EP3954543B1

EP3954543B1 - Optisch variables sicherheitselement

Info

Publication number: EP3954543B1
Application number: EP21020303.0A
Authority: EP
Inventors: Andreas Rauch; Michael Rahm; Tobias Sattler; Kai Herrmann SCHERER; Winfried HOFFMÜLLER
Original assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date: 2020-08-13
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2023-09-06
Anticipated expiration: 2041-06-11
Also published as: CN114074493B; EP3954543A1; DE102020004959A1; CN114074493A

Description

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, dessen Flächenausdehnung eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert, mit einem reflektiven Flächenbereich, der zumindest zwei, aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen erkennbare Erscheinungsbilder zeigt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitselements sowie einen mit einem solchen Sicherheitselement ausgestatteten Datenträger.
Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger 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.
Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitselemente mit betrachtungswinkelabhängigem oder dreidimensionalem Erscheinungsbild, da diese selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Dazu sind die Sicherheitselemente 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 grafisches Motiv zeigen. Im Stand der Technik sind dabei als optisch variable Effekte beispielsweise Bewegungseffekte, Pumpeffekte, Tiefeneffekte oder Flipeffekte beschrieben, die mit Hilfe von Hologrammen, Mikrolinsen oder Mikrospiegeln realisiert werden.
Vor einiger Zeit wurden optisch variable Sicherheitselemente vorgeschlagen, die zwei, in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnete und jeweils mit einer Farbbeschichtung versehene Reliefstrukturen aufweisen (siehe WO 2020/011390 A1 , WO 2020/011391 A1 und WO 2020/011391 A2 ). Die Farbbeschichtung der höher liegenden Reliefstruktur ist dabei entweder als Raster strukturiert oder mit Aussparungen versehen, so dass bei der Betrachtung des Sicherheitselements in den Rasterzwischenräumen bzw. Aussparungen die Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur in Erscheinung tritt.
Bei diesen Gestaltungen ist es allerdings in der Praxis oft schwierig, die beiden Reliefstrukturen mit zwei unabhängig voneinander wählbaren Farben und zugleich mit einer ausreichend geringen Gesamtdicke herzustellen. Auch ist für die Prozessierung eines Sicherheitselements mit unabhängig voneinander gewählten Farben eine große Zahl an Arbeitsschritten erforderlich und die Herstellung daher aufwendig.
In DE 10 2018 004 433 A1 und EP 3 254 863 A1 werden aufschwimmende Pigmente verwendet und mittels eines Magnetfeldes bewegt. WO 2008/ 095698 A1 zeigt ein Sicherheitselement mit zwei übereinander liegenden diffraktiven Reliefstrukturen. WO 2020/ 011390 A1 zeigt den Oberbegriff von Anspruch 1.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße optisch variable Sicherheitselemente anzugeben, die bei geringer Gesamtdicke mit unabhängig voneinander wählbaren Farben der visuell erkennbaren Erscheinungsbilder herstellbar sind und die idealerweise eine geringe Zahl an Arbeitsschritten bei der Fertigung erfordern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung enthält zur Lösung der genannten Aufgabe ein optisch variables Sicherheitselement mit einem reflektiven Flächenbereich, welches insbesondere zur Absicherung von Wertgegenständen eingesetzt werden kann. Der reflektive Flächenbereich zeigt zumindest zwei, aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen erkennbare Erscheinungsbilder. Die Flächenausdehnung des Sicherheitselements definiert dabei eine Ebene und eine auf der Fläche senkrecht stehende z-Achse.
Der reflektive Flächenbereich enthält zwei Reliefstrukturen, die einander zumindest teilweise überlappend in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind und eine erste (tiefer liegende) und eine zweite (höher liegende) Reliefstruktur bilden. Die zweite Reliefstruktur umfasst eine Prägeschicht.
Die zweite Reliefstruktur ist nur in Teilbereichen des reflektiven Flächenbereichs vorgesehen, so dass der Flächenbereich die Teilbereiche mit reflektierender zweiter Reliefstruktur und Freibereiche ohne reflektierende zweite Reliefstruktur aufweist.
Die Prägeschicht ist nur in den Teilbereichen des reflektiven Flächenbereiches nicht aber in den Freibereichen vorgesehen.
Die reflexionserhöhende Schicht der zweiten Reliefstruktur ist vorliegend durch aufgeschwommene oder abgesunkene Pigmente gebildet.
Es ist bekannt, dass die Ausrichtung plättchenförmiger Pigmente in einem Dispersionsmedium auf einem komplexen Zusammenspiel verschiedener Faktoren beruht, wie etwa der Viskosität des Dispersionsmediums oder dem Schrumpfen des Dispersionsmediums beim Trocknen. Durch geeignete Wahl der Herstellungsparameter kann erreicht werden, dass sich die Pigmente im Dispersionsmedium im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Dispersionsmediums ausrichten. Bei der entstehenden räumlichen Verteilung der Pigmente im Medium werden üblicherweise zwei Haupttypen unterschieden. Aufschwimmende Pigmente, auch als Leafing Pigmente bezeichnet, bewegen sich nach der Applikation zur Oberfläche des Dispersionsmediums. Sich verteilende Pigmente, auch als Non-Leafing Pigmente bezeichnet, verteilen sich dagegen nach der Applikation im Dispersionsmedium zufällig auf verschiedenen Höhen. Ein weiterer Pigmenttyp, der in dieser Beschreibung als absinkendes Pigment bezeichnet wird, bewegt sich nach der Applikation von der Oberfläche des Dispersionsmediums weg.
Das unterschiedliche Bewegungsverhalten der Pigmente ist nach gegenwärtigem Verständnis eine Folge unterschiedlichen Benetzungsverhaltens der Pigmente. Aufschwimmende (Leafing) Pigmente weisen eine hohe Grenzflächenenergie zwischen Pigment und Dispersionsmedium auf, die Pigmente werden daher vom Medium kaum benetzt und schwimmen im Nassfilm in Richtung Luft auf, wo die Grenzflächenenergie niedriger ist. Die sich verteilenden (Non-Leafing) Pigmente werden vollständig vom Dispersionsmedium benetzt und verteilen sich daher im Wesentlichen gleichmäßig im gesamten Medium. Aufschwimmende Pigmente können beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass bei der Herstellung der Pigmente im Mahlschritt Stearinsäure als Schmiermittel zugesetzt wird. Bei der Verwendung von Ölsäure als Schmiermittel oder bei Zugabe stark polarer Substanzen zu den Pigmenten entstehen dagegen in der Regel sich verteilende Pigmente. Die beiden reflexionserhöhenden Schichten folgen dem Reliefverlauf ihrer Reliefstruktur. Für den Betrachter tritt mit den Teilbereichen die zweite Reliefstruktur in Erscheinung. In den Freibereichen tritt dagegen die erste Reliefstruktur in Erscheinung.
Bevorzugt umfasst die zweite Reliefstruktur eine Farbschicht.
In der Prägeschicht bilden die aufgeschwommene oder abgesunkene Pigmente die reflexionserhöhende Schicht der zweiten Reliefstruktur.
Besonders bevorzugt ist die reflexionserhöhende Schicht der zweiten (höher liegenden) Reliefstruktur durch aufschwimmende Pigmente gebildet, die so ausgerichtet sind, dass sie dem Reliefverlauf der zweiten (höher liegenden) Reliefstruktur folgen.
Die erste/zweite Reliefstruktur wird im Folgenden teilweise verkürzt oder vereinfacht auch als die tiefer/höher liegende Reliefstruktur bezeichnet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite (höher liegende) Reliefstruktur durch eine Prägelackschicht gebildet, an deren reliefstrukturierter Seite eine Oberflächenschicht aus ausgerichteten aufschwimmenden Pigmenten die reflexionserhöhende Schicht der (zweiten) höher liegenden Reliefstruktur bildet. Diese Prägelackschicht der zweiten (höher liegenden) Reliefstruktur kann sowohl farblos transparent sein als auch lasierend eingefärbt sein.
Die zweite Reliefstruktur kann durch eine Prägelackschicht gebildet sein, an deren reliefstrukturierter Seite eine Oberflächenschicht aus den aufgeschwommenen oder abgesunkenen Pigmenten die reflexionserhöhende Schicht der zweiten Reliefstruktur bildet.
Mit anderen Vorteilen ist es verbunden, wenn in einer reflexionserhöhenden, vorzugsweise reflektierenden, Farbschicht aufgeschwommene oder abgesunkene Pigmente die reflexionserhöhende Schicht der zweiten Reliefstruktur bilden.
Die zweite Reliefstruktur kann in Ausgestaltungen durch eine Prägeschicht und eine reflexionserhöhende Farbschicht gebildet sein. An der reliefstrukturierten Seite der reflektierenden Farbschicht bildet eine Oberflächenschicht aus den in der reflexionserhöhende Farbschicht aufgeschwommenen oder abgesunkenen Pigmenten die reflexionserhöhende Schicht der zweiten Reliefstruktur bildet.
Die beiden Seiten der reflexionserhöhenden Farbschicht folgen vorzugsweise einem Reliefverlauf der zweiten Reliefstruktur. Insbesondere kann die reflexionserhöhende Schicht entweder an der zur Prägeschicht zugewandten oder an der von der Prägeschicht abgewandten Seite angeordnet sein. Weiter bevorzugt oder alternativ können die Prägeschicht und die reflexionserhöhende Farbschicht gemeinsam geprägt sein.
Alternativ kann nur die zur Prägeschicht zugewandte Seite der reflexionserhöhenden Farbschicht einem Reliefverlauf der zweiten Reliefstruktur folgen. Weiter alternativ oder ergänzend kann nur die Prägeschicht geprägt sein und die reflexionserhöhende Farbschicht ist in den Teilbereichen auf die geprägte Prägeschicht aufgebracht.
Die aufschwimmenden oder absinkenden Pigmente können in bevorzugten Ausgestaltungen optisch variable Pigmente sein; und/ oder anisotrope Pigmente sein, die dem Reliefverlauf der zweiten Reliefstruktur folgend ausgerichtet sind, und/ oder die eine größte Abmessung unterhalb der lateralen Strukturabmessungen der zweiten Reliefstruktur aufweisen.
Die aufschwimmenden oder absinkenden Pigmente weisen laterale Abmessungen, die maximal einen Faktor 5 größer sind als die geprägten Reliefstrukturen auf. Besonders geeignet sind Pigmente, deren laterale Abmessungen ähnlich groß sind, wie die Reliefstrukturen. Die Pigmente können mit Vorteil auch bis zu einem Faktor 10 kleiner sein als die geprägten Reliefstrukturen. Die aufschwimmenden oder absinkenden Pigmente sind insbesondere anisotrop ausgebildet. Sie sind also keine Kugeln, sondern sind mit unterschiedlichen Abmessungen in verschiedenen Raumrichtungen ausgebildet. Vorteilhaft sind die aufschwimmenden oder absinkenden Pigmente plättchenförmig ausgebildet, wobei das Aspektverhältnis, also das Verhältnis von Kantenlänge zu Dicke der Plättchen, vorzugsweise mehr als 5:1, insbesondere mehr als 10:1 beträgt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die zweite (höher liegende) Reliefstruktur und/ oder die erste (tiefer liegende) Reliefstruktur durch Mikrospiegelanordnungen mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet, insbesondere mit nicht-diffraktiv wirkenden Spiegeln, und vorzugsweise mit planen Spiegeln, Hohlspiegeln und/ oder fresnelartigen Spiegeln. Die lateralen Abmessungen der Mikrospiegel liegen dabei zweckmäßig unterhalb von 50 µm, vorteilhaft bei oder unterhalb von 20 µm, bevorzugt bei etwa 10 µm, also zwischen 7 µm und 13 µm. Auf der anderen Seite liegen die lateralen Abmessungen der Mikrospiegel aber auch oberhalb von 2 µm, insbesondere oberhalb von 3 µm oder sogar oberhalb von 5 µm. Die Ganghöhe der Mikrospiegel beträgt vorzugsweise weniger als 10 µm, bevorzugt weniger als 5 µm.
Die oben angesprochenen lateralen Strukturabmessungen sind bei solchen Mikrospiegelanordnungen durch die lateralen Abmessungen der Mikrospiegel gegeben. Weisen zur Illustration die Mikrospiegel der höher liegenden Reliefstruktur beispielsweise eine Länge von 10 µm und eine Breite von 15 µm auf, so soll die größte Abmessung der aufschwimmenden oder absinkenden Pigmente unterhalb von 10 µm (dem kleineren Wert von Länge und Breite der Mikrospiegel) liegen, insbesondere unterhalb von 6,67 µm (Faktor 1,5) oder sogar unterhalb von 5 µm liegen (Faktor 2).
Grundsätzlich können anstelle von Mikrospiegeln auch andere geprägte Reliefstrukturen, insbesondere Fresnellinsen, Hohlspiegel, konvexe Linsen wie Linsenkalotten, Hologrammstrukturen, Nanostrukturen oder diffraktive geblazte Gitter eingesetzt werden. Vorteilhaft können auch achromatische Beugungsgitter, sogenannte Mattstrukturen verwendet werden, die im Wesentlichen weißes Licht reflektieren. Zur Erzeugung bunter Farben können die Reliefstrukturen zumindest der zweiten Reliefstruktur auch Subwellenlängenstrukturen, insbesondere Subwellenlängengitter, oder Interferenzstrukturen aufweisen, die in Kombination mit der jeweiligen reflexionserhöhenden Schicht deren Farbe bestimmt oder zumindest mitbestimmt.
Mit Vorteil ist die zweite (höher liegende) Reliefstruktur ausgelegt und ausgebildet, um einen ersten optisch variablen Effekt in einer ersten Farbe zu zeigen, und die erste (tiefer liegende) Reliefstruktur ist ausgelegt und ausgebildet, in den Freibereichen einen zweiten optisch variablen Effekt in einer zweiten, unterschiedlichen Farbe zu zeigen. Die unterschiedlichen Farbwirkungen können auf unterschiedliche Weise erzeugt werden, wobei vorteilhafte Varianten nachfolgend genauer beschrieben werden.
Die erste (tiefer liegende) Reliefstruktur selbst ist vorteilhaft in einer Prägelackschicht abgeformt, die farblos transparent oder lasierend eingefärbt sein kann, und auf der die reflexionserhöhende Schicht dem Reliefverlauf folgend aufgebracht ist. Es ist weiter möglich eine nicht dem Reliefverlauf folgende Farbschicht für die erste Reliefstruktur vorzusehen. Vorzugsweise liegt die Prägelackschicht der tiefer liegende Reliefstruktur im fertigen Sicherheitselement oberhalb der reflexionserhöhenden Schicht, so dass der Betrachter durch die Prägelackschicht hindurch auf deren reflexionserhöhende Beschichtung blickt. Die Farbwirkung der tiefer liegende Reliefstruktur ergibt sich dann durch das Zusammenwirken der Färbung der Prägelackschicht und der Farbe der reflexionserhöhenden Schicht.
Die zweite (höher liegende) Reliefstruktur ist, wie oben bereits erwähnt, vorteilhaft in einer Prägelackschicht abgeformt, die farblos transparent oder transparent oder eingefärbt sein kann, und an deren reliefstrukturierter Seite eine Oberflächenschicht aus ausgerichteten anisotropen Pigmenten eine reflexionserhöhende Schicht bildet. Auch hier liegt die Prägelackschicht der höher liegenden Reliefstruktur im fertigen Sicherheitselement vorzugsweise oberhalb der reflexionserhöhenden Schicht, so dass der Betrachter durch die Prägelackschicht hindurch auf deren reflexionserhöhende Oberflächenschicht blickt. Die Farbwirkung der höher liegende Reliefstruktur ergibt sich durch das Zusammenwirken der Färbung der Prägelackschicht und der Farbe der reflexionserhöhenden Oberflächenschicht.
Die Einfärbung der Prägelackschichten kann insbesondere durch lasierenden Farben, lumineszierende Farben oder Nanopartikelfarben, beispielsweise auf Basis von Gold-Blau-Partikeln bereitgestellt sein.
Die reflexionserhöhende Schicht der ersten (tiefer liegenden) Reliefstruktur ist mit Vorteil durch eine reflektierende Farbbeschichtung gebildet, insbesondere durch eine Metallisierung, einen Dünnschichtaufbau, durch eine mit einer Metallisierung hinterlegte lasierende Farbe, durch eine Lumineszenzfarbe mit einer metallischen Verspiegelung, durch eine Strukturfarbe und/oder durch eine Nanopartikelfarbe. Mit besonderem Vorteil ist die reflexionserhöhende Schicht der tiefer liegenden Reliefstruktur durch eine Aufdampfschicht gebildet, die beispielsweise in einem CVD- oder PVD-Verfahren abgeschieden wird.
Die aufschwimmenden oder absinkenden Pigmente sind vorteilhaft durch im gesamten sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen gleichmäßig reflektierende Pigmente gebildet, wie etwa Aluminium- oder Silber-Pigmente. Solche Pigmente erscheinen selbst im Wesentlichen farblos, so dass die Farbwirkung der höher liegenden Reliefstruktur in diesem Fall durch die Färbung des Grundprägelacks der Prägelackschicht bereitgestellt wird.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung weisen die aufschwimmenden oder absinkenden Pigmente eine ungleichmäßige Reflexion im sichtbaren Spektralbereich und damit eine visuell sichtbare Eigenfarbe auf. Die Pigmente können etwa Kupfer- oder Goldpigmente mit einer rötlichen bzw. goldenen Eigenfarbe darstellen. Beim Einsatz farbiger aufschwimmender oder absinkender Pigmente kann auch bei Verwendung eines farblosen Grundprägelacks eine Farbwirkung der höher liegenden Reliefstruktur erzielt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Teil-(bzw. Lack-)bereiche und Freibereiche zumindest in einem Teilbereich des Flächenbereichs als regelmäßiges oder unregelmäßiges Raster mit Rasterelementen und Rasterzwischenräumen ausgebildet, wobei die Abmessungen der Rasterelemente (und Rasterzwischenräume) in einer oder beiden lateralen Richtungen unterhalb von 140 µm, vorzugsweise zwischen 20 µm und 100 µm, insbesondere zwischen 20 µm und 60 µm liegen.
In den durch die Lackbereiche und Freibereiche gebildeten Rasterbereichen zeigt das Sicherheitselement vorteilhaft beim Kippen oder einer entsprechenden Änderung der Betrachtungsrichtung ein Erscheinungsbild, das plötzlich von einem ersten zu einem zweiten Erscheinungsbild (bzw. beim Zurückkippen vom zweiten zum ersten Erscheinungsbild) springt. Dabei erfolgt gleichzeitig und ohne Zwischen- oder Übergangsstufe eine Änderung des dargestellten Motivs (beispielsweise Wertzahl oder Wappen) und der Farbe (beispielsweise Gelb bzw. Blau). Ein solches übergangslos zwischen zwei unterschiedlichen Motiven mit zwei unterschiedlichen Farben wechselndes Erscheinungsbild wird in dieser Beschreibung als binärer Farb- und Effektwechsel bezeichnet.
Das durch die Teil-(bzw. Lack-)bereiche und Freibereiche gebildete Raster weist vorteilhaft eine konstante Flächendeckung durch die Rasterelemente auf, welche zweckmäßig zwischen 30% und 70%, vorzugsweise zwischen 40% und 60%, insbesondere bei etwa 50% liegt.
Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Teil-(bzw. Lack-)bereiche und Freibereiche zumindest in einem Teilbereich des Flächenbereichs als Effektbereich ausgebildet sind, in dem die Teilbereiche und/oder die Freibereiche laterale Abmessungen von mehr als 140 µm aufweisen.
In diesen Effektbereichen zeigt das Sicherheitselement vorzugsweise zwei unterschiedliche Effekte (beispielsweise ein dreidimensionales Motiv und einen Bewegungseffekt wie einen laufenden Balken), die in zwei unterschiedlichen Farben in Erscheinung treten. Die Bereiche unterschiedlichen Farbeindrucks und unterschiedlicher Effekte sind dabei exakt zueinander gepassert, was nachfolgend auch als Farbe-zu-Effekt-Passerung bezeichnet wird.
Zumindest ein Teil- (bzw. Lack-)bereich und/oder zumindest ein Freibereich ist mit Vorteil mit lateralen Abmessungen von mehr als 250 µm, vorzugsweise von mehr als 500 µm und insbesondere von mehr als 1 mm ausgebildet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung bedeckt die reflexionserhöhende Schicht der tiefer liegenden Reliefstruktur diese vollständig. Alternativ können auch Negativkennzeichen in dem Sicherheitselement vorgesehen sein, die durch Aussparungen in der reflexionserhöhenden Schicht gebildet sind. Die Negativkennzeichen können beispielsweise Text, Symbole oder Wertzahlen bilden.
Negativkennzeichen können in den Rasterbereichen vorgesehen sein, die durch die genannten Lackbereiche und Freibereiche gebildet sind. Sie erscheinen dort allerdings in der Regel visuell weniger attraktiv, da die Strichstärke der Negativkennzeichen meist größer ist als die Rasterung der höher liegenden Prägelackschicht, so dass der Betrachter möglicherweise das Druckraster der Negativkennzeichen sehen kann.
Dagegen können Negativkennzeichen wegen der größeren Abmessungen der Lackbereiche und Freibereiche sehr gut in die Effektbereiche mit Farbe-zu-Effekt-Passerung integriert werden. Dabei sind Negativkennzeichen vorteilhaft nur in den Freibereichen des Flächenbereichs vorgesehen, in denen nur die zweite Reliefstruktur vorliegt.
Transparente, farblose Negativkennzeichen ergeben sich bei Gestaltungen, bei denen für die zweite Reliefstruktur ein farblos transparenter Prägelack mit einer farbgebenden Metallisierung, beispielsweise einer Kupfer- oder Goldschicht versehen wird. Ist dagegen die Farbwirkung der zweiten Reliefstruktur durch die Färbung des Prägelacks bestimmt oder mitbestimmt, zeigen sich in den Aussparungen der reflexionserhöhenden Schicht farbige Negativkennzeichen, deren Farbe durch die Durchsichtsfarbe des Prägelacks bestimmt ist.
Der beschriebene reflektive Flächenbereich des Sicherheitselements kann mit anderen Sicherheitsmerkmalen kombiniert sein, beispielsweise mit Hologrammen, insbesondere Echtfarbenhologrammen, mit Subwellenlängengittern oder anderen Subwellenlängenstrukturen, mit Mikrospiegelanordnungen ohne diffraktive Gitter, oder auch mit Sicherheitsmerkmalen, die auf speziellen Materialeigenschaften, wie elektrischer Leitfähigkeit, magnetischen Eigenschaften, Lumineszenz, Fluoreszenz oder dergleichen basieren.
Das optisch variable Sicherheitselement kann weitere Schichten, wie etwa eine Schutz-, Abdeck- oder eine zusätzliche Funktionsschicht, eine Primerschicht oder eine Heißsiegellackschicht enthalten. Diese sind für die vorliegende Erfindung allerdings nicht wesentlich und sind daher nicht näher beschrieben.
Die Erfindung enthält auch einen Datenträger mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art. Bei dem Datenträger kann es sich insbesondere um ein Wertdokument, wie eine Banknote, insbesondere eine Papierbanknote, eine Polymerbanknote oder eine Folienverbundbanknote, um eine Aktie, eine Anleihe, eine Urkunde, einen Gutschein, einen Scheck, eine hochwertige Eintrittskarte, aber auch um eine Ausweiskarte, wie etwa eine Kreditkarte, eine Bankkarte, eine Barzahlungskarte, eine Berechtigungskarte, einen Personalausweis oder eine Passpersonalisierungsseite handeln.
Die Erfindung enthält schließlich auch ein Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements mit einem reflektiven Flächenbereich, der zumindest zwei, aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen erkennbare Erscheinungsbilder zeigt. Es wird ein Träger bereitgestellt wird, dessen Flächenausdehnung eine Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert. Der Träger wird mit einem reflektiven Flächenbereich versehen wird, der zwei Reliefstrukturen enthält, die einander zumindest teilweise überlappend in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind und eine erste und eine zweite Reliefstruktur bilden. Die erste Reliefstruktur wird mit einer ihrem Reliefverlauf folgenden reflexionserhöhenden Schicht versehen. Die zweite Reliefstruktur wird mit einer ihrem Reliefverlauf folgenden reflexionserhöhenden Schicht versehen. Die zweite Reliefstruktur umfasst eine Prägeschicht. Die Prägeschicht wird nur in Teilbereichen des reflektiven Flächenbereiches nicht aber in Freibereichen vorgesehen. Nur in den Teilbereichen des reflektiven Flächenbereichs wird die zweite Reliefstruktur vorgesehen. Dadurch weist der Flächenbereich die Teilbereiche mit reflektierender zweiter Reliefstruktur und die Freibereiche ohne reflektierende zweite Reliefstruktur auf. Vorliegend bilden aufschwimmende oder absinkende Pigmente die reflexionserhöhende Schicht der zweiten Reliefstruktur aus.
Mit Vorteil sind die aufschwimmenden oder absinkenden Pigmente anisotrope Pigmente, welche sich beim Aufschwimmen bzw. Absinken entlang dem Reliefverlauf ausrichten.
Wie weiter oben erläutert, beziehen sich die Bezeichnungen "tiefer liegende Reliefstruktur" und "höher liegende Reliefstruktur" auf die Lage der Reliefstrukturen im fertigen Sicherheitselement relativ zu einem Betrachter. Die Bezeichnungen spiegeln daher nicht die Reihenfolge des Aufbringens der Reliefstrukturen bei der Herstellung wider. Da das Sicherheitselement insbesondere auf Betrachtung von der Seite des Trägers her ausgelegt ist, wird bei der Herstellung in der Regel zunächst die (später) höher liegende Reliefstruktur auf dem bereitgestellten Träger erzeugt und darauf dann die (später) tiefer liegende Reliefstruktur.
In besonders vorteilhaften Ausgestaltungen wird zunächst die zweite Reliefstruktur und anschließend die erste Reliefstruktur erstellt.
Bei einer vorteilhaften Verfahrensführung wird zur Ausbildung der zweiten liegenden Reliefstruktur mit der reflexionserhöhenden Schicht eine Schicht aus einem Pigment-Prägelack auf den Träger aufgebracht, welcher eine Dispersion von plättchenförmigen aufschwimmenden Pigmenten in einem Grundprägelack darstellt. In den aufgebrachten Pigment-Prägelack wird anschließend vorteilhaft die gewünschte Reliefstruktur geprägt, wobei die aufschwimmenden Pigmente durch die Prägung entlang des Verlaufs der Reliefstruktur ausgerichtet werden, so dass an der Oberfläche der Pigment-Prägelackschicht eine reflexionserhöhende Oberflächenschicht mit ausgerichteten Pigmenten gebildet wird.
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.
Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Sicherheitselement,
Fig. 2: einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements im Querschnitt,
Fig. 3: in (a) bis (d) Zwischenschritte bei der der Herstellung des Sicherheitselements der Fig. 2,
Fig. 4: in (a) bis (c) Zwischenschritte bei der der Herstellung eines Sicherheitselements mit Negativkennzeichen,
Fig. 5: in (a) bis (c) Zwischenschritte bei der der Herstellung eines Sicherheitselements mit einem alternativen Verfahren,
Fig. 6: in (a) bis (c) Zwischenschritte bei der der Herstellung eines Sicherheitselements mit einem weiteren alternativen Verfahren, und
Fig. 7: in (a) bis (b) Zwischenschritte bei der der Herstellung eines modifizierten Sicherheitselements mit einem weiteren alternativen Verfahren.

Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. Figur 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Sicherheitselement 12 in Form eines aufgeklebten Transferelements. Es versteht sich allerdings, dass die Erfindung nicht auf Transferelemente und Banknoten beschränkt ist, sondern bei allen Arten von Sicherheitselementen eingesetzt werden kann, beispielsweise bei Etiketten auf Waren und Verpackungen oder bei der Absicherung von Dokumenten, Ausweisen, Pässen, Kreditkarten, Gesundheitskarten und dergleichen. Bei Banknoten und ähnlichen Dokumenten kommen neben Transferelementen (wie Patches oder Sicherheitsstreifen - jeweils mit oder ohne eigene Trägerschicht) beispielsweise auch Sicherheitsfäden in Betracht.
Das auf die Banknote 10 aufgebrachte Sicherheitselement 12 ist selbst sehr flach ausgebildet, vermittelt dem Betrachter aber dennoch den dreidimensionalen Eindruck eines sich scheinbar aus der Ebene der Banknote 10 herauswölbenden Motivs 14, das mit einer ersten Farbe erscheint. In der Praxis kann das Motiv 14 beispielsweise eine Wertzahl, ein Portrait oder ein anderes grafisches Motiv darstellen. Innerhalb des Motivs 14 ist in einem Teilbereich 16 ein Bewegungseffekt in einer zweiten Farbe sichtbar. Beispielsweise kann sich ein heller Balken beim Kippen der Banknote 10 entlang des geschwungenen Teilbereichs 16 vor und zurück bewegen und einen sogenannten Rolling-Bar-Effekt erzeugen. Die Bereiche unterschiedlicher Farbe (erste und zweite Farbe) und unterschiedlicher Effekte (dreidimensionales Motiv bzw. laufender Balken) sind dabei exakt zueinander gepassert. Diese Passerung wird nachfolgend auch als Farbe-zu-Effekt-Passerung bezeichnet.
Zur näheren Erläuterung enthält das Sicherheitselement 12 mit Bezug auf den Querschnitt der Fig. 2 einen flächigen transparenten Träger 18, dessen Flächenausdehnung eine x-y-Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert. Auf dem Träger 18 ist ein mehrfarbiger reflektiver Flächenbereich 20 angeordnet, der zwei Prägestrukturen 24, 34 enthält, die in z-Richtung in zwei unterschiedlichen Höhenstufen bezogen auf den flächigen Träger 18 angeordnet sind. Die unterschiedlichen Höhenstufen der Prägestrukturen 24, 34 sind im Ausführungsbeispiel durch die unterschiedlichen Höhen der Grundflächen der Mikrospiegelanordnungen 24, 34 über dem Träger 18 definiert.
Die beiden Prägestrukturen 24, 34 sind jeweils in eine Prägelackschicht 22, 32 eingeprägt, die je nach den gewünschten Farbwirkungen farblos transparent oder eingefärbt sein kann. Im Ausführungsbeispiel stellen die Prägestrukturen jeweils Mikrospiegelprägungen bzw. Mikrospiegelanordnungen 24, 34 dar, welche jeweils aus einer Vielzahl von gegen die x-y-Ebene geneigten Mikrospiegeln gebildet sind. Die lokalen Neigungswinkel der Mikrospiegel sind dabei gerade so gewählt, dass die Reliefstruktur der Mikrospiegelanordnungen 24, 34 zusammen mit der jeweiligen reflexionserhöhenden Schicht ein gewünschtes optisches Erscheinungsbild erzeugt, wie etwa den herausgewölbten dreidimensionalen Eindruck des Motivs 14 oder den Rolling-Bar-Effekt des Teilbereichs 16.
Um das gewünschte Erscheinungsbild des Sicherheitselements 12 mit zwei unabhängig wählbaren Farben zu erzeugen, sind die Mikrospiegelanordnungen 24, 34 einerseits jeweils mit einer reflexionserhöhenden Schicht 26, 36 versehen, andererseits können auch die Prägelackschichten 22, 32 eingefärbt sein und so zusammen mit den reflexionserhöhenden Schichten 26, 36 eine gewünschte Farbwirkung der jeweiligen Mikrospiegelanordnung erzeugen.
Das Sicherheitselement 12 der Fig. 2 ist für eine Betrachtung von oben (bzw. in Reflexion), also für eine Betrachtung durch den transparenten Träger 18 hindurch ausgelegt. Die weiter vom Betrachter entfernte Mikrospiegelanordnung 24 wird daher als die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung und die näher am Betrachter liegende Mikrospiegelanordnung 34 wird als die höher liegende Mikrospiegelanordnung bezeichnet. Der Träger 18 kann nach dem Aufbringen des Sicherheitselements 12 auf ein Zielsubstrat im Sicherheitselement verbleiben (wie in Fig. 2), er kann aber auch abgezogen werden. In letzterem Fall muss der Träger natürlich nicht transparent sein.
Die beiden Mikrospiegelanordnungen 24, 34 sind im Ausführungsbeispiel übereinander angeordnet, wobei die höher liegende Mikrospiegelanordnung 34 zumindest eine großflächige Aussparung 42 aufweist, beispielsweise in Form eines 5 mm breiten und 2 cm langen gekrümmten Streifens (Fig. 1). Im Bereich der Aussparung 42 blickt der Betrachter auf die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung 24 mit der reflexionserhöhenden Schicht 26, während der visuelle Eindruck des Flächenbereichs 20 im Bereich 44 außerhalb der Aussparung 42 von der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 mit der reflexionserhöhenden Schicht 36 bestimmt wird.
Die reflexionserhöhende Schicht 26 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine vollflächige Aufdampfschicht gebildet, die nach dem Aufbringen und Prägen der Prägelackschicht 22 auf diese aufgedampft wurde.
Im Gegensatz dazu ist die reflexionserhöhende Schicht 36 keine nachträglich aufgebrachte Schicht, sondern stellt eine dem Reliefverlauf folgende Oberflächenschicht der Prägelackschicht 32 mit einer Vielzahl ausgerichteter reflektierender plättchenförmiger Pigmente 38 dar. Diese Oberflächenschicht entsteht durch die besonderen Eigenschaften der verwendeten Pigmente und darauf abgestimmte Arbeitsschritte bei der Herstellung, wie weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 3 genauer beschrieben.
Bei der Betrachtung des Sicherheitselements 12 in Reflexion nimmt der Betrachter in den Bereichen 44 außerhalb der Aussparung 42 das von der Mikrospiegelanordnung 34 erzeugte Motiv 14 mit einer ersten Farbe wahr, die durch die Farbe der ausgerichteten Pigmente 38 der Oberflächenschicht 36 und die Farbe der Prägelackschicht 32 bestimmt ist.
Innerhalb der Aussparung 42 tritt ein Bewegungseffekt in Erscheinung, bei dem beispielsweise beim Kippen der Banknote 10 ein heller Balken einer zweiten Farbe innerhalb des geschwungenen Teilbereichs 16 (Fig. 1) vor und zurück zu laufen scheint. Die zweite Farbe ist durch die Farbe der Aufdampfschicht 26 und die Farbe der Prägelackschicht 22 bestimmt. Der Höhenunterschied der beiden Mikrospiegelanordnungen 24, 34 liegt im Bereich von einigen Mikrometern oder einigen zehn Mikrometern und ist für den Betrachter daher nicht wahrnehmbar. Die beiden verschiedenfarbigen Motive und die unterschiedlichen Effekte 14, 16 scheinen daher für den Betrachter in exaktem Passer ineinander angeordnet zu sein.
Die erfindungsgemäße Herstellung solcher Sicherheitselemente wird nun mit Bezug auf die Fig. 3 näher beschrieben, die in Fig. 3(a)-(d) jeweils Zwischenschritte der Herstellung zeigt.
Zunächst wird mit Bezug auf Fig. 3(a) ein Träger 18, beispielsweise in Form einer transparenten PET-Folie bereitgestellt. Die Flächenausdehnung des Trägers 18 definiert eine x-y-Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse. In einem Flächenbereich 20 des Trägers 18 wird auf dessen Oberfläche in gewünschten Teilbereichen eine erste Prägelackschicht 32 aus einem Pigment-Prägelack 30 aufgebracht, der eine Dispersion von plättchenförmigen aufschwimmenden Metallpigmenten 38 in einem Grundprägelack 31 darstellt. Im Ausführungsbeispiel stellen die aufschwimmenden Pigmente 38 im gesamten Spektralbereich reflektierende Aluminiumpigmente dar und der Grundprägelack 31 ist lasierend mit einer gewünschten ersten Farbe eingefärbt. In anderen Gestaltungen können auch die aufschwimmenden Pigmente 38 selbst eine gewünschte Färbung aufweisen und beispielsweise durch Kupfer- oder Goldpigmente gebildet sein, während der Grundprägelack farblos transparent ausgebildet ist.
Aufgrund ihrer Benetzungseigenschaften schwimmen die Leafing-Pigmente 38 in dem Grundprägelack 31 an die Oberfläche der aufgebrachten Prägelackschicht 32 auf, wie in Fig. 3(a) dargestellt. Anschließend wird die Prägelackschicht 32 mit einer ersten Prägung in Form der gewünschten Mikrospiegelprägung 34 versehen. Wie weiter oben genauer erläutert, werden die Pigmente 38 aufgrund ihrer aufschwimmenden Eigenschaften durch die Prägung entlang des Verlaufs der Prägestruktur ausgerichtet, wie in Fig. 3(b) dargestellt. An der Oberfläche der Prägelackschicht 32 entsteht so eine reflexionserhöhende Oberflächenschicht 36 mit ausgerichteten Pigmenten 38, die dem Reliefverlauf der Mikrospiegelprägung 34 weitgehend folgt.
Nach dem Aufbringen und Prägen des Pigment-Prägelacks 30 liegen in dem Flächenbereich 20 einerseits Lackbereiche 52 mit einer geprägten, reflektierenden Prägelackschicht 32, 34, 36 und andererseits Freibereiche 54 ohne Prägelackschicht vor. Die Freibereiche 54 entsprechen den gewünschten Aussparungen 42 im fertigen Sicherheitselement (Fig. 2), die Lackbereiche 52 den gewünschten Bereichen 44 außerhalb der Aussparungen 42. Um zu gewährleisten, dass auf der Oberfläche des Trägers 18 neben den Lackbereichen 52 auch die gewünschten Freibereiche 54 entstehen, werden die Benetzungseigenschaften des Pigment-Prägelacks 30 sowohl auf dem Träger 18 als auch dem selbst nicht gezeigten Prägewerkzeug entsprechend gewählt bzw. eingestellt.
Anschließend wird auf die so gebildete Struktur eine vollflächige zweite Prägelackschicht 22 aufgebracht und diese zweite Prägelackschicht 22 mit einer zweiten Prägung in Form der gewünschten Mikrospiegelprägung 24 versehen, wie in Fig. 3(c) dargestellt.
Sowohl die erste als auch die zweite Prägelackschicht werden vorzugsweise mittels Siebdruck, Offsetdruck, Flexodruck oder Tiefdruck aufgebracht. Als Grundprägelack 31 des Pigment-Prägelacks 30 und als Prägelack für die zweite Prägelackschicht 22 kann jeweils insbesondere UV-Lack, ein thermoplastischer Lack oder ein dual cure System, also eine Kombination aus UV-Prägelack und thermoplastischem Lack verwendet werden.
Der Flächenbereich 20 wird dann beispielsweise mit einem PVD-Verfahren vollflächig metallisiert und dadurch mit einer Aufdampfschicht 26 versehen, die dem Reliefverlauf der zweiten Mikrospiegelprägung 24 folgt, wie in Fig. 3(d) gezeigt. Die so erzeugte Doppelprägestruktur wird über eine Klebeschicht 28 auf das Zielsubstrat, beispielsweise das Banknotenpapier der Banknote 10 aufgebracht, wie in Fig. 2 dargestellt.
Es versteht sich, dass je nach der vorgesehenen Verwendung des Sicherheitselements auch andere, an sich bekannte Produktionsschritte zur Fertigstellung des Produkts erfolgen können. Beispielsweise können sich Primer-, Schutzschichten und/oder eine maschinenlesbare magnetische Schicht zwischen der vollflächigen Aufdampfschicht 26 und der Klebeschicht 28 befinden.
Der Flächenbereich 20 des erfindungsgemäßen Sicherheitselements kann auf diese Weise mit zwei vollständig unabhängig voneinander wählbaren Farben hergestellt werden. Zugleich ist die Zahl der benötigten Arbeitsgänge niedrig und die Gesamtdicke des Sicherheitselements kann gering gehalten werden. Beispielsweise liegt die Schichtdicke des Sicherheitselements der Fig. 2 unterhalb von 45 µm.
Selbstverständlich zeigen alle Figuren nur den grundsätzlichen Aufbau, jedoch nicht die mögliche Vielzahl von Bereichen 44 und/ oder die mögliche Vielzahl von Aussparungen 42 in denkbaren Größen und relativen Anordnungen. Auch auf die Varianten in WO 2020/011390 A1 , WO 2020/011391 A1 und WO 2020/011391 A2 kann diesbezüglich verwiesen werden.
In einer Weiterbildung können die beschriebenen Sicherheitselemente zur zusätzlichen Absicherung mit Negativkennzeichen, beispielsweise in Form von Text, Symbolen oder Wertzahlen versehen sein.
Mit Bezug auf Fig. 4 wird hierzu ein Sicherheitselement 60 zunächst wie im Zusammenhang mit der Fig. 3 beschrieben hergestellt. Nach dem Prägen der zweiten Prägelackschicht 22 aber vor der Metallisierung wird in den Bereichen 62, die metallfrei bleiben sollen, eine Waschfarbe 64 auf die zweite Prägelackschicht 22 aufgedruckt, wie in Fig. 4(a) gezeigt. Die Bereiche 62 liegen dabei vollständig innerhalb der Freibereiche 54, überlappen also nicht mit den Lackbereichen 52 mit der ersten Prägelackschicht 32.
Dann wird der Flächenbereich 20 zusammen mit der Waschfarbe 64 vollflächig metallisiert und dadurch mit der Metallschicht 26 versehen, wie in Fig. 4(b) dargestellt. Anschließend wird die Waschfarbe 64 zusammen mit dem auf der Waschfarbe liegenden Teil der Metallisierung 26 ausgewaschen und dadurch die in Fig. 4(c) dargestellte, bereichsweise demetallisierte Metallschicht 26 erhalten. Das Sicherheitselement wird dann je nach seiner Bestimmung durch Versehen mit weiteren Schichten 28 fertiggestellt.
Das Sicherheitselement 60 ist auf Betrachtung von der Seite des Trägers 18 her ausgerichtet, unabhängig davon, ob der Träger dauerhaft in dem Sicherheitselement verbleibt, oder nach dem Aufbringen auf ein Zielsubstrat abgezogen wird. Die Bereiche 62 bilden Negativkennzeichen im fertigen Sicherheitselement 60, die eine Durchsicht durch das Sicherheitselement erlauben. Ist die zweite Prägelackschicht 22 farblos transparent, erscheinen auch die Negativkennzeichen 62 farblos transparent. Im Fall einer farbigen zweiten Prägelackschicht 22 erscheinen die Negativkennzeichen 62 mit der Durchsichtsfarbe der Prägelackschicht 22.
Die Demetallisierung kann beispielsweise auch durch einen Ätzprozess erfolgen, wobei vor dem Ätzschritt in den Bereichen, in denen das Metall nicht abgetragen werden soll, ein Ätzresist aufgebracht wird, welcher nach dem Ätzvorgang wieder entfernt wird. Auch eine bereichsweise Entfernung einer zunächst vollflächig aufgebrachten Metallschicht durch Laserbeaufschlagung kommt zur Demetallisierung in Betracht.
Mit Bezug auf Fig. 5, mit seinen Darstellungen a bis c, wird ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements 70 beschrieben.
Auf einem Träger 18 ist eine durchgehende Prägeschicht 72 angeordnet, die beispielsweise als thermoplastische Schicht oder als Prägelackschicht ausgestaltet sein kann. Nur in Teilbereichen 44 wird eine reflektierende Farbschicht 75 aufgebracht, insbesondere aufgedruckt, wie in Darstellung a erkennbar. Die reflektierende Farbschicht 75 umfasst ein Bindemittel 77, absinkende Pigmente 78 sowie Farbmittel 73, als gelöster Farbstoff oder als Farbpigmente. Die absinkenden Pigmente 78 sinken auf die Unterseite der (noch ungeprägten) Farbschicht 75 ab und bilden dort eine reflektierende (oder reflexionserhöhende) Schicht 76 aus.
In der zweiten Darstellung b der Figur 5 ist erkennbar, dass beide Schichten 72, 75 gemeinsam verprägt werden. Die Oberfläche der Reliefstruktur 34 wird in den Teilbereichen 44 gebildet durch die Oberfläche 34a der geprägten reflektierenden Farbschicht 75 und in den Freibereichen 42 die Oberfläche 34b der geprägten Prägeschicht 72.
In der dritten Darstellung c ist die weitere (erste) Reliefstruktur 24 dargestellt. Eine Prägelackschicht 71 wird auf die vorhandene (zweite) Reliefstruktur 34 aufgebracht, anders geprägt und metallisiert mit einer reflektionserhöhenden Schicht 26. Dabei oder danach können natürlich auch Durchsichtsbereiche 62 erzeugt werden.
Das in Figur 6 dargestellte Verfahren unterscheidet sich primär dadurch von dem Verfahren nach Figur 5, dass eine Prägeschicht 82 auf dem Träger 18 zunächst verprägt wird und dann die Farbschicht 75 aufgebracht wird.
Die Oberfläche der Reliefstruktur 34 wird in den Freibereichen 42 durch die geprägte Oberfläche 34b der geprägten Prägeschicht 82 gebildet. In den Teilbereichen 44 liegt die Farbschicht 75 mit seinen abgesunkenen Pigmenten 78 auf der geprägten Oberfläche der geprägten Prägeschicht 82. Da beide Oberflächen der Farbschicht 75 der geprägten Struktur folgen, bilden die abgesunkenen Pigmente 78 wiederum die reflexionserhöhende Schicht 76 der zweiten Reliefstruktur 34.
Auf eine optionale Zwischenschicht 84 wird eine mehrfarbige Farbschicht 83 aufgebracht, die in der Figur mit zwei unterschiedlich farbigen Abschnitten dargestellt ist. Darauf wird die Prägelackschicht 81 der ersten Reliefstruktur aufgebracht, auf welche (vor oder) nach der Prägung eine Metallschicht oder HRI-Schicht als reflexionserhöhende Schicht 89 aufgedampft wird. Mit Hilfe einer optionalen Haftschicht 88 könnte das Sicherheitselement 80, welches als Streifen oder Patch ausgebildet ist, transferiert werden, beispielsweise auf ein Banknotensubstrat. Der Träger 18 kann wahlweise wiederum verbleiben oder nach dem Transfer von der Prägeschicht 82 abgezogen werden. Als Unterbereich des Freibereiches 42 ist wiederum ein Durchsichtsbereich 62 erkennbar.
Das Sicherheitselement 90 in Fig. 7 umfasst neben einer ersten Reliefstruktur mit geprägter Prägeschicht 22 und aufgedampfter reflexionserhöhender Schicht 99 eine zweite Reliefstruktur 34.
Die folgenden weiteren Aspekte können einzeln, wie in Figur 7 oder anders kombiniert gemeinsam verwendet werden.
Die Reliefstruktur 34 umfasst zumindest zwei unterschiedlich aufgebaute Teilbereiche 44. In einem ersten der Teilbereiche 44 werden absinkende Pigmente 38, beispielsweise in einer Prägelackschicht 32 (oder in einer Farbschicht) verwendet, und in einem zweiten der Teilbereiche werden aufschwimmende Pigmente 98 verwendet.
In einer reflexionserhöhenden Farbschicht 95, die auf eine geprägte Prägeschicht 92 aufgebracht wurde, sind die aufschwimmenden Pigmente 98, welche die reflexionserhöhende Schicht 96 bilden, enthalten. Die reflexionserhöhende Schicht folgt dem Oberflächenrelief der geprägten Prägeschicht 92, die insbesondere eine Prägelackschicht ist. Die reflexionserhöhende Farbschicht 95 umfasst ferner ein Farbmittel 93 in einem Bindemittel 97.
In der gezeigten Ausgestaltung der reflexionserhöhenden Farbschicht 95 folgt sie nur mit einer ihrer beiden Oberflächen dem Relief. Die zweite Oberfläche der Farbschicht 95 weist das Relief nicht auf bzw. kein Relief auf.
In dem ersten der Teilbereiche 44 wird eine Prägelackschicht und in dem zweiten der Teilbereiche eine reflexionserhöhende Farbschicht verwendet.
Die Reliefstruktur 34 weist in den Teilbereichen 44 mit den Abschnitten 34d und 34e unterschiedliche Prägeschichten 32, 92 auf, die gemeinsam geprägt sind (mit und/oder ohne Farbmittel bzw. mit und/ oder ohne aufschwimmende oder absinkende Pigmente).
Ebenfalls dargestellt ist in der Figur 7 (b) dass das Sicherheitselement 90 ebenso (alternativ) mittels einer oben liegenden Haftschicht 88 auf dem Träger 18, anstatt einer unten liegenden Haftschicht befestigt werden könnte.

Bezugszeichenliste

10: Banknote
12: Sicherheitselement
14: Motiv
16: Teilbereich
20: reflektiver Flächenbereich
22, 71, 81: erste Prägelackschicht
24: erste Prägestruktur
26, 79, 99: reflexionserhöhende Schicht
28, 84, 88: Klebeschicht
30: Pigment-Prägelack
31: Grundprägelack
32: zweite Prägelackschicht
34: zweite Prägestruktur
36, 76, 96: reflexionserhöhende Schicht
38, 78, 98: aufschwimmende/absinkende Pigmente
42: Aussparung
44: Teilbereiche außerhalb der Aussparung
52: Teilbereiche
54: Freibereiche
60,70,80,90: Sicherheitselement
62: Durchsichtsbereiche
64: Waschfarbe
72, 82, 92: Prägeschicht
73, 93: Farbmittel
75, 95: reflektive Farbschicht
77,97: Bindemittel
83: Farbschicht

Claims

Optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, dessen Flächenausdehnung eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert, mit einem reflektiven Flächenbereich, der zumindest zwei, aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen erkennbare Erscheinungsbilder zeigt, wobei
- der reflektive Flächenbereich eine erste Reliefstruktur (24) und eine zweite Reliefstruktur (34) enthält, die einander zumindest teilweise überlappend in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind,

- die erste Reliefstruktur (24) mit einer reflexionserhöhenden Schicht (26) versehen ist,

- die zweite Reliefstruktur (34) eine reflexionserhöhende Schicht (36) aufweist,

- die zweite Reliefstruktur (34) eine Prägeschicht (32; 72) umfasst, und

- der reflektive Flächenbereich Teilbereiche (44) mit reflektierender zweiter Reliefstruktur (34, 36) und Freibereiche (42) ohne reflektierende zweite Reliefstruktur (34, 36) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Prägeschicht (32) nur in den Teilbereichen (44) des reflektiven Flächenbereiches nicht aber in den Freibereichen (42) vorgesehen ist, nur in den Teilbereichen (44) des reflektiven Flächenbereichs die zweite Reliefstruktur (34) vorgesehen ist, und

die reflexionserhöhende Schicht (36) der zweiten Reliefstruktur (34) durch aufgeschwommene oder abgesunkene Pigmente gebildet ist.
Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reliefstruktur (34) eine Farbschicht (75) umfasst.
Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Prägeschicht (32) aufgeschwommene oder abgesunkene Pigmente die reflexionserhöhende Schicht (36) der zweiten Reliefstruktur (34) bilden.
Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reliefstruktur (34) durch eine Prägelackschicht (32) gebildet ist, an deren reliefstrukturierter Seite eine Oberflächenschicht aus den aufgeschwommenen oder abgesunkenen Pigmenten die reflexionserhöhende Schicht (36) der zweiten Reliefstruktur bildet.
Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer reflexionserhöhenden, vorzugsweise reflektierenden, Farbschicht (75) aufgeschwommene oder abgesunkene Pigmente (78) die reflexionserhöhende Schicht (76) der zweiten Reliefstruktur (34) bilden.
Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reliefstruktur (34) durch eine Prägeschicht (72) und eine reflexionserhöhende Farbschicht (75) gebildet ist, wobei an der reliefstrukturierten Seite der reflektierenden Farbschicht eine Oberflächenschicht aus den in der reflexionserhöhende Farbschicht (75) aufgeschwommenen oder abgesunkenen Pigmenten (78) die reflexionserhöhende Schicht (36) der zweiten Reliefstruktur bildet.
Sicherheitselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass beide Seiten der reflexionserhöhenden Farbschicht (75) einem Reliefverlauf der zweiten Reliefstruktur folgen, wobei insbesondere die reflexionserhöhende Schicht (76) an der zur Prägeschicht (72; 82) zugewandten oder abgewandten Seite angeordnet ist.
Sicherheitselement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Prägeschicht (72; 82) und die reflexionserhöhende Farbschicht (75) gemeinsam geprägt sind.
Sicherheitselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass nur die zur Prägeschicht (82) zugewandte Seite der reflexionserhöhenden Farbschicht (75) einem Reliefverlauf der zweiten Reliefstruktur folgt;
Sicherheitselement nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
dass nur die Prägeschicht (82) geprägt ist und die reflexionserhöhende Farbschicht (75) in den Teilbereichen (44) auf die geprägte Prägeschicht (82) aufgebracht ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aufschwimmenden oder absinkenden Pigmente
optisch variable Pigmente sind; und/ oder

anisotrope Pigmente sind, die dem Reliefverlauf der zweiten Reliefstruktur folgend ausgerichtet sind und/oder eine größte Abmessung unterhalb der lateralen Strukturabmessungen der zweiten Reliefstruktur aufweisen.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reliefstruktur und/oder die erste Reliefstruktur durch Mikrospiegelanordnungen mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet sind, insbesondere mit nicht-diffraktiv wirkenden Spiegeln, und vorzugsweise mit planen Spiegeln, Hohlspiegeln und/ oder fresnelartigen Spiegeln.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reliefstruktur einen ersten optisch variablen Effekt, insbesondere in einer ersten Farbe, zeigt, und die erste Reliefstruktur in den Freibereichen des Flächenbereichs einen zweiten optisch variablen Effekt, insbesondere in einer zweiten, unterschiedlichen Farbe zeigt, vorzugsweise von der gleichen Seite des Sicherheitselements betrachtet.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die reflexionserhöhende Schicht (26) der ersten Reliefstruktur (24) durch eine reflexionserhöhende Farbbeschichtung gebildet ist, insbesondere durch eine Metallisierung, einen Dünnschichtaufbau, durch eine mit einer Metallisierung hinterlegte lasierende Farbe, durch eine Lumineszenzfarbe mit einer metallischen Verspiegelung und/ oder durch eine Nanopartikelfarbe.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die reflexionserhöhende Schicht (26) der ersten Reliefstruktur (24) durch eine Aufdampfschicht gebildet ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche (44) und Freibereiche (42) zumindest als regelmäßiges oder unregelmäßiges Raster mit Rasterelementen ausgebildet sind, wobei die Abmessungen der Rasterelemente in einer oder beiden lateralen Richtungen unterhalb von 140 µm, vorzugsweise zwischen 20 µm und 100 µm, insbesondere zwischen 20 µm und 60 µm liegen; wobei insbesondere das durch die Teilbereiche und Freibereiche gebildete Raster mit einer konstanter Flächendeckung durch die Rasterelemente ausgebildet wird, welche zweckmäßig zwischen 30% und 70%, vorzugsweise zwischen 40% und 60%, weiter vorzugsweise bei etwa 50% liegt.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche (44) und Freibereiche (42) zumindest in einem Teil des Flächenbereichs als Effektbereich ausgebildet sind, in dem die Teilbereiche und/oder die Freibereiche laterale Abmessungen von mehr als 140 µm aufweisen; wobei insbesondere zumindest ein Teilbereich und/ oder zumindest ein Freibereich mit lateralen Abmessungen von mehr als 250 µm, vorzugsweise von mehr als 500 µm und insbesondere von mehr als 1 mm ausgebildet ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Sicherheitselement durch Aussparungen (62) in der reflexionserhöhenden Schicht der ersten Reliefstruktur Negativkennzeichen als Sicherheitsmerkmal gebildet sind, wobei insbesondere deckungsgleich Aussparungen in der reflexionserhöhenden Schicht der zweiten Reliefstruktur oder Freibereiche vorliegen; und/ oder

in dem Sicherheitselement ein weiteres für den Betrachter sichtbares oder maschinenlesbares Sicherheitsmerkmal enthalten ist, welches insbesondere in dem reflektiven Flächenbereich oder außerhalb davon angeordnet ist.
Datenträger mit einem optisch variablen Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 18, welches vorzugsweise als Transferelement auf das Substrat des Datenträgers aufgebracht, auf dem Substrat des Datenträgers erstellt worden oder in das Substrat des Datenträgers eingebracht ist, und optional weitere Sicherheitsmerkmale oder Sicherheitselemente, die für den Betrachter sichtbar oder maschinenlesbar sind, umfasst.
Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements mit einem reflektiven Flächenbereich, der zumindest zwei, aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen erkennbare Erscheinungsbilder zeigt, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem
- ein Träger (18) bereitgestellt wird, dessen Flächenausdehnung eine Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert,

- der Träger (18) mit einem reflektiven Flächenbereich versehen wird, der zwei Reliefstrukturen (24,34) enthält, die einander zumindest teilweise überlappend in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind und eine erste und eine zweite Reliefstruktur bilden, wobei die zweite Reliefstruktur (34) eine Prägeschicht (32; 72) umfasst, wobei

- die erste Reliefstruktur (24) mit einer ihrem Reliefverlauf folgenden reflexionserhöhenden Schicht (26) versehen wird, und

- die zweite Reliefstruktur (34) mit einer ihrem Reliefverlauf folgenden reflexionserhöhenden Schicht (36) versehen wird,

wobei der reflektive Flächenbereich Teilbereiche (44) mit reflektierender zweiter Reliefstruktur (34, 36) und Freibereiche (42) ohne reflektierende zweite Reliefstruktur (34, 36) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Prägeschicht (32; 72) nur in den Teilbereichen (44) des reflektiven Flächenbereiches nicht aber in den Freibereichen (42) vorgesehen wird, nur in den Teilbereichen (44) des reflektiven Flächenbereichs die zweite Reliefstruktur (34) vorgesehen wird, und

aufschwimmende oder absinkende Pigmente die reflexionserhöhende Schicht (36) der zweiten Reliefstruktur (34) ausbilden.