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Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement, insbesondere zur Sicherung von Wertdokumenten, ID-Dokumenten und zur Warensicherung.
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Es ist bekannt, Sicherheitselemente mit verborgenen Informationen bereitzustellen, die als verborgenes Sicherheitsmerkmal mit Hilfe eines Polarisators ausgelesen werden können. Diese Sicherheitselemente weisen üblicherweise hierfür eine Orientierungsschicht und eine auf der Orientierungsschicht orientierte und vernetzte Flüssigkristallschicht auf, wie dies beispielsweise von der
EP 1 227 347 A1 beschrieben wird: Zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements wird auf einem Trägermaterial zuerst eine Orientierungsschicht aufgebracht. Bei dieser Orientierungsschicht handelt es sich um ein spezielles Material, welches nach Belichtung mit polarisiertem Licht über entsprechende Orientierungseigenschaften verfügt. Anschließend wird eine Flüssigkristallschicht im flüssigen Zustand beispielsweise durch Spin Coating oder mittels eines Tintenstrahldruckers aufgebracht. Das aufgebrachte Flüssigkristallmaterial wird durch die Orientierungsschicht orientiert und anschließend im orientierten Zustand vernetzt, beispielsweise durch UV-Bestrahlung. Anschließend zeigt die Flüssigkristallschicht die durch die Orientierungsschicht bestimmten linear polarisierenden Eigenschaften.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabenstellung zugrunde, ein verbessertes Sicherheitselement anzugeben, welches mittels eines Polarisators erkennbare Informationen aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Sicherheitselement nach Anspruch 1 gelöst.
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Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, dass Sicherheitselemente mit den oben dargelegten Eigenschaften besonders kostengünstig gefertigt werden können. Es hat sich gezeigt, dass die üblicherweise zur Herstellung von Sicherheitselementen mit einem derartigen Sicherheitsmerkmal verwendeten Verfahren, wie oben dargelegt, eine Mehrzahl komplexer Verfahrensschritte, mehrerer Schichten und vor allem recht teurer Materialien bedürfen. Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zu Grunde, dass dieser relativ komplexe Schichtaufbau zur Erzielung derartiger Sicherheitsmerkmale durch einen erheblich kostengünstiger herzustellenden Schichtaufbau mit einer Polymerfolie ersetzt werden kann, welche gereckt ist, insbesondere mono- oder biaxial ist, und so über doppelbrechende Eigenschaften verfügt. Durch die Erfindung kann so dass Herstellungsverfahren zur Herstellung derartiger Sicherheitselemente vereinfacht und auf den Einsatz von teuren Materialien verzichtet werden, so dass für derartige Sicherheitselemente im Weiteren auch ein breites Feld neuer Anwendungen erschlossen werden kann.
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Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind u.a. in den Unteransprüchen bezeichnet.
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Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung werden als Polymerfolien Folien aus Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polybutylenterephthalat (PBT), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyethylenimid (PEI), Polyamid (PA), Plexiglas (PMMA), Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbonat (PC), Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Verbundfolien oder CoPolymerisaten aus einem oder mehreren dieser Polymermaterialien einer Schichtdicke von 4,5 bis 125 µm, besonders bevorzugt von 12 bis 52 µm verwendet.
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Als gereckte Polymerfolien werden vorzugsweise mono- oder biaxial gereckte Folien verwendet. Im Hinblick auf die doppelbrechenden Eigenschaften unterscheiden sich mono- und biaxial gereckte Polymerfolien nur dahingehend, dass die optische Achse bei mono-axial-gereckten Polymerfolie durch die Reckachse bestimmt ist und so z.B. in Laufrichtung der Folie liegt und bei biaxial gereckten Polymerfolien abhängig vom „Reckverhältnis“ orientiert ist und z.B. in einem Winkel zur Laufrichtung liegt. Dies kann bei der Herstellung des beschrieben Sicherheitselements dazu ausgenutzt werden, durch die entsprechende Einstellung des Reckprozesses den Winkel der optischen Achse gemäß dem gewünschten Effekt einzustellen.
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Das uniaxiale Recken in Längsrichtung erfolgt dabei vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 80-90°C. Über Spannvorrichtungen, die den längsgereckten Polymerfilm an den Rändern greifen und nach außen führen, kann eine zusätzliche Querreckung bewirkt werden. Der Temperaturbereich für das Querrecken liegt vorzugsweise bei 90-110°C (ggf. auch etwas höher nahe 130°C). Alternativ ist auch ein simultanes Recken in Längs- und in Querrichtung möglich. Der Temperaturbereich für das simultane Recken liegt dabei vorzugsweise im Bereich von 80-95°C. Simultanstreckprozesse können z.B. über sogenannte LISIM-Anlagen (Linearmotor getriebene Simultanstreckung) ausgeführt werden. Diese Anlagen kommen für die Streckung komplett ohne Walzen aus. Gegen Ende des Reckprozesses durchläuft der Polymerfilm vorzugsweise abschließend zur Fixierung nochmals eine Wärmehärtungszone mit erhöhter Temperatur, vorzugsweise 150-200°C. Hierbei wird der Film zur Erhaltung der Dimension unter Querspannung gehalten.
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Das Verstrecken des ursprünglich überwiegend amorphen Polymerfilms bei erhöhter Temperatur führt zu einer Orientierung des Filmes und induziert eine Dehnungskristallisation. Die abschließende Warmhärtung führt durch thermisch induzierte Kristallisation dann noch zu einer weiteren Erhöhung des Kristallisationsgrades im Polymerfilm.
Hierdurch ändern sich die optischen Eigenschaften des Films: Er erhält unterschiedliche Brechungsindices parallel und quer zur Orientierungsachse des Polymerfilms und wird damit doppelbrechend. Als besonders vorteilhaft für eine stark ausgeprägte Doppelbrechung hat sich bei Polymerfilmen hierbei eine Streckung um das 2,5 bis 3,25fache je Richtung gezeigt. Nach Warmhärtung erhalten so behandelte Polymerfilme einen kristallinen Anteil von bis zu 40%. Bei Streckung um das 2,5 bis 3,25fache nur in eine Richtung lassen sich nach Warmhärtung kristalline Anteile bis zu 25% erreichen.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Sicherungseinheit eine erste Reflexionsschicht und eine zweite Reflexionsschicht auf, zwischen denen die erste Polymerfolie angeordnet ist. Die erste Reflexionsschicht weist hierbei erste Zonen auf, in denen das Material der ersten Reflexionsschicht vorgesehen ist, und zweite Zonen auf, in denen die erste Reflexionsschicht Durchbrechungen aufweist und das Material der ersten Reflexionsschicht nicht vorgesehen ist. Weiter ist die zweite Reflexionsschicht so ausgestaltet, dass bei senkrechter Betrachtung in einem ersten Bereich die zweiten Zonen der ersten Reflexionsschicht vollständig von Bereichen der zweiten Reflexionsschicht überdeckt werden, in denen das Material der zweiten Reflexionsschicht vorgesehen ist.
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Senkrechte Betrachtung bedeutet hierbei eine Betrachtung senkrecht zu der von der Oberseite und/oder Unterseite der Polymerfolie aufgespannten Ebene.
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Die oben dargelegte Ausgestaltung der ersten und zweiten Reflexionsschicht hat zur Folge, dass im ersten Bereich in Auflichtbetrachtung das einfallende Licht in den ersten Zonen von der ersten Reflexionsschicht und in den zweiten Zonen von der zweiten Reflexionsschicht rückreflektiert wird. Hierdurch ergibt sich bei gleichartiger oder ähnlicher Ausführung der Reflexionsschichten, d.h. Einsatz von Materialien mit gleicher oder ähnlicher optischer Anmutung in Bezug auf Farbigkeit und Reflektionsvermögen bei Betrachtung ohne Polarisator im Auflicht im ersten Bereich im Wesentlichen ein einheitlicher optischer Eindruck, d.h. im ersten Bereich sind die ersten und zweiten Zonen für den menschlichen Betrachter nicht unterscheidbar oder zeigen nur einen im Wesentlichen gleichartigen optischen Eindruck. Bei Betrachtung durch einen Linearpolarisator und/oder einen Zirkularpolarisator zeigt sich jedoch - gegebenenfalls abhängig von der Lage des Polarisators zu dem Sicherheitselement - ein deutlicher Kontrast zwischen den ersten Zonen und den zweiten Zonen. Es zeigt sich so für den Betrachter eine sich gegebenenfalls bei Drehung des Polarisators variierende Information als erste Information, welche durch die Ausformung der ersten und zweiten Zonen in dem ersten Bereich bestimmt wird. In wie weit sich diese Information bei einem Linear- oder Zirkularpolarisator zeigt und ob die Information sich bei Drehen des Polarisators ändert, nur bei bestimmten Positionen des Polarisators sichtbar ist oder in sämtlichen Lagen des Polarisators zu dem Sicherheitselement sichtbar bleibt, hängt von dem weiteren Schichtaufbau des Sicherheitselements ab, wie weiter unten erläutert.
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Außerhalb des ersten Bereichs können die erste und/oder zweite Reflexionsschicht der Sicherungseinheit in anderer Art und Weise ausgestaltet sein, so dass in diesem Bereich beispielsweise ein auch ohne einen Polarisator klar erkennbares, durch die Ausformung der beiden Reflexionsschichten bestimmtes optisch erkennbares Sicherheitsmerkmal bereitgestellt wird.
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Die zweite Reflexionsschicht kann hierbei im ersten Bereich vollflächig ausgebildet sein, wobei hierbei die erste Reflexionsschicht bevorzugt auf der der Vorderseite des Sicherheitselements zugeordneten Seite der ersten Polymerfolie angeordnet ist. Hierdurch lässt sich eine besonders kostengünstige Herstellung des Sicherheitselements realisieren.
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Gemäß einer bevorzugten Variante sind die erste und zweite Reflexionsschicht im ersten Bereich wie folgt ausgeformt: Die zweite Reflexionsschicht weist erste Zonen auf, in denen das Material der zweiten Reflexionsschicht vorgesehen ist und zweite Zonen auf, in denen die zweite Reflexionsschicht Durchbrechungen aufweist und das Material der zweiten Reflexionsschicht nicht vorgesehen ist. Weiter sind die ersten und zweiten Zonen der ersten und zweiten Reflexionsschicht so zueinander ausgerichtet und ausgeformt, dass bei senkrechter Betrachtung im ersten Bereich die ersten Zonen der zweiten Reflexionsschicht die zweiten Zonen der ersten Reflexionsschicht vollständig überdecken und die ersten Zonen der ersten Reflexionsschicht die zweiten Zonen der zweiten Reflexionsschicht vollständig überdecken. Damit wird sowohl bei Betrachtung des Sicherheitselements im Auflicht von Seiten der ersten Reflexionsschicht (Vorderseite) als auch bei Betrachtung des Sicherheitselements von Seiten der zweiten Reflexionsschicht (Rückseite) der oben beschriebene Effekt erzielt, d.h. erst bei Betrachtung durch einen Polarisator zeigt sich im ersten Bereich der oben geschilderte Kontrast zwischen den ersten und zweiten Zonen. Bei unterschiedlicher Ausgestaltung der ersten und zweiten Zonen der ersten bzw. zweiten Reflexionsschicht können hier im Weiteren auch bei Betrachtung durch einen Polarisator unterschiedliche Informationen bei Betrachtung von der Vorderseite und bei Betrachtung von der Rückseite erzielt werden, wodurch sich ein weiteres einprägsames Sicherheitsmerkmal realisieren lässt.
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Vorzugsweise besteht die erste und zweite Reflexionsschicht aus demselben Material, wodurch sich besonders einfach ein deutlicher Unterschied bei Betrachtung mit oder ohne Polarisator realisieren lässt.
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Vorzugsweise besteht die erste und/oder zweite Reflexionsschicht aus einer Metallschicht, beispielsweise aus Aluminium, Kupfer, Nickel oder einer Legierung enthaltend unterschiedliche Metalle. In einer weiteren Ausführungsvariante kann eine oder können beide Reflexschichten auch mittels lichtreflektierender Pigmenten erzeugt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass die erste und/oder zweite Reflexionsschicht aus einer dielektrischen Reflexionsschicht besteht, beispielsweise aus einer Schicht mit einem Brechungsindex-Unterschied von mehr als 0,2 zu dem Medium, welches in Bezug auf den Polarisator vor der Reflexionsschicht angeordnet ist, d.h. beispielsweise einen entsprechenden Brechungsindex-Unterschied gegenüber Luft (falls die erste Reflexionsschicht an Luft angrenzt) und einem entsprechenden Brechungsindex-Unterschied gegenüber der Polymerfolie (wenn die zweite Reflexionsschicht unmittelbar auf der Polymerfolie aufgebracht ist) aufweist. Eine derartige dielektrische Reflexionsschicht besteht vorzugsweise aus einem anorganischen Material mit hohem Brechungsindex (HRI-Material; HRI = High Refraction Index), beispielsweise ZnS, aber auch aus einem organischen Material, beispielsweise einer Farblackschicht. Die Reflexionsschicht kann hierbei auch mehrschichtig, beispielsweise aus einer Abfolge von hochbrechenden und niedrigbrechenden Schichten aufgebaut sein. Gemäß einer bevorzugten Variante weist die erste und/oder zweite Reflexionsschicht eine Transmissivität im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts von weniger als 50%, bevorzugt weniger als 30 % auf. Hierdurch wird ein besonders guter Kontrast zwischen den ersten und zweiten Zonen bei Betrachtung durch den Polarisator erzielt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante wird das Sicherheitselement nicht oder nicht nur für die oben geschilderte Auflichtbetrachtung ausgelegt, sondern als Element für die Durchlichtbetrachtung bzw. als Sicherheitselement für Durchlicht- und Auflichtbetrachtung konzipiert.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die erste gereckte Polymerfolie mit doppelbrechenden Eigenschaften erste Zonen auf, in denen das Material der ersten Polymerfolie gereckt ist und zweite Zonen auf, in denen die durch die Reckung bewirkte Orientierung des Materials der ersten Polymerfolie durch eine Nachbehandlung verändert worden ist. Die Orientierung der Polymerketten der gereckten Polymerfolie wird durch die Nachbehandlung lokal aufgehoben oder verändert, so dass sich in den ersten und zweiten Zonen unterschiedliche Polarisationseigenschaften bei Betrachtung durch einen Polarisator ergeben und somit bei Betrachtung durch einen Polarisator ein Kontrast zwischen den ersten und zweiten Zonen sichtbar wird. Eine derartige Nachbehandlung kann beispielsweise durch eine lokale thermische Behandlung realisiert werden, beispielsweise mittels eines beheizten Prägestempels oder eines Thermotransfer-Druckkopfes. Der Prägestempel ist hierbei so ausgestaltet, dass im Bereich der zweiten Zonen Erhebungen des Prägestempels ausgeformt sind, die beim Prägeprozess in Kontakt mit den zweiten Zonen der Polymerfolie kommen und dort eine lokale thermische Behandlung bewirken. Der Thermotransferdruckkopf wird entsprechend angesteuert, dass eine lokale thermische Behandlung in den zweiten Zonen, nicht jedoch in den ersten Zonen erfolgt. Der Temperaturbereich für eine solche thermische Behandlung liegt abhängig vom Material vorzugsweise im Bereich von 160-240°C, für PET beispielsweise im Bereich von 220-240°C. Im Weiteren ist auch eine chemische Nachbehandlung zur Erzielung dieses Effekts möglich, beispielsweise durch eine lokale Hydrolyse der Polymerfolie.
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Vorzugsweise ist die erste gereckte Polymerfolie mit doppelbrechenden Eigenschaften vollflächig in dem Sicherheitselement vorgesehen und bildet weiter bevorzugt eine Trägerfolie des Sicherheitselements. Die Polymerfolie erfüllt so bevorzugt eine Doppelfunktion, nämlich die einer Funktionsschicht zur Generierung des oben dargelegten optischen Sicherheitsmerkmals und zum anderen die Funktion der die mechanische Stabilität des Sicherheitselements bereitstellenden Schicht.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es aber auch möglich, dass die erste gereckte Polymerfolie mit doppelbrechenden Eigenschaften erste Zonen aufweist, in denen das Material der ersten Polymerfolie vorgesehen ist, und zweite Zonen aufweist, in denen die erste Polymerfolie Durchbrechungen aufweist und das Material der ersten Polymerfolie nicht vorgesehen ist. In den ersten und zweiten Zonen weist das Sicherheitselement somit unterschiedliche Polarisationseigenschaft auf, welche durch Verwendung eines Polarisators sichtbar gemacht werden können.
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Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung weist das Sicherheitselement eine oder mehrere zweite gereckte Polymerfolien, insbesondere mono- oder biaxial gereckte Polymerfolien, mit doppelbrechenden Eigenschaften auf, wobei jede zweite Polymerfolie erste Zonen aufweist, in denen das Material der jeweiligen zweiten Polymerfolie vorgesehen ist, und zweite Zonen aufweist, in denen die jeweilige zweite Polymerfolie Durchbrechungen aufweist und das Material der jeweiligen zweiten Polymerfolie nicht vorgesehen ist. Die erste Information wird so durch Kombination von zwei oder mehreren mono- oder biaxial gereckten Polymerfolien mit doppelbrechenden Eigenschaften bereitgestellt. Die erste Polymerfolie ist bei dieser Ausführungsvariante vorzugsweise vollflächig vorgesehen. Je nach Ausrichtung der ersten und zweiten Polymerfolien zueinander zeigt sich bei Verwendung eines Linear- und/oder Zirkularpolarisators ein Kontrast oder ein sich bei Drehen des Polarisators verändernder Kontrast wie weiter unten erläutert. Bei der Verwendung von zwei oder mehr zweiten Polymerfolien lassen sich besondere Bild- und Farbeffekte erzielen. So werden bei entsprechender Ausrichtung der ersten und der zweiten Polymerfolien zueinander und bei entsprechender Wahl der ersten und zweiten Zonen der jeweiligen Polymerfolie bei Betrachtung durch eine Polarisator unterschiedliche farbige Bereiche sichtbar, die sich bei Verdrehen des Polarisators auch entsprechend ändern, so dass als erste Information eine recht komplexe, verschiedenfarbige und sich bei Drehen des Polarisators dynamisch ändernde erste Information sichtbar gemacht werden kann.
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Die erste und die zwei oder mehr zweiten Polymerfolien weisen vorzugsweise jeweils im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts eine Transmissivität von mehr als 80% bevorzugt mehr als 90% (für unpolarisiertes Licht) auf.
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Der oben geschilderte Aufbau des erfindungsgemäßen Sicherheitselements eignet sich auch besonders gut für die Bereitstellung eines Sicherheitsmerkmals, welches bei Durchlichtbetrachtung des Sicherheitselements (unter Zuhilfenahme eines oder mehrerer Polarisatoren) sichtbar gemacht wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Sicherungseinheit weiter noch in einem ersten Bereich eine Reflexionsschicht aufweist, so dass das oben geschilderte Sicherheitsmerkmal im ersten Bereich bei Auflichtbetrachtung sichtbar wird. Die Reflexionsschicht kann hierbei wie oben bezüglich der ersten und zweiten Reflexionsschicht ausgeführt ausgebildet sein.
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Die Reflexionsschicht wird vorzugsweise in Bezug auf die Vorderseite des Sicherheitselements unterhalb der ersten und/oder zweiten Polymerfolie angeordnet. Weiter ist von Vorteil, wenn die erste Polymerfolie zwischen der zweiten Polymerfolie und der Reflexionsschicht angeordnet ist. Hierdurch ergeben sich produktionstechnische Vorteile, da die erste (vollflächige) Polymerfolie als Trägerfolie des Sicherheitselements dienen kann und das Aufbringen der Reflexionsschicht mit geringem prozesstechnischem Aufwand realisiert werden kann.
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Die oben geschilderten Ausführungsformen können in dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement auch in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden. So ist es beispielsweise möglich, dass in einem ersten Bereich des Sicherheitselements eine vollflächige erste Polymerfolie und die erste und zweite Reflexionsschicht zur Ausbildung eines bei Betrachtung durch einen Polarisator im Auflicht sichtbaren ersten Sicherheitsmerkmals vorgesehen sind. In einem zweiten, hierzu benachbart angeordneten Bereich sind neben der hier ebenfalls vollflächig ausgebildeten ersten Polymerfolie noch die eine oder mehrere partiell ausgebildeten zweiten Polymerfolien vorgesehen, welche weiter bereichsweise mit einer Reflexionsschicht belegt sind, so dass sich im zweiten Bereich im Durchlicht unter Verwendung eines Polarisators eine dritte optische Information und bei Auflichtbetrachtung (im Bereich, der mit der Reflexionsschicht versehen ist) eine vierte Information zeigt. Weiter ist es auch möglich, dass in einem Bereich des Sicherheitselements neben der ersten Polymerfolie und der ersten und zweiten Reflexionsschicht noch die eine oder mehreren zweiten Polymerfolien vorgesehen sind, so dass sich beispielsweise im Auflicht bei Betrachtung durch einen Polarisator ein relativ komplexes, mehrfarbiges Bild ergibt, wobei hier auch bei entsprechender Ausgestaltung der ersten und zweiten Reflexionsschicht - wie oben dargelegt - dieses relativ komplexe farbige Bild bei Betrachtung von der Vorder- und von der Rückseite einen unterschiedlichen optischen Eindruck vermitteln kann.
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Gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung weist das Sicherheitselement weiter noch eine oder mehrere Schichten auf, welche eine optisch auch ohne einen Polarisator erfassbare zweite Information bereitstellen. Vorzugsweise weist das Sicherheitselement somit weiter eine partielle metallische Schicht, eine Schicht mit einem abgeformten Oberflächenrelief, insbesondere einem diffraktiven Oberflächenrelief, ein abgeformtes refraktives Oberflächenrelief, ein abgeformtes taktil fühlbares Oberflächenrelief, eine Volumenhologrammschicht, ein einen blickwinkelabhängigen Farbverschiebungseffekt zeigendes Interferenzschichtsystem und/oder eine oder mehrere Farbschichten auf, welche auch optisch variable Pigmente enthalten können. Der Bereich, in dem diese zusätzlichen Schichten in dem Sicherheitselement vorgesehen sind, ist vorzugsweise so gewählt, dass sich die optisch erkennbare zweite Information mit der durch den Polarisator sichtbaren ersten Information überlappt, d.h. in dem Bereich, in dem die zweite Information als Sicherheitsmerkmal sichtbar ist, bei Betrachtung durch einen Polarisator die erste Information generiert wird.
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Es ist jedoch auch möglich, dass die erste und zweite Information nicht überlappend in dem Sicherheitselement angeordnet sind und so beispielsweise in nebeneinander liegenden Bereichen sichtbar werden.
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Weiter ist es möglich, dass das Sicherheitselement eine oder mehrere Flüssigkristallschichten aufweist, welche zum einen die mittels des Polarisators sichtbare Information beeinflussen können oder einen blickwinkelabhängigen Farbverschiebungseffekt generieren.
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In einer weiteren Ausführungsvariante können die zusätzlichen Flüssigkristallschichten dabei so angeordnet sein, dass sie in direkte Wechselwirkung mit den doppelbrechenden Eigenschaften des oder der Träger treten und so weitere Polarisationseffekte, z.B. Farbsprünge, winkelabhängige Kontraständerungen oder Änderungen in der Polarisation generieren.
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Weiter ist es auch möglich, dass das Sicherheitselement eine oder mehrere weitere Schichten auswählt aus der Gruppen elektrisch leitfähige Schichten, elektrisch halbleitende Schichten, elektrisch isolierende Schichten und magnetische Schichten aufweist, welche eine maschinell auslesbare dritte Information bereitstellen. Diese Schichten können beispielsweise eine Antenne für einen in dem Sicherheitselement integrierten RFID-Chip, Kontaktfelder zur galvanischen oder kapazitiven Ankopplung einer in dem Sicherheitselement integrierten elektronischen Schaltung oder auch eine insbesondere partiell ausgebildete magnetische Schicht sein, die mittels eines entsprechenden Lesekopfes ausgelesen werden kann.
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Das erfindungsgemäße Sicherheitselement kann insbesondere zur Sicherung von Wertdokumenten, wie beispielsweise Banknoten, Kreditkarten oder Bankkarten, zur Sicherung von ID-Dokumenten, wie beispielsweise Zugangskarten oder Passbücher, oder zur Warensicherung, beispielsweise in Form von auf die Ware selbst oder auf die Umverpackung aufgebrachten Folienelementen oder als Sicherheitsetikett verwendet werden.
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Weiter kann das erfindungsgemäße Sicherheitselement auch für dekorative Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise auf Kronkorken appliziert als Eye-Catcher für Promotionaktionen.
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Das erfindungsgemäße Sicherheitselement wird vorzugsweise von einem Streifen oder patchförmigen flexibeln Folienelement einer Schichtdicke von nicht mehr als 100 µm, insbesondere von nicht mehr als 60 µm gebildet, welches als Laminierfolie oder als Übertragungslage einer Transferfolie auf das Zielsubstrat aufgebracht wird. Es ist jedoch auch möglich, dass das Sicherheitselement in den Schichtaufbau des Kartenkörpers eines Wert- oder ID-Dokuments integriert ist oder eine solche Karte ausbildet.
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Die vorhergehend geschilderten Ausführungsvarianten der Erfindung können in beliebiger Weise miteinander und auch mit den im Folgenden geschilderten Ausführungsvarianten der Erfindung kombiniert werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert:
- 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Sicherheitselements und eines Polarisators.
- 2a zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Sicherheitselements und zweier Polarisatoren.
- 2b zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Sicherheitselements und zweier Polarisatoren.
- 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Sicherheitselements und eines Polarisators.
- 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Sicherheitselements und zweier Polarisatoren.
- 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Sicherheitselements und eines Polarisators.
- 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Sicherheitselements und eines Polarisators.
- 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Sicherheitselements und eines Polarisators.
- 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines auf einem Trägersubstrat applizierten Sicherheitselements und eines Polarisators.
- 9 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines auf einem Sicherheitsdokument applizierten Sicherheitselements und eines Polarisators.
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1 zeigt einen Polarisator 10 und ein Sicherheitselement 1. Bei dem Sicherheitselement 1 handelt es sich vorzugsweise um eine Laminier- oder Stickerfol ie.
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Das Sicherheitselement 1 weist eine Sicherungseinheit 101 mit einer ersten Reflexionsschicht 31, einer Polymerfolie 21 und einer zweiten Reflexionsschicht 32 sowie eine optionale Schutzlackschicht 41 auf. Das Sicherheitselement 1 kann neben den in 1 gezeigten Schichten gegebenenfalls noch weitere Schichten aufweisen, je nach Einsatz des Sicherheitselements 1. So kann das Sicherheitselement 1 beispielsweise noch zusätzlich Kleber-, Träger-, Trenn- und Dekorschichten aufweisen.
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Die Polymerfolie 21 besteht vorzugsweise aus einer PET- oder PP-Folie mit einer Schichtdicke zwischen 4,5 µm und 125 µm, weiter bevorzugt zwischen 12 µm. und 60. µm. Die Polymerfolie 21 ist mono- oder biaxial gereckt, wobei durch den Reckprozess eine Orientierung der Polymerketten der Polymerfolie bewirkt wird, welche eine doppelbrechende Eigenschaften bewirkende optische Anisotropie der Polymerfolie bewirkt.
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Weiter können als Polymerfolie 21 beispielsweise auch eine PEN, PBT, PEI, PA, PMMA, PVC, PC, PVDF oder eine Verbundfolie oder Co-Polymerisate aus einem dieser oder mehreren dieser Polymermaterialien verwendet werden.
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Ein Herstell- und Reckprozess, über den bei vorgenannten Polymerfilmen doppelbrechende Eigenschaften erzeugt werden, wird nachfolgend exemplarisch am Beispiel von Polyethylenterephthalat (PET) erläutert:
- Eine Rohpolyestermasse wird dabei mit einer Temperatur von 265-320°C über eine Düse als Film auf eine sich drehende Kühltrommel extrudiert. Auf dieser Kühltrommel wird die Rohpolyestermasse auf ca. 55-80°C abgekühlt und erstarrt zunächst zu einem überwiegend amorphen Polyesterfilm. Die Drehgeschwindigkeit der Kühltrommel ist so eingestellt, dass sie dem ca. 2-10fachen der Ausstoßgeschwindigkeit der extrudierten Polyestermasse entspricht. Durch diese Kühltrommel wird der extrudierte Polyesterfilm somit schneller wegtransportiert, als er aus der Düse austritt und es erfolgt somit bereits eine erste monoaxiale Verstreckung des extrudierten Polyesterfilms in die Transportrichtung. Durch weitere nachgeschaltete Walzen, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und bei unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden, können weitere gezielte Verstreckungen vor allem in Längsrichtung erreicht werden.
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Das uniaxiale Recken in Längsrichtung erfolgt dabei vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 80-90°C. Über Spannvorrichtungen, die den längsgereckten Polyesterfilm an den Rändern greifen und nach außen führen, kann eine zusätzliche Querreckung bewirkt werden. Der Temperaturbereich für das Querrecken liegt vorzugsweise bei 90-110°C (ggf. auch etwas höher nahe 130°C). Alternativ ist auch ein simultanes Recken in Längs- und in Querrichtung möglich. Der Temperaturbereich für das simultane Recken liegt dabei vorzugsweise im Bereich von 80-95°C. Simultanstreckprozesse können z.B. über sogenannte LISIM-Anlagen (Linearmotor getriebene Simultanstreckung) ausgeführt werden. Diese Anlagen kommen für die Streckung komplett ohne Walzen aus.
Gegen Ende des Reckprozesses durchläuft der Polymerfilm abschließend zur Fixierung nochmals eine Wärmehärtungszone mit erhöhter Temperatur, vorzugsweise 150-200°C. Hierbei wird der Film zur Erhaltung der Dimension unter Querspannung gehalten.
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Das Verstrecken des ursprünglich überwiegend amorphen Polyesterfilms bei erhöhter Temperatur führt zu einer Orientierung des Filmes und induziert eine Dehnungskristallisation. Die abschließende Warmhärtung führt durch thermisch induzierte Kristallisation dann noch zu einer weiteren Erhöhung des Kristallisationsgrades im Polyesterfilm.
Hierdurch ändern sich die optischen Eigenschaften des Films: Er erhält unterschiedliche Brechungsindices parallel und quer zur Orientierungsachse des Polyesterfilms und wird damit doppelbrechend. Als besonders vorteilhaft für eine stark ausgeprägte Doppelbrechung hat sich bei Polyesterfilmen hierbei eine Streckung um das 2,5 bis 3,25fache je Richtung gezeigt. Nach Warmhärtung erhalten so behandelte Polymerfilme einen kristallinen Anteil von bis zu 40%. Bei Streckung um das 2,5 bis 3,25fache nur in eine Richtung lassen sich nach Warmhärtung kristalline Anteile bis zu 25% erreichen.
Die Polymerfolie 21 ist transparent und weist bevorzugt in dem Bereich des für das menschliche Auge sichtbaren Lichts eine Transmissivität von mehr als 70 % auf.
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In einem ersten Bereich des Sicherheitselement 1 sind oberhalb bzw. unterhalb der Polymerfolie 21 die erste Reflexionsschicht 31 bzw. die zweite Reflexionsschicht 32 angeordnet, wie dies in 1 gezeigt ist. In den umgebenden Bereichen des Sicherheitselements 1 kann auch vorgesehen sein, dass die Reflexionsschichten 31 und 32 nicht vorgesehen sind oder anders ausgeformt sind, beispielsweise zur Ausbildung eines im Durchlicht erkennbaren Sicherheitsmerkmals ausgeformt sind. Im Weiteren ist es natürlich auch möglich, dass sich die Reflexionsschichten 31 und 32 in der im Folgenden beschriebenen Formgebung über das gesamte Sicherheitselement 1 erstrecken.
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Die Reflexionsschichten 31 und 32 bestehen vorzugsweise aus einem Metall, beispielsweise aus einer 100 nm dicken Aluminium-Schicht. Es ist jedoch auch möglich, wie bereits oben ausgeführt, dass die Reflexionsschichten 31 und 32 aus einer anorganischen, hochbrechenden Schicht, beispielsweise einer ZnS-Schicht bestehen oder aus einer (pigmentierten) Lackschicht bestehen. Die Reflexionsschichten 31 und 32 werden hierbei vorzugsweise von einer opaken Reflexionsschicht gebildet, welche eine Transmissivität im Wellenlängenbereich des menschlichen Auges von weniger als 30% aufweist.
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Die Reflexionsschichten 31 und 32 werden bevorzugt direkt auf die Oberseite bzw. Unterseite der Polymerfolie 21 aufgebracht, beispielsweise durch Bedampfen oder Sputtern. Es ist jedoch auch möglich, dass zwischen der Polymerfolie 21 und der Reflexionsschicht 31 und/oder der Reflexionsschicht 32 noch eine oder mehrere vorzugsweise transparente weitere Schichten angeordnet sind.
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Die Reflexionsschicht 32 ist in dem ersten Bereich vollflächig ausgebildet, wie dies beispielsweise aus 1 entnehmbar ist. Außerhalb des ersten Bereiches kann die Reflexionsschicht 32 Durchbrechungen aufweisen oder dort nicht vorgesehen sein, wie bereits oben ausgeführt wurde.
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Die Reflexionsschicht 31 weist in dem ersten Bereich Zonen 51 auf, in denen das Material der Reflexionsschicht 31 vorgesehen ist, und Zonen 52 auf, in denen die Reflexionsschicht 31 Durchbrechungen aufweist und das Material der Reflexionsschicht 31 nicht vorgesehen ist, wie dies auch in 1 gezeigt ist. Außerhalb des ersten Bereiches kann die Reflexionsschicht 31 vollflächig vorgesehen sein, nicht vorgesehen sein oder ebenfalls partiell vorgesehen sein.
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Der erste Bereich hat vorzugsweise eine kleinste Abmessung von mehr als 1 mm, weiter bevorzugt eine kleinste Abmessung von mehr als 5 mm. Die Zonen 51 und 52 weisen vorzugsweise jeweils eine kleinste Abmessung auf, welche größer als 300 µm und damit höher als das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges ist. Weiter sind die Zonen 51 oder 52 vorzugsweise in Form von Buchstaben, Zahlen, Mustern, Portraits, geometrischen Figuren und ähnlichen Designelementen ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Zonen 51 und/oder 52 Abmessungen kleiner als 300 µm aufweisen und die unter dem Polarisator erkennbare Information beispielsweise mittels einer Vergrößerungsoptik, durch diffraktive Effekte oder durch Moire-Effekte sichtbar wird.
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Zur Herstellung des Sicherheitselements 1 wird die Polymerfolie 21 vorzugsweise zunächst einseitig vollflächig mit einer metallischen Schicht bedampft. Anschließend wird das Metall der Metallschicht 31 in den Zonen 52 mittels eines Teilmetallisierungsverfahrens (z.B. Ätzverfahren nach Resistdruck oder photolithograpischer Strukturierung), mittels eines Waschmaskenverfahrens durch Abwaschen eines dann bereits vor der Bedampfung unter der Metallschicht 31 strukturiert aufgebrachten Waschlackes (Lift Off), mittels eines ablativen mechanischen Verfahrens oder mittels Laser-Ablation wieder abgetragen, so dass in diesem Bereich Durchbrechungen in der Metallschicht 31 ausgeformt werden. Anschließend wird die optionale Schutzlackschicht 41 in einer Schichtdicke zwischen 1 und 5 µm aufgebracht. Als Schutzlack wird vorzugsweise ein transparenter Schutzlack eingesetzt. Anschließend wird die Rückseite vollflächig mit einer metallischen Schicht 32, vorzugsweise aus demselben Metall oder einem Metall mit der gleichen optischen Anmutung wie die Metallschicht 31, bedampft.
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Es ist auch möglich, die Polymerfolie 21 in einem Arbeitsgang beidseitig vollflächig mit einer metallischen Schicht zu bedampfen. Vorzugsweise wird hierbei ein zweites Metall für die Rückseite ausgewählt, das unter den Strukturierungsbedingungen für die erste Metallschicht nicht angegriffen wird. Vorteilhaft ist es auch, wenn die Metallschicht 31 vor der zweiten Bedampfung bereits durch einen Schutzlack geschützt ist.
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Wird das Sicherheitselement 1 von der Vorderseite, d.h. von Seiten der Schutzlackschicht 41 her, im Auflicht betrachtet, zeigt sich für den menschlichen Betrachter in den Zonen 51 und 52 im Wesentlichen derselbe optische Eindruck, so dass diese Zonen nicht oder nur schwer unterscheidbar sind: Das einfallende Licht wird sowohl in den Zonen 51 als auch in den Zonen 52 - hier durch die Reflexionsschicht 32 - reflektiert.
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Wird als Polarisator 10 ein Linearpolarisator eingesetzt, so ergibt sich je nach Ausrichtung des Polarisators 10 zum Sicherheitselement 1 ein starker Kontrast zwischen den Zonen 51 und 52: Das auf die Zonen 51 bzw. 52 einfallende Licht 61 bzw. 63 wird durch den Polarisator 10 linear polarisiert und sodann an der Reflexionsschicht 31 bzw. nach Durchlaufen der Polymerfolie 21 an der Reflexionsschicht 32 reflektiert. Das rückreflektierte Licht 62 bzw. 64 durchläuft ebenfalls wieder den Polarisator 10 bzw. die Polymerfolie 21 und den Polarisator 10. Je nach Ausrichtung des Polarisators 10 zu der Reckrichtung der Polymerfolie 21 erscheint nun die Zone 52 dunkler, d.h. im klaren Kontrast zu den ansonsten einen gleichen optischen Eindruck zeigenden Zonen 51. Wird der Polarisator 10 in der von der Oberseite bzw. Unterseite der Polymerfolie 21 aufgespannten Ebene gedreht, so zeigt sich bei bestimmten Positionen ein deutlicher Kontrast zwischen den Zonen 51 und 52 und damit eine erste Information, deren Inhalt von der Ausformung der Zonen 51 und 52 bestimmt wird.
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Abhängig von den doppelbrechenden Eigenschaften der Polymerfolie 21 (Art des Polymermaterials, Art und Weise der Reckung, Dicke) und dem bei der Betrachtung eingesetzten Linearpolarisator kann der sich einstellende Hell-Dunkel-Kontrastwechsel auch farbig sein, d.h. der Dunkelzustand ist z.B. Blau, Grün oder Violett. Verkippt man das Folienelement mit aufgelegtem Linearpolarisator und betrachtet dieses dann aus einem 30° Blickwinkel, beobachtet man dabei einen Farbwechsel ähnlich einem Dünnschicht-Element von Violett zu Grün bzw. Grün zu Blau.
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Wird als Polarisator 10 ein Zirkularpolarisator verwendet, so ergibt sich unabhängig von der Lage des Zirkularpolarisators zu dem Sicherheitselement 1 stets ein klarer, gegebenenfalls farbiger Kontrastunterschied zwischen den Zonen 51 und 52, wobei hier (aufgrund der Umkehr der Drehrichtung der Polarisation bei Reflektion) die Zonen 51 generell dunkel erscheinen (Zirkularpolarisator sperrt das reflektierte Licht). Das von den Zonen 52 reflektierte Licht unterliegt hingegen dem doppelbrechenden Einfluss des Trägermaterials und weist eine gegenüber dem an den Zonen 51 reflektiertem Licht unterschiedliche Polarisationsrichtung auf. Der Zirkularpolarisator ist für das an den Zonen 52 reflektierte Licht damit zumindest teilweise durchlässig und die Zonen 52 erscheinen gegenüber den Zonen 51 heller und bilden einen Kontrast aus..
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Weiter ist es auch möglich, oberhalb der Reflexionsschicht 31, beispielsweise zwischen der Schutzlackschicht 41 und der Reflexionsschicht 31 eine weitere mono- oder biaxiale gereckte Polymerfolie mit doppelbrechenden Eigenschaften vorzusehen. Beispielsweise wird eine derartige Folie auf die Reflexionsschicht 31 auflaminiert. Abhängig von der Winkelausrichtung der zusätzlich aufgebrachten Polymerfolie zur Polymerfolie 21 und den doppelbrechenden Eigenschaften dieser zusätzlichen Polymerfolie lassen sich dabei bei Betrachtung mit einem Linearpolarisator unterschiedliche optische Effekt generieren:
- Wird als zusätzlich aufgebrachter Träger das gleiche Trägermaterial wie Polymerfolie 21 gewählt, so wird z.B. bei Ausrichtung der zusätzlichen Folie im 0° oder 90° Winkel zur Polymerfolie 21 bei Betrachtung mit einem Linearpolarisator ein Effekt generiert, der bei Drehung des Linearpolarisators die Zonen 51 entweder dunkel oder hell und die Zonen 52 unabhängig von der Drehung immer hell erscheinen lässt. Der optische Effekt entspricht dabei einem Bild-da / Bildweg-Eindruck, d.h. je nach Drehung des Linearpolarisators ist das Motiv, gebildet aus den Zonen 51 und 52, erkennbar oder nicht.
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Erfolgt die Ausrichtung der zusätzlichen und zur Polymerfolie 21 identischen Folie hingegen in Winkelungen unterschiedlich zu 0° oder 90°, in bevorzugter Ausführung in einer 45° Winkelung, wird bei Betrachtung durch einen Linearpolarisator und Drehung des Polarisators um jeweils 90° in der von der Ober- und Unterseite der Polymerfolie 21 aufgespannten Ebene Folienebene ein abwechselnder Hell-Dunkel-Kontrast zwischen den Zonen 51 und Zonen 52 beobachtet. Die sich zeigende optische Darstellung wechselt von einer Positiv- in eine Negativ-Darstellung und umgekehrt. Bei Betrachtung durch einen Zirkularpolarisator wird dieser Effekt nicht erzielt. Je nach Ausrichtung der Polymerfolien zueinander kann es während der Drehung des Linearpolarisators auch zu unterschiedlichen Farbwechseln kommen.
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Durch die Ausrichtungsmöglichkeiten der Polymerfolien zueinander und die Kombination unterschiedlicher Träger mit unterschiedlichen doppelbrechenden Eigenschaften ergeben sich somit eine Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten zum Erzeugen unterschiedlicher Polarisationseffekte.
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2a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit dem Sicherheitselement 2. Das Sicherheitselement 2 weist eine Sicherungseinheit 102 auf, welche wie die Sicherungseinheit 101 nach 1 aufgebaut ist mit dem Unterschied, dass in dem ersten Bereich nicht die vollflächige Reflexionsschicht 32, sondern eine partielle Reflexionsschicht 33 vorgesehen ist. Die Reflexionsschicht 33 ist in dem ersten Bereich hierbei derart ausgeformt, dass sie Zonen 53 aufweist, in denen das Material der Reflexionsschicht 33 vorgesehen ist, und Zonen 54 aufweist, in denen die Reflexionsschicht 33 Durchbrechungen aufweist und das Material der Reflexionsschicht 33 nicht vorgesehen ist. Weiter sind die Zonen 51, 52, 53 und 54 in dem erste Bereich derartig zueinander angeordnet und ausgeformt, dass bei senkrechter Betrachtung die Zonen 53 der Reflexionsschicht 33 die Zonen 52 der Reflexionsschicht 31 vollständig überdecken und die Zonen 51 der Reflexionsschicht 31 die Zonen 54 der Reflexionsschicht 33 vollständig überdecken. Die Reflexionsschicht 33 ist ansonsten wie die Reflexionsschicht 32 nach 1 aufgebaut. Bezüglich der Ausgestaltung der verschiedenen Schichten der Sicherungseinheit 102 wird so im Weiteren auch auf die Ausführungen zu 1 verwiesen.
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Bei Betrachtung von der Vorderseite durch den Polarisator 10 ergibt sich das bereits in Bezug auf 1 Ausgeführte.
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Bei Betrachtung von der Rückseite durch einen Polarisator 11 ergeben sich die analogen Effekte wie bei Betrachtung von der Vorderseite mit dem Unterschied, dass die Ausformung der dunkler/heller erscheinenden Bereiche nun durch die Ausformung der Zonen 53 und 54 und nicht durch die Ausformung der Zonen 51 und 52 bestimmt wird. Das durch den Polarisator transmittierte Licht 65 wird in den Zonen 53 an der Reflexionsschicht 33 reflektiert und das rückreflektierte Licht 66 transmittiert anschließend durch den Polarisator 11. Das in den Zonen 54 durch den Polarisator 11 transmittierte Licht durchläuft die Polymerfolie 21 und wird an der Reflexionsschicht 31 reflektiert. Das rückreflektierte Licht 68 durchläuft wiederum die Polymerfolie 21 und anschließend den Polarisator 11.
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Hierbei ist es auch ebenfalls möglich, dass zwischen der Reflexionsschicht 33 und dem Polarisator 11 eine weitere, wie die Polymerfolie 21 ausgestaltete Polymerfolie in der Sicherungseinheit 102 angeordnet ist, beispielsweise gegen die Reflexionsschicht 33 laminiert wird, wodurch sich die bereits oben anhand von 1 erläuterten Effekte ergeben.
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Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn entweder die Reflexionsschicht 31 oder die Reflexionsschicht 33 zwischen der Polymerfolie 21 und einer derartigen weiteren, mono- oder biaxial gereckten Polymerfolie mit doppelbrechenden Eigenschaften angeordnet ist, so dass das Sicherheitselement 2 bei Betrachtung durch den Polarisator 10 von der Oberseite und bei Betrachtung durch den Polarisator 11 von der Unterseite einen unterschiedlichen optischen Eindruck vermittelt, der sich nicht nur allein durch die Ausformung der kontrastierend erscheinenden Bereiche, sondern sich auch durch die andersartige Reaktion auf die Verdrehung des jeweiligen Polarisators unterscheidet. Dies stellt ein besonders einprägsames Sicherheitsmerkmal zur Verfügung.
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Eine weitere Ausführungsvariante wird im Folgenden beispielhaft anhand von 2b erläutert. 2b zeigt ein Sicherheitselement 2', welches wie das Sicherheitselement 2 nach 2a aufgebaut ist, bis auf, dass dort ein oder mehrere Bereiche vorgesehen sind, in denen eine Zone 52 der Reflexionsschicht 31 und eine Zone 54 der Reflexionsschicht 33 sich zumindest bereichsweise überdecken. In diesem Bereich liegen so ausgesparte Bereiche der Reflexionsschicht 31 und der Reflexionsschicht 33 übereinander.
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Betrachtet man nun das Sicherheitselement 2' so ergeben sich in den Bereichen des Sicherheitselements 2', in denen sich die Zonen 51 und 54 sowie 52 und 53 überdecken, die oben beschriebenen Effekte. Weiter wird dies noch von einem Farbkontrast in dem Bereich ergänzt, in dem sich eine oder mehrere Zonen 52 und 54 überdecken. Diese Bereiche ergänzen sich vorzugsweise zu einer weiteren bildhaften Information, beispielsweise einer Grafik, einem Text oder einem Logo.
Anhand von 3 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel verdeutlicht.
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3 zeigt den Polarisator 10 und ein Sicherheitselement 3 mit einer Sicherungseinheit 103. Die Sicherungseinheit 103 ist wie die Sicherungseinheit 101 nach 1 aufgebaut mit dem Unterschied, dass anstelle der Reflexionsschicht 31 eine weitere Polymerfolie 22 vorgesehen ist. Die Polymerfolie 22 ist ebenfalls eine mono- oder biaxial gereckte Polymerfolie mit doppelbrechenden Eigenschaften. Die Polymerfolie 22 wird so beispielsweise von einer PET- oder PP-Folie einer Schichtdicke von 4,5 µm bis 52 µm ausgebildet. Als Polymerfolie 22 kann hierbei auch die gleiche Polymerfolie wie für die Polymerfolie 21 verwendet werden. Die Polymerfolie 22 wird in Bezug auf die Polymerfolie 21 so ausgerichtet, d.h. in der Ebene verdreht, dass sich die gewünschten Polarisationseigenschaften einstellen.
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Wie in 3 dargestellt, weist die Polymerfolie 22 hierbei Zonen 55 auf, in denen das Material der Polymerfolie 22 vorgesehen ist, und Zonen 56 auf, in denen die Polymerfolie 22 Durchbrechungen aufweist und das Material der Polymerfolie 22 nicht vorgesehen ist. Die Durchbrechungen der Polymerfolie 22 in den Zonen 56 können beispielsweise mittels eines Stanzwerkzeuges oder eines Schneidewerkzeugs oder auch mittels eines Lasers in die Polymerfolie 22 eingebracht werden.
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Weiter kann das Sicherheitselement 3 wie auch das Sicherheitselement 1 nach 1 noch weitere Schichten aufweisen, wie beispielsweise die in 3 gezeigte optionale Schutzlackschicht 41. Bezüglich der Ausformung der Zonen 55 und 56 wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zu der Ausformung der Zonen 51 und 52 nach 1 verwiesen.
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Im Weiteren ist es auch möglich, dass zwischen den Polymerfolien 21 und 22 oder zwischen der Polymerfolie 21 und der Reflexionsschicht 32 noch eine oder mehrere weitere Schichten vorgesehen sind, d.h. dass beispielsweise zwischen der Polymerfolie 21 und 22 eine transparente Kleberschicht vorgesehen ist, welche die Polymerfolien 21 und 22 miteinander verklebt.
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Die Polymerfolien 21 und 22 sind hierbei so zueinander ausgerichtet, d.h. in parallelen Ebenen zueinander verdreht, dass sich bei Betrachtung durch einen Polarisator die gewünschten Kontrasteffekte zwischen den Zonen 55 und 56 ergeben. Das durch den Polarisator 10 auf die Zonen 55 auftreffende Licht 69 durchläuft beide Polymerfolien 22 und 21 und wird hierbei beim Durchlaufen durch die jeweilige Polymerfolie entsprechend der Ausrichtung und der doppelbrechenden Eigenschaften der Polymerfolien in seiner Polarisationsebene verändert. Anschließend wird das Licht 69 an der Reflexionsschicht 32 reflektiert und durchläuft als Licht 70 sodann ebenfalls wieder beide Polymerfolien 21 und 22. Das in den Zonen 56 einfallende Licht 71 durchläuft im Gegensatz hierzu die Polymerfolie 21, nicht jedoch die Polymerfolie 22, wird an der Reflexionsschicht 32 reflektiert und das rückreflektierte Licht 72 durchläuft ebenfalls wieder die Polymerfolie 21, nicht jedoch die Polymerfolie 22. Das Licht 71 und 72 wird somit nur durch die Polymerfolie 21 in seiner Polarisationsebene verändert.
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So erscheinen beispielsweise bei Verwendung eines Linearpolarisators die Zonen 55 als helle Bereiche und die Zonen 56 als hierzu kontrastierende dunkle Bereiche. Abhängig von der Wahl der Polymerfolien können wieder farbige Kontrastwechsel auftreten, welche zusätzlich einen blickwinkelabhängigen Farbwechseleffekt zeigen. Bei senkrechter Betrachtung bei einer ersten Position des Polarisators (erster optischer Eindruck) erscheinen die Zonen 56 hierbei beispielsweise dunkelviolett gegenüber beispielsweise einem metallisch glänzenden Hintergrund, der von den Zonen 55 gebildet wird, und bei Betrachtung unter einem Winkel von zirka 30 Grad zu der von der Oberseite bzw. Unterseite der Polymerfolie 21 aufgespannten Ebene als dunkelgrüne Bildelemente vor dem metallisch erscheinenden Hintergrund. In einer zweiten Position des Linearpolarisators zum Sicherheitselement 3 (zweiter optischer Eindruck) ergibt sich eine inverse Darstellung, d.h. die Zonen 56 erscheinen metallisch reflektierend und die Zonen 55 zeigen einen hierzu kontrastierenden blickwinkelabhängigen Farbeindruck, beispielsweise ebenfalls einen violetten Farbeindruck bei senkrechter Betrachtung und einen grünen Farbeindruck bei Betrachtung unter einem Winkel von 30 Grad.
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Beim Drehen des Linearpolarisators in der von der Oberseite bzw. Unterseite der Polymerfolie 21 aufgespannten Ebene wechselt der optische Eindruck zwischen diesen Darstellungen, d.h. beispielsweise bei 0° ergibt sich der oben dargelegte erste optische Eindruck, bei 45° der oben dargelegte zweite optische Eindruck, bei 90° der oben dargelegte erste optische Eindruck und bei 135° der oben dargelegte zweite optische Eindruck.
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Dieses Sicherheitsmerkmal kann hierbei nicht nur bei Betrachtung im Auflicht wie bei dem Sicherheitselement 3 nach 3 generiert werden, sondern ebenfalls bei Durchlichtbetrachtung, wie dies in 4 verdeutlicht ist:
- 4 zeigt ein Sicherheitselement 4 mit einer Sicherungseinheit 104, welche wie die Sicherungseinheit 103 nach 3 aufgebaut ist, mit dem Unterschied, dass in dem für die Durchlichtbetrachtung vorgesehenen Bereich die Reflexionsschicht 32 nicht vorgesehen ist. Wie bereits oben ausgeführt, sind die Polymerfolien 21 und 22 transparent ausgebildet und auch die übrigen Schichten des Sicherheitselements 4 sind in diesem Bereich so gewählt, dass dieser Bereich bei Durchlichtbetrachtung transparent erscheint und eine Transmissivität von zumindest 70% aufweist. Im Übrigen ist das Sicherheitselement wie das Sicherheitselement 3 nach 3 ausgebildet und es wird auf die diesbezüglichen Ausführungen nach 3, 2 und 1 verwiesen.
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Für die Durchlichtbetrachtung wird vorzugsweise beiderseits des Sicherheitselements 4 jeweils ein Polarisator angeordnet, sodass neben dem Polarisator 10 auf der Rückseite des Sicherheitselements 4 weiter auch ein Polarisator 12 angeordnet wird. Die Polarisatoren 10 und 12 befinden sich dabei für einen maximalen Kontrast in gekreuzter Position, d.h. sie sind so zueinander ausgerichtet, das der dem Betrachter zugewandte Polarisator das durch den dem Betrachter abgewandten Polarisator hindurchtretende polarisierte Licht möglichst vollständig sperrt, d.h. für den Betrachter maximal dunkel erscheint.
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Alternativ kann statt des Polarisators 12 auch jede Lichtquelle eingesetzt werden, die linear polarisiertes Licht erzeugt (z.B. LCD-Bildschirm bzw. LCD-Display).
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Das durch den Polarisator 12 durchlaufende Licht wird polarisiert und transmittiert durch das Sicherheitselement 4. In den Zonen 55 durchläuft das polarisierte Licht die Polymerfolien 21 und 22 und erhält den Polarisationszustand 73. In den Zonen 56 durchläuft das polarisierte Licht nur die Polymerfolie 21 und erhält einen vom Polarisationszustand 73 verschiedenen Polarisationszustand 74. Bei Betrachtung durch den Polarisator 10 werden die beiden unterschiedlichen Polarisationszustände 73 und 74 gegebenenfalls unter Verdrehung Polarisators 10 sichtbar Auch hier zeigen sich dann die bereits in Bezug auf 3 geschilderten optischen Effekte, nun jedoch im Durchlicht.
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Weiter ist es auch möglich, dass die Sicherungseinheit 103 oder 104 noch ein oder mehrere weitere Polymerfolien aufweisen, die mono- oder biaxial gereckt sind und über doppelbrechende Eigenschaften verfügen.
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So zeigt beispielsweise 7 ein derartiges Sicherheitselement 7.
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Das Sicherheitselement 7 weist eine Sicherungseinheit 107 auf, welche wie die Sicherungseinheit 103 nach 3 mit der Reflexionsschicht 32, der Polymerfolie 21 und der Polymerfolie 22 aufgebaut ist und weiter noch mit einer derartigen weiteren Polymerfolie 25 versehen ist. Ähnlich wie in 3 kann auch beim Sicherheitselement 7 die optionale Schutzlackschicht 41 vorgesehen sein.
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Die Polymerfolie 25 weist hierbei wie die Polymerfolien 21 und 22 doppelbrechende Eigenschaften aus. Die Ausrichtung und die Strukturierung der Polymerfolie 25 zur Polymerfolie 21 und zur Polymerfolie 22 erfolgt wie bereits bei 3 beschrieben. Somit wird hier bezüglich des Aufbaus der Polymerfolie 25 auf die diesbezüglichen Ausführungen nach 3 und 1 verwiesen.
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Die Polymerfolie 25 weist hierbei wie die Polymerfolie 22 zum einen Zonen auf, in denen das Material der Polymerfolie 25 vorgesehen ist und zum anderen Zonen auf, in denen das Material der Polymerfolie 25 nicht vorgesehen ist und die Polymerfolie 25 Durchbrechungen aufweist. Diese Durchbrechungen werden vorzugsweise wie bereits in Bezug auf die Polymerfolie 22 erläutert ausgebildet und es wird somit auf die diesbezüglichen Ausführungen zu der Polymerfolie 22 verwiesen.
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Wie beispielsweise auch in 7 dargestellt, sind die Zonen, in denen die Polymerfolie 22 einerseits und die Polymerfolie 25 andererseits Durchbrechungen aufweisen, unterschiedlich gewählt. Das Sicherheitselement 7 weist damit zum einen Bereiche auf, in denen das durch den Polarisator 10 einfallende Licht 83 die Polymerfolien 25, 22 und 21 durchläuft. Das an der Reflexionsschicht 32 reflektierte Licht 84 durchläuft anschließend ebenfalls die Polymerfolien 21, 22 und 25 und anschließend den Polarisator 10.
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Weiter weist das Sicherheitselement 7 Bereiche auf, in denen das einfallende Licht 85 die Polymerfolie 21 durchläuft und das an der Reflexionsschicht 32 rückreflektierte Licht 86 ebenfalls die Polymerfolie 21, nicht jedoch die Polymerfolien 22 und 25 durchläuft, bevor es den Polarisator 10 durchläuft.
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Das Sicherheitselement 7 weist weiter Bereiche auf, in denen das einfallende Licht 87 die Polymerfolien 22 und 21 durchläuft und das an der Reflexionsschicht 32 rückreflektierte Licht 88 die Polymerfolien 21 und 22 durchläuft.
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Weiter weist das Sicherheitselement 7 Bereiche auf, in denen das einfallende Licht 89 die Polymerfolien 25 und 21 durchläuft und das rückreflektierte Licht 90 die Polymerfolien 21 und 25 durchläuft.
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In jedem dieser vier unterschiedlichen Bereiche wird die Polarisationsebene des auf das Sicherheitselement 7 einfallenden Lichts unterschiedlich beeinflusst, in dem einen Bereich (erster Bereich) durch sämtliche der Polymerfolien 25, 22 und 21 beeinflusst, in dem anderen Bereich (zweiter Bereich) lediglich durch die Polymerfolie 21 beeinflusst, in dem anderen Bereich (dritter Bereich) durch die Polymerfolien 22 und 21 beeinflusst, und in dem anderen Bereich (vierter Bereich) durch die Polymerfolien 25 und 21 beeinflusst.
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Durch entsprechende Ausrichtung der Polymerfolien 21, 22 und 25 zueinander ergeben sich so bei Betrachtung durch einen Polarisator in den unterschiedlichen Bereichen ein unterschiedlicher optischer Eindruck. Bei Verwendung eines Linearpolarisators zeigen sich neben den bereits oben in Bezug auf 3 geschilderten optischen Effekten noch bei weiteren Positionen weitere optische Effekte
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So zeigen sich beispielsweise in den zweiten, dritten und vierten Bereichen die oben dargelegten, in Bezug auf 3 erläuterten Effekte und im ersten Bereich zeigt sich folgender Effekt:
- Beispielsweise lassen sich durch entsprechende Auswahl und Ausrichtung der Polymerfolien 21, 22 und 25 nach 7 unter dem Linearpolarisator bis zu vierfarbige latente Bilder erzeugen, die bei Drehung des Polarisators verschiedene Farbwechsel durchlaufen und die blickwinkelabhängig, d.h. bei Betrachtung in einem 30° Winkel, zusätzliche, Dünnschichtelement ähnliche Farbwechsel zeigen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der 7 werden bei der Kombination von zwei 52 µm OPP-Trägern (OPP = Oriented Polypropylen) als Polymerfolie 21 und Polymerfolie 22 mit einem 40 µm dicken OPP-Träger als Polymerfolie 25 bei entsprechender Ausrichtung von Folien und Linearpolarisator zueinander folgende Farbeffekte erzielt:
- Das vom ersten Bereich zurückreflektierte Licht 84 liefert einen gelben Farbeindruck. Das vom zweiten Bereich zurückreflektierte Licht 86 liefert einen violetten Farbeindruck. Das vom dritten Bereich zurückreflektierte Licht 88 liefert einen grünen Farbeindruck. Das vom vierten Bereich zurückreflektierte Licht 90 liefert einen blauen Farbeindruck. Diese Farbeindrücke ändern sich mit der Ausrichtung des aufgelegten Linearpolarisators sowie auch blickwinkelabhängig.
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Im Weiteren ist es vorteilhaft, in diesem Zusammenhang für die Polymerfolien 21, 22 und 25 unterschiedliche Folien zu verwenden, die sich beispielsweise in Bezug auf ihre Dicke, das verwendete Material oder im Bezug auf den Reckprozess unterscheiden. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, in unterschiedlichen Bereichen auch unterschiedliche Farbkippeffekte bei Betrachtung durch den Polarisator sichtbar zu machen, welche im Weiteren - wie bereits oben in Bezug auf 3 und 7 geschildert - in Abhängigkeit von der Position des Polarisators sichtbar sind oder nicht sichtbar sind. Hierdurch lassen sich besonders komplexe und einprägsame optisch variable Sicherheitsmerkmale bei Betrachtung durch einen Polarisator erzielen.
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Weiter ist es auch möglich, in dem Sicherheitselement lediglich eine partiell ausgebildete Polymerfolie zu verwenden. Dies wird beispielhaft im Folgenden anhand von 5 erläutert:
- 5 zeigt einen Polarisator 10 sowie das Sicherheitselement 5. Das Sicherheitselement 5 weist eine Sicherungseinheit 105 mit der Polymerfolie 23 und der Reflexionsschicht 32 auf. Die Sicherungseinheit 105 ist wie die Sicherungseinheit 103 nach 3 aufgebaut mit dem Unterschied, dass hier auf die Polymerfolie 21 verzichtet worden ist. Die Polymerfolie 23 ist hier wie die Polymerfolie 22 nach 3 aufgebaut und weist im Weiteren Zonen 57 auf, in denen das Material der Polymerfolie 23 vorgesehen ist und Zonen 58 auf, in denen die Polymerfolie 23 Durchbrechungen aufweist und das Material der Polymerfolie 23 nicht vorgesehen ist. Im Übrigen wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zu 3 und 1 verwiesen.
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Im Weiteren weist das Sicherheitselement 5 noch weiter eine optionale, transparente Schutzlackschicht 41 sowie ein Trägersubstrat 43 auf. Bei dem Trägersubstrat 43 handelt es sich beispielsweise um eine PET- oder OPP-Folie einer Dicke zwischen 4,5 µm und 125 µm.
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Weiter ist es auch möglich, auf das Trägersubstrat 43 zu verzichten. So ist es beispielsweise möglich, ein Sicherheitselement mit der Sicherungseinheit 105 als Transferfolie auszugestalten, welche folgenden Schichtaufbau besitzt: Die Transferfolie umfasst eine Trägerfolie mit einer ablösbaren Übertragungslage. Auf die Trägerfolie folgt eine optionale Ablöseschicht, sodann die Schutzlackschicht 41, die Polymerfolie 23, die Reflexionsschicht 32 und so dann eine optionale Kleberschicht. Nach Ablösen der Trägerfolie bleibt somit als Sicherheitselement ein Mehrschichtgebilde, welches aus einer optionalen Ablöseschicht, einer Sicherungseinheit 105 und einer optionalen Kleberschicht besteht.
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In den Zonen 57 durchläuft das einfallende Licht 57 den Polarisator 10 und die Polymerfolie 23. Das an der Reflexionsschicht 32 rückreflektierte Licht durchläuft weiter ebenfalls die Polymerfolie 23 und sodann den Polarisator 10. In den Zonen 58 durchläuft das einfallende Licht 77 den Polarisator 10 und wird sodann ohne Beeinflussung durch die Polymerfolie 23 an der Reflexionsschicht 32 reflektiert. Das rückreflektierte Licht 78 durchläuft wieder den Polarisator 10.
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Damit ergibt sich je nach Wahl des für den Polarisator 10 verwendeten Polarisators in den Zonen 57 der in dem Ausführungsbeispiel nach 1 für die Zonen 52 beschriebene optische Effekt und für die Zonen 58 der in dem Ausführungsbeispiel nach 1 für die Zonen 51 beschriebene optische Effekt.
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Weiter ist es auch möglich, anstelle der Strukturierung der Polymerfolie 22, 23 und 25 mittels der Einbringung von Durchbrechungen in die Polymerfolie die Polymerfolie bereichsweise einer Nachbearbeitung zu unterziehen, durch die lokal die durch die Reckung bewirkte Orientierung des Materials der ersten Polymerfolie verändert wird. Die Polymerfolie verliert somit in den Bereichen der Nachbearbeitung ihre doppelbrechenden Eigenschaften.
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Dies wird im Folgenden beispielhaft für das Ausführungsbeispiel nach 5 anhand des Ausführungsbeispiels nach 6 erläutert.
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6 zeigt den Polarisator 10 sowie das Sicherheitselement 6 mit der Sicherungseinheit 106. Die Sicherungseinheit 106 ist wie die Sicherungseinheit 105 nach 5 aufgebaut mit dem Unterschied, dass anstelle der Polymerfolie 23, welche Durchbrechungen in den Zonen 58 aufweist, eine vollflächige Polymerfolie 24 vorgesehen ist. Weiter weist das Sicherheitselement 6 eine optionale Schutzlackschicht 41 auf.
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Die Polymerfolie 24 entspricht zunächst in Art und Ausführung der Polymerfolie 21 sodass hierzu auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird. Im Weiteren wird die Polymerfolie 24 in den Zonen 60 der bereits oben dargelegten Nachbearbeitung unterworfen, sodass die Polymerfolie 24 die Zonen 59 aufweist, in denen die Polymerfolie 24 mono- oder biaxial gereckt ist und über doppelbrechende Eigenschaften verfügt und die Zonen 60, in denen durch Nachbearbeitung die durch die Reckung bewirkte Orientierung des Materials der Polymerfolie 24 verändert worden ist. Die durch die Reckung entstandene Orientierung wird beispielsweise durch lokale thermische Behandlung oder bei Polyestern auch durch lokale Hydrolyse aufgehoben.
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Dies kann beispielsweise wie im Folgenden beschrieben erfolgen:
- Zur Nachbearbeitung werden Verfahren eingesetzt, die ähnlich den Heatsetting-Prozessen bei Kunststofffasern zu einer Entspannung und Umorientierung der Molekülausrichtung in den Zonen 60 der Polymerfolien führen. Die Polymerfolie 24 wird dazu lokal in den Zonen 60auf einer Temperatur oberhalb des Glaspunktes aber noch unterhalb der Schmelztemperatur erhitzt. Tabelle 1 zeigt für einige Polymermaterialien die entsprechenden Temperaturbereiche.
Tabelle 1 | Material | Glaspunkt | Erweichungstemperatur |
| Polyester | 80...85 °C | 230...240 °C |
| Polyamid 6 | 80...85 °C | 180...200 °C |
| Polyamid 66 | 90...95 °C | 220...235 °C |
| Polypropylen | (-10)-0 °C | 160...165 °C |
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Zur bereichsweisen Umorientierung wird die Polymerfolie 24 hierzu vorzugsweise einer Wärmebehandlung mittels Heißdampf ausgesetzt. Diese kann z.B. beim in der Kunstfaser-Industrie bereits etablierten Power-Heat-Set-Verfahren mit überhitztem Dampf in einem offenen System unter atmosphärischem Druck ausgeführt werden. Verarbeitet werden können alle gängigen Polymerfolien, wie z.B. Polyamid 6, Polyamid 66, Polypropylen, Acryl und Polyester. Die nur lokale Veränderung der Polymerfolien 24 kann dabei durch Anwendung eines Maskenverfahrens erreicht werden, dass den Heißdampf nur partiell auf die Polymerfolie 24 einwirken lässt und so angrenzende Bereiche nicht beeinflusst.
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Die notwendige Einwirkzeit des Dampfstrahls auf den Polymerfilm, um die doppelbrechenden Eigenschaften zu verändern, liegt abhängig von Trägerdicke, Dampfsättigung und Dampftemperatur im Zeitfenster von wenigen Sekunden bis zu mehreren Minuten. Für eine Polyesterfolie in 12 µm Stärke haben sich Dampftemperaturen von 160°C und eine Einwirkzeit von 45 Sekunden bewährt.
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Als weitere vorteilhafte Methode zur lokalen Änderung der doppelbrechenden Eigenschaften haben sich auch Prägungen bewährt: Hierzu wird mittels eines Prägestempels lokal eine Struktur in den Polymerfilm eingeprägt. Durch die hierbei wirkenden mechanischen Kräfte kommt es zu Verdehnungen und auch Dickenänderungen in der Polymerfolie, die lokal die doppelbrechenden Eigenschaften des Trägers verändern und so unter einem Polarisator einen Kontrast hervorrufen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante dient die Prägung dekorativen Zwecken: So kann z.B. ein erhabener Schriftzug eingeprägt werden, der dem Sicherheitsmerkmal zusätzlich eine Haptik, d.h. eine taktile Fühlbarkeit verleiht. Der Prägevorgang umfasst vorzugsweise auch gleichzeitig eine Wärmebehandlung umfassen, beispielsweise durch einen beheizten Prägestempel. Die Temperatur des Prägestempels sowie die Verweildauer des Prägestempels auf der Polymerfolie wird hierbei so gewählt, dass in den Bereichen, in denen die Erhebungen des Prägestempels in Kontakt mit den Zonen 60 sind, die Polymerfolie 24 lokal entsprechend wie oben beschrieben erhitzt wird.
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Die Relieftiefe des Prägestempels und der Anpressdruck des Prägestempels wird hierbei bei einer thermischen Behandlung vorzugsweise weiter so gewählt, dass die Erhebungen des Prägestempels mit der Oberfläche der Polymerfolie beim Prägevorgang in den Zonen 60 in Kontakt sind, die Vertiefungen jedoch hierbei nicht in Kontakt mit der Oberfläche der Polymerfolie sind, so dass dort keine lokale Temperaturbehandlung erfolgt.
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In den Zonen 59 durchläuft das einfallende Licht 79 somit einen gereckten Bereich der Polymerfolie 24 und das an der Reflexionsschicht 32 rückreflektierte Licht 80 durchläuft ebenfalls einen derartigen Bereich der Polymerfolie 24. In den Zonen 60 durchläuft das einfallende Licht 81 einen Bereich der Polymerfolie 24, in dem die durch den Reckprozess bewirkte optische Isotropie wieder durch die Nachbehandlung aufgehoben worden ist, ebenfalls das hier an der Reflexionsschicht 32 rückreflektierte Licht 82. Damit zeigt sich in den Zonen 59 bei Betrachtung durch einen Polarisator der in Bezug auf die Zonen 57 nach 5 geschilderte optische Effekt und in den Zonen 60 der in Bezug auf die Zonen 58 nach 5 geschilderte optische Effekt.
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Weiter ist es auch möglich, dass das Sicherheitselement neben den oben geschilderten Sicherheitsmerkmalen, welche lediglich bei Betrachtung durch einen Polarisator sichtbar werden, weiter auch noch Sicherheitsmerkmale aufweist, welche auch bei Betrachtung ohne einen Polarisator sichtbar sind.
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Derartige Ausführungsformen werden beispielhaft im Folgenden anhand der Figuren 8 und 9 verdeutlicht:
- 8 zeigt den Polarisator 10, ein Trägersubstrat 100 und ein Sicherheitselement 8 mit einer Sicherungseinheit 108.
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Bei dem Trägersubstrat 100 handelt es sich um ein Trägersubstrat eines zu sichernden Dokuments, beispielsweise um das Papiersubstrat einer Banknote.
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Die Sicherungseinheit 108 ist wie die Sicherungseinheit 101 nach 1 mit den Reflexionsschichten 31 und 32 und der Polymerfolie 21 aufgebaut mit dem Unterschied, dass zwischen der Reflexionsschicht 31 und der Polymerfolie 21 eine zusätzliche optionale Ablöseschicht 44 vorgesehen ist.
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Die optionale Ablöseschicht 44 ist transparent ausgebildet und führt zu einer Zerstörung des Sicherheitselements 8 bei Durchführung eines Ablöseversuchs.
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Bezüglich der Ausgestaltung der übrigen Schichten der Sicherungseinheit 108 wird auf die diesbezüglichen Ausführungen nach 1 verwiesen.
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Das Sicherheitselement 8 weist neben der Sicherungseinheit 108 noch eine Kleberschicht 47, eine Replizierlackschicht 45 mit abgeformtem Oberflächenrelief, eine transparente Reflexionsschicht 46 und eine Schutzlackschicht 41 auf.
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Die Replizierlackschicht 45 hat eine Schichtdicke zwischen 1 µm und 5 µm und besteht aus einem thermoplastischen oder UV-härtbaren Lack, je nach eingesetztem Replizierverfahren. Bei dem in die Replizierlackschicht 45 abgeformten Oberflächenrelief handelt es sich vorzugsweise um ein diffraktives Oberflächenrelief mit einer Spatialfrequenz von mehr als 100 Linien/mm, vorzugsweise einer Spatialfrequenz zwischen 700 Linien/mm und 2800 Linien/mm. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei dem Oberflächenrelief um ein im Wesentlichen refraktiv wirkendes Oberflächenrelief, beispielsweise um eine Mikrolinsenstruktur, ein insbesondere asymmetrisches Blaze-Gitter oder auch um eine insbesondere stochastische Mattstruktur handelt.
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Bei der Reflexionsschicht 46 handelt es sich vorzugsweise um eine HRI-Schicht, beispielsweise ZnS.
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Weiter kann es auch vorgesehen sein, dass die Reliefstruktur nicht vollflächig in der Replizierlackschicht 45 abgeformt ist, sondern lediglich bereichsweise in der Replizierlackschicht 45 abgeformt ist oder in der Replizierlackschicht 45 in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Reliefstrukturen abgeformt sind.
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Bei Betrachtung ohne Polarisator 10 wird der durch das Sicherheitselement 8 generierte optische Eindruck im Wesentlichen durch die optische Wirkung des in die Replizierlackschicht 45 abgeformten Oberflächenreliefs bestimmt (siehe hierzu auch Ausführungen zu dem Ausführungsbeispiel nach 1). Es zeigt sich somit beispielsweise in dem in 8 dargestellten Bereich des Sicherheitselements 8 bei Betrachtung ohne Polarisator ein Hologramm, ein Kinegram® oder ein andersartiger optisch variabler Eindruck, welcher durch das Oberflächenrelief in Verbindung mit der Reflexionsschicht 45 generiert wird.
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Bei Betrachtung durch den Polarisator 10 wird das in der Zone 51 einfallende Licht teilweise an der Reflexionsschicht 46 rückreflektiert bzw. rückgebeugt und teilweise von der Reflexionsschicht 31 als Licht 92 rückreflektiert. In den Zonen 52 wird das einfallende Licht 93 ebenfalls teilweise an der Reflexionsschicht 45 rückreflektiert oder rückgebeugt, durchläuft jedoch auch teilweise die Polymerfolie 21 und wird von der Reflexionsschicht 32 rückreflektiert. Das hier rückreflektierte Licht 94 durchläuft ebenfalls die Polymerfolie 21 und sodann den Polarisator 10. Dadurch ergibt sich bei Betrachtung durch den Polarisator 10 - je nach Wahl des Polarisators - der bereits anhand von 1 verdeutlichte Eindruck mit dem Unterschied, dass das sich ergebende optische Erscheinungsbild zusätzlich von dem durch die Oberflächenstruktur generierten optischen Effekt überlagert wird.
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9 zeigt den Polarisator 10, ein Sicherheitselement 9 und das Trägersubstrat 100. Das Sicherheitselement 9 weist eine Sicherungseinheit 109 auf, welche von einer Reflexionsschicht 34, der Replizierlackschicht 45, der Ablöseschicht 44, der Polymerfolie 21, einer Replizierlackschicht 48 und einer Reflexionsschicht 35 gebildet wird. Die Replizierlackschichten 45 und 48 sind wie die Replizierlackschicht 45 nach 8 aufgebaut und sind an ihre jeweiligen Oberflächen - wie in 9 angedeutet - mit einem Oberflächenrelief versehen. Die Reflexionsschichten 31 und 35 sind wie die Reflexionsschichten 31 und 32 nach 1 aufgebaut mit dem Unterschied, dass diese Reflexionsschichten nicht auf einen ebenen Untergrund, sondern auf das in die Replizierlackschichten 45 bzw. 48 abgeformte Oberflächenrelief aufgebracht sind und damit einen entsprechenden räumlichen Verlauf haben. Bezüglich der Ausgestaltung der Reflexionsschichten 34 und 35 sowie der Ausgestaltung der Polymerfolie 21 wird somit auf die diesbezüglichen Ausführungen zu 1 verwiesen. Die Reflexionsschicht 34 ist somit in den Zonen 51 vorgesehen und weist in den Zonen 52 Durchbrechungen auf, wie dies auch in 9 dargestellt ist.
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Bei Betrachtung ohne Polarisator wird das in den Zonen 51 einfallende Licht gemäß dem in die Replizierlackschicht 45 abgeformten Oberflächenrelief rückreflektiert oder rückgebeugt und es zeigt sich somit ein diesem Oberflächenrelief entsprechender optisch (variabler) Eindruck. In den Zonen 52 wird das einfallende Licht von der Reflexionsschicht 35 rückgebeugt oder rückreflektiert und der in diesen Zonen generierte optische Eindruck wird durch das in der Replizierlackschicht 48 abgeformte Oberflächenrelief bestimmt. Werden in die Replizierlackschichten 45 und 48 die gleichen Reliefstrukturen abgeformt, so ergibt sich ein einheitlicher optischer Eindruck, nicht jedoch, wenn hier unterschiedliche Oberflächenreliefs in die Replizierlackschichten 45 und 48 abgeformt werden.
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Bei Betrachtung durch den Polarisator 10 durchläuft das in den Zonen 51 einfallende Licht 49 den Polarisator 10 und wird sodann von der Reflexionsschicht 34 als Licht 96 rückreflektiert bzw. rückgebeugt und durchläuft wieder den Polarisator 10. In den Zonen 52 durchläuft das einfallende Licht 97 den Polarisator 10 und die Polymerfolie 21. Anschließend wird es von der Reflexionsschicht 35 als Licht 98 rückreflektiert oder rückgebeugt und durchläuft sodann wieder die Polymerfolie 21 und den Polarisator 10. Bei Betrachtung durch den Polarisator 10 ergibt sich somit in den Zonen 51 und 52 der anhand von 1 erläuterte optische Eindruck, welcher zusätzlich in den Zonen 51 mit dem durch die Reliefstruktur der Replizierlackschicht 45 bewirkten optischen Effekt überlagert ist und in den Zonen 52 durch den durch die Reliefstruktur der Replizierlackschicht 48 bewirkten optischen Effekt überlagert ist.
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Im Weiteren ist es auch möglich, anstelle der Replizierlackschichten 45 und 47 mit einem abgeformten Oberflächenrelief auch andere, einen optischen Effekt, insbesondere einen optisch variablen Effekte erzielende Schichten oder eine Kombination derartiger Schichten einzusetzen. Beispielsweise ist es möglich, hier Interferenzschichtsysteme einzusetzen, welche einen blickwinkelabhängigen Farbverschiebungseffekt durch Interferenz generieren, Lackschichten einzusetzen, insbesondere enthaltend optisch variable Pigmente, oder auch zusätzliche Flüssigkristallschichten vorzusehen.
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Im Weiteren ist es auch möglich, die in 8 und 9 gezeigten, gegenüber der Ausführungsform nach 1 vorgesehenen zusätzlichen Schichten auch entsprechend in den übrigen Ausführungsformen nach 2 bis 7 vorzusehen und hierdurch entsprechende Effekte zu erzielen.
