EP3212430B1 - Sicherheitselement mit farbkippendem dünnschichtelement - Google Patents

Sicherheitselement mit farbkippendem dünnschichtelement Download PDF

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EP3212430B1
EP3212430B1 EP15787472.8A EP15787472A EP3212430B1 EP 3212430 B1 EP3212430 B1 EP 3212430B1 EP 15787472 A EP15787472 A EP 15787472A EP 3212430 B1 EP3212430 B1 EP 3212430B1
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EP
European Patent Office
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layer
partial
dielectric
color
shift effect
Prior art date
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EP15787472.8A
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French (fr)
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EP3212430B2 (de
EP3212430A1 (de
Inventor
Christian Schmitz
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Publication date
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Publication of EP3212430B1 publication Critical patent/EP3212430B1/de
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    • B42D25/40—Manufacture
    • B42D25/45—Associating two or more layers

Definitions

  • the invention relates to a security element for securing valuables with a support and a color-shifting thin-film element arranged on the support, which has a reflection layer arranged above the support, a dielectric spacer layer arranged above the reflection layer and an absorber layer arranged above the dielectric spacer layer.
  • the invention also relates to a method for producing such a security element and a data carrier with such a security element.
  • Data carriers such as valuables or identity documents, or other valuables, such as branded articles, are often provided with security elements for the purpose of security, which permit verification of the authenticity of the data carriers and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • Security elements with viewing-angle-dependent effects play a special role in the authentication of authenticity since they can not be reproduced even with the most modern copiers.
  • the security elements are thereby equipped with optically variable elements that give the viewer a different image impression under different viewing angles and, for example, show a different color or brightness impression and / or another graphic motif depending on the viewing angle.
  • the color-shift effect in such thin-film elements is based on viewing angle-dependent interference effects due to multiple reflections in the different sub-layers of the element.
  • the path difference The light reflected at the different layers depends, on the one hand, on the optical thickness of a dielectric spacer layer, which defines the distance between a semi-transparent absorber layer and one reflection layer, and on the other hand varies with the respective viewing angle. Since the path difference is on the order of the wavelength of the visible light, the result is an angle-dependent color impression for the viewer due to the extinction and amplification of certain wavelengths.
  • a suitable choice of material and thickness of the dielectric spacer layer a variety of different color shift effects can be designed.
  • the document DE 102 32 245 A1 discloses a security element according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to provide a security element of the type mentioned above with high security against forgery and an attractive visual appearance.
  • a security element according to claim 1 is provided.
  • the second partial layer of the dielectric spacer layer is present in both color-shifting partial regions, while the first partial layer is present only in the first of the two color-shifting partial regions.
  • the layer thickness of the first and second partial layers is advantageously constant in each case, so that the different thickness of the dielectric spacer layer results only from the presence or absence of the first partial layer.
  • the thin-film element need not be present directly on the carrier, but one or more intermediate layers may be present between the carrier and the thin-film element, for example the embossing lacquer layer mentioned below.
  • the first and second dielectric sub-layers consist of the same dielectric material, in particular SiO 2 or Al 2 O 3 .
  • the security element is preferably semitransparent in a metallic manner.
  • the first dielectric sub-layer is also particularly advantageously recessed in the recessed areas of the reflection layer.
  • the reflection layer of the thin-film element is preferably formed by an opaque or a semi-transparent metal layer, preferably by an opaque or a semitransparent aluminum layer.
  • an opaque or a semi-transparent metal layer preferably by an opaque or a semitransparent aluminum layer.
  • other metals such as silver, nickel, copper, iron, chromium, gold or other highly reflective materials come into consideration.
  • the two partial regions with different color-shift effect are preferably formed complementary to one another, that is to say that one of the partial regions represents the pattern, character or coding positively, ie by its shape itself, while the other partial region represents the patterns, characters or coding negative, ie by recesses in represents his form. Furthermore, the partial area without color-shift effect and the partial areas with different color-shift effect can be complementary or related to one another Represent information and thus closely interlock the three sections for a viewer.
  • an embossing lacquer layer with an embossed relief structure is arranged between the carrier and the reflection layer of the thin-film element.
  • the relief structure can in particular represent a diffractive structure, such as a hologram, a hologram lattice image or a hologram-like diffraction structure, or else an achromatic structure, such as a matt structure, a micromirror arrangement, a blazed grating with a sawtooth-like furrow profile or a Fresnel lens arrangement.
  • the security element is advantageously a security thread, a tear thread, a security tape, a security strip, a patch or a label for application to a security paper, document of value or the like.
  • a soluble washing ink in the form of the desired first recesses is printed on the carrier or on an intermediate layer applied to the carrier to produce the at least one recess in the reflection layer.
  • the wash ink is washed off after application of the reflective layer or after the application of the reflective layer and the first dielectric sublayer together with these by a solvent.
  • a soluble wash ink in the form of the desired second color-shifting subregion is printed onto the reflective layer.
  • the wash ink is washed off after application of the first dielectric sublayer together with this by a solvent.
  • a particularly simple production results when the at least one recess in the reflection layer and the recesses in the first dielectric sublayer are produced in a common washing step.
  • a full-surface second dielectric sub-layer and a full-surface absorber layer are advantageously applied. Since the first partial layer is present only in regions after the production of the recesses, the entire partial application of the second partial layer results in the desired partial regions with different thicknesses of the dielectric spacer layer.
  • recesses are produced in the first dielectric sublayer.
  • the wash ink is washed off after application of the second dielectric sublayer together with this by a solvent.
  • the recesses are not in the first one dielectric sublayer, but contained in the second dielectric sublayer.
  • the invention further includes a data carrier with a security element of the type described above.
  • the data carrier can be a value document, such as a banknote, in particular a paper banknote, a polymer banknote or a film composite banknote, a share, a bond, a deed, a coupon , a check, a high-quality entrance ticket, as well as an identification card, such as a credit card, a bank card, a cash card, an authorization card, an identity card or a pass personalization page.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a banknote 10, which is provided with a security element according to the invention in the form of a security thread 12.
  • security threads and banknotes can be used with all types of security elements, such as labels on goods and packaging or in the security of documents, ID cards, passports, credit cards, health cards and the like.
  • security threads for example, broad security strips or transfer elements are also considered.
  • FIG. 2 shows a plan view of a portion of the security thread 12
  • Fig. 3 illustrates a section through the security thread 12 along the line III-III of Fig. 2 represents.
  • the security thread 12 has a carrier 20 in the form of a transparent plastic film, for example a PET film.
  • a thin-film element 30 is arranged, which, viewed from the carrier, comprises in this order a reflection layer 32, a dielectric spacer layer 34 arranged above the reflection layer and a semitransparent absorber layer 36 arranged above the dielectric spacer layer.
  • the peculiarity of the security thread 12 consists in particular in that the thin-film element 20 has two partial areas 22, 24 with different color-shift effect and a partial area 26 without color-shift effect, wherein the partial areas 22, 24, 26 each form patterns, characters or an encoding.
  • the mutually complementary color-shifting partial regions 22, 24 form the numerical sequence "200", which represents the denomination of the banknote 10
  • the partial region 26 without color-shift effect forms the letter sequence "text", which stands for any letter or character string.
  • the different color-shift effects of the partial regions 22, 24 are based on the dielectric spacer layer 34 in the partial regions 22 consisting of two partial layers 40, 42, each of which has a constant layer thickness, whereas in the partial regions 24 it consists only of the second partial layer 42. Since the observable colors of the color-shift effect are essentially determined by the layer thickness of the dielectric spacer layer 34, the different layer thicknesses in the partial regions 22, 24 also result in different color-shift effects.
  • the second partial layer 42 extends over both color-shifting partial regions 22, 24, so that the difference in the layer thickness of the overall layer 34 results only from the first partial layer 40 additionally present in the partial regions 22.
  • This can also be expressed in such a way that the first partial layer 40 has recesses 46 in the partial regions 24, while the second partial layer 42 extends over both color-tilting partial regions 22, 24.
  • the color impression of the thin-film element 30 can change, for example, in the partial region 22 with the dielectric spacer layer 34 consisting of two partial layers 40, 42 from the color green when viewed perpendicularly to the color magenta at oblique viewing, while the color impression of the thin-film element in the partial region 24 with only from the sub-layer 42 existing dielectric spacer layer 34 of the color magenta when viewed perpendicular to the color gold changes when viewed obliquely.
  • the two color-shifting partial regions 22, 24 are complementary to one another, since the partial region 24 itself is formed in the form of the numerical sequence "200", while the shape of the partial region 22 has recesses in the form of the numerical sequence "200".
  • the reflection layer 32 is formed by an opaque aluminum layer
  • the two dielectric sub-layers 40, 42 are formed by SiO 2 layers
  • the semitransparent absorber layer 36 by a chromium layer.
  • a printing layer in the form of the desired Subregion 26 printed without color-shift effect and the film printed with wash ink is completely coated with an aluminum layer 32.
  • a print layer is printed in the desired shape of the color-tilting portion 24 and the film again printed with wash ink is coated with an SiO 2 spacer layer, which later forms the first sub-layer 40 of the dielectric spacer layer 34.
  • a demetallization step is then carried out, in which the printed wash ink areas are washed off together with the respective upper layer regions of the first partial layer (regions 22) or the reflection layer and the first partial layer (region 24), thereby producing the desired recesses 44, 46.
  • the security thread 12 is coated over its entire area with a further SiO 2 spacer layer, which forms the second partial layer 42 of the dielectric spacer layer 34.
  • the layer sequence thus produced is further vapor-deposited with a chromium absorber layer 36.
  • the directly superimposed SiO 2 sublayers 40, 42 together form the spacer layer 34 of the thin-film element 30, which generates different color-shift effects due to their locally different thickness.
  • FIG. 4 shows as a further embodiment of the invention in a schematic representation of a Farbkipp hologram, in which the above-mentioned visual appearances are combined with a stamping hologram.
  • the security thread 50 of the Fig. 4 except for the embossed lacquer layer 52 has the same basic structure as the security thread 12 of FIGS. 2 and 3 on.
  • the security thread 50 contains a carrier 20 in the form of a transparent plastic film onto which a UV lacquer layer 52 applied, which was embossed and cured after its application with a relief 54 in the form of the desired hologram.
  • a thin-film element 60 is arranged, as viewed in the support, an aluminum reflective layer 32, an Al 2 O 3 spacer layer 62 disposed over the reflective layer, and a semitransparent chromium disposed over the spacer layer Absorber layer 36 has.
  • the thin-film element 60 has two partial regions 22, 24 with a different color-shift effect and a partial region 26 without a color-shift effect, wherein the partial regions 22, 24, 26 each form patterns, characters or an encoding.
  • the partial region 26 without color-shift effect is formed by recesses 44 in the reflection layer 32 and a first sub-layer 40 of the dielectric spacer layer 62.
  • the dielectric spacer layer 62 consists of a first color-tilting sub-region 22 of superimposed first and second dielectric sub-layers 40, 42 and produces a thin-film region having a first color-shift effect.
  • the dielectric spacer layer 62 consists only of the second dielectric sub-layer 42 and produces a thin-film region with a second, different color-shift effect.
  • the hologram formed by the relief 54 can be seen in all three subregions 22, 24, 26 of the thin-film element 60, but with a different visual appearance:
  • the hologram is superimposed on the respective color-shift effect of the partial area.
  • the reflection layer 32 is recessed, but there the chromium layer 36 produces a sufficient refractive index difference with respect to the sub-layer 42 or to the lacquer layer 52, in order to make the hologram visible, albeit with reduced contrast and without superimposed color-shift effect.
  • the representation of the layers of the Fig. 4 the simpler graphical representation and to illustrate the recessed areas 44, 46 is highly schematic.
  • the second sub-layer 42 and the absorber layer 36 will also be in contact with the underlying layers during vapor deposition in the recessed areas 44, 46, so that the relief 54 of the enamel layer 52 will also be there in the second sub-layer 42 and the absorber layer 36 continues.
  • the recesses 46 are contained in the first dielectric sublayer 40.
  • the recesses 46 may not be included in the first dielectric sub-layer 40, but in the second dielectric sub-layer 42.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen mit einem Träger und einem auf dem Träger angeordneten farbkippenden Dünnschichtelement, das eine über dem Träger angeordnete Reflexionsschicht, eine über der Reflexionsschicht angeordnete dielektrische Abstandsschicht und eine über der dielektrischen Abstandsschicht angeordnete Absorberschicht aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Sicherheitselements und einen Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement.
  • Datenträger, wie etwa Wert- oder Ausweisdokumente, oder andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitselemente mit betrachtungswinkelabhängigen Effekten, da diese selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheitselemente werden dabei mit optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrachtungswinkel einen anderen Farb- oder Helligkeitseindruck und/ oder ein anderes graphisches Motiv zeigen.
  • In diesem Zusammenhang ist bekannt, Sicherheitselemente mit mehrschichtigen Dünnschichtelementen einzusetzen, deren Farbeindruck sich für den Betrachter mit dem Betrachtungswinkel ändert (im Folgenden als Farbkippeffekt bezeichnet). Der Farbkippeffekt beruht bei solchen Dünnschichtelementen auf betrachtungswinkelabhängigen Interferenzeffekten durch Mehrfachreflexionen in den verschiedenen Teilschichten des Elements. Der Wegunterschied des an den verschiedenen Schichten reflektierten Lichts hängt einerseits von der optischen Dicke einer dielektrischen Abstandsschicht ab, die den Abstand zwischen einer semitransparenten Absorberschicht und einer Reflexionsschicht festlegt, und variiert andererseits mit dem jeweiligen Betrachtungswinkel. Da der Wegunterschied in der Größenordnung der Wellenlänge des sichtbaren Lichts liegt, ergibt sich aufgrund von Auslöschung und Verstärkung bestimmter Wellenlängen ein winkelabhängiger Farbeindruck für den Betrachter. Durch eine geeignete Wahl von Material und Dicke der dielektrischen Abstandsschicht können eine Vielzahl unterschiedlicher Farbkippeffekte gestaltet werden.
  • Das Dokument DE 102 32 245 A1 offenbart ein Sicherheitselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art mit hoher Fälschungssicherheit und attraktivem visuellen Erscheinungsbild anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
    • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung ist ein Sicherheitselement nach Anspruch 1 vorgesehen.
  • Mit anderen Worten liegt die zweite Teilschicht der dielektrischen Abstandsschicht in beiden farbkippenden Teilbereichen vor, während die erste Teilschicht nur in dem ersten der beiden farbkippenden Teilbereiche vorliegt. Die Schichtdicke der ersten und zweiten Teilschicht ist dabei mit Vorteil jeweils konstant, so dass sich die unterschiedliche Dicke der dielektrischen Abstandsschicht nur aus dem Vorliegen bzw. Nichtvorliegen der ersten Teilschicht ergibt.
  • Das Dünnschichtelement muss nicht direkt auf dem Träger vorliegen, sondern es können sich eine oder mehrere Zwischenschichten zwischen dem Träger und dem Dünnschichtelement befinden, beispielsweise die weiter unten genannte Prägelackschicht.
  • In einer vorteilhaften Erfindungsvariante bestehen die ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten aus demselben dielektrischen Material, insbesondere aus SiO2 oder Al2O3.
  • In den Bereichen der zumindest einen Aussparung in der Reflexionsschicht ist das Sicherheitselement vorzugsweise metallisch semitransparent. Um eine besonders einfache Herstellung zu ermöglichen, ist mit besonderem Vorteil in den ausgesparten Bereichen der Reflexionsschicht auch die erste dielektrische Teilschicht ausgespart.
  • Die Reflexionsschicht des Dünnschichtelements ist bevorzugt durch eine opake oder eine semitransparente Metallschicht gebildet, vorzugsweise durch eine opake oder eine semitransparente Aluminiumschicht. Grundsätzlich kommen jedoch auch andere Metalle, wie etwa Silber, Nickel, Kupfer, Eisen, Chrom, Gold oder andere stark spiegelnde Materialien in Betracht.
  • Die beiden Teilbereiche mit unterschiedlichem Farbkippeffekt sind vorzugsweise zueinander komplementär ausgebildet, das heißt, einer der Teilbereiche stellt die Muster, Zeichen oder Codierung positiv, also durch seine Form selbst dar, während der andere Teilbereich die Muster, Zeichen oder Codierung negativ, also durch Aussparungen in seiner Form darstellt. Weiter können der Teilbereich ohne Farbkippeffekt und die Teilbereiche mit unterschiedlichem Farbkippeffekt einander ergänzende oder aufeinander bezogene Informationen darstellen und dadurch die drei Teilbereiche für einen Betrachter eng miteinander verzahnen.
  • Zwischen dem Träger und der Reflexionsschicht des Dünnschichtelements ist eine Prägelackschicht mit einer eingeprägten Reliefstruktur angeordnet. Die Reliefstruktur kann dabei insbesondere eine diffraktive Struktur, wie etwa ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine hologrammähnliche Beugungsstruktur darstellen, oder auch eine achromatische Struktur, wie etwa eine Mattstruktur, eine Mikrospiegelanordnung, ein Blazegitter mit einem sägezahnartigen Furchenprofil oder eine Fresnellinsen-Anordnung.
  • Das Sicherheitselement ist mit Vorteil ein Sicherheitsfaden, ein Aufreißfaden, ein Sicherheitsband, ein Sicherheitsstreifen, ein Patch oder ein Etikett zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen.
  • Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements der oben beschriebenen Art, bei dem
    • auf einen Träger, gegebenenfalls über eine oder mehrere Zwischenschichten, ein farbkippendes Dünnschichtelement aufgebracht wird, indem über dem Träger eine Reflexionsschicht angeordnet wird, über der Reflexionsschicht eine dielektrische Abstandsschicht angeordnet wird und über der dielektrischen Abstandsschicht eine Absorberschicht angeordnet wird,
    • das Dünnschichtelement mit zwei Teilbereichen mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einem Teilbereich ohne Farbkippeffekt erzeugt wird, wobei die Teilbereiche jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden,
    • wobei der Teilbereich ohne Farbkippeffekt durch zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung gebildet wird,
    • die dielektrische Abstandsschicht durch Aufbringen einer ersten und zweiten dielektrischen Teilschicht nacheinander erzeugt wird,
    • die dielektrische Abstandsschicht in einem ersten der beiden farbkippenden Teilbereiche durch die übereinander angeordneten ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten gebildet wird und einen Teilbereich mit einem ersten Farbkippeffekt erzeugt, und
    • die dielektrische Abstandsschicht in einem zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der zweiten dielektrischen Teilschicht gebildet wird und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt.
  • Bei einer vorteilhaften Verfahrensführung wird zur Erzeugung der zumindest einen Aussparung in der Reflexionsschicht eine lösliche Waschfarbe in Form der gewünschten ersten Aussparungen auf den Träger oder auf eine auf dem Träger aufgebrachte Zwischenschicht aufgedruckt. Die Waschfarbe wird nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht oder nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht und der ersten dielektrischen Teilschicht zusammen mit diesen durch ein Lösungsmittel abgewaschen.
  • Weiter wird in einer vorteilhaften Verfahrensführung zur Erzeugung von Aussparungen in der ersten dielektrischen Teilschicht nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht eine lösliche Waschfarbe in Form des gewünschten zweiten farbkippenden Teilbereichs auf die Reflexionsschicht aufgedruckt. Die Waschfarbe wird nach dem Aufbringen der ersten dielektrischen Teilschicht zusammen mit dieser durch ein Lösungsmittel abgewaschen.
  • Eine besonders einfache Herstellung ergibt sich, wenn die zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht und die Aussparungen in der ersten dielektrischen Teilschicht in einem gemeinsamen Waschschritt erzeugt werden.
  • In jedem Fall werden nach der gemeinsamen oder getrennten Erzeugung der Aussparungen mit Vorteil eine vollflächige zweite dielektrische Teilschicht und eine vollflächige Absorberschicht aufgebracht. Da die erste Teilschicht nach der Erzeugung der Aussparungen nur bereichsweise vorliegt, ergeben sich durch die vollflächige Aufbringung der zweiten Teilschicht die gewünschten Teilbereiche mit unterschiedlicher Dicke der dielektrischen Abstandsschicht.
  • Gemäß der voranstehend beschriebenen, vorteilhaften Verfahrensführung werden Aussparungen in der ersten dielektrischen Teilschicht erzeugt. Alternativ könnte so vorgegangen werden, dass zunächst die erste dielektrische Teilschicht erzeugt wird, danach eine lösliche Waschfarbe in Form des gewünschten zweiten farbkippenden Teilbereichs auf die erste dielektrische Teilschicht aufgedruckt wird und schließlich die zweite dielektrische Teilschicht erzeugt wird. Die Waschfarbe wird nach dem Aufbringen der zweiten dielektrischen Teilschicht zusammen mit dieser durch ein Lösungsmittel abgewaschen. Mit anderen Worten, die Aussparungen sind nicht in der ersten dielektrischen Teilschicht, sondern in der zweiten dielektrischen Teilschicht enthalten.
  • Die Erfindung enthält weiter einen Datenträger mit einem Sicherheitselement der oben beschriebenen Art. Bei dem Datenträger kann es sich um ein Wertdokument, wie eine Banknote, insbesondere eine Papierbanknote, eine Polymerbanknote oder eine Folienverbundbanknote, um eine Aktie, eine Anleihe, eine Urkunde, einen Gutschein, einen Scheck, eine hochwertige Eintrittskarte, aber auch um eine Ausweiskarte, wie etwa eine Kreditkarte, eine Bankkarte, eine Barzahlungskarte, eine Berechtigungskarte, einen Personalausweis oder eine Passpersonalisierungsseite handeln.
  • Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement in Form eines Sicherheitsfadens,
    Fig. 2
    eine Aufsicht auf einen Teilbereich des Sicherheitsfadens von Fig. 1,
    Fig. 3
    einen Querschnitt durch den Sicherheitsfaden von Fig. 2 entlang der Linie III-III,
    Fig. 4
    einen Querschnitt wie Fig. 3 für einen Sicherheitsfaden nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. Figur 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement in Form eines Sicherheitsfadens 12 versehen ist. Es versteht sich allerdings, dass die Erfindung nicht auf Sicherheitsfäden und Banknoten beschränkt ist, sondern bei allen Arten von Sicherheitselementen eingesetzt werden kann, beispielsweise bei Etiketten auf Waren und Verpackungen oder bei der Absicherung von Dokumenten, Ausweisen, Pässen, Kreditkarten, Gesundheitskarten und dergleichen. Bei Banknoten und ähnlichen Dokumenten kommen neben Sicherheitsfäden beispielsweise auch breite Sicherheitsstreifen oder Transferelemente in Betracht.
  • Der Aufbau und die prinzipielle Funktionsweise des Sicherheitsfadens 12 werden nun mit Bezug auf die Figuren 2 und 3 näher erläutert. Figur 2 zeigt dabei eine Aufsicht auf einen Teilbereich des Sicherheitsfadens 12, Fig. 3 stellt einen Schnitt durch den Sicherheitsfaden 12 entlang der Linie III-III der Fig. 2 dar.
  • Der Sicherheitsfaden 12 weist einen Träger 20 in Form einer transparenten Kunststofffolie, beispielsweise einer PET-Folie auf. Auf dem Träger 20 ist ein Dünnschichtelement 30 angeordnet, das vom Träger aus gesehen in dieser Reihenfolge eine Reflexionsschicht 32, eine über der Reflexionsschicht angeordnete dielektrische Abstandsschicht 34 und eine über der dielektrischen Abstandsschicht angeordnete semitransparente Absorberschicht 36 aufweist. Die Besonderheit des Sicherheitsfadens 12 besteht nun insbesondere darin, dass das Dünnschichtelement 20 zwei Teilbereiche 22, 24 mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einen Teilbereich 26 ohne Farbkippeffekt aufweist, wobei die Teilbereiche 22, 24, 26 jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden. Im Ausführungsbeispiel bilden die zueinander komplementären farbkippenden Teilbereiche 22, 24 die Ziffernfolge "200", die die Denomination der Banknote 10 darstellt, und der Teilbereich 26 ohne Farbkippeffekt bildet die Buchstabenfolge "Text", die stellvertretend für eine beliebige Buchstaben- oder Zeichenfolge steht.
  • Diese im selben Dünnschichtelement 30 vorliegenden drei Teilbereiche mit unterschiedlichem Erscheinungsbild sind zunächst dadurch gebildet, dass die Reflexionsschicht 32 und eine erste Teilschicht 40 der dielektrischen Abstandsschicht 34 mit Aussparungen 44 in Form des Teilbereich 26 ohne Farbkippeffekt (Buchstabenfolge "Text") versehen sind. Im Teilbereich 26 wird der visuelle Eindruck des Dünnschichtelements 30 daher von der semitransparenten Absorberschicht 36 bestimmt, die Buchstabenfolge "Text" erscheint daher für den Betrachter semimetallisiert.
  • Die unterschiedliche Farbkippeffekte des Teilbereiche 22, 24 beruhen darauf, dass die dielektrische Abstandsschicht 34 in den Teilbereichen 22 aus zwei übereinander angeordneten Teilschichten 40, 42 jeweils konstanter Schichtdicke besteht, während sie in den Teilbereichen 24 nur aus der zweiten Teilschicht 42 besteht. Da die beobachtbaren Farben des Farbkippeffekts im Wesentlichen durch die Schichtdicke der dielektrischen Abstandsschicht 34 bestimmt sind, ergeben sich durch die unterschiedlichen Schichtdicken in den Teilbereichen 22, 24 auch unterschiedliche Farbkippeffekte.
  • Wie in Fig. 3 gezeigt, erstreckt sich die zweite Teilschicht 42 über beide farbkippende Teilbereiche 22, 24, so dass der Unterschied in der Schichtdicke der Gesamtschicht 34 nur von der in den Teilbereichen 22 zusätzlich vorliegenden ersten Teilschicht 40 herrührt. Dies kann auch so ausgedrückt werden, dass die erste Teilschicht 40 in den Teilbereichen 24 Aussparungen 46 aufweist, während die zweite Teilschicht 42 sich über beiden farbkippenden Teilbereiche 22, 24 erstreckt.
  • Der Farbeindruck des Dünnschichtelements 30 kann beispielsweise in dem Teilbereich 22 mit der aus beiden Teilschichten 40, 42 bestehenden dielektrischen Abstandsschicht 34 von der Farbe Grün bei senkrechter Betrachtung zur Farbe Magenta bei schräger Betrachtung wechseln, während der Farbeindruck des Dünnschichtelements in dem Teilbereich 24 mit der nur aus der Teilschicht 42 bestehenden dielektrischen Abstandsschicht 34 von der Farbe Magenta bei senkrechter Betrachtung zur Farbe Gold bei schräger Betrachtung wechselt.
  • Wie aus Fig. 3 weiter dargestellt, sind die beiden farbkippenden Teilbereiche 22, 24 zueinander komplementär, da der Teilbereich 24 selbst in Form der Ziffernfolge "200" gebildet ist, während die Form des Teilbereichs 22 Aussparungen in Form der Ziffernfolge "200" aufweist.
  • Im Ausführungsbeispiel ist die Reflexionsschicht 32 durch eine opake Aluminiumschicht gebildet, die beiden dielektrischen Teilschichten 40, 42 sind durch SiO2-Schichten und die semitransparente Absorberschicht 36 durch eine Chromschicht gebildet.
  • Zur Herstellung des Sicherheitsfadens 12 wird beispielsweise auf die PET-Folie 20 zunächst mit einer Waschfarbe eine Druckschicht in Form des gewünschten Teilbereichs 26 ohne Farbkippeffekt aufgedruckt und die mit Waschfarbe bedruckte Folie vollflächig mit einer Aluminiumschicht 32 bedampft. Dann wird auf die Aluminiumschicht mit einer weiteren Waschfarbe eine Druckschicht in der gewünschten Form des farbkippenden Teilbereiches 24 aufgedruckt und die erneut mit Waschfarbe bedruckte Folie wird mit einer SiO2-Abstandsschicht beschichtet, die später die erste Teilschicht 40 der dielektrischen Abstandschicht 34 bildet.
  • Nun wird ein Demetallisierungsschritt durchgeführt, in dem die aufgedruckten Waschfarbenbereiche zusammen mit den jeweils darüber liegenden Schichtbereichen der ersten Teilschicht (Bereiche 22) bzw. der Reflexionsschicht und der ersten Teilschicht (Bereich 24) abgewaschen und dadurch die gewünschten Aussparungen 44, 46 erzeugt werden. Anschließend wird der Sicherheitsfaden 12 vollflächig mit einer weiteren SiO2-Abstandsschicht beschichtet, die die zweite Teilschicht 42 der dielektrischen Abstandschicht 34 bildet. Schließlich wird die so erzeugte Schichtenfolge noch mit einer Chrom-Absorberschicht 36 bedampft. Die unmittelbar übereinander liegenden SiO2-Teilschichten 40, 42 bilden zusammen die Abstandsschicht 34 des Dünnschichtelements 30, die wegen ihre lokal unterschiedlichen Dicke unterschiedliche Farbkippeffekte erzeugt.
  • Figur 4 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung ein Farbkipp-Hologramm, bei dem die oben genannten visuellen Erscheinungsbilder mit einem Prägehologramm kombiniert sind.
  • Der Sicherheitsfaden 50 der Fig. 4 weist dabei bis auf die geprägte Lackschicht 52 denselben grundsätzlichen Aufbau wie der Sicherheitsfaden 12 der Figuren 2 und 3 auf. Der Sicherheitsfaden 50 enthält einen Träger 20 in Form einer transparenten Kunststofffolie, auf die eine UV-Lackschicht 52 aufgebracht, die nach ihrem Aufbringen mit einem Relief 54 in Form des gewünschten Hologramms geprägt und gehärtet wurde.
  • Auf der geprägten und gehärteten UV-Lackschicht 52 ist ein Dünnschichtelement 60 angeordnet, das von Träger aus gesehen in dieser Reihenfolge eine Aluminium-Reflexionsschicht 32, eine über der Reflexionsschicht angeordnete dielektrische Al2O3-Abstandsschicht 62 und eine über der Abstandsschicht angeordnete semitransparente Chrom-Absorberschicht 36 aufweist.
  • Das Dünnschichtelement 60 weist zwei Teilbereiche 22, 24 mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einen Teilbereich 26 ohne Farbkippeffekt auf, wobei die Teilbereiche 22, 24, 26 jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden. Der Teilbereich 26 ohne Farbkippeffekt ist durch Aussparungen 44 in der Reflexionsschicht 32 und einer ersten Teilschicht 40 der dielektrischen Abstandsschicht 62 gebildet.
  • Die dielektrische Abstandsschicht 62 besteht in einem ersten farbkippenden Teilbereich 22 aus übereinander angeordneten ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten 40, 42 und erzeugt einen Dünnschichtbereich mit einem ersten Farbkippeffekt. In einem zweiten farbkippenden Teilbereich 24 besteht die dielektrische Abstandsschicht 62 nur aus der zweiten dielektrischen Teilschicht 42 und erzeugt einen Dünnschichtbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt.
  • Bei der Betrachtung des Sicherheitsfadens 40 ist das von dem Relief 54 gebildete Hologramm in allen drei Teilbereichen 22, 24, 26 des Dünnschichtelements 60 zu erkennen, allerdings mit unterschiedlichem visuellem Erscheinungsbild:
    In den farbkippenden Teilbereichen 22 und 24 ist das Hologramm von dem jeweiligen Farbkippeffekt des Teilbereichs überlagert sichtbar. Im Teilbereich 26 ist die Reflexionsschicht 32 ausgespart, dort erzeugt allerdings die Chromschicht 36 einen ausreichenden Brechungsindexunterschied zur Teilschicht 42 bzw. zur Lackschicht 52, um das Hologramm, wenn auch mit reduziertem Kontrast und ohne überlagertem Farbkippeffekt sichtbar zu machen. Der Vollständigkeit sei bemerkt, dass die Darstellung der Schichten der Fig. 4 der einfacheren zeichnerischen Darstellung und zur Verdeutlichung der ausgesparten Bereiche 44, 46 stark schematisiert ist. In der Praxis werden die zweite Teilschicht 42 und die Absorberschicht 36 beim Aufdampfen auch in den ausgesparten Bereiche 44, 46 in Kontakt mit den darunterliegenden Schichten stehen, so dass sich das Relief 54 der Lackschicht 52 auch dort in die zweite Teilschicht 42 und die Absorberschicht 36 fortsetzt.
  • In dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen 46 in der ersten dielektrischen Teilschicht 40 enthalten. Alternativ dazu könnten gemäß einem weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel die Aussparungen 46 nicht in der ersten dielektrischen Teilschicht 40, sondern in der zweiten dielektrischen Teilschicht 42 enthalten sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Banknote
    12
    Sicherheitsfaden
    20
    Träger
    22, 24
    farbkippende Teilbereiche
    26
    Teilbereich ohne Farbkippeffekt
    30
    Dünnschichtelement
    32
    Reflexionsschicht
    34
    dielektrische Abstandsschicht
    36
    semitransparente Absorberschicht
    40, 42
    erste und zweite Teilschicht
    44, 46
    Aussparungen
    50
    Sicherheitsfaden
    52
    UV-Lackschicht
    54
    Relief
    60
    Dünnschichtelement
    62
    Abstandsschicht

Claims (17)

  1. Sicherheitselement (12, 50) zur Absicherung von Wertgegenständen (10) mit einem Träger (20) und einem auf dem Träger (20) angeordneten farbkippenden Dünnschichtelement (30, 60), das eine über dem Träger (20) angeordnete Reflexionsschicht (32), eine über der Reflexionsschicht (32) angeordnete dielektrische Abstandsschicht (34) und eine über der dielektrischen Abstandsschicht (34) angeordnete Absorberschicht (36) aufweist, wobei
    - das Dünnschichtelement (30, 60) zwei Teilbereiche (22, 24) mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einen Teilbereich (26) ohne Farbkippeffekt aufweist, wobei die Teilbereiche jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden,
    - der Teilbereich (26) ohne Farbkippeffekt durch zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht (32) in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung gebildet ist,
    - die dielektrische Abstandsschicht (34) in einem ersten der beiden farbkippenden Teilbereiche (22, 24) aus übereinander angeordneten ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten (40, 42) besteht und einen Teilbereich mit einem ersten Farbkippeffekt erzeugt,
    - die dielektrische Abstandsschicht (34) in einem zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche (22, 24) nur aus der zweiten dielektrischen Teilschicht besteht und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass
    - zwischen dem Träger (20) und der Reflexionsschicht (32) des Dünnschichtelements (30, 60) eine Prägelackschicht (52) mit einer eingeprägten Reliefstruktur (54) angeordnet ist.
  2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur (54) eine diffraktive Struktur, wie etwa ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine hologrammähnliche Beugungsstruktur darstellt, eine achromatische Struktur, wie etwa eine Mattstruktur, eine Mikrospiegelanordnung, ein Blazegitter mit einem sägezahnartigen Furchenprofil oder eine Fresnellinsen-Anordnung.
  3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten (40, 42) aus demselben dielektrischen Material bestehen, insbesondere aus SiO2 oder Al2O3.
  4. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement in den Bereichen der zumindest einen Aussparung in der Reflexionsschicht (32) metallisch semitransparent ist.
  5. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den ausgesparten Bereichen der Reflexionsschicht (32) auch die erste dielektrische Teilschicht ausgespart ist.
  6. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsschicht (32) durch eine opake oder eine semitransparente Metallschicht gebildet ist, vorzugsweise durch eine opake oder eine semitransparente Aluminiumschicht.
  7. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich (26) ohne Farbkippeffekt und die Teilbereiche (22, 24) mit unterschiedlichem Farbkippeffekt einander ergänzende oder aufeinander bezogene Informationen darstellen.
  8. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden, ein Aufreißfaden, ein Sicherheitsband, ein Sicherheitsstreifen, ein Patch oder ein Etikett zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen ist.
  9. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements (12, 50) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem
    - auf einen Träger (20), gegebenenfalls über eine oder mehrere Zwischenschichten, ein farbkippendes Dünnschichtelement (30, 60) aufgebracht wird, indem über dem Träger (20) eine Reflexionsschicht (32) angeordnet wird, über der Reflexionsschicht (32) eine dielektrische Abstandsschicht (34) angeordnet wird und über der dielektrischen Abstandsschicht (34) eine Absorberschicht (36) angeordnet wird,
    - das Dünnschichtelement (30, 60) mit zwei Teilbereichen (22, 24) mit unterschiedlichem Farbkippeffekt und einem Teilbereich (26) ohne Farbkippeffekt erzeugt wird, wobei die Teilbereiche jeweils Muster, Zeichen oder eine Codierung bilden,
    - wobei der Teilbereich (26) ohne Farbkippeffekt durch zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht (32) in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung gebildet wird,
    - die dielektrische Abstandsschicht (34) durch Aufbringen einer ersten und zweiten dielektrischen Teilschicht (40, 42) nacheinander erzeugt wird, wobei
    - die dielektrische Abstandsschicht (34) in einem ersten der beiden farbkippenden Teilbereiche (22, 24) durch die übereinander angeordneten ersten und zweiten dielektrischen Teilschichten (40, 42) gebildet wird und einen Teilbereich mit einem ersten Farbkippeffekt erzeugt, und
    - die dielektrische Abstandsschicht (34) in einem zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche (22, 24) nur aus der ersten oder der zweiten dielektrischen Teilschicht gebildet wird und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der zumindest einen Aussparung in der Reflexionsschicht (32) eine lösliche Waschfarbe in Form der gewünschten ersten Aussparungen aufgedruckt wird, und dass die Waschfarbe nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht (32) oder nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht (32) und der ersten dielektrischen Teilschicht zusammen mit diesen durch ein Lösungsmittel abgewaschen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Abstandsschicht (34) im zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der zweiten dielektrischen Teilschicht gebildet wird und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt und zur Erzeugung von Aussparungen in der ersten dielektrischen Teilschicht nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht (32) eine lösliche Waschfarbe in Form des gewünschten zweiten farbkippenden Teilbereichs auf die Reflexionsschicht (32) aufgedruckt wird, und dass die Waschfarbe nach dem Aufbringen der ersten dielektrischen Teilschicht zusammen mit dieser durch ein Lösungsmittel abgewaschen wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht (32) und die Aussparungen in der ersten dielektrischen Teilschicht in einem gemeinsamen Waschschritt erzeugt werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 10 und 11 oder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erzeugung der Aussparungen eine vollflächige zweite dielektrische Teilschicht und eine vollflächige Absorberschicht (36) aufgebracht werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Abstandsschicht (34) im zweiten der beiden farbkippenden Teilbereiche nur aus der ersten dielektrischen Teilschicht gebildet wird und einen Teilbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbkippeffekt erzeugt und zur Erzeugung von Aussparungen in der zweiten dielektrischen Teilschicht nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht (32) und der ersten dielektrischen Teilschicht eine lösliche Waschfarbe in Form des gewünschten zweiten farbkippenden Teilbereichs auf die erste dielektrische Teilschicht aufgedruckt wird, und dass die Waschfarbe nach dem Aufbringen der zweiten dielektrischen Teilschicht zusammen mit dieser durch ein Lösungsmittel abgewaschen wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 10 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aussparung in der Reflexionsschicht (32) und die Aussparungen in der zweiten dielektrischen Teilschicht in einem gemeinsamen Waschschritt erzeugt werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 10 und 14 oder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erzeugung der Aussparungen eine vollflächige Absorberschicht (36) aufgebracht wird.
  17. Datenträger (10) mit einem Sicherheitselement (12, 50) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8.
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