EP2094504A2 - Sicherheitselement mit metallisierung - Google Patents

Sicherheitselement mit metallisierung

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EP2094504A2
EP2094504A2 EP07819696A EP07819696A EP2094504A2 EP 2094504 A2 EP2094504 A2 EP 2094504A2 EP 07819696 A EP07819696 A EP 07819696A EP 07819696 A EP07819696 A EP 07819696A EP 2094504 A2 EP2094504 A2 EP 2094504A2
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EP
European Patent Office
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layer
security element
element according
metal
security
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EP07819696A
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Manfred Heim
Bernhard Wiedner
Marius Dichtl
Mario Keller
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Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
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Publication date
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    • B42D25/328—Diffraction gratings; Holograms

Definitions

  • the invention relates to a security element for security papers, valuable documents and the like with a substrate and an opaque metallization arranged on the substrate.
  • the invention further relates to an associated manufacturing method, a security paper and a data carrier with such a security element.
  • Valuables such as branded goods or documents of value, are often provided with security elements for the purpose of protection, which allow verification of the authenticity of the object of value and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • a number of these security elements such as hologram strips or so-called hologram patches, contain thin opaque metal coatings, typically having a thickness between 10 nm and about 100 nm. Due to the good availability, the excellent reflection properties, the relatively good chemical resistance and the low price, predominantly aluminum is used for the metal coatings of banknote holograms, security threads and the like.
  • Banknotes may be subject to severe mechanical and sometimes chemical stress during their circulation. It was observed that the thin aluminum coatings of the security elements can corrode and thus be severely damaged, whereby the optical impression of the banknote is greatly changed. Chemically highly resistant metals, such as gold, palladium or platinum, are generally considerably too expensive for use in security elements. Other chemically better resistant metals than aluminum are less expensive, but optically less brilliant and therefore visually less appealing. Proceeding from this, the object of the invention is to avoid the disadvantages of the prior art. In particular, a security element of the type mentioned with improved circulation resistance and / or increased counterfeit security should be specified.
  • the metallization comprises a first opaque metal layer and a second opaque metal layer arranged above the first metal layer, and that the two metal layers have substantially the same color shade in the visible spectral range.
  • Complete color matching of the metal layers is not required.
  • the two metal layers differ significantly in their chemical and / or mechanical durability. Increased circulation resistance is achieved, in particular, when the second metal layer is chemically and / or mechanically more resistant than the first metal layer.
  • the metal layers may differ in their reflectivity, the arrangement of the metal layers for a good visual impression is advantageously chosen so that the first metal layer reflects more than the second metal layer.
  • the layer thickness of thin layers is usually expressed in terms of optical density, which is a measure of the attenuation experienced by light as it passes through the thin layer.
  • an optical density of 1.0 corresponds to a weakening of the light to one-tenth of the original illuminance, an optical density of 2.0 to one-hundredth of a weakening.
  • opaque is to be understood as meaning an optical density of at least 0.5, preferably of at least 0.7, particularly preferably of at least 1.0.
  • the Schichtdik- ken of the two metal layers are chosen so that their optical density is substantially equal.
  • the optical densities of the two metal layers may differ by less than 0.3, in particular by less than 0.2.
  • the optical density of the two metal layers is preferably greater than 1.0, in particular greater than 1.2.
  • the two metal layers are expediently coordinated so that the optical density of the opaque ken metallization, ie the two metal layers together, between 1.5 and 5.0, preferably between 1.5 and 3.0.
  • a layer of a corrosion-resistant metal in particular a platinum layer, a palladium layer or a chromium layer, is advantageously considered for the second metal layer.
  • a chromium layer is particularly preferred because this material combines low cost, high durability, and relatively good reflective properties.
  • the second metal layer is therefore preferably a chromium layer, in particular with a thickness of about 25 nm or more.
  • the use of aluminum layers, in particular with a thickness of about 15 nm or more, is preferred for the first metal layer.
  • chromium layer as the second metal layer with an aluminum layer as the first metal layer, since chromium and aluminum both have a substantially flat reflection spectrum in the visible spectral range and therefore both cause a white color impression.
  • the advantages of the high reflectivity of the aluminum and the high resistance of the chromium can be combined.
  • the visual impression of the metallization of the security element is determined by the high-gloss aluminum layer.
  • the chromium layer with its essentially the same color tone takes on the light reflection.
  • the lower reflectivity of the chromium layer falls practically in the case of heavily used banknotes with the naked eye not up.
  • the characteristic appearance of the metallization of the security element thus remains even with heavy wear.
  • a spacer layer is provided between the two metal layers, which in particular forms an electrical and / or chemical insulation layer.
  • the spacer layer is advantageously formed by a transparent pressure layer or a transparent vapor layer.
  • the spacer layer is formed by a ceramic layer, in particular an SiO x layer, an AhCb layer, an MgF 2 layer, or else by an organic layer.
  • the spacer layer can form a barrier layer against the permeation of gases and vapors, in particular of oxygen and hydrogen.
  • the security element has a diffraction structure in the form of a relief structure.
  • the diffraction structure advantageously comprises an embossed embossing lacquer layer and at least a partial region of the metal layers. If it is desired to visually emphasize certain partial regions of the diffraction structure, the first metal layer may advantageously be present only in these partial regions.
  • the security element then contains first areas in which the first metal layer is visible and second areas in which the second metal layer is visible. Although the visual impression in the two areas is naturally very similar due to the substantially same color shade, nuances in the appearance of the partial areas can be perceived with different reflection properties of the metal layers.
  • the security element can also have scattering structures (matt structures), antireflective topographies, refractive structures, and so on.
  • scattering structures matrix structures
  • antireflective topographies refractive structures
  • refractive structures refractive structures
  • retroreflective structures optically variable topographies using micromirrors and / or retroreflective structures.
  • the two metal layers have recesses in the form of patterns, characters or a coding, which pass through both metal layers.
  • the security element can then be transparent or translucent, or it can emerge an information arranged below the metallization.
  • the security element preferably represents a security thread, a security strip, a security tape or a patch.
  • the invention also includes a method for producing a security element for security papers, documents of value and the like, in which a substrate is provided, a first opaque metal layer is arranged on the substrate, and a second opaque metal layer is arranged over the first metal layer visible spectral region has substantially the same hue as the first metal layer.
  • the two metal layers are preferably applied using a vacuum coating method.
  • an aluminum layer is applied as first metal layer and a chromium layer as second metal layer.
  • a spacer layer may be applied, which is expediently printed or vapor-deposited in a vacuum coating process.
  • the security element is provided with a diffraction structure in the form of a relief structure.
  • an embossing lacquer is applied to the substrate, the embossing lacquer is embossed in the form of a desired diffraction structure, and the first and second metal layers are applied successively, optionally with the interposition of a spacer layer, to the embossed lacquer layer.
  • Recesses that pass through both metal layers may also be introduced into the metal layers in the form of patterns, characters or a coding, in particular with the washing method known from the publication WO 99/13157 A1.
  • the invention further includes a security paper for the production of value documents or the like and a data carrier, in particular a value document, such as a banknote, an identity card or the like.
  • a security paper or the data carrier are equipped according to the invention with a security element of the type described.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a banknote with security elements according to the invention
  • Fig. 2 to 6 are cross-sections through security elements according to various embodiments of the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a banknote 10, which is provided with two high-cycle resistance metallized security elements according to the invention.
  • the first security element represents a security thread or a security strip 12, the second security element is formed by a glued transfer element 14 of any shape.
  • the security element 20 of FIG. 2 comprises, as a substrate, a plastic film 22 on which two opaque metal layers 24 and 26 are vapor-deposited one above the other, which have substantially the same color shade in the visible spectral range.
  • the first metal layer 24 is formed by a thin aluminum layer
  • the second metal layer 26 by a thin chromium layer.
  • the layer thicknesses of the two metal layers are chosen so that the optical density of the aluminum layer and the chromium layer is about 1.5 each.
  • the vapor-deposited chromium layer 26 and the aluminum layer 24 both have an almost flat reflection spectrum in the visible spectral range and thus appear with a white color impression.
  • the reflectivity of the chromium layer 26 is about 50%, however, less than the reflectivity of the aluminum layer 24, which is about 90%, so that the chromium layer appears slightly darker than the aluminum layer alone with the same hue.
  • the metallized substrate is preferably applied with the metalized side to a security paper so that the substrate film 22 faces the viewer.
  • the chromium layer 26 is then completely covered by the opaque aluminum layer 24 as seen by the viewer, so that the overall visual impression of the security element is given only by the high-gloss aluminum layer 24.
  • the substrate 22 may remain on the already applied security element or, preferably, be removed.
  • partial corrosion of the thin aluminum layer 24 may occur in the case of particularly high stress, for example in tropical countries or in the case of strong perspiration.
  • the aluminum layer which is less resistant to the highest stresses, can thereby obtain light-permeable cracks and defects.
  • the chemically and mechanically significantly more resistant chromium layer 26 assumes the light reflection in these light-transmissive areas.
  • the reflectivity of the chromium layer 26 is slightly lower than that of the aluminum layer 24, especially in mechanical and / or chemical
  • bank notes that are heavily stressed are hardly noticeable to the observer by the change of reflective metal in some areas.
  • the basic optical impression of the security element namely its metallic appearance and the color impression of the metallization, is maintained.
  • An increased circulation resistance can be obtained in a wide range of layer thicknesses for the two metal layers 24, 26.
  • Layer thicknesses from an optical density of about 0.5 are suitable for the first metal layer facing the observer, but optical densities of 1.0 or more are generally selected for a very good visual impression and high reflection.
  • the second, highly resistant metal layer also leads from an optical density of 0.5 already to a significant increase in circulation resistance of the security element.
  • optical densities above 1.0 have been proven for good corrosion protection.
  • very expensive metals, such as platinum or palladium are used for the corrosion-resistant second metal layer, the second metal layer is formed with the minimum necessary layer thickness for cost reasons, so that optical densities well below 1.0 are also possible.
  • the thicknesses of the two metal layers are advantageously matched to one another such that the optical density of the metal layers together is above 1.5, in particular in the range from 1.5 to 3.0.
  • an electrically and optionally also chemically insulating, transparent spacer layer 32 is arranged between the two metal layers 24, 26 of the security element 30. The spacer layer 32 can in particular prevent a local element formation and thus an accelerated corrosion by pitting.
  • Suitable spacer layers are transparent print layers, transparent layers applied in a vacuum coating process, such as layers of SiO x , with x between 1.5 and 2, Al 2 O 3 or MgF 2 , but also organic coatings.
  • the layer thickness of the spacer layer 32 plays only a minor role and may be between about 10 nm and several micrometers.
  • the spacer layer 32 can also be designed as a barrier layer against the permeation of gases and vapors, in particular of oxygen and hydrogen.
  • FIG. 4 shows, as a further exemplary embodiment of the invention, a security element 40 provided with a metallized hologram.
  • An embossing lacquer layer 44 was printed on a carrier foil 42 and the desired diffraction structure of the hologram embossed in the form of a relief structure.
  • a first metal layer 46 made of aluminum and a second metal layer 48 made of chromium are applied as hologram metallization. Between the two metal layers 46, 48, a spacer layer 50 may be provided. Due to the variable surface topography of the relief structure, the Spacing layer 50 may be able to follow the surface topography of the first metal layer 46.
  • ceramic, transparent vapor deposition layers, such as SiO x , Al 2 O 3 or MgF 2 with layer thicknesses of 10 nm or more are suitable for this purpose. Even thin organic surface coatings that follow the surface topography can be used.
  • the security elements according to the invention may also contain negative information in the form of patterns, characters or codes, which are formed by corresponding recesses in the metallization.
  • FIG. 5 shows a security element 60 in which a substrate 62 is provided with a metallization 64 formed by an aluminum layer 66, a transparent ceramic spacer layer 68, and a chromium layer 70.
  • the metallization 64 may also form the metal coating of a diffractive structure, such as a hologram.
  • the substrate 62 comprises in addition to a carrier film in particular also an embossed lacquer layer, such as shown in Fig. 4.
  • recesses 72 in the form of the desired negative information are introduced into the metallization 64, the recesses 72 passing through the two metal layers 66, 70 and the ceramic spacer layer 68.
  • the demetallêten areas 72 can, for example, with a
  • FIG. 1 Another embodiment of the invention is illustrated in FIG.
  • the security element 80 shown therein largely corresponds in its layer construction to the security element 60 of FIG. 5, but with the difference that the chromium layer 70 is applied as the first metal layer and an aluminum layer 66 as the second metal layer, and recesses 82 are now provided only in the aluminum layer 66 are present. This security element is viewed from the aluminum layer 66 side.
  • the second metal layer 70 is applied to the first metal layer only in partial areas.
  • this novel security element 80 due to the different reflectivities of the two metal layers 66, 70 in the regions with or without recesses 82, nuanced visual appearances can be perceived. Although the visual impression in the two areas is designed to be very similar, the fine differences between certain design elements, in particular holograms (FIG. 4), can be emphasized and emphasized.
  • the recognizability of the nuanced appearances formed by the shape and position of the recesses 82 generally decreases and can ultimately disappear completely under extreme wear.
  • the increased circulation resistance of the security element 80 is ensured by the highly resistant chromium layer 70 even at maximum wear.

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Description

Sicherheitselement mit Metallisierung
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wert- dokumente und dergleichen mit einem Substrat und einer auf dem Substrat angeordneten opaken Metallisierung. Die Erfindung betrifft ferner ein zugehöriges Herstellungsverfahren, ein Sicherheitspapier sowie einen Datenträger mit einem derartigen Sicherheitselement.
Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel oder Wertdokumente, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen ausgestattet, die eine Überprüfung der Echtheit des Wertgegenstands gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.
Eine Reihe dieser Sicherheitselemente, etwa Hologrammstreifen oder sogenannte Hologramm-Patches, enthalten dünne opake Metallbeschichtungen, die typischerweise eine Dicke zwischen 10 nm und etwa 100 nm aufweisen. Aufgrund der guten Verfügbarkeit, der hervorragenden Reflexionseigenschaften, der relativ guten chemischen Beständigkeit und des geringen Prei- ses wird für die Metallbeschichtungen von Banknotenhologrammen, Sicherheitsfäden und dergleichen vorwiegend Aluminium eingesetzt.
Banknoten sind während ihres Umlaufs unter Umständen starken mechanischen und teilweise auch chemischen Beanspruchungen ausgesetzt. Dabei wurde beobachtet, dass die dünnen Aluminiumbeschichtungen der Sicherheitselemente korrodieren und damit stark beschädigt werden können, wodurch der optische Eindruck der Banknote stark verändert wird. Chemisch sehr beständige Metalle, wie etwa Gold, Palladium oder Platin, sind für einen Einsatz in Sicherheitselementen in der Regel erheblich zu teuer. Andere chemisch besser beständige Metalle als Aluminium sind zwar kostengünstiger, aber optisch weniger brillant und daher visuell weniger ansprechend. Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art mit verbesserter Umlaufbeständigkeit und/ oder mit erhöhter Fälschungssicherheit angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein entsprechendes Herstellungsverfahren sowie ein Sicherheitspapier und ein Datenträger, die mit einem derartigen Sicherheitselement ausgestattet sind, sind in den nebengeordneten Ansprüchen ange- geben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung ist bei einem gattungsgemäßen Sicherheitselement vorgesehen, dass die Metallisierung eine erste opake Metallschicht und eine über der ersten Metallschicht angeordnete zweite opake Metallschicht um- fasst, und dass die beiden Metallschichten im sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen denselben Farbton aufweisen. Völlige Farbtongleichheit der Metallschichten ist dabei nicht erforderlich. Wie nachfolgend genauer erläutert, ist es für den Zweck der Erfindung ausreichend, wenn die Farbtöne der beiden Metallschichten einander so ähnlich sind, dass sie bei flüchtiger Betrachtung gleich erscheinen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung unterscheiden sich die beiden Metallschichten in ihrer chemischen und/ oder mechanischen Be- ständigkeit deutlich. Eine erhöhte Umlaufbeständigkeit wird insbesondere dann erreicht, wenn die zweite Metallschicht chemisch und/ oder mechanisch beständiger ist als die erste Metallschicht. Trotz ihres im Wesentlichen gleichen Farbtons können sich die Metallschichten in ihrer Reflektivität unterscheiden, wobei die Anordnung der Metallschichten für einen guten visuellen Eindruck vorteilhaft so gewählt ist, dass die erste Metallschicht stärker reflektiert als die zweite Metallschicht.
Die Schichtdicke dünner Schichten wird üblicherweise in Einheiten der optischen Dichte angegeben, die ein Maß für die Schwächung ist, die Licht beim Durchtritt durch die dünne Schicht erfährt. Als optische Dichte OD wird der dekadische Logarithmus des Quotienten aus 100 und der Transmission (in Prozent), also OD = log(100/T) bezeichnet. Beispielsweise entspricht eine optische Dichte von 1,0 einer Schwächung des Lichts auf ein Zehntel der ursprünglichen Beleuchtungsstärke, eine optische Dichte von 2,0 einer Schwächung auf ein Hundertstel.
Im Sinne der Erfindung ist unter „opak" eine optische Dichte von mindestens 0,5, bevorzugt von mindestens 0,7, besonders bevorzugt von mindestens 1,0 zu verstehen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Schichtdik- ken der beiden Metallschichten so gewählt, dass ihre optische Dichte im Wesentlichen gleich ist. Beispielsweise können sich die optischen Dichten der beiden Metallschichten um weniger als 0,3, insbesondere um weniger als 0,2 unterscheiden.
Während gute Reflexionseigenschaften und gute Korrosionsbeständigkeit bereits ab einer optischen Dichte von etwa 0,5 erhalten werden können, ist die optische Dichte der beiden Metallschichten vorzugsweise jeweils größer als 1,0, insbesondere größer als 1,2. Die beiden Metallschichten werden dabei zweckmäßig so aufeinander abgestimmt, dass die optische Dichte der opa- ken Metallisierung, also der beiden Metallschichten zusammen, zwischen 1,5 und 5,0, vorzugsweise zwischen 1,5 und 3,0 liegt.
Für die zweite Metallschicht kommt im Rahmen der Erfindung mit Vorteil eine Schicht aus einem korrosionsbeständigen Metall, insbesondere eine Platinschicht, eine Palladiumschicht oder eine Chromschicht, in Betracht. Gegenwärtig ist der Einsatz einer Chromschicht besonders bevorzugt, da dieses Material niedrige Kosten, hohe Beständigkeit und noch relativ gute Reflexionseigenschaften vereint. Die zweite Metallschicht ist daher vorzugsweise eine Chromschicht, insbesondere mit einer Dicke von etwa 25 nm oder mehr.
Wegen seiner hervorragenden Reflexionseigenschaften wird für die erste Metallschicht die Verwendung von Aluminiumschichten, insbesondere mit einer Dicke von etwa 15 nm oder mehr, bevorzugt.
Besonders vorteilhaft ist die Kombination einer Chromschicht als zweiter Metallschicht mit einer Aluminiumschicht als erster Metallschicht, da Chrom und Aluminium beide im sichtbaren Spektralbereich ein im Wesentlichen flaches Reflexionsspektrum aufweisen und daher beide einen weißen Farb- eindruck hervorrufen. Auf diese Weise können die Vorteile der hohen Re- flektivität des Aluminiums und der hohen Beständigkeit des Chroms miteinander verbunden werden. Bei einer im Wesentlichen unversehrten Aluminiumschicht ist der visuelle Eindruck der Metallisierung des Sicherheitselements durch die hochglänzende Aluminiumschicht bestimmt.
Erhält die Aluminiumschicht durch starke Abnutzung Fehlstellen oder Risse, so übernimmt die Chromschicht mit ihrem im Wesentlichen gleichen Farbton die Lichtreflexion. Die geringere Reflektivität der Chromschicht fällt dabei gerade bei stark beanspruchten Banknoten mit bloßem Auge praktisch nicht auf. Das charakteristische Erscheinungsbild der Metallisierung des Sicherheitselements bleibt somit auch bei starker Abnutzung erhalten.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen den beiden Metall- schichten eine Abstandsschicht vorgesehen, die insbesondere eine elektrische und/ oder chemische Isolationsschicht bildet. Die Abstandsschicht ist mit Vorteil durch eine transparente Druckschicht oder eine transparente Auf dampfschicht gebildet. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Abstandsschicht durch eine keramische Schicht, insbesondere eine SiOx-Schicht, eine AhCb-Schicht, eine MgF2-Schicht, oder auch durch eine organische Schicht gebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Abstandsschicht eine Barriereschicht gegen die Permeation von Gasen und Dämpfen, insbesondere von Sauerstoff und Wasserstoff, bilden.
In besonders bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung weist das Sicherheitselement eine Beugungsstruktur in Form einer Reliefstruktur auf. Die Beugungsstruktur umfasst dabei mit Vorteil eine geprägte Prägelackschicht und zumindest einen Teilbereich der Metallschichten. Möchte man bestimmte Teilbereiche der Beugungsstruktur optisch hervorheben, kann vorteilhaf- terweise die erste Metallschicht nur in diesen Teilbereichen vorliegen. Das Sicherheitselement enthält dann erste Bereiche, in denen die erste Metallschicht sichtbar ist, und zweite Bereiche, in denen die zweite Metallschicht sichtbar ist. Obwohl der optische Eindruck in den beiden Bereichen aufgrund des im Wesentlichen gleichen Farbtons naturgemäß sehr ähnlich ist, können bei unterschiedlichen Reflexionseigenschaften der Metallschichten Nuancen im Erscheinungsbild der Teilbereiche wahrgenommen werden.
Neben Beugungsstrukturen kann das Sicherheitselement auch streuende Strukturen (Mattstrukturen), Antireflex-Topographien, refraktive Struktu- ren, Zero Order Grätings, Blazed Grätings, optisch variable Topographien mittels Mikrospiegeln und/ oder retroreflektive Strukturen aufweisen.
Die beiden Metallschichten weisen in weiteren vorteilhaften Ausgestaltun- gen Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung auf, die durch beide Metallschichten hindurchgreifen. Im Bereich der Aussparungen kann das Sicherheitselement dann transparent oder transluzent sein, oder es kann eine unterhalb der Metallisierung angeordnete Information hervortreten.
Das Sicherheitselement stellt bevorzugt einen Sicherheitsfaden, einen Sicherheitsstreifen, ein Sicherheitsband oder einen Patch dar.
Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheits- elements für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen, bei dem ein Substrat bereitgestellt wird, eine erste opake Metallschicht auf dem Substrat angeordnet wird, und über der ersten Metallschicht eine zweite opake Metallschicht angeordnet wird, die im sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen denselben Farbton wie die erste Metallschicht aufweist.
Die beiden Metallschichten werden dabei vorzugsweise mit einem Vakuum- beschichtungsverfahren aufgebracht. In einem besonders vorteilhaften Verfahren wird als erste Metallschicht eine Aluminiumschicht und als zweite Metallschicht eine Chromschicht aufgebracht.
Zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht kann eine Abstandsschicht aufgebracht werden, die zweckmäßig aufgedruckt oder in einem Va- kuumbeschichtungsverfahren aufgedampft wird. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Sicherheitselement mit einer Beugungsstruktur in Form einer Reliefstruktur versehen. Dabei wird auf das Substrat ein Prägelack aufgebracht, der Prägelack in Form einer gewünschten Beugungsstruktur geprägt und die erste und zwei- te Metallschicht werden nacheinander, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Abstandsschicht, auf die geprägte Lackschicht aufgebracht.
In die Metallschichten können auch durch beide Metallschichten hindurchgreifende Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codie- ning eingebracht werden, insbesondere mit dem aus der Druckschrift WO 99/13157 Al bekannten Waschverfahren.
Die Erfindung enthält ferner ein Sicherheitspapier für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen sowie einen Datenträger, insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, eine Ausweiskarte oder dergleichen. Das Sicherheitspapier bzw. der Datenträger sind erfindungsgemäß mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art ausgestattet.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nach- folgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß- stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit erfindungsgemäßen Sicherheitselementen, und Fig. 2 bis 6 Querschnitte durch Sicherheitselemente nach verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Bankno- ten erläutert. Fig. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die mit zwei erfindungsgemäßen, metallisierten Sicherheitselementen hoher Umlaufbeständigkeit versehen ist. Das erste Sicherheitselement stellt einen Sicherheitsfaden oder einen Sicherheitsstreifen 12 dar, das zweite Sicherheitselement ist durch ein aufgeklebtes Transferelement 14 beliebiger Form gebildet.
Der Schichtaufbau erfindungsgemäßer Sicherheitselemente und die erfindungsgemäße Wirkung werden nun anhand der Querschnittsdarstellungen der Figuren 2 bis 6 näher beschrieben, wobei jeweils nur die für die Erfin- düng wesentlichen Schichten gezeigt sind. Je nach der beabsichtigten Anwendung werden die fertigen Sicherheitselemente selbstverständlich dem Fachmann bekannte weitere Schichten, wie etwa Klebeschichten, Schutzschichten, Primer oder dergleichen, enthalten.
Das Sicherheitselement 20 der Fig. 2 umfasst als Substrat eine Kunststofffolie 22, auf der übereinander zwei opake Metallschichten 24 und 26 aufgedampft sind, die im sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen denselben Farbton aufweisen. Im Ausführungsbeispiel ist die erste Metallschicht 24 durch eine dünne Aluminiumschicht, die zweite Metallschicht 26 durch eine dünne Chromschicht gebildet.
Die Schichtdicken der beiden Metallschichten sind dabei so gewählt, dass die optische Dichte der Aluminiumschicht und der Chromschicht jeweils etwa 1,5 beträgt. Die aufgedampfte Chromschicht 26 und die Aluminiumschicht 24 weisen im sichtbaren Spektralbereich beide ein fast flaches Reflexionsspektrum auf und erscheinen somit mit weißem Farbeindruck. Die Reflektivität der Chromschicht 26 ist mit etwa 50 % allerdings geringer als die Reflektivität der AIu- miniumschicht 24, die etwa 90 % beträgt, so dass die Chromschicht alleine bei gleichem Farbton etwas dunkler als die Aluminiumschicht erscheint.
Das metallisierte Substrat wird vorzugsweise mit der metallisierten Seite auf ein Sicherheitspapier aufgebracht, so dass die Substratfolie 22 zum Betrach- ter zeigt.
Die Chromschicht 26 ist dann vom Betrachter aus gesehen vollständig von der opaken Aluminiumschicht 24 bedeckt, so dass der visuelle Gesamteindruck des Sicherheitselements nur durch die hochglänzende Aluminium- schicht 24 gegeben ist. Je nach Ausführungsform kann das Substrat 22 auf dem bereits aufgebrachten Sicherheitselement verbleiben oder aber vorzugsweise entfernt werden.
Während des Umlaufs der mit dem Sicherheitselement 20 versehenen Bank- noten kann es bei besonders hoher Beanspruchung, etwa in tropischen Ländern oder bei starker Schweißeinwirkung, zur teilweisen Korrosion der dünnen Aluminiumschicht 24 kommen. Die gegen höchste Beanspruchungen weniger beständige Aluminiumschicht kann dadurch lichtdurchlässige Risse und Fehlstellen erhalten.
In diesen lichtdurchlässigen Bereichen übernimmt erfindungsgemäß die chemisch und mechanisch deutlich beständigere Chromschicht 26 die Lichtreflexion. Zwar ist die Reflektivität der Chromschicht 26 etwas geringer als die der Aluminiumschicht 24, gerade bei mechanisch und/ oder chemisch stark beanspruchten Banknoten ist der bereichsweise Wechsel des reflektierenden Metalls jedoch für den Betrachter kaum auffällig. Insbesondere bleibt auch bei starker Abnutzung der grundsätzliche optische Eindruck des Sicherheitselements, nämlich sein metallisches Erscheinungsbild und der Farb- eindruck der Metallisierung, erhalten.
Eine erhöhte Umlauf beständigkeit kann in einem weiten Bereich von Schichtdicken für die beiden Metallschichten 24, 26 erhalten werden. Für die erste, dem Betrachter zugewandte Metallschicht kommen Schichtdicken ab einer optischen Dichte von etwa 0,5 infrage, für einen sehr guten visuellen Eindruck und hohe Reflexion werden allerdings in der Regel optische Dichten von 1,0 oder mehr gewählt.
Auch die zweite, hochbeständige Metallschicht führt ab einer optischen Dichte von 0,5 bereits zu einer deutlichen Erhöhung der Umlaufbeständigkeit des Sicherheitselements. Bei Verwendung von Chromschichten haben sich für einen guten Korrosionsschutz optische Dichten oberhalb von 1,0 bewährt. Werden für die korrosionsbeständige zweite Metallschicht allerdings sehr kostspielige Metalle, wie etwa Platin oder Palladium, eingesetzt, so wird die zweite Metallschicht aus Kostengründen mit der minimal notwendigen Schichtdicke ausgebildet, so dass auch optische Dichten deutlich unterhalb von 1,0 infrage kommen.
Die Dicken der beiden Metallschichten werden im Rahmen der Erfindung vorteilhaft so aufeinander abgestimmt, dass die optische Dichte der Metallschichten zusammen oberhalb von 1,5, insbesondere im Bereich von 1,5 bis 3,0 liegt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 addieren sich die optischen Dichten der Metallschichten zu ODges = ODAI + ODo = 1,5 + 1,5 = 3,0. Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist zwischen den beiden Metallschichten 24, 26 des Sicherheitselements 30 eine elektrisch und gegebenenfalls auch chemisch isolierende, transparente Abstandsschicht 32 angeordnet. Die Abstandsschicht 32 kann insbesondere einer Lokalelementbil- düng und damit einer beschleunigten Korrosion durch Lochfraß vorbeugen.
Als geeignete Abstandsschichten kommen transparente Druckschichten, transparente, in einem Vakuumbeschichtungsverfahren aufgebrachte Schichten, wie etwa Schichten aus SiOx, mit x zwischen 1,5 und 2, AI2O3 oder MgF2, aber auch organische Beschichtungen in Betracht. Die Schichtdicke der Abstandsschicht 32 spielt nur eine geringe Rolle und kann zwischen etwa 10 nm und mehreren Mikrometern liegen.
Anstelle oder zusätzlich zu ihrer elektrischen Isolation kann die Abstands- Schicht 32 auch als Barriereschicht gegen die Permeation von Gasen und Dämpfen, insbesondere von Sauerstoff und Wasserstoff, ausgestaltet werden.
Fig. 4 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ein mit einem metallisierten Hologramm versehenes Sicherheitselement 40. Dabei wurde auf eine Trägerfolie 42 eine Prägelackschicht 44 aufgedruckt und die gewünschte Beugungsstruktur des Hologramms in Form einer Reliefstruktur eingeprägt.
Um die beschriebenen Vorteile erhöhter Umlaufbeständigkeit zu erhalten, wird als Hologrammmetallisierung eine erste Metallschicht 46 aus Aluminium und eine zweite Metallschicht 48 aus Chrom aufgebracht. Zwischen den beiden Metallschichten 46, 48 kann eine Abstandschicht 50 vorgesehen sein. Aufgrund der variablen Oberflächentopographie der Reliefstruktur muss die Abstandstandsschicht 50 in der Lage sein, der Oberflächentopographie der ersten Metallschicht 46 zu folgen. Zu diesem Zweck bieten sich insbesondere keramische, transparente Aufdampfschichten, wie SiOx, AI2O3 oder MgF2, mit Schichtdicken von 10 nm oder mehr an. Auch dünne, der Oberflächen- topographie folgende organische Beschichtungen können zum Einsatz kommen.
In weiteren Ausführungsformen können die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente auch Negativinformationen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen enthalten, die durch entsprechende Aussparungen in der Metallisierung gebildet sind. Zur Illustration zeigt Fig. 5 ein Sicherheitselement 60, bei dem ein Substrat 62 mit einer Metallisierung 64 versehen ist, die durch eine Aluminiumschicht 66, eine transparente keramische Abstandsschicht 68 und eine Chromschicht 70 gebildet ist.
Die Metallisierung 64 kann auch die Metallbeschichtung einer Beugungsstruktur, wie etwa eines Hologramms, bilden. In diesem Fall umfasst das Substrat 62 neben einer Trägerfolie insbesondere auch eine geprägte Lackschicht, wie etwa in Fig. 4 gezeigt.
Zurückkommend auf Fig. 5, sind in die Metallisierung 64 Aussparungen 72 in Form der gewünschten Negativinformation, beispielsweise in Form einer Negativschrift eingebracht, wobei die Aussparungen 72 durch die beiden Metallschichten 66, 70 und die keramische Abstandsschicht 68 hindurchgrei- fen. Die demetallisierten Bereiche 72 können beispielsweise mit einem
Waschverfahren erzeugt werden, wie es aus der Druckschrift WO 99/13157 Al bekannt ist. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 6 illustriert. Das dort gezeigte Sicherheitselement 80 entspricht in seinem Schichtaufbau weitgehend dem Sicherheitselement 60 der Fig. 5, allerdings mit dem Unterschied, dass die Chromschicht 70 als erste Metallschicht und eine Alumini- umschicht 66 als zweite Metallschicht aufgebracht ist und dass nunmehr Aussparungen 82 vorgesehen sind, die nur in der Aluminiumschicht 66 vorliegen. Dieses Sicherheitselement wird von der Seite mit der Aluminiumschicht 66 her betrachtet.
In dieser erfindungsgemäßen Variante ist die zweite Metallschicht 70 nur in Teilbereichen auf die erste Metallschicht aufgebracht. Bei diesem neuartigen Sicherheitselement 80 können aufgrund der unterschiedlichen Reflektivitä- ten der beiden Metallschichten 66, 70 in den Bereichen mit bzw. ohne Aussparungen 82 nuancierte visuelle Erscheinungsbilder wahrgenommen wer- den. Obwohl der optische Eindruck in den beiden Bereichen auslegungsgemäß sehr ähnlich ist, können damit die feinen Unterschiede bestimmter Designelemente, insbesondere Hologramme (Fig. 4), betont und hervorgehoben werden.
Mit zunehmender Abnutzung des Sicherheitselements 80 nimmt die Erkennbarkeit der durch die Form und Lage der Aussparungen 82 gebildeten nuancierten Erscheinungsbilder in der Regel ab und kann letztlich bei höchster Abnutzung völlig verschwinden. Die erhöhte Umlaufbeständigkeit des Sicherheitselements 80 ist jedoch durch die hochbeständige Chromschicht 70 selbst bei höchster Abnutzung gewährleistet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit einem Substrat und einer auf dem Substrat angeordneten Metal- lisierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung eine erste opake Metallschicht und eine über der ersten Metallschicht angeordnete zweite opake Metallschicht umfasst, und dass die beiden Metallschichten im sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen denselben Farbton aufweisen.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Metallschichten in ihrer chemischen und/ oder mechanischen Beständigkeit deutlich unterscheiden.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Metallschicht chemisch und/ oder mechanisch beständiger ist als die erste Metallschicht.
4. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Metallschichten in ihrer Reflektivität unterscheiden und die erste Metallschicht stärker reflektiert als die zweite Metallschicht.
5. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Dichte der beiden Metallschichten im Wesentlichen gleich ist.
6. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Dichte der beiden Metallschichten jeweils größer als 0,5, bevorzugt größer als 1,0, besonders bevorzugt größer als 1,2 ist.
7. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Dichte der beiden Metallschichten zusammen zwischen 1,5 und 5,0, bevorzugt zwischen 1,5 und 3,0 liegt.
8. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Metallschicht eine Schicht aus einem korrosionsbeständigen Metall, insbesondere eine Platinschicht, eine Palladiumschicht oder eine Chromschicht, ist.
9. Sicherheitselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Metallschicht eine Chromschicht mit einer Dicke von etwa 25 nm oder mehr ist.
10. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Metallschicht eine Aluminiumschicht ist.
11. Sicherheitselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumschicht eine Dicke von etwa 15 nm oder mehr aufweist.
12. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Metallschichten eine Abstandsschicht vorgesehen ist.
13. Sicherheitselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsschicht eine elektrische und/ oder chemische Isolationsschicht bildet.
14. Sicherheitselement nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsschicht durch eine transparente Druckschicht oder eine transparente Aufdampfschicht gebildet ist.
15. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsschicht durch eine keramische
Schicht, insbesondere eine SiOx-Schicht, eine AhOs-Schicht oder eine MgF2- Schicht, oder durch eine organische Schicht gebildet ist.
16. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsschicht eine Barriereschicht gegen die Permeation von Gasen und Dämpfen, insbesondere von Sauerstoff und Wasserstoff, bildet.
17. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement eine Beugungsstruktur in Form einer Reliefstruktur aufweist.
18. Sicherheitselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Beugungsstruktur eine geprägte Prägelackschicht und zumindest einen Teilbereich der Metallschichten umfasst.
19. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschichten durch beide Metall- schichten hindurchgreifende Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung aufweisen.
20. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Metallschicht nicht vollflächig aufgebracht ist.
21. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement einen Sicherheitsfa- den, einen Sicherheitsstreifen, ein Sicherheitsband oder einen Patch darstellt.
22. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen, bei dem ein Substrat bereitgestellt wird, eine erste opake Metallschicht auf dem Substrat angeordnet wird, und über der ersten Metallschicht eine zweite opake Metallschicht angeordnet wird, die im sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen denselben Farbton wie die erste Metallschicht aufweist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die bei- den Metallschichten mit einer optischen Dichte von mehr als 0,5, bevorzugt mehr als 1,0, besonders bevorzugt von mehr als 1,2 aufgebracht werden.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Metallschichten mit einem Vakuumbeschichtungsverfahren auf- gebracht werden.
25. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Metallschicht eine Chromschicht aufgebracht wird.
26. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Metallschicht eine Aluminiumschicht aufgebracht wird.
27. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht eine Abstandsschicht aufgebracht wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab- Standsschicht aufgedruckt oder in einem Vakuumbeschichtungsverfahren aufgedampft wird.
29. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement mit einer Beugungsstruktur in Form einer Reliefstruktur versehen wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Substrat ein Prägelack aufgebracht wird, der Prägelack in Form einer gewünschten Beugungsstruktur geprägt wird und auf die geprägte Lackschicht die erste und zweite Metallschicht aufgebracht werden.
31. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass in die Metallschichten durch beide Metallschichten hindurchgreifende Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung eingebracht werden.
32. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 22 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Metallschicht nicht vollflächig aufgebracht wird.
33. Sicherheitspapier für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen, das mit einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 32 ausgestattet ist.
34. Datenträger, insbesondere Wertdokument, wie Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, der mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 32 ausgestattet ist.
35. Verwendung eines Sicherheitselements nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 32, eines Sicherheitspapier nach Anspruch 33 oder eines Datenträgers nach Anspruch 34 zur Fälschungssicherung von Waren beliebiger Art.
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