DE112008000070B4

DE112008000070B4 - Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE112008000070B4
Application number: DE112008000070T
Authority: DE
Inventors: Xiaowei Li; Yu Cao; Jing Yang; Xinyu Li; Fei Zeng; Feng Pan
Original assignee: China Banknote Printing and Minting Corp
Current assignee: China Banknote Printing and Minting Corp
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2028-03-25
Also published as: CN101393794A; WO2009036658A1; CN101393794B; DE112008000070T5

Abstract

Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt, aufweisend — ein Trägermaterial (0) und — eine Informationsschicht, dadurch gekennzeichnet, dass — die Informationsschicht mindestens eine magnetisch kodierte Schicht (10) umfasst, die aus — einer Impfschicht (1a) und — einer amorphen Dünnfilmschicht (1b) besteht, wobei die Impfschicht (1a) eine metallische Chromschicht mit einem kodierten Muster ist, und die amorphe Dünnfilmschicht (1b) auf die Impfschicht (1a) aufgebracht ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt und insbesondere ein zusammengesetztes Sicherheitsdünnfilmprodukt für die Verwendung bei Papierscheinen, Wertpapieren, Zinsscheinen, Zertifikaten, Karten und ähnlichen Trägern. Die vorliegende Erfindung gehört zum technischen Gebiet der Sicherheitsmaterialien und Fälschungssicherheit (Anti-Counterfeiting).
Stand der Technik
Bekanntlich kann die Fälschungssicherheit erhöht werden, indem man innerhalb oder auf die Oberflächen von Sicherheitspapieren oder von Kunststoffpolymeren, wie z. B. Banknoten, Wertpapieren oder Geldscheinen, Sicherheitsfäden oder spezielle Sicherheitseinsätze und Etiketten mit verschiedenen Formen hinzufügt. Diese Materialien können während des Herstellungsverfahrens in das Sicherheitspapier oder Kunststoffpolymer in der Form von Polyester-Fäden/Bändern oder Streifen mit speziellen Formen hinzugefügt werden, und sie können auch bei dem abschließenden Herstellungsverfahren auf die Oberflächen der Sicherheitspapiere oder Kunststoffpolymere hinzugefügt werden. Gewöhnlich schneidet oder verarbeitet man diese Sicherheitsmaterialien aus Sicherheitsdünnfilmen, um Sicherheitsfäden, Sicherheitsbänder und Sicherheitseinsätze oder Etiketten mit verschiedenen Formen zu bilden.
Um die Fälschungssicherheit des Sicherheitsfadens zu erhöhen, wurde dieser während des Herstellungsverfahrens mit magnetischer Sicherheitsinformation ausgestattet, um so einen magnetisch kodierten Sicherheitsfaden bereitzustellen. Ein gewöhnlicher magnetisch kodierter Sicherheitsfaden erhält magnetische Kodierungseigenschaften durch das Auftragen eines magnetischen Materials, mit reinen metallartigen oder metallisch ferromagnetischen Pulvern oder durch Auftragen von Druckfarbe auf Trägermaterialien, wie PET. Die geschichtete Struktur der magnetisch kodierten Schicht und der kodierte Bereich eines solchen Sicherheitsfadens können mit bloßem Auge voneinander unterschieden werden. Anders gesprochen, das kodierte Muster des gewöhnlichen Sicherheitsfadens ist nicht verborgen genug, wodurch sein Fälschungssicherheitseffekt eingeschränkt ist. Andererseits müssen beim Herstellungsverfahren des gewöhnlichen magnetisch kodierten Sicherheitsfadens nicht-magnetischen Substanzen, wie Klebstoffe, verwendet werden, und es ist auch notwendig, nach dem magnetisch kodierten Drucken eine Deckschicht aufzubringen. Das Endprodukt des Sicherheitsfadens hat eine Dicke, die ungefähr einige Mikrometern erreicht, unabhängig davon ob ein magnetisches Material aufgetragen wird oder eine magnetische Sicherheitsdruckfarbe aufgedruckt wird. Unter Berücksichtigung des erforderlichen Einsatzes der Beschichtung und der Klebschicht erscheint der fertig hergestellte Sicherheitsfaden im Vergleich zu dem Material einer Dünnfilmart zu dick. Das Einbringen von solch einem magnetisch kodierten Sicherheitsfaden in ein Blatt Papier würde es schwierig machen, die Oberfläche des Papiers zu glätten, wodurch der nachfolgende Druckprozess beeinträchtigt wird. Darüber hinaus kann die Dicke einer gedruckten magnetischen Sicherheitsfunktionstintenschicht von einigen Mikrometern während des Herstellungsverfahrens Umweltprobleme auf Grund von Verdampfen von organischen Lösungsmitteln hervorrufen.
Mit dem zunehmend steigenden Bedarf der Gesellschaft an Fälschungssicherheitstesttechnologien ist es wünschenswert, dass die gegenwärtig verwendeten magnetisch kodierten Sicherheitsfäden nicht nur mehr verborgene Fälschungssicherheitseffekte aufweisen, sondern auch darauf basierende besondere sekundäre und/oder tertiäre Fälschungssicherheitsfunktionen, so dass der Sicherheitsfaden ein zusammengesetztes Sicherheitsmaterial mit verschiedenen Fälschungssicherheitsfunktionen wird. Unter der Voraussetzung des Beibehaltens oder sogar Verbesserns der Geheimhaltung von Fälschungssicherheitsfunktionen ist ein großes, gegenwärtig zu lösendes technisches Problem die Verringerung der Dicke der kodierten Schicht, um dadurch zu ermöglichen, dass dem Sicherheitsfaden mehrere Sicherheitsinformationsschichten hinzugefügt werden, während die Bedürfnisse praktischer Anwendungen erfüllt werden.
Amorphe Legierungsmaterialien haben viele gute Eigenschaften und stehen in den Werkstoffwissenschaften als neues funktionales Material im Fokus der Aufmerksamkeit von Forschung, Entwicklung und Anwendungen. Relativ bekannte Anwendungen beinhalten die Verwendung dieser Materialien als zusammengesetzte Verstärkungsmaterialien zum Verstärken von Komponententeilen von Produkten. Auch gibt es viele Anwendungen als weichmagnetische Materialien zum Einsatz in verschiedenen Transformatoren und Sensoren. Die Anwendung amorpher Materialien auf dem Gebiet der Sicherheitserfassung ist auf Antidiebstahletiketten begrenzt, die in der Form von amorphen Legierungsstreifen zwischen Büchern oder Waren liegen, wobei ein Alarm ausgelöst wird, wenn durch eine Vorrichtung eine Veränderung einer Wellenform empfangen wird. Zum Beispiel betrifft die internationale Patentanmeldung WO 00/05693 ein Antidiebstahletikett bestehend aus einem Multischichtfilm von 100 bis 2000 nm, der einen amorphen weichmagnetischen Dünnfilm enthält. Obwohl die beschriebene Legierungskomponente für den Einsatz als Antidiebstahletikett geeignet ist, liegt ein Nachteil dieser Erfindung in ihrer Übervereinfachung bei der Verwendung auf dem Gebiet der modernen Fälschungssicherheit von Wertpapieren, die sich als nicht bestimmte Richtungsanforderung des Erfassungssignals zeigt.
Die Druckschrift EP 1 714 795 A1 betrifft ein Sicherheitselement bzw. Folienmaterialien für Datenträger, Wertdokumente, Verpackungen und dergleichen, das eine räumlich aufgelöste magnetische Kodierung aufweist.
Die Druckschrift US 2005/0074633 A1 betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Speichermediums eines perpendikulären Typs, welches auf Polymersubstraten basiert.
Die Druckschrift US 2006/0199044 A1 betrifft ein magnetisches Speichermedium eines perpendikulären Typs mit einem Substrat, einer Cr-dotierten Fe-enthaltenden Unterschicht und einer magnetischen Speicherschicht eines perpendikulären Typs.
Die Druckschrift JP 2006-185489 A betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium.
Die Druckschrift US 6,255,948 B1 betrifft eine magnetische/metallische Sicherheitsvorrichtung zur Verwendung mit einem Gegenstand zur Bereitstellung mehrerer Sicherheitsmerkmale.
Die Druckschrift US 6,609,829 B1 betrifft eine Identifikationsmarkierung mit einer optisch und elektrisch lesbaren Beschriftung.
Zusammenfassung der Erfindung
Das durch die vorliegende Erfindung zu lösende technische Hauptproblem ist, ein neues magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt bereitzustellen, in dem die magnetisch kodierte Schicht von einer metallischen Chromschicht stammt, die ein kodiertes Muster und eine darauf aufgebrachte amorphe Dünnfilmschicht aufweist. Die elektromagnetischen Eigenschaften der magnetisch kodierten Schicht unterscheiden sich merklich zwischen Bereichen mit der Chromschicht und Bereichen ohne die Chromschicht, wodurch eine Kodierungsauflösung eines ”0–1” Binär-Codes bereitgestellt, und die Aufgabe des Verbergens von Fälschungssicherheitsmerkmalen des Dünnfilmprodukts erreicht und verbessert wird.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein aus dem magnetisch kodierten Dünnfilmprodukt bestehendes zusammengesetztes Sicherheitsprodukt bereit, das primäre, sekundäre und tertiäre Sicherheitseigenschaften aufweist.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des magnetisch kodierten Dünnfilmprodukts bereit.
Die vorliegende Erfindung stellt ein magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt bereit, das aufweist: ein Trägermaterial (Substrat) und eine Informationsschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsschicht mindestens eine magnetisch kodierte Schicht umfasst, die aus einer Impfschicht und aus einer amorphen Dünnfilmschicht besteht, wobei die Impfschicht eine metallische Chromschicht mit einem kodierten Muster ist und die amorphe Dünnfilmschicht auf die Impfschicht aufgebracht ist.
Die magnetisch kodierte Schicht des Dünnfilmprodukts gemäß der vorliegenden Erfindung wird zusammen durch die amorphe Dünnfilmschicht, die elektromagnetische Eigenschaften aufweist, und eine metallische Chromschicht (nämlich die Impfschicht) bereitgestellt. Das Dünnfilmprodukt erhält die magnetische Kodierung dadurch, dass sie mit Hilfe des kodierten Musters als die Impfschicht gebildet wird, wobei die magnetische Kodierung nur schwer mit bloßen Auge erkannt werden kann und daher besser verborgen ist. Durch Ermittlungen wurde festgestellt, dass sich die elektromagnetischen Eigenschaften in dem Bereich der magnetischen Schicht auf der Impfschicht (Cr) merklich von in dem Bereich der magnetischen Schicht ohne die Impfschicht unterscheiden, wodurch eine Kodierungsauflösung eines „0–1” Binär-Codes bereitgestellt wird. Neben dem Bereitstellen einer besser verborgenen magnetischen Kodierung durch Verwendung des erfindungsgemäßen Dünnfilmprodukts werden ferner durch die Festlegung der Legierungskomponente der aufgetragenen amorphen Schicht qualitativ hochwertige Elementkodierungseigenschaften bereitgestellt, wodurch der gesamte Fälschungssicherheitseffekt des Dünnfilms stark verbessert wird.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfüllt die elementare Zusammensetzung der, die amorphe Dünnfilmschicht bildende, amorphen Legierung die folgende Formel, um einen chemischen Elementkodierungsmodus bereitzustellen: [Co_xFe_(1-x)]_m[Zr_yHf_(1-y)]_h[Nb_zTa_(1-z)]_bA_aR_r, wobei jeder Index der obigen Formel ein Atomverhältnis angibt, das ein numerisches Verhältnis erfüllt von: Gesamtanzahl von Atomen m + h + b + r + a = 100; und x = 0–1, y = 0–1, z = 0–1, 96 ≥ m ≥ 75, 0 < h ≤ 20, 0 < b ≤ 20, a = 0–12, 0 < r ≤ 4; wobei in der obigen Formel „A” ein oder eine Kombination von mehreren metallischen Elementen ist, die aus Mo, Ni, Ru, Pd, Pt und Ti ausgewählt werden; und „R” ein oder eine Kombination von Seltene Erden Elementen ist.
In eine bevorzugen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die auf die Impfschicht aufgetragene amorphe Dünnfilmschicht durch Auswahl der Legierungskomponenten der amorphen Schicht und durch eine geeignete Herstellungstechnik weichmagnetische Eigenschaften und die folgenden Magnetischen-Anisotropie-Eigenschaften in gleicher Ebene auf, die durch maschinenlesbare Sicherheitserfassung detektierbar sind: ein großer Barkhausen-Effekt tritt entlang der bevorzugten Magnetisierungsrichtung in gleicher Ebene auf, während sich der große Barkhausen-Effekt in einer Richtung senkrecht zu der bevorzugten Magnetisierungsrichtung deutlich abschwächt, oder kein Signal dieses erfassbar ist.
Durch die Verwendung der oben genannten amorphen Dünnfilmschicht weist das gebildete Dünnfilmprodukt eine magnetische Anisotropie in gleicher Ebene auf und ist als Sicherheitssignal maschinenlesbar erfassbar, wobei diese Eigenschaften nicht durch gewöhnliche weichmagnetische Pulvermaterialien erhalten werden können. Durch die Verwendung der metallischen Chromimpfschicht und der amorphen Schicht zur Synthese der Musterkodierung zeigt die Erfassung der magnetischen Eigenschaften besondere Ergebnisse: kein Signal wird in dem Bereich der amorphen Dünnfilmschicht mit der Impfschicht erfasst, wobei das Signal in dem Bereich der amorphen Dünnfilmschicht ohne Impfschicht erfasst werden kann, wodurch eine besser verborgene magnetisch kodierte Sicherheit erreicht wird.
Ein anderes bemerkenswertes Merkmal des erfindungsgemäßen Dünnfilmprodukts im Vergleich zu gewöhnlichen Sicherheitsfäden liegt in der Tatsache begründet, dass die im erfindungsgemäßen amorphen Dünnfilm enthaltene Elementkodierung und magnetischen Eigenschaften alle von der Zusammensetzung und den Bestandteilen des Dünnfilms selbst stammen, wodurch ist es nicht erforderlich ist, magnetische Materialien zu beschichten oder aufzudrucken. Wenn der Dünnfilm als Sicherheitsfaden in einem Sicherheitspapier verwendet wird, ist die Dicke seiner magnetischen Sicherheitsfunktionsschicht im Vergleich zu jener eines gewöhnlichen Sicherheitsfadens mindestens um eine Größenordnung verringert, wodurch die Dicke des gesamten Sicherheitsfadens verringert und eine Verbesserung der Bedruckbarkeit in einem nachfolgenden Papier-Druckprozess ermöglicht wird. Da zudem der Druckprozess entfällt, werden durch Verdampfen der organischer Lösungsmittel verursachte potentiellen Umweltprobleme vermieden.
In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die amorphe Dünnfilmschicht eine Dicke von 20 nm bis 300 nm auf (da die amorphe Schicht auf die Impfschicht mit einem kodierten Muster aufgetragen und direkt auf die Basisschicht in dem Musterbereich ohne die Impfschicht aufgetragen wird, soll die in der vorliegenden Erfindung genannte Dicke der amorphen Dünnfilmschicht als die maximale Dicke des aufgetragenen Dünnfilms verstanden werden), welche die durch Elementkodierung und die magnetischen Eigenschaften des Dünnfilms selbst bereitgestellten Anforderungen für die Sicherheitsinformation erfüllt, wobei auch die Verringerung der Dicke des Dünnfilms dessen Anwendung als Sicherheitsmaterial, wie als Sicherheitsfaden, erleichtert. Vorzugsweise weist die amorphe Dünnfilmschicht eine Dicke von 50 nm bis 200 nm auf.
In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die metallische Chromimpfschicht mit einem kodierten Muster eine Dicke von 10 bis 80 nm auf.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendbare Trägermaterial ist ein farbloser transparenter Dünnfilm, so wie PET oder PI.
Das in der vorliegenden Erfindung bereitgestellte magnetisch kodierte Dünnfilmprodukt kann in Trägern als ein Dünnfilmsicherheitsprodukt verwendet werden, um in entsprechende Produkte mit Sicherheitskennzeichen, wie Papierscheine, Wertapiere und verschiedene Zertifikate und Karten eingearbeitet zu werden. Der Fälschungssichheitseffekt der Produkte wird durch die Erfassung besonderer magnetischer Kodierungseigenschaften und Elementkodierungseigenschaften erhöht.
Das erfindungsgemäße Dünnfilmprodukt kann durch Aufnahme anderer Sicherheitsinformationen als zusammengesetztes Sicherheitsdünnfilmprodukt verwendet werden. Zum Beispiel kann die Informationsschicht neben der Aufnahme der magnetisch kodierten Schicht ferner solche Sicherheitsmaterialschichten enthalten, wie eine optisch veränderbare Sicherheitsinformationsschicht, einen holographische Sicherheitsinformationsschicht und einen Schicht aus lumineszierendem Material, die gegenwärtig allgemein verwendet werden, wodurch der Fälschungssicherheitseffekt des Dünnfilms weiter erhöht wird.
In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Informationsschicht des Dünnfilmprodukts ferner eine optisch veränderbare Sicherheitsinformationsschicht, die auf der magnetisch kodierten Schicht liegt und eine dielektrische Schicht und eine Adsorptionsschicht enthält.
In einer anderen besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Informationsschicht des Dünnfilmprodukts ferner eine holographische Sicherheitsinformationsschicht, die sich zwischen dem Trägermaterial und der magnetisch kodierten Schicht befindet (sandwiched) und die mindestens eine geprägte Schicht mit holographischer Information enthält. Da die amorphe Schicht die gewöhnliche Reflexionsschicht ersetzen kann, ist es nicht nötig, in dem holographischen Film zusätzlich eine Reflexionsschicht vorzusehen.
In anderen besonderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Informationsschicht des magnetisch kodierten Dünnfilmprodukts ferner eine kombinierte Struktur einer optisch veränderbaren Informationsschicht und einer holographischen Informationsschicht enthalten, wobei die optisch veränderbare Informationsschicht eine dielektrische Schicht und eine Adsorptionsschicht enthält, und die holographische Informationsschicht eine geprägte Schicht mit holographischer Information enthält. Darüber hinaus kann die Reflexionsschicht darin auch in Übereinstimmung mit der geschichteten Struktur der holographischen Informationsschicht direkt durch die amorphe Schicht ersetzt werden. Entsprechend den Anforderungen können die optisch veränderbare Informationsschicht und die holographische Informationsschicht entweder jeweils auf beiden Seiten des Trägermaterials oder auf der selben Seite des Trägermaterials angeordnet sein. Alternativ kann das Dünnfilmprodukt mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten Trägermaterialien vorgesehen sein, wobei an den inneren Seiten der beiden Trägermaterialien jeweils die optisch variable Informationsschicht und die holographische Informationsschicht ausgebildet sind und sich die magnetisch kodierte Schicht auf der optisch veränderbaren Informationsschicht oder der holographischen Informationsschicht befindet, und mit Hilfe einer adhäsiven Schicht (Klebschicht) mit einer anderen Informationsschicht (entweder eine holographische Informationsschicht oder eine optisch veränderbare Informationsschicht) integriert ist, um ein zusammengesetztes Dünnfilmprodukt zu werden, an dessen beiden Außenseiten die Trägermaterialien angeordnet sind.
Wesentlich für die Implementierung der vorliegenden Erfindung ist, dass das amorphe Material auf die ein kodiertes Muster aufweisende Impfschicht (auch als Trägermaterialschicht bezeichnet) aufgebracht wird, um die magnetisch kodierte Schicht zu bilden, wobei die magnetisch kodierte Schicht auch die wesentliche Struktur des erfindungsgemäßen magnetisch kodierten Dünnfilmprodukts ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Herstellen des Dünnfilmprodukts bereit, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: Aufbringen metallischen Chroms auf eine Seite des Trägermaterials, um die Impfschicht mit einem kodierten Muster bereitzustellen; und Aufbringen einer amorphen Dünnfilmschicht durch eine Magnetron-Sputter-Technik auf die Impfschicht.
Verfahren zur Herstellung der Impfschicht umfassen: ein Ölmaskenverdampfungs-Aufbringungsverfahren, ein Verfahren zur Entmetallisierung nach dem Aufbringen einer Metallschicht oder ein Verfahren zum Aufbringen einer Metallsicht auf einer wasserlöslichen Beschichtung. Das Ölmaskenverdampfungs-Aufbringverfahren ist ein Verfahren, bei dem zuerst mit Hilfe einer Maskenvorrichtung Öldampf auf das Trägermaterial gesprüht wird, um eine kodiertes Muster zu bilden, und dann die Impfschicht aufgebracht wird, um das kodierte Muster zu bilden. Das Verfahren zur Entmetallisierung nach dem Aufbringen einer Metallschicht ist ein Verfahren, bei dem die aufgebrachte metallische Chromschicht unter Verwendung einer Maske durch Photolack (Photoresist) oder Ionenstrahlen geätzt wird, so dass ein besonderes kodiertes Muster auf der Impfschicht gebildet wird. Das Verfahren zum Aufbringen einer Metallschicht auf eine wasserlösliche Beschichtung ist ein Verfahren, bei dem die metallische Chromschicht auf eine wasserlösliche Beschichtung aufgebracht wird (wie eine wasserlösliche Tintenschicht) auf der ein gewünschtes kodiertes Muster bereits ausgebildet worden ist, wobei dann die wasserlösliche Beschichtung mit Wasser abgewaschen wird, um die Impfschicht mit dem gewünschten kodierten Muster zu bilden. Diese Methoden können in der Fachwelt leicht unterschiedlich bezeichnet werden, die grundlegenden Prinzipien und die besonderen Arbeitsabläufe dieser Aufbringungsverfahren sind jedoch gegenwärtig bekannt und werden eingesetzt. Die Impfschicht kann direkt auf das Trägermaterial aufgebracht werden, oder kann auf ein Trägermaterial aufgebracht werden, auf dem bereits andere Informationsschichten (wie ein holographischer Film) aufgetragen worden sind.
Die Impfschicht, auf der die amorphe Dünnfilmschicht aufgebracht worden ist, wird zur erfindungsgemäßen magnetisch kodierten Schicht. Eine gewöhnliche Magnetron-Sputter-Technik kann zur Bildung dieser amorphen Dünnfilmschicht verwendet werden, wobei Aufbringen und Beschichten auf die Impfschicht durch Zielmateralien mit bestimmten Komponenten erreicht wird. Um magnetische Anisotropie in gleicher Ebene zu erhalten, wird eine Magnetron-Sputter-Gewebe-Beschichtungs-Technik verwendet, die häufig bei der Herstellung von magnetischen Dünnfilmen verwendet wird, wobei zur Bildung des amorphen Dünnfilms mit magnetischer Anisotropie in gleicher Ebene eine Zugkraft in einer Wickelrichtung verwendet wird, und wobei dessen bevorzugte Magnetisierungsrichtung in gleicher Ebene entlang der Wickelrichtung ist.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Magnetron-Sputter-Gewebe-Beschichtung-Verfahren auch dazu verwendet, das Aufbringen der amorphen Dünnfilmschicht auf die Impfschicht auszuführen, wobei während des Herstellungsverfahrens gleichzeitig ein gerichtetes magnetisches Feld entlang der Wickelrichtung angelegt wird (zum Beispiel durch Anlegen eines externen magnetischen Feldes von ungefähr 1000 Oe (79,577 × 10³ A/m) parallel zur Richtung der Film-Ebene, so dass der gebildete Dünnfilm magnetische Anisotropie in gleicher Ebene aufweist.
Beispielsweise kann das Anlegen des gerichteten magnetischen Feldes entlang der Wickelrichtung durch der Reihe nach Anordnen von Permanentmagneten auf oberen Teilen von Unterteilern (Trennwänden) zwischen Auffangkammern erreicht werden, um dadurch zu bewirken, dass der amorphe Dünnfilm die magnetische Anisotropie in gleicher Ebene aufweist.
Wenn das erfindungsgemäße Dünnfilmmaterial von einer entsprechenden Vorrichtung erfasst wird, kann nur in der Ebene entlang der Wickelrichtung und in dem Bereich des amorphen Dünnfilms ohne die Impfschicht ein wesentlicher großer Barkhausen-Effekt erfasst werden, wohingegen der gleiche große Barkhausen-Effekt in der Richtung, die senkrecht zu der bevorzugten Magnetisierungsrichtung in gleicher Ebene (der Wickelrichtung) ist, fast nicht oder gar nicht erfassbar ist. Wie verständlich ist, weist die magnetisch kodierte Schicht besser verborgene magnetische Kodierungseigenschaften und Elementkodierungseigenschaften auf, wobei gleichzeitig eine „0–1” Binär-Kodierung erreicht wird.
Wenn das erfindungsgemäße Dünnfilmprodukt eine zusammengesetzte Struktur ist, die gleichzeitig die optisch veränderbaren Sicherheits- und/oder holographischen Sicherheitsinformationsschichten aufweist, kann das Einrichten dieser Sicherheitsinformationsschichten durch Arbeitschritte wie Aufbringen oder Beschichten gemäß gewöhnlichen Techniken ausgeführt werden.
Den größten Beitrag, den die vorliegenden Erfindung zum Stand der Technik leistet, liegt im Bereitstellen eines magnetisch kodierten Dünnfilms, der durch eine Kombination der Impfschicht mit der amorphen Schicht eine „0–1” Binär-Kodierung liefert und der Tatsache, dass die erfindungsgemäße magnetisch kodierte Schicht mit jeder zur Herstellung von einem Sicherheitsprodukt verwendeten Sicherheitsinformationsschicht eine kombinierte Struktur bilden kann. Die oben aufgeführten besonderen Ausführungsformen sind lediglich beispielhafte Erläuterungen und es ist für einen Fachmann durchaus möglich, auf Verlangen, durch Kombination der magnetisch kodierten Schicht mit verschiedenen Sicherheitstechniken, entsprechend dem Wesen der grundlegenden Prinzipien der vorliegenden Erfindung, viele weitere Sicherheitsprodukte mit zusammengesetzter Struktur zu entwerfen.
Erläuterung der beigefügten Zeichnungen
1 ist eine Darstellung, welche die grundlegende Struktur des erfindungsgemäßen magnetisch kodierten Dünnfilms veranschaulicht.
2 ist eine Darstellung, welche die Herstellung der Impfschicht durch Ölmaskenverdampfung und Aufbringung entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Darstellung, welche die Herstellung der Impfschicht durch eine Entmetallisierungsverfahren entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Darstellung, welche die Herstellung der Impfschicht durch Aufbringen einer metallischen Schicht auf eine wasserlösliche Beschichtung entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
5 ist eine Darstellung, welche ein kodiertes Muster der Impfschicht des Dünnfilmmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
6 ist eine Darstellung, welche die Magnetron-Sputter-Gewebe-Beschichtungs-Vorrichtung zum Aufbringen der amorphen Dünnfilmschicht und das Betriebsverfahren der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; die Bezugszeichen in den Figuren geben folgendes an: 1 – Abroll-Trägermaterialrolle ohne aufgebrachtes Zielmaterial; 2 – Aufroll-Trägermaterialrolle mit aufgebrachtem Zielmaterial; 3 – Auffangkammer; 4 – oberes Teil einer Unterteilung einer Auffangkammer; y – Wickelrichtung.
7 ist eine vergrößerte Darstellung, welche die erfindungsgemäße Anordnung der magnetischen Pole in der Auffangkammer der Magnetron-Sputter-Gewebe-Beschichtungs-Vorrichtung zum Aufbringen der amorphen Dünnfilmschicht darstellt (beispielhaft wird eine Auffangkammer gezeigt).
8 ist eine Querschnittsdarstellung, welcher das magnetisch kodierte Dünnfilmmaterial mit einem optisch veränderbaren Phänomen veranschaulicht, so wie es für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wird.
9 ist eine Querschnittsdarstellung, welche das magnetisch kodierte Dünnfilmmaterial mit holographisch und optisch veränderbaren Effekten veranschaulicht, so wie es für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wird.
Die 10 bis 12 sind Querschnittsdarstellungen, welche das zusammengesetzte Dünnfilmmaterial veranschaulichen, das gleichzeitig eine holographische Sicherheitsschicht und eine optisch veränderbare magnetisch kodierte Sicherheitsschicht entsprechend den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufweist.
Besondere Ausführungsformen
Technische Lösungen und vorteilhafte Effekte der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der besonderen Ausführungsformen ausführlicher beschrieben, um das Verständnis des Lesers bezüglich des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, jedoch dürfen diese Ausführungsformen nicht als künstliche Einschränkungen des Umfangs der Ausführbarkeit der vorliegenden Erfindung verstanden werden.
1 zeigt die magnetisch kodierte Schicht in dem magnetisch kodierten Dünnfilmprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem sind:
Trägermaterial 0:
5 bis 35 μm, ein farbloses transparentes Dünnfilmmaterial, entweder PET oder PI, welches dazu geeignet ist, aus einem Basismaterial hergestellt zu werden, welches häufig in der gegenwärtigen Herstellung von Sicherheitsfäden verwendet wird; um die Beschreibung zu erleichtern, verwenden alle folgenden Ausführungsformen als Beispiel PET;
Impfschicht (auch bezeichnet als untere Schicht) 1a:
10 bis 80 nm, eine wie benötigt auf das Trägermaterial oder eine Informationsschicht aufgebrachte metallische Chromschicht, mit einer vorbestimmten Musterkodierung; es wird auf die 5 Bezug genommen, bei der schwarze Streifen Bereiche mit aufgetragenen metallischen Chrom andeuten;

amorphe Dünnfilmschicht 1b:
20 bis 300 nm, dessen amorphen Legierungs-Komponenten die folgende Formel erfüllen sollen: [CO_xFe_(1-x)]_m[Zr_yHf_(1-y)]_h[Nb_zTa_(1-z)]_bR_rA_a, wobei R ein oder eine Kombination von mehreren Seltene Erden Elementen ist; das proportionale Verhältnis zwischen den in R enthaltenen Elementen stellt die chemische Elementkodierung für den amorphen Dünnfilm bereit;
A ist eines oder eine Kombination von mehreren metallischen Elementen, die aus Mo, Ni, Ru, Pd, Pt und Ti ausgewählt werden;
die Gesamtanzahl von Atomen ist m + h + b + r + a = 100; und
x = 0–1, y = 0–1, z = 0–1, 96 ≥ m ≥ 75, 0 < h ≤ 20, 0 < b ≤ 20, 0 < r ≤ 4, a = 0–12.
In einer solchen Struktur hat die Impfschicht durch das Aufbringen des metallischen Chroms ein bestimmtes kodiertes Muster und die amorphe Dünnfilmschicht wird aufgetragen, um auf der Impfschicht zu wachsen, und um somit kombiniert zu werden, um eine magnetisch kodierte Schicht 10 zu bilden. Obwohl die amorphe Dünnfilmschicht spezifische magnetische Eigenschaften aufweist, zeigt eine Erfassung der magnetisch kodierten Schicht, dass in dem Bereich der amorphen Dünnfilmschicht mit der Impfschicht kein Signal erfasst wird, wohingegen in dem Bereich der amorphen Dünnfilmschicht ohne die Impfschicht ein Signal erfasst werden kann. D. h., es gibt einen erkennbaren Unterschied zwischen den Signalen der beiden Bereiche, wodurch die ”0–1” magnetische Kodierungsauflösung erreicht wird.
Ausführungsform 1
Herstellung der Impfschicht durch ein Verfahren der Ölmaskenverdampfung und Aufbringung
Öl wird erhitzt, um einen Öldampf zu erzeugen. Mit Hilfe einer Lochmaskenvorrichtung, die vorab mit einer Schablone zur Bildung eines bestimmten kodierten Musters ausgestattet ist, wird der Öldampf auf eine Seite des Trägermaterials 0 aufgesprüht. Anschließend wird die Herstellung der Impfschicht (untere Schicht) durch eine Verdampfungs- und Aufbringungsvorrichtung ausgeführt: die Ölschicht wird während des Aufbringungsverfahrens aufgedampft und ein vorbestimmter Öldampfbereich wird auf der Oberfläche der Ölschicht gebildet. Das metallische Element Chrom der Impfschicht (untere Schicht) 1a kann nur auf den Bereich ohne die Ölschicht aufgebracht werden, kann jedoch nicht zum Wachsen auf den Bereich 1a' mit der Ölschicht aufgebracht werden, so dass dieser Bereich einen freien Bereich bildet, und schließlich ein kodiertes Muster mit vorbestimmten konkaven-konvexen Formen erzeugt wird, so wie es in den 2 und 5 gezeigt ist.
Ausführungsform 2
Herstellung der Impfschicht durch ein Entmetallisierungsverfahren nach dem Aufbringen der Metallschicht
1. Photolack Maske
Zuerst wird durch Aufdampfen eine metallische Chromschicht auf eine Seite des Trägermaterials 0 aufgebracht und dann wird die Oberfläche der metallischen Chromschicht mit einem photosensitives Material überzogen, welches vor allem aus einem Photosensibilisator (wie z. B. Ammoniumdichromat) und einem Kolloid (wie z. B. arabischer Gummi oder Polyvinylalkohol) besteht. Eine Bestrahlungsquelle (wie z. B. sichtbares Licht oder ultraviolettes Licht) projiziert mit einer optischen Bestrahlungstechnik das kodierte Muster durch eine Maske auf die photosensitive Schicht, durch einem Entwicklungsprozess wird verbleibendendes Kolloid durch einen Entwickler, der aus Komponenten wie Wasser, wasserfreiem CaCl₂, ZnCl₂ und Milchsäure besteht, entfernt, und teilweise unerwünschtes metallisches Chrom wird anschließend unter Verwendung verschiedener entsprechender säurebasierter oder basenbasierter Ätzmittel (wie Hydrochlorid oder Eisenchlorid) oder einem organischen Lösungsmittel durch Ausheizen entfernt, um schließlich die metallische Chromschicht zu einer Impfschicht (untere Schicht) 1a mit einem vorbestimmten konkav-konvex-kodierten Muster umzubilden.
2. Ionenstrahlätzen
Zuerst wird durch Verdampfen eine metallische Chromschicht auf eine Seite des Trägermaterials 0 aufgebracht, eine Maskenschutzschicht 1c mit einem vorbestimmten kodierten Muster wird mit Hilfe einer Einspritzvorrichtung auf der metallischen Chromschicht erzeugt (siehe 3) und mit einem Verfahren des Bestrahlens eines Elektronenstrahls darauf wird anschließend reaktives Ionentiefenätzen auf der metallischen Chromschicht ausgeführt, um den ungeschützten Bereich des metallischen Chroms zu entfernen, so dass schließlich eine Impfschicht (untere Schicht) 1a mit einem vorbestimmten konkav-konvex kodierten Muster gebildet wird.
Ausführungsform 3
Herstellen der Impfschicht durch ein Verfahren zum Aufbringen einer Metallschicht auf eine wasserlösliche Beschichtung
Zuerst wird eine Oberfläche des Trägermaterials mit einer wasserlöslichen Tintenschicht 1d, die ein vorbestimmtes kodiertes Muster aufweist, beschichtet, dann wird eine metallische Chromschicht 1f auf die gesamte Oberfläche des Trägermaterials (umfassend die Oberfläche der wasserlöslichen Tintenschicht) aufgebracht (siehe 4), und schließlich wird das Trägermaterial mit der aufgebrachten metallischen Chromschicht mit Wasser abgewaschen, um die auf die wasserlösliche Tintenschicht aufgebrachte metallische Schicht zu entfernen, und um schließlich eine Impfschicht (untere Schicht) 1a mit einem vorgegebenen konkav-konvex kodierten Muster zu bilden.
Ausführungsform 4
Eine amorphe Dünnfilmschicht mit der Zusammensetzung Co₇₇Zr₈Nb₁₀Ni₃Y₂ (x = y = z = 1, R_r = Y₂) wird durch Aufbringen auf eine Impfschicht erhalten, die als Basis-Film einen PET-Film (Film-Rolle) verwendet, auf dem bereits eine metallische Chromimpfschicht gebildet worden ist, die in einer der Ausführungsformen 1 bis 3 erhalten wurde, wobei das PET-Trägermaterial 0 eine Dicke von 26 μm und die Impfschicht 1a eine Dicke von 25 nm aufweist, und durch Sputtern eines Legierungszielmaterials mit entsprechenden Komponenten in einem Magnetron-Sputter-Gewebe-Beschichtungs-Verfahren unter Verwendung der in der 6 gezeigten Vorrichtung.
Bei dem in der 6 gezeigten Beschichtungsverfahren ist das PET-Abroll-Trägermaterial 1 im Uhrzeigersinn entlang der durch den Pfeil y angezeigten Richtung gewickelt und läuft dabei in der Auffangkammer 3 durch das Legierungszielmaterial (in der in der 6 gezeigten Magnetron-Sputter-Gewebe-Beschichtungs-Vorrichtung gibt es fünf unabhängig steuerbare Auffangkammern), um das Beschichtungsverfahren zu beenden. Beim Aufrollverfahren wird die am Basisfilm anliegende Zugkraft auf 90 N geregelt. Nachdem das Zielmaterial auf das Trägermaterial aufgebracht worden ist, wird es zu einer Dünnfilmrolle 2 aufgewickelt, um so eine amorphe Dünnfilmschicht mit einer Dicke von 120 nm zu bilden.
Entlang der Wickelrichtung bei dem Beschichtungsverfahren und in dem Bereich des amorphen Dünnfilms ohne die Impfschicht kann ein großes Barkhausen-Effekt-Signal erfasst werden, wohingegen sich das große Barkhausen-Effekt-Signal in den amorphen Bereichen mit der Impfschicht und in der Richtung senkrecht zu der Wickelrichtung des Dünnfilms deutlich abschwächt. Wegen des vorbestimmte kodierten Musters der Impfschicht erreicht der gebildete magnetische Dünnfilm die ”0–1” Kodierungsauflösung und durch die besondere elementare Zusammensetzung des amorphen Dünnfilms kann eine spezielle Elementkodierung erzielt werden, die von Experten erfasst werden kann.
Ausführungsform 5
Eine amorphe Dünnfilmschicht mit der Zusammensetzung Fe₈₂[Zr]₆[Nb_1/3Ta_2/3]₆Mo₃Er₁Y₂ (x = 0, y = 1, z = 1/3, Rr = Er₁Y₂) kann durch Sputtern eines Legierungszielmaterials mit entsprechenden Komponenten durch das Magnetron-Sputter-Gewebe-Beschichtungs-Verfahren erhalten werden, welches als Basis-Film einen PET-Film (Film-Rolle) verwendet, auf dem bereits eine metallische Chromimpfschicht gebildet worden ist, die in einer der Ausführungsformen 1 bis 3 erhalten wurde, wobei das PET-Trägermaterial 0 eine Dicke von 20 μm und die Impfschicht 1a eine Dicke von 10 nm aufweist. Sowohl die Herstellungsvorrichtung als auch das Betriebsverfahren sind die selben wie jene der Ausführungsform 4, außer dass die am Basisfilm angelegte Zugkraft bei dem Verfahren des Gewebebeschichtens und Aufwickelns 70 N beträgt und der erhaltene amorphe Dünnfilm eine Dicke von 260 nm aufweist.
Die magnetischen Eigenschaften und die Elementkodierungseigenschaften des Dünnfilms sind zu denen der Ausführungsform 4 identisch.
Ausführungsform 6
Eine amorphe Dünnfilmschicht mit einer Zusammensetzung von [Co_0.8Fe_0.2]₈₀[Zr_0.75Hf_0.25]₅[Nb_0.25Ta_0.75]₈Ru₂Pd₂Dy₁Y_2(x=0.8, y = 0.75, z = 0.25, R_r = Dy₁Y₂) kann durch Sputtern eines Legierungszielmaterials mit entsprechenden Komponenten durch das Magnetron-Sputter-Gewebe-Beschichtungs-Verfahren erhalten werden, welches als Basis-Film einen PET-Film (Film-Rolle) verwendet, auf dem bereits eine metallische Chromimpfschicht gebildet worden ist, die in einer der Ausführungsformen 1 bis 3 erhalten wurde, wobei das PET-Trägermaterial 0 eine Dicke von 20 μm und die Impfschicht 1a eine Dicke von 20 nm aufweist. Sowohl die Herstellungsvorrichtung als auch das Betriebsverfahren sind die selben wie jene der Ausführungsform 4, außer dass die am Basisfilm angelegte Zugkraft bei dem Verfahren des Gewebebeschichtens und Aufwickelns 70 N beträgt und der erhaltene Dünnfilm eine Dicke von 200 nm aufweist.
Die magnetischen Eigenschaften und die Elementkodierungseigenschaften des Dünnfilms sind zu denen der Ausführungsform 4 identisch.
Ausführungsform 7
Eine amorphe Dünnfilmschicht mit der Zusammensetzung Co₈₈Zr₄Nb₆Y₂ (x = y = z = 1, R_r = Y₂) kann durch Sputtern eines Legierungszielmaterials mit entsprechenden Komponenten durch das Magnetron-Sputter-Gewebe-Beschichtungs-Verfahren erhalten werden, welches als Basis-Film einen PET-Film (Film-Rolle) verwendet, auf dem bereits eine metallische Chromimpfschicht gebildet worden ist, die in einer der Ausführungsformen 1 bis 3 erhalten wurde, wobei das PET-Trägermaterial 0 eine Dicke von 20 μm und die Impfschicht 1a eine Dicke von 30 nm aufweist. Sowohl die Herstellungsvorrichtung als auch das Betriebsverfahren sind die selben wie jene der Ausführungsform 4, außer dass die am Basisfilm angelegte Zugkraft bei dem Verfahren des Gewebebeschichtens und Aufwickelns 70 N beträgt, und der erhaltene Dünnfilm eine Dicke von 50 nm aufweist.
Die magnetischen Eigenschaften und die Elementkodierungseigenschaften des Dünnfilms sind zu denen der Ausführungsform 4 identisch.
Ausführungsform 8
Eine amorphe Dünnfilmschicht mit der Zusammensetzung Fe₈₀[Zr_0.5Hf_0.5]₄Ta₆Y₂(x = z = 0, y = 0.5, R_r = Y₂) kann durch Sputtern eines Legierungszielmaterials mit entsprechenden Komponenten durch das Magnetron-Sputter-Gewebe-Beschichtungs-Verfahren erhalten werden, welches als Basis-Film einen PET-Film (Film-Rolle) verwendet, auf dem bereits eine metallische Chromimpfschicht gebildet worden ist, die in einer der Ausführungsformen 1 bis 3 erhalten wurde, wobei das PET-Trägermaterial 0 eine Dicke von 30 μm und die Impfschicht 1a eine Dicke von 80 nm aufweist. Sowohl die Herstellungsvorrichtung als auch das Betriebsverfahren sind die selben wie jene der Ausführungsform 4, außer dass die am Basisfilm anliegende Zugkraft bei dem Verfahren des Gewebebeschichtens und Aufwickelns 120 N beträgt und der erhaltene Dünnfilm eine Dicke von 130 nm aufweist.
Die magnetischen Eigenschaften und die Elementkodierungseigenschaften des Dünnfilms sind zu denen der Ausführungsform 4 identisch.
Ausführungsform 9
Der als Trägermaterial verwendete PET-Film und das verwendete Zielmaterial sind in dieser Ausführungsform dieselben, wie jene, die jeweils in den Ausführungsformen 4 bis 8 beschriebenen worden sind. Jede der amorphen Dünnfilmschichten der Ausführungsformen 4 bis 8 wird immer noch durch das Magnetron-Sputter-Gewebe-Beschichtungs-Verfahren aufgebracht und es wird die Vorrichtung mit den grundlegenden Strukturen, wie auch in der 6 gezeigt, verwendet, außer dass die Magneten 41 (N48 Neodymium-Eisen-Bor Permanentmagnete, von denen jeder an seiner Oberfläche eine magnetische Flussdichte von ungefähr 0.1 bis 0.2 T aufweist) an einem oberen Teil einer Unterteilung 4 der Auffangkammer 3 angeordnet sind, und magnetische Pole jedes Magneten 41 in der Reihenfolge S-N, so wie in der 7 gezeigt, angeordnet sind. Dadurch kann während des Gewebe-Beschichtungs-Verfahrens ein magnetisches Feld entlang der Wickelrichtung in der Nähe der Filmoberfläche angelegt werden, wodurch sich ein amorpher Dünnfilm mit einer bevorzugten Magnetisierungsrichtung in gleicher Ebene entlang der Wickelrichtung ergibt.
Die magnetischen Eigenschaften und die Elementkodierungseigenschaften des Dünnfilms sind zu denen der Ausführungsform 4 identisch.
Ausführungsform 10
Magnetisch kodiertes Sicherheitsdünnfilmprodukt mit optisch veränderbaren Eigenschaften
Dieser Dünnfilm mit einer Mehrschichtstruktur weist eine Absorptionsschicht 40, eine dielektrische Schicht 30, eine Reflexionsschicht 20 und eine magnetisch kodierte Schicht 10 auf, von denen die Absorptionsschicht, die dielektrische Schicht und die Reflexionsschicht eine optisch veränderbare Sicherheitsinformationsschicht bilden. Die optisch veränderbaren Eigenschaften kennzeichnen ein Phänomen betreffend mit dem Blickwinkel verbundenen Farbänderungen. Die Querschnittsstruktur dieses Dünnfilmprodukts ist wie in der 8 gezeigt. Das Herstellungsverfahren des Dünnfilmprodukts weist folgende Schritte auf:

A) Herstellen einer Impfschicht (untere Schicht) 1a mit einem kodierten Muster auf einer Seite des Trägermaterials 0 durch die in den Ausführungsformen 1 bis 3 beschriebenen Verfahren;
B) Aufbringen einer amorphen Dünnfilmschicht 1b auf die Impfschicht (untere Schicht) 1a durch das in den Ausführungsformen 4 bis 9 beschriebene Magnetron-Sputter-Verfahren; die Impfschicht 1a und die amorphe Dünnfilmschicht 1b bilden eine magnetisch kodierte Schicht 10; und
C) sequentielles Aufbringen der Reflexionsschicht 20, der dielektrischen Schicht 30 und der Absorptionsschicht 40 auf die amorphe Dünnfilmschicht 1b.

Die aufgetragene optisch veränderbare Sicherheitsinformationsschicht wird folgendermaßen beschrieben:

Reflexionsschicht 20: eines oder eine Mischung von mehreren Elementen ausgewählt aus: Aluminium, Aluminiumlegierungen, Chrom, Nickel, Silber und Gold, oder unmittelbares Verwenden der amorphen Dünnfilmschicht als Reflexionsschicht, mit einer Dicke von 30 bis 50 nm;

dielektrische Schicht 30: ausgewählt aus Magnesiumfluorid, Zinksulfid, Zirkonium, Siliziummonoxid, Quarz, oder eine Mischung davon, mit einer Dicke von 300 bis 600 nm;

Absorptionsschicht 40: ausgewählt aus einem Element von: Chrom, Nickel, Eisen oder Aluminium usw., mit einer Dicke von 2 bis 4 nm.
Ausführungsform 11
Magnetisch kodiertes Sicherheitsdünnfilmprodukt mit holographisch und optisch veränderbaren Effekten
Die vorliegende Ausführungsform ist auf ein magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt gerichtet, das ein holographisches Phänomen aufweist. Die mehrfach geschichtete Struktur des Produktes enthält eine geprägte Schicht 50, eine Reflexionsschicht 20 und eine magnetisch kodierte Schicht 10. Die Querschnittsstruktur dieses Dünnfilmprodukts ist wie in der 9 gezeigt. Das Herstellungsverfahren des Dünnfilmprodukts weist die folgenden Schritte auf:

A) Beschichten der geprägten Schicht 50 auf eine Seite des Trägermaterials 0 und Aufbringen einer Aluminiumreflexionsschicht 20 durch Verdampfen auf die geprägte Schicht;
B) Herstellen einer Impfschicht (untere Schicht) 1a mit einem kodierten Muster auf der Reflexionsschicht 20 durch die in Ausführungsformen 1 bis 3 beschriebenen Verfahren;
C) Aufbringen einer amorphen Dünnfilmschicht 1b auf die Impfschicht (untere Schicht) 1a durch das in den Ausführungsformen 4 bis 9 beschriebene Magnetron-Sputter-Verfahren; die Impfschicht 1a und die amorphe Dünnfilmschicht 1b bilden eine magnetisch kodierte Schicht 10; und
D) abschließendes Beschichten mit einer Schutzschicht 60.

Die Aluminiumreflexionsschicht 20 der zusammengesetzten Dünnfilmstruktur kann auch unmittelbar durch die amorphe Schicht 1b ersetzt werden.
Ausführungsform 12
Auf Basis der mehrschichtigen Struktur der Ausführungsform 10 und durch die zusätzliche Kombination mit einer holographischen Sicherheitsschicht stellt die Ausführungsform 12 ein Dünnfilmprodukt bereit, bei dem holographische Sicherheitsmittel mit den optisch veränderbaren magnetisch kodierten Sicherheitsmitteln kombiniert werden. Wie in der 10 gezeigt wird, werden jeweils auf einer der beiden Seiten des Trägermaterials 0 eine holographische Sicherheitsinformationsschicht und eine optisch veränderbare magnetisch kodierte Sicherheitsinformationsschicht gebildet. Die in der 10 verwendeten Bezugszeichen sind dieselben jene in den 8 und 9 und die spezifischen Schritte der Ausführungsform 12 sind dieselben wie jene in den Ausführungsformen 10 und 11 beschriebenen.
Das Dünnfilmprodukt kann für einen Sicherheitsfaden zur Verbesserung der Sicherheitsausführung von Papier und insbesondere für einen Sicherheitsfaden in Papierscheinen verwendet werden. Das Material besitzt gleichzeitig holographische Sicherheitsinformationen und optisch veränderbare magnetisch kodierte Sicherheitsinformationen, wodurch die Sicherheit der Papierscheine weitere verbessert wird.
Ausführungsform 13
Auf Basis der mehrschichtigen Struktur der Ausführungsform 11 und durch die zusätzliche Kombination mit einer optisch veränderbaren Sicherheitsinformationsschicht stellt die Ausführungsform 13 ein Dünnfilmprodukt bereit, bei dem die holographische Sicherheit mit der optisch veränderbaren magnetisch kodierten Sicherheit kombiniert werden. Wie in der 11 gezeigt, unterscheidet sich die Ausführungsform 13 von der Ausführungsform 12 durch die Tatsache, dass die holographische Sicherheitsinformationsschicht und die optisch veränderbare magnetisch kodierte Sicherheitsinformationsschicht aufeinanderfolgend auf derselben Seite des Trägermaterials 0 ausgebildet sind. Das Herstellungsverfahren ist wie folgt:

A) Beschichten einer geprägten Schicht 50 auf einer Seite des Trägermaterials 0 und Aufbringen einer Aluminiumreflexionsschicht 20 durch Verdampfen auf die geprägte Schicht 50;
B) Herstellen einer Impfschicht (untere Schicht) 1a mit einem kodierten Muster auf der Reflexionsschicht 20;
C) Aufbringen einer amorphen Dünnfilmschicht 1b durch Magnetron-Sputtern auf die Impfschicht (untere Schicht) 1a;
D) aufeinanderfolgendes Aufbringen der Reflexionsschicht 20, einer dielektrischen Schicht 30 und einer Absorptionsschicht 40 auf die amorphe Dünnfilmschicht 1b; und
E) abschließendes Beschichten mit einer Schutzschicht 60.

Die Reflexionsschicht 20 der zusammengesetzten Dünnfilmstruktur kann auch direkt durch die amorphe Schicht 1b ersetzt werden.
Das Dünnfilmprodukt kann für einen Sicherheitsfaden zur Verbesserung der Sicherheitsausführung von Papier und insbesondere für einen Sicherheitsfaden in Papierscheinen verwendet werden. Das Material besitzt gleichzeitig holographische Sicherheitsinformationen und optisch veränderbare magnetisch kodierte Sicherheitsinformationen, wodurch die Sicherheit der Papierscheine weiter verbessert wird.
Ausführungsform 14
Eine holographische Sicherheitsschicht und eine optisch veränderbare magnetisch kodierte Sicherheitsschicht werden miteinander kombiniert, um ein Dünnfilmprodukt mit mehreren Sicherheitsmerkmalen zu bilden. Die Ausführungsform 14 unterscheidet sich von den Ausführungsformen 12 und 13 durch die Tatsache, dass die holographische Sicherheitsschicht und die optisch veränderbare magnetisch kodierte Sicherheitsschicht jeweils an den Innenseiten von zwei Trägermaterialien gebildet sind. Wie in der in 12 gezeigt ist, werden die zwei Trägermaterialien einander gegenüberliegend angeordnet und die holographische Sicherheitsinformationsschicht und die optisch veränderbare magnetisch kodierte Sicherheitsinformationsschicht werden jeweils auf den Innenseiten der beiden entsprechenden Trägermaterialien ausgebildet, und dann durch eine Klebschicht miteinander verbunden. Die Trägermaterialien des Dünnfilmprodukts werden an der Außenseite des Dünnfilms angeordnet, um als Schutzschichten zu dienen. Der Dünnfilm kann durch gleichzeitiges voneinander getrenntes Herstellen der holographischen Sicherheitsschicht und der optisch veränderbaren magnetisch kodierten Sicherheitsschicht hergestellt werden, wodurch die Arbeitsleistung bei der Fließproduktion und die Produktfertigungsrate erhöht werden.
Das Herstellungsverfahren umfasst die folgenden Schritte:

A) Beschichten einer geprägten Schicht 50 auf eine Seite eines Trägermaterials 0 und Aufbringen einer Reflexionsschicht 20 durch Verdampfen auf die geprägte Schicht 50;
B) aufeinanderfolgendes Aufbringen einer Absorptionsschicht 40, einer dielektrischen Schicht 30 und der Reflexionsschicht 20 auf eine Seite eines anderen Trägermaterials 0;
C) Herstellen einer Impfschicht (untere Schicht) 1a mit einem kodierten Muster auf der Reflexionsschicht 20;
D) Aufbringen einer amorphen Dünnfilmschicht 1b durch Magnetron-Sputtern auf die Impfschicht (untere Schicht) 1a; die Impfschicht 1a und die amorphe Dünnfilmschicht 1b bilden eine magnetisch kodierte Schicht 10; und
E) gegenseitiges Miteinanderkombinieren der auf den Innenseiten der Trägermaterialien ausgebildeten mehrfachstrukturierten Informationsschichten durch eine Klebschicht 70.

Claims

Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt, aufweisend – ein Trägermaterial (0) und – eine Informationsschicht, dadurch gekennzeichnet, dass – die Informationsschicht mindestens eine magnetisch kodierte Schicht (10) umfasst, die aus – einer Impfschicht (1a) und – einer amorphen Dünnfilmschicht (1b) besteht, wobei die Impfschicht (1a) eine metallische Chromschicht mit einem kodierten Muster ist, und die amorphe Dünnfilmschicht (1b) auf die Impfschicht (1a) aufgebracht ist.
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach Anspruch 1, bei dem die elementare Zusammensetzung einer, die amorphe Dünnfilmschicht (1b) bildenden, amorphen Legierung die folgende Formel zum Bereitstellen chemischer Elementcodierung erfüllt: [Co_xFe_(1-x)]_m[Zr_yHf_(1-y)]_h(Nb_zTa_(1-z)]_bA_aR_r, wobei jeder Index in der Formel ein Atomverhältnis angibt, das ein numerisches Verhältnis erfüllt von: Gesamtanzahl von Atomen m + h + b + r + a = 100; und x = 0 – 1, y = 0–1, z = 0–1, 96 ≥ m ≥ 75, 0 < h ≤ 20, 0 < b ≤ 20, a = 0–12, 0 < r ≤ 4; wobei in der obigen Formel „A” ein oder eine Kombination von mehreren metallischen Elementen ist, die aus Mo, Ni, Ru, Pd, Pt und Ti ausgewählt werden; und „R” ein oder eine Kombination von Seltene Erden Elementen ist.
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach Anspruch 2, bei dem die amorphe Dünnfilmschicht (1b) weichmagnetische Eigenschaften aufweist, und die folgenden Magnetischen-Anisotropie-Eigenschaften in gleicher Ebene aufweist, die durch maschinenlesbare Sicherheits-Erfassung detektierbar sind: ein großer Barkhausen-Effekt tritt entlang der bevorzugten Magnetisierungsrichtung in gleicher Ebene auf, während sich der große Barkhausen-Effekt in einer Richtung senkrecht zu der bevorzugten Magnetisierungsrichtung in gleicher Ebene deutlich abschwächt oder kein Signal dieses erfassbar ist.
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach Anspruch 2, bei dem die amorphe Dünnfilmschicht (1b) eine Dicke von 20 nm bis 300 nm aufweist
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach Anspruch 4, bei dem die amorphe Dünnfilmschicht (1b) eine Dicke von 50 nm bis 200 nm aufweist.
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach Anspruch 1, bei dem die Impfschicht (1a) mit einem kodierten Muster eine Dicke von 20 nm bis 80 nm aufweist.
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach Anspruch 1, bei dem die Informationsschicht ferner eine optisch veränderbare Sicherheitsinformationsschicht enthält, die auf der magnetisch kodierten Schicht (10) vorgesehen ist, und die eine dielektrische Schicht (30) und eine Adsorptionsschicht (40) enthält.
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach Anspruch 1, bei dem die Informationsschicht ferner eine holographische Sicherheitsinformationsschicht enthält, die zwischen dem Trägermaterial (0) und der magnetisch kodierten Schicht (10) liegt, und die mindestens eine geprägte Schicht (50) mit holographischer Information enthält.
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach Anspruch 1, bei dem die Informationsschicht ferner eine optisch veränderbare Informationsschicht und eine holographische Informationsschicht enthält, von denen die optisch veränderbare. Informationsschicht eine dielektrische Schicht (30) und eine Adsorptionsschicht (40) enthält, und die holographische Informationsschicht eine geprägte Schicht (50) mit holographischer Information enthält.
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach Anspruch 9, bei dem die optisch veränderbare Informationsschicht und die holographische Informationsschicht jeweils an beiden Seiten des Trägermaterials (0) angeordnet sind.
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach Anspruch 9, bei dem die optisch veränderbare Informationsschicht und die holographische Informationsschicht an derselben Seite des Trägermaterials (0) angeordnet sind.
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach Anspruch 9, bei dem das Dünnfilmprodukt zwei Trägermaterialen (0) aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei – auf den inneren Seiten der beiden Trägermaterialien (0) jeweils die optisch veränderbare Informationsschicht und die holographische Informationsschicht ausgebildet sind, – die magnetisch kodierte Schicht (10) auf der optisch veränderbaren Informationsschicht oder der holographischen Informationsschicht aufgebracht ist, und – eine zusammengesetzte Informationsschicht zwischen den beiden Trägermaterialien (0) durch Zusammenfügen der optisch veränderbaren Informationsschicht, der magnetisch kodierten Schicht (10) und der holographischen Informationsschicht mit Hilfe einer adhäsiven Schicht (70) gebildet wird.
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Sicherheitsstreifen oder eine Sicherheitsmarkierung ist, der positions-fixiert in einem Blatt Papier angeordnet werden kann.
Magnetisch kodiertes Dünnfilmprodukt nach Anspruch 13, bei dem die Sicherheitsmarkierung ein Sicherheitsfaden oder ein Sicherheitsband ist.
Verfahren zum Herstellen des magnetisch kodierten Dünnfilmprodukts nach einem der Ansprüche 1 bis 14, welches mindestens die folgenden Schritte aufweist: – Aufbringen von metallischem Chrom auf eine Seite eines Trägermaterials (0), um eine Impfschicht (1a) mit einem kodierten Muster bereitzustellen; und – Aufbringen einer amorphen Dünnfilmschicht (1b) durch eine Magnetron-Sputter-Technik auf die Impfschicht (1a).
Herstellungsverfahren nach Anspruch 15, bei dem Verfahren zur Herstellung der Impfschicht (1a) umfassen: ein Ölmaskenverdampfungs-Aufbringungsverfahren, ein Verfahren zur Entmetallisierung nach dem Aufbringen einer Metallschicht oder ein Verfahren zum Aufbringen einer Metallschicht auf eine wasserlösliche Beschichtung.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 15, bei dem ein Magnetron–Sputter-Gewebe-Beschichtungs-Verfahren verwendet wird, um die amorphe Dünnfilmschicht (1b) auf die Impfschicht (1a) aufzubringen, wobei eine Zugkraft in einer Wickelrichtung angewendet wird, um den amorphen Dünnfilm mit magnetischer Anisotropie in gleicher Ebene zu bilden, wobei dessen bevorzugte Magnetisierungsrichtung in gleicher Ebene entlang der Wickelrichtung ist.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 15, bei dem ein Magnetron–Sputter-Gewebe-Beschichtungs-Verfahren verwendet wird, um die amorphe Dünnfilmschicht (1b) auf die Impfschicht (1a) aufzubringen, wobei während des Herstellungsverfahrens gleichzeitig ein gerichtetes magnetisches Feld entlang einer Wickelrichtung angelegt wird, um dadurch die amorphe Dünnfilmschicht (1b) mit magnetischen Anisotropie in gleicher Ebene zu bilden.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 18, bei dem das Anlegen des gerichteten magnetischen Felds entlang der Wickelrichtung durch sequentielles Anordnen von Permanentmagneten (41) auf oberen Teilen von Unterteilungen (4) zwischen Auffangkammern (3) erreicht wird, um dadurch zu bewirken, dass der amorphe Dünnfilm die magnetische Anisotropie in gleicher Ebene aufweist.