EP0537439B2 - Sicherheitselement - Google Patents

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EP0537439B2
EP0537439B2 EP19920113563 EP92113563A EP0537439B2 EP 0537439 B2 EP0537439 B2 EP 0537439B2 EP 19920113563 EP19920113563 EP 19920113563 EP 92113563 A EP92113563 A EP 92113563A EP 0537439 B2 EP0537439 B2 EP 0537439B2
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EP
European Patent Office
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carrier material
diffraction elements
security element
embossing
depressions
Prior art date
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EP19920113563
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EP0537439B1 (de
EP0537439A1 (de
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Gregor Antes
Walter Trächslin
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Electrowatt Technology Innovation AG
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OVD Kinegram AG
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Application filed by OVD Kinegram AG filed Critical OVD Kinegram AG
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Definitions

  • the invention relates to a security element that mentioned in the preamble of claim 1 Kind and on a method of manufacture of such a security element.
  • Such security elements are suitable, for example to secure a glued photograph on an identity card, which as Brand trained security element both part of the photograph as well as one Part of the ID card covered.
  • the European patent application EP-A 401 466 describes such a security element, which has a full-surface reflection layer and one made of surfaces with embossed relief structures and in between, unprinted Surface compound pattern shows. When looking at the security element visually disturb the bright reflections on the unembossed Surfaces the full color development of the the relief structures of diffracted light.
  • the European patent EP 169 326 describes a device for the production of matrices, with for example the microscopic relief structures in one-sided aluminized plastic carrier be impressed.
  • the improved device from the European patent application EP-A 330 738 enables the manufacture of embossing of the necessary relief structures, the sub-areas with at least one dimension less than 0.3 mm.
  • European patent application EP-A 439 092 describes the use of the security element with diffraction structures in partial areas are grid-like covered with the reflective layer, to secure ID cards, whereby by not reflective areas through despite cloudiness through the grid through the security element covered features of the ID card recognizable are.
  • GB-A 2 136 352 describes a security element with in embossed a carrier material, forming a hologram Relief structures.
  • the hologram surface becomes part of a reflective layer are covered also neutral surfaces located between the hologram surfaces " of the carrier material partly with the reflective Layer covered.
  • the hologram can be sandwiched constructed laminates from different hologram parts consist of one another in different levels are stacked, but when viewed from the outside they give the impression convey a full-surface hologram.
  • the invention has for its object a security element to improve with cost-effective production that the security element itself is optimally effective is, on the other hand, an optimal transparency through the Security element through to attached below Markings or the like is possible.
  • the invention is characterized in claim 1. in the Claim 9 is a preferred embossing die for embossing characterized security elements according to the invention.
  • 1 means a substrate Paper, plastic, metal and the like, on the Surface a feature 2 is arranged.
  • a Brand 3 made of plastic covered as a security element Adjacent sub-areas of the substrate 1 and feature 2, the mark 3 with the a partial area on feature 2 and with the other partial surface is glued to the substrate 1.
  • the substrate 1 can be an ID card Feature 2 a photograph of the holder, a signature made before application of stamp 3 or can be another characteristic.
  • the mark 3 has a pattern that consists of Diffractive surfaces with diffraction elements 4 and neutral areas 5. Diffract the diffraction elements 4 the incident ambient light in reflection and generate a characteristic, when tilting of the substrate 1 changing color image.
  • the neutral ones Areas 5 do not reflect; for example they are absorbent or transparent. are the neutral areas 5 is transparent in the Areas 5 only a weak reflection on the Mark 3 surface noticeable because of the Jump in the refractive index of the media (air-plastic), but neither the color picture nor that Look at the substrate visible at this point 1 or feature 2 interferes with the mark 3.
  • the security element works with the visual Consider particularly beneficial if the diffraction elements 4 are, for example, linear and filigree patterns on the security element form. These patterns have the advantage that the characteristic under the mark 2 is easily recognizable, especially if the lines the diffraction elements 4 are as narrow as possible.
  • the line widths can be less than 0.5 mm, for example 0.1 mm, 0.05 mm or more narrower. Also a grid of points or one of points built pattern is conceivable, the Diameter of the point diffraction elements 4 corresponds approximately to the line widths above. linewidths from about 25 ⁇ m can be used with the agents can be achieved in EP-A 330 738 with the Title "Document" by Antes et al.
  • Every point or line segment can create an individual diffraction element 4 be that in its parameters, spatial frequency and grid profile, from the neighboring ones Points or line segments.
  • the Change the parameters of a diffraction element 4 to the other can be z.
  • B. graphically designed Serve means to increase security.
  • the security element has the advantage that the diffraction elements 4 by the reflection of the diffracted light very noticeable from the light-weak neutral areas 5, on to whom no light is reflected that interacts with the Mix the colors of the diffracted light and reduce the brilliance of the diffraction elements 4 can. Because through the neutral areas 5 the sub-images 6 of the feature lying below them 2 are recognizable and those with the not from the brand 3 covered partial images 7 a whole Image of feature 2 must result is suitable the brand 3 as a security element also to authenticate feature 2, which are not only due to the high visibility of the diffraction elements 4 and through the transparency in the neutral areas 5 but distinguishes also a visually verifiable, high level of security against falsification of the authentication of the feature 2 offers.
  • Figure 2 shows a cross section through the ID card with the one stuck on the substrate 1 Brand 3 as a security element.
  • An example is a Layered group depicted in the European Patent application EP-A 401 466 with the Title "Layer Compound with Diffraction Structures" is described by the same applicant and their Text expressly to the present description heard.
  • a lacquer layer 11 conveys a good one Adhesion between the stabilization layer 9 and the carrier 10.
  • the diffraction elements 4 are as microscopic relief structures 12 in the carrier 10 embossed.
  • a protective layer 13 covers all over both with a reflective Layer 14 covered relief structures 12 as well the unembossed and non-reflecting neutral ones Areas 5 of the carrier 10.
  • One on the Protective layer 13 applied adhesive layer 15 connects the mark 3 ( Figure 1) firmly to the substrate 1, the adhesive bond not without destruction of the security element can be solved can.
  • the carrier 10 and the Protective layer 13 made of the same material, so that in the neutral areas 5 the carrier 10 and the protective layer 13 connect particularly intimately so that there are none at the joint Forms the weak point and the protective layer 13 be removed for molding the relief structures 12 can without destroying them.
  • the bearer 10 and the protective layer 13 from the same, clear material, is one in the unembossed neutral Areas 5 existing undisturbed carrier surface 16 invisible.
  • the support surface 16 is therefore shown in dashed lines in the drawing.
  • the neutral areas 5 therefore remain completely clear transparent and interfere with the recognizability of the under the mark 3 lying feature 2 ( Figure 1) not.
  • the carrier 10 and the protective layer 13 can also be colored differently.
  • the composite layer can also be a massive one Foil, for example made of PVC, as a carrier material 17 can be used.
  • Mark 3 should be glued to the substrate 1 are used for the protective layer 13, for the adhesive layer 15 and the carrier material 17 with The advantage of transparent or even colorless materials used so that the feature 2 (Figure 1) by the neutral areas 5 remains visible through.
  • the carrier is 10 itself stable enough so that the stabilization layer 9 and the paint layer 11 are unnecessary.
  • the manufacture of the security feature is characterized by a few characteristic process steps from that listed as examples Manufacturing processes are recognizable. For example are compared to the state of the art (EP-A 401 466) in those described below just a few additional procedural steps to insert, but as described below, are designed differently. Of these procedures each has its advantages.
  • the band-shaped carrier material has 17, for example, the stabilization layer 9 and the carrier 10, which with the lacquer layer 11th ( Figure 2) are connected.
  • the carrier material 17 is on that facing away from the stabilization layer 9 Side, the embossed side, with a reflective Layer 14 completely coated.
  • reflective Layer 14 are e.g. B. evaporated aluminum layers known, the thickness of which is only a fraction of a Micrometer.
  • the carrier material 17 is a band of one deducted supply roll not shown here and goes into the different processing zones one after the other, in which the marks 3 ( Figure 1) with the security feature ready step by step be put.
  • Figure 3d shown material for brands finished, the first being on the embossing side 18 (FIG. 3a) Protective layer 13 over the entire surface of the carrier material 17 applied and finally the adhesive layer 15 is applied.
  • the adhesive layer 15 can also be omitted if, immediately before sticking on the Mark 3 ( Figure 1) on the substrate 1 ( Figure 1) Adhesive to one of the two adhesive partners 1, 3 is applied or the protective layer 13 as an adhesive layer 15 is formed.
  • This method has the advantage that those for making diffractive patterns Embossing dies used according to the prior art also for creating the new security elements can be used so that no new embossing dies are produced have to.
  • this distance A is approximately 1 ⁇ m to 5 ⁇ m, while the relief structure has 12 height differences B of 1 ⁇ m or less.
  • the relief structures 12 are based on the Indentations 21 are embossed and can therefore also Have height differences B of more than 1 ⁇ m.
  • the carrier material 17 in the figure 4a a mesa structure, the unembossed Areas 5 the plateau and the depressions 21 represent the valleys with the relief structures 12.
  • the application of the Protective lacquer 19 takes place during the passage of the carrier material 17 by a in the printing industry for the gravure known work 22, 23.
  • Das Carrier material 17 moves in a transport direction 24 from the roller mill 22 to the doctor blade 23 from e.g. B. plastic or rubber.
  • the Scraper knife 23 is above the carrier material 17 arranged, the cutting edge of the doctor blade 23 across the full width of the substrate 17 for wiping off the unnecessary protective lacquer 19 slightly springy on the reflective Layer 14 can slide.
  • the protective lacquer 19 is the passage of the Backing material 17 evenly on the reflective Layer 14 distributed.
  • the protective lacquer 19 By choosing the appropriate one Properties of the protective lacquer 19, such as the viscosity, the wetting, etc., their numerical values the protective varnish fills through experiments 19 in particular also the depressions 21 and covers the relief structures 12.
  • the doctor blade 23 touches the embossed neutral Areas 5 upcoming protective paint 19 from the reflective layer 14, so that only in the Depressions 21 of the protective lacquer 19 remains, the reflective layer 14 of the diffraction elements 4 before the effect of the chemical bath to remove the reflective layer 14 protects.
  • the tape of the carrier material 17 is like pulled through the chemical bath in process 1 and in areas 5 the exposed reflective Layer 14 removed.
  • the ready-equipped example 4c shows the primary material in which the reflective layer 14 only on the diffraction elements 4 is left behind. On the Backing material 17 is only the full-surface protective layer 13 available.
  • This method has the advantage that no precise work when applying the Protective varnish 19 is necessary, since this is automatic and results with great precision. It is even possible, embossing and application of the protective layer 13 and the protective lacquer 19 at different Production sites without performing that the accuracy of limiting the reflective Layers 14 on the diffraction elements 4 suffer from.
  • the arrangement of the relief structures 12 on the The reason of the depressions 21 in the carrier material 17 is an advantage because the greatest possible protection of the Relief structures 12 ( Figure 4b) when covering the Diffraction elements 4 reached with the protective lacquer 19 becomes.
  • applying the protective lacquer 19 according to the method 1 also on the carrier material 17 with the Mesa structure can be done.
  • the manufacture of the security elements can also with a starting material as a carrier material 17 take place, as in Figure 5a none reflective layer 14 (Figure 3a) on the embossed side 18 has.
  • a starting material as a carrier material 17
  • method 2 means the embossing die with raised embossed structures the diffraction elements 4 and the depressions 21 generated in the carrier material 17.
  • a washable register Material as separating layer 25 according to EP-A 253 089 by means of a known from the high pressure Applied to the printing unit, this only with his Applicator roller 26 is shown.
  • the application roller 26 rolls on the embossed side 18 of the carrier material 17 and covers the elevated neutral areas 5 with the separating layer 25.
  • the viscosity and the The thickness of the washable material is so chosen that the washable material is not the Fills recesses 21 and the relief structures 12 ( Figure 2) dirty.
  • the separating layer 25 covers therefore only the neutral areas 5 and in the relief structures 12 embossed stay free.
  • FIG. embossed carrier material 17 without reflective Layer 14 (FIG. 4b) of protective lacquer 19 by means of the printing process as in FIG. 3b or with the method shown in FIG. 4b be applied.
  • Differentiate with advantage 4c shows the carrier material 17 and the Protective varnish 19 in its refractive index.
  • the carrier material 17 has a value smaller in the refractive index than 1.5, while the protective lacquer 19 over the diffraction elements 4 have a refractive index owns over 1.55.
  • the jump in the refractive index at the interface between the carrier material 17 and the protective lacquer 19 causes a strong Reflection of the through the substrate 17 on the Diffraction elements 4 falling light, so this Boundary layer forms the reflective layer 14 and has the same effect.
  • the lack of metallic reflective layer 14 also causes also in the diffraction elements 4 a strong inseparable connection between the layers.
  • a protective lacquer 19 curable by radiation has the advantage that when hardening of the protective lacquer 19 in the depressions 21 (FIG 5a) a very robust and heat-stable underlay that forms the precisely molded relief structures Have 12 (Figure 2) in the diffraction elements 4.
  • the manufactured from such a raw material Marks 3 ( Figure 1) hold even without a stabilization layer 9 ( Figure 2) when hot gluing or Overlaminating the marks 3 required heat out.
  • the carrier material 17 is advantageously transparent and at least the protective lacquer 19 (FIG. 3b) or the protective layer 13 dark or even black colored because the viewer has the identification mark 8 as a strikingly brilliant filigree pattern can recognize z. B. as fine lines in front of one dark background. Becomes the reflective Layer 14 not applied in register, arise next to the linear diffraction structures 4 easily recognized by the unarmed eye reflective, non-diffractive surfaces.
  • the security element can be used for authenticity detection of documents, banknotes, and others Objects are used.
  • the pattern of the security element and those under the brand 3 lying features 2, as on the substrate 1 printed image or writing elements or a Watermarks in substrate 1 are also from the layperson recognizable with the unarmed eye if to on the reflective layer 14, the protective layer 13 and the carrier material 17 are transparent.
  • On such a quasi-transparent security element shows the fine filigree patterns from the diffraction elements 4 and can vary depending on the light and viewing direction a brilliant play of colors show without recognizing the image or Writing elements through the clear neutral areas 5 suffers.
  • the quasi-transparent security element can be used for partial or total coverage of the substrate to be protected against counterfeiting 1 and its features 2 are used.
  • substrates 1 are personal ones ID cards with imprint and photo of the Owner mentioned.
  • the graphic pattern of the brand 3 covers the features 2 with the fine ones Lines or line elements whose relief structure 12 act as diffraction elements 4. Because of the high diffraction efficiency of the diffraction elements 4 is a small area share of the diffraction elements 4 sufficient so that a recognition of the Information on the substrate 1 through the neutral Areas 5 is not affected.
  • the linear diffraction elements 4 have advantageously predetermined along the lines changing spatial frequencies and profile shapes so that the visual impression is predetermined changed along the lines when the viewing conditions, for example by turning or tilting of the substrate 1 can be changed.
  • One try replacing the one under the security element lying features 2 destroys the security element.
  • Also falsifying the ID card, z. B. by assembling pieces of several real ID, is easily recognizable as the fine lines of the diffraction elements at seams moved or broken in the line continue.
  • By tilting the substrate with Help the obvious diffraction effects from Laypersons can easily be checked whether the fine ones Diffraction elements covering information 4 are intact, e.g. B. by checking whether the Diffraction effects of the diffraction elements 4 along of the fine lines change abruptly or not.
  • the carrier material 17 If the carrier material 17 is stiff enough, can the ID cards in the primary material Credit card format to be punched out.
  • the pattern of the security element forms the identifier 8 ( Figure 1) and dierft z. B. as an optical Posters.
  • the use of transparent is advantageous or even colorless materials for the protective layer 13, the carrier material 17 and any Protective lacquer 19, since the identifier 8 ( Figure 1) visible from both sides of the ID card is.
  • the band-shaped primary material processed into a brand role 27 become. This is especially indicated when the Brands 3 very thin for technical reasons (about 15 microns to 40 microns) are executed.
  • the on the material regularly arranged samples of the security elements can be punched out as marks 3 and with a cold glue the stabilization layer 9 on a carrier film 28 made of paper or plastic.
  • the mark 3 is pulled off the carrier film 28 and on the substrate 1 ( Figure 1) and the feature 2 ( Figure 1) glued.
  • the embossing dies with raised embossing structures to produce the depressions 21 (FIG. 4a) and the one stamped on the bottom of the recesses Relief structures 12 (FIG. 4a) can be created using the numerically described in EP-A 330 738 controlled device are manufactured, wherein first a master structure shown in FIG. 7a 29 the embossing die is generated.
  • the master structure 29 is on a structure carrier 30 attached. Once the master structure 29 is one-sided with the microscopic relief structures 12 of the pattern is stamped together with the structural support 30 from the device for Coating removed with a photoresist 31.
  • the positive working photoresist 31 is in one Layer thickness between 1 to 10 ⁇ m over the relief structures 12 of the diffraction elements 4, 4 'and about the neutral areas 5 of the exposed master structure 29 applied all over, without the destroy embossed relief structures 12.
  • the Layer thickness of the photoresist 31 determines the The height of the embossed structures and later corresponds at least to the distance A ( Figure 4a).
  • the device exposes in a second pass the photoresist 31 with a write beam 32 through the structure support 30 of the master structure 29 through, the write beam 32 using the same control program the surfaces of the diffraction elements 4, 4 'controlled and exposes the photoresist 31.
  • the procedure has the advantage that the photoresist 31 within limits 33 above the diffraction elements 4, 4 'exposed with great registration accuracy is because the structure support 30 by means of pins be repositioned precisely in the device can.
  • a metal layer 35 is deposited.
  • the metal layer 35 is z. B. made of nickel and is a exact negative of the master form 34.
  • the stamping die can also be produced with a negative working photoresist 31, if the photoresist 31 in the unembossed areas 5 is exposed.
  • the metal layer 35 forms one shown in Figure 8, for embossing the Carrier material 17 usable embossing die 36 with raised embossed structures 37.
  • the embossing dies 36 have the advantage that that the relief structures 12 (FIG 4a) are generated in the depressions 21 (FIG. 4a). This enables the application of the above described inexpensive methods 2 and 3, which can be used especially for the filigree pattern are.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitselement der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art und auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitselements.
Solche Sicherheitselemente eignen sich beispielsweise zum Sichern einer aufgeklebten Photographie auf einem Personalausweis, wobei das als Marke ausgebildete Sicherheitselement sowohl eine Teilfläche der Photographie als auch eine Teilfläche des Ausweises überdeckt.
Die europäische Patentanmeldung EP-A 401 466 beschreibt ein solches Sicherheitselement, welches eine vollflächige Reflexionsschicht aufweist und ein aus Flächen mit eingeprägten Reliefstrukturen und dazwischen angeordneten, ungeprägten Flächen zusammengesetztes Muster zeigt. Beim visuellen Betrachten des Sicherheitselements stören die lichtstarken Reflexionen an den ungeprägten Flächen die volle Farbentfaltung des an den Reliefstrukturen gebeugten Lichts.
Das europäische Patent EP 169 326 beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung von Matrizen, mit denen die mikroskopischen Reliefstrukturen beispielsweise in einseitig aluminisierte Kunststoffträger eingeprägt werden. Die verbesserte Vorrichtung aus der europäischen Patentanmeldung EP-A 330 738 ermöglicht das Herstellen der zum Prägen der Reliefstrukturen notwendigen Matrizen, die Teilflächen mit wenigstens einer Abmessung unter 0,3 mm aufweisen.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP-A 253 089 ist bekannt, die Reflektionsschicht im Bereich der Reliefstrukturen in einem vorbestimmten Muster zu unterbrechen, um eine gute Haftung zwischen einem Träger der Reliefstrukturen und einer diese bedeckende Schutzschicht zu erreichen.
Die europäische Patentanmeldung EP-A 439 092 beschreibt die Verwendung des Sicherheitselements mit Beugungsstrukturen, die in Teilflächen rasterartig mit der Reflektionsschicht bedeckt sind, zum Sichern von Ausweisen, wobei durch nicht reflektierende Teilflächen hindurch trotz einer Trübung durch den Raster die durch das Sicherheitselement bedeckten Merkmale des Ausweises erkennbar sind.
Die GB-A 2 136 352 beschreibt ein Sicherheitselement mit in ein Trägermaterial eingeprägten, ein Hologramm bildenden Reliefstrukturen. Die Hologrammfläche wird zu einem Teil mit einer reflektierenden Schicht abgedeckt, darüber hinaus sind auch zwischen den Hologrammflächen befindliche neutrale Flächen" des Trägermaterials teilweise mit der reflektierenden Schicht abgedeckt. Das Hologramm kann nach Art eines sandwichartig aufgebauten Laminates aus unterschiedlichen Hologrammteilen bestehen, die in unterschiedlichen Ebenen übereinander gestapelt sind, bei Betrachten von außen aber den Eindruck eines vollflächigen Hologramms vermitteln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement unter kostengünstiger Herstellung dadurch zu verbessern, daß das Sicherheitselement selbst optimal wirksam ist, andererseits aber eine optimale Transparenz durch das Sicherheitselement hindurch auf darunter angebrachte Markierungen oder dergleichen möglich ist.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Im Anspruch 9 ist eine bevorzugte Prägematrize zum Prägen erfindungsgemäßer Sicherheitselemente gekennzeichnet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen mit Ausnahme der Figuren 3a bis 3d näher erläutert. Es zeigt:
  • Figur 1 einen Ausweis mit einem Sicherheitselement,
  • Figur 2 eine Marke im Querschnitt,
  • Figuren 3a bis 3d das Abdecken von Reliefstrukturen mit einem Schutzlack mittels eines drucktechnischen Verfahrens,
  • Figuren 4a bis 4c das Abdecken der Reliefstrukturen mit dem Schutzlack mit einem Tiefdruckverfahren,
  • Figuren 5a bis 5d das Abdecken der Reliefstrukturen mit dem Schutzlack mit einem Hochdruckverfahren,
  • Figur 6 die Marken auf einem Trägerband,
  • Figuren 7a und 7b die Herstellung einer Prägematrize und
  • Figur 8 die Prägematrize mit erhabenen Beugungselementen.
    • In der Figur 1 bedeutet 1 ein Substrat aus Papier, Kunststoff, Metall und dergleichen, auf dessen Oberfläche ein Merkmal 2 angeordnet ist. Eine Marke 3 aus Kunststoff überdeckt als Sicherheitselement benachbarte Teilflächen des Substrats 1 und des Merkmals 2, wobei die Marke 3 mit der einen Teilfläche auf das Merkmal 2 und mit der anderen Teilfläche auf das Substrat 1 geklebt ist. Das Substrat 1 kann ein Ausweis sein, wobei das Merkmal 2 eine Photographie des Inhabers, eine vor dem Aufbringen der Marke 3 geleistete Unterschrift oder ein anderes Kennzeichen sein kann.
    Die Marke 3 weist ein Muster auf, das sich aus beugungsoptisch wirksamen Flächen mit Beugungselementen 4 und neutralen Gebieten 5 zusammensetzt. Die Beugungselemente 4 beugen das einfallende Umgebungslicht in Reflexion und erzeugen ein charakteristisches, sich beim Verkippen des Substrats 1 änderndes Farbbild. Die neutralen Gebiete 5 reflektieren nicht; sie sind beispielsweise absorbierend oder transparent. Sind die neutralen Gebiete 5 transparent, ist in den Gebieten 5 nur eine schwache Reflexion an der Oberfläche der Marke 3 bemerkbar wegen des Sprungs im Brechungsindex der Medien (Luft-Kunststoff), die aber weder das Farbbild noch das Betrachten das an dieser Stellen sichtbare Substrat 1 bzw. Merkmal 2 durch die Marke 3 stört.
    Das Sicherheitselement wirkt beim visuellen Betrachten besonders vorteilhaft, wenn die Beugungselemente 4 beispielsweise linienförmig sind und filigranartige Muster auf dem Sicherheitselement bilden. Diese Muster weisen den Vorteil auf, dass das unter der Marke liegende Merkmal 2 leicht erkennbar ist, insbesondere wenn die Linien der Beugungselemente 4 möglichst schmal sind. Die Linienbreiten können kleiner als 0,5 mm sein, beispielsweise 0,1 mm, 0,05 mm oder noch schmaler. Auch ein Punktraster oder ein aus Punkten aufgebautes Muster ist denkbar, wobei der Durchmesser der punktförmigen Beugungselemente 4 etwa den obigen Linienbreiten entspricht. Linienbreiten ab etwa 25 µm können mit den Mitteln erreicht werden, die in der EP-A 330 738 mit dem Titel "Dokument" von Antes et al. beschrieben sind und deren Text ausdrücklich zu dieser Beschreibung gehört. In jedem Punkt oder Linienabschnitt kann ein individuelles Beugungselement 4 erzeugt werden, das sich in seinen Parametern, Spatialfrequenz und Gitterprofil, von den benachbarten Punkten oder Linienabschnitten unterscheidet. Die Aenderung der Parameter von einem Beugungselement 4 zum andern kann als z. B. graphisch gestaltetes Mittel zur Erhöhung der Sicherheit dienen.
    Für die Erkennbarkeit eines ungefälschten Merkmals 2 ist es von Vorteil, das Muster auf dem Sicherheitselement so auszulegen, dass die Summe der Flächen der zwischen den Beugungselementen 4 liegenden neutralen Gebiete 5 grösser ist als die Summe der Flächen der Beugungselemente 4.
    Das Sicherheitselement weist den Vorteil auf, dass sich die Beugungselemente 4 durch die Reflexion des gebeugten Lichts sehr auffällig von den lichtschwachen neutralen Gebieten 5 abheben, an denen kein Licht reflektiert wird, das sich mit dem Farbspiel des gebeugten Lichts vermischen und die Brillanz der Beugungselemente 4 vermindern kann. Da durch die neutralen Gebiete 5 hindurch die unter ihnen liegenden Teilbilder 6 des Merkmals 2 zu erkennen sind und die mit den nicht von der Marke 3 bedeckten Teilbildern 7 ein ganzes Bild des Merkmals 2 ergeben müssen, eignet sich die aufgeklebte Marke 3 als Sicherheitselement auch zum Beglaubigen des Merkmals 2, die sich nicht nur durch die hohe Sichtbarkeit der Beugungselemente 4 und durch die Transparenz in den neutralen Gebieten 5 auszeichnet sondern auch eine visuelle überprüfbare, hohe Sicherheit gegen Fälschungen der Beglaubigung des Merkmals 2 bietet.
    Besteht das Substrat 1 aus Kunststoff, wie z. B. bei einer Kreditkarte, kann als Sicherheitselement ein brillantes beugungsoptisches Erkennungszeichen 8 mit einem derartigen Muster auch direkt in der Oberfläche des Substrats 1 erzeugt werden ohne den Umweg über eine aufgeklebte Marke 3.
    Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch den Ausweis mit der auf dem Substrat 1 aufgeklebte Marke 3 als Sicherheitselement. Beispielhaft ist ein Schichtverbund dargestellt, der in der europäischen Patentanmeldung EP-A 401 466 mit dem Titel "Schichtverbund mit Beugungsstrukturen" vom gleichen Anmelder beschrieben ist und deren Text ausdrücklich zur vorliegenden Beschreibung gehört.
    Zwischen dem Substrat 1 und einer Stabilisationsschicht 9 aus Polyester ist ein Träger 10 aus Kunststoff für die Beugungselemente 4 eingeschlossen. Eine Lackschicht 11 vermittelt eine gute Haftung zwischen der Stabilisationsschicht 9 und dem Träger 10. Die Beugungselemente 4 sind als mikroskopisch feine Reliefstrukturen 12 in den Träger 10 eingeprägt. Eine Schutzschicht 13 deckt vollflächig sowohl die mit einer reflektierenden Schicht 14 bedeckten Reliefstrukturen 12 als auch die ungeprägten und nicht reflektierenden neutralen Gebiete 5 des Trägers 10 ab. Eine auf der Schutzschicht 13 aufgetragene Kleberschicht 15 verbindet die Marke 3 (Figur 1) fest mit dem Substrat 1, wobei die Klebverbindung nicht ohne Zerstörung des Sicherheitelementes gelöst werden kann.
    Mit Vorteil bestehen der Träger 10 und die Schutzschicht 13 aus dem gleichen Material, so dass sich in den neutralen Gebieten 5 der Träger 10 und die Schutzschicht 13 besonders innig verbinden lassen, damit sich an der Fügestelle keine Schwachstelle ausbildet und die Schutzschicht 13 zum Abformen der Reliefstrukturen 12 entfernt werden kann, ohne diese zu zerstören. Sind der Träger 10 und die Schutzschicht 13 aus dem gleichen, klaren Material, ist eine in den ungeprägten neutralen Gebieten 5 vorhandene ungestörte Trägeroberfläche 16 unsichtbar. Die Trägeroberfläche 16 ist deshalb in der Zeichnung gestrichelt dargestellt. Die neutralen Gebiete 5 bleiben daher völlig klar transparent und stören die Erkennbarkeit des unter der Marke 3 liegenden Merkmals 2 (Figur 1) nicht. Allerdings können der Träger 10 und die Schutzschicht 13 auch verschieden eingefärbt sein. Anstelle des Schichtverbunds kann auch eine massive Folie, beispielsweise aus PVC, als ein Trägermaterial 17 verwendet werden.
    Soll die Marke 3 zum Aufkleben auf das Substrat 1 dienen, werden für die Schutzschicht 13, für die Kleberschicht 15 und das Trägermaterial 17 mit Vorteil transparente oder gar farblose Materialien verwendet, damit das Merkmal 2 (Figur 1) durch die neutralen Gebiete 5 hindurch sichtbar bleibt.
    In einer anderen Ausführung ist der Träger 10 selbst stabil genug, so dass sich die Stabilisationsschicht 9 und die Lackschicht 11 erübrigen.
    Die Herstellung des Sicherheitsmerkmals zeichnet sich durch wenige charakteristische Verfahrensschritte aus, die aus den als Beispiele aufgeführten Herstellverfahren zu erkennen sind. Beispielsweise sind gegenüber dem Stand der Technik (EP-A 401 466) bei den nachstehend beschriebenen nur wenige zusätzliche Verfahrensschritte einzufügen, die aber, wie nachfolgend beschrieben, unterschiedlich ausgestaltet sind. Von diesen Verfahren besitzt jedes seine Vorteile.
    Beispielhaft ist in den Figuren 3a bis 3d, 4a bis 4c und 5a bis 5d in Ausschnitten die schrittweise Herstellung eines Vormaterials in Bandform für Marken 3 (Figur 1) mit dem Sicherheitselement dargestellt. Zum Zeigen der aufeinanderfolgenden Schritte in den Verfahren sind diese Zeichnungen gegenüber der Figur 2 um 180° gedreht. Die Bandform ermöglicht die Anwendung eines Durchlaufverfahrens und eignet sich daher für eine preisgünstige Massenfabrikation.
    In der Figur 3a weist das bandförmige Trägermaterial 17 beispielhaft die Stabilisationsschicht 9 und den Träger 10 auf, die mit der Lackschicht 11 (Figur 2) verbunden sind. Das Trägermaterial 17 ist auf der von der Stabilisationsschicht 9 abgewandten Seite, der Prägeseite, mit einer reflektierenden Schicht 14 vollflächig überzogen. Als reflektierende Schicht 14 sind z. B. aufgedampfte Aluminiumschichten bekannt, deren Dicke nur Bruchteile eines Mikrometers beträgt.
    Das Trägermaterial 17 wird als Band von einer hier nicht gezeigten Vorratsrolle abgezogen und gelangt nacheinander in die verschiedenen Bearbeitungszonen, in denen die Marken 3 (Figur 1) mit dem Sicherheitsmerkmal Schritt für Schritt fertig gestellt werden.
    Verfahren 1 (wird nicht als zur Erfindung gehörig beansprucht)
    Im ersten Schritt (Figur 3a) wird mittels z. B. geheizter Prägematrizen die mikroskopische Reliefstruktur 12 im Muster des Sicherheitselements in eine durch die reflektierende Schicht 14 gekennzeichnete Prägeseite 18 des Trägermaterials 17 eingeprägt. Zwischen je zwei Beugungselementen 4 und 4' ist eines der ungeprägten neutralen Gebiete 5 eingeschlossen.
    Im zweiten Schritt (Figur 3b) wird ausgerichtet im Register der Muster der Beugungselemente 4 (= "passergenau") auf den eingeprägten Beugungselementen 4 ein Schutzlack 19 mittels eines Druckverfahrens aufgetragen, der genau die reflektierende Schicht 14 auf den Flächen der Beugungselemente 4 abdeckt und die Schicht 14 auf den neutralen Gebieten 5 frei und unabgedeckt lässt. Der Schutzlack 19 ist beispielsweise klar transparent oder eingefärbt und nur transparent für Licht aus einem vorbestimmten Bereich des Spektrums.
    Anschliessend wird das Band des Trägermaterials 17 durch ein chemisches Bad gezogen. Im Bad wird die freiliegende reflektierende Schicht 14 auf den neutralen Gebieten 5 entfernt. Besteht die reflektierende Schicht 14 aus Aluminium, eignet sich als chemisches Bad beispielsweise verdünnte Natronlauge.
    Nach dem Waschen und Trocknen weist das Trägermaterial 17 die in der Figur 3c gezeigte Struktur auf. Nur im Bereich der Beugungselemente 4, 4' ist die auf den eingeprägten Reliefstrukturen 12 aufgebrachte reflektierende Schicht 14 vorhanden und mit dem Schutzlack 19 abgedeckt. Die zwischen den Beugungselementen 4, 4' liegenden, ungeprägten neutralen Gebiete 5 sind nicht mehr mit der reflektierenden Schicht 14 überzogen, wobei die ungeprägte Trägeroberfläche 16 des Trägermaterials 17 freigelegt ist.
    Im letzten Arbeitsgang wird das in der Figur 3d gezeigte Vormaterial für Marken fertig hergestellt, wobei zuerst auf der Prägeseite 18 (Figur 3a) die Schutzschicht 13 vollflächig auf das Trägermaterial 17 aufgebracht und zuletzt die Kleberschicht 15 aufgetragen wird.
    Die Kleberschicht 15 kann auch weggelassen werden, falls unmittelbar vor dem Aufkleben der Marke 3 (Figur 1) auf das Substrat 1 (Figur 1) der Klebstoff auf einen der beiden Klebepartner 1, 3 appliziert wird oder die Schutzschicht 13 als Kleberschicht 15 ausgebildet ist.
    Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass die zum Herstellen von beugungsoptischen Muster nach dem Stand der Technik verwendeten Prägematrizen auch zum Erzeugen der neuen Sicherheitselemente verwendet werden können, so dass keine neuen Prägematrizen hergestellt werden müssen.
    Verfahren 2:
    Das in der Figur 4a durch die reflektierende Schicht 14 hindurch geprägte Trägermaterial 17 ist mittels einer weiter unten beschriebenen Prägematrize mit erhabenen Prägestrukturen geprägt worden. Dadurch sind die in den Träger 10 (Figur 2) eingeprägten Reliefstrukturen 12 um eine vorbestimmte Strecke A in das Trägermaterial 17, d. h. unter die Trägeroberfläche 16 abgesenkt, wobei Vertiefungen 21 entstehen. Die Strecke A ist zwischen der Oberfläche des Trägermaterials 17 und den ihr am nächsten gelegenen Spitzen 20 der Reliefstruktur 12 gemessen.
    Beispielsweise beträgt diese Strecke A etwa 1 µm bis 5 µm, während die Reliefstruktur 12 Höhenunterschiede B von 1 µm oder weniger besitzt. Die Reliefstrukturen 12 sind auf dem Grund der Vertiefungen 21 eingeprägt und können daher auch Höhenunterschiede B von mehr als 1 µm haben. Dadurch weist das Trägermaterial 17 in der Figur 4a eine Mesastruktur auf, wobei die ungeprägten Gebiete 5 die Hochebene und die Vertiefungen 21 mit den Reliefstrukturen 12 die Täler darstellen.
    Das in der Figur 4b dargestellte Auftragen des Schutzlacks 19 erfolgt beim Durchgang des Trägermaterials 17 durch ein im Druckereigewerbe für den Tiefdruck bekanntes Auftragswerk 22, 23. Das Trägermaterial 17 bewegt sich in einer Transportrichtung 24 vom Walzenstuhl 22 zum Abstreifmesser 23 aus z. B. Kunststoff oder Gummi. Das Abstreifmesser 23 ist oberhalb des Trägermaterials 17 angeordnet, wobei die Schneide des Abstreifmessers 23 auf der ganzen Breite des Trägermaterials 17 zum Abstreifen des überflüssigen Schutzlacks 19 leicht federnd auf der reflekierenden Schicht 14 gleiten kann.
    Der Schutzlack 19 wird beim Durchgang des Trägermaterials 17 gleichmässig auf der reflektierende Schicht 14 verteilt. Durch Wahl der geeigneten Eigenschaften des Schutzlacks 19, wie die Viskosität, die Benetzung usw., deren Zahlenwerte durch Versuche ermittelt werden, füllt der Schutzlack 19 insbesondere auch die Vertiefungen 21 und deckt die Reliefstrukturen 12 ab. Das Abstreifmesser 23 streift den auf den ungeprägten neutralen Gebieten 5 anstehenden Schutzlack 19 von der reflektierenden Schicht 14 ab, so dass nur in den Vertiefungen 21 der Schutzlack 19 zurückbleibt, der die reflektierende Schicht 14 der Beugungselemente 4 vor der Wirkung des chemischen Bads zum Entfernen der reflektierenden Schicht 14 schützt.
    Anschliessend an das Trocknen des Schutzlacks 19 wird das Band des Trägermaterials 17 wie im Verfahren 1 durch das chemische Bad gezogen und in den Gebieten 5 die freiliegende reflektierende Schicht 14 entfernt. Das als Beispiel fertig ausgerüstete Vormaterial zeigt die Figur 4c, bei dem die reflektierende Schicht 14 nur auf den Beugungselementen 4 zurückgeblieben ist. Auf dem Trägermaterial 17 ist nur die vollflächige Schutzschicht 13 vorhanden.
    Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass kein passergenaues Arbeiten beim Auftrag des Schutzlacks 19 nötig ist, da sich dieses automatisch und mit grosser Präzision ergibt. Es ist sogar möglich, das Prägen und den Auftrag der Schutzschicht 13 und des Schutzlacks 19 an verschiedenen Produktionsstandorten durchzuführen, ohne dass die Genauigkeit der Begrenzung der reflektierenden Schichten 14 auf die Beugungselemente 4 darunter leidet.
    Die Anordnung der Reliefstrukturen 12 auf dem Grund der Vertiefungen 21 im Trägermaterial 17 ist von Vorteil, da ein grösstmöglicher Schutz der Reliefstrukturen 12 (Figur 4b) beim Abdecken der Beugungselemente 4 mit dem Schutzlack 19 erreicht wird. Vollständigkeitshalber ist erwähnt, dass ein Auftragen des Schutzlacks 19 nach dem Verfahren 1 auch auf das Trägermaterial 17 mit der Mesastruktur erfolgen kann.
    Verfahren 3:
    Die Herstellung der Sicherheitselemente kann auch mit einem Ausgangsmaterial als Trägermaterial 17 erfolgen, das wie in der Figur 5a keine reflektierende Schicht 14 (Figur 3a) auf der Prägeseite 18 aufweist. Wie im Verfahren 2 werden mittels der Prägematrize mit erhabenen Prägestrukturen die Beugungselemente 4 und die Vertiefungen 21 im Trägermaterial 17 erzeugt.
    Nach dem Prägen des Trägermaterials 17 wird auf den Flächen der ungeprägten neutralen Gebiete 5 der Figur 5b passergenau ein abwaschbares Material als Trennschicht 25 gemäss EP-A 253 089 mittels eines aus dem Hochdruck bekannten Druckwerks aufgetragen, das hier nur mit seiner Auftragswalze 26 dargestellt ist. Die Auftragswalze 26 rollt auf der Prägeseite 18 des Trägermaterials 17 ab und überzieht die erhöhten neutralen Gebiete 5 mit der Trennschicht 25. Die Viskosität und die Auftragsstärke des abwaschbaren Materials ist so gewählt, dass das abwaschbare Material nicht die Vertiefungen 21 ausfüllt und die Reliefstrukturen 12 (Figur 2) verschmutzt. Die Trennschicht 25 deckt daher nur die neutralen Gebiete 5 ab und die in den Vertiefungen 21 geprägten Reliefstrukturen 12 bleiben frei.
    Wie aus der Figur 5c ersichtlich, wird anschliessend das mit der Trennschicht 25 teilweise bedeckte Trägermaterial 17 sowohl auf die Reliefstrukturen 12 in den Vertiefungen 21 als auch auf der Trennschicht 25 mit der reflektierenden Schicht 14 beschichtet.
    Nach einem Waschvorgang, der das abwaschbare Material der Trennschicht 25 zusammen mit der auf ihr unmittelbar aufgetragenen reflektierenden Schicht 14 entfernt, weist in der Figur 5d das Vormaterial nur noch die reflektierende Schicht 14 in den Beugungselementen 4 auf, während in den neutralen Gebieten 5 das Trägermaterial 17 freiliegt. Schliesslich wird das Trägermaterial 17 vollflächig mit der Schutzschicht 13 überzogen, wobei die Vertiefungen 21 mit dem Material der Schutzschicht 13 ausgefüllt werden.
    Der Vorteil dieses Verfahrens ist eine kürzere Durchlaufzeit bei der Herstellung des Vormaterials, da der Verfahrensschritt zum Aufbringen des Schutzlacks 19 (Figur 4c) entfällt.
    Auch eine Kombination einzelner Schritte aus den Verfahren sind möglich. Insbesondere kann ausgehend von einem in der Figur 5a dargestellten, geprägtem Trägermaterial 17 ohne reflektierende Schicht 14 (Figur 4b) der Schutzlack 19 mittels des Druckverfahrens wie in der Figur 3b oder mit dem in der Figur 4b dargestellten Verfahren aufgebracht werden. Mit Vorteil unterscheiden sich in der Figur 4c das Trägermaterial 17 und der Schutzlack 19 in ihrem Brechindex. Das Trägermaterial 17 weist im Brechungsindex einen Wert kleiner als 1,5 auf, während der Schutzlack 19 über den Beugungselementen 4 einen Brechungsindex über 1,55 besitzt. Der Sprung des Brechungsindex an der Grenzschicht zwischen dem Trägermaterial 17 und des Schutzlacks 19 bewirkt eine starke Reflexion des durch das Trägermaterial 17 auf die Beugungselemente 4 fallenden Lichts, so dass diese Grenzschicht die reflektierende Schicht 14 bildet und die gleiche Wirkung entfaltet. Das Fehlen der metallischen reflektierenden Schicht 14 bewirkt zusätzlich auch in den Beugungselementen 4 eine starke unlösbare Verbindung zwischen den Schichten.
    Ein mittels Strahlung härtbarer Schutzlack 19 weist den Vorteil auf, dass sich beim Aushärten des Schutzlacks 19 in den Vertiefungen 21 (Figur 5a) eine sehr robuste und wärmestabile Unterlage bildet, die die genau abgeformten Reliefstrukturen 12 (Figur 2) in den Beugungselementen 4 besitzen. Die aus einem solchen Vormaterial hergestellten Marken 3 (Figur 1) halten auch ohne Stabilisationsschicht 9 (Figur 2) die beim Heissaufkleben oder Ueberlaminieren der Marken 3 benötigte Wärmeeinwirkung aus.
    Mit Vorteil ist das Trägermaterial 17 transparent und wenigstens der Schutzlack 19 (Figur 3b) oder die Schutzschicht 13 dunkel oder gar schwarz eingefärbt, da der Betrachter das Erkennungszeichen 8 als auffällig brillantes filigranartiges Muster erkennen kann, z. B. als feine Linien vor einem dunklen Hintergrund. Wird die reflektierende Schicht 14 nicht passergenau aufgetragen, entstehen neben den linienförmigen Beugungsstrukturen 4 leicht vom unbewaffneten Auge zu erkennende reflektierende, nicht beugende Flächen.
    Das Sicherheitselement kann zur Echtheitserkennung von Dokumenten, Banknoten, und anderen Gegenständen verwendet werden. Das Muster des Sicherheitselementes und die unter der Marke 3 liegenden Merkmale 2, wie auf dem Substrat 1 gedruckten Bild- oder Schriftelemente oder ein Wasserzeichen im Substrat 1, sind auch vom Laien mit dem unbewaffneten Auge erkennbar, falls bis auf die reflektierende Schicht 14 die Schutzschicht 13 und das Trägermaterial 17 transparent sind. Ein solches quasi-transparentes Sicherheitselement zeigt die feinen filigranartigen Muster aus den Beugungselementen 4 und kann je nach Lichteinfall und Betrachtungsrichtung ein brillantes Farbenspiel zeigen, ohne dass die Erkennbarkeit der Bild- oder Schriftelemente durch die klaren neutralen Gebiete 5 hindurch leidet.
    Das quasi-transparente Sicherheitselement kann mit Vorteil zur teilweisen oder ganzen Ueberdeckung des vor Fälschung zu sichernden Substrats 1 und dessen Merkmale 2 verwendet werden. Beispielhaft für solche Substrate 1 sind persönliche Ausweise mit Aufdruck und Photo des Inhabers erwähnt. Das graphische Muster der Marke 3 überdeckt die Merkmale 2 mit den feinen Linien oder Linienelementen deren Reliefstruktur 12 als Beugungselemente 4 wirken. Wegen der hohen lichtbeugenden Effizienz der Beugungselemente 4 ist ein geringer Flächenanteil der Beugungselemente 4 ausreichend, so dass ein Erkennen der Informationen auf dem Substrat 1 durch die neutralen Gebiete 5 hindurch nicht beeinträchtigt wird.
    Die linienförmigen Beugungselemente 4 weisen vorteilhaft sich längs der Linien vorbestimmt sich ändernde Spatialfrequenzen und Profilformen auf, so dass sich der visuelle Eindruck vorbestimmt längs der Linien verändert, wenn die Betrachtungsbedingungen, etwa durch Drehen oder Verkippen des Substrats 1, verändert werden. Ein Versuch des Auswechselns der unter dem Sicherheitselement liegenden Merkmale 2 zerstört das Sicherheitselement. Auch ein Verfälschen des Ausweises, z. B. durch Zusammensetzen aus Stücken mehrerer echter Ausweise, ist leicht erkennbar, da sich die feinen Linien der Beugungselemente an Nahtstellen verschoben oder im Linienzug gebrochen fortsetzen. Durch Verkippen kann das Substrat mit Hilfe der augenfälligen Beugungseffekte auch von Laien leicht überprüft werden, ob die feinen, die Informationen überdeckenden Beugungselemente 4 intakt sind, z. B. durch Ueberprüfen, ob sich die Beugungseffekte der Beugungselemente 4 längs der feinen Linien abrupt ändern oder nicht.
    Ist das Trägermaterial 17 steif genug, können aus dem Vormaterial direkt die Ausweiskarten im Kreditkartenformat gestanzt werden. Das Muster des Sicherheitselements bildet das Erkennungszeichen 8 (Figur 1) und dierft z. B. als optischer Blickfänger. Vorteilhaft ist die Verwendung transparenter oder gar farbloser Materialien für die Schutzschicht 13, das Trägermaterial 17 und den allfälligen Schutzlack 19, da das Erkennungszeichen 8 (Figur 1) von beiden Seiten der Ausweiskarte sichtbar ist.
    Gemäss der Figur 6 kann in einem getrennten Arbeitsgang das bandförmige Vormaterial beispielsweise zu einer Markenrolle 27 verarbeitet werden. Dies ist besonders angezeigt, wenn die Marken 3 aus technischen Gründen sehr dünn (etwa 15 µm bis 40 µm) ausgeführt sind. Die auf dem Vormaterial regelmässig angeordneten Muster der Sicherheitselemente können als Marken 3 ausgestanzt werden, und mit einem Kaltkleber kann die Stabilisationsschicht 9 auf eine Trägerfolie 28 aus Papier oder Kunststoff geklebt werden. Beim Sichern eines Dokumentes oder des Ausweises wird die Marke 3 von der Trägerfolie 28 abgezogen und auf das Substrat 1 (Figur 1) und das Merkmal 2 (Figur 1) geklebt.
    Die Prägematrizen mit erhabenen Prägestrukturen zum Erzeugen der Vertiefungen 21 (Figur 4a) und der am Grunde der Vertiefungen eingeprägten Reliefstrukturen 12 (Figur 4a) können mit Hilfe der in der EP-A 330 738 beschriebenen, numerisch gesteuerten Vorrichtung hergestellt werden, wobei zuerst eine in der Figur 7a gezeigte Masterstruktur 29 der Prägematrize erzeugt wird.
    Die Masterstruktur 29 ist auf einem Strukturträger 30 befestigt. Sobald die Masterstruktur 29 einseitig mit den mikroskopischen Reliefstrukturen 12 des Musters beprägt ist, wird sie zusammen mit dem Strukturträger 30 aus der Vorrichtung zum Beschichten mit einem Photoresist 31 entfernt. Der positiv arbeitende Photoresist 31 wird in einer Schichtdicke zwischen 1 bis 10 µm über die Reliefstrukturen 12 der Beugungselemente 4, 4' und über die neutralen Gebiete 5 der freiliegenden Masterstruktur 29 vollflächig aufgetragen, ohne die eingeprägten Reliefstrukturen 12 zu zerstören. Die Schichtdicke des Photoresists 31 bestimmt die Höhe der später erhabenen Prägestrukturen und entspricht wenigstens der Strecke A (Figur 4a).
    In einem zweiten Durchgang belichtet die Vorrichtung den Photoresist 31 mit einem Schreibstrahl 32 durch den Strukturträger 30 der Masterstruktur 29 hindurch, wobei der Schreibstrahl 32 mittels des gleichen Steuerungsprogramms über die Flächen der Beugungselemente 4, 4' gesteuert wird und den Photoresist 31 belichtet. Das Verfahren weist den Vorteil auf, dass der Photoresist 31 innerhalb von Grenzen 33 über den Beugungselementen 4, 4' mit grosser Passergenauigkeit belichtet wird, da der Strukturträger 30 mittels Zapfen genau in der Vorrichtung repositioniert werden kann.
    Nach dem Entwickeln des Photoresist 31 verbleibt in der Figur 7b eine Masterform 34 aus der Masterstruktur 29, die nur noch auf den zwischen den Flächen der Beugungselemente 4, 4' gelegenen ungeprägten Flächen den Photoresist 31 aufweist. Beispielsweise mit einem galvanischen Verfahren wird auf der Oberfläche der Masterform 34 eine Metallschicht 35 abgeschieden. Die Metallschicht 35 besteht z. B. aus Nickel und ist ein genaues Negativ der Masterform 34.
    Die Herstellung der Prägematrize gelingt auch mit einem negativ arbeitenden Photoresist 31, wenn der Photoresist 31 in den ungeprägten Gebieten 5 belichtet wird.
    Nach dem Trennen bildet die Metallschicht 35 eine in der Figur 8 gezeigte, zum Prägen des Trägermaterials 17 verwendbare Prägematrize 36 mit erhabenen Prägestrukturen 37.
    Die Prägematrizen 36 weisen den Vorteil auf, dass beim Prägen die Reliefstrukturen 12 (Figur 4a) in den Vertiefungen 21 (Figur 4a) erzeugt werden. Dies ermöglicht die Anwendung der oben beschriebenen kostengünstigen Verfahren 2 und 3, die insbesondere für die filigranartigen Muster verwendbar sind.

    Claims (12)

    1. Sicherheitselement mit einem visuell sichtbaren Muster von optischen Beugungselementen (4, 4') mit mikroskopischen, einseitig in ein Trägermaterial (17) aus Kunststoff eingeprägten Reliefstrukturen (12) und mit einer die Prägeseite (18) des Trägermaterials (17) teilweise bedeckenden reflektierenden Schicht (14),
      dadurch gekennzeichnet, dass die Beugungselemente (4, 4') in Vertiefungen (21) des Trägermaterials (17) so angeordnet sind, dass die Reliefstrukturen (12) um eine vorbestimmte Strecke A unter die Trägeroberfläche abgesenkt sind, wobei die ungeprägten neutralen Gebiete (5) die Hochebene einer Mesastruktur bilden,
      dass die reflektierende Schicht (14) nur die auf dem Grund der Vertiefungen (21) eingeprägten Reliefstrukturen (12) bedeckt und
      dass die zwischen den Beugungselementen (4, 4') liegenden, ungeprägten neutralen Gebiete (5) nicht reflektierend sind.
    2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schutz der Beugungselemente (4, 4') die Prägeseite (18) vollflächig mit einer transparenten Schutzschicht (13) überzogen ist, die die reflektierende Schicht (14) über den Reliefstrukturen (12) und die neutralen Gebiete (5) bedeckt, und dass ein Träger (10) der Reliefstrukturen (12) und die Schutzschicht (13) aus dem gleichen Material bestehen.
    3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (17) transparent ist, damit ein aus den Beugungselementen (4, 4') und den neutralen Gebieten (5) gebildetes Muster durch das Trägermaterial (17) hindurch betrachtbar ist.
    4. Sicherheitselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (17) zum Aufkleben auf ein Substrat (1) ausgebildet ist und dass eine auf der Prägeseite (18) vollflächig aufgebrachte Kleberschicht (15) transparent ist, damit Merkmale (2) auf dem Substrat (1) durch die neutralen Gebiete (5) hindurch sichtbar bleiben.
    5. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Flächen der zwischen den Beugungselementen (4, 4') liegenden neutralen Gebiete (5) grösser ist als die Summe der Flächen der Beugungselemente (4, 4').
    6. Sicherheitselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beugungselemente (4, 4') wenigstens eine Abmessung kleiner als 0,5 mm aufweisen und ein feines filigranartiges Muster bilden.
    7. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beugungselemente (4, 4') wenigstens einen Mikrometer unterhalb einer von den Flächen der ungeprägten neutralen Gebiete (5) bestimmten Trägeroberfläche (16) in Vertiefungen (21) des Trägermaterials (17) angeordnet sind.
    8. Sicherheitselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (21) mit einem mittels Strahlung gehärteten Schutzlack (19) ausgefüllt sind.
    9. Prägematrize zum Prägen von Sicherheitelementen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der Vertiefungen (21) im Trägermaterial (17) die mikroskopischen Reliefstrukturen (12) für die Beugungselemente (4, 4') als Prägestrukturen (37) über eine für die neutralen Gebiete (5) bestimmte Ebene vorstehen.
    10. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements auf einem Trägermaterial (17) aus Kunststoff, mit durch eine reflektierende Schicht (14) hindurch eingeprägten Beugungselementen (4, 4') aus mikroskopischen ReliefStrukturen (12) und mit zwischen den Beugungselementen (4, 4') liegenden neutralen Gebieten (5),
      dadurch gekennzeichnet,
      a) daß Vertiefungen (21) in das Trägermaterial (17) eingeprägt und auf dem Boden der Vertiefungen (21) die Reliefstrukturen (12) gleichzeitig abgeformt werden,
      b) daß nach dem Prägen die Vertiefungen (21) mit einem Schutzlack (19) verfüllt werden und die neutralen Gebiete (5) im wesentlichen frei bleiben,
      c) daß die reflektierende Schicht (14) in den neutralen Gebieten (5) abgetragen wird und
      d) daß auf der Prägeseite (18) wenigstens eine Schutzschicht (13) vollflächig auf dem Trägermaterial (17) aufgebracht wird.
    11. Verfahren nach Anspruch 10,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzlack (19) vollflächig auf der Prägeseite (18) aufgetragen wird und daß zum Freilegen der reflektierenden Schicht (14) in den neutralen Gebieten (5) der Schutzlack (19) mittels eines Abstreichmessers (23) entfernt und die Vertiefungen (21) ausgefüllt werden.
    12. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements auf einem Trägermaterial (17) aus Kunststoff, mit eingeprägten Beugungselementen (4, 4') aus mikroskopischen Reliefstrukturen (12) und mit zwischen den Beugungselementen (4, 4') liegenden neutralen Gebieten (5),
      dadurch gekennzeichnet,
      a) dass eine Prägematrize (36) mit erhabenen Prägestrukturen (37) zum Prägen des Trägermaterials (17) verwendet und Vertiefungen (21) in das Trägermaterial (17) eingeprägt und auf dem Boden der Vertiefungen (21) gleichzeitig Reliefstrukturen (12) abgeformt werden,
      b) dass nach dem Prägen die neutralen Gebiete (5) mit einer Trennschicht (25) aus einem abwaschbaren Material überzogen werden,
      c) dass die Reliefstrukturen (12) und die Flächen der Trennschicht (25) mit einer reflektierenden Schicht (14) bedeckt werden,
      d) dass die Trennschicht (25) zusammen mit einer reflektierenden Schicht (14) auf den neutralen Gebieten (5) entfernt werden und
      e) dass eine Schutzschicht (13) vollflächig auf das Trägermaterial (17) aufgebracht wird.
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