeispiel anschlie- ßend mit anderen Komponenten zu einer Kunststoffkarte zusammengefügt, die nur mit einer NIR-durchlässigen Overlayfolie bedeckt ist. Bei der Bestrahlung mit einem Nd : YAG-Laser tritt an dem dadurch erzeugten hot-spot oder der heißen Stelle die Re- aktion zum Zink-Kobalt-Spinell ZnCo204. in der Literatur bekannt als Rinmanns-Grün, ein. Das"lriodin"dient dabei in der erweiterten Rezeptur wiederum als die Laserstrah- lung absorbierender Hilfsstoff, um die Laserstrahlung auf die Ausgangsstoffe hin zu fokussieren und/oder die zur Reaktion erforderliche Laserenergie zu minimieren. Eine zu starke Laserbestrahlung führt nämlich üblicherweise zur Carbonisierung, welche den grünen Farbeindruck minimieren oder überdecken kann.

Die Reaktion zu Rinmanns-Grün kann mit folgender Gleichung beschrieben werden : 2 Co (N03) 2 + ZnO < ZnCo204 + 4 NO2 +/2 02 Beispiel 3 : Blaue ("Cvane") Laser-Beschriftung Eine stöchiometrische Mischung der anorganischen Ausgangsstoffe aus rosafarbenem Mangan (11)-sulfat mit 2 Kaliumnitrat und 2 Kaliumhydroxid wird im Ausführungsbeispiel bei der Hotmelt-Folienherstellung als Additiv zu einem Kleber hinzugegeben. Optional enthält das Gemisch noch Anteile an"lriodin" (< 0,5 Gewichtsprozent). Diese Folie wird im Ausführungsbeispiel anschließend mit anderen Komponenten zu einer Kunststoff- karte zusammengefügt, die nur mit einer NIR-durchlässigen Overlayfolie bedeckt ist.

Bei der Bestrahlung mit einem Nd : YAG-Laser tritt an dem dadurch erzeugten hot-spot oder der heißen Stelle die auch als Oxidationsschmeize bekannte Reaktion zum grün- blauen ("cyanen") Manganat ein. Das"Iriodin"dient dabei in der erweiterten Rezeptur wiederum als die Laserstrahlung absorbierender Hilfsstoff, um die Laserstrahlung auf die Ausgangsstoffe hin zu fokussieren und/oder die zur Reaktion erforderliche Laser- energie zu minimieren. Eine zu starke Laserbestrahlung führt nämlich üblicherweise zur Carbonisierung, welche den grün-blauen ("cyanen") Farbeindruck minimieren oder überdecken kann.

Die Reaktion zum grün-blauen ("cyanen") Manganat kann mit folgender Gleichung be- schrieben werden : MnSO4 + 2 KNO3 + 2 KOH# K2MnO4 + 2 KNO2 + H2S04 Beispiel 4 a) Gelbe ("Yellow") Laser-Beschriftung und b) Grüne Laser-Beschriftung a) Eine stöchiometrische Mischung der anorganischen Ausgangsstoffe aus grünem Chrom (111)-oxid mit 3 Kaliumnitrat und 2 Kaliumhydroxid wird analog zu einem der Bei- spiele 1 bis 3 in eine Matrix eingebracht. Auf den Einsatz von"Iriodin"kann in diesem Ausführungsbeispiel verzichtet werden, da Cr3+ sehr gut im roten Spektralbereich ab- sorbiert. Bei der Bestrahlung mit einem leistungsstarken Farbstoff-oder Halbleiter-La- ser mit roter Emission (630-690 nm) tritt an dem dadurch erzeugten hot-spot oder der heißen Stelle die auch als Chrom-Oxidationsschmelze bekannte Reaktion zum gelb- orangen ("yellow") Dichromat (Cr 6+) ein.

Die Redoxreaktion zum gelb-orangen ("yellow") Dichromat kann mit folgender Glei- chung beschrieben werden : Cr203 + 3 KN03 + 2 KOH-> K2Cr207 + 3 KNO2 + H20 b) Als Farbreaktion von gelb nach grün eignet sich die auch als"klassischer Alkohol- test"im Prüfröhrchen bekannte Reaktion vom gelben Kaliumchromat (CR6+) mit Propa- nol, das in vielen Druckadditiven zumindest in Spuren vorhanden ist, zum grünen Chrom (111)-oxid nach der Gleichung : 2 K2Cr04 + 3 C3H70H--> Cr203+ 3 C3H60 + 4 KOH + H20 Bei einer Implementierung in einem Trägerkörper ist die Mobilität des Systems bei- spielsweise durch Einlaminierung zu minimieren, um gesundheitliche Gefahren, die von den giftigen Chromaten ausgehen können, auszuschließen.

In Figur 2 ist schematisch ein in eine Matrix 1 eingebettetes Pigment 2, gelbes Chro- mat (Cr6+), gezeigt, wobei die Matrix 1 als Reduktionsmittel 14 Spuren eines Alkohols (R-OH) enthält. Der Blitz 8 symbolisiert einen durch das eingestrahlte Laserlicht 6 indu- zierten hot-spot 12 oder eine heiße Stelle an der Grenzfläche 10 des Pigments 2 (Cr6+)

zur Matrix 1. Dort wird der Alkohol zu einem Aldehyd (R-HO) oxidiert und das Cr6+ zum grünen Cr3+ reduziert nach der in Beispiel 4b) beschriebenen Gleichung.

Beispiel 5 : Rote ("Magenta") Laser-Beschriftung a) Eisen in der Oxidationsstufe +3, z. B. Eisen (111)-sulfat, bildet mit Thiocyanaten auch im nicht wässrigen Medium einen tiefroten ("magenta"), charakteristischen Komplex nach der Gleichung : Fe2 (SO4) 3 + 6 KSCN (+ 6 H20) # 2[Fe(SCN)3(H2O)3] + 3 K2S04 Die Komplexbildung findet dabei bereits beim Verreiben der Ausgangsstoffe miteinan- der statt, so dass das Eisen (lil)-sulfat verkapselt in die Matrix eingebracht wird und erst die Laserstrahlung die Verkapselung aufbricht, um die Reaktion unter Farbänderung anzuregen. b) Eisen (11)-sulfat bedarf keiner Verkapselung. Es wird mit Kaliumnitrat und Kaliumthio- cyanat und Wasser durch die Lasereinwirkung zu Eisen mit der Oxidationsstufe +3 oxi- diert, welches sofort zu dem tiefroten ("magenta"), charakteristischen Komplex reagiert nach der Gleichung : 2 FeS04+ KN03+ 6 KSCN + 4 H20--> 2 [Fe (SCN) 3 (H20) 3] + KNO2 + 2 K2S04 + 2 KOH Beispiel 6 : Rote fluoreszierende Laser-Beschriftung Europium mit der Oxidationsstufe +2 zeigt bei Oxidation mit Salpeter zur Oxidations- stufe +3 nach einer Laserbestrahlung in einer blau fluoreszierenden Umgebung eine örtlich begrenzte rote Fluoreszenz.

Die Redoxreaktion kann mit folgender Gleichung beschrieben werden : 2 Eu2+ + KNO3 + H2O # 2 Eu3+ + KNO2 + 2 OH- Beispiel 7 : Mehrfarbige Laser-Beschriftung Des Weiteren lassen sich die in den Beispielen 3,4 und 5 vorgestellten Ausgangsstoffe für ihre laserinduzierten charakteristischen Farbreaktionen jeweils untereinander kom- biniert in verschiedenen voneinander abgegrenzten Schichten 16a-d, die jeweils einen Trägerkörper mit einer entsprechend reaktionsfähigen Matrix darstellen, einbetten, wie in Figur 3 gezeigt. Im Ausführungsbeispiel ist ein Folienverbundaufbau mit vier unter-

schiedlich dotierten Schichten 16a-d vorgesehen, wobei die unterste Schicht 16a mit MnS04, KNO3 und KOH (Beispiel 3), die zweitunterste Schicht 16b mit Fe2 (SO4) 3 und KSCN (Beispiel 5), die dritte Schicht 16c von unten mit Cr203, lANo3 und KOH (Beispiel 4) sowie die oberste Schicht 16a'mit"Iriodin"dotiert ist. Die jeweilige Synthesereaktion wird durch die Bestrahlung mit einem Nd : YAG-Laser initiiert. Der Laser wird dazu, z. B. durch eine konfokale Optik, auf ausgewählte Volumensegmente 18a-d innerhalb der jeweiligen Schicht 16a-d (z-Koordinate) an bestimmten Positionen (x-y-Koordinaten) fokussiert. Es werden dabei Auflösungen von etwa 10 pm in x-y-Richtung und von etwa 30 pm in z-Richtung erreicht. Aufgrund der vergleichsweise geringen Fokussierungs- schärfe in z-Richtung wird jede Schicht 16a-d einzeln abgerastert, um an den ausge- wählten Volumensegmenten 18a-d die Synthesereaktion durchzuführen. Dabei wird im Ausführungsbeispiel in der unterste Schicht 16a durch die Umsetzung von MnS04 mit KNO3 und KOH eine Farbänderung zu Blau ("Cyan") erreicht (Beispiel 3). Im zweiten Schritt wird dann der Laser auf die zweitunterste Schicht 16b eingestellt und innerhalb dieser auf die gewünschten x-y-Positionen fokussiert. Hier wird infolge der Bestrahlung durch Reaktion von Fe2 (SO4) 3 mit KSCN eine Farbänderung zu Rot ("Magenta") er- zeugt (Beispiel 5). Analog wird in der dritten Schicht 16c von unten die Reaktion von Cr203, KNOW und KOH in den ausgewählten Volumensegmenten 18c induziert und da- mit die Farbänderung zu Gelb ("Yellow") erreicht (Beispiel 4). Abschließend wird im Ausführungsbeispiel in der mit"lriodin"dotierten obersten Schicht 16d die ortsaufge- löste Bestrahlung durchgeführt. Dabei wird in den ausgewählten Volumensegmenten 18d durch die lokale Überhitzung eine graue bis schwarze Farbänderung erzeugt, die den Kontrast darstellt. Wird der Folienverbundaufbau nach dem laserinduzierten Be- schriftungsprozess senkrecht zu den Schichten 16a-d betrachtet, ergibt sich durch die Überlagerung der einzelnen eingefärbten Volumensegmente 18a-d ein vollfarbiges CMYK-Bild durch subtraktive Farbmischung. Durch die oben genannten Ortsauflösun- gen sind Bilder mit einer Auflösung von mehr als 600 dpi möglich, was mithin der Stan- dardauflösung von modernen Farbdruckern entspricht.

Bezugszeichenliste 1 Matrix 2 Pigment 4 Glimmerkern 6 eingestrahltes Laserlicht 8 Blitz 10 Grenzfläche 12 hot-spot 14 Reduktionsmittel 16a-d Schicht 18a-d Volumensegmente