EP3511177A1 - Sicherheitselement mit einer optisch variablen prägestruktur - Google Patents

Sicherheitselement mit einer optisch variablen prägestruktur Download PDF

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EP3511177A1
EP3511177A1 EP19000014.1A EP19000014A EP3511177A1 EP 3511177 A1 EP3511177 A1 EP 3511177A1 EP 19000014 A EP19000014 A EP 19000014A EP 3511177 A1 EP3511177 A1 EP 3511177A1
Authority
EP
European Patent Office
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embossing
plateau
security element
adjacent
edge
Prior art date
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Granted
Application number
EP19000014.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3511177B1 (de
Inventor
Karlheinz Mayer
Thanh-Hao Huynh
Peter Franz
Raphael DEHMEL
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.)
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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 Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH filed Critical Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Publication of EP3511177B1 publication Critical patent/EP3511177B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/324—Reliefs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/40—Manufacture
    • B42D25/405—Marking
    • B42D25/425—Marking by deformation, e.g. embossing

Definitions

  • the invention relates to a security element comprising a substrate having an optically variable structure, which has an embossed structure and a coating, wherein the embossed structure and the coating are combined in such a way that at least parts of the coating are completely visible when viewed perpendicularly, but are concealed when obliquely viewed, so that when the viewing direction changes, different information becomes visible, the embossing structure consisting of nonlinear embossing elements abutting each other, each nonlinear embossing element consisting essentially of a flank.
  • the invention further relates to a stamping tool for producing such a security element.
  • an embossing tool for producing a security element with an optically variable structure wherein the optically variable structure shows a tilting effect when the security element is tilted about an axis.
  • the embossing tool consists of an embossing plate with a surface, wherein the surface of the embossing plate has a plurality of substantially mutually parallel, channel-shaped depressions.
  • the channel-shaped recesses each consist of a first and a second flank, which lie opposite each other.
  • first flank of a depression and the second flank of the depression adjacent to this depression converge toward one another in the direction of the surface of the embossing plate, the first flank of each groove-shaped depression having a different angle of inclination with respect to the surface of the embossing plate than the corresponding second flank.
  • first flank of a depression and the second flank of this depression adjacent Deepening is arranged a planar region which is aligned substantially parallel to the surface of the embossing plate.
  • a security element with an optically variable structure which has an embossed structure and a coating, wherein the embossed structure and the coating are combined in such a way that at least parts of the coating are completely visible when viewed perpendicularly, but are concealed on oblique viewing, so that when changed the viewing direction different information are visible.
  • the embossing structure consists of non-linear embossing elements, which may be arranged in particular grid-shaped and may have the shape of a tetrahedron, spherical section, truncated pyramid, truncated cone, cylinder section, torus, oval, drop or a pyramid.
  • a security element with an optically variable structure which has a plurality of embossing elements, wherein each of the embossing elements consists of at least two flanks which converge at a certain angle and / or a certain direction.
  • the surface of the embossing elements is reflective.
  • the security element consists of at least two groups of embossing elements, wherein the at least two groups differ from one another only in the angle and / or direction with which the flanks of the embossing elements converge.
  • Each embossing element of WO 2013/045054 has a regular hexagonal base.
  • the invention is intended to avoid that during the complex production of stamping dies and process steps for intaglio printing or intaglio printing, the fine pointed flanks are rounded off and thus the optically variable effect to be generated suffers. Furthermore, it should be avoided that in a subsequent use of the embossing molds for longer runs changes in the structures to be imaged or wear of a knife blade, wiper cylinder o.ä. result.
  • the invention is therefore the object of developing a generic security element such that the disadvantages of the prior art are eliminated and the protection against counterfeiting is further increased.
  • a planar area or a plateau is arranged between adjoining embossing elements, which is arranged substantially parallel to the surface of the substrate surrounding the embossing element.
  • essentially parallel means that the angle between the plane area or plateau and the surface of the substrate or embossing tool surrounding the security element is preferably 0 ° (exactly parallel) and particularly preferably 0.5 ° to 5 °.
  • the flat area or the plateau is arranged only between two adjacent embossing elements, so that it is located only near the surface of the substrate or the embossing plate.
  • the flat area or the plateau is arranged around the entire embossing element around, thus extends around the entire embossing element and is thus not only arranged between two adjacent embossing elements.
  • the corresponding plateau extends where the two preceding conditions in the majority of the edge of the embossing element are fulfilled, parallel to the plate surface and in each case in the depth in which the two embossing element surfaces meet at the edge. If there is a depth jump between the two embossing element surfaces at the edge, the depth of that embossing element surface whose distance to the surface of the platen is smaller is used for the plateau.
  • the invention further relates to an embossing tool for producing such a security element.
  • the embossing tool is preferably an embossing cylinder, an embossing punch or a pressure plate, in particular a intaglio printing plate, wherein the elements to be embossed are designed as an engraving or as an increase in the surface of the embossing tool.
  • the flat area or the plateau has the advantage over pointed structures that it is less susceptible to erosion by processing tools with which the embossing tool is engraved, in particular a (wide) laser beam. Furthermore, plateaus are less sensitive to deburring, cleaning and polishing of the embossing tool, for example by means of squeegee, polish, abrasive, water jet cleaning, etching or by means of rotating brushes and thus have less plate wear. Furthermore, a downstream chrome plating of the embossing tool has better adhesion to the substrate, whereby the mechanical wear is additionally reduced. In addition, the embossing tool itself in its intended use is more stable against wear due to process-related influences.
  • the edge of a flat area or plateau can run on the flank of an adjacent embossing element in such a way that the plateau is surrounded by a "sharp" edge.
  • the plane region with a certain inclination goes directly into the embossing element with a different inclination, wherein the inclination is directly at the edge in the mathematical sense not differentiable.
  • the edge of a flat area or plateau may also transition continuously into an edge of an adjacent embossing element, so that an arcuate or round transition results from the flat area to the flank of the adjacent embossing element.
  • an approximately continuous transition is also possible, in which the inclination of the flat area gradually merges with one another over one or more adjacent planar areas with a gradually changing inclination into the flank of the adjacent embossing element.
  • the angle of the flank remains the same within an embossing element.
  • the engraving depth must be adjusted accordingly.
  • Constant flank angle is required if the micromirror element is to appear only in a certain angular range.
  • the non-linear embossing elements particularly preferably have a base area in the form of a triangle, a quadrilateral, a hexagonal honeycomb, an octagon or other polygon. Furthermore, any other outline shapes are possible. Furthermore, mixtures of various of the aforementioned forms are possible, such as hexagons, which border on squares.
  • the width of the flat area or plateau i. both the "peak” (near the surface of the embossing plate or the substrate) and the “valleys” (away from the surface of the embossing plate or the substrate), is preferably 1 .mu.m to 200 .mu.m, more preferably 5 .mu.m to 150 .mu.m and most preferably 10 .mu.m to 120 .mu.m.
  • the ratio of the spacing of adjacent engravings and the corresponding engraving depth is 1: 5 to 20: 1, preferably 1: 3 to 10: 1 and particularly preferably 1: 2 to 6: 1 is.
  • the depth of the engraved depressions is 10 ⁇ m to 500 ⁇ m, preferably 10 ⁇ m to 350 ⁇ m and particularly preferably 10 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • embossing structure for gravure printing is used as blind embossing (round embossing cylinder against round impression cylinder) or embossing pressure (flat embossing plate against flat counterpressure plate), these are usually inserted above the plate surface. This enormously increases the partial embossing pressure and at the same time reduces the requirement for printing.
  • the plateaus are then particularly preferred to attach to the edges and tips that protrude furthest from the plate surface.
  • the embossing tool according to the invention is particularly preferred in engraving processes in which by means of laser beam in a rotating cylindrical workpiece made of plastic, such as Kapton, or metal, such as brass, engraved, the so-called “Computer to Intaglioplate” - or “CTiP” method ,
  • CTiP Computer to Intaglioplate
  • a suitable choice of the plateaus can be used to avoid a violation of the desired embossed structures by keeping sufficiently wide plateaus within the data structure.
  • the invention is not limited only to embossing tools that are engraved by means of laser beam. Rather, all other known from the prior art engraving can be used, such as mechanical engraving using a stylus. Furthermore are also directly based manufacturing process possible, such as 3D printing or sintering.
  • the plateau leads to a reduction of the edge sharpness, so that during embossing a possible paper damage can be prevented and the durability of the wiping cylinder of a stitching machine can be increased.
  • the plateaus are also less sensitive to wear by the wiper cylinder. Advantages of the invention are thus an improvement in the implementation and durability of the sensitive flanks and edges, an improved optically variable effect with origination method such as CtIP (generation of embossed structures in plastic plates or cylinders by laser radiation), a better repeatability and a greater customization possibility on substrate and counterpressure mold.
  • An optically variable element in the sense of this invention is an element whose visual appearance changes upon tilting or rotation of the element. For example, when the optically variable element is tilted or rotated, its color changes, a bar appears to move from one side of the element to another, tilting or rotating causes different characters to appear, or a so-called pumping effect of enlarging or reducing Outline of a picture motif.
  • the substrate is particularly preferably made of paper made of cotton fibers, as used for example for banknotes, or of other natural fibers or of synthetic fibers or of a mixture of natural and synthetic fibers, or of at least one plastic film. Further preferably, the substrate consists of a combination of at least two superimposed and interconnected different substrates, a so-called hybrid.
  • the substrate is made of, for example, a combination of plastic film-paper plastic film, ie a paper substrate is covered on both sides by a plastic film, or a combination of paper-plastic film paper, ie a substrate made of a plastic film on each of its covered by paper on both sides.
  • the font DE 102 43 653 A9 in particular states that the paper layer usually has a weight of 50 g / m 2 to 100 g / m 2 , preferably from 80 g / m 2 to 90 g / m 2 .
  • any other suitable weight can be used.
  • Value documents for which such a substrate or security paper can be used are, in particular, banknotes, stocks, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, but also other papers which are subject to counterfeiting, such as passports and other identity documents, and also cards such as credit cards. or debit cards whose card body has at least one layer of security paper, and also product securing elements such as labels, seals, packages, cartons, leaflets, blisters and the like.
  • the simplified term value document includes all the above materials, documents and product safeguards.
  • the positional accuracy of printed images or other elements to each other on front and / or backside of a substrate For example, in the case of parts of printed images which complement one another in a transcript to an overall printed image, even slight deviations of less than 0.1 mm between the respective printed images disturb the visual impression in transparency considerably.
  • the DIN 16500-2: 1987-01 defines as Passer the accuracy in the printing technique, with which the intended reproduction quality of the reproduced details is achieved or maintained.
  • Information within the meaning of this invention is a pattern-shaped and visually perceptible representation. This can for example form an alphanumeric string of numbers and / or letters, a graphic image, an image, a text or other characters. Particularly preferably, the information consists of positive or / and negative motives.
  • a positive motif in this case a motif element is itself applied to the substrate, whereas in the case of a negative motif, the area surrounding the motif element is applied to the substrate.
  • a positive subject is a letter printed in dark color on the light substrate.
  • a negative motif is, for example, a surface applied in a dark color on the light substrate, which has an unprinted area in the form of a letter within the area.
  • the embodiments described in the following examples are reduced to the essential core information for ease of understanding. In practice, much more complex patterns or images in single or multi-color printing can be used as a coating. The same applies to the embossed structures.
  • the information presented in the following examples can also be replaced by arbitrarily complex image or text information.
  • the generation of the coating z. B. as a print usually uses the possibilities of printing technology. Typical dimensions of non-linear basic elements from approx. 10 ⁇ m are used. Embossing elements that form the embossed structure, as a rule, have an embossing height in the range of 10 .mu.m to 500 .mu.m, preferably from 50 .mu.m to 120 .mu.m.
  • Fig. 1 schematically shows an arrangement of two embossed structures 1, 2 in the form of hexagonal honeycomb and here in the left figure in plan view and in the right figure in cross section along the section axis AB.
  • the angle ⁇ at the honeycomb edge, ie between the honeycomb mirror surfaces of is greater than 120 °, so that according to the above, no plateau between the two honeycomb is inserted.
  • the honeycomb edge is at the level of the substrate or plate surface 3, which is indicated in the right figure by the dashed line.
  • Fig. 2 schematically shows the two embossed structures 4, 5 in the form of hexagonal honeycomb, here in contrast to the honeycomb out Fig. 1 the angle ⁇ at the honeycomb edge is less than 120 °, so that according to the above statements a plateau is inserted between the two honeycombs.
  • the plateau is in Fig. 2 not shown for clarification of the angle ⁇ .
  • the honeycomb edge is recessed by the distance d from the substrate or plate surface 3, where d ⁇ 20 ⁇ m, preferably d ⁇ 10 ⁇ m, more preferably d ⁇ 5 ⁇ m.
  • Such a plateau is in Fig. 3 and in Fig. 4 shown.
  • Fig. 3 shows in the left figure top view and in the right figure along the section axis EF a plateau, which is arranged both between the two embossed structures 4 and 5, and about both embossed structures 4 and 5 around.
  • Fig. 4 shows in the left figure top view and in the right figure along the cutting axis GH a plateau, which is arranged only between the two embossed structures 4 and 5.
  • the plateau between the two embossed structures 4 and 5 is recessed by the distance d from the substrate or plate surface 3.
  • the embossed structures are in Fig. 1 to Fig. 4 each represented as hexagonal honeycomb.
  • any other shapes are possible, such as triangles, squares, octagons or other polygons.
  • mixtures of various of the aforementioned forms are possible, such as hexagons, which border on squares.
  • embossed patterns were shown on or below the substrate or plate surface 3, as used mainly in intaglio printing. If the embossing pattern for gravure printing is used as blind embossing (round / round) or embossing print (flat / flat), these are, as in Fig. 6 represented, mostly raised above the plate surface 3 used. This enormously increases the partial embossing pressure and at the same time reduces the requirement for printing. According to Fig. 6 In this case, the plateaus are preferably to be attached to the edges and tips which project furthest out of the plate surface.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement aus einem Substrat 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, wobei die Prägestruktur aus nicht linienförmigen Prägeelementen besteht, die aneinander angrenzen, wobei jedes nichtlinienförmige Prägeelement im Wesentlichen aus einer Flanke besteht. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Prägewerkzeug zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements. Erfindungsgemäß ist zwischen angrenzenden Prägeelementen ein ebener Bereich bzw. ein Plateau angeordnet, der im Wesentlichen parallel zu der das Prägeelement umgebenden Oberfläche des Substrats angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement aus einem Substrat 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, wobei die Prägestruktur aus nicht linienförmigen Prägeelementen besteht, die aneinander angrenzen, wobei jedes nichtlinienförmige Prägeelement im Wesentlichen aus einer Flanke besteht. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Prägewerkzeug zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements.
  • Aus EP 3124285 A1 ist ein Prägewerkzeug zur Herstellung eines Sicherheitselements mit einer optisch variablen Struktur bekannt, wobei die optisch variable Struktur beim Kippen des Sicherheitselementes um eine Achse einen Kippeffekt zeigt. Das Prägewerkzeug besteht aus einer Prägeplatte mit einer Oberfläche, wobei die Oberfläche der Prägeplatte eine Vielzahl von im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten, rinnenförmigen Vertiefungen aufweist. Die rinnenförmigen Vertiefungen bestehen jeweils aus einer ersten und einer zweiten Flanke, die sich gegenüberliegen. Jeweils die erste Flanke einer Vertiefung und die zweite Flanke der dieser Vertiefung benachbarten Vertiefung laufen in Richtung der Oberfläche der Prägeplatte aufeinander zu, wobei die erste Flanke jeder rinnenförmigen Vertiefung einen anderen Neigungswinkel gegenüber der Oberfläche der Prägeplatte aufweist, als die entsprechende zweite Flanke. Jeweils zwischen der ersten Flanke einer Vertiefung und der zweiten Flanke der dieser Vertiefung benachbarten Vertiefung ist ein ebener Bereich angeordnet, der im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Prägeplatte ausgerichtet ist.
  • Aus WO 2006/ 018232 A1 ist ein Sicherheitselement mit einer optisch variablen Struktur bekannt, 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 Prägestruktur besteht aus nicht linienförmigen Prägeelementen, die insbesondere rasterförmig angeordnet sein können und die Form eines Tetraeders, Kugelabschnittes, Pyramidenstumpfes, Kegelstumpfes, Zylinderabschnittes, Torus, Ovals, Tropfens oder einer Pyramide aufweisen können.
  • Aus WO 2013/045054 A1 ist ein Sicherheitselement mit einer optisch variablen Struktur bekannt, die eine Vielzahl von Prägeelementen aufweist, wobei jedes der Prägeelemente aus mindestens zwei Flanken besteht, die in einem bestimmten Winkel und/ oder einer bestimmten Richtung aufeinander zulaufen. Die Oberfläche der Prägeelemente ist reflektierend ausgeführt. Des Weiteren besteht das Sicherheitselement aus mindestens zwei Gruppen von Prägeelementen, wobei sich die mindestens zwei Gruppen lediglich in dem Winkel und/oder der Richtung, mit dem bzw. der die Flanken der Prägeelemente aufeinander zulaufen, voneinander unterscheiden. Jedes Prägeelement der WO 2013/045054 weist eine regelmäßige sechseckige Grundfläche auf.
  • Durch die Erfindung soll vermieden werden, dass während der aufwändigen Herstellung von Prägeformen und Prozessschritte für den Stichtiefdruck oder den Tiefdruck die feinen spitz zulaufenden Flanken abgerundet werden und damit der zu erzeugende optisch variable Effekt leidet. Des Weiteren soll vermieden werden, dass sich bei einer nachfolgenden Verwendung der Prägeformen für höhere Auflagen Veränderungen der abzubildenden Strukturen oder eine Abnutzung eines Rackelmessers, Wischzylinders o.ä. ergeben.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Sicherheitselement derart weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik behoben werden und 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 ist zwischen angrenzenden Prägeelementen ein ebener Bereich bzw. ein Plateau angeordnet, der im Wesentlichen parallel zu der das Prägeelement umgebenden Oberfläche des Substrats angeordnet ist. Im Wesentlichen parallel bedeutet hierbei, dass der Winkel zwischen dem ebenen Bereich bzw. Plateau und der Oberfläche des das Sicherheitselement umgebenden Substrats bzw. dem Prägewerkzeug zueinander bevorzugt 0° (exakt parallel) und besonders bevorzugt 0,5° bis 5° beträgt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der ebene Bereich bzw. das Plateau nur zwischen zwei angrenzenden Prägeelementen angeordnet, so dass es sich nur nahe der Oberfläche des Substrats oder der Prägeplatte befindet. Alternativ ist der ebene Bereich bzw. das Plateau um das gesamte Prägeelement herum angeordnet, verläuft also um das gesamte Prägeelement herum und ist damit nicht nur zwischen zwei angrenzenden Prägeelementen angeordnet.
  • Erfindungsgemäß sollen insbesondere fragile, in die Höhe stehende Spitzen vor dem "Erodieren" oder mechanischen Beschädigungen in den verschiedenen Prozess-Schritten und während des Prägeprozesses bewahrt werden. Deshalb ist es besonders vorteilhaft, wenn ein ebener Bereich bzw. ein Plateau an den Kanten zwischen zwei angrenzenden Prägeelementen einführt wird, wenn die beiden folgenden Bedingungen erfüllt sind:
    • Die Kante zwischen zwei Prägeelementen befindet sich an der Plattenoberfläche oder ist maximal um den Abstand d von der Plattenoberfläche vertieft angeordnet, wobei d < 20 µm, bevorzugt d < 10 µm, besonders bevorzugt d < 5 µm ist, und
    • der Winkel α zwischen der Spiegelfläche des Prägeelements und der betreffenden Kante beträgt α < 120°, bevorzugt α < 90° und besonders bevorzugt α < 60°.
  • Das entsprechende Plateau verläuft dort, wo die beiden vorangehenden Bedingungen im überwiegenden Teil der Kante des Prägeelements erfüllt sind, parallel zur Plattenoberfläche und zwar jeweils in der Tiefe, in der sich die beiden Prägeelement-Flächen an der Kante treffen. Sollte an der Kante ein Tiefensprung zwischen den beiden Prägeelement-Flächen bestehen, wird für das Plateau die Tiefe derjenigen Prägeelement-Fläche verwendet, deren Abstand zur Platenoberfläche geringer ist.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Prägewerkzeug zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements. Das Prägewerkzeug ist bevorzugt ein Prägezylinder, ein Prägestempel oder eine Druckplatte, insbesondere eine Stichtiefdruckplatte, wobei die zu prägenden Elemente als Gravur oder als Erhöhung in der Oberfläche des Prägewerkzeuges ausgeführt sind.
  • Der ebene Bereich bzw. das Plateau hat gegenüber spitzen Strukturen den Vorteil, dass es unempfindlicher gegen Erosion durch Bearbeitungswerkzeuge ist, mit denen das Prägewerkzeug graviert wird, insbesondere einen (breiten) Laserstrahl. Des Weiteren sind Plateaus unempfindlicher bei Entgratung, Reinigung und Polieren des Prägewerkzeugs, beispielsweise mittels Rakel, Poliermittel, Schleifmittel, Wasserstrahlreinigung, Ätzverfahren oder mittels rotierender Bürsten und weisen somit einen geringeren Plattenverschleiß auf. Des Weiteren hat eine nachgelagerte Verchromung des Prägewerkzeugs eine bessere Haftung auf dem Trägermaterial, wodurch sich der mechanische Verschleiß zusätzlich reduziert. Außerdem ist auch das Prägewerkzeug selbst in seinem bestimmungsgemäßen Einsatz stabiler gegen Verschleiß durch verfahrensbedingte Einflüsse.
  • Der Rand eines ebenen Bereichs bzw. Plateaus kann derart auf die Flanke eines angrenzenden Prägeelements zulaufen, dass das Plateau von einer "scharfen" Kante umgeben ist. Hierbei geht der ebene Bereich mit einer bestimmten Neigung direkt in das Prägeelement mit einer anderen Neigung über, wobei die Neigung direkt an der Kante im mathematischen Sinn nicht differenzierbar ist. Alternativ kann jedoch der Rand eines ebenen Bereichs bzw. Plateaus auch stetig in eine Flanke eines angrenzenden Prägeelements übergehen, so dass sich ein bogenförmiger oder runder Übergang von dem ebenen Bereich zu der Flanke des angrenzenden Prägeelements ergibt. Selbstverständlich ist auch ein angenähert stetiger Übergang möglich, bei dem die Neigung des ebenen Bereichs schrittweise über einen oder mehrere angrenzende ebene Bereiche mit einer schrittweise sich verändernden Neigung in die Flanke des angrenzenden Prägeelement übergeht.
  • Besonders bevorzugt bleibt der Winkel der Flanke innerhalb eines Prägeelements gleich. Die Gravurtiefe muss entsprechend angepasst werden. Ein gleichbleibender Flankenwinkel ist erforderlich, wenn das Mikrospiegel-Element nur in einem bestimmten Winkelbereich aufscheinen soll.
  • Die nichtlinearen Prägeelemente haben besonders bevorzugt eine Grundfläche in Form eines Dreiecks, Vierecks, einer sechseckigen Waben, eines Achtecks oder sonstigen Polygons. Des Weiteren sind auch beliebige andere Umrissformen möglich. Des Weiteren sind auch Mischungen aus verschiedenen der vorgenannten Formen möglich, beispielsweise Sechsecke, die an Vierecke grenzen.
  • Die Breite des ebenen Bereichs bzw. Plateaus, d.h. sowohl der "Gipfel" (nahe der Oberfläche der Prägeplatte bzw. des Substrats) als auch der "Täler" (entfernt von der Oberfläche der Prägeplatte bzw. des Substrats), beträgt bevorzugt 1 µm bis200 µm, besonders bevorzugt 5 µm bis 150 µm und ganz besonders bevorzugt 10 µm bis 120 µm.
  • Der Abstand d des Plateaus zur Plattenoberfläche kann auch Null sein (d = 0), dann liegt das Plateau auf Platten-Niveau. Sofern überwiegend Plateaus auf Platten-Niveau eingesetzt werden, können die Strukturen auch im konventionellen Tiefdruck farbführend verwendet werden. In diesem Fall stellen die Plateaus eine Stützstruktur für das Rakelmesser dar.
  • Besonders zweckmäßig ist es darüber hinaus, wenn das Verhältnis aus dem Abstand benachbarter Gravuren und der entsprechenden Gravurtiefe, das sogenannte Aspektverhältnis, 1:5 bis 20:1, bevorzugt 1:3 bis 10:1 und besonders bevorzugt 1:2 bis 6:1 beträgt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Tiefe der gravierten Vertiefungen 10 µm bis 500 µm, bevorzugt 10 µm bis 350 µm und besonders bevorzugt 10 µm bis 200 µm.
  • In den oben ausgeführten Darstellungen wurden nur Prägestrukturen unter Platten-Niveau gezeigt, wie sie hauptsächlich im Stichtiefdruck verwendet werden. Wird die Prägestruktur für den Tiefdruck als Blindprägung (runder Prägezylinder gegen runden Gegendruckzylinder) oder Prägedruck (flache Prägeplatte gegen flache Gegendruckplatte) eingesetzt, werden diese meist erhaben über der Plattenoberfläche eingesetzt. Dies erhöht den partiellen Prägedruck enorm und vermindert gleichzeitig die Anforderung an die Druckbeistellung. Die Plateaus sind dann besonders bevorzugt an den Kanten und Spitzen anzubringen, die aus der Plattenoberfläche am weitesten herausragen.
  • Das erfindungsgemäße Prägewerkzeug eignet sich besonders bevorzugt bei Gravurverfahren, bei denen mittels Laserstrahl in ein rotierendes zylindrisches Werkstück aus Kunststoff, beispielsweise Kapton, oder aus Metall, beispielsweise Messing, graviert wird, das sogenannte "Computer to Intaglioplate"- bzw. "CTiP"-Verfahren. Dabei ist es durch die Erfindung bevorzugt möglich, CTiP-Anlagen zum Einsatz kommen zu lassen und so die Verwendung von "Daten-Handelsware" zu ermöglichen, also vorgegebenen Prägedaten für bestimmte Banknoten-Nennwerte einer Währung. Auch bei fehlender Kompensation des Laserdurchmessers, kann durch geeignete Wahl der Plateaus eine Verletzung der gewünschten Prägestrukturen vermieden werden, indem innerhalb der Datenstruktur ausreichend breite Plateaus vorgehalten werden.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf Prägewerkzeuge beschränkt, die mittels Laserstrahl graviert werden. Vielmehr können auch alle anderen aus dem Stand der Technik bekannten Gravurverfahren verwendet werden, wie beispielsweise mechanische Gravur mittels Stichel. Des Weiteren sind auch direkt aufbauende Herstellungsverfahren möglich, wie beispielsweise 3D-Druck oder Sintern.
  • Besondere Vorteile des erfindungsgemäßen Prägewerkzeugs sind weiterhin, dass das Plateau zu einer Reduzierung der Kantenschärfe führt, so dass während der Prägung einer möglichen Papierverletzung vorgebeugt und die Haltbarkeit des Wischzylinders einer Stichtiefduckmaschine erhöht werden kann. Umgekehrt sind die Plateaus auch unempfindlicher gegen Abnutzung durch den Wischzylinder. Vorteile der Erfindung sind also eine Verbesserung der Umsetzung und Haltbarkeit der empfindlichen Flanken und Kanten, ein verbesserter optisch variabler Effekt auch mit Originationverfahren wie beispielsweise CtIP (Erzeugung von Prägestrukturen in Kunststoffplatten oder -zylinder mittel Laserstrahlung), eine bessere Wiederholgenauigkeit sowie eine größere Anpassungsmöglichkeit auf Substrat und Gegendruckform.
  • 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 sind beispielsweise in der Schrift DE 102 43 653 A9 angegeben, deren Ausführungen diesbezüglich vollumfänglich in diese Anmeldung aufgenommen werden. 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.
  • 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 und dergleichen.
  • Die vereinfachte Benennung Wertdokument schließt alle oben genannten Materialien, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.
  • Als Passer oder Register im Sinne dieser Erfindung wird die Lagegenauigkeit von Druckbildern oder anderer Elemente zueinander auf Vorder- und/oder Rückseite eines Substrats bezeichnet. Beispielsweise stören bei Teilen von Druckbildern, die sich in Durchsicht zu einem Gesamtdruckbild ergänzen, bereits geringe Abweichungen von weniger als 0,1 mm zwischen den jeweiligen Druckbildern den visuellen Eindruck in Durchsicht erheblich. Die DIN 16500-2: 1987-01 definiert als Passer die Genauigkeit in der Drucktechnik, mit der die vorgesehene Wiedergabegüte der zu reproduzierenden Details erreicht bzw. eingehalten wird.
  • 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. Es kommen typische Abmessungen von nicht linienförmigen Grundelementen ab ca. 10 µm zur Anwendung. Prägeelemente, die die Prägestruktur bilden, weisen im Regelfall eine Prägehöhe im Bereich von 10 µm bis 500 µm, bevorzugt von 50 µm bis 120 µm auf.
  • 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
    eine erstes Ausführungsbeispiel einer Prägestruktur in Form von zwei sechseckigen Waben und hierbei in der linken Figur in Draufsicht und in der rechten Figur im Querschnitt entlang der Schnittachse AB,
    Fig. 2
    eine zweites Ausführungsbeispiel einer Prägestruktur in Form von zwei sechseckigen Waben und hierbei in der linken Figur in Draufsicht und in der rechten Figur im Querschnitt entlang der Schnittachse CD,
    Fig. 3
    eine erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prägestruktur in Form von zwei sechseckigen Waben mit einem Plateau und hierbei in der linken Figur in Draufsicht und in der rechten Figur im Querschnitt entlang der Schnittachse EF,
    Fig. 4
    eine zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prägestruktur in Form von zwei sechseckigen Waben mit einem Plateau und hierbei in der linken Figur in Draufsicht und in der rechten Figur im Querschnitt entlang der Schnittachse EF,
    Fig. 5
    eine drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prägestruktur in Form von zwei Waben mit einem Plateau im Querschnitt,
    Fig. 6
    eine viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prägestruktur in Form von zwei Waben mit einem Plateau im Querschnitt.
  • Fig. 1 zeigt schematisch eine Anordnung von zwei Prägestrukturen 1, 2 in Form von sechseckigen Waben und hierbei in der linken Figur in Draufsicht und in der rechten Figur im Querschnitt entlang der Schnittachse AB. Der Winkel α an der Wabenkante, also zwischen den Waben-Spiegelflächen der betreffenden Kante, ist größer als 120°, so dass gemäß den obigen Ausführungen kein Plateau zwischen den beiden Waben eingefügt wird. Zusätzlich befindet sich die Wabenkante auf Höhe der Substrat- oder Plattenoberfläche 3, die in der rechten Figur durch die gestrichelte Linie angedeutet wird.
  • Fig. 2 zeigt schematisch die zwei Prägestrukturen 4, 5 in Form von sechseckigen Waben, wobei hier im Gegensatz zu den Waben aus Fig. 1 der Winkel α an der Wabenkante kleiner als 120° ist, so dass gemäß den obigen Ausführungen ein Plateau zwischen den beiden Waben eingefügt wird. Das Plateau ist in Fig. 2 zur Verdeutlichung des Winkels α nicht dargestellt. Zusätzlich befindet sich die Wabenkante um den Abstand d von der Substrat- oder Plattenoberfläche 3 vertieft angeordnet, wobei d < 20µm, bevorzugt d < 10µm, besonders bevorzugt d < 5 µm ist.
  • Ein derartiges Plateau ist in Fig. 3 und in Fig. 4 dargestellt. Fig. 3 zeigt hierbei in der linken Figur Draufsicht und in der rechten Figur entlang der Schnittachse EF ein Plateau, das sowohl zwischen den beiden Prägestrukturen 4 und 5, als auch um beide Prägestrukturen 4 und 5 herum angeordnet ist. Fig. 4 zeigt in der linken Figur Draufsicht und in der rechten Figur entlang der Schnittachse GH ein Plateau, das lediglich zwischen den beiden Prägestrukturen 4 und 5 angeordnet ist. In Fig. 3 und in Fig. 4 ist jeweils das Plateau zwischen den beiden Prägestrukturen 4 und 5 um den Abstand d von der Substrat- oder Plattenoberfläche 3 vertieft angeordnet.
  • Die Prägestrukturen sind in Fig. 1 bis Fig. 4 jeweils als sechseckige Waben dargestellt. Es sind jedoch auch beliebige andere Formen möglich, wie beispielsweise Dreiecke, Vierecke, Achtecke oder sonstige Polygone. Des Weiteren sind auch Mischungen aus verschiedenen der vorgenannten Formen möglich, beispielsweise Sechsecke, die an Vierecke grenzen.
  • Fig. 5 zeigt, dass der Abstand d des Plateaus zur Plattenoberfläche auch Null sein kann (d = 0). In diesem Fall liegt das Plateau auf Höhe der Substrat- oder Plattenoberfläche 3.
  • In den oben ausgeführten Darstellungen wurden nur Prägestrukturen auf oder unterhalb der Substrat- oder Plattenoberfläche 3 gezeigt, wie sie hauptsächlich im Stichtiefdruck verwendet werden. Wird die Prägestruktur für den Tiefdruck als Blindprägung (rund / rund) oder Prägedruck (flach / flach) eingesetzt, werden diese, wie in Fig. 6 dargestellt, meist erhaben über der Plattenoberfläche 3 eingesetzt. Dies erhöht den partiellen Prägedruck enorm und vermindert gleichzeitig die Anforderung an die Druckbeistellung. Gemäß Fig. 6 sind die Plateaus in diesem Fall vorzugsweise an den Kanten und Spitzen anzubringen, die am weitesten aus der Plattenoberfläche herausragen.

Claims (12)

  1. Sicherheitselement aus einem Substrat 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, wobei die Prägestruktur aus nicht linienförmigen Prägeelementen besteht, die aneinander angrenzen, wobei jedes nichtlinienförmige Prägeelement im Wesentlichen aus einer Flanke besteht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen angrenzenden Prägeelementen ein ebener Bereich bzw. ein Plateau angeordnet ist, der im Wesentlichen parallel zu der das Prägeelement umgebenden Oberfläche des Substrats angeordnet ist.
  2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen dem ebenen Bereich bzw. Plateau und der Oberfläche des das Sicherheitselement umgebenden Substrats bzw. dem Prägewerkzeug zueinander bevorzugt 0° und bevorzugt 0,5° bis 5° beträgt.
  3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ebene Bereich bzw. das Plateau nur zwischen zwei angrenzenden Prägeelementen angeordnet ist.
  4. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ebene Bereich bzw. das Plateau um das gesamte Prägeelement herum angeordnet ist.
  5. Sicherheitselement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand eines ebenen Bereichs bzw. Plateaus derart auf die Flanke eines angrenzenden Prägeelements zuläuft, dass das Plateau von einer "scharfen" Kante umgeben ist.
  6. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand eines ebenen Bereichs bzw. Plateaus stetig in eine Flanke eines angrenzenden Prägeelements übergeht, so dass sich ein bogenförmiger oder runder Übergang von dem ebenen Bereich zu der Flanke des angrenzenden Prägeelements ergibt.
  7. Sicherheitselement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtlinearen Prägeelemente eine Grundfläche in Form eines Dreiecks, Vierecks, einer sechseckigen Waben, eines Achtecks oder sonstigen Polygons oder eine beliebige andere Umrissform haben.
  8. Prägewerkzeug zur Herstellung eines Sicherheitselements aus einem Substrat 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, wobei die Prägestruktur aus nicht linienförmigen Prägeelementen besteht, die aneinander angrenzen, wobei jedes nichtlinienförmige Prägeelement im Wesentlichen aus einer Flanke besteht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen angrenzenden Prägeelementen ein ebener Bereich bzw. ein Plateau angeordnet ist, der im Wesentlichen parallel zu der das Prägeelement umgebenden Oberfläche des Substrats angeordnet ist.
  9. Prägewerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerkzeug ein Prägezylinder, ein Prägestempel oder eine Druckplatte, insbesondere eine Stichtiefdruckplatte ist, wobei die zu prägenden Elemente als Gravur oder als Erhöhung in der Oberfläche des Prägewerkzeuges ausgeführt sind.
  10. Prägewerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte oder Stichtiefdruckplatte bevorzugt auf einem rotierenden Zylinder befestigt ist.
  11. Prägewerkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein ebener Bereich bzw. ein Plateau an den Kanten zwischen zwei angrenzenden Prägeelementen einführt wird, wenn
    • sich die Kante zwischen zwei Prägeelementen an der Plattenoberfläche befindet oder maximal um den Abstand d von der Plattenoberfläche vertieft angeordnet ist, wobei d < 20 µm, bevorzugt d < 10 µm, besonders bevorzugt d < 5 µm ist, und
    • der Winkel α zwischen der Spiegelfläche des Prägeelements und der betreffenden Kante α < 120°, bevorzugt α < 90° und besonders bevorzugt α < 60° beträgt.
  12. Prägewerkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement mindestens eines der Merkmale der Ansprüche 2 bis 7 aufweist.
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