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Die
Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement zur
Absicherung von Wertgegenständen. Die Erfindung betrifft
ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines
derartigen Sicherheitselements sowie ein Sicherheitspapier und einen
Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement.
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Datenträger,
wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände,
wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen
versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des
Datenträgers gestatten und die zugleich als Schutz vor
unerlaubter Reproduktion dienen. Die Sicherheitselemente können
beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens,
einer Abdeckfolie für eine Banknote mit Loch, eines aufgebrachten
Sicherheitsstreifens, eines selbsttragenden Transferelements oder auch
in Form eines direkt auf ein Wertdokument aufgedruckten Merkmalsbereichs
ausgebildet sein.
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Eine
besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitselemente,
die betrachtungswinkelabhängige visuelle Effekte zeigen,
da diese selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert
werden können. Die Sicherheitselemente werden dazu mit
optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter
unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck
vermitteln und beispielsweise je nach Betrachtungswinkel einen anderen
Farb- oder Helligkeitseindruck und/oder ein anderes graphisches
Motiv zeigen.
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In
diesem Zusammenhang ist bekannt, Sicherheitselemente mit mehrschichtigen
Dünnschichtelementen einzusetzen, deren Farbeindruck sich
für den Betrachter mit dem Betrachtungswinkel ändert, und
beim Kippen des Si cherheitsmerkmals beispielsweise von Grün
nach Blau, von Blau nach Magenta oder von Magenta nach Grün
wechselt. Das Auftreten derartiger Farbänderungen beim
Verkippen eines Sicherheitselements wird im Folgenden als Farbkippeffekt
bezeichnet.
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Aus
der Druckschrift
WO
02/073250 A2 sind optisch variable Dünnschichtelemente
bekannt, in deren Schichtaufbau zumindest eine Magnetschicht integriert
ist. Die magnetischen Eigenschaften dieser optisch variablen Dünnschichtelemente
können dann als zusätzliches Echtheitskennzeichen
verwendet werden.
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In
der Druckschrift
EP
1 780 040 A2 ist ein Sicherheitselement beschrieben, bei
dem in einem Teilbereich magnetisch ausgerichtete Pigmentteilchen vorliegen,
die einen kinematischen visuellen Effekt erzeugen. Die magnetisch
ausgerichteten Pigmentteilchen können dabei insbesondere
auch optisch variable Eigenschaften aufweisen.
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Ausgehend
davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement
der eingangs genannten Art weiter zu verbessern und insbesondere
ein Sicherheitselement mit einem attraktiven visuellen Erscheinungsbild
und hoher Fälschungssicherheit zu schaffen, das zudem eine
intelligente Kombination mit weiteren, insbesondere darunterliegenden
Sicherheitsmerkmalen erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des
Hauptanspruchs gelöst. Ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements, ein Sicherheitspapier
und ein Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement
sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der
Erfindung weist ein gattungsgemäßes Sicherheitselement
eine zumindest bereichsweise transluzente, optisch variable Farbschicht
auf, die ein Motiv in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung
zeigt, und bei dem die Farbschicht des Sicherheitselements erste,
optisch variable Effektpigmente und zweite, magnetisch ausrichtbare
Effektpigmente enthält, die magnetisch in Form des darzustellenden
Motivs ausgerichtet sind.
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Ein
solches Sicherheitselement bietet eine Kombination attraktiver visueller
Effekte, nämlich einerseits des optisch variablen Effekts
der ersten Effektpigmente und andererseits des durch die magnetische
Ausrichtung der zweiten Effektpigmente erzeugten Motivs, welches
ein ausgeprägtes dreidimensional anmutendes Erscheinungsbild
aufweist. Durch ihre zumindest bereichsweise vorliegende Transluzenz
kann die optisch variable Farbschicht darüber hinaus mit
weiteren darunterliegenden Sicherheitsmerkmalen, wie etwa einer
informationsführenden Druckschicht oder einem Durchsichtsbereich kombiniert
werden.
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Im
Rahmen der vorliegenden Beschreibung bedeutet "transluzent" durchscheinend
im Sinn einer gewissen oder vollständigen Lichtdurchlässigkeit
und schließt somit auch Transparenz mit ein. Eine transluzente
Schicht erlaubt es, die hinter bzw. unter ihr befindlichen Objekte
wahrzunehmen, auch wenn durch die transluzente Schicht die Helligkeit
der Objekte reduziert und/oder die Farbe der Objekte verändert
sein kann. Ist die Lichtdurchlässigkeit einer Schicht dagegen
so gering, dass die hinter bzw. unter ihr befindlichen Objekte nicht
mehr erkennbar sind, ist sie nicht mehr transluzent, sondern wird
als opak oder deckend bezeichnet.
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Die
Erfindung beruht nun auf dem Gedanken, eine Farbschicht mit zwei
verschiedenen Effektpigmenten mit unterschiedlichen spezifischen
Eigenschaften einzusetzen. Die ersten Effektpigmente sind dabei
optisch variabel, während die zweiten Effektpigmente magnetisch
ausrichtbar sind. Im Wesentlichen nur letztere, nicht aber die ersten
Effektpigmente werden bei der Ausrichtung durch ein externes Magnetfeld
in Form des darzustellenden Motivs magnetisch orientiert.
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Diese
Entkoppelung der optisch variablen und der magnetischen Eigenschaften
erlaubt eine kostengünstige Herstellung, da Effektpigmente,
die optisch variable und magnetische Eigenschaften in sich vereinen,
einen höheren Herstellungsaufwand und damit auch einen
höheren Kostenaufwand erfordern. Daneben sind derartige
Effektpigmente typischerweise deckend, so dass eine intelligente
Kombination mit anderen Druckverfahren oder Druckfarben nur sehr
eingeschränkt möglich ist. Zudem stellt der erforderliche
Schichtaufbau der Pigmente und die damit einhergehende selektive
Reflexion stringente Anforderungen an die möglichen Schichtdicken
des magnetischen Materials. Dies führt zu Beschränkungen
bei den magnetischen Eigenschaften, insbesondere der Remanenz und
der Koerzitivfeldstärke, die eine Erzeugung maschinenlesbarer
Sicherheitselemente schwierig machen.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält die
optisch variable Farbschicht ein Pigmentgemisch mit den ersten und
zweiten Effektpigmenten. Alternativ kann die optisch variable Farbschicht
auch eine reine Magnetschicht mit den zweiten Effektpigmenten und
eine über der reinen Magnetschicht angeordnete reine Farbschicht
mit den ersten Effektpigmenten enthalten.
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Die
ersten Effektpigmente sind mit Vorteil auf der Basis von flüssigkristallinen
Polymeren hergestellte Pigmente oder sogenannte Perlglanzpigmente,
wie etwa die von der Firma Merck KGaA unter der Bezeichnung Iriodin® oder Colorcrypt vertriebenen Silberweiß-,
Goldglanz- oder Metallglanzpigmente. Sowohl Pigmente auf der Basis
von flüssigkristallinem Material als auch Perlglanzpigmente
sind für sich genommen transluzent. In anderen ebenfalls vorteilhaften
Ausgestaltungen der Erfindung sind die ersten Effektpigmente durch
Interferenzschichtpigmente gebildet. Derartige Interferenzschichtpigmente
weisen typischerweise einen Dünnschichtaufbau auf, der
zweckmäßig zumindest eine Reflexionsschicht, eine
Absorberschicht und eine zwischen der Reflexionsschicht und der
Absorberschicht angeordnete dielektrische Abstandsschicht enthält.
Interferenzschichtpigmente können für sich genommen transluzent
sein, wenngleich auch opake Interferenzschichtpigmente bekannt sind.
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Die
zweiten Effektpigmente sind bevorzugt auf Basis von hochreinem Eisenpulver
gebildet und können beispielsweise aus reduzierend behandeltem Carbonyleisenpulver
hergestellt sein. Vorteilhafte plättchenförmige
Eisenpigmente können insbesondere der Druckschrift
EP 1 251 152 B1 entnommen werden,
deren Offenbarung zur Herstellung und Eigenschaften solcher Pigmente
in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die zweiten
Effektpigmente hartmagnetisch und erlauben so auf besonders zuverlässige Weise
ein maschinelles magnetisches Auslesen des dargestellten Motivs.
Vorzugsweise sind die zweiten Effektpigmente dazu in Form einer
maschinenlesbaren magnetischen Codierung, wie etwa eines Barcodes
ausgerichtet. Selbstverständlich können die zweiten
Effektpigmente grundsätzlich auch weichmagnetisch sein,
wenngleich weichmagnetische Effektpigmente für das ma schinelle
magnetische Auslesen nicht so gut geeignet sind wie hartmagnetische
Pigmente.
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Bevorzugt
sind die zweiten Effektpigmente nicht-sphärisch, beispielsweise
nadelförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt sind Effektpigmente,
die eine Plättchenform aufweisen. Im Weiteren wird der größte
Durchmesser eines nicht-sphärischen Pigments als Länge
oder Größe des Pigments bezeichnet, während
die Dicke des Pigments als Pigmentdicke bezeichnet wird. Im Allgemeinen
wird die Dicke der Pigmente mit dem kleinsten Durchmesser des Pigments
identisch sein. Im Weiteren werden die Begriffe Länge,
Größe und größter Durchmesser
des Pigments sowie Dicke und kleinster Durchmesser des Pigments
synonym verwendet. Das Verhältnis des größten
zum kleinsten Durchmesser, also das Durchmesser-zu-Dickenverhältnis
der nicht-sphärischen zweiten Effektpigmente beträgt
vorzugsweise mehr als 5:1, bevorzugt mehr als 10:1. Besonders bevorzugt
liegt dieses Verhältnis zwischen 40:1 und 400:1. Der größte
Durchmesser, also die Länge der nicht-sphärischen
zweiten Effektpigmente beträgt mit Vorteil mehr als 2 μm,
bevorzugt mehr als 5 μm, besonders bevorzugt mehr als 10 μm
und ganz besonders bevorzugt mehr als 15 μm.
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Die
Verwendung von magnetisch ausrichtbaren Effektpigmenten im Mikrometerbereich
und insbesondere im genannten Größenbereich hat
einerseits den Vorteil, dass die Teilchenkonzentration verglichen
mit Nanopartikeln geringer gehalten werden kann. Darüber
hinaus richten sich diese Pigmente aufgrund des günstigeren
Durchmesser-zu-Dickenverhältnisses ohne externe Kräfte
besser parallel zur Schichtoberfläche aus.
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Plättchenförmige
Effektpigmente, insbesondere im bevorzugten Größenbereich
und im bevorzugten Durchmesser-zu-Dicken-Bereich können durch ein
externes Magnetfeld relativ zur Schichtebene nach Wunsch orientiert
werden. Sie geben dann, wie die Lamellen einer Jalousie, je nach
Orientierung den Blick auf darunterliegende Schichten entweder weitgehend
frei (annähernd senkrechte Orientierung relativ zur Schichtebene)
oder blockieren ihn teilweise (schräge Orientierung relativ
zur Schichtebene) oder vollständig (im Wesentlichen waagrechte
Orientierung relativ zur Schichtebene). Bei hohen Durchmesser-zu-Dickenverhältnissen
lassen sich hohe Kontraste zwischen transluzenten und deckenden Schichtbereichen
einstellen.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die zweiten Effektpigmente
plättchenförmig ausgebildet und sind in ersten
Teilbereichen im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Farbschicht
ausgerichtet, um transluzente Teilbereiche der Farbschicht zu bilden.
Alternativ oder zusätzlich können plättchenförmige
zweite Effektpigmente in zweiten Teilbereichen im Wesentlichen parallel
zur Ebene der Farbschicht ausgerichtet sein, um deckende Teilbereiche
der Farbschicht zu bilden.
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Die
optisch variable Farbschicht ist vorzugsweise durch eine Siebdruckschicht,
in manchen Ausgestaltungen auch durch eine Stichtiefdruckschicht gebildet.
Sie kann in allen genannten Ausgestaltungen zusätzlich
blindverprägt sein, insbesondere zur Verstärkung
des 3D-Effekts der magnetisch ausgerichteten Effektpigmente.
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Zur
Fixierung des magnetisch ausgerichteten Motivs ist die Farbschicht
mit dem Pigmentgemisch vorzugsweise auf Basis eines UV-härtenden Farbsystems
gebildet, wobei reine UV-Systeme, UV/wasserbasierte Systeme oder
auch UV/lösemittelbasierte Systeme in Betracht kommen.
Neben den ersten und zweiten Effektpigmenten kann die Farbschicht
auch weitere Pigmente, insbesondere isotrope Pigmente und/oder weichmagnetische
Pigmente ent halten. Selbstverständlich können
die weiteren Pigmente bzw. ganz allgemein weitere Zusatzstoffe alle
visuell und/oder maschinell erfassbare Eigenschaften aufweisen,
die den visuellen Eindruck des erfindungsgemäßen
Sicherheitselements nicht oder nur geringfügig beeinträchtigen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die optisch variable Farbschicht
auf einem Banknotenpapier oder auf einer farbigen Untergrundschicht
aufgebracht. Als Substratmaterial für das Banknotenpapier kommt
jede Art von Papier in Betracht, insbesondere Baumwoll-Velinpapier.
Selbstverständlich kann auch Papier eingesetzt werden,
welches einen Anteil x polymeren Materials im Bereich von 0 < x < 100 Gew.-% enthält.
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Weiterhin
ist es grundsätzlich denkbar, wenn auch gegenwärtig
nicht bevorzugt, dass das Substratmaterial der Banknote oder ganz
allgemein eines Datenträgers eine Kunststofffolie, z. B.
eine Polyesterfolie, ist. Die Folie kann ferner monoaxial oder biaxial
gereckt sein. Die Reckung der Folie führt unter anderem
dazu, dass sie polarisierende Eigenschaften erhält, die
als weiteres Sicherheitsmerkmal genutzt werden können.
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Zweckmäßig
kann es auch sein, wenn das Substratmaterial des Banknotenpapiers
ein mehrschichtiger Verbund ist, der wenigstens eine Schicht aus
Papier oder einem papierartigen Material aufweist. Ein solcher Verbund
zeichnet sich durch eine außerordentlich große
Stabilität aus, was für die Haltbarkeit des Papiers
bzw. Datenträgers von großem Vorteil ist.
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Denkbar
ist aber auch, als Substratmaterial ein mehrschichtiges, papierfreies
Kompositmaterial einzusetzen. Auch diese Materialien sind gegenwärtig
nicht bevorzugt, können aber in bestimmten Klimaregionen
der Erde mit Vorteil eingesetzt werden.
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Alle
als Substratmaterial eingesetzten Materialien können Zusatzstoffe
aufweisen, die als Echtheitsmerkmale dienen. Dabei ist in erster
Linie an Lumineszenzstoffe zu denken, die im sichtbaren Wellenlängenbereich
vorzugsweise transparent sind und im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich
durch ein geeignetes Hilfsmittel, z. B. eine UV- oder IR-Strahlung
emittierende Strahlungsquelle, angeregt werden können,
um eine sichtbare oder zumindest mit Hilfsmitteln detektierbare
Lumineszenz zu erzeugen. Auch andere Sicherheitsmerkmale können
mit Vorteil eingesetzt werden, sofern sie die Betrachtung des erfindungsgemäßen
Sicherheitselements nicht oder zumindest nicht wesentlich beeinträchtigen.
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Untergrundschichten
mit dunklen Farben führen in der Regel zu einer besonders
hohen Brillanz der optisch variablen Effekte. Als Substrat kommt
jedoch auch eine transparente oder transluzente Folie infrage. In
diesem Fall kann das Sicherheitselement mit Vorteil in oder über
einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung eines Wertdokuments
als Durchsichtssicherheitselement verwendet werden. Die Folie kann
als ein eine Teilfläche des Substrats bedeckendes Patch
oder als ein sich über die gesamte Länge oder
Breite des Sicherheitspapiers oder Wertdokuments erstreckender Streifen
ausgebildet sein. Als Materialien für die Folie kommen
in erster Linie die Kunststoffe PET (Polyethylenterephthalat), PBT
(Polybutylenterephthalat), PEN (Polyethylennaphthalat), PP (Polyproyplen),
PA (Polyamid), PE (Polyethylen) in Betracht. Die Folie kann ferner
monoaxial oder biaxial gereckt sein.
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In
manchen Ausgestaltungen wird die Öffnung bereits bei der
Herstellung des für die Banknote verwendeten Sicherheitspapiers
erzeugt und weist einen faserigen, unregelmäßigen
Rand auf. Ein solcher Rand ist charakteristisch für bereits
bei der Blattbildung hergestellte Öffnungen und kann nicht nachträglich
erzeugt werden. Einzelheiten zur Herstellung des faserigen, unregelmäßigen
Rands können der
WO
03/054297 A2 entnommen werden. Insoweit wird der Offenbarungsgehalt
der
WO 03/054297
A2 in die vorliegende Anmeldung aufgenommen. In anderen
Ausgestaltungen wird die Öffnung erst nach der Papierherstellung
durch Stanzen oder Schneiden, beispielsweise durch Laserstrahlschneiden,
erzeugt.
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Die
optisch variable Farbschicht kann in einer Weiterbildung der Erfindung
auf einer informationsführenden Untergrundschicht, insbesondere
einer Siebdruckschicht oder einer Stichtiefdruckschicht aufgebracht
sein. Da die Information in den transluzenten Bereichen der Farbschicht
erkennbar, in den opaken Bereichen dagegen verdeckt ist, können Farbschicht
und Untergrundschicht zur Erzeugung eines weiteren Echtheitsmerkmals
zusammenwirken, wie weiter unten genauer erläutert.
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Die
Untergrundschicht kann mit Vorteil auch thermochrome Eigenschaften
aufweisen, um ein interaktiv beeinflussbares Sicherheitselement
zu schaffen. Eine solche thermochrome Untergrundschicht kann insbesondere
so ausgelegt sein, dass bei ihrer Aktivierung durch Temperaturerhöhung
der optisch variable Effekt der ersten Effektpigmente für den
Betrachter verschwindet.
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Die
Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines optisch
variablen Sicherheitselements zur Absicherung von Wertgegenständen,
bei dem
- – auf ein Substrat eine zumindest
bereichsweise transluzente, optisch variable Farbschicht aufgebracht
wird, die erste, optisch variable Effektpigmente und zweite, magnetisch
ausrichtbare Effektpigmente enthält, und
- – die zweiten Effektpigmente durch ein externes Magnetfeld
ausgerichtet werden, um ein Motiv in Form von Mustern, Zeichen oder
einer Codierung zu bilden.
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Bevorzugt
werden dabei die ersten und zweiten Effektpigmente zu einem Pigmentgemisch
gemischt und gemeinsam verdruckt, vorzugsweise im Siebdruck- oder
im Stichtiefdruck-Verfahren.
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Alternativ
kann auf das Substrat zunächst eine reine Magnetschicht
mit den zweiten Effektpigmenten aufgedruckt werden, und über
die reine Magnetschicht dann eine reine Farbschicht mit den ersten
Effektpigmenten gedruckt werden. Auch dabei wird die reine Magnetschicht
und/oder die reine Farbschicht vorzugsweise im Siebdruck oder im
Stichtiefdruck verdruckt.
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Das
durch die magnetische Ausrichtung erzeugte Motiv wird in einer vorteilhaften
Ausgestaltung durch UV-Härten der Farbschicht bzw. der
reinen Magnetschicht dauerhaft fixiert.
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Die
Erfindung umfasst ferner ein Sicherheitspapier für die
Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen sowie einen Datenträger,
insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, einen Pass, eine
Urkunde, eine Ausweiskarte oder dergleichen. Das Sicherheitspapier
bzw. der Datenträger sind erfindungsgemäß mit
einem Sicherheitselement der beschriebenen Art ausgestattet. Das
Sicherheitselement kann, insbesondere wenn es auf einem transparenten
oder transluzenten Substrat vorliegt, auch in oder über
einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung des
Sicherheitspapiers bzw. des Datenträgers angeordnet sein.
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Gegenstand
der Erfindung ist weiter eine Vorrichtung zur Durchführung
des beschriebenen Herstellungsverfahrens, die Mittel zum Aufbringen der
optisch variablen Farbschicht auf ein Substrat und Mittel zum magnetischen
Ausrichten der zweiten Effektpigmente aufweist, wobei die Mittel
zum magnetischen Ausrichten vorzugsweise durch eine Anordnung von
Permanent- oder Elektromagneten gebildet sind.
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Mit
Vorteil wird dabei die optisch variable Farbschicht mit einem geeigneten
Verfahren auf dem vorgesehenen Substrat aufgebracht und die zweiten Effektpigmente
sodann ausgerichtet, z. B. durch einen magnetischen Druckzylinder.
Anschließend wird die optisch variable Farbschicht samt
dem durch die Ausrichtung der zweiten Effektpigmente gebildeten Motiv
dauerhaft fixiert, was z. B. durch das vorstehend erwähnte
UV-Härten erfolgen kann.
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In
einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Mittel
zum magnetischen Ausrichten durch ein magnetisches Sieb gebildet,
so dass die zweiten Effektpigmente bereits beim Aufdrucken der Farbschicht
bzw. der reinen Magnetschicht im Siebdruck magnetisch ausrichtbar
sind.
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Werden
die zweiten Effektpigmente bzw. die Farbschicht im Stichtiefdruckverfahren
aufgebracht, so können die Mittel zum magnetischen Ausrichten auch
durch eine magnetische Stichplatte gebildet sein, so dass die zweiten
Effektpigmente bereits beim Aufdrucken der Farbschicht bzw. der
reinen Magnetschicht im Stichtiefdruck magnetisch ausrichtbar sind.
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Weitere
Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden
nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung
auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet
wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen
Sicherheitselement,
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2 die
Banknote der 1 im Bereich des Sicherheitselements
im Querschnitt,
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3 ein
interaktiv beeinflussbares Sicherheitselement nach einem anderen
Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt,
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4 ein
Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung im Querschnitt,
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5 eine
Banknote mit einem erfindungsgemäßen Durchsichtssicherheitselement,
das über einer durchgehenden Öffnung angeordnet
ist, und
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6 ein
Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit einer alternativen Gestaltung der optisch variablen
Farbschicht.
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Die
Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. 1 zeigt
dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die
mit einem in 2 im Querschnitt gezeigten erfindungsgemäßen Sicherheitselement 12 versehen
ist.
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Mit
Bezug auf die Darstellung der 2 ist auf
das Banknotenpapier 20 im Bereich des Sicherheitselements 12 eine
Druckschicht 22 aufgebracht, die eine beliebige Information,
wie etwa ein Linienmuster 24, eine alphanumerische Zeichenfolge,
ein Logo oder dergleichen darstellen kann. Die Druckschicht 22 kann
beispielsweise mittels Siebdruck oder Stichtiefdruck auf das Banknotenpapier 20 aufgebracht
sein.
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Über
die informationsführende Druckschicht 22 ist im
Siebdruckverfahren eine optisch variable Farbschicht 26 mit
einem Farbkippeffekt aufgedruckt, bei dem sich der Farbeindruck
der Schicht 26 für den Betrachter beim Kippen
des Sicherheitselements 12 z. B. von Grün bei
senkrechter Aufsicht zu Blau bei schräger Betrachtung ändert.
Denkbar ist aber auch ein Farbwechsel von z. B. kupferfarben nach
Grün oder von goldfarben nach Grün.
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Weiter
enthält die Farbschicht 26 ein Motiv, das im Ausführungsbeispiel
der 2 zur Illustration in Form eines einfachen Streifenmusters 28, 30 ausgeführt
ist. Wie nachfolgend genauer erläutert, weist dieses Motiv 28, 30 aufgrund
seines Zustandekommens durch die unterschiedliche Ausrichtung plättchenförmiger
Pigmente 34, 36 für den Betrachter einen
ausgeprägten 3D-Effekt auf.
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Im
Bereich der Streifen 30 ist die Farbschicht 26 dabei
transluzent, so dass in den Teilbereichen 30 die Information 24 durch
die Farbschicht 26 hindurch erkennbar ist. Im Bereich der
Streifen 28 ist die Farbschicht 26 dagegen opak,
dort wird die Information 24 der Druckschicht 22 verdeckt.
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Um
diese Kombination eines Motivs mit 3D-Effekt, Farbkippeffekt und
partieller Sichtbarkeit der Untergrunddruckschicht 22 zu
erzeugen, wird die Farbschicht 26 unter Verwendung eines
Pigmentgemisches aus ersten Effektpigmenten 32 und zweiten Effektpigmenten 34, 36 aufgedruckt.
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Bei
den ersten Effektpigmenten 32 handelt es sich um optisch
variable Pigmente, beispielsweise um Interferenzschichtpigmente
mit einem Dünnschichtaufbau aus einer Reflexionsschicht,
einer Absorberschicht und einer zwischen Reflexionsschicht und Absorberschicht
angeordneten dielektrischen Abstandsschicht. Auch auf der Basis
von flüssigkristallinen Polymeren hergestellte Pigmente
oder irisierende Perlglanzpigmente, wie sie etwa von der Firma Merck
KGaA unter der Bezeichnung Iriodin® oder
Colorcrypt vertrieben werden, kommen als erste Effektpigmente 32 in
Betracht.
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Neben
diesen optisch variablen ersten Effektpigmenten
32 enthält
das Pigmentgemisch als zweite Effektpigmente magnetisch ausrichtbare, plättchenförmige
Eisenpigmente
34,
36, die im Ausführungsbeispiel
aus reduzierend behandeltem Carbonyleisenpulver hergestellt sind.
Solche plättchenförmigen Eisenpigmente können
mit einem hohen Verhältnis von Plättchendurchmesser
zu Plättchendicke erzeugt werden, wobei der (größte)
Plättchendurchmesser vorzugsweise zwischen 6 μm
und 60 μm und die Plättchendicke insbesondere
zwischen 40 nm und 250 nm liegt. Details der Herstellung und Eigenschaften
solcher plättchenförmiger Eisenpigmente können
der Druckschrift
EP
1 251 152 B1 entnommen werden, deren Offenbarung insoweit
in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.
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Für
die Erzeugung der Farbschicht 26 wurden die ersten und
zweiten Effektpigmente 32, 34, 36 gemischt
und gemeinsam im Siebdruck verdruckt. Dann wurden die magnetisch
ausrichtbaren zweiten Effektpigmente durch ein externes Magnetfeld
teilweise ausgerichtet. Die Eisenpigmente 34, 36 orientieren
sich dabei mit der Plättchenausdehnung entlang der Magnetfeldlinien,
so dass die Eisenpigmente 36 in denjenigen Bereichen 30,
in denen die Magnetfeldlinien beim Ausrichtschritt im Wesentlichen senkrecht
zur Substratebene stehen, im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der
Farbschicht ausgerichtet werden, wie in 2 gezeigt.
In denjenigen Bereichen 28, in denen die Magnetfeldlinien
im Wesentlichen parallel zur Substratebene verlaufen, ergibt sich
entsprechend eine im Wesentlichen in der Ebene der Farbschicht liegende
Orientierung der Eisenpigmente 34.
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Die
plättchenförmigen Eisenpigmente 34, 36 werden
erfindungsgemäß in Form eines gewünschten
Motivs, im Ausführungsbeispiel in Form des Streifenmotivs 28, 30 ausgerichtet.
Für das menschliche Auge erscheinen die so erzeugten Motive
mit einem effektvollen, dreidimensional anmutenden Erscheinungsbild,
das im Rahmen dieser Beschreibung auch als 3D-Effekt oder 3D-Eindruck
des Motivs bezeichnet wird.
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In
Ausführungsbeispiel der 2 sind der Einfachheit
halber nur zwei Orientierungen, nämlich senkrecht (90°,
Pigmente 36) bzw. parallel (0°, Pigmente 34)
zur Substratebene gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass sich durch
entsprechende Orientierung der Magnetfeldlinien beliebige Winkel α zwischen
den Eisenpigmentplättchen und der Schichtebene einstellen
lassen. Insbesondere können auch kontinuierliche, räumlich
langsam variierende Übergänge in der Orientierung
der Eisenpigmente erzeugt werden.
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Die
nicht-magnetischen ersten Effektpigmente 32 werden durch
das externe Magnetfeld beim Ausrichtschritt nicht oder kaum beeinflusst,
ihre Orientierung ist daher in den Teilbereichen 28 und 30 gleich.
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Nach
dem magnetischen Ausrichten der zweiten Effektpigmente 34, 36 wird
die Farbschicht 26 getrocknet. Um das magnetisch erzeugte
Motiv dauerhaft fixieren zu können, werden insbesondere UV-härtende
Farbsysteme eingesetzt, wobei reine UV-Systeme, UV/wasserbasierte
Systeme oder auch UV/lösemittelbasierte Systeme in Betracht
kommen.
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Wie
ebenfalls in 2 zu erkennen, wirken die ausgerichteten
Effektpigmente 34, 36 aufgrund ihrer plättchenförmigen
Gestalt wie die Lamellen einer Jalousie, die den Blick auf die darunterliegenden Schichten
freigeben oder ganz oder teilweise blockieren kann. In den Bereichen 28,
in denen die Eisenpigmente 34 im Wesentlichen parallel
zur Substratebene ausgerichtet sind, schränken sie die
Sicht auf die darunter liegende Druckschicht 22 so stark ein,
dass die Farbschicht 26 in diesem Bereich opak erscheint.
Dabei ist zu bedenken, dass in der Praxis die deckende Wirkung der
Pigmente 34 natürlich durch eine Vielzahl von
Pigmenten herbeigeführt wird, die die wenigen Pigmente 34 der
schematischen Darstellung der 2 um ein
Vielfaches übersteigt. Dagegen geben die Eisenpigmente 36 in
den Bereichen 30, in denen sie im Wesentlichen senkrecht
zur Substratebene ausgerichtet sind, den Blick auf die Druckschicht 22 frei.
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Aufgrund
des relativ hohen Verhältnisses von Plättchendurchmesser
zu Plättchendicke lässt sich ein hoher Kontrast
zwischen deckenden Teilbereichen 28 und transluzenten Teilbereichen 30 erzeugen.
Es versteht sich, dass durch einen kontinuierlichen Übergang
der Plättchenorientierung auch ein weicher, kontinuierlicher Übergang
zwischen transluzenten und deckenden Bereichen der Farbschicht 26 erzeugt
werden kann.
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Der
Farbkippeffekt der vom externen Magnetfeld im Wesentlichen nicht
beeinflussten ersten Effektpigmente 32 bleibt in beiden
Teilbereichen 28, 30 sichtbar. Aufgrund der Überlagerung
mit dem metallischen Glanz der parallel zur Substratoberfläche orientierten
zweiten Effektpigmente 34 ist er allerdings im Teilbereich 28 in
der Regel deutlich schwächer ausgeprägt als im
Teilbereich 30. Die Brillanz des Farbkippeffekts im Teilbereich 30 hängt
auch von der Gestaltung der Untergrundschicht ab, wobei bei der
Verwendung dunkler Farben eine besonders hohe Brillanz erreicht
wird.
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Das
Ausführungsbeispiel der 3 zeigt
ein Sicherheitselement 40, das eine interaktive Beeinflussung
des visuellen Erscheinungsbilds erlaubt. Dazu ist ein Substrat 42 mit
einem Aufdruck 43, insbesondere einen Offsetaufdruck, in
Form von Mustern und/oder Zeichen 45 versehen. Auf dem
Aufdruck 43 ist eine thermochrome Untergrundschicht 44 aufgebracht,
beispielsweise im Siebdruck oder Stichtiefdruck. Auf dieser thermochromen
Schicht 44 ist dann eine optisch variable Farbschicht 26 mit
Motiv, wie in Zusammenhang mit 2 beschrieben, aufgedruckt
und magnetisch ausgerichtet.
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Die
thermochrome Schicht 44 ist so ausgelegt, dass der Farbkippeffekt
der Farbschicht 26 bei der Aktivierung der thermochromen
Schicht 44 für den Betrachter verschwindet und
nur noch die Grobstruktur der ausgerichteten Magnetpigmente 34, 36 sichtbar
ist. Wechselt die thermochrome Schicht 44 beispielsweise
bei Aktivierung durch Temperaturerhöhung ihre Farbe von
Schwarz (bzw. allgemein einem dunklen Erscheinungsbild) auf Weiß (bzw.
allgemein einem hellen Erscheinungsbild), so wird die Brillanz des
Farbkippeffekts bei der Aktivierung deutlich reduziert, bis hin
zu einem Grad, bei dem der optisch variable Effekt der ersten Effektpigmente 32 für
den Betrachter völlig verschwindet. Gleichzeitig ist durch die
sehr helle Schicht 44 der Aufdruck 43 für
den Betrachter zu erkennen. Bei Abkühlung wechselt die Farbe
der thermochrome Schicht 44 wieder zurück zu Schwarz
bzw. zu dem ursprünglichen dunklen Erscheinungsbild, und
der Farbkippeffekt der Farbschicht 26 tritt wieder in Erscheinung.
Gleichzeitig verdeckt die dunkle Schicht 44 dann wieder
den unter ihr angeordneten Aufdruck 43.
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Auf
diese Weise kann eine 3D-Information durch Temperaturerhöhung
interaktiv gelöscht bzw. auf eine zweidimensionale Information
reduziert werden. Des Weiteren wirkt die thermochrome Schicht 44 quasi
als interaktiver Schalter, mit dem der Blick auf den Aufdruck 43 bzw.
die Information 45 für den Betrachter freigegeben
werden kann. Das beschriebene Ausführungsbeispiel hat für
den Betrachter demnach einen großen Wiedererkennungswert
und im Allgemeinen eine sehr hohe Fälschungssicherheit.
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Die
thermochrome Schicht 44 kann ferner vollflächig
ausgebildet oder auch mit einer Information, z. B. in Form von Mustern
und/oder Zeichen, versehen sein. Sie kann auch eine Mischung unterschiedlicher
thermochromer Farben mit unterschiedlichen Aktivierungstemperaturen
aufweisen, so dass bei Temperaturerhöhung eine Kaskade
sich verändernder optisch variabler Effekte entsteht.
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Als
ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt 4 ein
Sicherheitselement 50, bei dem auf einem Substrat 52 eine
Untergrundschicht 54 mit einer Bildinformation aufgebracht
ist. Über der Untergrundschicht 54 ist im Siebdruckverfahren
eine optisch variable Farbschicht 56 mit einem Pigmentgemisch 58, 60 verdruckt,
dessen erste Effektpigmente 58 auf der Basis von cholesterischen
flüssigkristallinen Polymeren hergestellt sind. Diese lasierenden
optisch variablen Effektpigmente 58 erscheinen in senkrechter
Aufsicht z. B. Grün und beim Verkippen Blau. Natürlich
ist auch ein Farbwechsel von kupferfarben nach Grün oder
von goldfarben nach Grün realisierbar.
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Die
zweiten Effektpigmente 60 sind durch plättchenförmige
Eisenpigmente gebildet, die im Ausführungsbeispiel einen
mittleren Plättchendurchmesser von 20 μm bis 30 μm
und eine Dicke von einigen zehn bis zu einigen hundert Nanometern
(nm) aufweisen. Werden diese zweiten Effektpigmente 60 durch
einen externen punktförmigen Magneten 66 ausgerichtet,
so ergibt sich ein rotationssymmetrisches Orientierungsmuster, wie
es in 4 im Querschnitt schematisch dargestellt ist.
Der übersichtlicheren Darstellung halber sind die zweiten
Effektpigmente 60 in 4 mit kurzen
Strichen und die ersten Effektpigmente 58 als Kreisscheiben
dargestellt, obwohl letztere ebenfalls nicht-sphärisch,
beispielsweise in Form von Nadeln oder Plättchen ausgebildet sein
können. Da die ersten Effektpigmente 58 jedoch durch
das externe Magnetfeld praktisch nicht beeinflusst werden, ist ihre
Orientierung über die gesamte Fläche der gedruckten
Farbschicht 56 im Wesentlichen homogen.
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Nach
der Fixierung der magnetischen Ausrichtung der zweiten Effektpigmente 60 entsteht
ein mit dem Farbkippeffekt der ersten Effektpigmente 58 kombiniertes,
ringförmiges 3D-Motiv mit weichen kontinuierlichen Übergängen.
In einem zentralen Bereich 62, in dem die zweiten Effektpigmente 60 im Wesentlichen
senkrecht zur Substratebene ausgerichtet sind, ist die Farbschicht 56 bei
senkrechter Betrachtung transluzent und die Bildinformation der
Untergrundschicht 54 ist für den Betrachter 64 sichtbar. Außerhalb
des zentralen Bereichs 62 sind die zweiten Effektpigmente 60 zunehmend
aus der Senkrechten verkippt, so dass die Farbschicht 56 nach
Art einer sich schließenden Jalousie zunehmend deckend wirkt,
bis die Bildinformation für den Betrachter 64 nicht
mehr erkennbar ist.
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Wie
in 4 ebenfalls zu erkennen, ergibt sich bei schräger
Betrachtung des Sicherheitselements ein etwas verschobener Bereich 62',
in dem die zweiten Effektpigmente 60 für den Betrachter 64' senkrecht
orientiert sind und die Farbschicht 56 damit transluzent
erscheint. Entsprechend ist für den Betrachter 64' ein
leicht verschobener Ausschnitt der Bildinformation der Untergrundschicht 54 erkennbar, während
die Bildinformation außerhalb des Bereichs 62' zunehmend
verdeckt wird.
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Beim
Kippen des Sicherheitselements 50 ist daher jeweils ein
leicht unterschiedlicher Bereich der Bildinformation erkennbar,
so dass die Bildinformation für den Betrachter "wegzuschwimmen"
scheint. Dieser Bewegungseffekt ist selbstverständlich
mit dem bereits beschriebenen 3D-Effekt des Motivs und dem Farbkippeffekt
der ersten Effektpigmente 58 kombiniert.
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Anstelle
der beispielhaft beschriebenen einfachen Ringstruktur, wie sie mithilfe
eines Punktmagneten erzeugt werden kann, lassen sich durch geeignete
magnetische Ausrichtung selbstverständlich auch wesentlich
komplexere Motive erzeugen.
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Die
optisch variable Farbschicht mit dem Pigmentgemisch kann nicht nur
auf einem opaken oder im Wesentlichen opaken Substrat, sondern auch
auf einer transparenten oder transluzenten Folie aufgedruckt sein.
Wie in 5 gezeigt, kann eine solche Folie mit der optisch
variablen Farbschicht über einem Fensterbereich oder einer
durchgehenden Öffnung 72 einer Banknote 70 angeordnet
werden und ein Durchsichtssicherheitselement 74 bilden.
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In
Durchsicht ist dabei lediglich die magnetische Ausrichtung der zweiten
Effektpigmente zu erkennen, die in 5 beispielhaft
durch eine Ringstruktur 76 angedeutet ist. Der Farbkippeffekt der
ersten Effektpigmente ist wegen des hellen Hintergrunds bei Durchsicht
dagegen praktisch unsichtbar. Legt man die Banknote 70 auf
einen dunklen Untergrund, so tritt zusätzlich zur 3D-Wirkung
des magnetisch ausgerichteten Motivs 76 auch der Farbkippeffekt
der ersten Effektpigmente in Erscheinung.
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Ein
solcher dunkler Untergrund kann auch auf der Banknote 70 selbst
bereitgestellt sein. Beispielsweise kann ein dunkler Druckbereich
so auf der Banknote angeordnet sein, dass das Durchsichtssicherheitselement 74 durch Falten
der Note auf dem dunklen Druckbereich zu liegen kommt. Zur weiteren Echtheitsabsicherung
kann der Druckbereich eine zusätzliche Information enthalten,
von der nach dem Falten der Banknote nur noch der im transluzenten Bereich
liegende Teil sichtbar ist.
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6 zeigt
ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 80 mit
einer alternativen Gestaltung der optisch variablen Farbschicht 84.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird auf ein beliebiges
Substrat 82 zunächst eine Siebdruckfarbe mit magnetisch
ausrichtbaren Eisenpigmenten 86 aufgedruckt und die Pigmente 86 entsprechend
dem gewünschten Motiv ausgerichtet. Anschließend
wird über diese reine Magnetschicht 88 eine reine
Farbschicht 90 mit optisch variablen Effektpigmenten 92 aufgedruckt.
Durch die magnetische Orientierung der Eisenpigmente 86 erscheint
das Druckmuster in manchen Bereichen schwarz, während in
nicht orientierten Bereichen der metallische Eindruck dominiert.
Insbesondere beim Einsatz von Effektpigmenten 92, deren
optischer Eindruck stark von der Untergrundfarbe abhängt,
zeigen sich im Überdruck interessante optische Effekte.
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Bei
allen beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die optisch
variable Farbschicht zusätzlich im Stichtiefdruck blindverprägt
werden, insbesondere zur Verstärkung des optischen 3D-Eindrucks.
Die bevorzugt eingesetzten plättchenförmigen Eisenpigmente
sind hartmagnetisch, so dass ihr Orientierungsmuster auch als maschinenlesbares Echtheitskennzeichen
eingesetzt werden kann.
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Weiter
resultieren aus der anisotropen Geometrie der Eisenplättchen
und einer bereichsweise unterschiedlichen Ausrichtung anisotrope
magnetische Eigenschaften der Farbschicht. Auf diese Weise lassen
sich durch Anlegen eines motivbildenden Magnetfelds in einer homogen
aufgebrachten Farb schicht Bereiche mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften
erzeugen, die ebenfalls maschinell ausgelesen werden können.
Es versteht sich, dass die ersten und zweiten Effektpigmente auch
mit weiteren Pigmenten, insbesondere mit isotropen Pigmenten und/oder
weichmagnetischen Pigmenten kombiniert werden können, die
für sich im Wesentlichen keine Modulation der magnetischen
Eigenschaften der Farbschicht ermöglichen.
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Beim
Siebdruckverfahren kann die Ausrichtung der magnetisch ausrichtbaren
Effektpigmente auch durch die Verwendung magnetischer Siebe erfolgen.
Im Stichtiefdruckverfahren kommt für diesen Zweck die Verwendung
magnetischer Stichplatten in Betracht. Wie bereits erwähnt,
ist die magnetische Ausrichtung der Effektpigmente ferner auf besonders einfache
Weise nach dem Aufbringen der optisch variablen Farbschicht durch
ein geeignetes Magnetfeld möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 02/073250
A2 [0005]
- - EP 1780040 A2 [0006]
- - EP 1251152 B1 [0016, 0057]
- - WO 03/054297 A2 [0030, 0030]