EP2200840B1

EP2200840B1 - Optisch variables sicherheitselement

Info

Publication number: EP2200840B1
Application number: EP08785823A
Authority: EP
Inventors: Christoph Mengel; Jörg Langer; Max Voit
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2028-09-04
Also published as: EP2200840A1; WO2009033601A1; DE102007043052A1; PL2200840T3

Description

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements sowie ein Sicherheitspapier und einen Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement.
Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Datenträgers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Die Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens, einer Abdeckfolie für eine Banknote mit Loch, eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens, eines selbsttragenden Transferelements oder auch in Form eines direkt auf ein Wertdokument aufgedruckten Merkmalsbereichs ausgebildet sein.
Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitselemente, die betrachtungswinkelabhängige visuelle Effekte zeigen, da diese selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheitselemente werden dazu mit optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrachtungswinkel einen anderen Farb- oder Helligkeitseindruck und/oder ein anderes graphisches Motiv zeigen.
In diesem Zusammenhang ist bekannt, Sicherheitselemente mit mehrschichtigen Dünnschichtelementen einzusetzen, deren Farbeindruck sich für den Betrachter mit dem Betrachtungswinkel ändert, und beim Kippen des Sicherheitsmerkmals beispielsweise von Grün nach Blau, von Blau nach Magenta oder von Magenta nach Grün wechselt. Das Auftreten derartiger Farbänderungen beim Verkippen eines Sicherheitselements wird im Folgenden als Farbkippeffekt bezeichnet.
Aus der Druckschrift WO 02/073250 A2 sind optisch variable Dünnschichtelemente bekannt, in deren Schichtaufbau zumindest eine Magnetschicht integriert ist. Die magnetischen Eigenschaften dieser optisch variablen Dünnschichtelemente können dann als zusätzliches Echtheitskennzeichen verwendet werden.
In der Druckschrift EP 1780 040 A2 ist ein Sicherheitselement beschrieben, bei dem in einem Teilbereich magnetisch ausgerichtete Pigmentteilchen vorliegen, die einen kinematischen visuellen Effekt erzeugen. Die magnetisch ausgerichteten Pigmentteilchen können dabei insbesondere auch optisch variable Eigenschaften aufweisen.
Die Druckschrift EP 1 669 213 A1 offenbart ein Sicherheitselement mit einer Beschichtung, die aus bestimmten Betrachtungsrichtungen transparent erscheint und einen visuellen Zugang zu der darunterliegenden Information gibt, während sie aus anderen Betrachtungswinkeln opak bleibt.
Die Druckschrift WO 2004/024836 A2 betrifft diffraktive Pigmentflocken, die selektiv ausrichtet sind, um ein Bild zu formen. In einer Ausgestaltung weisen die Flocken eine magnetische Schicht auf und sind so geformt, dass sie die Ausrichtung in einem Magnetfeld ermöglichen. In einer anderen Ausgestaltung enthalten die Flocken eine magnetisch diskontinuierliche Schicht.
Die Druckschrift EP 1 806 238 A2 betrifft einen optisch variablen Artikel, bei dem auf einer Oberfläche zwei beabstandete optische Einrichtungen vorgesehen sind. Eine optische Einrichtung enthält diffraktive Flocken, die zweite optische Einrichtung enthält nicht-diffraktive Flocken, die andere spezielle Effekteigenschaften, wie etwa einen Farbkippeffekt aufweisen können. Bei einem Einfallswinkel oder einem Betrachtungswinkel nahe der Senkrechten stimmen die Farben der optischen Einrichtungen überein, bei anderen Winkeln stimmen sie nicht überein. Die diffraktiven Flocken sind vorzugsweise magnetisch ausgerichtet, so dass die Gitterstrukturen parallel sind.
Die Druckschrift WO 2007/120683 A2 ist ein Dokument nach Artikel 54 (3) EPÜ. Sie betrifft ein Sicherheitsbild, das gebildet ist aus Flocken mit einer ersten Farbe, gleichmäßig gemischt innerhalb eines Trägers mit Flocken einer zweiten Farbe. Die Flocken mit der zweiten Farbe sind magnetisch ausrichtbar und die Flocken mit der ersten Farbe sind nichtmagnetisch und richten sich nicht in einem magnetischen Feld aus.
Die Druckschrift EP 1 970 753 A1 ist ein Dokument nach Artikel 54 (3) EPÜ. Sie stellt ein Identifikationsmedium mit einer Schichtstruktur bereit, umfassend laminierte Schichten aus einer magnetisch kontrollierbaren Schicht, in der magnetische Mikrokapseln verteilt sind ,und einer farbkippenden Schicht.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art weiter zu verbessern und insbesondere ein Sicherheitselement mit einem attraktiven visuellen Erscheinungsbild und hoher Fälschungssicherheit zu schaffen, das zudem eine intelligente Kombination mit weiteren, insbesondere darunterliegenden Sicherheitsmerkmalen erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements, ein Sicherheitspapier und ein Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der Erfindung weist ein gattungsgemäßes Sicherheitselement eine zumindest bereichsweise transluzente, optisch variable Farbschicht auf, die ein Motiv in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung zeigt, und bei dem die Farbschicht des Sicherheitselements erste, optisch variable Effektpigmente und zweite, magnetisch ausrichtbare Effektpigmente enthält, die magnetisch in Form des darzustellenden Motivs ausgerichtet sind.
Ein solches Sicherheitselement bietet eine Kombination attraktiver visueller Effekte, nämlich einerseits des optisch variablen Effekts der ersten Effektpigmente und andererseits des durch die magnetische Ausrichtung der zweiten Effektpigmente erzeugten Motivs, welches ein ausgeprägtes dreidimensional anmutendes Erscheinungsbild aufweist. Durch ihre zumindest bereichsweise vorliegende Transluzenz kann die optisch variable Farbschicht darüber hinaus mit weiteren darunterliegenden Sicherheitsmerkmalen, wie etwa einer informationsführenden Druckschicht oder einem Durchsichtsbereich kombiniert werden.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung bedeutet "transluzent" durchscheinend im Sinn einer gewissen oder vollständigen Lichtdurchlässigkeit und schließt somit auch Transparenz mit ein. Eine transluzente Schicht erlaubt es, die hinter bzw. unter ihr befindlichen Objekte wahrzunehmen, auch wenn durch die transluzente Schicht die Helligkeit der Objekte reduziert und/oder die Farbe der Objekte verändert sein kann. Ist die Lichtdurchlässigkeit einer Schicht dagegen so gering, dass die hinter bzw. unter ihr befindlichen Objekte nicht mehr erkennbar sind, ist sie nicht mehr transluzent, sondern wird als opak oder deckend bezeichnet.
Die Erfindung beruht nun auf dem Gedanken, eine Farbschicht mit zwei verschiedenen Effektpigmenten mit unterschiedlichen spezifischen Eigenschaften einzusetzen. Die ersten Effektpigmente sind dabei optisch variabel, während die zweiten Effektpigmente magnetisch ausrichtbar sind. Im Wesentlichen nur letztere, nicht aber die ersten Effektpigmente werden bei der Ausrichtung durch ein externes Magnetfeld in Form des darzustellenden Motivs magnetisch orientiert.
Diese Entkoppelung der optisch variablen und der magnetischen Eigenschaften erlaubt eine kostengünstige Herstellung, da Effektpigmente, die optisch variable und magnetische Eigenschaften in sich vereinen, einen höheren Herstellungsaufwand und damit auch einen höheren Kostenaufwand erfordern. Daneben sind derartige Effektpigmente typischerweise deckend, so dass eine intelligente Kombination mit anderen Druckverfahren oder Druckfarben nur sehr eingeschränkt möglich ist. Zudem stellt der erforderliche Schichtaufbau der Pigmente und die damit einhergehende selektive Reflexion stringente Anforderungen an die möglichen Schichtdicken des magnetischen Materials. Dies führt zu Beschränkungen bei den magnetischen Eigenschaften, insbesondere der Remanenz und der Koerzitivfeldstärke, die eine Erzeugung maschinenlesbarer Sicherheitselemente schwierig machen.
In der Erfindung enthält die optisch variable Farbschicht ein Pigmentgemisch mit den ersten und zweiten Effektpigmenten.
Die ersten Effektpigmente sind auf der Basis von cholesterochen flüssigkristallinen Polymeren hergestellte Pigmente
Die zweiten Effektpigmente sind bevorzugt auf Basis von hochreinem Eisenpulver gebildet und können beispielsweise aus reduzierend behandeltem Carbonyleisenpulver hergestellt sein. Vorteilhafte plättchenförmige Eisenpigmente können insbesondere der Druckschrift EP 1 251 152 B1 entnommen werden, deren Offenbarung zur Herstellung und Eigenschaften solcher Pigmente in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die zweiten Effektpigmente hartmagnetisch und erlauben so auf besonders zuverlässige Weise ein maschinelles magnetisches Auslesen des dargestellten Motivs. Vorzugsweise sind die zweiten Effektpigmente dazu in Form einer maschinenlesbaren magnetischen Codierung, wie etwa eines Barcodes, ausgerichtet. Selbstverständlich können die zweiten Effektpigmente grundsätzlich auch weichmagnetisch sein, wenngleich weichmagnetische Effektpigmente für das maschinelle magnetische Auslesen nicht so gut geeignet sind wie hartmagnetische Pigmente.
Bevorzugt sind die zweiten Effektpigmente nicht-sphärisch, beispielsweise nadelförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt sind Effektpigmente, die eine Plättchenform aufweisen. Im Weiteren wird der größte Durchmesser eines nicht-sphärischen Pigments als Länge oder Größe des Pigments bezeichnet, während die Dicke des Pigments als Pigmentdicke bezeichnet wird. Im Allgemeinen wird die Dicke der Pigmente mit dem kleinsten Durchmesser des Pigments identisch sein. Im Weiteren werden die Begriffe Länge, Größe und größter Durchmesser des Pigments sowie Dicke und kleinster Durchmesser des Pigments synonym verwendet. Das Verhältnis des größten zum kleinsten Durchmesser, also das Durchmesser-zu-Dickenverhältnis der nicht-sphärischen zweiten Effektpigmente beträgt vorzugsweise mehr als 5:1, bevorzugt mehr als 10:1. Besonders bevorzugt liegt dieses Verhältnis zwischen 40:1 und 400:1. Der größte Durchmesser, also die Länge der nicht-sphärischen zweiten Effektpigmente beträgt mit Vorteil mehr als 2 µm, bevorzugt mehr als 5 µm, besonders bevorzugt mehr als 10 µm und ganz besonders bevorzugt ca. 13 µm bis ca. 15 µm.
Die Verwendung von magnetisch ausrichtbaren Effektpigmenten im Mikrometerbereich und insbesondere im genannten Größenbereich hat einerseits den Vorteil, dass die Teilchenkonzentration verglichen mit Nanopartikeln geringer gehalten werden kann. Darüber hinaus richten sich diese Pigmente aufgrund des günstigeren Durchmesser-zu-Dickenverhältnisses ohne externe Kräfte besser parallel zur Schichtoberfläche aus.
Plättchenförmige Effektpigmente, insbesondere im bevorzugten Größenbereich und im bevorzugten Durchmesser-zu-Dicken-Bereich, können durch ein externes Magnetfeld relativ zur Schichtebene nach Wunsch orientiert werden. Sie geben dann, wie die Lamellen einer Jalousie, je nach Orientierung den Blick auf darunterliegende Schichten entweder weitgehend frei (annähernd senkrechte Orientierung relativ zur Schichtebene) oder blockieren ihn teilweise (schräge Orientierung relativ zur Schichtebene) oder vollständig (im Wesentlichen waagrechte Orientierung relativ zur Schichtebene). Bei hohen Durchmesser-zu-Dickenverhältnissen lassen sich hohe Kontraste zwischen transluzenten und deckenden Schichtbereichen einstellen.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die zweiten Effektpigmente plättchenförmig ausgebildet und sind in ersten Teilbereichen im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Farbschicht ausgerichtet, um transluzente Teilbereiche der Farbschicht zu bilden. Alternativ oder zusätzlich können plättchenförmige zweite Effektpigmente in zweiten Teilbereichen im Wesentlichen parallel zur Ebene der Farbschicht ausgerichtet sein, um deckende Teilbereiche der Farbschicht zu bilden.
Die optisch variable Farbschicht ist vorzugsweise durch eine Siebdruckschicht, in manchen Ausgestaltungen auch durch eine Stichtiefdruckschicht gebildet. Sie kann in allen genannten Ausgestaltungen zusätzlich blindverprägt sein, insbesondere zur Verstärkung des 3D-Effekts der magnetisch ausgerichteten Effektpigmente.
Zur Fixierung des magnetisch ausgerichteten Motivs ist die Farbschicht mit dem Pigmentgemisch vorzugsweise auf Basis eines UV-härtenden Farbsystems gebildet, wobei reine UV-Systeme, UV/wasserbasierte Systeme oder auch UV/lösemittelbasierte Systeme in Betracht kommen. Neben den ersten und zweiten Effektpigmenten kann die Farbschicht auch weitere Pigmente, insbesondere isotrope Pigmente und/ oder weichmagnetische Pigmente enthalten. Selbstverständlich können die weiteren Pigmente bzw. ganz allgemein weitere Zusatzstoffe alle visuell und/oder maschinell erfassbare Eigenschaften aufweisen, die den visuellen Eindruck des erfindungsgemäßen Sicherheitselements nicht oder nur geringfügig beeinträchtigen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die optisch variable Farbschicht auf einem Banknotenpapier oder auf einer farbigen Untergrundschicht aufgebracht. Als Substratmaterial für das Banknotenpapier kommt jede Art von Papier in Betracht, insbesondere Baumwoll-Velinpapier. Selbstverständlich kann auch Papier eingesetzt werden, welches einen Anteil x polymeren Materials im Bereich von 0 < x < 100 Gew.-% enthält.
Weiterhin ist es grundsätzlich denkbar, wenn auch gegenwärtig nicht bevorzugt, dass das Substratmaterial der Banknote oder ganz allgemein eines Datenträgers eine Kunststofffolie, z. B. eine Polyesterfolie, ist. Die Folie kann ferner monoaxial oder biaxial gereckt sein. Die Reckung der Folie führt unter anderem dazu, dass sie polarisierende Eigenschaften erhält, die als weiteres Sicherheitsmerkmal genutzt werden können.
Zweckmäßig kann es auch sein, wenn das Substratmaterial des Banknotenpapiers ein mehrschichtiger Verbund ist, der wenigstens eine Schicht aus Papier oder einem papierartigen Material aufweist. Ein solcher Verbund zeichnet sich durch eine außerordentlich große Stabilität aus, was für die Haltbarkeit des Papiers bzw. Datenträgers von großem Vorteil ist.
Denkbar ist aber auch, als Substratmaterial ein mehrschichtiges, papierfreies Kompositmaterial einzusetzen. Auch diese Materialien sind gegenwärtig nicht bevorzugt, können aber in bestimmten Klimaregionen der Erde mit Vorteil eingesetzt werden.
Alle als Substratmaterial eingesetzten Materialien können Zusatzstoffe aufweisen, die als Echtheitsmerkmale dienen. Dabei ist in erster Linie an Lumineszenzstoffe zu denken, die im sichtbaren Wellenlängenbereich vorzugsweise transparent sind und im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich durch ein geeignetes Hilfsmittel, z. B. eine UV- oder IR-Strahlung emittierende Strahlungsquelle, angeregt werden können, um eine sichtbare oder zumindest mit Hilfsmitteln detektierbare Lumineszenz zu erzeugen. Auch andere Sicherheitsmerkmale können mit Vorteil eingesetzt werden, sofern sie die Betrachtung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements nicht oder zumindest nicht wesentlich beeinträchtigen.
Untergrundschichten mit dunklen Farben führen in der Regel zu einer besonders hohen Brillanz der optisch variablen Effekte. Als Substrat kommt jedoch auch eine transparente oder transluzente Folie infrage. In diesem Fall kann das Sicherheitselement mit Vorteil in oder über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung eines Wertdokuments als Durchsichtssicherheitselement verwendet werden. Die Folie kann als ein eine Teilfläche des Substrats bedeckendes Patch oder als ein sich im Wesentlichen über die gesamte Länge oder Breite des Sicherheitspapiers oder Wertdokuments erstreckender Streifen ausgebildet sein. Als Materialien für die Folie kommen in erster Linie die Kunststoffe PET (Polyethylenterephthalat), PBT (Polybutylenterephthalat), PEN (Polyethylennaphthalat), PP (Polypropylen), PA (Polyamid), PE (Polyethylen) in Betracht. Die Folie kann ferner monoaxial oder biaxial gereckt sein.
In manchen Ausgestaltungen wird die Öffnung bereits bei der Herstellung des für die Banknote verwendeten Sicherheitspapiers erzeugt und weist einen faserigen, unregelmäßigen Rand auf. Ein solcher Rand ist charakteristisch für bereits bei der Blattbildung hergestellte Öffnungen und kann nicht nachträglich erzeugt werden. Einzelheiten zur Herstellung des faserigen, unregelmäßigen Rands können der WO 03/054297 A2 entnommen werden. Insoweit wird der Offenbarungsgehalt der WO 03/054297 A2 in die vorliegende Anmeldung aufgenommen. In anderen Ausgestaltungen wird die Öffnung erst nach der Papierherstellung durch Stanzen oder Schneiden, beispielsweise durch Laserstrahlschneiden, erzeugt.
Die optisch variable Farbschicht kann in einer Weiterbildung der Erfindung auf einer informationsführenden Untergrundschicht, insbesondere einer Siebdruckschicht oder einer Stichtiefdruckschicht aufgebracht sein. Da die Information in den transluzenten Bereichen der Farbschicht erkennbar, in den opaken Bereichen dagegen verdeckt ist, können Farbschicht und Untergrundschicht zur Erzeugung eines weiteren Echtheitsmerkmals zusammenwirken, wie weiter unten genauer erläutert.
Die Untergrundschicht kann mit Vorteil auch thermochrome Eigenschaften aufweisen, um ein interaktiv beeinflussbares Sicherheitselement zu schaffen. Eine solche thermochrome Untergrundschicht kann insbesondere so ausgelegt sein, dass bei ihrer Aktivierung durch Temperaturerhöhung der optisch variable Effekt der ersten Effektpigmente für den Betrachter verschwindet.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements zur Absicherung von Wertgegenständen, roil Anspruch 11.
Bevorzugt werden dabei die ersten und zweiten Effektpigmente zu einem Pigmentgemisch gemischt und gemeinsam verdruckt, vorzugsweise im Siebdruck- oder im Stichtiefdruck-Verfahren.
Das durch die magnetische Ausrichtung erzeugte Motiv wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung durch UV-Härten der Farbschicht bzw. der reinen Magnetschicht dauerhaft fixiert.
Die Erfindung umfasst ferner ein Sicherheitspapier für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen sowie einen Datenträger, insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, einen Pass, eine Urkunde, eine Ausweiskarte, Kreditkarte oder dergleichen. Das Sicherheitspapier bzw. der Datenträger sind erfindungsgemäß mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art ausgestattet. Das Sicherheitselement kann, insbesondere wenn es auf einem transparenten oder transluzenten Substrat vorliegt, auch in oder über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung des Sicherheitspapiers bzw. des Datenträgers angeordnet sein.
Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Herstellungsverfahrens, die Mittel zum Aufbringen der optisch variablen Farbschicht auf ein Substrat und Mittel zum magnetischen Ausrichten der zweiten Effektpigmente aufweist, wobei die Mittel zum magnetischen Ausrichten vorzugsweise durch eine Anordnung von Permanent- oder Elektromagneten gebildet sind.
Mit Vorteil wird dabei die optisch variable Farbschicht mit einem geeigneten Verfahren auf dem vorgesehenen Substrat aufgebracht und die zweiten Effektpigmente sodann ausgerichtet, z. B. durch einen magnetischen Druckzylinder. Anschließend wird die optisch variable Farbschicht samt dem durch die Ausrichtung der zweiten Effektpigmente gebildeten Motiv dauerhaft fixiert, was z. B. durch das vorstehend erwähnte UV-Härten erfolgen kann.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Mittel zum magnetischen Ausrichten durch ein magnetisches Sieb gebildet, so dass die zweiten Effektpigmente bereits beim Aufdrucken der Farbschicht bzw. der reinen Magnetschicht im Siebdruck magnetisch ausrichtbar sind.
Wird. die Farbschicht im Stichtiefdruck-verfahren aufgebracht, so können die Mittel zum magnetischen Ausrichten auch durch eine magnetische Stichplatte gebildet sein, so dass die zweiten Effektpigmente bereits beim Aufdrucken der Farbschicht bzw. der reinen Magnetschicht im Stichtiefdruck magnetisch ausrichtbar sind.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement,
Fig. 2: die Banknote der Fig. 1 im Bereich des Sicherheitselements im Querschnitt,
Fig. 3: ein interaktiv beeinflussbares Sicherheitselement nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt,
Fig. 4: ein Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt,
Fig. 5: eine Banknote mit einem erfindungsgemäßen Durchsichtssicherheitselement, das über einer durchgehenden Öffnung angeordnet ist, und

Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. Fig. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die mit einem in Fig. 2 im Querschnitt gezeigten erfindungsgemäßen Sicherheitselement 12 versehen ist.
Mit Bezug auf die Darstellung der Fig. 2 ist auf das Banknotenpapier 20 im Bereich des Sicherheitselements 12 eine Druckschicht 22 aufgebracht, die eine beliebige Information, wie etwa ein Linienmuster 24, eine alphanumerische Zeichenfolge, ein Logo oder dergleichen darstellen kann. Die Druckschicht 22 kann beispielsweise mittels Siebdruck oder Stichtiefdruck auf das Banknotenpapier 20 aufgebracht sein, wobei die Aufbringung der Druckschicht 22 besonders bevorzugt zusammen mit weiteren, in den Figuren nicht näher dargestellten Druckschichten erfolgt, die den sogenannten Untergrunddruck des Datenträgers bilden. Die weiteren Druckschichten können z.B. als Guillochen oder ähnliche Muster ausgebildet sein und, wie auch die Druckschicht 22, in Flexodruck auf den Datenträger aufgebracht sein.
Über die informationsführende Druckschicht 22 ist im Siebdruckverfahren eine optisch variable Farbschicht 26 mit einem Farbkippeffekt aufgedruckt, bei dem sich der Farbeindruck der Schicht 26 für den Betrachter beim Kippen des Sicherheitselements 12 z. B. von Grün bei senkrechter Aufsicht zu Blau bei schräger Betrachtung ändert. Denkbar ist aber auch ein Farbwechsel von z. B. kupferfarben nach Grün oder von goldfarben nach Grün.
Weiter enthält die Farbschicht 26 ein Motiv, das im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zur Illustration in Form eines einfachen Streifenmusters 28, 30 ausgeführt ist. Wie nachfolgend genauer erläutert, weist dieses Motiv 28, 30 aufgrund seines Zustandekommens durch die unterschiedliche Ausrichtung plättchenförmiger Pigmente 34, 36 für den Betrachter einen ausgeprägten 3D-Effekt auf.
Im Bereich der Streifen 30 ist die Farbschicht 26 dabei transluzent, so dass in den Teilbereichen 30 die Information 24 durch die Farbschicht 26 hindurch erkennbar ist. Im Bereich der Streifen 28 ist die Farbschicht 26 dagegen opak, dort wird die Information 24 der Druckschicht 22 verdeckt.
Um diese Kombination eines Motivs mit 3D-Effekt, Farbkippeffekt und partieller Sichtbarkeit der Untergrunddruckschicht 22 zu erzeugen, wird die Farbschicht 26 unter Verwendung eines Pigmentgemisches aus ersten Effektpigmenten 32 und zweiten Effektpigmenten 34, 36 aufgedruckt.
Bei den ersten Effektpigmenten 32 handelt es sich um optisch variable Pigmente, nämlich um auf der Basis von flüssigkristallinen Polymeren hergestellte Pigmente
Neben diesen optisch variablen ersten Effektpigmenten 32 enthält das Pigmentgemisch als zweite Effektpigmente magnetisch ausrichtbare, plättchenförmige Eisenpigmente 34, 36, die im Ausführungsbeispiel aus reduzierend behandeltem Carbonyleisenpulver hergestellt sind. Solche plättchenförmigen Eisenpigmente können mit einem hohen Verhältnis von Plättchendurchmesser zu Plättchendicke erzeugt werden, wobei der (größte) Plättchendurchmesser vorzugsweise zwischen 6 µm und 60 µm und die Plättchendicke insbesondere zwischen 40 nm und 250 nm liegt. Details der Herstellung und Eigenschaften solcher plättchenförmiger Eisenpigmente können der Druckschrift EP 1 251152 B1 entnommen werden, deren Offenbarung insoweit in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.
Für die Erzeugung der Farbschicht 26 wurden die ersten und zweiten Effektpigmente 32, 34, 36 gemischt und gemeinsam im Siebdruck verdruckt. Dann wurden die magnetisch ausrichtbaren zweiten Effektpigmente durch ein externes Magnetfeld teilweise ausgerichtet. Die Eisenpigmente 34, 36 orientieren sich dabei mit der Plättchenausdehnung entlang der Magnetfeldlinien, so dass die Eisenpigmente 36 in denjenigen Bereichen 30, in denen die Magnetfeldlinien beim Ausrichtschritt im Wesentlichen senkrecht zur Substratebene stehen, im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Farbschicht ausgerichtet werden, wie in Fig. 2 gezeigt. In denjenigen Bereichen 28, in denen die Magnetfeldlinien im Wesentlichen parallel zur Substratebene verlaufen, ergibt sich entsprechend eine im Wesentlichen in der Ebene der Farbschicht liegende Orientierung der Eisenpigmente 34.
Die plättchenförmigen Eisenpigmente 34, 36 werden erfindungsgemäß in Form eines gewünschten Motivs, im Ausführungsbeispiel in Form des Streifenmotivs 28, 30 ausgerichtet. Für das menschliche Auge erscheinen die so erzeugten Motive mit einem effektvollen, dreidimensional anmutenden Erscheinungsbild, das im Rahmen dieser Beschreibung auch als 3D-Effekt oder 3D-Eindruck des Motivs bezeichnet wird.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind der Einfachheit halber nur zwei Orientierungen, nämlich senkrecht (90°, Pigmente 36) bzw. parallel (0°, Pigmente 34) zur Substratebene gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass sich durch entsprechende Orientierung der Magnetfeldlinien beliebige Winkel α zwischen den Eisenpigmentplättchen und der Schichtebene einstellen lassen. Insbesondere können auch kontinuierliche, räumlich langsam variierende Übergänge in der Orientierung der Eisenpigmente erzeugt werden.
Die nicht-magnetischen ersten Effektpigmente 32 werden durch das externe Magnetfeld beim Ausrichtschritt nicht oder kaum beeinflusst, ihre Orientierung ist daher in den Teilbereichen 28 und 30 gleich.
Nach dem magnetischen Ausrichten der zweiten Effektpigmente 34, 36 wird die Farbschicht 26 getrocknet. Um das magnetisch erzeugte Motiv dauerhaft fixieren zu können, werden insbesondere UV-härtende Farbsysteme eingesetzt, wobei reine UV-Systeme, UV/wasserbasierte Systeme oder auch UV/lösemittelbasierte Systeme in Betracht kommen.
Wie ebenfalls in Fig. 2 zu erkennen, wirken die ausgerichteten Effektpigmente 34, 36 aufgrund ihrer plättchenförmigen Gestalt wie die Lamellen einer Jalousie, die den Blick auf die darunterliegenden Schichten freigeben oder ganz oder teilweise blockieren kann. In den Bereichen 28, in denen die Eisenpigmente 34 im Wesentlichen parallel zur Substratebene ausgerichtet sind, schränken sie die Sicht auf die darunterliegende Druckschicht 22 so stark ein, dass die Farbschicht 26 in diesem Bereich opak erscheint. Dabei ist zu bedenken, dass in der Praxis die deckende Wirkung der Pigmente 34 natürlich durch eine Vielzahl von Pigmenten herbeigeführt wird, die die wenigen Pigmente 34 der schematischen Darstellung der Fig. 2 um ein Vielfaches übersteigt. Dagegen geben die Eisenpigmente 36 in den Bereichen 30, in denen sie im Wesentlichen senkrecht zur Substratebene ausgerichtet sind, den Blick auf die Druckschicht 22 frei.
Aufgrund des relativ hohen Verhältnisses von Plättchendurchmesser zu Plättchendicke lässt sich ein hoher Kontrast zwischen deckenden Teilbereichen 28 und transluzenten Teilbereichen 30 erzeugen. Es versteht sich, dass durch einen kontinuierlichen Übergang der Plättchenorientierung auch ein weicher, kontinuierlicher Übergang zwischen transluzenten und deckenden Bereichen der Farbschicht 26 erzeugt werden kann.
Der Farbkippeffekt der vom externen Magnetfeld im Wesentlichen nicht beeinflussten ersten Effektpigmente 32 bleibt in beiden Teilbereichen 28, 30 sichtbar. Aufgrund der Überlagerung mit dem metallischen Glanz der parallel zur Substratoberfläche orientierten zweiten Effektpigmente 34 ist er allerdings im Teilbereich 28 in der Regel deutlich schwächer ausgeprägt als im Teilbereich 30. Die Brillanz des Farbkippeffekts im Teilbereich 30 hängt auch von der Gestaltung der Untergrundschicht ab, wobei bei der Verwendung dunkler Farben eine besonders hohe Brillanz erreicht wird.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 zeigt ein Sicherheitselement 40, das eine interaktive Beeinflussung des visuellen Erscheinungsbilds erlaubt. Dazu ist ein Substrat 42 mit einem Aufdruck 43, insbesondere einen Offsetaufdruck, in Form von Mustern und/ oder Zeichen 45 versehen. Auf dem Aufdruck 43 ist eine thermochrome Untergrundschicht 44 aufgebracht, beispielsweise im Siebdruck oder Stichtiefdruck. Auf dieser thermochromen Schicht 44 ist dann eine optisch variable Farbschicht 26 mit Motiv, wie in Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, aufgedruckt und magnetisch ausgerichtet.
Die thermochrome Schicht 44 ist so ausgelegt, dass der Farbkippeffekt der Farbschicht 26 bei der Aktivierung der thermochromen Schicht 44 für den Betrachter verschwindet und nur noch die Grobstruktur der ausgerichteten Magnetpigmente 34, 36 sichtbar ist. Wechselt die thermochrome Schicht 44 beispielsweise bei Aktivierung durch Temperaturerhöhung ihre Farbe von Schwarz (bzw. allgemein einem dunklen Erscheinungsbild) auf Weiß (bzw. allgemein einem hellen Erscheinungsbild), so wird die Brillanz des Farbkippeffekts bei der Aktivierung deutlich reduziert, bis hin zu einem Grad, bei dem der optisch variable Effekt der ersten Effektpigmente 32 für den Betrachter völlig verschwindet. Gleichzeitig ist durch die sehr helle Schicht 44 der Aufdruck 43 für den Betrachter zu erkennen. Bei Abkühlung wechselt die Farbe der thermochrome Schicht 44 wieder zurück zu Schwarz bzw. zu dem ursprünglichen dunklen Erscheinungsbild, und der Farbkippeffekt der Farbschicht 26 tritt wieder in Erscheinung. Gleichzeitig verdeckt die dunkle Schicht 44 dann wieder den unter ihr angeordneten Aufdruck 43.
Auf diese Weise kann eine 3D-Information und/oder ein optisch variabler Effekt durch Temperaturerhöhung interaktiv gelöscht bzw. auf eine zweidimensionale Information reduziert werden. Des Weiteren wirkt die thermochrome Schicht 44 quasi als interaktiver Schalter, mit dem der Blick auf den Aufdruck 43 bzw. die Information 45 für den Betrachter freigegeben werden kann. Das beschriebene Ausführungsbeispiel hat für den Betrachter demnach einen großen Wiedererkennungswert und im Allgemeinen eine sehr hohe Fälschungssicherheit.
Die thermochrome Schicht 44 kann ferner vollflächig ausgebildet oder auch mit einer Information, z. B. in Form von Mustern und/oder Zeichen, versehen sein. Sie kann auch eine Mischung unterschiedlicher thermochromer Farben mit unterschiedlichen Aktivierungstemperaturen aufweisen, so dass bei Temperaturerhöhung eine Kaskade sich verändernder optisch variabler Effekte entsteht.
Als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 4 ein Sicherheitselement 50, bei dem auf einem Substrat 52 eine Untergrundschicht 54 mit einer Bildinformation aufgebracht ist. Über der Untergrundschicht 54 ist im Siebdruckverfahren eine optisch variable Farbschicht 56 mit einem Pigmentgemisch 58, 60 verdruckt, dessen erste Effektpigmente 58 auf der Basis von cholesterischen flüssigkristallinen Polymeren hergestellt sind. Diese lasierenden optisch variablen Effektpigmente 58 erscheinen in senkrechter Aufsicht z. B. Grün und beim Verkippen Blau. Natürlich ist auch ein Farbwechsel von kupferfarben nach Grün oder von goldfarben nach Grün realisierbar.
Die zweiten Effektpigmente 60 sind durch plättchenförmige Eisenpigmente gebildet, die im Ausführungsbeispiel einen mittleren Plättchendurchmesser von 20 µm bis 30 µm und eine Dicke von einigen zehn bis zu einigen hundert Nanometern (nm) aufweisen. Werden diese zweiten Effektpigmente 60 durch einen externen punktförmigen Magneten 66 ausgerichtet, so ergibt sich ein rotationssymmetrisches Orientierungsmuster, wie es in Fig. 4 im Querschnitt schematisch dargestellt ist. Der übersichtlicheren Darstellung halber sind die zweiten Effektpigmente 60 in Fig. 4 mit kurzen Strichen und die ersten Effektpigmente 58 als Kreisscheiben dargestellt, obwohl letztere ebenfalls nicht-sphärisch, beispielsweise in Form von Nadeln oder Plättchen ausgebildet sein können. Da die ersten Effektpigmente 58 jedoch durch das externe Magnetfeld praktisch nicht beeinflusst werden, ist ihre Orientierung über die gesamte Fläche der gedruckten Farbschicht 56 im Wesentlichen homogen.
Nach der Fixierung der magnetischen Ausrichtung der zweiten Effektpigmente 60 entsteht ein mit dem Farbkippeffekt der ersten Effektpigmente 58 kombiniertes, ringförmiges 3D-Motiv mit weichen kontinuierlichen Übergängen. In einem zentralen Bereich 62, in dem die zweiten Effektpigmente 60 im Wesentlichen senkrecht zur Substratebene ausgerichtet sind, ist die Farbschicht 56 bei senkrechter Betrachtung transluzent und die Bildinformation der Untergrundschicht 54 ist für den Betrachter 64 sichtbar. Außerhalb des zentralen Bereichs 62 sind die zweiten Effektpigmente 60 zunehmend aus der Senkrechten verkippt, so dass die Farbschicht 56 nach Art einer sich schließenden Jalousie zunehmend deckend wirkt, bis die Bildinformation für den Betrachter 64 nicht mehr erkennbar ist.
Wie in Fig. 4 ebenfalls zu erkennen, ergibt sich bei schräger Betrachtung des Sicherheitselements ein etwas verschobener Bereich 62', in dem die zweiten Effektpigmente 60 für den Betrachter 64' senkrecht orientiert sind und die Farbschicht 56 damit transluzent erscheint. Entsprechend ist für den Betrachter 64' ein leicht verschobener Ausschnitt der Bildinformation der Untergrundschicht 54 erkennbar, während die Bildinformation außerhalb des Bereichs 62' zunehmend verdeckt wird.
Beim Kippen des Sicherheitselements 50 ist daher jeweils ein leicht unterschiedlicher Bereich der Bildinformation erkennbar, so dass die Bildinformation für den Betrachter "wegzuschwimmen" scheint. Dieser Bewegungseffekt ist selbstverständlich mit dem bereits beschriebenen 3D-Effekt des Motivs und dem Farbkippeffekt der ersten Effektpigmente 58 kombiniert.
Anstelle der beispielhaft beschriebenen einfachen Ringstruktur, wie sie mithilfe eines Punktmagneten erzeugt werden kann, lassen sich durch geeignete magnetische Ausrichtung selbstverständlich auch wesentlich komplexere Motive erzeugen.
Die optisch variable Farbschicht mit dem Pigmentgemisch kann nicht nur auf einem opaken oder im Wesentlichen opaken Substrat, sondern auch auf einer transparenten oder transluzenten Folie aufgedruckt sein. Wie in Fig. 5 gezeigt, kann eine solche Folie mit der optisch variablen Farbschicht über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung 72 einer Banknote 70 angeordnet werden und ein Durchsichtssicherheitselement 74 bilden.
In Durchsicht ist dabei lediglich die magnetische Ausrichtung der zweiten Effektpigmente zu erkennen, die in Fig. 5 beispielhaft durch eine Ringstruktur 76 angedeutet ist. Der Farbkippeffekt der ersten Effektpigmente ist wegen des hellen Hintergrunds bei Durchsicht dagegen praktisch unsichtbar. Legt man die Banknote 70 auf einen dunklen Untergrund, so tritt zusätzlich zur 3D-Wirkung des magnetisch ausgerichteten Motivs 76 auch der Farbkippeffekt der ersten Effektpigmente in Erscheinung.
Ein solcher dunkler Untergrund kann auch auf der Banknote 70 selbst bereitgestellt sein. Beispielsweise kann ein dunkler Druckbereich so auf der Banknote angeordnet sein, dass das Durchsichtssicherheitselement 74 durch Falten der Note auf dem dunklen Druckbereich zu liegen kommt. Zur weiteren Echtheitsabsicherung kann der Druckbereich eine zusätzliche Information enthalten, von der nach dem Falten der Banknote nur noch der im transluzenten Bereich liegende Teil sichtbar ist.
Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die optisch variable Farbschicht zusätzlich im Stichtiefdruck blindverprägt werden, insbesondere zur Verstärkung des optischen 3D-Eindrucks. Die bevorzugt eingesetzten plättchenförmigen Eisenpigmente sind hartmagnetisch, so dass ihr Orientierungsmuster auch als maschinenlesbares Echtheitskennzeichen eingesetzt werden kann.
Weiter resultieren aus der anisotropen Geometrie der Eisenplättchen und einer bereichsweise unterschiedlichen Ausrichtung anisotrope magnetische Eigenschaften der Farbschicht. Auf diese Weise lassen sich durch Anlegen eines motivbildenden Magnetfelds in einer homogen aufgebrachten Farbschicht Bereiche mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften erzeugen, die ebenfalls maschinell ausgelesen werden können. Es versteht sich, dass die ersten und zweiten Effektpigmente auch mit weiteren Pigmenten, insbesondere mit isotropen Pigmenten und/ oder weichmagnetischen Pigmenten, kombiniert werden können, die für sich im Wesentlichen keine Modulation der magnetischen Eigenschaften der Farbschicht ermöglichen. Beim Siebdruckverfahren kann die Ausrichtung der magnetisch ausrichtbaren Effektpigmente auch durch die Verwendung magnetischer Siebe erfolgen. Im Stichtiefdruckverfahren kommt für diesen Zweck die Verwendung magnetischer Stichplatten in Betracht. Wie bereits erwähnt, ist die magnetische Ausrichtung der Effektpigmente ferner auf besonders einfache Weise nach dem Aufbringen der optisch variablen Farbschicht durch ein geeignetes Magnetfeld möglich.

Claims

Optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen mit einer zumindest bereichsweise transluzenten, optisch variablen Farbschicht, die ein Motiv in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung zeigt, bei dem die optisch variable Farbschicht ein Pigmentgemisch mit ersten und zweiten Effektpigmenten enthält, wobei
- die ersten Effektpigmente nicht-magnetische, optisch variable Effektpigmente sind, die durch auf der Basis von cholesterischen flüssigkristallinen Polymeren hergestellte Pigmente gebildet sind, und

- die zweiten Effektpigmente magnetisch ausrichtbare Effektpigmente sind, die magnetisch in Form des darzustellenden Motivs ausgerichtet sind.
Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente auf Basis von hochreinem Eisenpulver gebildet sind und/oder hartmagnetisch sind.
Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente nicht-sphärisch, insbesondere plättchenförmig ausgebildet sind, wobei das Verhältnis des größten zum kleinsten Durchmesser (Durchmesser-zu-Dickenverhältnis) der nicht-sphärischen zweiten Effektpigmente insbesondere mehr als 5:1, bevorzugt mehr als 10:1 beträgt, und besonders bevorzugt zwischen 40:1 und 400:1 liegt.
Sicherheitselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Durchmesser der nicht-sphärischen zweiten Effektpigmente mehr als 2 µm, bevorzugt mehr als 5 µm, besonders bevorzugt mehr als 10 µm und ganz besonders bevorzugt ca. 13 µm bis ca.15 µm beträgt.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente plättchenförmig ausgebildet sind und in ersten Teilbereichen im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Farbschicht ausgerichtet sind, um transluzente Teilbereiche der Farbschicht zu bilden, und/ oder dass die zweiten Effektpigmente plättchenförmig ausgebildet sind und in zweiten Teilbereichen im Wesentlichen parallel zur Ebene der Farbschicht ausgerichtet sind, um deckende Teilbereiche der Farbschicht zu bilden.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht durch eine Siebdruckschicht oder durch eine Stichtiefdruckschicht gebildet ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbschicht mit dem Pigmentgemisch auf Basis eines UV-härtenden Farbsystems gebildet ist und/oder dass die Farbschicht neben den ersten und zweiten Effektpigmenten weitere Pigmente, insbesondere isotrope Pigmente und/oder weichmagnetische Pigmente, enthält.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht auf einem Banknotenpapier, auf einer farbigen Untergrundschicht, vorzugsweise einer Untergrundschicht mit einer dunklen Farbe, oder auf einer transparenten oder transluzenten Folie aufgebracht ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht auf einer informationsführenden Untergrundschicht, insbesondere einer Siebdruckschicht oder einer Stichtiefdruckschicht, aufgebracht ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht auf einer thermochromen Untergrundschicht aufgebracht ist, wobei die thermochrome Untergrundschicht bevorzugt so ausgelegt ist, dass bei ihrer Aktivierung durch Temperaturerhöhung der optisch variable Effekt der ersten Effektpigmente für den Betrachter verschwindet, und wobei die thermochrome Untergrundschicht bevorzugt über einem Aufdruck, insbesondere einem Aufdruck in Form von Mustern und/oder Zeichen, angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements zur Absicherung von Wertgegenständen, bei dem
- auf ein Substrat eine zumindest bereichsweise transluzente, optisch variable Farbschicht aufgebracht wird, die ein Pigmentgemisch mit ersten und zweiten Effektpigmenten enthält, wobei
-- die ersten Effektpigmente nicht-magnetische, optisch variable Effektpigmente sind, die durch auf der Basis von cholesterischen flüssigkristallinen Polymeren hergestellte Pigmente gebildet sind, und

-- die zweiten Effektpigmente magnetisch ausrichtbare Effektpigmente sind, und

- die zweiten Effektpigmente durch ein externes Magnetfeld ausgerichtet werden, um ein Motiv in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung zu bilden, wobei die ersten Effektpigmente bei der Ausrichtung der zweiten Effektpigmente nicht in Form des Motivs magnetisch orientiert werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Effektpigmente zu einem Pigmentgemisch gemischt und gemeinsam verdruckt werden.
Sicherheitspapier oder Datenträger mit einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Sicherheitselement bevorzugt in oder über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung des Sicherheitspapiers oder Datenträgers angeordnet ist, und wobei der Datenträger bevorzugt eine Banknote, ein Wertdokument, ein Pass, eine Urkunde oder eine Ausweiskarte ist.