DE102014016028A1

DE102014016028A1 - Sicherheitselement mit farbkippendem Dünnschichtelement

Info

Publication number: DE102014016028A1
Application number: DE102014016028.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Schmitz
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-05-04
Also published as: EP3212430B1; EP3212430B2; WO2016066264A1; EP3212430A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement (12) zur Absicherung von Wertgegenständen mit einem Träger (20) und einem auf dem Träger (20) angeordneten Dünnschichtelement (30), das eine über dem Träger angeordnete Reflexionsschicht (32), eine über der Reflexionsschicht (32) angeordnete dielektrische Abstandsschicht (34) und eine über der dielektrischen Abstandsschicht (34) angeordnete Absorberschicht (36) aufweist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass – das Dünnschichtelement (30) zwei Teilbereiche (22, 24) mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einen Teilbereich (26) ohne Farbkippeffekt aufweist, die jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden, – wobei der Teilbereich (26) ohne Farbkippeffekt durch Aussparungen (44) in der Reflexionsschicht (32) in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung gebildet ist, – die dielektrische Abstandsschicht (34) in einem ersten (22) der beiden farbkippenden Teilbereiche aus übereinander angeordneten ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten (40, 42) besteht und einen Teilbereich (22) mit einem ersten Farbkippeffekt erzeugt, und – die dielektrische Abstandsschicht (34) in einem zweiten (24) der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der zweiten dielektrischen Teilschicht (42) besteht und einen Teilbereich (24) mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen mit einem Träger und einem auf dem Träger angeordneten farbkippenden Dünnschichtelement, das eine über dem Träger angeordnete Reflexionsschicht, eine über der Reflexionsschicht angeordnete dielektrische Abstandsschicht und eine über der dielektrischen Abstandsschicht angeordnete Absorberschicht aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Sicherheitselements und einen Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement.
Datenträger, wie etwa Wert- oder Ausweisdokumente, oder andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitselemente mit betrachtungswinkelabhängigen Effekten, da diese selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheitselemente werden dabei mit optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrachtungswinkel einen anderen Farb- oder Helligkeitseindruck und/oder ein anderes graphisches Motiv zeigen.
In diesem Zusammenhang ist bekannt, Sicherheitselemente mit mehrschichtigen Dünnschichtelementen einzusetzen, deren Farbeindruck sich für den Betrachter mit dem Betrachtungswinkel ändert (im Folgenden als Farbkippeffekt bezeichnet). Der Farbkippeffekt beruht bei solchen Dünnschichtelementen auf betrachtungswinkelabhängigen Interferenzeffekten durch Mehrfachreflexionen in den verschiedenen Teilschichten des Elements. Der Wegunterschied des an den verschiedenen Schichten reflektierten Lichts hängt einerseits von der optischen Dicke einer dielektrischen Abstandsschicht ab, die den Abstand zwischen einer semitransparenten Absorberschicht und einer Reflexionsschicht festlegt, und variiert andererseits mit dem jeweiligen Betrachtungswinkel. Da der Wegunterschied in der Größenordnung der Wellenlänge des sichtbaren Lichts liegt, ergibt sich aufgrund von Auslöschung und Verstärkung bestimmter Wellenlängen ein winkelabhängiger Farbeindruck für den Betrachter. Durch eine geeignete Wahl von Material und Dicke der dielektrischen Abstandsschicht können eine Vielzahl unterschiedlicher Farbkippeffekte gestaltet werden Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art mit hoher Fälschungssicherheit und attraktivem visuellen Erscheinungsbild anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zusammenfassung der Erfindung

1. (Erster Aspekt der Erfindung) Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen mit einem Träger und einem auf dem Träger angeordneten farbkippenden Dünnschichtelement, das eine über dem Träger angeordnete Reflexionsschicht, eine über der Reflexionsschicht angeordnete dielektrische Abstandsschicht und eine über der dielektrischen Abstandsschicht angeordnete Absorberschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Dünnschichtelement zwei Teilbereiche mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einen Teilbereich ohne Farbkippeffekt aufweist, wobei die Teilbereiche jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden, – der Teilbereich ohne Farbkippeffekt durch zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung gebildet ist, – die dielektrische Abstandsschicht in einem ersten der beiden farbkippenden Teilbereiche aus übereinander angeordneten ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten besteht und einen Teilbereich mit einem ersten Farbkippeffekt erzeugt, und – die dielektrische Abstandsschicht in einem zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der zweiten dielektrischen Teilschicht besteht und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt.
2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Absatz 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten aus demselben dielektrischen Material bestehen, insbesondere aus SiO₂ oder Al₂O₃.
3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Absatz 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement in den Bereichen der zumindest einen Aussparung in der Reflexionsschicht metallisch semitransparent ist.
4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach wenigstens einem der Absätze 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den ausgesparten Bereichen der Reflexionsschicht auch die erste dielektrische Teilschicht ausgespart ist.
5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach wenigstens einem der Absätze 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsschicht durch eine opake oder eine semitransparente Metallschicht gebildet ist, vorzugsweise durch eine opake oder eine semitransparente Aluminiumschicht.
6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach wenigstens einem der Absätze 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich ohne Farbkippeffekt und die Teilbereiche mit unterschiedlichem Farbkippeffekt einander ergänzende oder aufeinander bezogene Informationen darstellen.
7. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach wenigstens einem der Absätze 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Träger und der Reflexionsschicht des Dünnschichtelements eine Prägelackschicht mit einer eingeprägten Reliefstruktur angeordnet ist, wobei die Reliefstruktur insbesondere eine diffraktive Struktur, wie etwa ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine hologrammähnliche Beugungsstruktur darstellt, eine achromatische Struktur, wie etwa eine Mattstruktur, eine Mikrospiegelanordnung, ein Blazegitter mit einem sägezahnartigen Furchenprofil oder eine Fresnellinsen-Anordnung.
8. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach wenigstens einem der Absätze 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden, ein Aufreißfaden, ein Sicherheitsband, ein Sicherheitsstreifen, ein Patch oder ein Etikett zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen ist.
9. (Zweiter Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements nach einem der Absätze 1 bis 8, bei dem – auf einen Träger, gegebenenfalls über eine oder mehrere Zwischenschichten, ein farbkippendes Dünnschichtelement aufgebracht wird, indem über dem Träger eine Reflexionsschicht angeordnet wird, über der Reflexionsschicht eine dielektrische Abstandsschicht angeordnet wird und über der dielektrischen Abstandsschicht eine Absorberschicht angeordnet wird, – das Dünnschichtelement mit zwei Teilbereichen mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einem Teilbereich ohne Farbkippeffekt erzeugt wird, wobei die Teilbereiche jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden, – wobei der Teilbereich ohne Farbkippeffekt durch zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung gebildet wird, – die dielektrische Abstandsschicht durch Aufbringen einer ersten und zweiten dielektrischen Teilschicht nacheinander erzeugt wird, wobei – die dielektrische Abstandsschicht in einem ersten der beiden farbkippenden Teilbereiche durch die übereinander angeordneten ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten gebildet wird und einen Teilbereich mit einem ersten Farbkippeffekt erzeugt, und – die dielektrische Abstandsschicht in einem zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der ersten oder der zweiten dielektrischen Teilschicht gebildet wird und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt.
10. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der zumindest einen Aussparung in der Reflexionsschicht eine lösliche Waschfarbe in Form der gewünschten ersten Aussparungen aufgedruckt wird, und dass die Waschfarbe nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht oder nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht und der ersten dielektrischen Teilschicht zusammen mit diesen durch ein Lösungsmittel abgewaschen wird.
11. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Abstandsschicht im zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der zweiten dielektrischen Teilschicht gebildet wird und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt und zur Erzeugung von Aussparungen in der ersten dielektrischen Teilschicht nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht eine lösliche Waschfarbe in Form des gewünschten zweiten farbkippenden Teilbereichs auf die Reflexionsschicht aufgedruckt wird, und dass die Waschfarbe nach dem Aufbringen der ersten dielektrischen Teilschicht zusammen mit dieser durch ein Lösungsmittel abgewaschen wird.
12. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht und die Aussparungen in der ersten dielektrischen Teilschicht in einem gemeinsamen Waschschritt erzeugt werden.
13. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 10 und 11 oder nach Absatz 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erzeugung der Aussparungen eine vollflächige zweite dielektrische Teilschicht und eine vollflächige Absorberschicht aufgebracht werden.
14. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Abstandsschicht im zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der ersten dielektrischen Teilschicht gebildet wird und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt und zur Erzeugung von Aussparungen in der zweiten dielektrischen Teilschicht nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht und der ersten dielektrischen Teilschicht eine lösliche Waschfarbe in Form des gewünschten zweiten farbkippenden Teilbereichs auf die erste dielektrische Teilschicht aufgedruckt wird, und dass die Waschfarbe nach dem Aufbringen der zweiten dielektrischen Teilschicht zusammen mit dieser durch ein Lösungsmittel abgewaschen wird.
15. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 10 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht und die Aussparungen in der zweiten dielektrischen Teilschicht in einem gemeinsamen Waschschritt erzeugt werden.
16. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 10 und 14 oder nach Absatz 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erzeugung der Aussparungen eine vollflächige Absorberschicht aufgebracht wird.
17. (Dritter Aspekt der Erfindung) Datenträger mit einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Absätze 1 bis 8.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Gemäß der Erfindung ist bei einem gattungsgemäßen Sicherheitselement vorgesehen,

– dass das Dünnschichtelement zwei Teilbereiche mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einen Teilbereich ohne Farbkippeffekt aufweist, wobei die Teilbereiche jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden,
– dass der Teilbereich ohne Farbkippeffekt durch zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung gebildet ist,
– dass die dielektrische Abstandsschicht in einem ersten der beiden farbkippenden Teilbereiche aus übereinander angeordneten ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten besteht und einen Teilbereich mit einem ersten Farbkippeffekt erzeugt, und
– dass die dielektrische Abstandsschicht in einem zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der zweiten dielektrischen Teilschicht besteht und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt.

Mit anderen Worten liegt die zweite Teilschicht der dielektrischen Abstandsschicht in beiden farbkippenden Teilbereichen vor, während die erste Teilschicht nur in dem ersten der beiden farbkippenden Teilbereiche vorliegt. Die Schichtdicke der ersten und zweiten Teilschicht ist dabei mit Vorteil jeweils konstant, so dass sich die unterschiedliche Dicke der dielektrischen Abstandsschicht nur aus dem Vorliegen bzw. Nichtvorliegen der ersten Teilschicht ergibt.
Das Dünnschichtelement muss nicht direkt auf dem Träger vorliegen, sondern es können sich eine oder mehrere Zwischenschichten zwischen dem Träger und dem Dünnschichtelement befinden, beispielsweise die weiter unten genannte Prägelackschicht.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante bestehen die ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten aus demselben dielektrischen Material, insbesondere aus SiO₂ oder Al₂O₃.
In den Bereichen der zumindest einen Aussparung in der Reflexionsschicht ist das Sicherheitselement vorzugsweise metallisch semitransparent. Um eine besonders einfache Herstellung zu ermöglichen, ist mit besonderem Vorteil in den ausgesparten Bereichen der Reflexionsschicht auch die erste dielektrische Teilschicht ausgespart.
Die Reflexionsschicht des Dünnschichtelements ist bevorzugt durch eine opake oder eine semitransparente Metallschicht gebildet, vorzugsweise durch eine opake oder eine semitransparente Aluminiumschicht. Grundsätzlich kommen jedoch auch andere Metalle, wie etwa Silber, Nickel, Kupfer, Eisen, Chrom, Gold oder andere stark spiegelnde Materialien in Betracht.
Die beiden Teilbereiche mit unterschiedlichem Farbkippeffekt sind vorzugsweise zueinander komplementär ausgebildet, das heißt, einer der Teilbereiche stellt die Muster, Zeichen oder Codierung positiv, also durch seine Form selbst dar, während der andere Teilbereich die Muster, Zeichen oder Codierung negativ, also durch Aussparungen in seiner Form darstellt. Weiter können der Teilbereich ohne Farbkippeffekt und die Teilbereiche mit unterschiedlichem Farbkippeffekt einander ergänzende oder aufeinander bezogene Informationen darstellen und dadurch die drei Teilbereiche für einen Betrachter eng miteinander verzahnen.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Träger und der Reflexionsschicht des Dünnschichtelements eine Prägelackschicht mit einer eingeprägten Reliefstruktur angeordnet. Die Reliefstruktur kann dabei insbesondere eine diffraktive Struktur, wie etwa ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine hologrammähnliche Beugungsstruktur darstellen, oder auch eine achromatische Struktur, wie etwa eine Mattstruktur, eine Mikrospiegelanordnung, ein Blazegitter mit einem sägezahnartigen Furchenprofil oder eine Fresnellinsen-Anordnung.
Das Sicherheitselement ist mit Vorteil ein Sicherheitsfaden, ein Aufreißfaden, ein Sicherheitsband, ein Sicherheitsstreifen, ein Patch oder ein Etikett zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen.
Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements der oben beschriebenen Art, bei dem

– auf einen Träger, gegebenenfalls über eine oder mehrere Zwischenschichten, ein farbkippendes Dünnschichtelement aufgebracht wird, indem über dem Träger eine Reflexionsschicht angeordnet wird, über der Reflexionsschicht eine dielektrische Abstandsschicht angeordnet wird und über der dielektrischen Abstandsschicht eine Absorberschicht angeordnet wird,
– das Dünnschichtelement mit zwei Teilbereichen mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einem Teilbereich ohne Farbkippeffekt erzeugt wird, wobei die Teilbereiche jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden,
– wobei der Teilbereich ohne Farbkippeffekt durch zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung gebildet wird,
– die dielektrische Abstandsschicht durch Aufbringen einer ersten und zweiten dielektrischen Teilschicht nacheinander erzeugt wird,
– die dielektrische Abstandsschicht in einem ersten der beiden farbkippenden Teilbereiche durch die übereinander angeordneten ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten gebildet wird und einen Teilbereich mit einem ersten Farbkippeffekt erzeugt, und
– die dielektrische Abstandsschicht in einem zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der zweiten dielektrischen Teilschicht gebildet wird und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt.

Bei einer vorteilhaften Verfahrensführung wird zur Erzeugung der zumindest einen Aussparung in der Reflexionsschicht eine lösliche Waschfarbe in Form der gewünschten ersten Aussparungen auf den Träger oder auf eine auf dem Träger aufgebrachte Zwischenschicht aufgedruckt. Die Waschfarbe wird nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht oder nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht und der ersten dielektrischen Teilschicht zusammen mit diesen durch ein Lösungsmittel abgewaschen.
Weiter wird in einer vorteilhaften Verfahrensführung zur Erzeugung von Aussparungen in der ersten dielektrischen Teilschicht nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht eine lösliche Waschfarbe in Form des gewünschten zweiten farbkippenden Teilbereichs auf die Reflexionsschicht aufgedruckt. Die Waschfarbe wird nach dem Aufbringen der ersten dielektrischen Teilschicht zusammen mit dieser durch ein Lösungsmittel abgewaschen.
Eine besonders einfache Herstellung ergibt sich, wenn die zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht und die Aussparungen in der ersten dielektrischen Teilschicht in einem gemeinsamen Waschschritt erzeugt werden.
In jedem Fall werden nach der gemeinsamen oder getrennten Erzeugung der Aussparungen mit Vorteil eine vollflächige zweite dielektrische Teilschicht und eine vollflächige Absorberschicht aufgebracht. Da die erste Teilschicht nach der Erzeugung der Aussparungen nur bereichsweise vorliegt, ergeben sich durch die vollflächige Aufbringung der zweiten Teilschicht die gewünschten Teilbereiche mit unterschiedlicher Dicke der dielektrischen Abstandsschicht.
Gemäß der voranstehend beschriebenen, vorteilhaften Verfahrensführung werden Aussparungen in der ersten dielektrischen Teilschicht erzeugt. Alternativ könnte so vorgegangen werden, dass zunächst die erste dielektrische Teilschicht erzeugt wird, danach eine lösliche Waschfarbe in Form des gewünschten zweiten farbkippenden Teilbereichs auf die erste dielektrische Teilschicht aufgedruckt wird und schließlich die zweite dielektrische Teilschicht erzeugt wird. Die Waschfarbe wird nach dem Aufbringen der zweiten dielektrischen Teilschicht zusammen mit dieser durch ein Lösungsmittel abgewaschen. Mit anderen Worten, die Aussparungen sind nicht in der ersten dielektrischen Teilschicht, sondern in der zweiten dielektrischen Teilschicht enthalten.
Die Erfindung enthält weiter einen Datenträger mit einem Sicherheitselement der oben beschriebenen Art. Bei dem Datenträger kann es sich um ein Wertdokument, wie eine Banknote, insbesondere eine Papierbanknote, eine Polymerbanknote oder eine Folienverbundbanknote, um eine Aktie, eine Anleihe, eine Urkunde, einen Gutschein, einen Scheck, eine hochwertige Eintrittskarte, aber auch um eine Ausweiskarte, wie etwa eine Kreditkarte, eine Bankkarte, eine Barzahlungskarte, eine Berechtigungskarte, einen Personalausweis oder eine Passpersonalisierungsseite handeln.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement in Form eines Sicherheitsfadens,
2 eine Aufsicht auf einen Teilbereich des Sicherheitsfadens von 1,
3 einen Querschnitt durch den Sicherheitsfaden von 2 entlang der Linie III-III,
4 einen Querschnitt wie 3 für einen Sicherheitsfaden nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement in Form eines Sicherheitsfadens 12 versehen ist. Es versteht sich allerdings, dass die Erfindung nicht auf Sicherheitsfäden und Banknoten beschränkt ist, sondern bei allen Arten von Sicherheitselementen eingesetzt werden kann, beispielsweise bei Etiketten auf Waren und Verpackungen oder bei der Absicherung von Dokumenten, Ausweisen, Pässen, Kreditkarten, Gesundheitskarten und dergleichen. Bei Banknoten und ähnlichen Dokumenten kommen neben Sicherheitsfäden beispielsweise auch breite Sicherheitsstreifen oder Transferelemente in Betracht.
Der Aufbau und die prinzipielle Funktionsweise des Sicherheitsfadens 12 werden nun mit Bezug auf die 2 und 3 näher erläutert. 2 zeigt dabei eine Aufsicht auf einen Teilbereich des Sicherheitsfadens 12, 3 stellt einen Schnitt durch den Sicherheitsfaden 12 entlang der Linie III-III der 2 dar.
Der Sicherheitsfaden 12 weist einen Träger 20 in Form einer transparenten Kunststofffolie, beispielsweise einer PET-Folie auf. Auf dem Träger 20 ist ein Dünnschichtelement 30 angeordnet, das vom Träger aus gesehen in dieser Reihenfolge eine Reflexionsschicht 32, eine über der Reflexionsschicht angeordnete dielektrische Abstandsschicht 34 und eine über der dielektrischen Abstandsschicht angeordnete semitransparente Absorberschicht 36 aufweist.
Die Besonderheit des Sicherheitsfadens 12 besteht nun insbesondere darin, dass das Dünnschichtelement 20 zwei Teilbereiche 22, 24 mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einen Teilbereich 26 ohne Farbkippeffekt aufweist, wobei die Teilbereiche 22, 24, 26 jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden. Im Ausführungsbeispiel bilden die zueinander komplementären farbkippenden Teilbereiche 22, 24 die Ziffernfolge ”200”, die die Denomination der Banknote 10 darstellt, und der Teilbereich 26 ohne Farbkippeffekt bildet die Buchstabenfolge ”Text”, die stellvertretend für eine beliebige Buchstaben- oder Zeichenfolge steht.
Diese im selben Dünnschichtelement 30 vorliegenden drei Teilbereiche mit unterschiedlichem Erscheinungsbild sind zunächst dadurch gebildet, dass die Reflexionsschicht 32 und eine erste Teilschicht 40 der dielektrischen Abstandsschicht 34 mit Aussparungen 44 in Form des Teilbereich 26 ohne Farbkippeffekt (Buchstabenfolge ”Text”) versehen sind. Im Teilbereich 26 wird der visuelle Eindruck des Dünnschichtelements 30 daher von der semitransparenten Absorberschicht 36 bestimmt, die Buchstabenfolge ”Text” erscheint daher für den Betrachter semimetallisiert.
Die unterschiedliche Farbkippeffekte des Teilbereiche 22, 24 beruhen darauf, dass die dielektrische Abstandsschicht 34 in den Teilbereichen 22 aus zwei übereinander angeordneten Teilschichten 40, 42 jeweils konstanter Schichtdicke besteht, während sie in den Teilbereichen 24 nur aus der zweiten Teilschicht 42 besteht. Da die beobachtbaren Farben des Farbkippeffekts im Wesentlichen durch die Schichtdicke der dielektrischen Abstandsschicht 34 bestimmt sind, ergeben sich durch die unterschiedlichen Schichtdicken in den Teilbereichen 22, 24 auch unterschiedliche Farbkippeffekte.
Wie in 3 gezeigt, erstreckt sich die zweite Teilschicht 42 über beide farbkippende Teilbereiche 22, 24, so dass der Unterschied in der Schichtdicke der Gesamtschicht 34 nur von der in den Teilbereichen 22 zusätzlich vorliegenden ersten Teilschicht 40 herrührt. Dies kann auch so ausgedrückt werden, dass die erste Teilschicht 40 in den Teilbereichen 24 Aussparungen 46 aufweist, während die zweite Teilschicht 42 sich über beiden farbkippenden Teilbereiche 22, 24 erstreckt.
Der Farbeindruck des Dünnschichtelements 30 kann beispielsweise in dem Teilbereich 22 mit der aus beiden Teilschichten 40, 42 bestehenden dielektrischen Abstandsschicht 34 von der Farbe Grün bei senkrechter Betrachtung zur Farbe Magenta bei schräger Betrachtung wechseln, während der Farbeindruck des Dünnschichtelements in dem Teilbereich 24 mit der nur aus der Teilschicht 42 bestehenden dielektrischen Abstandsschicht 34 von der Farbe Magenta bei senkrechter Betrachtung zur Farbe Gold bei schräger Betrachtung wechselt.
Wie aus 3 weiter dargestellt, sind die beiden farbkippenden Teilbereiche 22, 24 zueinander komplementär, da der Teilbereich 24 selbst in Form der Ziffernfolge ”200” gebildet ist, während die Form des Teilbereichs 22 Aussparungen in Form der Ziffernfolge ”200” aufweist.
Im Ausführungsbeispiel ist die Reflexionsschicht 32 durch eine opake Aluminiumschicht gebildet, die beiden dielektrischen Teilschichten 40, 42 sind durch SiO₂-Schichten und die semitransparente Absorberschicht 36 durch eine Chromschicht gebildet.
Zur Herstellung des Sicherheitsfadens 12 wird beispielsweise auf die PET-Folie 20 zunächst mit einer Waschfarbe eine Druckschicht in Form des gewünschten Teilbereichs 26 ohne Farbkippeffekt aufgedruckt und die mit Waschfarbe bedruckte Folie vollflächig mit einer Aluminiumschicht 32 bedampft. Dann wird auf die Aluminiumschicht mit einer weiteren Waschfarbe eine Druckschicht in der gewünschten Form des farbkippenden Teilbereiches 24 aufgedruckt und die erneut mit Waschfarbe bedruckte Folie wird mit einer SiO₂-Abstandsschicht beschichtet, die später die erste Teilschicht 40 der dielektrischen Abstandschicht 34 bildet.
Nun wird ein Demetallisierungsschritt durchgeführt, in dem die aufgedruckten Waschfarbenbereiche zusammen mit den jeweils darüber hegenden Schichtbereichen der ersten Teilschicht (Bereiche 22) bzw. der Reflexionsschicht und der ersten Teilschicht (Bereich 24) abgewaschen und dadurch die gewünschten Aussparungen 44, 46 erzeugt werden. Anschließend wird der Sicherheitsfaden 12 vollflächig mit einer weiteren SiO₂-Abstandsschicht beschichtet, die die zweite Teilschicht 42 der dielektrischen Abstandschicht 34 bildet. Schließlich wird die so erzeugte Schichtenfolge noch mit einer Chrom-Absorberschicht 36 bedampft. Die unmittelbar übereinander liegenden SiO₂-Teilschichten 40, 42 bilden zusammen die Abstandsschicht 34 des Dünnschichtelements 30, die wegen ihre lokal unterschiedlichen Dicke unterschiedliche Farbkippeffekte erzeugt.
4 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung ein Farbkipp-Hologramm, bei dem die oben genannten visuellen Erscheinungsbilder mit einem Prägehologramm kombiniert sind.
Der Sicherheitsfaden 50 der 4 weist dabei bis auf die geprägte Lackschicht 52 denselben grundsätzlichen Aufbau wie der Sicherheitsfaden 12 der 2 und 3 auf. Der Sicherheitsfaden 50 enthält einen Träger 20 in Form einer transparenten Kunststofffolie, auf die eine UV-Lackschicht 52 aufgebracht, die nach ihrem Aufbringen mit einem Relief 54 in Form des gewünschten Hologramms geprägt und gehärtet wurde.
Auf der geprägten und gehärteten UV-Lackschicht 52 ist ein Dünnschichtelement 60 angeordnet, das von Träger aus gesehen in dieser Reihenfolge eine Aluminium-Reflexionsschicht 32, eine über der Reflexionsschicht angeordnete dielektrische Al₂O3-Abstandsschicht 62 und eine über der Abstandsschicht angeordnete semitransparente Chrom-Absorberschicht 36 aufweist.
Das Dünnschichtelement 60 weist zwei Teilbereiche 22, 24 mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einen Teilbereich 26 ohne Farbkippeffekt auf, wobei die Teilbereiche 22, 24, 26 jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden. Der Teilbereich 26 ohne Farbkippeffekt ist durch Aussparungen 44 in der Reflexionsschicht 32 und einer ersten Teilschicht 40 der dielektrischen Abstandsschicht 62 gebildet.
Die dielektrische Abstandsschicht 62 besteht in einem ersten farbkippenden Teilbereich 22 aus übereinander angeordneten ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten 40, 42 und erzeugt einen Dünnschichtbereich mit einem ersten Farbkippeffekt. In einem zweiten farbkippenden Teilbereich 24 besteht die dielektrische Abstandsschicht 62 nur aus der zweiten dielektrischen Teilschicht 42 und erzeugt einen Dünnschichtbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt.
Bei der Betrachtung des Sicherheitsfadens 40 ist das von dem Relief 54 gebildete Hologramm in allen drei Teilbereichen 22, 24, 26 des Dünnschichtelements 60 zu erkennen, allerdings mit unterschiedlichem visuellem Erscheinungsbild:
In den farbkippenden Teilbereichen 22 und 24 ist das Hologramm von dem jeweiligen Farbkippeffekt des Teilbereichs überlagert sichtbar. Im Teilbereich 26 ist die Reflexionsschicht 32 ausgespart, dort erzeugt allerdings die Chromschicht 36 einen ausreichenden Brechungsindexunterschied zur Teilschicht 42 bzw. zur Lackschicht 52, um das Hologramm, wenn auch mit reduziertem Kontrast und ohne überlagertem Farbkippeffekt sichtbar zu machen. Der Vollständigkeit sei bemerkt, dass die Darstellung der Schichten der 4 der einfacheren zeichnerischen Darstellung und zur Verdeutlichung der ausgesparten Bereiche 44, 46 stark schematisiert ist. In der Praxis werden die zweite Teilschicht 42 und die Absorberschicht 36 beim Aufdampfen auch in den ausgesparten Bereiche 44, 46 in Kontakt mit den Barunterliegenden Schichten stehen, so dass sich das Relief 54 der Lackschicht 52 auch dort in die zweite Teilschicht 42 und die Absorberschicht 36 fortsetzt.
In dem in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen 46 in der ersten dielektrischen Teilschicht 40 enthalten. Alternativ dazu könnten gemäß einem weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel die Aussparungen 46 nicht in der ersten dielektrischen Teilschicht 40, sondern in der zweiten dielektrischen Teilschicht 42 enthalten sein.
Bezugszeichenliste

10: Banknote
12: Sicherheitsfaden
20: Träger
22, 24: farbkippende Teilbereiche
26: Teilbereich ohne Farbkippeffekt
30: Dünnschichtelement
32: Reflexionsschicht
34: dielektrische Abstandsschicht
36: semitransparente Absorberschicht
40, 42: erste und zweite Teilschicht
44, 46: Aussparungen
50: Sicherheitsfaden
52: UV-Lackschicht
54: Relief
60: Dünnschichtelement
62: Abstandsschicht

Claims

Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen mit einem Träger und einem auf dem Träger angeordneten farbkippenden Dünnschichtelement, das eine über dem Träger angeordnete Reflexionsschicht, eine über der Reflexionsschicht angeordnete dielektrische Abstandsschicht und eine über der dielektrischen Abstandsschicht angeordnete Absorberschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Dünnschichtelement zwei Teilbereiche mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einen Teilbereich ohne Farbkippeffekt aufweist, wobei die Teilbereiche jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden, – der Teilbereich ohne Farbkippeffekt durch zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung gebildet ist, – die dielektrische Abstandsschicht in einem ersten der beiden farbkippenden Teilbereiche aus übereinander angeordneten ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten besteht und einen Teilbereich mit einem ersten Farbkippeffekt erzeugt, und – die dielektrische Abstandsschicht in einem zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der zweiten dielektrischen Teilschicht besteht und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt.
Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten aus demselben dielektrischen Material bestehen, insbesondere aus SiO₂ oder Al₂O₃.
Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement in den Bereichen der zumindest einen Aussparung in der Reflexionsschicht metallisch semitransparent ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den ausgesparten Bereichen der Reflexionsschicht auch die erste dielektrische Teilschicht ausgespart ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsschicht durch eine opake oder eine semitransparente Metallschicht gebildet ist, vorzugsweise durch eine opake oder eine semitransparente Aluminiumschicht.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich ohne Farbkippeffekt und die Teilbereiche mit unterschiedlichem Farbkippeffekt einander ergänzende oder aufeinander bezogene Informationen darstellen.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Träger und der Reflexionsschicht des Dünnschichtelements eine Prägelackschicht mit einer eingeprägten Reliefstruktur angeordnet ist, wobei die Reliefstruktur insbesondere eine diffraktive Struktur, wie etwa ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine hologrammähnliche Beugungsstruktur darstellt, eine achromatische Struktur, wie etwa eine Mattstruktur, eine Mikrospiegelanordnung, ein Blazegitter mit einem sägezahnartigen Furchenprofil oder eine Fresnellinsen-Anordnung.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden, ein Aufreißfaden, ein Sicherheitsband, ein Sicherheitsstreifen, ein Patch oder ein Etikett zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen ist.
Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem – auf einen Träger, gegebenenfalls über eine oder mehrere Zwischenschichten, ein farbkippendes Dünnschichtelement aufgebracht wird, indem über dem Träger eine Reflexionsschicht angeordnet wird, über der Reflexionsschicht eine dielektrische Abstandsschicht angeordnet wird und über der dielektrischen Abstandsschicht eine Absorberschicht angeordnet wird, – das Dünnschichtelement mit zwei Teilbereichen mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einem Teilbereich ohne Farbkippeffekt erzeugt wird, wobei die Teilbereiche jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden, – wobei der Teilbereich ohne Farbkippeffekt durch zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung gebildet wird, – die dielektrische Abstandsschicht durch Aufbringen einer ersten und zweiten dielektrischen Teilschicht nacheinander erzeugt wird, wobei – die dielektrische Abstandsschicht in einem ersten der beiden farbkippenden Teilbereiche durch die übereinander angeordneten ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten gebildet wird und einen Teilbereich mit einem ersten Farbkippeffekt erzeugt, und – die dielektrische Abstandsschicht in einem zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der ersten oder der zweiten dielektrischen Teilschicht gebildet wird und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der zumindest einen Aussparung in der Reflexionsschicht eine lösliche Waschfarbe in Form der gewünschten ersten Aussparungen aufgedruckt wird, und dass die Waschfarbe nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht oder nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht und der ersten dielektrischen Teilschicht zusammen mit diesen durch ein Lösungsmittel abgewaschen wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Abstandsschicht im zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der zweiten dielektrischen Teilschicht gebildet wird und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt und zur Erzeugung von Aussparungen in der ersten dielektrischen Teilschicht nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht eine lösliche Waschfarbe in Form des gewünschten zweiten farbkippenden Teilbereichs auf die Reflexionsschicht aufgedruckt wird, und dass die Waschfarbe nach dem Aufbringen der ersten dielektrischen Teilschicht zusammen mit dieser durch ein Lösungsmittel abgewaschen wird.
Verfahren nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht und die Aussparungen in der ersten dielektrischen Teilschicht in einem gemeinsamen Waschschritt erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 10 und 11 oder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erzeugung der Aussparungen eine vollflächige zweite dielektrische Teilschicht und eine vollflächige Absorberschicht aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Abstandsschicht im zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der ersten dielektrischen Teilschicht gebildet wird und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt und zur Erzeugung von Aussparungen in der zweiten dielektrischen Teilschicht nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht und der ersten dielektrischen Teilschicht eine lösliche Waschfarbe in Form des gewünschten zweiten farbkippenden Teilbereichs auf die erste dielektrische Teilschicht aufgedruckt wird, und dass die Waschfarbe nach dem Aufbringen der zweiten dielektrischen Teilschicht zusammen mit dieser durch ein Lösungsmittel abgewaschen wird.
Verfahren nach Anspruch 10 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht und die Aussparungen in der zweiten dielektrischen Teilschicht in einem gemeinsamen Waschschritt erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 10 und 14 oder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erzeugung der Aussparungen eine vollflächige Absorberschicht aufgebracht wird.
Datenträger mit einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Anspruch 1 bis 8.