EP3017095B1 - Metallplatte - Google Patents

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EP3017095B1
EP3017095B1 EP14749698.8A EP14749698A EP3017095B1 EP 3017095 B1 EP3017095 B1 EP 3017095B1 EP 14749698 A EP14749698 A EP 14749698A EP 3017095 B1 EP3017095 B1 EP 3017095B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oxide layer
region
metal plate
coin
subregion
Prior art date
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Active
Application number
EP14749698.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3017095A1 (de
Inventor
Helmut ANDEXLINGER
Paul FENNES
Alfred Gnadenberger
Robert Grill
Herbert WÄHNER
Heinz WALDHÄUSL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Muenze Osterreich AG
Original Assignee
Muenze Osterreich AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Muenze Osterreich AG filed Critical Muenze Osterreich AG
Priority to PL14749698T priority Critical patent/PL3017095T3/pl
Publication of EP3017095A1 publication Critical patent/EP3017095A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3017095B1 publication Critical patent/EP3017095B1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/022—Anodisation on selected surface areas
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C21/00—Coins; Emergency money; Beer or gambling coins or tokens, or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/26—Anodisation of refractory metals or alloys based thereon
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07F—COIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F1/00—Coin inlet arrangements; Coins specially adapted to operate coin-freed mechanisms
    • G07F1/06—Coins specially adapted to operate coin-freed mechanisms

Definitions

  • the invention relates to a metal plate according to the preamble of claim 1.
  • Such a metal plate is intended for a coin, for a part of a coin, for example pill or ring.
  • Coins are not only used as circulating coins, but also serve as collector coins and / or foams.
  • a foam is, for example, a medal, which is awarded as an award for special achievements, such as sporting nature.
  • Coins, in particular collector coins or foams must also meet high aesthetic requirements. For example, awarding medals at sporting events is an important media event, with the medals often being an important identification object of these events.
  • the appearance of a coin is often formed only by the embossing, ie a three-dimensional relief.
  • an aluminum surface having an interference layer is known as a coloring surface layer.
  • the interference layer has an aluminum oxide layer and a partially transparent layer applied thereon.
  • the interference layer may have local regions of predeterminably different color, which may be caused by a variation of the layer thickness of the aluminum oxide layer or the properties of the partially transparent layer.
  • WO 91/19649 A1 is a temperature monitor with an interference layer on a flexible substrate known. When a limit temperature is exceeded, the interference layer delaminates, thereby changing its color.
  • the object of the invention is therefore to provide a metal plate of the type mentioned, with which the mentioned disadvantages can be avoided, with which the aesthetic requirements is still guaranteed even at a greater distance, and which is durable and can be produced at the same time with little effort.
  • the oxide layer offers the advantage that its interference color has substantially the same gloss as a polished metal surface, and is not dull or darker than a pigment paint or finish, and therefore meets the highest aesthetic requirements. Furthermore, oxides are chemically slower than metals, causing the Coin does not migrate even after many years, the outer appearance, since there is no further unwanted oxidation.
  • the invention relates to a method for producing a two-colored optical element of a metal plate according to claim 10.
  • the object of this method is to produce a two-color optical element described above in a particularly simple and reliable manner.
  • the Fig. 1 to 6 show preferred embodiments of a metal plate 1 for a coin 2, for a pill 3 of a coin 2 or for a ring 4 of a coin 2, wherein at least a portion of a surface on at least one side of the metal plate 1 has a two-colored optical element 5.
  • the metal plate 1 can in this case particularly preferably be formed in one piece and / or homogeneously. Homogeneous in this context means that the metal plate 1 has substantially the same chemical composition over the entire volume, in other words that it is not a bimetallic plate.
  • a coin 2 may be formed in one piece or in several pieces, in particular in two pieces.
  • pill 3 of a coin 2 in a two-part coin 2, for example one euro coin, preferably the inner part of the coin 2 is designated.
  • the ring 4 of a coin 2 is preferably that part of a two-part coin 2 which preferably surrounds the pill 3 at the edge.
  • the metal plate may be square or round, in particular circular, be formed.
  • a coin 2, or a part of a coin 2, consisting of the metal plate 1 may particularly preferably be designed as a collector coin and / or as a foam, in particular as a medal.
  • the partial area of the surface on at least one side of the metal plate 1 will hereinafter be referred to merely as the partial area.
  • the two-color optical element 5 is arranged on at least one side of the metal plate 1. It can also be provided that a further two-colored optical element 5 is arranged on the opposite side.
  • the two-color optical element 5 may also have more than two colors, and is hereinafter referred to merely as the optical element 5.
  • the optical element 5 has at least a first region 6 with a first oxide layer 7 with a first color, which first color is an interference color.
  • first color is an interference color.
  • the first oxide layer 7 is at least partially transparent.
  • an interference color is a color which arises when a light beam, in particular white light, is at least partially reflected at both boundary surfaces of a layer of an at least partially transparent material, whereby the difference in the optical path length results in a constructive and / or destructive interference of the individual color components of the reflected light beam. Therefore, regions of the spectrum of the reflected light are deleted, depending on the wavelength, whereby the reflected light as interference color has the complementary color of the deleted spectral regions.
  • the observation direction for defining the first color can be set as normal to the viewed surface of the metal plate 1.
  • the first oxide layer 7 has a first thickness of 20 nm to 2000 nm, in particular 30 nm to 1000 nm, particularly preferably 50 nm to 500 nm. Up to 2000 nm, interference colors are still very noticeable. In the range from 50 nm to 500 nm in this case interference colors are particularly pronounced.
  • the first thickness of the first oxide layer 7 is substantially constant over the entire area of the at least one first region 6.
  • the first oxide layer 7 is formed as a metal oxide layer.
  • the optical element 5 furthermore has at least one second area 8 with a second color, the first color being different from the second color.
  • the first region 6 and the second region 8 may be parts of the subregion.
  • the first region 6 is arranged directly adjacent to the second region 8.
  • the subarea is designed to be continuous.
  • the difference in color can be defined here particularly preferably according to the Lab color space, which is also known under the name CIELAB color space.
  • the Lab color space has three dimensionless axes, the L axis, which represents the brightness and can assume a value between 0 and 100, the a axis which represents the green or red portion of a color and a value between -150 and 100, as well as the b-axis which represents the blue or yellow part of a color and a value between -100 and 150 can take.
  • the Euclidean distance of the first color to the second color in the dimensionless Lab color space is at least 5, in particular at least 10, particularly preferably at least 20, dimensionless units.
  • the first color represents a first coordinate point
  • the second color represents a second coordinate point of the dimensionless Lab color space.
  • the first area 6 and / or the second area 8 may be formed, for example, according to a predetermined motif.
  • the choice of motive shown here is absolutely arbitrary and it is clear that the first area 6 and / or the second area 8 can represent any motive.
  • Fig. 1 is depicted as a motif of the capital letter H, H here being the second area 8, and the surrounding area being the first area 6.
  • the first region 6 and / or the second region 8 can in this case be in the form of a contiguous region, as in FIG Fig. 1 represented, or be formed of a plurality of sub-areas.
  • the first region 6 is formed as a recess 9 with respect to the second region 8.
  • the optical element 5 can be provided with a height profile.
  • the optical element 5 may in this case be provided in particular with an embossing, wherein, as in Fig. 2 to 6 illustrated, the first region 6 as a recess, and the second region 8 is formed as a survey 13.
  • the motif can be represented congruently by the embossing as well as by the optical element 5. In Fig. 2 to 6 the dimension is reproduced very distorted for better understanding.
  • the second region 8 is formed as a recess 9 with respect to the first region 6.
  • the first region 6 is formed as a depression 9 by at least a height of 0.05 mm with respect to the second region 8. Furthermore, it can be provided that the first region 6 and / or the second region 8 have a further embossing, but which have a smaller depth than 0.05 mm. This further embossing can preferably represent fine details of the motif here.
  • the first oxide layer 7 may be made, for example, by a physical vapor deposition method. Such physical vapor deposition processes, in particular sputtering or sputtering, offer the advantage that a large number of possible oxides can be applied. As a result, the material of the first oxide layer 7 can be selected substantially independently of the material of the metal plate 1.
  • the first oxide layer 7 may be manufactured as a further example also by means of a chemical vapor phase-off method. Again, many methods for producing uniform oxide layers are known.
  • the first oxide layer 7 may be made by a thermal process, for example tempering.
  • the metal plate 1 is heated in such a way that a first oxide layer 7 of predeterminable thickness is formed.
  • the first oxide layer 7 is produced electrochemically.
  • An electrochemical coating process has the advantage that it can be carried out with simple means and with good controllability.
  • the first oxide layer 7 is produced electrochemically by anodic oxidation.
  • Anodic oxidation is also known by the term anodic dip coating, ATL for short.
  • ATL anodic dip coating
  • Anodic oxidation is often referred to as anodization.
  • An oxide layer produced by anodic oxidation advantageously has a particularly uniform layer thickness.
  • the Anodic oxidation well controlled, the coating process is depending on the coating parameters at a certain thickness self-stopping. Self-stopping means in this context that due to the high electrical resistance of the growing oxide layer, it comes from a certain layer thickness to no further, or only an insignificant, layer growth.
  • a final first thickness of the first oxide layer 7 can be specified particularly well by the different coating parameters.
  • a particularly good mechanical toothing of the first oxide layer 7 with the remaining metal plate 1 is provided.
  • the first oxide layer 7 comprises an oxide of the material of the metal plate 1.
  • the first oxide layer 7 is particularly stable, and has a particularly high adhesion to the metal plate 1.
  • the metal plate 1 consists of a metal or a metal alloy of group 4, 5 and / or 6 of the Periodic Table, in particular Ti, Mo, and / or Nb. It has been found that these metals or metal alloys are particularly suitable for the optical element 5 due to the properties of the metals or the associated metal oxides.
  • the metal plate 1 consists of Nb, ie niobium, since Nb has been found to be particularly suitable.
  • the second region 8 can be designed in different ways. For example, it can be provided that the second area 8 is painted, painted and / or printed.
  • the second region 8 is uncoated, that is, no further coloring layer is artificially applied to the second region.
  • the second region 8 essentially has the color of the material of the metal plate 1.
  • the second region 8 can also be regarded as uncoated if a natural oxide layer forms by reaction of the bare metal plate 1 with the surrounding atmosphere, for example aluminum oxide on aluminum.
  • An uncoated second area 8 is light and has a good contrast to the first region 6 with its interference color.
  • the second region 8 has a second oxide layer 10, and in particular the second color is an interference color.
  • an optically particularly sophisticated optical element 5 can be formed, in particular from a distance, whereby now also the second region 8 through the second oxide layer 10 is inert to external environmental influences.
  • the second oxide layer 10, like the first oxide layer 7, can be produced by different coating methods.
  • the second oxide layer 10 is produced electrochemically, in particular by anodic oxidation.
  • the anodic oxidation here has the additional effect that, if the thickness of the first oxide layer 7 is already self-stopping, there is no further increase of the first thickness, whereby the manufacturing process is particularly easy to control.
  • first oxide layer 7 and the second oxide layer 10 are produced by the same coating method, and in particular, except for the thickness, substantially the same as the first oxide layer 7 is formed.
  • the second oxide layer 10 has a second thickness of 20 nm to 2000 nm, in particular 30 nm to 1000 nm, particularly preferably 50 nm to 500 nm.
  • the second thickness of the second oxide layer 10 is substantially constant over the entire area of the at least one second area 8.
  • the first oxide layer 7 is thicker than the second oxide layer 10.
  • the thicker first oxide layer 7 a good contrast of the two interference colors of the first region 6 and second area 8 can be achieved.
  • the first oxide layer 7 is thicker than the second oxide layer 10 by 25 nm, in particular 50 nm, particularly preferably 100 nm.
  • first oxide layer 7 and the second oxide layer 10 have substantially the same thickness.
  • the different color of the first region 6 and of the second region 8 can in this case take place in that the first region 6 and the second region 8 have a different surface roughness, whereby already differently perceivable interference colors of the first region 6 and the second region 8 can be achieved.
  • a coin in Fig. 1 It is particularly preferable to provide a coin 2 with pill 3 and ring 4, wherein at least the pill 3 is designed as a metal plate 1 as an advantageously formed metal plate 1 with an optical element 5.
  • the ring 4 of the coin may in this case particularly preferably be formed from a metal other than the pill 3, in particular silver. The advantage of this is that the ring 4 protects the pill 3, and thus also the optical element 5, from mechanical wear.
  • the invention comprises methods for producing the two-color optical element 5 on at least one side of the metal plate 1, in particular a coin 2, a pill 3 of a coin 2 or a ring 4 of a coin 2, comprising an oxide layer generating step and a surface modification step.
  • an oxide film 11 having an interference color is formed at least on the one portion of the surface of the metal plate 1.
  • the at least one second region 8 of the subregion of the surface is changed by means of an erosive method in order to achieve different optical properties of a first region 6 of the subregion of the surface.
  • the different optical property can, for example, as a different color or different Dullness be formed.
  • a coin 2 a pill 3 of a coin 2 or a ring 4 of a coin 2 with an advantageous optical element 5 can be produced in a particularly simple and reliable manner.
  • coating methods which coat, for example by means of a mask, specifically only the first region 6 with an oxide layer 11, however, it has proved advantageous and simpler to coat a whole subregion of the surface of the metal plate 1 and separate from the oxide layer production step selectively altering optical properties of the surface by means of an erosive method, which surface modification step may be performed before or after the oxide layer forming step.
  • This surface modification step may include partially ablating the oxide layer 11, but may also involve merely modifying the surface prior to the oxide layer forming step, for example, by roughening or polishing the surface, whereby the color of the oxide layer 11 formed thereon may be changed.
  • the one subarea of the surface of the metal plate 1 is roughened, in particular pickled.
  • both the adhesion of the oxide layer 11 can be improved and a better and more uniform optical sensation of the oxide layer 11 can be achieved.
  • a first region 6 and a second region 8 of the surface can be produced which have different optical properties, in this case gloss or mattness.
  • the surface modification step is carried out before the oxide layer generation step.
  • a first region 6 and a second region 8 with different optical properties can be produced.
  • the oxide layer 11 has substantially the same thickness, but by the different structure of the underlying metal surface, the optical effect of the oxide layer 11 can be changed, whereby the first region 6 and the second region 8 perceived differently colored become.
  • an optical element 5 can be provided because the oxide layer forming step can be formed as a final manufacturing step, and with the generation of only one oxide layer, an interference color-having first region 6 and second region 8 having different colors can be provided.
  • the oxide layer generating step is performed before the surface modification step, and that in the surface modification step, the oxide layer 11 is removed in the at least one second region 8 and left in the at least one first region 6.
  • This also makes it possible to produce an optical element 5 in a particularly simple manner, since first an oxide layer 11 is applied to the at least one subregion of the surface, and then the oxide layer 11 is selectively removed only in the second region 8.
  • a height profile is impressed on the at least one subregion of the surface of the metal plate 1.
  • the first region 6 as a recess 9, and the second region 8 can be formed as a survey 13.
  • it can be determined by the height profile in which regions of the at least one subregion of the surface of the metal plate 1 the ablative process of the surface modification step removes the surface.
  • the selective removal of the oxide layer 11 in the second region 8 can be simplified.
  • the embossment of the height profile may be performed before or after the oxide layer forming step. It has proven to be advantageous if the height profile is impressed on the metal plate before the oxide layer generating step, since thereby the oxide layer 11 is not injured by the embossing process.
  • the metal plate 1 is again embossed.
  • This re-stamping can in particular include fine details.
  • the impressing of the height profile enables the first region 6 and the second region 8 to be lifted apart from one another such that in the ablation process of the surface modification step the second region 6 is changed and the first region 8 is not.
  • first region 6 is formed as a depression 9, and the second region 8 as an elevation 13, it can be provided, in particular, that the at least one second region 8 is removed mechanically by abrading and / or polishing.
  • This offers the great advantage that the shaping of the first region 6 and of the second region 8 can be effected by the embossing which is usual in any case with a coin 2. As a result, no complicated further method for shaping the first region 6 and the second region 8 is necessary.
  • the selective removal of the second region 8 can also be effected by other ablation methods. For example, by a laser, an ion and / or plasma jet, or by engraving. If the oxide layer generating step has already taken place, the oxide layer 11 can also be removed by means of a lithographic process.
  • an oxide of the material of the metal plate 1 is produced as oxide layer 11 of the oxide layer generation step.
  • the oxide layer 11 is particularly resistant, and has a particularly high adhesion to the metal plate 1.
  • the oxide layer 11 of the oxide layer generation step by means of an electrochemical process, in particular by an oxidation of the metal plate 1 by anodic oxidation, is produced.
  • an electrochemical method the oxide layer 11 can be produced particularly easily.
  • the oxide layer 11 is produced by oxidizing the metal plate 1 by anodic oxidation.
  • the advantages of anodic oxidation are, as already described above, the uniform layer thickness and the good controllability.
  • the oxide layer 11 may be formed by a physical vapor deposition method, a chemical vapor deposition method, or thermal annealing.
  • Fig. 2 a part of the metal plate 1 is shown, which has been provided with a height profile. In this case, a height profile has already been embossed on the metal plate 1.
  • Fig. 3 will be the body of the Fig. 2 in which the metal plate has been coated with the oxide layer 11 which covers the first region 6 and the second region 8 in the same way, ie the oxide layer generation step has already taken place.
  • Fig. 4 In the surface modification step, the surface of the metal plate 1 was ground flat as indicated by the dot-and-dash line, whereby the oxide layer 11 in the second region 8 was ablated and left in the first region 6.
  • Fig. 4 also represents a first preferred embodiment of the two-colored optical element 5.
  • the oxide layer 11 left in the first region 6 represents the first oxide layer 7 of the optical element 5.
  • the second region 8 is uncoated.
  • the surface modification step when the surface modification step is performed after the oxide layer forming step, it may be provided that after the surface modification step, a further oxide layer 12 is formed on the at least a portion of the surface of the metal plate 1.
  • the further oxide layer 12 is produced by the same method as the oxide layer 11.
  • the further oxide layer 12 is produced such that the first region 6 has a first oxide layer 7 with a first thickness, and the second region 8 has a second oxide layer 10 with a second thickness, and that the first Thickness is greater than the second thickness.
  • the thicker first oxide layer 7 a good contrast of the two interference colors of the first region 6 and the second region 8 can be achieved.
  • the further oxide layer 12 in the second region 8 represents the second oxide layer 10.
  • the first oxide layer 7 has a self-stopping first thickness
  • the further oxide layer 12 was produced by means of anodic oxidation, which is why there was essentially no further layer growth in the first region 6. Therefore, also in the second preferred embodiment, the oxide layer 11 left in the first region 6 represents the first oxide layer 7 of the optical element 5.
  • the further oxide layer 12 in the second region 8 represents the second oxide layer 10 of the optical element 5 in the second preferred embodiment.
  • the coating process for producing the further oxide layer 12 In the coating process for producing the further oxide layer 12, further layer growth occurred in the first region 6. This is the case, for example, if the further oxide layer 12 was produced by means of a physical vapor deposition process, where layer growth occurs independently of the substrate, or because in the case of an anodic oxidation, the first thickness before the production of the further oxidation layer was not self-stopping.
  • the first oxide layer 7 in the first region 6 therefore consists of the oxide layer 11 and the further oxide layer 12 in the third preferred embodiment.
  • the further oxide layer 12 in the second region 8 also constitutes the second oxide layer 10 of the third preferred embodiment optical element 5 is.
  • the at least one subregion of the surface of the metal plate 1 is embossed and roughened, in particular pickled. This creates a height profile with a roughened surface.
  • the surface modification step is performed by grinding and polishing the second region 8, whereby the second region 8 is glossy, but the first region is still dull.
  • the oxide layer generation step the oxide layer 11 is produced on the at least one subregion of the surface, different interference colors being produced by the different surface structure and resulting optical properties of the first region 6 and second region 8.
  • an optical element 5 with more than two colors it may be provided, for example, that a third region, which is in particular a subregion of the second region 8, is removed. As a result, an optical element 5 having three colors can be manufactured. By further coating with oxides, and / or again abrading area by area, an optical element 5 with any number of colors can be produced.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Metallplatte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Eine solche Metallplatte ist für eine Münze, für einen Teil einer Münze, beispielsweise Pille oder Ring vorgesehen. Münzen werden dabei nicht nur als Umlaufmünzen verwendet, sondern dienen auch als Sammlermünzen und/oder Schaumünzen. Eine Schaumünze ist beispielsweise eine Medaille, welche als Auszeichnung für besondere Errungenschaften, beispielsweise sportlicher Natur, verliehen wird. Münzen, insbesondere Sammlermünzen oder Schaumünzen, müssen auch hohen ästhetischen Anforderungen genügen. Beispielsweise sind Medaillenvergaben bei sportlichen Veranstaltungen ein wichtiges mediales Ereignis, wobei die Medaillen oftmals ein wichtiges Identifikationsobjekt dieser Veranstaltungen darstellen. Auch Sammlermünzen, welche beispielsweise hinter einer Vitrine angeordnet sind, sollen den gestellten ästhetischen Ansprüchen genügen. Das Aussehen einer Münze wird dabei häufig lediglich von der Prägung, also einem dreidimensionalen Relief, gebildet.
  • Nachteilig daran ist, dass Münzen, aus der Ferne betrachtet, den ästhetischen Anforderungen nur selten genügen, oder wenig Unterscheidungskraft aus der Ferne haben, da die charakteristische Prägung erst aus der Nähe gut erkennbar ist.
  • Aus der EP 0 280 886 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung dekorativer Überzüge auf Metallen bekannt. Hierbei wird eine vergleichsweise dicke elektrochemische Schicht erzeugt, deren Farbe durch Farbpigmente vorgegeben wird.
  • Aus der EP 0 802 267 A1 ist eine Aluminiumoberfläche mit einer Interferenzschicht als farbgebende Oberflächenschicht bekannt. Die Interferenzschicht weist eine Aluminiumoxidschicht auf und eine darauf aufgebrachte teiltransparente Schicht. Die Interferenzschicht kann lokale Bereiche mit vorgebbar unterschiedlicher Farbe aufweisen, welche durch eine Variation der Schichtdicke der ALuminiumoxidschicht oder der Eigenschaften der teiltransparenten Schicht verursacht werden können.
  • Aus der DE 10 2010 011185 A1 ist ein Gegenstand mit einer metallischen Oberfläche bekannt, die mit einer glas-, glaskeramik- oder keramikartigen Schutzschicht versehen ist. Die Erzeugung eines Musters ist hierbei nicht vorgesehen.
  • Aus der WO 91/19649 A1 ist ein Temperaturwächter mit einer Interferenzschicht auf einem biegsamen Substrat bekannt. Bei Überschreitung einer Grenztemperatur delaminiert die Interferenzschicht und wechselt dadurch ihre Farbe.
  • Aus der EP 0 303 400 A2 ist ein Temperaturwächter mit einer Interferenzschicht bekannt, welche bei Überschreitung einer Grenztemperatur die Farbe ändert.
  • Aus der WO 2011/066594 A1 ist eine Anordnung aus Münzen in einer Trägermaske bekannt, wobei die Münzen zusammen mit der Trägermaske mit einer im Wesentlichen unsichtbaren Schutzschicht überzogen werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Metallplatte der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welcher die ästhetischen Anforderungen auch auf größere Distanz noch immer gewährleistet ist, und welche gleichzeitig haltbar und mit wenig Aufwand herstellbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
  • Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Münzen für den Betrachter auch aus der Entfernung gut unterscheidbar und/oder identifizierbar sind, da durch das zweifärbige optische Element ein guter Kontrast erreicht werden kann. Dadurch verlieren beispielsweise Medaillen einer Sportveranstaltung auch bei einer Fernsehübertragung nichts von ihren wichtigen identifikationsstiftenden Charakter. Auch ist bei Sammlermünzen und/oder Schaumünzen aus der Ferne bereits der gewünschte optische Effekt gegeben, weshalb es ausreichend ist, diese Münzen in einer geschlossenen Vitrine zu betrachten, wodurch ein für die Münze abnutzendes oder verschmutzendes Entnehmen aus der Vitrine nicht mehr notwendig ist. Weiters sind durch das zweifärbige optische Element eine Vielzahl an weiteren, anspruchsvollen und bisher nicht möglichen Münzdesigns möglich. Die Oxidschicht bietet den Vorteil, das deren Interferenzfarbe im Wesentlichen den gleichen Glanz aufweist wie eine polierte Metalloberfläche, und nicht matter oder dunkler ist wie eine Pigmentfarbe oder eine Lackierung, und daher höchste ästhetische Anforderungen erfüllt. Weiters sind Oxide chemisch träger als Metalle, wodurch die Münze auch nach vielen Jahren das äußere Erscheinungsbild nicht wandert, da es zu keiner weiteren ungewollte Oxidation kommt.
  • Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines zweifärbigen optischen Elementes einer Metallplatte gemäß dem Patentanspruch 10.
  • Aufgabe dieses Verfahrens ist es, ein vorstehend beschriebenes zweifärbiges optisches Element auf besonders einfache und zuverlässige Weise herzustellen.
  • Dadurch können Münzen, mit nur geringem zusätzlichen Aufwand zu herkömmlichen Münzen, mit einem vorteilhaften zweifärbigen optischen Element hergestellt werden.
  • Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.
  • Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:
    • Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer Münze mit einer als Pille ausgebildeten Metallplatte in Draufsicht;
    • Fig. 2 den Schnitt entlang der Linie A in Fig.1 als bevorzugte erste Zwischenstufe eines zwe1färbigen optischen Elementes;
    • Fig. 3 den Schnitt aus Fig. 2 als bevorzugte zweite Zwischenstufe eines zweifärbigen optischen Elementes;
    • Fig. 4 den Schnitt aus Fig. 2 als erste bevorzugte Ausführungsform eines zweifärbigen optischen Elementes;
    • Fig. 5 den Schnitt aus Fig. 2 als zweite bevorzugte Ausführungsform eines zweifärbigen optischen Elementes; und
    • Fig. 6 den Schnitt aus Fig. 2 als dritte bevorzugte Ausführungsform eines zweifärbigen optischen Elementes.
  • Die Fig. 1 bis 6 zeigen bevorzugte Ausführungsformen einer Metallplatte 1 für eine Münze 2, für eine Pille 3 einer Münze 2 oder für einen Ring 4 einer Münze 2, wobei zumindest ein Teilbereich einer Oberfläche auf zumindest einer Seite der Metallplatte 1 ein zweifärbiges optisches Element 5 aufweist. Die Metallplatte 1 kann hierbei besonders bevorzugt einstückig und/oder homogen ausgebildet sein. Homogen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Metallplatte 1 über das gesamte Volumen im Wesentlichen die gleiche chemische Zusammensetzung aufweist, mit anderen Worten, dass es sich um keine Bimetallplatte handelt. Eine Münze 2 kann einstückig oder mehrstückig, insbesondere zweistückig ausgebildet sein. Als Pille 3 einer Münze 2 wird bei einer zweiteiligen Münze 2, beispielsweise einer ein Euro Münze, bevorzugt der innere Teil der Münze 2 bezeichnet. Der Ring 4 einer Münze 2 ist bevorzugt jener Teil einer zweiteiligen Münze 2, welcher bevorzugt die Pille 3 am Rand umschließt. Die Metallplatte kann eckig oder rund, insbesondere kreisrund, ausgebildet sein. Eine Münze 2, oder ein Teil einer Münze 2, bestehend aus der Metallplatte 1 kann besonders bevorzugt als Sammlermünze und/oder als Schaumünze, insbesondere als eine Medaille, ausgebildet sein. Der Teilbereich der Oberfläche auf zumindest einer Seite der Metallplatte 1 wird im folgenden lediglich als der Teilbereich bezeichnet. Das zweifärbige optische Element 5 ist auf zumindest einer Seite der Metallplatte 1 angeordnet. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein weiteres zweifärbige optische Element 5 auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Das zweifärbige optische Element 5 kann auch mehr als zwei Farben aufweisen, und wird folgend lediglich als das optische Element 5 bezeichnet.
  • Das optische Element 5 weist wenigstens einen ersten Bereich 6 mit einer ersten Oxidschicht 7 mit einer ersten Farbe, welche erste Farbe eine Interferenzfarbe ist, auf. Besonders bevorzugt ist die erste Oxidschicht 7 zumindest teiltransparent. Eine Interferenzfarbe ist in diesem Zusammenhang eine Farbe die entsteht, wenn ein Lichtstrahl, insbesondere weißes Licht, an beiden Grenzflächen einer Schicht eines zumindest teiltransparenten Materials zumindest zum Teil reflektiert wird, wobei durch den Unterschied der optischen Weglänge es zu einer konstruktiven und/oder destruktiven Interferenz der einzelnen Farbanteile des reflektierten Lichtstrahls kommt. Bereiche des Spektrums des reflektierten Lichts werden daher, abhängig von der Wellenlänge, gelöscht, wodurch das reflektierte Licht als Interferenzfarbe die Komplementärfarbe der gelöschten Spektralbereiche aufweist. Da eine Interferenzfarbe vom Beobachtungswinkel abhängt, kann insbesondere die Beobachtungsrichtung zur Festlegung der ersten Farbe als normal zur betrachteten Oberfläche der Metallplatte 1 festgelegt werden.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die erste Oxidschicht 7 eine erste Dicke von 20 nm bis 2000 nm, insbesondere 30 nm bis 1000 nm, besonders bevorzugt 50 nm bis 500 nm, aufweist. Bis 2000 nm sind Interferenzfarben noch gut wahrnehmbar. Im Bereich von 50 nm bis 500 nm sind hierbei Interferenzfarben besonders stark ausgeprägt.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehn sein, dass die erste Dicke der ersten Oxidschicht 7 über die ganze Fläche des wenigstens einen ersten Bereiches 6 im Wesentlichen konstant ist.
  • Weiters kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die erste Oxidschicht 7 als Metalloxidschicht ausgebildet.
  • Das optische Element 5 weist weiters wenigstens einen zweiten Bereich 8 mit einer zweiten Farbe auf, wobei die erste Farbe unterschiedlich zu der zweiten Farbe ist. Hierbei können der erste Bereich 6 und der zweite Bereich 8 Teile des Teilbereiches sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Bereich 6 unmittelbar an den zweiten Bereich 8 angrenzend angeordnet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass der Teilbereich zusammenhängend ausgebildet ist.
  • Die Unterschiedlichkeit der Farbe kann hierbei besonders bevorzugt gemäß des Lab-Farbraum definiert sein, welcher auch unter dem Namen CIELAB-Farbraum bekannt ist. Der Lab-Farbraum weist drei dimensionslose Achsen auf, nämlich die L-Achse, welche die Helligkeit wiedergibt und einen Wert zwischen 0 und 100 annehmen kann, die a-Achse welche den Grün- oder Rotanteil einer Farbe wiedergibt und einen Wert zwischen -150 und 100 annehmen kann, sowie die b-Achse welche den Blau- oder Gelbanteil einer Farbe wiedergibt und einen Wert zwischen -100 und 150 annehmen kann. Durch den Lab-Farbraum können alle vom Menschen wahrnehmbaren Farben mit unterschiedlichen Farbvalenzen, Sättigungen und Helligkeiten als Koordinatenpunkt dargestellt werden, wobei durch die Wahl der Achsen gleiche euklidische Abstände zweier Koordinatenpunkte empfindungsgemäß gleichen Farbabständen entsprechen.
  • Diesbezüglich kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der euklidische Abstand der ersten Farbe zu der zweiten Farbe im dimensionslosen Lab-Farbraum wenigstens 5, insbesondere wenigstens 10, besonders bevorzugt wenigstens 20, dimensionslose Einheiten beträgt. Hierbei stellt die erste Farbe einen ersten Koordinatenpunkt, und die zweite Farbe einen zweiten Koordinatenpunkt des dimensionslosen Lab-Farbraums dar.
  • Der erste Bereich 6 und/oder der zweite Bereich 8 kann beispielsweise gemäß einem vorgegebenen Motiv ausgebildet sein. Die Wahl des hier abgebildeten Motives ist absolut willkürlich und es ist klar, das der erste Bereich 6 und/oder der zweite Bereich 8 jedes beliebige Motiv darstellen können. In Fig. 1 ist als Motiv der Großbuchstabe H abgebildet, wobei hier das H als zweiter Bereich 8, und das umgebende Gebiet als erster Bereich 6 ausgebildet ist. Der erste Bereich 6 und/oder der zweite Bereich 8 können hierbei als zusammenhängender Bereich, wie in Fig. 1 dargestellt, oder aus mehreren Unterbereichen ausgebildet sein.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der erste Bereich 6 als Vertiefung 9 gegenüber dem zweiten Bereich 8 ausgebildet ist. Das optische Element 5 kann mit anderen Worten mit einem Höhenprofil versehen sein. Das optische Element 5 kann hierbei insbesondere mit einer Prägung versehen sein, wobei, wie in Fig. 2 bis 6 dargestellt, der erste Bereich 6 als Vertiefung, und der zweite Bereich 8 als Erhebung 13 ausgebildet ist. Dadurch kann das optische Element 5 besonders einfach erzeugt werden. Weiters kann dadurch das Motiv sowohl durch die Prägung, als auch durch das optische Element 5 deckungsgleich dargestellt werden. In Fig. 2 bis 6 sind die Dimension zum besseren Verständnis stark verzerrt wiedergegeben.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass der zweite Bereich 8 als Vertiefung 9 gegenüber dem ersten Bereich 6 ausgebildet ist.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Bereich 6 als Vertiefung 9 um mindestens eine Höhe von 0,05 mm gegenüber dem zweiten Bereich 8 ausgebildet ist. Weiters kann vorgesehen sein, das der erste Bereich 6 und/oder der zweite Bereich 8 eine weitere Prägung aufweisen, welche aber eine geringere Tiefe als 0,05 mm aufweisen. Diese weitere Prägung kann hierbei bevorzugt feine Details des Motives darstellen.
  • Zur Erzeugung dünner Oxidschichten sind dem Fachmann viele verschiedene Verfahren bekannt.
  • Die erste Oxidschicht 7 kann beispielsweise mittels eines physikalischen Gasphasenabscheidungsverfahrens hergestellt sein. Solche physikalischen Gasphasenabscheidungsverfahren, insbesondere das Kathodenzerstäuben oder Sputtern, bieten den Vorteil, dass eine Vielzahl an möglichen Oxiden aufgebracht werden kann. Dadurch kann das Material der ersten Oxidschicht 7 im Wesentlichen unabhängig vom Material der Metallplatte 1 ausgewählt werden.
  • Die erste Oxidschicht 7 kann als weiteres Beispiel auch mittels eines chemischen Gasphasenabscheldungsverfahrens, hergestellt sein. Auch hier sind viele Verfahren zur Herstellung gleichmäßiger Oxidschichten bekannt.
  • Die erste Oxidschicht 7 kann alternativ mittels eines thermischen Verfahrens, beilspielsweise Anlassen, hergestellt sein. Hierbei wird die Metallplatte 1 derart erhitzt, dass sich eine erste Oxidschicht 7 vorgebbarer Dicke bildet.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die erste Oxidschicht 7 elektrochemisch hergestellt ist. Ein elektrochemisches Beschichtungsverfahren bietet den Vorteil, dass es mit einfachen Mitteln und gut kontrollierbar durchgeführt werden kann.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich hierbei herausgestellt, wenn die erste Oxidschicht 7 durch anodische Oxidation elektrochemisch hergestellt ist. Eine anodische Oxidation ist auch unter dem Begriff anodische Tauchlackierung, kurz ATL, bekannt. Bei Aluminium wird eine anodische Oxidation oft auch als Eloxierung bezeichnet. Eine durch anodische Oxidation hergestellte Oxidschicht weist in vorteilhafter Weise eine besonders gleichmäßige Schichtdicke auf. Weiters ist die anodische Oxidation gut kontrollierbar, wobei der Beschichtungsprozess je nach Beschichtungsparametern bei einer gewissen Dicke selbststoppend ist. Selbststoppend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass durch den hohen elektrischen Widerstand der wachsenden Oxidschicht, es ab einer gewissen Schichtdicke zu keinem weiteren, oder nur einem unwesentlichen, Schichtwachstum kommt. Dadurch kann eine endgültige erste Dicke der ersten Oxidschicht 7 durch die verschiedenen Beschichtungsparameter besonders gut vorgegeben werden. Weiters ist bei anodischer Oxidation eine besonders gute mechanische Verzahnung der ersten Oxidschicht 7 mit der restlichen Metallplatte 1 gegeben.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die erste Oxidschicht 7 ein Oxid des Materials der Metallplatte 1 umfasst. Dadurch ist die erste Oxidschicht 7 besonders beständig, und weist eine besonders hohe Haftfähigkeit an der Metallplatte 1 auf.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Metallplatte 1 aus einem Metall oder einer Metallegierung der Gruppe 4, 5 und/oder 6 des Periodensystems, insbesondere Ti, Mo, und/oder Nb besteht. Es hat sich gezeigt, dass diese Metalle oder Metallegierungen aufgrund der Eigenschaften der Metalle oder der dazugehörenden Metalloxide für das optische Element 5 besonders geeignet sind.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Metallplatte 1 aus Nb, also Niobium, besteht, da Nb sich als besonders geeignet herausgestellt hat.
  • Der zweite Bereich 8 kann auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der zweite Bereich 8 bemalt, lackiert und/oder bedruckt ist.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der zweite Bereich 8 unbeschichtet ist, also keine weitere farbgebende Schicht künstlich auf den zweiten Bereich aufgebracht wird. Hierbei weist der zweite Bereich 8 im Wesentlichen die Farbe des Materials der Metallplatte 1 auf. Der zweite Bereich 8 kann auch dann als unbeschichtet angesehen werden, wenn sich durch Reaktion der blanken Metallplatte 1 mit der umgebenden Atmosphäre eine natürliche Oxidschicht bildet, wie beispielsweise Aluminiumoxid auf Aluminium. Ein unbeschichteter zweiter Bereich 8 ist leicht herzustellen und weist einen guten Kontrast zu dem ersten Bereich 6 mit dessen Interferenzfarbe auf.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der zweite Bereich 8 eine zweite Oxidschicht 10 aufweist, und insbesondere die zweite Farbe eine Interferenzfarbe ist. Dadurch kann ein, insbesondere aus der Ferne, ästhetisch besonders anspruchsvolles optisches Element 5 ausgebildet werden, wobei nun auch der zweite Bereich 8 durch die zweite Oxidschicht 10 träge gegenüber äußeren Umwelteinflüssen ist.
  • Die zweite Oxidschicht 10 kann wie die erste Oxidschicht 7 durch unterschiedliche Beschichtungsverfahren hergestellt sein.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die zweite Oxidschicht 10 elektrochemisch, insbesondere durch anodische Oxidation, hergestellt ist. Die anodische Oxidation bietet hierbei den zusätzlichen Effekt, dass, wenn die Dicke der ersten Oxidschicht 7 bereits selbststoppend ist, es zu keinem weiteren Zuwachs der ersten Dicke kommt, wodurch das Herstellungsverfahren besonders einfach kontrollierbar ist.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die erste Oxidschicht 7 und die zweite Oxidschicht 10 mit dem selben Beschichtungsverfahren hergestellt ist, und insbesondere, bis auf die Dicke, im Wesentlichen gleich wie die ersten Oxidschicht 7 ausgebildet ist.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass auch die zweite Oxidschicht 10 eine zweite Dicke von 20 nm bis 2000 nm, insbesondere 30 nm bis 1000 nm, besonders bevorzugt 50 nm bis 500 nm, aufweist.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehn sein, dass die zweite Dicke der zweiten Oxidschicht 10 über die ganze Fläche des wenigstens einen zweiten Bereiches 8 im Wesentlichen konstant ist.
  • Weiters kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die erste Oxidschicht 7 dicker ist als die zweite Oxidschicht 10. Durch die dickere erste Oxidschicht 7 kann ein guter Kontrast der beiden Interferenzfarben des ersten Bereiches 6 und des zweiten Bereiches 8 erreicht werden. Insbesonders kann hierbei vorgesehen sein, dass die erste Oxidschicht 7 um 25 nm, insbesondere 50 nm, besonders bevorzugt 100 nm, dicker ist als die zweite Oxidschicht 10.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass die erste Oxidschicht 7 und die zweite Oxidschicht 10 im Wesentlichen die gleiche Dicke aufweisen. Die unterschiedliche Farbe des ersten Bereichs 6 und des zweiten Bereichs 8 kann hierbei dadurch erfolgen, dass der erste Bereich 6 und der zweite Bereich 8 eine unterschiedliche Oberflächenrauigkeit aufweisen, wodurch bereits unterschiedlich wahrnehmbare Interferenzfarben des ersten Bereiches 6 und des zweiten Bereiches 8 erreicht werden können.
  • Gemäß der bevorzugten Ausführungsform einer Münze in Fig. 1 kann besonders bevorzugt eine Münze 2 mit Pille 3 und Ring 4, vorgesehen sein, wobei wenigstens die Pille 3 als Metallplatte 1 als vorstehend vorteilhaft ausgebildete Metallplatte 1 mit einem optischen Element 5 ausgebildet ist. Der Ring 4 der Münze kann hierbei besonders bevorzugt aus einem anderen Metall als die Pille 3 ausgebildet sein, insbesondere Silber. Vorteilhaft daran ist, dass der Ring 4 die Pille 3, und damit auch das optische Element 5, vor einer mechanischen Abnützung schützt.
  • Weiters umfasst die Erfindung Verfahren zur Herstellung des zweifärbigen optischen Elementes 5 auf zumindest einer Seite der Metallplatte 1, insbesondere einer Münze 2, einer Pille 3 einer Münze 2 oder einem Ring 4 einer Münze 2, umfassend einen Oxidschichterzeugungsschritt und einen Oberflächenmodifikationsschritt.
  • Bei dem Oxidschichterzeugungsschritt wird zumindest auf dem einem Teilbereich der Oberfläche der Metallplatte 1 eine, eine Interferenzfarbe aufweisende, Oxidschicht 11 erzeugt.
  • Weiters wird bei einem Oberflächenmodifikationsschritt der wenigstens eine zweite Bereich 8 des Teilbereichs der Oberfläche zur Erreichung unterschiedlicher optischer Eigenschaften eines ersten Bereiches 6 des Teilbereichs der Oberfläche mittels eines abtragenden Verfahrens verändert. Die unterschiedliche optische Eigenschaft kann beispielsweise als unterschiedliche Farbe oder unterschiedliche Mattheit ausgebildet werden.
  • Dadurch kann auf besonders einfache und zuverlässige Art und Weise eine Münze 2, eine Pille 3 einer Münze 2 oder ein Ring 4 einer Münze 2 mit einem vorteilhaften optischen Element 5 hergestellt werden.
  • Zwar sind auch Beschichtungsverfahren bekannt, welche, beispielsweise mittels einer Maske, gezielt nur den ersten Bereich 6 mit einer Oxidschicht 11 beschichten, allerdings hat es sich als vorteilhaft und einfacher erwiesen, einen ganzen Teilbereich der Oberfläche der Metallplatte 1 zu beschichten, und getrennt vom Oxidschichterzeugungsschritt selektiv optische Eigenschaften der Oberfläche mittels eines abtragenden Verfahrens zu verändern, wobei dieser Oberflächenmodifikationsschritt vor oder nach dem Oxidschichterzeugungsschritt erfolgen kann. Dieser Oberflächenmodifikationsschritt kann ein teilweises Abtragen der Oxidschicht 11 umfassen, aber auch lediglich eine Modifizierung der Oberfläche vor dem Oxidschichterzeugungsschritt betreffen, beispielsweise indem die Oberfläche bereichsweise aufgeraut oder poliert wird, wodurch die Farbe der darauf erzeugten Oxidschicht 11 verändert werden kann.
  • Hierbei kann bevorzugt vorgesehen sein, dass vor dem Oberflächenmodifikationsschritt zumindest der eine Teilbereich der Oberfläche der Metallplatte 1 aufgeraut, insbesondere gebeizt, wird. Dadurch kann sowohl die Haftfähigkeit der Oxidschicht 11 verbessert, als auch ein besseres und gleichmäßigeres optisches Empfinden der Oxidschicht 11 erreicht werden. Weiters kann dadurch durch ein selektives Polieren und/oder Abschleifen der aufgerauten Oberfläche ein erster Bereich 6 und ein zweiter Bereich 8 der Oberfläche erzeugt werden, welche unterschiedliche optische Eigenschaften, in diesem Fall Glanz oder Mattheit, aufweisen.
  • Zur Erzeugung eines optischen Elementes 5 kann vorgesehen sein, dass der Oberflächenmodifikationsschritt vor dem Oxidschichterzeugungsschritt durchgeführt wird. Hierbei kann insbesondere durch ein selektives Aufrauen, Schleifen oder Polieren des Teilbereichs der noch metallenen Oberfläche der Metallplatte 1 ein erster Bereich 6 und ein zweiter Bereich 8 mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften erzeugt werden. Durch das nachträgliche Erzeugen der Oxidschicht 11 auf dem Teilbereich der Oberfläche hat die Oxidschicht 11 im Wesentlichen die gleiche Dicke, aber durch die unterschiedliche Struktur der darunter liegenden metallenen Oberfläche kann der optische Effekt der Oxidschicht 11 verändert werden, wodurch der erste Bereich 6 und der zweite Bereich 8 unterschiedlich färbig wahrgenommen werden. Dadurch kann ein besonders einfaches Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes 5 bereitgestellt werden, da der Oxidschichterzeugungsschritt als finaler Herstellungsschritt ausgebildet sein kann, und mit der Erzeugung lediglich einer Oxidschicht ein eine Interferenzfarbe aufweisender erster Bereich 6 und zweiter Bereich 8 mit unterschiedlichen Farben bereitgestellt werden können.
  • Alternativ kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Oxidschichterzeugungsschritt vor dem Oberflächenmodifikationsschritt durchgeführt wird, und dass beim Oberflächenmodifikationsschritt die Oxidschicht 11 in dem wenigstens einen zweiten Bereich 8 abgetragen wird, und in dem wenigstens einen ersten Bereich 6 belassen wird. Auch dadurch kann auf besonders einfache Weise ein optisches Element 5 hergestellt werden, da zuerst eine Oxidschicht 11 auf dem zumindest einen Teilbereich der Oberfläche aufgebracht wird, und dann die Oxidschicht 11 selektiv lediglich im zweiten Bereich 8 entfernt wird.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass vor dem Oberflächenmodifikationsschritt dem zumindest einen Teilbereich der Oberfläche der Metallplatte 1 ein Höhenprofil eingeprägt wird. Hierbei kann insbesondere der erste Bereich 6 als Vertiefung 9, und der zweite Bereich 8 als Erhebung 13 ausgebildet werden. Dadurch kann durch das Höhenprofil bestimmt werden, in welchen Bereichen des zumindest einen Teilbereichs der Oberfläche der Metallplatte 1 das abtragende Verfahren des Oberflächenmodifikationsschrittes die Oberfläche abträgt.
  • Durch das Höhenprofils kann beispielsweise die selektive Abtragung der Oxidschicht 11 im zweiten Bereich 8 vereinfacht werden. Die Einprägung des Höhenprofils kann vor oder nach dem Oxidschichterzeugungsschritt durchgeführt werden. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Höhenprofil vor dem Oxidschichterzeugungsschritt auf die Metallplatte eingeprägt wird, da dadurch die Oxidschicht 11 nicht durch den Prägeprozess verletzt wird.
  • Bevorzugt kann weiters vorgesehen sein, dass nach dem Abtragen der Oxidschicht 11 im zweiten Bereich 8 die Metallplatte 1 nochmals geprägt wird. Diese nochmalige Prägung kann insbesondere feine Details beinhalten.
  • Wenn der Oberflächenmodifikationsschritt vor dem Oxidschichterzeugunigsschritt erfolgt, kann durch das Einprägen des Höhenprofils der erste Bereich 6 und der zweite Bereich 8 derart voneinander abgehoben werden, dass bei dem abtragenden Verfahren des Oberflächenmodifikationsschrittes der zweite Bereich 6 verändert wird und der erste Bereich 8 nicht.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass als abtragendes Verfahren des Oberflächenmodifikationsschrittes ein mechanisches Verfahren, insbesondere ein planes Abschleifen und/oder Polieren, ausgewählt wird. Wenn der erste Bereich 6 als Vertiefung 9, und der zweite Bereich 8 als Erhebung 13 ausgebildet ist, kann insbesondere vorgesehen sein, dass der wenigstens eine zweite Bereich 8 durch Abschleifen und/oder Polieren mechanisch abgetragen wird. Dies bietet den großen Vorteil, dass die Formgebung des ersten Bereiches 6 und des zweiten Bereiches 8 durch die bei einer Münze 2 ohnehin übliche Prägung erfolgen kann. Dadurch ist kein aufwendiges weiteres Verfahren zur Formgebung des ersten Bereiches 6 und des zweiten Bereiches 8 notwendig.
  • Die selektive Abtragung des zweiten Bereiches 8 kann auch durch andere abtragende Verfahren erfolgen. Beispielsweise durch einen Laser, einen Ionen- und/oder Plasmastrahl, oder mittels Gravieren. Wenn der Oxidschichterzeugungsschritt bereits erfolgt ist, kann die Oxidschicht 11 auch mittels eines lithografischen Verfahrens abgetragen werden.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass als Oxidschicht 11 des Oxidschichterzeugungsschrittes ein Oxid des Materials der Metallplatte 1 erzeugt wird. Dadurch ist die Oxidschicht 11 besonders beständig, und weist eine besonders hohe Haftfähigkeit an der Metallplatte 1 auf.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Oxidschicht 11 des Oxidschichterzeugungsschrittes mittels eines elektrochemischen Verfahrens, insbesondere durch ein Oxidieren der Metallplatte 1 durch anodische Oxidation, erzeugt wird. Durch ein elektrochemisches Verfahren kann die Oxidschicht 11 besonders einfach hergestellt werden. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Oxidschicht 11 durch ein Oxidieren der Metallplatte 1 durch anodische Oxidation erzeugt wird. Die Vorteile der anodischen Oxidation sind, wie vorstehend bereits beschrieben die gleichmäßige Schichtdicke sowie die gute Kontrollterbarkeit. Alternativ kann die Oxidschicht 11 auch mittels eines physikalischen Gasphasenabscheidungsverfahrens, mittels eines chemischen Gasphasenabscheidungsverfahren oder mittels thermischen Anlassens erzeugt werden.
  • Einzelne Schritte einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines solchen Verfahrens werden in Fig. 2 bis Fig. 4 dargestellt.
  • In Fig. 2 ist ein Teil der Metallplatte 1 dargestellt, welcher mit einem Höhenprofil versehen wurde. Hierbei wurde bereits ein Höhenprofil auf die Metallplatte 1 geprägt. Fig. 3 wird die Stelle der Fig. 2 dargestellt, wobei die Metallplatte mit der Oxidschicht 11 beschichtet wurde welche den ersten Bereich 6 und den zweiten Bereich 8 gleichermaßen abdeckt, also der Oxidschichterzeugungsschritt bereits erfolgt ist. In Fig. 4 wurde im Oberflächenmodifikationsschritt die Oberfläche der Metallplatte 1 plan abgeschliffen, wie durch die strichpunktierte Linie angedeutet, wodurch die Oxidschicht 11 im zweiten Bereich 8 abgetragen, und im ersten Bereich 6 belassen wurde.
  • Fig. 4 stellt auch eine erste bevorzugte Ausführungsform des zweifärbigen optischen Elementes 5 dar. Hierbei stellt die im ersten Bereich 6 belassene Oxidschicht 11 die erste Oxidschicht 7 des optischen Elementes 5 dar. Der zweite Bereich 8 ist unbeschichtet ausgebildet.
  • Bevorzugt kann, wenn der Oberflächenmodifikationsschritt nach dem Oxidschichterzeugungsschritt erfolgte, vorgesehen sein, dass nach dem Oberflächenmodifikationsschritt auf dem zumindest einen Teilbereich der Oberfläche der Metallplatte 1 eine weitere Oxidschicht 12 erzeugt wird. Bevorzugt kann hierbei insbesondere vorgesehen sein, dass die weitere Oxidschicht 12 mit dem selben Verfahren wie die Oxidschicht 11 erzeugt wird. Dadurch kann ein optisches Element mit einem ersten Bereich 6 und einem zweiten Bereich 8 versehen werden, wobei beide Bereiche 6,8 eine Interferenzfarbe aufweisen.
  • Besonders bevorzugt kann weiters vorgesehen sein, dass die weitere Oxidschicht 12 derart erzeugt wird, dass der erste Bereich 6 eine erste Oxidschicht 7 mit einer ersten Dicke aufweist, und der zweite Bereich 8 eine zweite Oxidschicht 10 mit einer zweiten Dicke aufweist, und dass die erste Dicke größer ist als die zweite Dicke. Dadurch entstehen zwei unterschiedliche Interferenzfarben, welche voneinander gut unterscheidbar sind. Durch die dickere erste Oxidschicht 7 kann ein guter Kontrast der beiden Interferenzfarben des ersten Bereiches 6 und des zweiten Bereiches 8 erreicht werden.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die weitere Oxidschicht 12 im zweiten Bereich 8 die zweite Oxidschicht 10 darstellt.
  • Fig. 5 stellt eine zweite bevorzugte Ausführungsform des zweifarbigen optischen Elementes 5 dar. Hierbei weist die erste Oxidschicht 7 eine selbststoppende erste Dicke auf, und die weitere Oxidschicht 12 wurde mittels anodischer Oxidation erzeugt, weshalb es im Wesentlichen zu keinem weiteren Schichtwachstum im ersten Bereich 6 kam. Daher stellt auch in der zweiten bevorzugten Ausführungsform die im ersten Bereich 6 belassene Oxidschicht 11 die erste Oxidschicht 7 des optischen Elementes 5 dar. Die weitere Oxidschicht 12 im zweiten Bereich 8 stellt in der zweiten bevorzugten Ausführungsform die zweite Oxidschicht 10 des optischen Elementes 5 dar.
  • In der dritten bevorzugten Ausführungsform in Fig. 6 kam es bei dem Beschichtungsprozess zur Erzeugung der weiteren Oxidschicht 12 zu einem weiteren Schichtwachstum im ersten Bereich 6. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die weitere Oxidschicht 12 mittels eines physikalischen Gasphasenabscheidungsverfahrens erzeugt wurde, wo es unabhängig vom Untergrund zu einem Schichtwachstum kommt, oder weil bei einer anodischen Oxidation die erste Dicke vor der Erzeugung der weiteren Oxidationsschicht noch nicht selbststoppend war. Die erste Oxidschicht 7 im ersten Bereich 6 besteht daher in der dritten bevorzugten Ausführungsform aus der Oxidschicht 11 und der weiteren Oxidschicht 12. Die weitere Oxidschicht 12 im zweiten Bereich 8 stellt auch in der dritten bevorzugten Ausführungsform die zweite Oxidschicht 10 des optischen Elementes 5 dar.
  • Gemäß einer nicht dargestellten vierten bevorzugten Ausführungsform kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der zumindest eine Teilbereich der Oberfläche der Metallplatte 1 geprägt und aufgeraut, insbesondere gebeizt, wird. Dadurch entsteht ein Höhenprofil mit aufgerauter Oberfläche. Dann wird der Oberflächenmodifikationsschritt durchgeführt, wobei der zweite Bereich 8 abgeschliffen und poliert wird, wodurch der zweite Bereich 8 glänzend ist, aber der erste Bereich noch immer matt. Anschließend wird im Oxidschichterzeugungsschritt die Oxidschicht 11 auf dem zumindest einen Teilbereich der Oberfläche erzeugt, wobei durch die unterschiedliche Oberflächenstruktur und daraus resultierenden optischen Eigenschaften des ersten Bereiches 6 und zweiten Bereiches 8 unterschiedliche Interferenzfarben erzeugt werden.
  • Um ein optisches Element 5 mit mehr als zwei Farben zu erzeugen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein dritter Bereich, welcher insbesondere ein Unterbereich des zweiten Bereiches 8 ist, abgetragen wird. Dadurch kann ein optisches Element 5 mit drei Farben hergestellt werde. Durch weiteres Beschichten mit Oxiden, und/oder nochmaliges Bereichsweises abtragen kann auch ein optisches Element 5 mit beliebig vielen Farben hergestellt werden.

Claims (18)

  1. Metallplatte (1) für eine Münze (2), für eine Pille (3) einer Münze (2) oder für einen Ring (4) einer Münze (2), wobei zumindest ein Teilbereich einer Oberfläche auf zumindest einer Seite der Metallplatte (1) ein zweifärbiges optisches Element (5) aufweist, wobei das optische Element (5) wenigstens einen ersten Bereich (6) mit einer ersten Oxidschicht (7) mit einer ersten Farbe, welche erste Farbe eine Interferenzfarbe ist, und wenigstens einen zweiten Bereich (8) mit einer zweiten Farbe aufweist, wobei die erste Farbe unterschiedlich zu der zweiten Farbe ist, wobei in dem zumindest einen Teilbereich der Oberfläche der Metallplatte (1) eine Prägung eines Höhenprofils eingeprägt ist, wobei der erste Bereich (6) als Vertiefung (9) des Höhenprofils gegenüber dem zweiten Bereich (8) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motiv sowohl durch die Prägung des Höhenprofils, als auch durch das optische Element (5) deckungsgleich dargestellt ist.
  2. Metallplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oxidschicht (7) elektrochemisch, insbesondere durch anodische Oxidation, hergestellt ist.
  3. Metallplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oxidschicht (7) ein Oxid des Materials der Metallplatte (1) umfasst.
  4. Metallplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatte (1) aus einem Metall oder einer Metalllegierung der Gruppe 4, 5 und/oder 6 des Periodensystems, insbesondere Ti, Mo, und/oder Nb besteht.
  5. Metallplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (8) eine zweite Oxidschicht (10) aufweist, und insbesondere die zweite Farbe eine Interferenzfarbe ist.
  6. Metallplatte (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Oxidschicht (10) elektrochemisch, insbesondere durch anodische Oxidation, hergestellt ist.
  7. Metallplatte (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oxidschicht (7) dicker ist als die zweite Oxidschicht (10).
  8. Münze (2) umfassend eine Metallplatte (1) gemäß Anspruch 1 bis 7.
  9. Münze (2) mit Pille (3) und Ring (4), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Pille (3) als Metallplatte (1) gemäß Anspruch 1 bis 7 ausgebildet ist.
  10. Verfahren zur Herstellung eines zweifärbigen optischen Elementes (5) auf zumindest einer Seite einer Metallplatte (1), insbesondere einer Münze (2), einer Pille (3) einer Münze (2) oder einem Ring (4) einer Münze (2), umfassend
    - einen Oxidschichterzeugungsschritt, bei dem zumindest auf einem Teilbereich einer Oberfläche der Metallplatte (1) eine, eine Interferenzfarbe aufweisende, Oxidschicht (11) erzeugt wird
    - und einen Oberflächenmodifikationsschritt, wobei vor dem Oberflächenmodifikationsschritt dem zumindest einen Teilbereich der Oberfläche der Metallplatte (1) eine Prägung eines Höhenprofils eingeprägt wird, wobei wenigstens ein erster Bereich (6) des Teilbereichs der Oberfläche als Vertiefung (9) des Höhenprofils gegenüber wenigstens einem zweiten Bereich (8) des Teilbereichs der Oberfläche ausgebildet wird, wobei bei dem Oberflächenmodifikationsschritt der zweite Bereich (8) des Teilbereichs der Oberfläche zur Erreichung unterschiedlicher optischer Eigenschaften zwischen dem zweiten Bereich (8) und dem ersten Bereich (6) des Teilbereichs der Oberfläche mittels eines abtragenden Verfahrens verändert wird, wobei ein Motiv sowohl durch die Prägung des Höhenprofils, als auch durch das optische Element (5) deckungsgleich dargestellt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Oberflächenmodifikationsschritt zumindest der eine Teilbereich der Oberfläche der Metallplatte (1) aufgeraut, insbesondere gebeizt, wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenmodifikationsschritt vor dem Oxidschichterzeugungsschritt durchgeführt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidschichterzeugungsschritt vor dem Oberflächenmodifikationsschritt durchgeführt wird, und dass beim Oberflächenmodifikationsschritt die Oxidschicht (11) in dem wenigstens einen zweiten Bereich (8) abgetragen wird, und in dem wenigstens einen ersten Bereich (6) belassen wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als abtragendes Verfahren des Oberflächenmodifikationsschrittes ein mechanisches Verfahren, insbesondere planes Abschleifen und/oder Abpolieren, ausgewählt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Oxidschicht (11) des Oxidschichterzeugungsschrittes ein Oxid des Materials der Metallplatte (1) erzeugt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidschicht (11) des Oxidschichterzeugungsschrittes mittels eines elektrochemischen Verfahrens, insbesondere durch ein Oxidieren der Metallplatte (1) durch anodische Oxidation, erzeugt wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Oberflächenmodifikationsschritt auf dem zumindest einen Teilbereich der Oberfläche der Metallplatte (1) eine weitere Oxidschicht (12) erzeugt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Oxidschicht (12) derart erzeugt wird, dass der erster Bereich (6) eine erste Oxidschicht (7) mit einer ersten Dicke aufweist, und der zweite Bereich (8) eine zweite Oxidschicht (10) mit einer zweiten Dicke aufweist, und dass die erste Dicke größer ist als die zweite Dicke.
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