DE102018004434A1 - Effect pigment, printing ink, security element, data carrier and manufacturing process - Google Patents

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Tobias Sattler
Jörg Anders
Maik Rudolf Johann Scherer
Kai Herrmann Scherer
Raphael Dehmel
Christian Fuhse
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein plättchenförmiges magnetisches Effektpigment zur Verwendung in einer Druckfarbe, wobei das Effektpigment ein im Wesentlichen senkrecht zur Plättchenebene ausgerichtetes magnetisches Moment aufweist.The invention relates to a platelet-shaped magnetic effect pigment for use in a printing ink, wherein the effect pigment has a magnetic moment oriented essentially perpendicular to the platelet plane.

Description

Die Erfindung betrifft ein plättchenförmiges magnetisches Effektpigment zur Verwendung in einer Druckfarbe, eine Druckfarbe, ein Sicherheitselement zur Absicherung eines Wertdokuments oder eines Wertgegenstands, einen Datenträger, insbesondere eine Banknote, sowie Verfahren zum Herstellen des Effektpigments und des Sicherheitselements.The invention relates to a platelet-shaped magnetic effect pigment for use in a printing ink, a printing ink, a security element for securing a value document or a valuable article, a data carrier, in particular a banknote, and methods for producing the effect pigment and the security element.

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.Data carriers, such as valuables or identity documents, or other valuables, such as branded articles, are often provided with security elements for the purpose of security, which permit verification of the authenticity of the data carriers and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction. Security elements with viewing-angle-dependent effects play a special role in the authentication of authenticity since they can not be reproduced even with the most modern copiers. The security elements are thereby equipped with optically variable elements that give the viewer a different image impression under different viewing angles and, for example, show a different color or brightness impression and / or another graphic motif depending on the viewing angle.

Dünnschichtsysteme, die beim Betrachter mittels Interferenz einen betrachtungswinkelabhängigen Farbeindruck erzeugen, sind im Stand der Technik bekannt. Dieser optische Effekt kann als ein optisch variables Sicherheitselement dienen. Ein großflächiges Dünnschichtsystem kann mittels verschiedener Techniken zerkleinert werden. Die Größe der entstehenden Flocken bzw. Plättchen kann lateral bis zu wenige Mikrometer betragen, die Größe bewegt sich jedoch zumeist in einem Bereich von 2µm bis 100µm. Der vertikale Aufbau eines Plättchens ist durch die Anforderungen an die Interferenzschichten gegeben und ist in der Regel so dünn wie möglich, z.B. in einem Bereich von 200 nm bis 800 nm. Solche Plättchen kommen z.B. in optisch variabler Farbe (sogenannte OVI®-Farbe) zum Einsatz, die zur Bereitstellung eines Sicherheitselements dient.Thin-film systems which produce a viewing angle-dependent color impression on the viewer by means of interference are known in the prior art. This optical effect can serve as an optically variable security element. A large-area thin-film system can be comminuted by various techniques. The size of the resulting flakes or platelets can be laterally up to a few micrometers, but the size usually moves in a range of 2 .mu.m to 100 .mu.m. The vertical structure of a chip is given by the requirements of the interference layers and is usually as thin as possible, e.g. in a range of 200 nm to 800 nm. Such platelets are e.g. in optically variable color (so-called OVI® color) is used, which serves to provide a security element.

Weiterhin bekannt ist die Möglichkeit, die einen Farbeindruck erzeugenden Dünnschichtsysteme auf ein ferromagnetisches Material aufzubringen. Somit besitzen die Pigmentplättchen ein magnetisches Moment. Magnetisch orientierbare Effektpigmente sind z.B. kommerziell unter dem Handelsnamen OVMI® der Firma SICPA erhältlich (die Abkürzung OVMI steht für den Begriff „optically variable magnetic ink“). Die Pigmente besitzen typischerweise einen plättchenförmigen Aufbau und liegen in Form eines Schichtverbunds vor, der häufig zwei Lagen optischer Effektschichten und eine dazwischen eingebettete magnetische Schicht beinhaltet. Mit Bezug auf die optischen Effektschichten kommen metallisch-spiegelnde Schichten ebenso wie farbschiebende Schichtsysteme, z.B. mit einem Absorber/Dielektrikum/Reflektor-Aufbau, infrage. Die eingebettete Magnetschicht ist in der Regel nicht sichtbar, ist aber zur Ausrichtung der Pigmente erforderlich.Also known is the possibility of applying the color impression producing thin-film systems to a ferromagnetic material. Thus, the pigment platelets have a magnetic moment. Magnetically orientable effect pigments are e.g. commercially available under the trade name OVMI® from SICPA (the abbreviation OVMI stands for the term "optically variable magnetic ink"). The pigments typically have a platelet-like structure and are in the form of a layer composite which often includes two layers of optical effect layers and a magnetic layer embedded therebetween. With respect to the optical effect layers, metallic reflecting layers as well as color shifting layer systems, e.g. with an absorber / dielectric / reflector structure, in question. The embedded magnetic layer is usually invisible, but is required to align the pigments.

Im Stand der Technik ist es weiterhin bekannt, solche Farbpigmente, die ein magnetisches Moment besitzen, für das Bereitstellen optisch variabler Sicherheitselemente einzusetzen. Hierzu werden die Pigmente in ein transparentes Bindemittel eingebracht. Mittels eines externen Magnetfelds kann die Ausrichtung der Pigmente unmittelbar nach dem Druck auf einen Bedruckstoff beeinflusst werden. Anschließend wird das Bindemittel z.B. mittels UV-Bestrahlung ausgehärtet, um die Ausrichtungen der Pigmente zu fixieren. Durch ein geschicktes Einstellen des räumlichen Verlaufs der Pigmentausrichtungen ist es möglich, das bedruckte Substrat mit optischen Bewegungseffekten auszustatten. Da die Magnetisierungsrichtung der Pigmente infolge der Formanisotropie vorzugsweise entlang der Richtung der größten Abmessung der Pigmente verläuft, ist das magnetische Moment der Partikel senkrecht zum Normalenvektor der Dünnschichten ausgerichtet. Wird ein Magnetfeld mit einer Feldstärke mit dem Formelzeichen „H“ angelegt, werden die Pigmente so ausgerichtet, dass ihre magnetischen Momente möglichst parallel zum Feldvektor liegen (siehe die beigefügte 1).It is also known in the prior art to use such color pigments, which have a magnetic moment, for the provision of optically variable security elements. For this purpose, the pigments are introduced into a transparent binder. Using an external magnetic field, the orientation of the pigments can be influenced immediately after printing on a substrate. Subsequently, the binder is cured, for example by means of UV irradiation, to fix the orientations of the pigments. By skillfully adjusting the spatial course of the pigment alignments, it is possible to provide the printed substrate with optical motion effects. Since the magnetization direction of the pigments is preferably along the direction of the largest dimension of the pigments due to the shape anisotropy, the magnetic moment of the particles is oriented perpendicular to the normal vector of the thin films. If a magnetic field with a field strength with the symbol "H" is applied, the pigments are aligned so that their magnetic moments are as parallel as possible to the field vector (see the attached 1 ).

Als Konsequenz können die Magnetpigmente um Achsen parallel zu ihrer Magnetisierung mit dem Formelzeichen „m“, die senkrecht zum Normalenvektor der Dünnschichten angeordnet sind, rotieren. Bei der im Stand der Technik bekannten Verwendung der Magnetpigmente kann man davon ausgehen, dass die Ausrichtung der Pigmente in einer Richtung im Wesentlichen einheitlich ist, während sie in einer anderen Richtung im Wesentlichen zufallsverteilt ist, somit zeigt nicht immer eine Farbfläche des Pigments nach oben (siehe die beigefügte 2). Dies führt zu einer Aufweitung der Lichtreflexion und zu einer verringerten Brillanz und Schärfe des optisch variablen Effektes.As a consequence, the magnetic pigments can rotate about axes parallel to their magnetization with the symbol "m", which are arranged perpendicular to the normal vector of the thin films. In the use of the magnetic pigments known in the prior art, it can be assumed that the orientation of the pigments in one direction is substantially uniform, while it is essentially randomly distributed in another direction, thus not always showing a colored surface of the pigment upward ( see the attached 2 ). This leads to an expansion of the light reflection and to a reduced brilliance and sharpness of the optically variable effect.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens, durch das die Kontrolle über die Anordnung der magnetischen Farbpigmente verbessert werden kann, um auf diese Weise einen attraktiveren optischen Effekt zu ermöglichen.The object of the present invention is to provide a method by which the control over the arrangement of the magnetic color pigments can be improved to allow a more attractive optical effect in this way.

Diese Aufgabe wird auf Grundlage der in den unabhängigen Ansprüchen definierten Merkmalskombinationen gelöst.This object is achieved on the basis of the feature combinations defined in the independent claims.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention

  1. 1. (Erster Aspekt der Erfindung) Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment zur Verwendung in einer Druckfarbe, wobei das Effektpigment ein im Wesentlichen senkrecht zur Plättchenebene ausgerichtetes magnetisches Moment aufweist.1. (First aspect of the invention) The platelet-shaped magnetic effect pigment for use in a printing ink, wherein the effect pigment has a magnetic moment substantially perpendicular to the platelet plane.
  2. 2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach Klausel 1, wobei das Effektpigment einen Schichtaufbau mit einer zwischen zwei reflektierenden Schichten angeordneten magnetischen Schicht aufweist.2. (Preferred Embodiment) The platelet-shaped magnetic effect pigment according to clause 1, wherein the effect pigment has a layer structure with a magnetic layer arranged between two reflective layers.
  3. 3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach Klausel 2, wobei zumindest eine reflektierende Schicht, bevorzugt jede der beiden reflektierenden Schichten, zusätzlich mit einer lasierenden Farbschicht oder mit einer Interferenzschicht oder mit mindestens einer weiteren Schicht, die zur Erzeugung einer mehrschichtigen Interferenzschichtanordnung führt, kombiniert ist.3. (Preferred Embodiment) Platelet-shaped magnetic effect pigment according to Clause 2, wherein at least one reflective layer, preferably each of the two reflective layers, additionally with a translucent color layer or with an interference layer or with at least one further layer, which leads to the production of a multilayer interference layer arrangement, combined.
  4. 4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach einer der Klauseln 2 oder 3, wobei die magnetische Schicht auf einem ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Material mit einer hohen Koerzitivfeldstärke basiert.4. (Preferred Embodiment) The platelet-shaped magnetic effect pigment according to any one of Clauses 2 or 3, wherein the magnetic layer is based on a ferromagnetic or ferrimagnetic material having a high coercive force.
  5. 5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach einer der Klauseln 2 bis 4, wobei die magnetische Schicht auf einem Seltenerdmetall basiert und bevorzugt auf Neodym-Eisen-Bor oder auf Samarium-Cobalt basiert.5. (Preferred Embodiment) The platelet-shaped magnetic effect pigment according to any one of Clauses 2 to 4, wherein the magnetic layer is based on a rare earth metal and is preferably based on neodymium-iron-boron or samarium-cobalt.
  6. 6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach einer der Klauseln 2 bis 4, wobei die magnetische Schicht auf einer Co/Cr-Legierung oder auf einem Schichtaufbau auf Basis der Konfiguration NiFe/TiCr/CoCr-TaPt, aufgebracht auf einem Al/NiP-Substrat, basiert.6. (Preferred Embodiment) The platelet-shaped magnetic effect pigment according to any one of Clauses 2 to 4, wherein the magnetic layer is on a Co / Cr alloy or on a layer structure based on the NiFe / TiCr / CoCr-TaPt configuration deposited on an Al / NiP Substrate, based.
  7. 7. (Zweiter Aspekt der Erfindung) Druckfarbe, umfassend plättchenförmige magnetische Effektpigmente nach einer der Klauseln 1 bis 6.7. (Second aspect of the invention) Printing ink comprising platelet-shaped magnetic effect pigments according to any one of clauses 1 to 6.
  8. 8. (Bevorzugte Ausgestaltung) Druckfarbe nach Klausel 7, wobei die Druckfarbe ein Bindemittel, bevorzugt ein UV-härtendes Bindemittel oder ein wärmehärtendes Bindemittel, umfasst.8. (Preferred embodiment) Printing ink according to clause 7, wherein the printing ink comprises a binder, preferably a UV-curing binder or a thermosetting binder.
  9. 9. (Bevorzugte Ausgestaltung) Druckfarbe nach Klausel 7 oder 8, wobei die Druckfarbe neben den plättchenförmigen magnetischen Effektpigmenten nach einer der Klauseln 1 bis 6 zusätzlich konventionelle magnetisch orientierbare Effektpigmente, die z.B. kommerziell unter dem Handelsnamen OVMI® erhältlich sind, aufweist.9. (Preferred embodiment) Printing ink according to clause 7 or 8, wherein the printing ink in addition to the platelet-shaped magnetic effect pigments according to one of the clauses 1 to 6 additionally conventional magnetically orientable effect pigments, e.g. commercially available under the trade name OVMI®.
  10. 10. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement zur Absicherung eines Wertdokuments oder eines Wertgegenstands, erhältlich durch drucktechnisches Aufbringen der Druckfarbe nach einer der Klauseln 7 bis 9 auf einen Bedruckstoff.10. (Preferred embodiment) Security element for securing a value document or a valuable article, obtainable by printing application of the Printing ink according to one of the clauses 7 to 9 on a printing substrate.
  11. 11. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Klausel 10, wobei der Bedruckstoff ein Wertdokumentsubstrat, vorzugsweise ein Papiersubstrat, ein Polymersubstrat, ein Papier/Polymer-Verbundsubstrat oder ein papierähnliches Substrat, ist.11. (Preferred Embodiment) Security element according to clause 10, wherein the printing substrate is a value document substrate, preferably a paper substrate, a polymer substrate, a paper / polymer composite substrate or a paper-like substrate.
  12. 12. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Klausel 10 oder 11, wobei für den Betrachter beim Betrachten des Sicherheitselements ein betrachtungswinkelabhängiger optischer Effekt wahrnehmbar ist, der auf den in einem externen Magnetfeld ausgerichteten und im gehärteten Bindemittel fixierten Pigmenten basiert.12. (Preferred embodiment) A security element according to clause 10 or 11, wherein for the viewer when viewing the security element, a viewing angle-dependent optical effect is perceptible based on the fixed in an external magnetic field and fixed in the cured binder pigments.
  13. 13. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einer der Klauseln 10 bis 12, wobei die Pigmente entlang des Sicherheitselements bereichsweise in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegen.13. (Preferred embodiment) A security element according to one of the clauses 10 to 12, wherein the pigments along the security element are present in regions in the form of patterns, characters or a coding.
  14. 14. (Dritter Aspekt der Erfindung) Datenträger mit einem Sicherheitselement nach einer der Klauseln 10 bis 13.14. (Third aspect of the invention) Data carrier with a security element according to one of the clauses 10 to 13.
  15. 15. (Bevorzugte Ausgestaltung) Datenträger nach Klausel 14, wobei der Datenträger eine Banknote oder ein anderes Wertdokument, ein Pass, eine Urkunde, Bezahlkarte oder eine Ausweiskarte ist.15. (Preferred embodiment) Data carrier according to Clause 14, wherein the data carrier is a banknote or another value document, a passport, a document, payment card or an identity card.
  16. 16. (Vierter Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen des plättchenförmigen magnetischen Effektpigments nach einer der Klauseln 1 bis 6, umfassend
    • a) den Schritt das Erzeugen eines Schichtaufbaus oberhalb eines Trägersubstrats, wobei der Schichtaufbau eine zwischen zwei reflektierenden Schichten angeordnete magnetische Schicht aufweist;
    • b) den Schritt des Ablösens des Schichtaufbaus vom Trägersubstrat;
    • optional c) den Schritt des Zerkleinerns, z.B. mittels Zermahlen, bis Partikel mit einer adäquaten Größenverteilung erhalten werden;
    • optional d) den Schritt des Vermischens der erhaltenen Partikel mit einem UV-härtenden oder wärmehärtenden Bindemittel zu einer (Sieb-)Druckfarbe.
    16. (Fourth aspect of the invention) A process for producing the platelet-shaped magnetic effect pigment according to any one of clauses 1 to 6, comprising
    • a) the step of producing a layer structure above a carrier substrate, the layer structure comprising a magnetic layer arranged between two reflective layers;
    • b) the step of detaching the layer structure from the carrier substrate;
    • optionally c) the step of comminution, eg by means of grinding, until particles with an adequate size distribution are obtained;
    • optionally d) the step of mixing the resulting particles with a UV-curing or thermosetting binder to a (screen) printing ink.
  17. 17. (Fünfter Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen des Sicherheitselement nach einer der Klauseln 10 bis 13, umfassend das drucktechnische Aufbringen der Druckfarbe nach einer der Klauseln 7 bis 9 auf einen Bedruckstoff, wobei im Schritt des drucktechnischen Aufbringens der Farbe ein externes Magnetfeld angelegt wird und die Farbe ausgehärtet wird, bevorzugt durch UV-Strahlung oder durch Wärmeeinwirkung, sodass die Partikel unbeweglich werden.17. (Fifth aspect of the invention) A method of manufacturing the security element according to any one of clauses 10 to 13, comprising printing the ink of any one of clauses 7 to 9 on a substrate, wherein an external magnetic field is applied in the step of applying the ink by printing and the color is cured, preferably by UV radiation or by heat, so that the particles become immobile.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDetailed Description of the Preferred Embodiments

Die Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der schematisch stark vereinfachten Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.The advantages of the invention are explained below with reference to the schematically greatly simplified figures, the representation of which has been dispensed with a representation true to scale and proportion, in order to increase the clarity.

Es zeigen:

  • 1 die mögliche Magnetisierung (mit dem Formelzeichen „m“) eines OVMI®-Pigments und die daraus folgende Ausrichtung des Pigments in einem Magnetfeld (mit dem Formelzeichen „H“);
  • 2 mögliche Ausrichtungen eines OVMI®-Pigments im Magnetfeld (mit dem Formelzeichen „H“) durch eine Rotation um eine Achse mit dem Formelzeichen „m“; und
  • 3 die Rotation des OVMIOO-Pigments um die Flächennormale bei einer Magnetisierung, die parallel zur Flächennormale zeigt; dabei ändert sich die Intensität des optischen Reflexes nicht.
Show it:
  • 1 the possible magnetization (with the symbol "m") of an OVMI® pigment and the consequent orientation of the pigment in a magnetic field (with the symbol "H");
  • 2 possible alignments of an OVMI® pigment in the magnetic field (with the symbol "H") by a rotation about an axis with the symbol "m"; and
  • 3 the rotation of the OVMIOO pigment around the surface normal at a magnetization parallel to the surface normal; At the same time, the intensity of the optical reflex does not change.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein drucktechnisch erhältliches Sicherheitselement, das auf plättchenförmigen magnetischen Effektpigmenten basiert, deren magnetisches Moment im Wesentlichen senkrecht zur Plättchenebene ausgerichtet ist.The present invention is a printing technology available security element based on platelet-shaped magnetic effect pigments whose magnetic moment is aligned substantially perpendicular to the platelet plane.

Ähnlich wie bei den im Stand der Technik bekannten Magnetpigmenten können sich die erfindungsgemäßen Magnetpigmente in einem statischen externen Magnetfeld so ausrichten, dass ihre magnetischen Momente im Wesentlichen parallel zu den Magnetfeldlinien stehen. Genau wie bei den im Stand der Technik bekannten Magnetpigmenten verbleibt ein Freiheitsgrad: die Plättchen können um eine Achse rotieren, die parallel zu ihrem magnetischen Moment angeordnet ist, ohne ihre potentielle Energie im Magnetfeld zu verändern. Im Gegensatz zu den im Stand der Technik bekannten Magnetpigmenten hat die Rotation im Falle der erfindungsgemäßen Pigmente aber keinen wesentlichen Einfluss auf die Reflexionseigenschaften der Pigmente. Die Reflexionseigenschaften können folglich besser kontrolliert werden. Im Falle der im Stand der Technik bekannten Magnetpigmente sieht der Betrachter eine Vielzahl kleiner Pigmente mit einer jeweils im Wesentlichen zufälligen Helligkeit. Die auf diese Weise erhaltenen Sicherheitselemente haben folglich eine granulare bzw. eine sozusagen „verrauschte“ optische Textur. Demgegenüber können mittels der erfindungsgemäßen Pigmente homogen glänzende Flächen erzeugt werden. Auf diese Weise lassen sich z.B. sogenannte Mikrospiegel-Wölbeffekte erzielen.Similar to the magnetic pigments known in the prior art, the magnetic pigments according to the invention can be oriented in a static external magnetic field so that their magnetic moments are substantially parallel to the magnetic field lines. Just as with the magnetic pigments known in the art, one degree of freedom remains: the platelets can rotate about an axis that is parallel to their magnetic moment without changing their potential energy in the magnetic field. In contrast to the magnetic pigments known in the art, however, rotation in the case of the pigments according to the invention has no significant influence on the reflection properties of the pigments. The reflection properties can therefore be better controlled. In the case of the magnetic pigments known in the prior art, the viewer sees a large number of small pigments each having a substantially random brightness. The security elements obtained in this way consequently have a granular or a so-called "noisy" optical texture. In contrast, homogeneous surfaces can be produced by means of the pigments according to the invention. In this way, e.g. achieve so-called micromirroring effects.

Bezüglich der Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmente bestehen verschiedene Möglichkeiten. Allen Methoden ist gemeinsam, dass zunächst oberhalb eines Trägersubstrats, z.B. eine Trägerfolie, ein Schichtaufbau erzeugt wird, wobei der Schichtaufbau eine zwischen zwei reflektierende Schichten angeordnete magnetische Schicht aufweist. Die reflektierenden Schichten können zusätzlich mit lasierenden Farben oder mit Interferenzschichten (oder mit weiteren Schichten, die zur Erzeugung einer mehrschichtigen Interferenzschichtanordnung führen) kombiniert werden. Anschließend wird der Schichtaufbau vom Trägersubstrat abgelöst und gegebenenfalls zerkleinert, z.B. mittels Zermahlen, bis Partikel mit einer adäquaten Größenverteilung erhalten werden. Danach können die erhaltenen Partikel mit einem UV-härtenden Bindemittel zu einer Siebdruckfarbe vermischt werden. Im Schritt des drucktechnischen Aufbringens der Farbe auf einen Bedruckstoff wird zweckmäßigerweise ein externes Magnetfeld angelegt und die Farbe ausgehärtet, z.B. durch UV-Strahlung oder durch Wärmeeinwirkung, sodass die Partikel unbeweglich werden.There are various possibilities with regard to the preparation of the pigments according to the invention. All methods have in common that initially above a carrier substrate, e.g. a carrier film, a layer structure is produced, wherein the layer structure has a magnetic layer arranged between two reflective layers. The reflective layers may additionally be combined with translucent colors or with interference layers (or with further layers resulting in the creation of a multilayered interference layer arrangement). Subsequently, the layer structure is detached from the carrier substrate and optionally comminuted, e.g. by grinding until particles with an adequate size distribution are obtained. Thereafter, the resulting particles may be mixed with a UV-curing binder to form a screen printing ink. In the step of printing the ink onto a printing material, an external magnetic field is expediently applied and the ink is cured, e.g. by UV radiation or by heat, so that the particles become immobile.

Im Folgenden werden bevorzugte Verfahren zur Herstellung der Magnetschichten in erfindungsgemäßen Pigmenten beschrieben.In the following, preferred methods for producing the magnetic layers in pigments according to the invention are described.

Erstes bevorzugtes Herstellungsverfahren:

  • Es wird eine Schicht aus ferromagnetischem oder ferrimagnetischem Material, das eine hohe Koerzitivfeldstärke aufweist, auf ein Trägersubstrat aufgebracht. Diese Schicht wird mittels eines externen Magnetfelds senkrecht zur Schichtebene magnetisiert. Während der Magnetisierung kann es von Vorteil sein, die Temperatur der Schicht kurzzeitig deutlich zu erhöhen, z.B. mittels IR-Strahlung oder mittels Laserstrahlung), und/oder einen hohen Druck auf das Material auszuüben. In den weiteren Verarbeitungsschritten dürfen die Schichten und/oder Pigmente nur noch externen Magnetfeldern ausgesetzt werden, deren Feldstärke deutlich geringer als die Koerzitivfeldstärke der Magnetschicht ist.
First preferred production method:
  • A layer of ferromagnetic or ferrimagnetic material having a high coercive force is applied to a carrier substrate. This layer is magnetized by means of an external magnetic field perpendicular to the layer plane. During the magnetization, it may be advantageous to increase the temperature of the layer for a short time significantly, for example by means of IR radiation or by means of laser radiation), and / or to exert a high pressure on the material. In the further processing steps, the layers and / or pigments may only be exposed to external magnetic fields whose field strength is significantly lower than the coercive field strength of the magnetic layer.

Zweites bevorzugtes Herstellungsverfahren:

  • Ein ferromagnetisches oder ferrimagnetisches Material mit einer sehr hohen Koerzitivfeldstärke wird mittels Zermahlen zerkleinert, bis eine Partikelgröße von weniger als 10 µm, vorzugsweise weniger als 1µm, vorliegt. Das Pulver wird in ein flüssiges Medium eingebracht, welches kontrolliert verfestigt werden kann, und die Mischung wird auf ein Trägersubstrat aufgebracht. Die Partikel werden dann mittels eines externen Magnetfelds so ausgerichtet, dass ihre Magnetisierungsrichtung jeweils senkrecht zur Substratebene angeordnet ist, und das flüssige Medium wird verfestigt, sodass die Partikel unbeweglich werden und die Magnetisierung der Schicht sozusagen eingefroren wird. Während des Ausrichtens mittels eines externen Magnetfelds kann es von Vorteil sein, die Temperatur der Schicht kurzzeitig deutlich zu erhöhen und/oder einen hohen Druck auf das Material auszuüben. In den weiteren Verarbeitungsschritten dürfen die Schichten und/oder Pigmente nur noch Magnetfeldern ausgesetzt werden, deren Feldstärke deutlich geringer als die Koerzitivfeldstärke der Magnetschicht ist.
Second preferred production method:
  • A ferromagnetic or ferrimagnetic material having a very high coercive force is comminuted by grinding until a particle size of less than 10 μm, preferably less than 1 μm, is present. The powder is introduced into a liquid medium which can be solidified in a controlled manner and the mixture is applied to a carrier substrate. The particles are then aligned by means of an external magnetic field so that their magnetization direction is in each case arranged perpendicular to the substrate plane, and the liquid medium is solidified, so that the particles become immobile and the magnetization of the layer is frozen, so to speak. During the alignment by means of an external magnetic field, it may be advantageous to increase the temperature of the layer for a short time significantly and / or to exert a high pressure on the material. In the further processing steps, the layers and / or pigments may only be exposed to magnetic fields whose field strength is significantly lower than the coercive field strength of the magnetic layer.

Drittes bevorzugtes Herstellungsverfahren:

  • Eine Magnetschicht wird aus einem solchen Material erzeugt, bei dem die Formanisotropie nicht dominant ist, und das magnetische Moment vorzugsweise senkrecht zur Schichtebene angeordnet ist.
Third preferred production method:
  • A magnetic layer is formed of such a material in which the shape anisotropy is not dominant, and the magnetic moment is preferably perpendicular to the layer plane.

Das oben beschriebene erste bevorzugte Herstellungsverfahren und das zweite bevorzugte Herstellungsverfahren basiert jeweils auf der im Stand der Technik bekannten Herstellung von Magneten aus seltenen Erden, z.B. Neodym-Eisen-Bor oder Samarium-Cobalt.The above-described first preferred manufacturing method and the second preferred manufacturing method are each based on the prior art production of rare earth magnets, e.g. Neodymium iron boron or samarium cobalt.

Das oben beschriebene dritte bevorzugte Herstellungsverfahren basiert auf der im Stand der Technik bekannten Herstellung einer Festplatte bzw. Hard Disk (d.h. ein magnetisches Speichermedium der Computertechnik), bei der dünne Schichten senkrecht zur Schichtebene magnetisiert werden („perpendicular recording“). Beispiele für verwendbare Materialien sind unter anderem Co/Cr-Legierungen oder Schichtaufbauten auf Basis der Konfiguration NiFe/TiCr/CoCr-TaPt, aufgebracht auf einem Al/NiP-Substrat. Die Herstellung kann z.B. durch Sputtern erfolgen.The third preferred manufacturing method described above is based on the prior art production of a hard disk (i.e., a magnetic storage medium of computer technology) in which thin films are perpendicularly polarized to the layer plane ("perpendicular recording"). Examples of materials which can be used include Co / Cr alloys or layer structures based on the NiFe / TiCr / CoCr-TaPt configuration, deposited on an Al / NiP substrate. The preparation may e.g. done by sputtering.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Partikel können optisch variable Muster verwirklicht werden, wobei die auf diese Weise erzeugten Flächen verglichen mit den im Stand der Technik bekannten Mustern ausgesprochen homogen und brillant wirken. Darüber hinaus können neuartige Muster erzeugt werden, die auf Grundlage der bislang im Stand der Technik bekannten Pigmente nicht verwirklicht werden können, z.B. Mikrospiegel-Wölbeffekte.The use of the particles according to the invention makes it possible to realize optically variable patterns, the surfaces produced in this way having an extremely homogeneous and brilliant effect compared with the patterns known in the prior art. In addition, novel patterns can be produced which can not be realized on the basis of the pigments known hitherto in the art, e.g. Micromirror Wölbeffekte.

Weiterhin können die erfindungsgemäßen Partikel zusätzlich mit Partikeln gemäß dem Stand der Technik vermischt werden. Wenn die erhaltene Mischung einem externen Magnetfeld ausgesetzt wird, sind die Hauptebenen der beiden Partikelarten lokal senkrecht zueinander angeordnet, sodass das auf diese Weise erzeugte Muster aus stark unterschiedlichen Betrachtungswinkeln sichtbar ist. So kann beim Kippen eines auf diese Weise erzeugten Sicherheitselements erstens ein Betrachtungswechsel zwischen zwei verschiedenen optisch variablen Mustern sichtbar gemacht werden, zweitens können die beiden Partikelarten eine unterschiedliche Färbung aufweisen, sodass ein Farbumschlag sichtbar gemacht werden kann.Furthermore, the particles according to the invention can additionally be mixed with particles according to the prior art. When the resulting mixture is exposed to an external magnetic field, the major planes of the two types of particles are locally perpendicular to each other so that the pattern thus produced is visible from widely different viewing angles. Thus, when tilting a security element produced in this way, firstly a change of viewing between two different optically variable patterns can be made visible; secondly, the two particle types can have a different color, so that a color change can be made visible.

Claims (17)

Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment zur Verwendung in einer Druckfarbe, wobei das Effektpigment ein im Wesentlichen senkrecht zur Plättchenebene ausgerichtetes magnetisches Moment aufweist.A platelet-shaped magnetic effect pigment for use in a printing ink, wherein the effect pigment has a magnetic moment substantially perpendicular to the platelet plane. Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach Anspruch 1, wobei das Effektpigment einen Schichtaufbau mit einer zwischen zwei reflektierenden Schichten angeordneten magnetischen Schicht aufweist.Platelet-shaped magnetic effect pigment after Claim 1 wherein the effect pigment has a layer structure with a magnetic layer arranged between two reflective layers. Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach Anspruch 2, wobei zumindest eine reflektierende Schicht, bevorzugt jede der beiden reflektierenden Schichten, zusätzlich mit einer lasierenden Farbschicht oder mit einer Interferenzschicht oder mit mindestens einer weiteren Schicht, die zur Erzeugung einer mehrschichtigen Interferenzschichtanordnung führt, kombiniert ist.Platelet-shaped magnetic effect pigment after Claim 2 in which at least one reflective layer, preferably each of the two reflective layers, is additionally combined with a translucent color layer or with an interference layer or with at least one further layer which leads to the production of a multilayer interference layer arrangement. Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die magnetische Schicht auf einem ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Material mit einer hohen Koerzitivfeldstärke basiert.Platelet-shaped magnetic effect pigment according to one of Claims 2 or 3 wherein the magnetic layer is based on a ferromagnetic or ferrimagnetic material having a high coercive force. Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die magnetische Schicht auf einem Seltenerdmetall basiert und bevorzugt auf Neodym-Eisen-Bor oder auf Samarium-Cobalt basiert.Platelet-shaped magnetic effect pigment according to one of Claims 2 to 4 wherein the magnetic layer is based on a rare earth metal and is preferably based on neodymium iron boron or on samarium cobalt. Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die magnetische Schicht auf einer Co/Cr-Legierung oder auf einem Schichtaufbau auf Basis der Konfiguration NiFe/TiCr/CoCr-TaPt, aufgebracht auf einem Al/NiP-Substrat, basiert.Platelet-shaped magnetic effect pigment according to one of Claims 2 to 4 wherein the magnetic layer is based on a Co / Cr alloy or on a layer structure based on the NiFe / TiCr / CoCr-TaPt configuration deposited on an Al / NiP substrate. Druckfarbe, umfassend plättchenförmige magnetische Effektpigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 6. Printing ink comprising platelet-shaped magnetic effect pigments according to one of Claims 1 to 6 , Druckfarbe nach Anspruch 7, wobei die Druckfarbe ein Bindemittel, bevorzugt ein UV-härtendes Bindemittel oder ein wärmehärtendes Bindemittel, umfasst.Ink after Claim 7 wherein the printing ink comprises a binder, preferably a UV-curing binder or a thermosetting binder. Druckfarbe nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Druckfarbe neben den plättchenförmigen magnetischen Effektpigmenten nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zusätzlich konventionelle magnetisch orientierbare Effektpigmente, die kommerziell unter dem Handelsnamen OVMI® erhältlich sind, aufweist.Ink after Claim 7 or 8th , wherein the printing ink next to the platelet-shaped magnetic effect pigments according to one of Claims 1 to 6 in addition conventional magnetically orientable effect pigments which are commercially available under the trade name OVMI®. Sicherheitselement zur Absicherung eines Wertdokuments oder eines Wertgegenstands, erhältlich durch drucktechnisches Aufbringen der Druckfarbe nach einem der Ansprüche 7 bis 9 auf einen Bedruckstoff.Security element for securing a value document or a valuable article obtainable by printing on the printing ink according to one of Claims 7 to 9 on a substrate. Sicherheitselement nach Anspruch 10, wobei der Bedruckstoff ein Wertdokumentsubstrat, vorzugsweise ein Papiersubstrat, ein Polymersubstrat, ein Papier/Polymer-Verbundsubstrat oder ein papierähnliches Substrat, ist.Security element after Claim 10 wherein the printing substrate is a value document substrate, preferably a paper substrate, a polymer substrate, a paper / polymer composite substrate or a paper-like substrate. Sicherheitselement nach Anspruch 10 oder 11, wobei für den Betrachter beim Betrachten des Sicherheitselements ein betrachtungswinkelabhängiger optischer Effekt wahrnehmbar ist, der auf den in einem externen Magnetfeld ausgerichteten und im gehärteten Bindemittel fixierten Pigmenten basiert.Security element after Claim 10 or 11 in which, when the security element is viewed, the observer is able to perceive a viewing angle-dependent optical effect based on the pigments oriented in an external magnetic field and fixed in the hardened binder. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Pigmente entlang des Sicherheitselements bereichsweise in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegen.Security element according to one of Claims 10 to 12 , wherein the pigments are present along the security element in regions in the form of patterns, characters or a coding. Datenträger mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 10 bis 13.Disk with a security element according to one of Claims 10 to 13 , Datenträger nach Anspruch 14, wobei der Datenträger eine Banknote oder ein anderes Wertdokument, ein Pass, eine Urkunde, Bezahlkarte oder eine Ausweiskarte ist.Disk after Claim 14 , wherein the data carrier is a banknote or other document of value, a passport, a document, a payment card or an identity card. Verfahren zum Herstellen des plättchenförmigen magnetischen Effektpigments nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend a) den Schritt das Erzeugen eines Schichtaufbaus oberhalb eines Trägersubstrats, wobei der Schichtaufbau eine zwischen zwei reflektierenden Schichten angeordnete magnetische Schicht aufweist; b) den Schritt des Ablösens des Schichtaufbaus vom Trägersubstrat; optional c) den Schritt des Zerkleinerns, z.B. mittels Zermahlen, bis Partikel mit einer adäquaten Größenverteilung erhalten werden; optional d) den Schritt des Vermischens der erhaltenen Partikel mit einem UV-härtenden oder wärmehärtenden Bindemittel zu einer (Sieb-)Druckfarbe.Process for producing the platelet-shaped magnetic effect pigment according to one of the Claims 1 to 6 comprising: a) the step of producing a layer structure above a carrier substrate, the layer structure having a magnetic layer arranged between two reflective layers; b) the step of detaching the layer structure from the carrier substrate; optionally c) the step of comminution, eg by means of grinding, until particles with an adequate size distribution are obtained; optionally d) the step of mixing the resulting particles with a UV-curing or thermosetting binder to a (screen) printing ink. Verfahren zum Herstellen des Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 10 bis 13, umfassend das drucktechnische Aufbringen der Druckfarbe nach einem der Ansprüche 7 bis 9 auf einen Bedruckstoff, wobei im Schritt des drucktechnischen Aufbringens der Farbe ein externes Magnetfeld angelegt wird und die Farbe ausgehärtet wird, bevorzugt durch UV-Strahlung oder durch Wärmeeinwirkung, sodass die Partikel unbeweglich werden.Method for producing the security element according to one of Claims 10 to 13 comprising the printing technology applying the printing ink according to one of Claims 7 to 9 on a substrate, wherein in the step of applying the ink by printing an external magnetic field is applied and the ink is cured, preferably by UV radiation or by heat, so that the particles are immobile.
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