EP2920004B1 - Sicherheitselement für ein wert- und/oder sicherheitsdokument - Google Patents

Sicherheitselement für ein wert- und/oder sicherheitsdokument Download PDF

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EP2920004B1
EP2920004B1 EP13798963.8A EP13798963A EP2920004B1 EP 2920004 B1 EP2920004 B1 EP 2920004B1 EP 13798963 A EP13798963 A EP 13798963A EP 2920004 B1 EP2920004 B1 EP 2920004B1
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EP
European Patent Office
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optical structure
security element
security
coating
color
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Roland Gutmann
Alexander MOMBRÉE
Michael Knebel
Christian Kunath
Jens Ehreke
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Bundesdruckerei GmbH
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Bundesdruckerei GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a security element for a value and / or security document, which is applied to a transparent layer, e.g. a film, wherein the security element has a first periodic optical structure on the first side of the transparent layer and a second periodic optical structure on the second side opposite the first side of the transparent layer.
  • the invention further relates to a value and / or security document with such a security element.
  • a transparent layer e.g. to provide a foil.
  • a transparent film may include, for example, a protective layer or a see-through element as a security element.
  • Security elements which represent high-quality copy protection elements, either require expensive production or production processes, such as, for example, the hologram, special and often expensive special pigments or other production-related aids for producing and displaying variable information or effects.
  • copy protection elements are known which have a so-called tilt effect when viewed from different angles.
  • these elements produce interference effects, also known as moire patterns.
  • moire patterns also known as moire patterns.
  • the pamphlets WO 97/47478 A1 and EP 0 967 091 A1 describe safety elements that show a color or brightness variation of an image in transmitted light.
  • a security element for copy protection in which on a substantially transparent substrate on a first side a halftone line structure having a first frequency is applied and on the second side a marking substance.
  • the marker has two distinct regions, the first region including a second halftone line structure at a second frequency and the second region including a third halftone line structure at a third frequency.
  • the halftone line structures form a (partial) coating of the substrate.
  • the object of the present invention is therefore to provide a security element which makes a copy protection element inexpensive and easy to manufacture, which also has a higher security against counterfeiting.
  • the object is to be able to equip this simple and cost-effective with such a security element.
  • the security element has a first periodic, optical structure, for example a line grid or a dot matrix, which has a first coating formed on the first side of the transparent layer, and a second periodic optical structure, such as a line grid or a dot pattern, which forms a second coating on the first side of the transparent layer opposite second side, wherein the first optical structure and the second optical Structure are arranged overlapping so that they show a color change effect for an external observer under a certain predetermined angle to the surface of the provided with the coatings transparent layer or illumination angle of the used for verification, in particular a UV lamp, the first coating first color and the second coating at least a second color, which is different from the first color has.
  • a first periodic, optical structure for example a line grid or a dot matrix
  • a second periodic optical structure such as a line grid or a dot pattern
  • the security element according to the invention thus advantageously provides a color change effect which can be realized inexpensively and simply by the use of printing technology alone. A surface structuring is not necessary.
  • the solution according to the invention makes use of the development of the technique to the extent that it is possible today to realize a high register-accurate printing on different sides of a layer, for example different sides of the film, by means of a suitable turning device. Due to the two-sided printing of the optical structures with different, visible to the viewer, suitable colors (first color, second color) is carried out by tilting the security element, an increasing overlay of the colors or an increasing separation of the colors arranged on both sides of the transparent layer are. As a result, a viewing angle or illumination angle-dependent, adjustable color tone change (color change effect) is achieved.
  • the security element according to the invention is characterized by a high security against counterfeiting due to the high requirements with regard to the registration accuracy of the structures and is particularly suitable for increasing the security against counterfeiting for ID1 / ID3 plastic cards with multilayer construction.
  • the inventive Security element especially a high security against counterfeiting, if the color of the first coating and the color of the second coating are difficult to separate. Furthermore, the spatial separation of the colors of the first coating and the second coating achieves a visible color change, which has a 3D effect (tilting effect) due to the structure of the security element. When copying or scanning, this tilting effect disappears because the layers of the first and second coatings are collapsed.
  • color in the context of the present invention refers to the individual visual perception (body color) of the security element which is caused by reflection, absorption and / or emission of electromagnetic radiation on and / or in the security element and by a viewer when looking at the security element is perceived from a certain angle.
  • the color and, correspondingly, the color changes of the optical structures can e.g. in the RGB, CMYK or HSV color space or in the CIELAB color space for body colors or in the CIE xy color space for self-luminous colors.
  • the visible to the viewer color results from a combination of additive and / or subtractive color mixing of the color of the first coating and the color of the second coating, when the facing the viewer coating is transparent.
  • additive color mixing results, in particular, for electromagnetic radiation of a specific wavelength range emitted by the first coating and / or the second coating, and also plays a role for the structural elements of the first optical structure and the second optical structure that lie next to one another at the respective viewing angle .
  • the subtractive color mixture occurs in all classic colors (absorption colors) and is particular Of importance for the structural elements, each with an absorption color, which are superimposed at the respective viewing angle.
  • the coating facing the viewer is substantially non-transparent, in particular not for UV light and / or visible light.
  • a color-changing effect may arise, at least from a certain, predetermined point of view, as a result of the optical structure of the coating facing away from the viewer at least partially disappearing under the optical structure of the coating facing the viewer and thus not on the additive and / or subtractive color mixing.
  • the color impression offered to the external observer is therefore determined substantially or completely by the optical structure of the coating facing the observer.
  • lateral illumination by means of a UV light source can stimulate the coating remote from the viewer to luminesce, which luminescence is then perceived by the viewer.
  • the layer With regard to the transparency of the transparent layer arranged between the first optical structure and the second optical structure, it is necessary for the layer to be transparent above all for at least a partial region of the visible wavelength range (380 nm to 780 nm) or the UV wavelength range. If a coloring agent (eg a pigment) is used for the first optical structure and / or the second optical structure, which is excited in a wavelength range arranged outside the visible wavelength range, then it is necessary for the transparent layer additionally to be used for this excitation Wavelength range, which is preferably in the IR wavelength range or in the UV wavelength range, is additionally transparent.
  • a coloring agent eg a pigment
  • the transparent layer may be composed of two or more films or other layers.
  • the films or other layers which carry the first optical structure and the second optical structure may need to be assembled with high register accuracy during the production of the security element.
  • the color change effect achieved is particularly clear to the observer if the first optical structure and the second optical structure are arranged relative to one another such that the elements of the first optical structure, for example, the lines of the first optical structure, are located below a specific, predetermined viewing angle range or illumination angle range Elements of the second optical structure, for example, completely cover the lines of the second optical structure.
  • This means that in this viewing angle range if the coating facing the viewer is transparent, the viewer will subtractively and almost completely absorb the subtle and / or additive color mixture of the colors of the two structures or, if closer to the viewer, completely or nearly completely absorb the light used for viewing, only perceives black elements of the first optical structure, while the second structure is no longer or only partially visible.
  • the object according to the invention is in particular achieved by a security element which is coated on a layer which is transparent in the visible and UV wavelength ranges, e.g. a film, wherein the security element has a first periodic optical structure in the form of a line grid or a dot pattern, which forms a first coating on the first side of the transparent layer, and a second periodic optical structure in the form of a line grid or a dot matrix which forms a second coating on the second side opposite the first side of the transparent layer, wherein the first optical structure and the second optical structure are overlapped such that they are for an external observer at a certain, predetermined viewing angle and under UV Irradiation show a color change effect, wherein the first coating comprises a first color, which is not transparent to UV light and includes pigments that have a visible colorful or achromatic body color, and the second coating at least a second color, which of the first color ve different and contains luminescent pigments, wherein the first optical structure and the second optical structure are arranged to each other such that the
  • the thickness of the transparent layer in a preferred embodiment in the range of 50 microns to 800 microns, preferably in the range from 70 microns to 250 microns, more preferably in the range of 100 microns to 150 microns. Since the tilting of the security element necessary for the color change effect depends on the film thickness and the spacing of the structural elements, eg the lines or the dots, the first optical structure and / or the second optical structure, this layer thickness is particularly well suited for the desired color change effect together with the usual line spacing of a line grid or dot matrix.
  • the color change effect can be seen particularly clearly for the observers if the first optical structure and the second optical structure are each designed as a line grid and if these line grids run parallel to one another at least in sections.
  • the distance between two adjacent structural elements e.g. between two lines or two points, the first optical structure and / or the second optical structure 0.1 to 100 times the thickness of the transparent layer, preferably 0.5 to 10 times the thickness of the transparent layer , particularly preferably 0.5 times to 3 times the thickness of the transparent layer.
  • the width of the structural elements for example the width of the lines or the dots, of the first optical structure and / or second optical structure is 0.1 times to 100 times the thickness of the transparent layer, preferably the 0.5 times to 10 times the thickness of the transparent layer.
  • the width of the structural elements in a 100 micron thick film as a transparent layer can be about 100 microns to 200 microns.
  • the color difference of the first and / or the at least one second color between the state before and after the color change have a predetermined, sufficient value, preferably a value of ⁇ E> 10.
  • the most suitable are complementary colors. If the colors are too similar, a color change (dE> 10) can not be detected.
  • the first color and the at least one second color may be formed as metameric colors, ie achieve the same color impression before and / or after tilting.
  • the difference in color can only be recognized by arranging a filter between the security element and the observer, wherein the filter absorbs a predetermined wavelength range of the light and thus makes the color-changing effect visible.
  • the first optical structure and / or the second optical structure in their entirety contain visual and / or textual and / or numerical information.
  • the information represents a personalization.
  • Personalization is defined as pictorial and / or textual and / or numerical information that is unique or individual, e.g. for the holder of the value and / or security document having the security element or for the value and / or security document itself.
  • Such a personalization may be, for example, a serial number e.g. a banknote, the image or personal data and the like of the document holder, e.g. of the passport holder, or a ticket number.
  • the first optical structure and / or the second optical structure by means of a printing process, for example by means of flat, high, low, solid and / or digital printing, preferably by intaglio printing, by means of an offset printing method or by means of an inkjet Printing process, applied.
  • a printing process for example by means of flat, high, low, solid and / or digital printing, preferably by intaglio printing, by means of an offset printing method or by means of an inkjet Printing process, applied.
  • the process of inkjet printing is advantageous for applying a personalization that changes for each security element.
  • one of the first optical structure or the second optical structure is designed, for example, as a fixed line grid.
  • the respective other optical structure is then calculated in such a way and according to e.g. also printed as a line grid, that of the at least two pieces of information represented at different tilt angles, information includes personalization, such as the document owner's picture.
  • the first coating additionally comprises luminescent pigments, which preferably emit electromagnetic radiation having a wavelength which is different from the wavelength of the luminescent pigments of the second coating.
  • luminescent pigments which preferably emit electromagnetic radiation having a wavelength which is different from the wavelength of the luminescent pigments of the second coating.
  • luminescent pigments in particular fluorescent pigments
  • host lattices doped with rare earth metals for example ytterbium, praseodymium, neodymium, europium, terbium, cerium, dysprosium, holmium, thulium, samarium-doped garnets, perovskites, oxides, sulfides, oxysulfides, phosphates, silicates , Fluorides, nitrides or selenides used, possibly with traces of heavy metals such as silver, copper, manganese.
  • rare earth metals for example ytterbium, praseodymium, neodymium, europium, terbium, cerium, dysprosium, holmium, thulium, samarium-doped garnets, perovskites, oxides, sulfides, oxysulfides, phosphates, silicates , Fluor
  • organic luminescent materials may be used, for example, rhodamines, perylene dyes, isoindolinones, quinophthalones, oxazinones, coumarins, perinone dyes.
  • rhodamines perylene dyes
  • isoindolinones quinophthalones
  • oxazinones coumarins
  • perinone dyes The preparation of such luminescent materials is known to the person skilled in the art and described, for example, in the document WO 81/03508 A1 ,
  • luminescent pigments are, for example, LUMILUX CD 740 and LUMILUX Green CD 702 from Honeywell, Paliosecure Yellow from BASF and Cartax from Clariant.
  • Other luminescent materials can also be added to the " Phosphor Handbook ", 2nd Edition, ISBN-13 978-0849335648 or the book " Optical Document Security, 3rd Edition, ISBN-13 978-1580532587 be removed.
  • the security element can be realized in a particularly simple manner if it is arranged in a window of the security and / or security document.
  • Fig. 1 shows a transparent to visible light film 1 with a first line grid 10 as a first optical structure on the top and a second line grid 20 as a second optical structure on the underside of the film 1.
  • the film 1 consists for example of PC, PET, PETG, PVC, PE, PA and has a thickness d in the range of 50 microns to 300 microns. If the film 1 consists of PC, this preferably has a thickness in the range of 100 .mu.m to 150 .mu.m.
  • the first line grid 10 and the second line grid 20 are in Fig. 1 to 7 simplified represented by a single line or two or three lines, which are each shown perpendicular to the direction from the side.
  • the relevant optical structure in each case has a line grid, ie a multiplicity of parallel lines.
  • the embodiments shown can alternatively be realized as a dot matrix. In other embodiments, as periodic optical structures, grids of squares, triangles, hexagons, rectangles, and / or similar geometric shapes may be used.
  • the lines of the first line grid 10 and the second line grid 20 are arranged so that they are not just above each other when viewed vertically. This means that the space between adjacent lines of the first line screen 10 is at least as large or larger than the width of the lines of the second line screen 20.
  • the lines of the first line screen 10 and the second line screen 20 are viewed from one direction Perpendicular to the surface of the film 1 (see lines of sight 4, 5) each perceived in their own, separate color.
  • the lines of the first line grid 10 appear to the viewer as lines of red color and the lines of the second line screen 20 through the film 1 as lines of yellow color. The observer thus sees from a direction perpendicular to the surface of the Slide 1 has a structure containing adjacent red and yellow lines.
  • the light beam 1 passes the lines of the first line screen 10 in a region dependent on the tilt angle and then reaches the lines of the second line screen 20 (see line of sight 8). Therefore, the colors of the superimposed optical structures influence each other in this area, so that, according to the laws of subtractive color mixing, the observer sees at an angle areas having an orange color. This color change from red or yellow to orange represents the color change effect explained above.
  • FIG. 2 shown security element corresponds to the in Fig. 1 sketched security element with the difference that even when viewed from above vertically, ie perpendicular to the surface of the film 1, the line grid 10 and 20 are partially arranged one above the other, so that the viewer recognizes areas from the vertical viewing direction, which have an orange color ( see line of sight 7).
  • the line grid 10, 20 of in Fig. 1 and 2 Security elements shown were each printed on the film 1 from both sides, for example by means of offset or inkjet printing.
  • the color of the lines of the line grid results in each case by corresponding pigments, which are contained in the respective printing ink.
  • the colors of the lines of security elements according to Fig. 1 and 2 are generated by illumination with visible light.
  • FIGS. 3 and 4 become the Figures 1 and 2 very similar security elements shown.
  • the first embodiment of Fig. 3 analogous to the security element according to Fig. 1
  • the second embodiment according to Fig. 4 analogous to the security element according to Fig. 2
  • Both The inks used for the first line grid 10 'and the second line grid 20' are, in contrast to the printing inks used for the line screens 10, 20 Figures 1 and 2 to pigments which emit electromagnetic radiation in the visible wavelength range when irradiated with light from the UV wavelength range by means of a UV lamp 12.
  • the in the first line grid 10 'in Fig. 3 For example, pigments used emit light from the visible red wavelength range and the pigments used in the second line grid 20 'emit light from the visible green wavelength range.
  • the observer recognizes red and green staggered lines from a direction perpendicular to the surface of the film 1 of the first exemplary embodiment of a security element according to the invention (see lines of sight 4, 5).
  • parts of the line grids 10 'and 20' lie one above the other and the observer now perceives dark brown lines in certain areas (see line of sight 8).
  • Fig. 4 Analogous to Fig. 2 are the in Fig. 4 shown line grid 10 ', 20' partially over each other. As a result, regions which already appear brown when viewed from vertically above (see line of sight 7) already appear brown due to the red-emitting first optical structure and the green-emitting second optical structure.
  • the third to fifth embodiments include line patterns arranged completely or partially directly above each other.
  • the upper first line grid 30, 30 'facing the observer completely absorbs the UV light irradiated by the UV lamp 12 and does not emit electromagnetic radiation in the visible wavelength range, so that the observer sees correspondingly black lines.
  • the UV lamp 12 differently arranged in the representation preferably behind the viewer's eye. This also applies to the FIGS. 3 and 4 ,
  • a second line screen 40 directly below the first line screen 30 is arranged in the third and fourth embodiments such that the lines of the second line screen 40 and 40 'are completely hidden by the lines of the first line screen 30 in a state in which the viewer perpendicular to the surface of the substrate 1 looks (see each line of sight 14). Therefore, the observer sees only black lines at this angle and in a small area around this angle.
  • the second line grid 40 'in this exemplary embodiment represents a composite line grid of adjacent lines with pigments which emit light of different color under UV irradiation.
  • the lines of the second line screen 40 ' are exemplarily composed of a first line 41 that emits light from the red wavelength range and a second line 42 that emits light from the green wavelength range. Due to the composite design of the second line grid 40 ', two color change effects are observed in this embodiment.
  • the observer looks from a first, oblique direction onto the security element (see line of sight 18), he sees past the first line grid 30 on the second lines 42 of the second line screen 40 'and sees a green color. If the observer tilts the security element in the opposite direction, starting from the vertical viewing direction, then the viewer, when tilted, recognizes a certain, given angles, the first lines 41 of the second line grid 40 ', which emit light from the red wavelength range.
  • FIG. 7 shown embodiment may be used as a combination of in Fig. 3 and Fig. 5 illustrated embodiments are considered.
  • First lines 41 'of the second line grid 40 "are arranged in the space between two lines of the first line grid 30' when viewed from the vertical direction (see line of sight 15) and therefore also visible when viewed from above (see view 17 '). The observer therefore sees black and red lines under UV irradiation from the vertical direction, and the second lines 42 'of the second line screen 40 "are analogous to those in FIG Fig. 5 embodiment shown below the lines of the first line grid 30 'and are therefore only when tilting the security element to the vertical by a certain predetermined angle visible (see lines 18 and 19).
  • the foils 1 'of the embodiments 1 to 5 must also be transparent to the UV wavelength range in order to allow excitation of the pigments of the lines of the second line raster 20', 40, 40 ', 40 ".
  • the position of the light source (UV lamp 12) can be changed while the position of the observer remains unchanged.
  • the first line grid 30, 30 ' consists of a color layer which is UV absorbing and transparent to visible light. It is achieved with the emitting under UV radiation second line grid 40, 40 'and 40 "for the viewer the same effect as in the in the Fig. 5 to 7 illustrated variant.
  • the embodiments according to the FIGS. 3 to 7 are also produced by means of two-sided offset printing or inkjet printing on the film 1 '.
  • the printing inks contain pigments which emit light in the visible wavelength range when irradiated in the UV wavelength range.
  • Fig. 8 shows a sixth embodiment of a security element according to the invention in the form of an eagle, which is analogous to the in Fig. 6 shown embodiment of two line grids 30, 40 'composed, wherein the security element on a security and / or security document in the form of a badge 50 (see Fig. 9 ) is arranged.
  • the first line grid 30, which is composed of a plurality of black lines, is provided.
  • the second line grid 40 ' is arranged, which consists of a plurality of first (eg red, dotted lines shown here) 41 and second (eg, green, shown in phantom) lines 42, wherein each a first line 41 is adjacent to a second line 42.
  • FIG Fig. 12 illustrated by the known CIE color system.
  • the first dot “red” represents the color of the first line screen 10, 10 'of the examples Fig. 1 to 4 , the color for the lines of the second line screen 40 of the third embodiment ( Fig. 5 ) as well as the color for the first lines 41, 41 'of the second line grid 40', 40 "of the fourth to sixth embodiments ( Fig. 6 to 11 ) for a security element according to the invention.
  • the second point “green” represents the color of the second line grid 20 'of the first and second embodiments ( Fig. 3 to 4 ) as well as the color for the second lines 42, 42 'of the second line grid 40', 40 "of the fourth to sixth embodiments ( Fig. 6 to 11 ) for a security element according to the invention.
  • the first coating and / or the second coating may additionally be provided with pigments which emit, reflect or absorb electromagnetic radiation in the wavelength range not visible to the human eye.
  • These pigments contain an additional security element, which is preferably machine-readable.
  • the embodiments shown above show a simple and inexpensive to manufacture security element, which offers a high security against counterfeiting especially due to its three-dimensionality.

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  • Printing Methods (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument, das auf einer transparenten Schicht, z.B. einer Folie angeordnet ist, wobei das Sicherheitselement eine erste periodische, optische Struktur auf der ersten Seite der transparenten Schicht und eine zweite periodische, optische Struktur auf der der ersten Seite der transparenten Schicht gegenüber liegenden zweiten Seite aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument mit einem solchen Sicherheitselement.
  • Es ist bereits bekannt, Wert- und/oder Sicherheitsdokumente wie Banknoten, Chipkarten, Personalausweise, Pässe, Tickets, Schecks und dgl. mit einer transparenten Schicht, z.B. einer Folie zu versehen. Eine derartige transparente Folie kann beispielsweise eine Schutzschicht oder ein Durchsichts-Element als Sicherheitselement beinhalten.
  • Sicherheitselemente, welche hochwertige Kopierschutzelemente darstellen, benötigen entweder aufwändige Herstellungs- oder Produktionsverfahren, wie beispielsweise das Hologramm, spezielle und oft teure Sonderpigmente oder weitere produktionstechnische Hilfsmittel zur Herstellung und Darstellung von variablen Informationen oder Effekten. Insbesondere sind Kopierschutzelemente bekannt, die bei Betrachtung aus unterschiedlichen Blickwinkeln einen sogenannten Kippeffekt aufweisen. Bei der digitalen Reproduktion, d.h. beim Kopieren, erzeugen diese Elemente Interferenz-Effekte, die auch als Moire-Muster bezeichnet werden. Auf Grund der höheren Auflösung von digitalen Scannern werden jedoch immer bessere Reproduktionsergebnisse erzielt. Damit wird die Fälschungssicherheit solcher Sicherheitselemente eingeschränkt. Ferner sind derartige Elemente aufwändig und kostenintensiv in der Herstellung, da eine Oberflächenstruktur und ein Aufdruck bzw. eine Laserbeschriftung benötigt wird.
  • Die Druckschriften WO 97/47478 A1 und EP 0 967 091 A1 beschreiben Sicherheitselemente, die bei im Durchlicht eine Farb- bzw. Helligkeitsvariation eines Bildes zeigen.
  • Aus der Druckschrift EP 1 780 681 B1 ist ein Sicherheitselement für den Kopierschutz bekannt, bei dem auf ein im Wesentlichen transparentes Substrat auf einer ersten Seite eine Halbtonlinienstruktur mit einer ersten Frequenz aufgebracht ist und auf der zweiten Seite eine Markiersubstanz. Die Markiersubstanz weist zwei verschiedene Bereiche auf, wobei der erste Bereich eine zweite Halbtonlinienstruktur mit einer zweiten Frequenz und der zweite Bereich eine dritte Halbtonlinienstruktur mit einer dritten Frequenz beinhaltet. Die Halbtonlinienstrukturen bilden eine (teilweise) Beschichtung des Substrats. Durch Übereinanderlegen der Strukturen der verschiedenen Halbtonlinienstrukturen, die unterschiedliche Frequenzen aufweisen, entsteht beim Hindurchschauen ein Moire-Muster. Die Lösung nach dem Stand der Technik ist vergleichsweise kompliziert und beinhaltet nur wenige Möglichkeiten hinsichtlich der bildlichen Gestaltung. Die Verifikation des Sicherheitselements ist daher schwierig durchführbar.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, ein Sicherheitselement zu schaffen, welches ein Kopierschutzelement kostengünstig und einfach herstellbar macht, das zudem eine höhere Fälschungssicherheit aufweist. Hinsichtlich des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments besteht die Aufgabe darin, dieses einfach und kostengünstig mit einem derartigen Sicherheitselement ausstatten zu können.
  • Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein Sicherheitselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Insbesondere weist das Sicherheitselement eine erste periodische, optische Struktur, z.B. ein Linienraster oder ein Punktraster, welche eine erste Beschichtung auf der ersten Seite der transparenten Schicht ausbildet, und eine zweite periodische, optische Struktur, z.B. ein Linienraster oder ein Punktraster, welche eine zweite Beschichtung auf der der ersten Seite der transparenten Schicht gegenüber liegenden zweiten Seite ausbildet, wobei erste optische Struktur und die zweite optische Struktur derart überlappend angeordnet sind, dass sie für einen äußeren Betrachter unter einem bestimmten, vorgegebenen Blickwinkel zur Oberfläche der mit den Beschichtungen versehenen transparenten Schicht oder Beleuchtungswinkel des zur Verifizierung verwendeten Leuchtmittels, insbesondere eine UV-Lampe, einen Farbwechseleffekt zeigen, wobei die erste Beschichtung eine erste Farbe und die zweite Beschichtung mindestens eine zweite Farbe, welche von der ersten Farbe verschiedenen ist, aufweist.
  • Das erfindungsgemäße Sicherheitselement stellt somit in vorteilhafter Weise einen Farbwechseleffekt zur Verfügung, der kostengünstig und einfach lediglich durch Einsatz von Drucktechnik realisierbar ist. Eine Oberflächenstrukturierung ist nicht notwendig. Die erfindungsgemäße Lösung nutzt die Entwicklung der Technik dahingehend aus, dass es heute möglich ist, einen hoch passergenauen Druck auf unterschiedlichen Seiten einer Schicht, beispielsweise unterschiedlichen Folienseiten, mittels einer geeigneten Wendeeinrichtung zu verwirklichen. Durch den beidseitigen Druck der optischen Strukturen mit unterschiedlichen, für den Betrachter sichtbaren, geeigneten Farben (erste Farbe, zweite Farbe) erfolgt durch Verkippen des Sicherheitselements eine zunehmende Überlagerung der Farben bzw. eine zunehmende Trennung der Farben, die auf beiden Seiten der transparenten Schicht angeordnet sind. Hierdurch wird ein betrachtungswinkel- oder beleuchtungswinkelabhängiger, einstellbarer Farbtonwechsel (Farbwechseleffekt) erzielt. Das erfindungsgemäße Sicherheitselement zeichnet sich aufgrund der hohen Anforderungen hinsichtlich der Passergenauigkeit der Strukturen durch eine hohe Fälschungssicherheit aus und ist insbesondere zur Erhöhung der Fälschungssicherheit für ID1/ID3-Kunststoffkarten mit mehrschichtigem Aufbau geeignet. Als Kopierschutzelement weist das erfindungsgemäße Sicherheitselement insbesondere dann eine hohe Fälschungssicherheit auf, wenn die Farbe der ersten Beschichtung und die Farbe der zweiten Beschichtung schwer zu separieren sind. Ferner wird durch die räumliche Trennung der Farben der ersten Beschichtung und der zweiten Beschichtung ein sichtbarer Farbwechsel erreicht, der durch den Aufbau des Sicherheitselements einen 3D-Effekt (Kippeffekt) aufweist. Beim Kopieren oder Scannen verschwindet dieser Kippeffekt, da die Ebenen der ersten und der zweiten Beschichtung zusammengelegt werden.
  • Mit dem Begriff Farbe wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung die individuelle visuelle Wahrnehmung (Körperfarbe) des Sicherheitselements bezeichnet, welche durch Reflexion, Absorption und/oder Emission von elektromagnetischer Strahlung an und/oder in dem Sicherheitselement hervorgerufen und von einem Betrachter beim Anschauen des Sicherheitselements aus einem bestimmten Winkel wahrgenommen wird. Die Farbe und entsprechend der Farbwechsel der optischen Strukturen kann z.B. im RGB-, CMYK- oder HSV-Farbraum oder im CIELAB-Farbraum für Körperfarben oder im CIE xy-Farbraum für selbstleuchtende Farben angegeben werden.
  • Die für den Betrachter sichtbare Farbe ergibt sich aus einer Kombination von additiver und/oder subtraktiver Farbmischung der Farbe der ersten Beschichtung und der Farbe der zweiten Beschichtung, wenn die dem Betrachter zugewandte Beschichtung transparent ist. Dabei ergibt sich eine additive Farbmischung insbesondere für elektromagnetische Strahlung eines bestimmten Wellenlängenbereichs, das von der ersten Beschichtung und/oder der zweiten Beschichtung emittiert wird und spielt auch für die unter dem jeweiligen Betrachtungswinkel nebeneinander liegenden Strukturelemente der ersten optischen Struktur und der zweiten optischen Struktur eine Rolle. Die subtraktive Farbmischung tritt bei allen klassischen Farben (Absorptionsfarben) auf und ist insbesondere von Bedeutung für die Strukturelemente mit jeweils einer Absorptionsfarbe, die unter dem jeweiligen Betrachtungswinkel übereinander liegen.
  • Erfindungsgemäß ist die dem Betrachter zugewandte Beschichtung im Wesentlichen nicht transparent, insbesondere nicht für UV-Licht und/oder sichtbares Licht. In dem Fall der Intransparenz gegenüber sichtbarem Licht kann zumindest unter einem bestimmten, vorgegebenen Blickwinkel ein Farbwechseleffekt dadurch entstehen, dass die optische Struktur der von dem Betrachter abgewandten Beschichtung zumindest teilweise unter der optischen Struktur der dem Betrachter zugewandten Beschichtung gewissermaßen verschwindet und daher nicht an der additiven und/oder subtraktiven Farbmischung teilnimmt. Der sich dem äußeren Betrachter bietende Farbeindruck wird daher im Wesentlichen oder vollständig von der optischen Struktur der dem Betrachter zugewandten Beschichtung bestimmt. Alternativ, wenn die dem Betrachter zugewandte Beschichtung nicht transparent gegenüber UV-Licht ist, kann durch eine seitliche Beleuchtung mittels einer UV-Lichtquelle die von dem Betrachter abgewandte Beschichtung angeregt werden, dass diese luminesziert, welche Lumineszenz dann von dem Betrachter wahrgenommen wird.
  • Hinsichtlich der Transparenz der zwischen der ersten optischen Struktur und der zweiten optischen Struktur angeordneten transparenten Schicht ist es erforderlich, dass die Schicht vor allem für mindestens einen Teilbereich des sichtbaren Wellenlängenbereichs (380 nm bis 780 nm) oder den UV-Wellenlängenbereich transparent ist. Falls für die erste optische Struktur und/oder die zweite optische Struktur ein färbendes Mittel (z.B. ein Pigment) verwendet wird, welches in einem außerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs angeordneten Wellenlängenbereich angeregt wird, so ist es erforderlich, dass die transparente Schicht zusätzlich für diesen Anregungs-Wellenlängenbereich, der vorzugsweise im IR-Wellenlängenbereich oder im UV-Wellenlängenbereich liegt, zusätzlich transparent ist.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann die transparente Schicht aus zwei oder mehr Folien oder anderen Schichten zusammengesetzt sein. In diesem Fall müssen die Folien oder anderen Schichten, die die erste optische Struktur und die zweite optische Struktur tragen, ggf. hoch passergenau bei der Herstellung des Sicherheitselements zusammengesetzt werden.
  • Vorsorglich sei auch auf den Unterschied zu den im Stand der Technik offenbarten Halbtonlinienstrukturen hingewiesen. Bei dem bekannten Sicherheitselement liegen lediglich Unterschiede in der Struktur der übereinander liegenden Elemente vor, welche das Moire-Muster aufgrund der Frequenzunterschiede erzeugen. Ein Farbwechseleffekt wird hierbei nicht beobachtet. Über das Verhalten des Sicherheitselements in Bezug auf die Körperfarbe lässt sich der Druckschrift EP 1 780 681 B1 nichts entnehmen.
  • Besonders eindeutig wird der erzielte Farbwechseleffekt für den Betrachter, wenn die erste optische Struktur und die zweite optische Struktur derart zueinander angeordnet sind, dass unter einem bestimmten, vorgegebenen Blickwinkelbereich oder Beleuchtungswinkelbereich die Elemente der ersten optischen Struktur, z.B. die Linien der ersten optischen Struktur, die Elemente der zweiten optischen Struktur, z.B. die Linien der zweiten optischen Struktur vollständig überdecken. Dies bedeutet, dass der Betrachter in diesem Blickwinkelbereich, wenn die dem Betrachter zugewandte Beschichtung transparent ist, eine subtraktive und/oder additive Farbmischung der Farben der beiden Strukturen oder, wenn dem Betrachter näher liegende Struktur das zur Betrachtung verwendete Licht vollständig oder nahezu vollständig absorbiert, lediglich schwarze Elemente der ersten optischen Struktur wahrnimmt, während die zweite Struktur nicht mehr oder nur noch teilweise sichtbar ist. Mit einem Verkippen des Sicherheitselements um einen bestimmten, vorgegebenen Winkel aus diesem Blickwinkelbereich heraus, der von der Dicke des Substrats und der Hinterschneidung der Elemente der zweiten optischen Struktur gegenüber den Elementen der ersten optischen Struktur abhängt und eingestellt werden kann, wird dann für den Betrachter die unten liegende zweite optische Struktur ohne Beeinflussung durch die erste optische Struktur sichtbar, so dass ein Farbwechsel erfolgt. Der Betrachter nimmt bei diesem Kippwinkel daher die Farbe der zweiten optischen Struktur wahr.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird insbesondere von einem Sicherheitselement gelöst, das auf einer im sichtbaren und UV Wellenlängenbereich transparenten Schicht, z.B. einer Folie, angeordnet ist, wobei das Sicherheitselement eine erste periodische, optische Struktur in Form eines Linienrasters oder eines Punktrasters, welche eine erste Beschichtung auf der ersten Seite der transparenten Schicht ausbildet, und eine zweite periodische, optische Struktur in Form eines Linienrasters oder eines Punktrasters aufweist, welche eine zweite Beschichtung auf der der ersten Seite der transparenten Schicht gegenüber liegenden zweite Seite ausbildet, wobei die erste optische Struktur und die zweite optische Struktur derart überlappend angeordnet sind, dass sie für einen äußeren Betrachter unter einem bestimmten, vorgegebenen Blickwinkel und unter UV-Bestrahlung einen Farbwechseleffekt zeigen, wobei die erste Beschichtung eine erste Farbe, welche nicht transparent für UV-Licht ist und Pigmente beinhaltet, die eine sichtbare bunte oder unbunte Körperfarbe haben, und die zweite Beschichtung mindestens eine zweite Farbe aufweist, welche von der ersten Farbe verschiedenen ist und lumineszierende Pigmente beinhaltet, wobei die erste optische Struktur und die zweite optische Struktur derart zueinander angeordnet sind, dass die Elemente der ersten optischen Struktur unter einem bestimmten, vorgegebenen Blickwinkelbereich oder Beleuchtungswinkelbereich die Elemente der zweiten optischen Struktur vollständig überdecken.
  • Von Vorteil ist, wenn die Dicke der transparenten Schicht in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Bereich von 50 µm bis 800 µm, vorzugsweise im Bereich von 70 µm bis 250 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 100 µm bis 150 µm liegt. Da das für den Farbwechseleffekt notwendige Verkippen des Sicherheitselements von der Foliendicke und dem Abstand der Strukturelemente, z.B. der Linien oder der Punkte, der ersten optischen Struktur und/oder der zweiten optischen Struktur abhängt, eignet sich diese Schichtdicke besonders gut für den gewünschten Farbwechseleffekt zusammen mit den üblichen Linienabständen eines Linienrasters oder Punktrasters.
  • Besonders deutlich ist der Farbwechseleffekt zudem für die Betrachter erkennbar, wenn die erste optische Struktur und die zweite optische Struktur jeweils als Linienraster ausgeführt sind und wenn diese Linienraster mindestens abschnittsweise parallel zueinander verlaufen.
  • Hinsichtlich der Erkennbarkeit des Farbwechseleffekts ist ferner von Vorteil, wenn der Abstand zwischen zwei benachbarten Strukturelementen, z.B. zwischen zwei Linien oder zwei Punkten, der ersten optischen Struktur und/oder der zweiten optischen Struktur das 0,1-fache bis 100-fache der Dicke der transparenten Schicht, vorzugsweise das 0,5-fache bis 10-fache der Dicke der transparenten Schicht, besonders bevorzugt das 0,5-fache bis 3-fache der Dicke der transparenten Schicht beträgt.
  • Aus gleichem Grund vorteilhaft ist es, wenn die Breite der Strukturelemente, z.B. die Breite der Linien oder der Punkte, der ersten optischen Struktur und/oder zweiten optischen Struktur das 0,1-fache bis 100-fache der Dicke der transparenten Schicht, vorzugsweise das 0,5-fache bis 10-fache der Dicke der transparenten Schicht, beträgt. Z.B. kann die Breite der Strukturelemente bei einer 100 µm dicken Folie als transparente Schicht ca. 100 µm bis 200 µm betragen.
  • Es ist ferner von Vorteil, wenn der Farbabstand der ersten und/oder der mindestens eine zweite Farbe zwischen dem Zustand vor und nach dem Farbwechsel einen vorbestimmten, ausreichenden Wert, vorzugsweise einen Wert von ΔE>10, aufweisen. Am besten eignen sich Komplementärfarben. Wenn die Farben zu ähnlich sind, kann ein Farbwechsel (dE > 10) nicht erkannt werden. In diesem Zusammenhang kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel die erste Farbe und die mindestens eine zweite Farbe als metamere Farben ausgebildet sein, also vor und/oder nach dem Verkippen den gleichen Farbeindruck erzielen. Die Verschiedenheit der Farben kann erst durch Anordnung eines Filters zwischen Sicherheitselement und Betrachter erkannt werden, wobei der Filter einen vorgegebenen Wellenlängenbereich des Lichts absorbiert und damit den Farbwechseleffekt sichtbar macht.
  • Hinsichtlich der Erkennbarkeit des Sicherheitsmerkmals bzw. einer sicheren Verifizierung ist von Vorteil, wenn die erste optische Struktur und/oder die zweite optische Struktur in ihrer Gesamtheit eine bildliche und/oder textliche und/oder numerische Information beinhalten. Insbesondere bevorzugt ist, wenn die Information eine Personalisierung darstellt. Als Personalisierung wird eine bildliche und/oder textliche und/oder numerische Information bezeichnet, die einzigartig oder individuell ist, z.B. für den Inhaber des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, das das Sicherheitselement aufweist, bzw. für das Wert- und/oder Sicherheitsdokument selbst. Eine solche Personalisierung kann beispielsweise eine Seriennummer z.B. einer Banknote, das Bild oder persönliche Daten und dgl. des Dokumenteninhabers, z.B. des Passinhabers, oder eine Ticketnummer darstellen.
  • Besonders bevorzugt sind die erste optische Struktur und/oder die zweite optische Struktur mittels eines Druckverfahrens, z.B. mittels Flach-, Hoch-, Tief-, Durch- und/oder Digitaldruck, vorzugsweise mittels Stichtiefdruck, mittels eines Offset-Druckverfahrens oder mittels eines Inkjet-Druckverfahrens, aufgebracht.
  • Diese Druckverfahren sind sehr kostengünstige Alternativen zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmals. Insbesondere das Verfahren des Inkjet-Druckens ist für die Aufbringung einer Personalisierung von Vorteil, die sich für jedes Sicherheitselement ändert. In diesem Zusammenhang ist es z.B. vorteilhaft, wenn eine der ersten optischen Struktur oder der zweiten optischen Struktur beispielsweise als feststehendes Linienraster ausgeführt wird. Die jeweils andere optische Struktur wird dann derart berechnet und entsprechend z.B. ebenfalls als Linienraster gedruckt, dass von den mindestens zwei Informationen, welche bei verschiedenen Kippwinkeln dargestellt werden, eine Information eine Personalisierung beinhaltet, beispielsweise das Bild des Dokumenteninhabers.
  • Besonders bevorzugt weist die erste Beschichtung zusätzlich lumineszierende Pigmente auf, welche vorzugsweise elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge emittieren, welche von der Wellenlänge der lumineszierenden Pigmente der zweiten Beschichtung verschieden ist. Hierdurch kann eine besonders hohe Fälschungssicherheit erreicht werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden mit dem Begriff Lumineszenz die Phänomene Fluoreszenz und Phosphoreszenz zusammengefasst.
  • Als lumineszierende Pigmente, insbesondere fluoreszierende Pigmente, werden beispielsweise mit Seltenerdmetallen dotierte Wirtsgitter, beispielsweise mit Ytterbium, Praseodym, Neodym, Europium, Terbium, Cer, Dysprosium, Holmium, Thulium, Samarium dotierte Granate, Perovskite, Oxide, Sulfide, Oxysulfide, Phosphate, Silikate, Fluoride, Nitride oder Selenide eingesetzt, ggf. mit Spuren von Schwermetallen wie z.B. Silber, Kupfer, Mangan. Ferner können organische lumineszierende Materialien verwendet werden, z.B. Rhodamine, Perylene-Farbstoffe, Isoindolinone, Quinophthalone, Oxazinone, Cumarine, Perinon-Farbstoffe. Die Herstellung von derartigen lumineszierenden Materialien ist dem Fachmann bekannt und z.B. beschrieben in der Druckschrift WO 81/03508 A1 .
  • Im Handel erhältliche lumineszierende Pigmente sind beispielsweise LUMILUX CD 740 und LUMILUX Grün CD 702 der Fa. Honeywell, Paliosecure Gelb der Fa. BASF und Cartax der Fa. Clariant. Weitere lumineszierende Materialien können auch dem "Phosphor Handbook", 2. Auflage, ISBN-13 978-0849335648 oder dem Buch "Optical Document Security", 3. Auflage, ISBN-13 978-1580532587 entnommen werden.
  • Die obige Aufgabe wird auch durch ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument mit einem oben angegebenen Sicherheitselement gelöst. Die Vorteile der Erfindung, die analog auch für das jeweilige Wert- und/oder Sicherheitsdokument gelten, sind bereits oben dargestellt.
  • Besonders einfach lässt sich das Sicherheitselement realisieren, wenn dieses in einem Fenster des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments angeordnet ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
    Es zeigen schematisch:
    • Fig. 1
    ein Sicherheitselement in einer Ansicht von der Seite,
    Fig. 2
    ein weiteres Sicherheitselement in einer Ansicht von der Seite,
    Fig. 3
    ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in einer Ansicht von der Seite,
    Fig. 4
    ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in einer Ansicht von der Seite,
    Fig. 5
    ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in einer Ansicht von der Seite,
    Fig. 6
    ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in einer Ansicht von der Seite,
    Fig. 7
    ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in einer Ansicht von der Seite,
    Fig. 8
    ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in einer Ansicht von oben,
    Fig. 9
    ein erfindungsgemäßes Wert- und/oder Sicherheitsdokument mit dem Sicherheitselement gemäß Fig. 8 in einer perspektivischen Ansicht von der Seite,
    Fig. 10
    einen Ausschnitt des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments gemäß Fig. 9 unter einem ersten Blickwinkel,
    Fig. 11
    einen Ausschnitt des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments gemäß Fig. 9 unter einem zweiten Blickwinkel und
    Fig. 12
    das CIE-Normfarbsystem mit einer Darstellung der verwendeten Farben des Farbwechseleffekts für die anhand der vorangegangenen Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Sicherheitselemente.
  • Fig. 1 zeigt eine für sichtbares Licht transparente Folie 1 mit einem ersten Linienraster 10 als erste optische Struktur auf der Oberseite und einem zweiten Linienraster 20 als zweite optische Struktur auf der Unterseite der Folie 1. Die Folie 1 besteht beispielsweise aus PC, PET, PETG, PVC, PE, PA und hat eine Dicke d im Bereich von 50 µm bis 300 µm. Besteht die Folie 1 aus PC, weist diese vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 100 µm bis 150 µm auf.
  • Das erste Linienraster 10 und das zweite Linienraster 20 werden in Fig. 1 bis 7 vereinfacht durch jeweils eine einzige Linie oder zwei oder drei Linien dargestellt, die jeweils senkrecht zur Verlaufsrichtung von der Seite gezeigt werden. Hier und bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen weist die betreffende optische Struktur jeweils ein Linienraster, d.h. eine Vielzahl von parallelen Linien, auf. Die gezeigten Ausführungsbeispiele können alternativ auch als Punktraster verwirklicht werden. In weiteren Ausführungsbeispielen können als periodische, optische Strukturen Raster aus Quadraten, Dreiecken, Sechsecken, Rechtecken und/oder aus dergleichen geometrischen Formen verwendet werden.
  • In dem in Fig. 1 gezeigten Sicherheitselement sind die Linien des ersten Linienrasters 10 und des zweiten Linienrasters 20 so angeordnet, dass sie bei senkrechter Betrachtung gerade nicht übereinander liegen. Dies bedeutet, dass der Freiraum zwischen benachbarten Linien des ersten Linienrasters 10 mindestens genauso groß oder größer ist als die Breite der Linien des zweiten Linienrasters 20. Durch diese Anordnung werden die Linien des ersten Linienrasters 10 und des zweiten Linienrasters 20 bei einer Betrachtung aus einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Folie 1 (vgl. Blicklinien 4, 5) jeweils in ihrer eigenen, separaten Farbe wahrgenommen. Die Linien des ersten Linienrasters 10 erscheinen dem Betrachter beispielsweise als Linien roter Farbe und die Linien des zweiten Linienrasters 20 durch die Folie 1 hindurch als Linien gelber Farbe. Der Betrachter sieht somit aus einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Folie 1 eine Struktur, welche nebeneinander liegende rote und gelbe Linien enthält.
  • Sobald das Sicherheitselement jedoch gegenüber dem Betrachter verkippt wird, so passiert der Lichtstrahl 1 in einem vom Kippwinkel abhängigen Bereich die Linien des ersten Linienrasters 10 und gelangt dann zu den Linien des zweiten Linienrasters 20 (siehe Blicklinie 8). Daher beeinflussen sich in diesem Bereich die Farben der übereinander liegenden optischen Strukturen, so dass nach den Gesetzen der subtraktiven Farbmischung der Betrachter unter einem Winkel Bereiche sieht, die eine orange Farbe aufweisen. Dieser Farbtonwechsel von rot oder gelb zu orange stellt den oben erläuterten Farbwechseleffekt dar.
  • Das in Fig. 2 gezeigte Sicherheitselement entspricht dem in Fig. 1 skizzierten Sicherheitselement mit dem Unterschied, dass auch bei Betrachtung von senkrecht oben, d.h. senkrecht zur Oberfläche der Folie 1, die Linienraster 10 und 20 teilweise übereinander angeordnet sind, so dass der Betrachter auch aus der senkrechten Blickrichtung Bereiche erkennt, die eine orange Farbe aufweisen (siehe Blicklinie 7).
  • Die Linienraster 10, 20 der in Fig. 1 und 2 dargestellten Sicherheitselemente wurden jeweils auf die Folie 1 von beiden Seiten aufgedruckt, z.B. mittels Offset- oder Inkjet-Druck. Die Farbigkeit der Linien der Linienraster ergibt sich jeweils durch entsprechende Pigmente, welche in der jeweiligen Druckfarbe enthalten sind. Die Farben der Linien der Sicherheitselemente gemäß Fig. 1 und 2 werden durch Beleuchtung mit sichtbarem Licht erzeugt.
  • In den Figuren 3 und 4 werden zu den Figuren 1 und 2 sehr ähnliche Sicherheitselemente dargestellt. Hierbei ist das erste Ausführungsbeispiel von Fig. 3 analog zu dem Sicherheitselement gemäß Fig. 1 und das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 analog zu dem Sicherheitselement gemäß Fig. 2. Bei den für das erste Linienraster 10' und das zweite Linienraster 20' verwendete Druckfarben handelt es sich im Gegensatz zu den für die Linienraster 10, 20 verwendeten Druckfarben der Figuren 1 und 2 um Pigmente, die bei Bestrahlung mit Licht aus dem UV-Wellenlängenbereich mittels einer UV-Lampe 12 elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren.
  • Die in dem ersten Linienraster 10' in Fig. 3 verwendeten Pigmente emittieren beispielsweise Licht aus dem sichtbaren roten Wellenlängenbereich und die in dem zweiten Linienraster 20' verwendeten Pigmente Licht aus dem sichtbaren grünen Wellenlängenbereich. Entsprechend erkennt der Betrachter aus einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Folie 1 des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements rote und grüne, versetzt zueinander angeordnete Linien (vgl. Blicklinien 4, 5). Sobald der Betrachter nun das Sicherheitselement zu der senkrechten Richtung kippt, so liegen Teile der Linienraster 10' und 20' übereinander und der Betrachter nimmt nun in bestimmten Bereichen dunkelbraune Linien wahr (vgl. Blicklinie 8).
  • Analog zu Fig. 2 liegen die in Fig. 4 dargestellten Linienraster 10', 20' teilweise übereinander. Dadurch sind auch bereits bei der Betrachtung von senkrecht oben (siehe Blicklinie 7) bereits Bereiche vorhanden, welche auf Grund der rot emittierenden ersten optischen Struktur und der grün emittierenden zweiten optischen Struktur braun erscheinen.
  • In den Figuren 5 bis 7 beinhalten die dritten bis fünften Ausführungsbeispiele Linienraster, die vollständig oder teilweise direkt übereinander angeordnet sind. Das obere, dem Betrachter zugewandte, erste Linienraster 30, 30' absorbiert jeweils das von der UV-Lampe 12 eingestrahlte UV-Licht vollständig und emittiert keine elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich, so dass der Betrachter entsprechend schwarze Linien sieht. Dabei ist die UV-Lampe 12 anders als in der Darstellung vorzugsweise hinter dem Betrachterauge angeordnet. Dies gilt auch für die Figuren 3 und 4.
  • Ein direkt unter dem ersten Linienraster 30 liegendes zweites Linienraster 40 ist bei dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel derart angeordnet, dass die Linien des zweiten Linienrasters 40 bzw. 40' vollständig durch die Linien des ersten Linienrasters 30 verdeckt werden in einem Zustand, in dem der Betrachter senkrecht auf die Oberfläche des Substrats 1 blickt (siehe jeweils Blicklinie 14). Daher sieht der Betrachter unter diesem Winkel und in einem kleinen Bereich um diesen Winkel herum nur schwarze Linien.
  • Unter einem bestimmten, vorgegebenen Winkel α zur Normalen, der sich aus der Dicke d der Folie 1' und der Länge der "Hinterschneidung" z des zweiten Linienrasters 40 bzw. 40' gegenüber dem ersten Linienraster 30 gemäß α = arctan z / d
    Figure imgb0001
     ergibt, kann der Betrachter seitlich an den Linien des ersten Linienrasters 30 vorbei sehen (siehe Blicklinien 18, 19) und nimmt so das darunter liegende Linienraster 40 wahr, das beispielsweise unter UV-Bestrahlung Licht im roten Wellenlängenbereich emittiert. Der Betrachter nimmt also mit zunehmender Verkippung mit einem Winkel >α einen zunehmenden Anteil an roter Farbe wahr, d.h. der Farbumschlag findet bei diesem Ausführungsbeispiel bei dem Winkel α statt. Z.B. kann die Dicke der Folie 1 d = 100 µm und die Hinterschneidung z = 100 µm betragen, so dass sich einen Winkel von α = 45° ergibt. In ersten alternativen Ausführungsbeispiel betragen d = 100 µm, z = 30 µm und somit α = 16,7° sowie in einem zweiten alternativen Ausführungsbeispiel d = 100 µm, z = 58 µm und somit α = 30,1°.
  • Abhängig von den gewählten Materialien der Folie 1' muss bei der Berechnung des Winkels (Grenzwinkel), bei dem der Farbwechseleffekt auftritt, zusätzlich das Brechungsgesetz von Snellius berücksichtigt werden, das besagt, dass ein Lichtstrahl in gegenüber Luft optisch dichteren Medien (mit einem Brechungsindex n > 1) gemäß der Formel sin α 1 / sin α 2 = n 2 / n 1
    Figure imgb0002
     zum Lot hingebrochen wird, wobei n1 der Brechungsindex für Luft, n2 der Brechungsindex des Materials der Folie (n2 = 1,58 im Fall von PC als Material der Folie 1'), α1 der Winkel der Blicklinie zum Lot in Luft und α2 der Winkel der Blicklinie zum Lot im Material der Folie bedeuten.
  • Die oben zu dem dritten Ausführungsbeispiel genannten Parameter können auch bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel analog vorgesehen werden, wobei das zweite Linienraster 40' bei diesem Ausführungsbeispiel ein zusammengesetztes Linienraster aus nebeneinander liegenden Linien mit Pigmenten darstellt, die unter UV-Bestrahlung Licht mit unterschiedlicher Farbe emittieren. In Fig. 6 sind die Linien des zweiten Linienrasters 40' beispielhaft zusammengesetzt aus einer ersten Linie 41, welche Licht aus dem roten Wellenlängenbereich emittiert, und einer zweiten Linie 42, welche Licht aus dem grünen Wellenlängenbereich emittiert. Aufgrund der zusammengesetzten Gestaltung des zweiten Linienrasters 40' werden bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Farbwechseleffekte beobachtet. Schaut der Betrachter von einer ersten, schrägen Richtung auf das Sicherheitselement (siehe Blicklinie 18), so sieht er an dem ersten Linienraster 30 vorbei auf die zweiten Linien 42 des zweiten Linienrasters 40' und sieht eine grüne Farbe. Kippt der Betrachter das Sicherheitselement in die entgegengesetzte Richtung ausgehend von der senkrechten Betrachtungsrichtung, so erkennt der Betrachter bei Verkippen um einen bestimmten, vorgegebenen Winkel die ersten Linien 41 des zweiten Linienrasters 40', die Licht aus dem roten Wellenlängenbereich emittieren.
  • Das in Fig. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel kann als eine Kombination der in Fig. 3 und Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiele betrachtet werden. Erste Linien 41' des zweiten Linienrasters 40" sind bei der Betrachtung von senkrechter Richtung (siehe Blicklinie 15) in dem Zwischenraum zwischen zwei Linien des ersten Linienrasters 30' angeordnet und daher auch bei der Betrachtung von senkrecht oben erkennbar (siehe Blickrichtung 17'). Der Betrachter sieht daher aus der senkrechten Richtung unter UV-Bestrahlung schwarze und rote Linien. Die zweiten Linien 42' des zweiten Linienrasters 40" sind analog zu dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel unterhalb der Linien des ersten Linienrasters 30' angeordnet und werden daher erst beim Verkippen des Sicherheitselements zur Senkrechten um einen bestimmten, vorgegebenen Winkel sichtbar (siehe Blicklinien 18 und 19). Nach dem Verkippen um den notwendigen Winkel (vgl. Formel (1) oben) sieht der Betrachter demnach unter UV-Bestrahlung ein Linienraster 42' mit Linien, die im grünen Wellenlängenbereich emittieren und ein Linienraster 41' mit Linien, welche im roten Wellenlängenbereich emittieren, sowie die schwarzen Linien des ersten Linienrasters 30'.
  • Die Folien 1' der Ausführungsbeispiele 1 bis 5 müssen auch für den UV-Wellenlängenbereich transparent sein, um eine Anregung der Pigmente der Linien des zweiten Linienrasters 20', 40, 40', 40" zu ermöglichen. Hierfür sind insbesondere die folgenden Folienmaterialien PC, PET, PETG, PVC, PE und PA, bevorzugt PC geeignet.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann anstelle der Position des Betrachters (vgl. Blicklinien 14, 15, 18 und 19) der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 5 bis 7 auf analoge Weise die Position der Lichtquelle (UV-Lampe 12) verändert werden, während die Position des Betrachters unverändert bleibt. In diesem Fall besteht das erste Linienraster 30, 30' aus einer Farbschicht, welche UV-absorbierend und transparent für sichtbares Licht ist. Es wird mit dem unter UV-Bestrahlung emittierenden zweiten Linienraster 40, 40' und 40" für den Betrachter der gleiche Effekt erreicht wie bei der in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Variante.
  • Die Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 3 bis 7 werden ebenfalls mittels beidseitigem Offset-Druck oder Inkjet-Druck auf die Folie 1' hergestellt. Die Druckfarben enthalten Pigmente, welche bei Bestrahlung im UV-Wellenlängenbereich Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren.
  • Fig. 8 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in Form eines Adlers, das sich analog zu dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei Linienrastern 30, 40' zusammensetzt, wobei das Sicherheitselement auf einem Wert- und/oder Sicherheitsdokument in Form einer Ausweiskarte 50 (siehe Fig. 9) angeordnet ist. Auf der in den Figuren 8 bis 11 dem Betrachter zugewandten Seite 51 der Ausweiskarte 50 ist das erste Linienraster 30, das aus einer Vielzahl von schwarzen Linien zusammengesetzt ist, vorgesehen. Auf der dem Betrachter abgewandten Seite 52 der Ausweiskarte 50 ist das zweite Linienraster 40' angeordnet, welches aus einer Vielzahl von ersten (z.B. roten, hier gepunktet dargestellten) Linien 41 und zweiten (z.B. grünen, hier gestrichelt dargestellten) Linien 42 besteht, wobei jeweils eine erste Linie 41 neben einer zweiten Linie 42 liegt.
  • Bei der in Fig. 8 dargestellten Betrachtung durch eine Person von senkrecht oben (vgl. Blicklinie 14 in Fig. 6) wird lediglich ein grauer Adler wahrgenommen, der aus dem ersten Linienraster 30 mit schwarzen Linien und weißen Zwischenräumen gebildet wird.
  • Nach einer Verkippung der Ausweiskarte 50 um einen Winkel von beispielsweise mindestens 45° im Uhrzeigersinn (siehe Fig. 10 und Blicklinie 19 in Fig. 6) nimmt der Betrachter z.B. einen dunkelroten Adler wahr, da neben den schwarzen Linien des ersten Linienrasters 30 nun auch die ersten (z.B. roten) Linien 41 des zweiten Linienrasters 40' sichtbar werden. Somit ist für den Betrachter im Laufe der Verkippung der Ausweiskarte 50 ein Farbwechseleffekt von schwarz nach rot aufgetreten.
  • Analog führt eine Verkippung der Ausweiskarte 50 um einen Winkel von beispielsweise mindestens 45° entgegen dem Uhrzeigersinn (siehe Fig. 11 und Blicklinie 18 in Fig. 6) zu einem zweiten Farbwechseleffekt von schwarz nach grün, da bei einem bestimmten, vorgegebenen Winkel die zweiten (z.B. grünen) Linien 42 neben den schwarzen Linien des ersten Linienrasters 30 sichtbar werden.
  • Die für die oben erläuterten Ausführungsbeispiele geeigneten Farben sind in Fig. 12 anhand des an sich bekannten CIE-Farbsystems dargestellt.
  • Der erste Punkt "Rot" stellt die Farbe des ersten Linienrasters 10, 10' der Beispiele gemäß Fig. 1 bis 4, die Farbe für die Linien des zweiten Linienrasters 40 des dritten Ausführungsbeispiels (Fig. 5) sowie die Farbe für die ersten Linien 41, 41' des zweiten Linienrasters 40', 40" des vierten bis sechsten Ausführungsbeispiels (Fig. 6 bis 11) für ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement dar. Die Farbe "Rot" hat etwa folgende Anteile an den Grundfarben rot, grün, blau: x = 0,66 (rot), y = 0,3 (grün), z = 0,04 (blau).
  • Der zweite Punkt "Grün" stellt die Farbe des zweiten Linienrasters 20' des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels (Fig. 3 bis 4) sowie die Farbe für die zweiten Linien 42, 42' des zweiten Linienrasters 40', 40" des vierten bis sechsten Ausführungsbeispiels (Fig. 6 bis 11) für ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement dar. Die Farbe "Grün" hat etwa folgende Anteile an den Grundfarben rot, grün, blau: x = 0,15 (rot), y = 0,64 (grün), z = 0,21 (blau).
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die erste Beschichtung und/oder die zweite Beschichtung zusätzlich mit Pigmenten versehen sein, welche elektromagnetische Strahlung im für das menschliche Auge nicht sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren, reflektieren oder absorbieren. Diese Pigmente beinhalten ein zusätzliches Sicherheitselement, das vorzugsweise maschinenlesbar ist.
  • Die oben dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen ein einfach und kostengünstig herzustellendes Sicherheitselement, das insbesondere auch aufgrund seiner Dreidimensionalität eine hohe Fälschungssicherheit gegenüber Kopieren bietet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1, 1'
    Folie
    4, 5, 7, 8
    Blicklinien
    10, 30, 30'
    erstes Linienraster
    12
    UV-Lampe
    14, 15, 18, 19
    Blicklinien
    20, 40, 40', 40"
    zweites Linienraster
    41, 41'
    erste Linien des zweiten Linienrasters 40' bzw. 40"
    42, 42'
    zweite Linien des zweiten Linienrasters 40' bzw. 40"
    50
    Ausweiskarte
    51
    die dem Betrachter zugewandte Seite der Ausweiskarte 50
    52
    die vom Betrachter abgewandte Seite der Ausweiskarte 50
    d
    Dicke der Folie 1, 1'
    z
    Hinterschneidung von dem zweiten Linienraster zum ersten Linienraster
    α
    Winkel zur Normalen auf der Oberfläche der Folie 1'

Claims (10)

  1. Sicherheitselement für ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument, das auf einer im sichtbaren und UV Wellenlängenbereich transparenten Schicht, z.B. einer Folie (1, 1'), angeordnet ist, wobei das Sicherheitselement eine erste periodische, optische Struktur in Form eines Linienrasters (30, 30') oder eines Punktrasters, welche eine erste Beschichtung auf der ersten Seite der transparenten Schicht ausbildet, und eine zweite periodische, optische Struktur in Form eines Linienrasters (40, 40', 40") oder eines Punktrasters aufweist, welche eine zweite Beschichtung auf der der ersten Seite der transparenten Schicht gegenüber liegenden zweite Seite ausbildet, wobei die erste optische Struktur und die zweite optische Struktur derart überlappend angeordnet sind, dass sie für einen äußeren Betrachter unter einem bestimmten, vorgegebenen Blickwinkel (α) und unter UV-Bestrahlung einen Farbwechseleffekt zeigen, wobei die erste Beschichtung eine erste Farbe, welche nicht transparent für UV-Licht ist und Pigmente beinhaltet, die eine sichtbare bunte oder unbunte Körperfarbe haben, und die zweite Beschichtung mindestens eine zweite Farbe aufweist, welche von der ersten Farbe verschieden ist und lumineszierende Pigmente beinhaltet, wobei die erste optische Struktur und die zweite optische Struktur derart zueinander angeordnet sind, dass die Elemente der ersten optischen Struktur unter einem bestimmten, vorgegebenen Blickwinkelbereich oder Beleuchtungswinkelbereich die Elemente der zweiten optischen Struktur vollständig überdecken.
  2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) der transparenten Schicht im Bereich von 50 µm bis 800 µm, vorzugsweise im Bereich von 70 µm bis 250 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 100 µm bis 150 µm liegt.
  3. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Linienraster (30, 30') der ersten optischen Struktur zumindest abschnittsweise parallel zu dem Linienraster (40, 40', 40") der zweiten optischen Struktur verläuft.
  4. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten Elementen der ersten optischen Struktur und/oder der zweiten optischen Struktur das 0,1-fache bis 100-fache der Dicke der transparenten Schicht, vorzugsweise das 0,5-fache bis 10-fache der Dicke der transparenten Schicht, besonders bevorzugt das 0,5-fache bis 3-fache der Dicke der transparenten Schicht beträgt.
  5. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Elemente der ersten optischen Struktur und/oder der zweiten optischen Struktur das 0,1-fache bis 100-fache der Dicke der transparenten Schicht, vorzugsweise das 0,5-fache bis 10-fache der Dicke der transparenten Schicht, beträgt.
  6. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste optische Struktur und/oder die zweite optische Struktur in ihrer Gesamtheit eine bildliche und/oder textliche und/oder numerische Information beinhalten.
  7. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste optische Struktur und/oder die zweite optische Struktur mittels eines Druckverfahrens, z.B. Flach-, Hoch-, Tief-, Durch- und/oder Digitaldruck, vorzugsweise mittels Stichtiefdruck, mittels eines Offset-Druckverfahrens oder mittels eines Inkjet-Druckverfahrens, aufgebracht sind.
  8. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beschichtung zusätzlich lumineszierende Pigmente aufweist, welche vorzugsweise elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge emittieren, welche von der Wellenlänge der lumineszierenden Pigmente der zweiten Beschichtung verschieden ist.
  9. Wert- und/oder Sicherheitsdokument mit einem Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  10. Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement in einem Fenster des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments angeordnet ist.
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