CH707652B1

CH707652B1 - Optische Sicherheitsvorrichtung mit Nanoteilchentinte und Verfahren zur Herstellung.

Info

Publication number: CH707652B1
Application number: CH00987/14A
Authority: CH
Inventors: Fairless Power Gary; Batistatos Odisea; Lok Phei; Bruce Hardwick Michael
Original assignee: Innovia Security Pty Ltd
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2017-09-15
Also published as: JP2018086845A; GB201411053D0; JP2015507556A; AU2011101684A4; AP2014007711A0; CH707652B8; CN107097547A; AU2011101684B4; AU2012357700B2; WO2013090983A1; AU2015210426A1; DE112012005052T5; GB2511463A; BR112014015649A2; MX345416B; CN104010823B; MX2014007528A; FR2984800A1; CA2858835A1; HK1199863A1

Abstract

Eine optische Sicherheitsvorrichtung, die ein Substrat (102) mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche und eine metallische Nanoteilchentinte (104), die intermittierend in wenigstens einem Bereich auf der ersten Fläche (102) bereitgestellt ist, um einen reflektierenden oder teilreflektierenden Fleck oder reflektierende oder teilreflektierende Flecke zu erzeugen, aufweist, wobei eine erste Beschichtung (106) über dem Bereich oder den Bereichen (108) aufgebracht ist, worin die metallische Nanoteilchentinte bereitgestellt ist, wobei die erste Beschichtung (106) an der ersten Fläche (102) haftet, wo die metallische Nanoteilchentinte nicht vorhanden ist, wodurch die metallische Nanoteilchentinte (104) zwischen der ersten Fläche (102) und der ersten Beschichtung (106) gehalten ist.

Description

Beschreibung Gebiet der Erfindung [0001] Diese Erfindung betrifft optische Sicherheitsvorrichtungen und Verfahren für ihre Herstellung. Sie betrifft insbesondere optische Sicherheitsvorrichtungen, welche eine Nanoteilchentinte bei ihrer Konstruktion verwenden.

Hintergrund der Erfindung [0002] Optische Sicherheitsvorrichtungen werden üblicherweise in Sicherheitsdokumenten als Mittel zum Verhindern einer unautorisierten Kopie oder einer Fälschung solcher Dokumente verwendet. Typischerweise erzeugt eine solche Vorrichtung eine optische Wirkung, die für einen möglichen Fälscher schwer zu replizieren ist.

[0003] Ein weiter Bereich von optischen Sicherheitsvorrichtungen ist auf dem Fachgebiet bekannt. Häufig beruhen solche Vorrichtungen auf der Aufbringung einer reflektierenden Beschichtung oder einer semitransparenten Beschichtung mit einem hohen Brechungsindex, um die optische Wirkung anzuzeigen. Beispielsweise ist es üblich, dass eine optische Sicherheitsvorrichtung durch Einprägen eines Beugungsmusters in eine Polymerschicht zur Bildung eines Oberflächenreliefmusters und Bereitstellen einer dünnen reflektierenden Metallschicht über dem Muster konstruiert wird. Auf diese Weise ist die durch das Beugungsmuster erzeugte Wirkung in Reflexion sichtbar. Alternativ wird die Metallschicht durch eine transparente Schicht mit einem hohen Brechungsindex ersetzt, wodurch ermöglicht wird, dass die Beugungswirkung betrachtet wird, jedoch auch ermöglicht wird, dass jegliche Informationen hinter der Vorrichtung sichtbar sind.

[0004] Die dünne reflektierende Metallschicht kann auf eine Anzahl von Weisen bereitgestellt werden. Eine Weise besteht in der Verwendung eines Vakuumabscheidungsprozesses. Bei diesem Prozess wird das zu beschichtende Material in einem Vakuum angeordnet, und das Metall wird verdampft. Wenn das verdampfte Metall in Kontakt mit dem Material gelangt, kondensiert es und bildet eine metallische Schicht auf dem Material. Diese Prozedur ist beim Bereitstellen einer reflektierenden Schicht wirksam, sie ist jedoch verhältnismässig kostspielig.

[0005] Eine Alternative zum Vakuumabscheidungsprozess besteht in der Verwendung einer metallischen Nanoteilchentinte zur Beschichtung der erforderlichen Oberfläche. Die Aufbringung einer solchen Tinte kann, verglichen mit dem Vakuumabscheidungsprozess, zu erheblich geringeren Kosten erreicht werden, während noch eine dünne Beschichtung bereitgestellt wird, die entweder hochreflektierend oder semitransparent mit einem von der Zusammensetzung der Tinte abhängigen hohen Brechungsindex sein kann.

[0006] Die Verwendung metallischer Nanoteilchentinten war früher problematisch, weil solche Tinten eine schwache Haftung an den Oberflächen, auf welche sie aufgebracht werden, zeigen. Folglich hat es sich trotz der attraktiven optischen Eigenschaften dieser Tinten als schwierig erwiesen, diese Tintentypen wirksam beim Erzeugen optischer Sicherheitsvorrichtungen zu verwenden.

[0007] Es ist daher wünschenswert, eine optische Sicherheitsvorrichtung unter Verwendung metallischer Nanoteilchentinten bereitzustellen, welche die durch die schlechte Haftung dieser Tinten hervorgerufenen Schwierigkeiten adressiert. Es ist auch wünschenswert, ein Verfahren zur Herstellung solcher optischer Sicherheitsvorrichtungen bereitzustellen.

Zusammenfassung der Erfindung [0008] Gemäss einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen: eine optische Sicherheitsvorrichtung, die ein Substrat mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche und eine metallische Nanoteilchentinte, die intermittierend in wenigstens einem Bereich auf der ersten Fläche bereitgestellt ist, um einen reflektierenden oder teilreflektierenden Fleck oder reflektierende oder teilreflektierende Flecke zu erzeugen, aufweist, wobei eine erste Beschichtung über dem Bereich oder den Bereichen aufgebracht ist, worin die metallische Nanoteilchentinte bereitgestellt ist, wobei die erste Beschichtung an der ersten Fläche haftet, wo die metallische Nanoteilchentinte nicht vorhanden ist, wodurch die metallische Nanoteilchentinte zwischen der ersten Fläche und der ersten Beschichtung gehalten ist. Vorzugsweise überlagern der reflektierende oder teilreflektierende Fleck oder die reflektierenden oder teilreflektierenden Flecke eine diffraktive Reliefstruktur zumindest teilweise.

[0009] Die diffraktive Reliefstruktur kann auf der ersten Fläche des Substrats bereitgestellt sein. Alternativ kann die diffraktive Reliefstruktur auf der zweiten Fläche des Substrats bereitgestellt sein. Die Reliefstruktur kann ein diffraktives optisches Element sein.

[0010] Eine zweite transparente oder lichtdurchlässige Beschichtung kann direkt auf zumindest einen Teil der oder jeder Reliefstruktur aufgebracht sein, wo der reflektierende oder teilreflektierende Fleck oder die reflektierenden oder teilreflektierenden Flecke nicht vorhanden sind. Der Brechungsindex der zweiten transparenten oder lichtdurchlässigen Beschichtung kann im Wesentlichen dem Brechungsindex der oder jeder Reliefstruktur gleichen.

[0011] Die erste Beschichtung ist vorzugsweise eine Beschichtung mit einem hohen Berechnungsindex.

[0012] Vorzugsweise können die erste Beschichtung und die zweite transparente oder lichtdurchlässige Beschichtung den gleichen Brechungsindex aufweisen. Noch bevorzugter können die Beschichtungen gleich sein und vorzugsweise gleichzeitig aufgebracht werden.

[0013] Dies ermöglicht es, dass die Teile der Reliefstruktur, die nicht mit metallischer Nanoteilchentinte versehen sind, unsichtbar gemacht werden können, wie es erforderlich ist.

[0014] Alternativ kann die Reliefstruktur ein Gitter mit einer hohen Auflösung oder einem hohen Aspektverhältnis in der Art eines Polarisationsgitters sein.

[0015] Die metallische Nanoteilchentinte kann in mehreren im Wesentlichen parallelen Linien auf der ersten Fläche bereitgestellt sein. Wo die metallische Nanoteilchentinte auf diese Weise bereitgestellt ist», hat jede Linse vorzugsweise eine Breite von 1 nm bis 200 pm und sind die Linien ferner vorzugsweise um 1 nm bis 200 pm beabstandet.

[0016] Alternativ ist die metallische Nanoteilchentinte in mehreren im Wesentlichen kreisförmigen Marken bereitgestellt. Wo die metallische Nanoteilchentinte auf diese Weise bereitgestellt ist, hat jede im Wesentlichen kreisförmige Marke vorzugsweise einen Durchmesser von 1 nm bis 200 pm und sind die Marken ferner vorzugsweise um 1 nm bis 200 pm beabstandet.

[0017] Vorzugsweise erzeugen die Grösse und der Abstand der im Wesentlichen parallelen Linien oder der im Wesentlichen kreisförmigen Marken eine optische Dichte von grösser als 0,1.

[0018] Die erste Beschichtung kann eine härtbare Beschichtung sein.

[0019] Die metallische Nanoteilchentinte kann eine im Wesentlichen lichtundurchlässige, reflektierende Schicht bilden. Alternativ kann die metallische Nanoteilchentinte eine semitransparente Schicht mit einem Brechungsindex bilden, der grösser als jener der Reliefstruktur ist.

[0020] Die metallische Nanoteilchentinte kann eine Silbernanoteilchentinte sein. Wo dies der Fall ist, weist die Silberna-noteilchentinte vorzugsweise weniger als 40% Silber auf.

[0021] Alternativ kann die metallische Nanoteilchentinte eine Aluminiumnanoteilchentinte sein. Ferner ist die metallische Nanoteilchentinte alternativ eine Titannanoteilchentinte.

[0022] Das Substrat der optischen Sicherheitsvorrichtung kann transparent oder lichtdurchlässig sein. Die optische Sicherheitsvorrichtung kann wenigstens eine lichtundurchlässig machende Schicht aufweisen, die auf zumindest einen Teil der ersten Fläche des transparenten oder lichtdurchlässigen Substrats aufgebracht ist. Ferner kann die optische Sicherheitsvorrichtung wenigstens eine lichtundurchlässig machende Schicht aufweisen, die auf zumindest einen Teil der zweiten Fläche des transparenten oder lichtdurchlässigen Substrats aufgebracht ist.

[0023] Vorzugsweise ist die wenigstens eine lichtundurchlässig machende Schicht zumindest teilweise fortgelassen, um ein Fenster oderein Halbfenster auf wenigstens einer von der ersten und der zweiten Fläche des Substrats in dem Bereich zu bilden, wo die metallische Nanoteilchentinte und die erste Beschichtung bereitgestellt sind.

[0024] Noch bevorzugter ist wenigstens eine der lichtundurchlässig machenden Schichten im Gebiet der metallischen Nanoteilchentinte intermittierend auf der zweiten Fläche des Substrats bereitgestellt, um Sichtmarkierungen oder ein Bild zu erzeugen.

[0025] Die wenigstens eine lichtundurchlässig machende Schicht ist eine lichtundurchlässig machende Beschickung, vorzugsweise eine lichtundurchlässig machende Tintenschicht.

[0026] Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen: ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Sicherheitsvorrichtung, wobei eine metallische Nanoteilchentinte intermittierend in wenigstens einem Bereich auf einer ersten Fläche eines Substrats aufgebracht wird und eine erste Beschichtung über dem oder jedem Bereich aufgebracht wird, worin die metallische Nanoteilchentinte aufgebracht wurde, wobei die erste Beschichtung an der ersten Fläche haftet, wo die metallische Nanoteilchentinte nicht vorhanden ist, wodurch die metallische Nanoteilchentinte zwischen der ersten Fläche und der ersten Beschichtung gehalten wird. Vorzugsweise weist das Verfahren ferner den Schritt des Aufbringers des reflektierenden oder teilreflektierenden Flecks oder der reflektierenden oder teilreflektierenden Flecke auf, so dass sie eine diffraktive Reliefstruktur zumindest teilweise überlagern, wobei die diffraktive Reliefstruktur auf der ersten oder der zweiten Fläche des Substrats bereitgestellt wird.

[0027] Die Reliefstruktur kann als ein diffraktives optisches Element bereitgestellt sein.

[0028] Das Verfahren kann auch den Schritt des Aufbringens einer zweiten transparenten oder lichtdurchlässigen Beschichtung direkt auf zumindest einen Teil der oder jeder Reliefstruktur, wo der reflektierende oder teilreflektierende Fleck oder die reflektierenden oder teilreflektierenden Flecke nicht vorhanden sind, aufweisen. Vorzugsweise gleicht der Brechungsindex der transparenten oder lichtdurchlässigen Beschichtung im Wesentlichen dem Brechungsindex der oder jeder Reliefstruktur.

[0029] Vorzugsweise ist die erste Beschichtung eine Beschichtung mit einem hohen Brechungsindex.

[0030] Vorzugsweise können die erste Beschichtung und die zweite transparente oder lichtdurchlässige Beschichtung den gleichen Brechungsindex aufweisen. Die Beschichtungen können sogar noch bevorzugter gleichzeitig aufgebracht werden.

[0031] Alternativ kann die Reliefstruktur als ein Gitter mit einer hohen Auflösung oder einem hohen Aspektverhältnis in der Art eines Polarisationsgitters bereitgestellt werden.

[0032] Die metallische Nanoteilchentinte kann in mehreren im Wesentlichen parallelen Linien auf die erste Fläche aufgebracht werden. Wo die metallische Nanoteilchentinte auf diese Weise aufgebracht wird, hat jede Linie vorzugsweise eine Breite von 1 nm bis 200 pm, und die Linien sind vorzugsweise ferner um 1 nm bis 200 pm beabstandet.

[0033] Alternativ weist das Verfahren auf, dass die metallische Nanoteilchentinte in mehreren im Wesentlichen kreisförmigen Marken aufgebracht wird. Wo die metallische Nanoteilchentinte auf diese Weise bereitgestellt wird, hat jede im Wesentlichen kreisförmige Marke vorzugsweise einen Durchmesser von 1 nm bis 200 pm, und die Marken sind ferner vorzugsweise um 1 nm bis 200 pm beabstandet.

[0034] Vorzugsweise erzeugen die Grösse und der Abstand der im Wesentlichen parallelen Linien oder der im Wesentlichen kreisförmigen Marken eine optische Dichte von grösser als 0,1.

[0035] Die erste Beschichtung kann als eine härtbare Beschichtung aufgebracht werden.

[0036] Das Verfahren kann den Schritt des Aufbringens der metallischen Nanoteilchentinte als eine im Wesentlichen lichtundurchlässige, reflektierende Schicht aufweisen. Alternativ kann die metallische Nanoteilchentinte als eine semitransparente Schicht mit einem Brechungsindex, der grösser als jener der Reliefstruktur ist, aufgebracht werden.

[0037] Die metallische Nanoteilchentinte kann als eine Silbernanoteilchentinte aufgebracht werden. Wo dies der Fall ist, weist die Silbernanoteilchentinte vorzugsweise weniger als 40% Silber auf.

[0038] Alternativ kann das Verfahren das Aufbringen einer Aluminiumnanoteilchentinte oder einer Titannanoteilchentinte aufweisen.

[0039] Das Verfahren kann das Bereitstellen eines transparenten oder lichtdurchlässigen Substrats aufweisen.

[0040] Das Verfahren kann ferner das Aufbringen wenigstens einer lichtundurchlässig machenden Schicht auf zumindest einen Teil der ersten Fläche des transparenten oder lichtdurchlässigen Substrats aufweisen. Das Verfahren kann ferner das Aufbringen wenigstens einer lichtundurchlässig machenden Schicht auf zumindest einen Teil der zweiten Fläche des transparenten oder lichtdurchlässigen Substrats aufweisen.

[0041] Ein zusätzlicher Schritt des Verfahrens kann aufweisen, dass die wenigstens eine lichtundurchlässig machende Schicht zumindest teilweise fortgelassen wird, um ein Fenster oder Halbfenster auf wenigstens einer von der ersten und der zweiten Fläche des Substrats in dem Bereich zu bilden, wo die metallische Nanoteilchentinte und die erste Beschichtung bereitgestellt sind. Das Verfahren kann auch das intermittierende Aufbringen der wenigstens einen der lichtundurchlässig machenden Schichten auf die zweite Fläche des Substrats im Gebiet der metallischen Nanoteilchentinte, um Sichtmarkierungen oder ein Bild zu erzeugen, aufweisen.

[0042] Das Verfahren weist auch den Schritt des Bereitstellens wenigstens einer lichtundurchlässig machenden Schicht, die eine lichtundurchlässig machende Beschichtung, vorzugsweise eine lichtundurchlässig machende Tintenschicht ist, auf.

[0043] Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Sicherheitsdokument in der Art einer Banknote, welches die in einer der Ausführungsformen beschriebene optische Sicherheitsvorrichtung aufweist.

Kurzbeschreibung der Zeichnung [0044] Spezifische Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur als Beispiel mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen repräsentativen Querschnitt einer optischen Sicherheitsvorrichtung gemäss einer ersten

Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen repräsentativen Querschnitt einer optischen Sicherheitsvorrichtung gemäss einer alternati ven Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 einen repräsentativen Querschnitt einer optischen Sicherheitsvorrichtung gemäss einer weiteren

Ausführungsform der Erfindung, die Fig. 4a und 4b repräsentative Querschnitte einer optischen Sicherheitsvorrichtung gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung, und die Fig. 5a und 5b repräsentative Querschnitte einer optischen Sicherheitsvorrichtung gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen Definitionen [0045] Sicherheitsdokument

Der Begriff «Sicherheitsdokument» schliesst, wie er hier verwendet wird, alle Typen von Dokumenten und Wertmarken und Identifikationsdokumenten ein, einschliesslich der folgenden, jedoch ohne Einschränkung auf diese: Währungseinheiten, wie Banknoten und Münzen, Kreditkarten, Schecks, Pässe, Identitätskarten, Wertpapiere und Aktienzertifikate, Führerscheine, Eigentumsurkunden, Reisedokumente, wie Flugkarten und Zugkarten, Eintrittskarten und Tickets, Geburts-, Todes- und Heiratsurkunden und Studienbücher.

[0046] Metallische Nanoteilchentinte

Der Begriff «metallische Nanoteilchentinte» betrifft, wie er hier verwendet wird, eine Tinte mit metallischen Teilchen, die eine durchschnittliche Grösse von weniger als einem Mikrometer aufweisen.

[0047] Diffraktive optische Elemente (DOE)

Der Begriff «diffraktives optisches Element» betrifft, wie er hier verwendet wird, ein diffraktives optisches Element (DOE) von einem numerischen Typ. Diffraktive optische Elemente (DOE) von einem numerischen Typ beruhen auf der Abbildung komplexer Daten, die im Fernfeld (oder der Rekonstruktionsebene) ein zweidimensionales Intensitätsmuster rekonstruieren. Wenn demgemäss im Wesentlichen kollimiertes Licht, beispielsweise von einer Punktlichtquelle oder einem Laser, auf das DOE einfällt, wird ein Interferenzmuster erzeugt, das ein projiziertes Bild in der Rekonstruktionsebene erzeugt, welches sichtbar ist, wenn sich eine geeignete Betrachtungsfläche in der Rekonstruktionsebene befindet oder wenn das DOE in Transmission an der Rekonstruktionsebene betrachtet wird. Die Transformation zwischen den beiden Ebenen kann durch eine schnelle Fouriertransformation (FFT) genähert werden. Demgemäss müssen komplexe Daten, einschliesslich Amplituden- und Phaseninformationen, physikalisch in die Mikrostriktur des DOEs codiert werden. Diese DOE-Daten können durch Ausführen einer inversen FFT-Transformation der gewünschten Rekonstruktion (d.h. des gewünschten Intensitätsmusters im Fernfeld) berechnet werden.

[0048] DOE werden manchmal als computererzeugte Hologramme bezeichnet, sie unterscheiden sich jedoch von anderen Hologrammtypen in der Art von Regenbogen-Hologrammen, Fresnel-Hologrammen und Volumenreflexionshologrammen.

[0049] Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer optischen Sicherheitsvorrichtung, wobei eine metallische Nanoteilchentinte 104 intermittierend in einem Bereich der ersten Fläche eines Substrats 102 bereitgestellt ist. Eine Beschichtung 106 ist über den Bereich aufgebracht, in dem die metallische Nanoteilchentinte 104 bereitgestellt ist. Die Beschichtung 106 haftet in den Bereichen 108 zwischen den Gebieten der metallischen Nanoteilchentinte 104, in denen die metallische Nanoteilchentinte 104 nicht vorhanden ist, an der Oberfläche des Substrats 102. Auf diese Weise werden die einzelnen Gebiete der metallischen Nanoteilchentinte 104 trotz der schwachen Haftung der metallischen Nanoteilchentinte 104 an der Oberfläche des Substrats 102 zwischen der Oberfläche des Substrats 102 und der Beschichtung 106 in Position gehalten.

[0050] Die Gebiete der metallischen Nanoteilchentinte 104 erzeugen zusammen einen reflektierenden oder teilreflektierenden Fleck auf dem Substrat 102. Mehrere Bereiche eines Substrats können auf diese Weise mit metallischer Nanoteilchentinte versehen werden, falls mehrere reflektierende Flecke oder teilreflektierende Flecke erwünscht sind.

[0051] Gemäss einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die metallische Nanoteilchentinte verwendet werden, um eine dünne reflektierende Beschichtung auf eine Reliefstruktur in der Art einer diffraktiven Struktur aufzubringen. Eine solche Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt, wobei eine diffraktive Struktur 208 auf der ersten Fläche eines Substrats 202 bereitgestellt ist. Die diffraktive Struktur 208 kann mit dem Substrat integral ausgebildet sein, beispielsweise in ein Polymersubstrat eingeprägt sein, oder sie kann alternativ als ein getrenntes Element aufgebracht sein, beispielsweise in eine auf das Substrat aufgebrachte Schicht oder Beschichtung eingeprägt sein.

[0052] Eine metallische Nanoteilchentinte 204 ist intermittierend in einem Bereich der diffraktiven Struktur 208 bereitgestellt. Eine Beschichtung 206 ist über dem Bereich aufgebracht, in dem die metallische Nanoteilchentinte 204 bereitgestellt ist. Vorzugsweise ist die Beschichtung 206 eine Beschichtung mit einem hohen Brechungsindex (HRI), weil dies dabei hilft, zu gewährleisten, dass die durch die diffraktive Struktur 208 erzeugte optische Wirkung selbst dann sichtbar bleibt, wenn die metallische Nanoteilchentinte 204 in einer sehr dünnen Schicht aufgebracht ist. Die Beschichtung 206 hattet in den Bereichen 210 zwischen den Gebieten der metallischen Nanoteilchentinte 204, in denen die metallische Nanoteilchentinte 204 nicht vorhanden ist, an der diffraktiven Struktur 208. Auf diese Weise kann ein reflektierender Fleck oder können reflektierende Flecke über der diffraktiven Struktur bereitgestellt werden. Wo dieser Fleck eine im Wesentlichen lichtundurchlässige reflektierende Schicht bildet, kann die durch die diffraktive Struktur erzeugte diffraktive Wirkung in dem Bereich, in dem der Fleck oder die Flecke bereitgestellt sind, in Reflexion befrachtet werden.

[0053] Alternativ kann, wie in Fig. 3 dargestellt ist, eine diffraktive Struktur auf der entgegengesetzten Seite des Substrats zur metallischen Nanoteilchentinte bereitgestellt werden. Hierbei werden die metallische Nanoteilchentinte 304 und die Beschichtung 306 auf der ersten Seite des Substrats bereitgestellt, wobei eine diffraktive Struktur 308 auf der zweiten Seite des Substrats 302 bereitgestellt wird. Ein Schutzlack 310 kann auf die diffraktive Struktur 308 aufgebracht werden. Der Schutzlack 310 sollte in diesem Fall eine Beschichtung mit einem hohen Brechungsindex sein (mit einem Brechungsindex, der vom Substrat 302 pm wenigstens 0,2 verschieden ist), weil die diffraktive Struktur 308 andernfalls nicht klar sichtbar wäre. Bei dieser Anordnung ist es bevorzugt, dass zumindest ein Teil des Substrats 302 und der diffraktiven Struktur 308 transparent ist und dass der durch die metallische Nanoteilchentinte gebildete Fleck eine semitransparente Schicht mit einem Brechungsindex ist, der grösser ist als jener des Substrats und der diffraktiven Struktur. Auf diese Weise kann die durch die diffraktive Struktur 308 erzeugte diffraktive Wirkung in Transmission von einem bei 322 positionierten Betrachter gesehen werden, während sie von einem bei 321 positionierten Befrachter in Reflexion sichtbar ist. Dieses Ergebnis ist möglich, weil durch die Verwendung der Nanoteilchentinte eins hochreflektierende Oberfläche bereitgestellt werden kann, jedoch auch zugelassen wird, dass ausreichend Licht durchgelassen wird, um zu ermöglichen, dass die diffraktive Wirkung in Transmission sichtbar ist. Ferner geben Nanoteilchentinten eine Reflektivität, die jener gleichwertig ist, die durch Vakuummetallisierung erreicht wird, jedoch preisgünstiger und wirksamer bereitgestellt werden kann, weit die Tinte durch ein Druckverfahren aufgebracht wird.

[0054] Die Fig. 4a, 4b, 5a und 5b zeigen Schnittansichten weiterer Ausführungsformen einer optischen Sicherheitsvorrichtung, wobei Reliefstrukturen 408, 508 auf einer ersten Fläche eines transparenten oder lichtdurchlässigen Substrats 402, 502 bereitgestellt sind. Das Substrat 402, 502 kann aus einem zweiachsig orientierten Polypropylen (BOPP) oder einem anderen auf dem Fachgebiet bekannten Polymermaterial bestehen. Die Reliefstrukturen 408, 508 können integral mit dem Substrat 402,502 gebildet werden, beispielsweise durch einen Prägeprozess, oder sie können als ein getrenntes Element aufgebracht werden, beispielsweise indem sie in eine Schicht oder Beschichtung eingeprägt werden, die auf das Substrat aufgebracht wird.

[0055] Metallische Nanoteilchentinte 404,504 wird intermittierend aufgebracht, um einen reflektierenden Fleck oder mehrere reflektierende Flecke zu bilden, welche die Reliefstrukturen 408, 508 überlagern. Eine Beschichtung 406, 506 wird über dem Bereich aufgebracht, in dem die metallische Nanoteilchentinte 404 bereitgestellt ist. Vorzugsweise ist die Beschichtung 406, 506 eine Beschichtung mit einem hohen Brechungsindex (HRI), weil dies dabei hilft, zu gewährleisten, dass die durch die diffraktive Struktur 408, 508 erzeugte optische Wirkung selbst dann sichtbar bleibt, wenn die metallische Nanoteilchentinte 404, 504 in einer sehr dünnen Schicht aufgebracht wird. Die Beschichtung 406, 506 haftet in den Bereichen zwischen den Gebieten der metallischen Nanoteilchentinte 404, 504, in denen die metallische Nanoteilchentinte 404, 504 nicht vorhanden ist, an der diffraktiven Struktur 408, 508. Auf diese Weise kann ein reflektierender Fleck oder können reflektierende Flecke über der diffraktiven Struktur 408, 508 bereitgestellt werden. Wo dieser Fleck eine im Wesentlichen lichtundurchlässige reflektierende Schicht bildet, kann die durch die diffraktive Struktur erzeugte diffraktive Wirkung in dem Bereich, in dem der Fleck oder die Flecke bereitgestellt sind, in Reflexion betrachtet werden.

[0056] Die optische Sicherheitsvorrichtung aus den Fig. 4a, 4b, 5a und 5b kann, abhängig davon, ob die reflektierende Oberfläche 404,504 eine im Wesentlichen lichtundurchlässige reflektierende Schicht oder eine im Wesentlichen teildurchlässige Schicht ist, als eine reflektierende und/oder transmissive Vorrichtung wirken.

[0057] In den Fig. 5a und 5b sind nur Teile der diffraktiven Struktur 508 mit der metallischen Nanoteilchentinte 504 versehen. Bereiche A wurden nicht mit der metallischen Nanoteilchentinte 504 versehen. Die Fig. 5a, 5b zeigen, dass eine HRI-Beschichtung 506 auf die Teile der diffraktiven Struktur 508 aufgebracht wurde, die mit metallischer Nanoteilchentinte versehen wurden. Zusätzlich wurde eine transparente oder lichtdurchlässige Beschichtung 516 auf Teile der diffraktiven Struktur, die Bereiche A, aufgebracht, welche die metallische Nanoteilchentinte 508 nicht aufweisen.

[0058] Fig. 5b zeigt die Wirkung, falls die transparente oder lichtdurchlässige Beschichtung 514 einen Brechungsindex aufweist, der im Wesentlichen dem Brechungsindex der diffraktiven Struktur 508 gleicht. Dies macht die diffraktive Struktur 508 in diesen Bereichen A im Wesentlichen unsichtbar, und es sind nur die Teile der diffraktiven Struktur sichtbar, die mit metallischer Nanoteilchentinte bedeckt sind. Gemäss einer weiteren Ausführungsform können die Beschichtungen 506 und 514 in einem einzigen Schritt als dieselbe Beschichtung aufgebracht werden.

[0059] Lichtundurchlässig machende Schichten 412,512 können auf die erste und/oder die zweite Fläche des transparenten oder lichtdurchlässigen Substrats 402,502 aufgebracht werden, wodurch ein Fenster oder Halbfenster 420,520 gebildet wird, durch das die optische Sicherheitsvorrichtung von einer oder mehreren Seiten des Substrats 402, 502 betrachtet werden kann. Das Fenster oder Halbfenster kann ein Teil eines Sicherheitsdokuments in der Art einer Banknote sein. Die Fig. 4a bis 5b zeigen die optische Vorrichtung in einer Ganzfensterkonfiguration. Weitere Bereiche der lichtundurchlässig machenden Schichten 414, 514 können ein oder mehrere Bilder oder Bildzeichen auf der zweiten Fläche des Substrats 402, 502, entgegengesetzt zu den Reliefstrukturen 408, 508, bilden. Die lichtundurchlässig machenden Schichten 412, 414, 512 oder 514 sind vorzugsweise lichtundurchlässig machende Beschichtungen, wie lichtundurchlässig machende Tinten, die durch einen Druckprozess, wie Gravur, Tiefdruck, Flexographie, Siebdruck, oder andere auf dem Fachgebiet bekannte Techniken aufgebracht werden können.

[0060] Mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 sei bemerkt, dass die diffraktive Struktur 208 oder 308 leicht durch eine beliebige gewünschte Reliefstruktur ersetzt werden könnte, wie beispielsweise ein diffraktives optisches Element. Alternativ könnten Gitter mit einer hohen Auflösung oder einem hohen Aspektverhältnis, wie Polarisationsgitter, verwendet werden, wobei in diesem Fall Nanoteilchen mit weniger als 100 nm verwendet werden sollten.

[0061] Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung besteht die metallische Nanoteilchentinte aus Silbernanoteilchen mit weniger als 40% Silber. Allerdings ist auch ein Bereich anderer metallischer Nanoteilchentinten für eine Verwendung gemäss der Erfindung geeignet, wie beispielsweise Silbernanoteilchentinten mit mehr als 40% Silber, Aluminiumnanoteil-chentinten und Titannanoteilchentinten.

[0062] Es wird verständlich sein, dass eine geeignete Beschickung eines oder alle der folgenden Attribute zeigen sollte: eine gute Haftung am Substrat, eine hohe Transparenz, im Wesentlichen Farblosigkeit und Robustheit. Mögliche Be-

Claims

Schichtungen können einen transparenten, nicht hoch brechenden Lack einschliessen. Mit Lack ist ein Material gemeint, das zu einem haltbaren, schützenden Überzug führt. Als Beispiel dienende transparente Lacke können Nitrozellulose und Zelluloseacetylbutyrat einschliessen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Alternativ kann die Beschichtung eine Beschichtung mit einem hohen Brechungsindex sein, die eine Beschichtung mit einer Metalloxidkomponente mit einer kleinen Teilchengrösse und einem hohen Brechungsindex, welche in einem Träger, Bindemittel oder Harz dispergiert ist, ist. Eine solche Beschichtung mit einem hohen Brechungsindex enthält ein Lösungsmittel, weil sie eine Dispersion ist. Wenn eine Beschichtung dieses Typs mit einem hohen Brechungsindex verwendet wird, kann sie an Luft gehärtet oder durch UV-Licht gehärtet werden. Alternativ kann auch eine Beschichtung mit einem hohen Brechungsindex verwendet werden, für die ein nicht metallisches Polymer, wie schwefelhaltige oder bromierte organische Polymere, verwendet wird. [0063] Die metallische Nanoteilchentinte wird vorzugsweise entweder in mehreren im Wesentlichen parallelen Linien oder in mehreren im Wesentlichen kreisförmigen Marken auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht. Falls die metallische Nanoteilchentinte in mehreren im Wesentlichen parallelen Linien bereitgestellt wird, haben die Linien vorzugsweise eine Breite von 1 nm bis 200 pm und sind vorzugsweise um 1 nm bis 200 pm beabstandet. Falls die metallische Nanoteilchentinte in mehreren im Wesentlichen kreisförmigen Marken bereitgestellt wird, haben die Marken vorzugsweise einen Durchmesser von 1 nm bis 200 pm und sind vorzugsweise um 1 nm bis 200 pm beabstandet. Ferner haben die Tintenstreifen oder -marken vorzugsweise eine Breite oder einen Durchmesser von etwa 100 pm und sind um etwa 100 bis 200 pm beabstandet. Es wurde herausgefunden, dass diese Abstände eine geeignete optische Dichte für das Liefern des gewünschten Reflexionsgrads bereitstellen. Vorzugsweise ist die optische Dichte grösser als 0,1. [0064] Die metallische Nanoteilchentinte kann durch eine von mehreren Techniken aufgebracht werden, die für Fachleute offensichtlich sind. Vorzugsweise wird die Tinte durch Gravur aufgebracht, sie kann jedoch auch durch andere geeignete Techniken, wie Flexographie oder Offsetdruck, aufgebracht werden. Patentansprüche

1. Optische Sicherheitsvorrichtung, die ein Substrat mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche und eine metallische Nanoteilchentinte, die intermittierend in wenigstens einem Bereich auf der ersten Fläche bereitgestellt ist, um einen reflektierenden oder teilreflektierenden Fleck oder reflektierende oder teilreflektierende Flecke zu erzeugen, aufweist, wobei eine erste Beschichtung über dem Bereich oder den Bereichen aufgebracht ist, worin die metallische Nanoteilchentinte bereitgestellt ist, wobei die erste Beschichtung an der ersten Fläche haftet, wo die metallische Nanoteilchentinte nicht vorhanden ist, wodurch die metallische Nanoteilchentinte zwischen der ersten Fläche und der ersten Beschichtung, die an der ersten Fläche haftet, gehalten ist.
2. Optische Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der reflektierende oder teilreflektierende Fleck oder die reflektierenden oder teilreflektierenden Flecke eine diffraktive Reliefstruktur zumindest teilweise überlagern, wobei die diffraktive Reliefstruktur auf der ersten oder zweiten Fläche des Substrats bereitgestellt ist.
3. Optische Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine zweite lichtdurchlässige oder transparente Beschichtung direkt auf zumindest einen Teil der diffraktiven Reliefstruktur aufgebracht ist, wo der reflektierende oder teilreflektierende Fleck oder die reflektierenden oder teilreflektierenden Flecke nicht vorhanden sind.
4. Optische Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Brechungsindex der zweiten transparenten oder lichtdurchlässigen Beschichtung im Wesentlichen gleich dem Brechungsindex der oder jeder diffraktiven Reliefstruktur ist.
5. Optische Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Beschichtung, die an der ersten Fläche haftet, im Wesentlichen den gleichen Brechungsindex aufweist, wie die zweite transparente oder lichtdurchlässige Beschichtung.
6. Optische Sicherheitsvorrichtung nach einem den vorherigen Ansprüche 2 bis 5, wobei die diffraktive Reliefstruktur ein diffraktives optisches Element ist.
7. Optische Sicherheitsvorrichtung nach einem den vorherigen Ansprüche, wobei die metallische Nanoteilchentinte in mehreren im Wesentlichen parallelen Linien oder im Wesentlichen kreisförmigen Marken auf der ersten Fläche bereitgestellt ist.
8. Optische Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei jede Linie oder jede Marke eine Grösse von 1 nm bis 200 pm aufweist und/oder die Linien oder die Marken um 1 nm bis 200 pm beabstandet sind.
9. Optische Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Grösse und der Abstand der im Wesentlichen parallelen Linien oder Marken eine optische Dichte von grösser als 0,1 erzeugen.
10. Optische Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die metallische Nanoteilchentinte eine im Wesentlichen lichtundurchlässige, reflektierende Schicht bildet oder die metallische Nanoteilchentinte eine semitransparente Schicht mit einem Brechungsindex, der grösser als jener der diffraktiven Reliefstruktur ist, bildet.
11. Optische Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die metallische Nanoteilchentinte aus einer Silbernanoteilchentinte oder einer Aluminiumnanoteilchentinte oder einer Titannanoteilchentinte ausgewählt ist.
12. Optische Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Beschichtung, die an der ersten Fläche haftet, eine Beschichtung mit hohem Brechungsindex ist.
13. Optische Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die erste Beschichtung, die an der ersten Fläche haftet, ein transparenter, nichthochbrechender Lack ist.
14. Verfahren zur Herstellung einer optischen Sicherheitsvorrichtung, die ein Substrat mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche aufweist, wobei eine metallische Nanoteilchentinte intermittierend in wenigstens einem Bereich auf der ersten Fläche des Substrats aufgebracht wird, um einen reflektierenden oder teilreflektierenden Fleck oder reflektierende oder teilreflektierende Flecke zu erzeugen und eine erste Beschichtung über dem oder jedem Bereich aufgebracht wird, worin die metallische Nanoteilchentinte aufgebracht wurde, wobei die erste Beschichtung an der ersten Fläche haftet, wo die metallische Nanoteilchentinte nicht vorhanden ist, wodurch die metallische Nanoteilchentinte zwischen der ersten Fläche und der ersten Beschichtung, die an der ersten Fläche haftet, gehalten wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, welches ferner den Schritt des Aufbringens des reflektierenden oder teilreflektierenden Flecks oder der reflektierenden oder teilreflektierenden Flecke, so dass sie eine diffraktive Reliefstruktur zumindest teilweise überlagern, aufweist, wobei die diffraktive Reliefstruktur auf der ersten oder der zweiten Fläche des Substrats bereitgestellt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, welches den Schritt des Aufbringens einer zweiten transparenten oder lichtdurchlässigen Beschichtung direkt auf zumindest einen Teil der diffraktiven Reliefstruktur, wo der reflektierende oder teilreflektierende Fleck oder die reflektierenden oder teilreflektierenden Flecke nicht vorhanden sind, aufweist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Brechungsindex der zweiten transparenten oder lichtdurchlässigen Beschichtung im Wesentlichen gleich dem Brechungsindex der oder jeder diffraktiven Reliefstruktur ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die erste Beschichtung, die an der ersten Fläche haftet, und die zweite transparente oder lichtdurchlässige Beschichtung als dieselbe Beschichtung aufgebracht werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, welches ferner den Schritt des Aufbringens der metallischen Nanoteilchentinte in mehreren im Wesentlichen parallelen Linien oder Marken auf die erste Fläche aufweist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die metallische Nanoteilchentinte als eine im Wesentlichen lichtundurchlässige, reflektierende Schicht aufgebracht wird oder die metallische Nanoteilchentinte als eine semitransparente Schicht mit einem Brechungsindex, der grösser als jener der Reliefstruktur ist, aufgebracht wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Beschichtung, die an der ersten Fläche haftet, eine härtbare Beschichtung ist.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei die metallische Nanoteilchentinte aus einer Silbernanoteil-chentinte, einer Aluminiumnanoteilchentinte oder einer Titannanoteilchentinte ausgewählt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei die erste Beschichtung, die an der ersten Fläche haftet, eine Beschichtung mit einem hohen Brechungsindex ist.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei die erste Beschichtung, die an der ersten Fläche haftet, ein transparenter, nichthochbrechender Lack ist.
25. Sicherheitsdokument in der Art einer Banknote, das eine optische Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.