EP3511176A1

EP3511176A1 - Sicherheitselement mit einer optisch variablen struktur in einer vertiefung

Info

Publication number: EP3511176A1
Application number: EP19000024.0A
Authority: EP
Inventors: Peter Franz
Original assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2019-07-17
Anticipated expiration: 2039-01-11
Also published as: EP3511176B1; DE102018000243A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement mit einer optisch variablen Struktur, die eine Prägestruktur und eine Beschichtung aufweist, wobei die Prägestruktur und die Beschichtung so kombiniert sind, dass wenigstens Teile der Beschichtung bei senkrechter Betrachtung vollständig sichtbar sind, bei Schrägbetrachtung aber verdeckt werden, so dass bei Änderung der Betrachtungsrichtung unterschiedliche Informationen sichtbar werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Prägewerkzeug zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Prägewerkzeug zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements.Erfindungsgemäß besteht die Prägestruktur aus einem ersten Prägeelement mit einer Prägetiefe von mehr als 30 µm und zweiten Prägeelementen mit einer Prägetiefe von mehr als 10 µm, wobei die zweiten Prägeelemente innerhalb des ersten Prägeelements angeordnet sind und dieses überlagern, wobei das Sicherheitselement aus einem Substrat aus Papier oder Pappe besteht und die Prägestruktur in das Substrat geprägt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement mit einer optisch variablen Struktur, die eine Prägestruktur und eine Beschichtung aufweist, wobei die Prägestruktur und die Beschichtung so kombiniert sind, dass wenigstens Teile der Beschichtung bei senkrechter Betrachtung vollständig sichtbar sind, bei Schrägbetrachtung aber verdeckt werden, so dass bei Änderung der Betrachtungsrichtung unterschiedliche Informationen sichtbar werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Prägewerkzeug zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Prägewerkzeug zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements.
Aus EP 2 886 356 A2 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Wertdokuments, insbesondere einer Banknote, bekannt, bei dem eine fließfähige, UVvernetzbare, Effektpigmente enthaltende Farbschicht auf ein Wertdokumentsubstrat mittels eines ersten Siebdruckwerks aufgebracht wird. Mittels einer ersten UV-Trocknungseinrichtung erfolgt das unvollständige Vernetzen der Farbschicht, um auf diese Weise die Viskosität der Farbschicht zu erhöhen und diese prägbar zu machen. Anschließend wird die unvollständig vernetzte Farbschicht mit einem Prägewerkzeug innerhalb eines zweiten Siebdruckwerks in Kontakt gebracht, um die Farbschicht auf diese Weise mit einer makroskopischen Prägestruktur zu versehen, wobei die Vertiefungen der makroskopischen Prägestruktur eine Tiefe in einem Bereich von 13 µm bis 30 µm aufweisen. Zusätzlich wird die Farbschicht mit einer die makroskopische Prägestruktur überlagernden feinen Prägestruktur versehen, wobei die Vertiefungen der feinen Prägestruktur eine Tiefe in einem Bereich von 0,1 µm bis 10 µm aufweisen. Abschließend erfolgt das vollständige Vernetzen der Farbschicht mittels einer zweiten UV-Trocknungseinrichtung Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Sicherheitselement derart weiterzubilden, dass der Schutz gegenüber Fälschungen weiter erhöht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß besteht die Prägestruktur aus einem ersten Prägeelement mit einer Prägetiefe von mehr als 30 µm und zweiten Prägeelementen mit einer Prägetiefe von mehr als 10 µm, wobei die zweiten Prägeelemente innerhalb des ersten Prägeelements angeordnet sind und dieses überlagern, wobei das Sicherheitselement aus einem Substrat aus Papier oder Pappe besteht und die Prägestruktur in das Substrat geprägt ist. Durch die Prägung wird insbesondere das Material des Substrats verdrängt und so eine dauerhafte Verformung des Substrats erzeugt.
Das entsprechende Prägewerkzeug weist eine erste Erhöhung oder Vertiefung zur Erzeugung eines ersten Prägeelements mit einer Tiefe von mehr als 30 µm auf, wobei innerhalb ersten Erhöhung oder Vertiefung zweite Erhöhungen oder Vertiefungen mit einer Tiefe von mehr als 10 µm angeordnet sind, so dass sich erste Erhöhung oder Vertiefung und die zweiten Erhöhungen oder Vertiefungen überlagern.
Die Tiefe der der jeweiligen Erhöhung oder Vertiefung in dem Prägewerkzeug ist dabei bekanntlich geringfügig größer als die der korrespondierenden Prägeelemente im Substrat des Sicherheitselements, die mit diesem Prägewerkzeug hergestellt wurden. Dieser Unterschied zwischen der Tiefe/Höhe der Strukturen im Prägewerkzeug und der Höhe/Tiefe der Prägestrukturen im Substrat hat seine Ursache darin, dass das Substrat beim Prägevorgang nicht vollständig in die Vertiefungen bzw. auf die Erhöhungen des Prägewerkzeugs gepresst werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Prägeelement aus einer rinnenförmigen bzw. walmdachförmigen oder kalottenförmigen Vertiefung oder Erhöhung besteht. Entsprechend ist die erste Erhöhung oder Vertiefung des Prägewerkzeugs rinnenförmig bzw. walmdachförmig oder kalottenförmig ausgestaltet. Kalottenförmig bedeutet im Sinne dieser Erfindung, dass die Vertiefung bzw. Erhöhung mindestens näherungsweise in Form einer Kugel- oder Ellipsenkappe oder -schale ausgeführt ist. Statt Kugel oder Ellipse sind auch ähnliche kuppelförmige oder auch langgezogene Formen möglich, deren Querschnitt mindestens näherungsweise in Form eines Kreis- oder Ellipsensegments ausgeführt ist.
Besonders zweckmäßig ist es darüber hinaus, wenn die Vertiefungen oder Erhöhungen des Prägewerkzeugs an ihrem Rand weich in das sie umgebende Oberfläche des Prägewerkzeugs übergehen um bei einem Prägevorgang keine Substratverletzungen zu erhalten. Ebenso beeinflusst die Steilheit der Flanken das Reißverhalten des Substrates.
Das erste Prägeelement bzw. die erste Erhöhung oder Vertiefung des Prägewerkzeugs weist bevorzugt eine Tiefe von 30 µm bis 1000 µm, besonders bevorzugt von 30 µm bis 400 µm und ganz besonders bevorzugt von 50 µm bis 200 µm auf.
Das erste Prägeelement bzw. die erste Erhöhung oder Vertiefung des Prägewerkzeugs weist bevorzugt einen Durchmesser von 30 µm bis 1500 µm, besonders bevorzugt von 100 µm bis 700 µm und ganz besonders bevorzugt von 120 µm bis 500 µm auf.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Sicherheitselements ist vorgesehen, dass das erste Prägeelement bzw. die erste Erhöhung oder Vertiefung des Prägewerkzeugs mindestens sowohl in der lateralen als auch vertikalen Abmessung dreimal größer ist als die zweiten Prägeelemente bzw. zweiten Erhöhungen oder Vertiefungen des Prägewerkzeugs.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen zwei benachbarten zweiten Prägeelementen bzw. zweiten Erhöhungen oder Vertiefungen des Prägewerkzeugs 0 µm bis 100 µm, bevorzugt 0 µm bis 50 µm und besonders bevorzugt 0 µm bis 20 µm.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Außenkontur der zweiten Prägeelemente bzw. zweiten Erhöhungen oder Vertiefungen des Prägewerkzeugs dreieckig, viereckig, fünfeckig, sechseckig bzw. wabenförmig oder polygonal ausgestaltet.
Die Abmessungen des ersten Prägeelements bzw. der ersten Erhöhung oder Vertiefung des Prägewerkzeugs ist abhängig von der Materialstärke und der Prägematerialeigenschaft des zu verprägenden Substrats.
Die erste Erhöhung oder Vertiefung sowie die zweiten Erhöhungen oder Vertiefungen werden bevorzugt mit einem Laser erzeugt, um eine höheres Aspekt- bzw. Tiefen- oder Höhen-zu-Breiten-Verhältnis, eine größere Geometrievielfalt und steilere Flanken erzeugen zu können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Beschichtung des Sicherheitselements eine metallische oder metallisch anmutende Fläche, die beispielsweise im Siebdruck auf das Substrat aufgebracht wird, ein silberfarbener Patch oder eine Folie oder ein kaschiertes Material, der bzw. das auf das Substrat aufgebracht wird. Des Weiteren kann das Material des Substrats selbst bereits metallisch spiegelnd oder reflektierend ausgestaltet sein.
Ein optisch variables Element im Sinne dieser Erfindung ist ein Element, dessen visuelles Erscheinungsbild sich bei Verkippen oder Drehen des Elements ändert. Beispielsweise ändert sich bei Verkippen oder Drehen des optisch variablen Elements dessen Farbe, bewegt sich scheinbar ein Balken von einer Seite des Elements zu einer anderen Seite, werden beim Verkippen oder Drehen unterschiedliche Zeichen dargestellt oder ergibt sich ein sogenannter Pumpeffekt in Form einer sich vergrößernden oder verkleinernden Umrisslinie eines Bildmotivs.
Das Substrat besteht besonders bevorzugt aus Papier aus Baumwollfasern, wie es beispielsweise für Banknoten verwendet wird, oder aus anderen natürlichen Fasern oder aus Synthesefasern oder einer Mischung aus natürlichen und synthetischen Fasern, oder aus mindestens einer Kunststofffolie. Weiterhin bevorzugt besteht das Substrat aus einer Kombination aus mindestens zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen unterschiedlichen Substraten, einem sogenannten Hybrid. Hierbei besteht das Substrat beispielsweise aus einer Kombination Kunststofffolie-Papier-Kunststofffolie, d.h. ein Substrat aus Papier wird auf jeder seiner beiden Seiten durch eine Kunststofffolie bedeckt, oder aus einer Kombination Papier-Kunststofffolie-Papier, d.h. ein Substrat aus einer Kunststofffolie wird auf jeder seiner beiden Seiten durch Papier bedeckt.
Angaben zum Gewicht des verwendeten Substrats von Banknoten sind beispielsweise in der Schrift DE 102 43 653 A9 angegeben. Die Schrift DE 102 43 653 A9 führt insbesondere aus, dass die Papierschicht üblicherweise ein Gewicht von 50 g/m² bis 100 g/m² aufweist, vorzugsweise von 80 g/m² bis 90 g/m². Selbstverständlich kann je nach Anwendung jedes andere geeignete Gewicht eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt besteht das Substrat aus einer Pappe oder einem Papier mit einem Flächengewicht von 120 g/m² oder mehr.
Wertdokumente, für die ein derartiges Substrat bzw. Sicherheitspapier verwendet werden kann, sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, deren Kartenkörper mindestens eine Lage eines Sicherheitspapiers aufweist, und auch Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen, Faltschachteln, Beipackzettel, Blister, Aluminiumfolien und dergleichen.
Die vereinfachte Benennung Wertdokument schließt alle oben genannten Materialien, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.
Die Begriffe "Vorderseite" oder "Rückseite" des Substrats oder Wertdokuments oder des Prägewerkzeugs sind relative Begriffe, die auch als "die eine" und "die gegenüberliegende" Seite bezeichnet werden können und die den überwiegenden Anteil der Gesamtoberfläche des Substrats oder Wertdokuments oder des Prägewerkzeugs bilden. Ausdrücklich nicht umfasst mit diesen Begriffen sind die Seitenflächen eines Substrats oder Wertdokuments oder des Prägewerkzeugs, die bei einer Dicke eines Substrats oder Wertdokuments. Bei Kartenkörpern mit nur etwa einen Millimeter Dicke oder bei Banknoten mit einer Dicke von nur Bruchteilen eines Millimeters sind die Seitenflächen verschwindend gering sind und werden üblicherweise nicht mit Sicherheitselementen oder Beschichtungen versehen.
Eine Information im Sinne dieser Erfindung ist eine musterförmig gestaltete und visuell wahrnehmbare Darstellung. Diese kann beispielsweise eine alphanumerische Zeichenfolge aus Ziffern und/oder Buchstaben, eine graphische Abbildung, ein Bild, einen Text oder sonstige Zeichen bilden. Besonders bevorzugt besteht die Information dabei aus positiven oder/und negativen Motiven. Bei einem positiven Motiv wird hierbei ein Motivelement selbst auf das Substrat aufgebracht, wohingegen bei einem negativen Motiv der das Motivelement umgebende Bereich auf das Substrat aufgebracht wird. Ein positives Motiv ist beispielsweise ein in dunkler Farbe auf das helle Substrat aufgedruckter Buchstabe. Ein negatives Motiv ist beispielsweise eine in dunkler Farbe auf das helle Substrat aufgebrachte Fläche, die innerhalb der Fläche einen unbedruckten Bereich in Form eines Buchstabens aufweist.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzumfang der Ansprüche erfasst ist.
Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die Darstellungen in den Figuren des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wider. Insbesondere entsprechen die in den Figuren gezeigten Proportionen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit.
Die in den folgenden Beispielen beschriebenen Ausführungsformen sind der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Umsetzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder im Ein- oder Mehrfarbendruck als Beschichtung zur Anwendung kommen. Dasselbe gilt für die Prägestrukturen. Die in den folgenden Beispielen dargestellten Informationen können ebenfalls durch beliebig aufwendige Bild- oder Textinformationen ersetzt werden. Die Erzeugung der Beschichtung z. B. als Aufdruck nutzt üblicherweise die Möglichkeiten der Drucktechnik aus.
Ferner werden in den folgenden Beispielen lediglich die Ausgestaltung und gegenseitige Zuordnung der Prägestruktur und der Beschichtung dargestellt, um die optischen Effekte der erfindungsgemäßen optisch variablen Struktur anschaulich darstellen zu können.
Im Einzelnen zeigen schematisch:

Fig. 1: im Querschnitt ein Prägewerkzeug (Fig. 1a), ein erfindungsgemäßes Prägewerkzeug (Fig. 1b) und ein mit dem erfindungsgemäßen Prägewerkzeug geprägtes Substrat (Fig. 1c) in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2: im Querschnitt ein Prägewerkzeug (Fig. 2a), ein erfindungsgemäßes Prägewerkzeug (Fig. 2b) und ein mit dem erfindungsgemäßen Prägewerkzeug geprägtes Substrat (Fig. 2c) in einer zweiten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt in Fig. 1a ein Prägewerkzeug in Form einer Prägeplatte 1 mit einer ersten Erhöhung 2. Die ersten Erhöhung 2 ist in Form einer kalottenförmigen Erhöhung ausgeführt, wobei die Oberkante der ersten Erhöhung 2 ein Höhe d₁ von der Oberkante der Prägeplatte 1 aufweist.
Diese erste Erhöhung 2 ist gemäß Fig. 1b mit zweiten Erhöhungen 3 versehen, wobei die zweiten Erhöhungen 3 mit einer Höhe d₂ aus der ersten Erhöhung 2 herausragen. Es ergibt sich eine Überlagerung der kalottenförmigen ersten Erhöhung 2 mit den kleineren zweiten Erhöhungen 3.
Fig. 1c zeigt ein Substrat 4, beispielsweise ein Papier oder eine Pappe, das mit dem Prägewerkzeug aus Fig. 1b geprägt wurde. Das Substrat 4 wurde hierbei von seiner Unterseite mit dem Prägewerkzeug und von der Oberseite mit einem Gegendruckzylinder beaufschlagt, so dass sich in seiner Unterseite die kalottenförmige erste Erhöhung 2 als kalottenförmige erste Vertiefung 5, angedeutet durch die gestrichelte Linie, und die zweiten Erhöhungen 3 als zweite Vertiefungen 7 abbilden. Die kalottenförmige erste Vertiefung 5 weist gegenüber der Unterkante des Substrats 4 eine Tiefe t₁' und die zweiten Erhöhungen 7 eine Tiefe t₂' auf. Hierbei ist die Tiefe t₁' bzw. deren Betrag geringfügig kleiner als die Höhe d₁ bzw. deren Betrag und ist die Tiefe t₂' bzw. deren Betrag geringfügig kleiner als die Höhe d₂ bzw. deren Betrag.
Auf der Oberseite des Substrats 4 bildet sich die ersten Erhöhung 2 als Erhöhung 6 ab.
Fig. 2 zeigt im Querschnitt in Fig. 2a ein Prägewerkzeug in Form einer Prägeplatte 11 mit einer ersten Vertiefung 12. Die ersten Vertiefung 12 ist in Form einer kalottenförmigen Vertiefung ausgeführt, wobei die Oberkante der ersten Vertiefung 12 ein Tiefe t₁ von der Oberkante der Prägeplatte 11 aufweist.
Diese erste Vertiefung 12 ist gemäß Fig. 2b mit zweiten Vertiefungen 13 versehen, wobei die zweiten Vertiefungen 13 mit einer Tiefe t₂ aus der ersten Vertiefung 12 herausragen. Es ergibt sich eine Überlagerung der kalottenförmigen ersten Vertiefung 12 mit den kleineren zweiten Vertiefungen 13.
Fig. 2c zeigt ein Substrat 14, beispielsweise ein Papier oder eine Pappe, das mit dem Prägewerkzeug aus Fig. 2b geprägt wurde. Das Substrat 4 wurde hierbei von seiner Unterseite mit dem Prägewerkzeug und von der Oberseite mit einem Gegendruckzylinder beaufschlagt, so dass sich in seiner Unterseite die kalottenförmige erste Vertiefung 12 als kalottenförmige erste Erhöhung 15 und die zweiten Vertiefungen 13 als zweite Vertiefungen 17 abbilden. Die kalottenförmige erste Erhöhung 15 weist gegenüber der Unterkante des Substrats 14 eine Höhe d₁' und die zweiten Vertiefungen 17 eine Tiefe d₂' auf. Hierbei ist die Höhe d₁' bzw. deren Betrag geringfügig kleiner als die Tiefe t₁ bzw. deren Betrag und ist die Tiefe d₂' bzw. deren Betrag geringfügig kleiner als die Tiefe t₂ bzw. deren Betrag.
Auf der Oberseite des Substrats 14 bildet sich die ersten Vertiefung 12 als Vertiefung 16 ab.
Die Ausformung der Erhöhung 6 oder der Vertiefung 16 kann sich durch unterschiedliche oder variierende Materialeigenschaften des Substrats, besonders in Stärke, Volumen und Beschaffenheit sowie durch unterschiedliche Gegendruckbedingungen stark unterscheiden.

Claims

Sicherheitselement mit einer optisch variablen Struktur, die eine Prägestruktur und eine Beschichtung aufweist, wobei die Prägestruktur und die Beschichtung so kombiniert sind, dass wenigstens Teile der Beschichtung bei senkrechter Betrachtung vollständig sichtbar sind, bei Schrägbetrachtung aber verdeckt werden, so dass bei Änderung der Betrachtungsrichtung unterschiedliche Informationen sichtbar werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägestruktur aus einem ersten Prägeelement mit einer Prägetiefe (d₁', t₁') von mehr als 30 µm und zweiten Prägeelementen mit einer Prägetiefe (d₂', t₂') von mehr als 10 µm besteht, wobei die zweiten Prägeelemente innerhalb des ersten Prägeelements angeordnet sind und dieses überlagern, wobei das Sicherheitselement aus einem Substrat aus Papier oder Pappe besteht und die Prägestruktur in das Substrat geprägt ist.
Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Prägeelement aus einer rinnenförmigen bzw. walmdachförmigen oder kalottenförmigen Vertiefung oder Erhöhung besteht.
Sicherheitselement nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erste Prägeelement eine Tiefe von 30 µm bis 1000 µm, bevorzugt von 30 µm bis 400 µm und besonders bevorzugt von 50 µm bis 200 µm aufweist.
Prägewerkzeug zur Herstellung eines Sicherheitselement mit einer optisch variablen Struktur, die eine Prägestruktur und eine Beschichtung aufweist, wobei die Prägestruktur und die Beschichtung so kombiniert sind, dass wenigstens Teile der Beschichtung bei senkrechter Betrachtung vollständig sichtbar sind, bei Schrägbetrachtung aber verdeckt werden, so dass bei Änderung der Betrachtungsrichtung unterschiedliche Informationen sichtbar werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerkzeug eine erste Erhöhung oder Vertiefung zur Erzeugung eines ersten Prägeelements mit einer Tiefe (d₁, ti) von mehr als 30 µm aufweist, wobei innerhalb ersten Erhöhung oder Vertiefung zweite Erhöhungen oder Vertiefungen mit einer Tiefe (d₂, t₂) von mehr als 10 µm angeordnet sind, so dass sich erste Erhöhung oder Vertiefung und die zweiten Erhöhungen oder Vertiefungen überlagern.
Prägewerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erhöhung oder Vertiefung rinnenförmig bzw. walmdachförmig oder kalottenförmig ausgestaltet ist.
Prägewerkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerkzeug ein Prägezylinder, ein Prägestempel oder eine Druckplatte, insbesondere eine Stichtiefdruckplatte ist.
Prägewerkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement aus einem Substrat aus Papier oder Pappe besteht.
Prägewerkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erhöhung oder Vertiefung des Prägewerkzeugs eine Tiefe von 30 µm bis 1000 µm, bevorzugt von 30 µm bis 400 µm und besonders bevorzugt von 50 µm bis 200 µm aufweist.