EP3802140A1 - Wertdokument, verfahren zum herstellen desselben und druckvorrichtung - Google Patents

Wertdokument, verfahren zum herstellen desselben und druckvorrichtung

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EP3802140A1
EP3802140A1 EP19729438.2A EP19729438A EP3802140A1 EP 3802140 A1 EP3802140 A1 EP 3802140A1 EP 19729438 A EP19729438 A EP 19729438A EP 3802140 A1 EP3802140 A1 EP 3802140A1
Authority
EP
European Patent Office
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security element
pigments
medium
matrix
element according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19729438.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Raphael DEHMEL
Maik Rudolf Johann Scherer
Kai Herrmann SCHERER
Tobias Sattler
Michael Rahm
Harald Lesch
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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
Publication of EP3802140A1 publication Critical patent/EP3802140A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B42D25/369—Magnetised or magnetisable materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
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    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B42D25/378—Special inks

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a value document, in particular a banknote, and a document obtainable by the method.
  • the invention further relates to a printing device suitable for carrying out the method.
  • 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 very latest copiers.
  • the security elements are equipped with optically variable elements that give the viewer under different viewing angles under a different image impression and, for example, depending on the viewing angle Betray another color or brightness impression and / or another graphic motif.
  • Magnetically orientable effect pigments are obtainable commercially, for example, under the trade name OVMI® from SICPA (the abbreviation OVMI stands for the term "optically variable magnetic ink”.)
  • the pigments typically have a platelet-like structure and are in the form of a layer composite which often has two With regard to the optical effect layers, metal-reflecting layers as well as color-shifting layer systems, eg with an absorber / dielectric / reflector structure, are suitable. Magnetic layer is usually not visible, but is required for alignment of the pigments.
  • the pigments dissolved or dispersed in a printing ink are printed on a support substrate, for example banknote paper or a polymeric bank of note substrate.
  • a support substrate for example banknote paper or a polymeric bank of note substrate.
  • the ink is still liquid, so that the platelet-shaped pigments within the color matrix surrounding the pigments are still freely movable.
  • an external magnetic field is applied, in which the pigments align themselves, wherein the pigments are typically arranged parallel to the field lines due to the shape anisotropy.
  • the color matrix surrounding the effect pigments is cured either by UV radiation or by the application of heat, so that the effect pigments are immobilized in the aligned state.
  • an optically variable effect such as a light reflection, which runs when tilting the printing technology security element along the tilting direction.
  • various optically variable effects can be realized.
  • encapsulated, optically variable, magnetic pigments can be realized, which can be applied by printing technology to a printing material.
  • encapsulated pigments it is possible to produce printable security elements whose optical effect can be greatly influenced by a magnetic field applied.
  • the document WO 2010/142391 Al describes a security element with an optical field changeable by an external magnetic field.
  • the security element has a plurality of microcapsules containing a suspension of a carrier liquid and magnetic nanoparticles. The nanoparticles reversibly form a photonic crystal in an external magnetic field of a magnet.
  • the encapsulation methods known from the prior art are associated with the disadvantage that e.g. The size of the individual capsules and the number of particles per capsule are controllable only to a limited extent and vary widely.
  • many expensive process steps are usually required, e.g. dispersing the particles in oil, dispersing the oil thus obtained in water, conducting an encapsulation, washing and sorting the capsules, preparing a curable printing ink from the capsules and printing the obtained ink onto a printing substrate, followed by Curing the applied ink.
  • the present invention has for its object to provide a manufacturing process, which is connected to a simplified production or processing Ver, in particular allows improved control over the capsule size or the capsule size population.
  • a security element having an optical appearance variable by an external magnetic field comprising a solid matrix and a plurality of microscopic chambers surrounded by the solid matrix, and the microvoids having a liquid medium and magnetic, are filled by an external magnetic field alignable pigments.
  • the magnetic pigments are magnetic effect pigments or magnetic nanoparticles or magnetic liquid crystals.
  • Chambers and are not present within the solid matrix may be almost exclusively within the microscopic Kamem netic pigments and are not present within the solid matrix substantially.
  • a security element according to clause 1 or 2, wherein magnetic pigments are present both within the microscopic chambers and within the solid matrix and the magnetic pigments present within the solid matrix are not alignable, ie immovable, by an external magnetic field.
  • step 2 2) dispersing the capsule medium obtained in step 1 in the liquid matrix medium such that the particles remain in the capsule medium and do not migrate into the matrix medium;
  • Matrix medium solidifies while the capsule medium remains liq liquid.
  • a security element comprising a solid matrix and a plurality of microscopic chambers enclosed by the solid matrix can be provided microscopic chambers are filled with a liquid medium and particles, for example optically variable pigments and / or nanoparticles
  • the solid matrix may also contain particles, eg optically variable pigments and / or nanoparticles.
  • the security element according to the invention is essentially flat and preferably has a thickness in a range from 2 mpi to 200 mih, in particular preferably a thickness in a range from 10 mhi to 60 mih.
  • the microscopic chambers are substantially spherical and preferably have a diameter in the range of 1 to 100 mih, in particular particular preferably has a diameter in the range of 5 mih to 40 mpa.
  • the liquid medium is in particular substantially transparent.
  • step 2 In order to ensure that the particles can be dispersed in step 1 and not pass into the matrix medium in step 2, it is preferred to select or modify the particles so as to ensure a sufficiently high miscibility of the particles with the capsule -Medium and a significantly reduced miscibility of the particles with the matrix medium results.
  • the particles are introduced only after step 2, provided that the miscibility of the particles is so selective that the particles inevitably accumulate exclusively in the capsule medium.
  • the capsule medium and the matrix medium are such that the two media do not dissolve into one another (or form a homogeneous solution together). This can be achieved, for example, by either using insoluble materials or by modifying the materials with additives such that their solubility is sufficiently low. Also possible are methods that lead to a physical barrier, such as the provision of surfactant layers.
  • the printing technology applying the mixture in step 3 can example, by gravure, flexographic printing, screen printing or ink jet printing he follow.
  • the matrix medium selectively hardens in step 4, it should preferably be chosen so that a polymerization reaction or crosslinking reaction can be started in a controlled manner.
  • Possibilities for this are e.g. the activation of a photoinitiator contained in the medium by UV radiation, or the thermal activation of the reaction, e.g. by IR radiation, or the chemical activation of the reaction by addition of a suitable additive.
  • Step 3 is analogous to step 3 of the method of manufacturing according to the first preferred embodiment.
  • miscibility in the course of curing is required to greatly change. This is e.g. in the case of selective polymerizations, during the polymerization the viscosity of the material increases, at the same time the solubility in other media decreases.
  • the system and the curing process are chosen so that the segregation is complete before the viscosity becomes too high, local reorganization occurs and the material solidifies.
  • a preferred way of accelerating segregation is based on vibrating the particles in a vibratory manner. This can be achieved, for example, in the case of magnetic particles by the use of a temporally variable, external magnetic field.
  • miscibilities can be drastically and selectively changed by modifying the surface of the particles by so-called self-assembled monolayers (or "self-assembled monolayers" or SAMs) .
  • Self-organized monolayers can be formed from molecules which have two different ends: one end serves to adhere to the surface to be coated, the other serves to modify the miscibility.
  • silane groups, phosphate groups or phosphoric acids can be used.
  • hydrocarbon chains are preferably used. In order to impart hydrophobicity to the hydrocarbon chains, the hydrocarbon chains can be fluorinated in particular. To impart hydrophilicity to the hydrocarbon chains, for example, OH groups are used.
  • a security element according to the invention is produced on the basis of the above-described manufacturing method according to the first or the second preferred embodiment.
  • Particles used are commercially available OVMI® pigments.
  • the OVMI® pigments are contained exclusively in the liquid inclusions of the security element.
  • the security element can be checked for authenticity, for example by placing a permanent magnet in the vicinity of the security element and perceiving the drastic change in the visual effect by the viewer.
  • the security element is characterized by the fact that the lines of light reflection follow the movement of the magnet without noticeable time delay.
  • a security element according to the invention is produced on the basis of the above-described manufacturing method according to the first or the second preferred embodiment.
  • Particles used are commercially available OVMI® pigments.
  • the manufacturing process is modified so that OVMI® pigments are located both in the liquid inclusions of the security element and within the solid matrix.
  • a special magnetic field is applied so that both the pigments in the matrix and the pigments in the capsules align with the field lines of the magnetic field. Only the pigments in the capsules can later be influenced with magnetic fields and orient differently, the pigments in the matrix are firmly anchored and fixed with respect to the spatial orientation.
  • a viewer always sees an overlay of a constantly the same optically variable effect and a variable optically variable effect. The verification of the authenticity of the security element can therefore also be done without the use of a magnet.
  • Embodiment 3 was carried out analogously to Embodiment 2, with the difference that two different types of OVMI® pigments are present in the security element, which are modifi ed such that the OVMI® pigments according to variety 1 are present only in the matrix medi um and the OVMI® pigments according to grade 2 are only present in the capsule medium. Since the OVMI® pigments of variety 1 and variety 2 have different colors, the the optical effects described in the embodiment 2 are still distinguishable deutl cher by the viewer from each other.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement mit einem durch ein externes Magnetfeld veränderbaren optischen Erscheinungsbild, wobei das Sicherheitselement eine feste Matrix und eine von der festen Matrix umschlossene Vielzahl mikroskopischer Kammern aufweist und die mikroskopischen Kammern mit einem flüssigen Medium und magnetischen, durch ein externes Magnetfeld ausrichtbaren Pigmenten gefüllt sind.

Description

Wertdokument, Verfahren zum Herstellen desselben und Druck Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Wertdokuments, insbesondere eine Banknote, und ein nach dem Verfahren erhältliches Wert dokument. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Druckvorrichtung.
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 mo dernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheitselemente werden dabei mit optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unter schiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrach tungswinkel einen anderen Färb- oder Helligkeitseindruck und/ oder ein anderes graphisches Motiv zeigen.
Im Stand der Technik sind Sicherheitsmerkmale zur Absicherung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, bekannt, die magnetisch orientierbare Effektpigmente enthalten. Magnetisch orientierbare Effektpigmente sind z.B. kommerziell unter dem Handelsnamen OVMI® der Firma SICPA erhält lich (die Abkürzung OVMI steht für den Begriff„optically variable magnetic ink"). Die Pigmente besitzen typischerweise einen plättchenförmigen Aufbau und liegen in Form eines Schichtverbunds vor, der häufig zwei Lagen optischer Effektschichten und eine dazwischen eingebettete magnetische Schicht beinhaltet. Mit Bezug auf die optischen Effektschichten kommen me- tallisch-spiegelnde Schichten ebenso wie farbschiebende Schichtsysteme, z.B. mit einem Absorber/ Dielektrikum/ Reflektor- Aufbau, infrage. Die eingebet- tete Magnetschicht ist in der Regel nicht sichtbar, ist aber zur Ausrichtung der Pigmente erforderlich.
Die in einer Druckfarbe gelösten bzw. dispergierten Pigmente werden auf ein Träger Substrat, zum Beispiel Banknotenpapier oder ein polymeres Bank notensubstrat, gedruckt. Unmittelbar nach dem Druck ist die Farbe noch flüssig, sodass die plättchenförmigen Pigmente innerhalb der die Pigmente umgebenden Farbmatrix noch frei beweglich sind. Anschließend wird ein externes Magnetfeld angelegt, in dem sich die Pigmente ausrichten, wobei sich die Pigmente infolge der Form- Anisotropie typischerweise parallel zu den Feldlinien anordnen. In diesem Zustand wird die die Effektpigmente umgebende Farbmatrix entweder durch UV-Strahlung oder durch Zufuhr von Wärme ausgehärtet, sodass die Effektpigmente im ausgerichteten Zu stand immobilisiert werden. Für einen Beobachter entsteht auf diese Weise ein optisch variabler Effekt, beispielsweise ein Lichtreflex, der beim Kippen des drucktechnisch erhaltenen Sicherheitselements entlang der Kipp- Richtung verläuft. Je nach angelegtem Magnetfeld lassen sich verschiedene optisch variable Effekte realisieren.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Herstellungsverfahren bekannt, die das dauerhafte Einschließen von Partikeln oder Pigmenten innerhalb von flüssigen Medien mittels einer fixierten Umhüllung gewährleisten, sodass die Partikel oder Pigmente frei beweglich bleiben und z.B. um mehrere Ach sen rotierbar sind (siehe z.B. WO 2009/ 074284 A2). Auf diese Weise sind verkapselte, optisch variable, magnetische Pigmente realisierbar, die druck technisch auf einen Bedruckstoff aufgebracht werden können. Mittels solcher verkapselter Pigmente lassen sich drucktechnisch erhältliche Sicherheitsele mente erzeugen, deren optische Wirkung in hohem Ausmaß durch ein ange legtes Magnetfeld beeinflusst werden können. Die Schrift WO 2010/142391 Al z.B. beschreibt ein Sicherheitselement mit einem durch ein externes Mag netfeld veränderbaren optischen Erscheinungsbild. Das Sicherheitselement weist eine Vielzahl von Mikrokapseln auf, die eine Suspension aus einer Trägerflüssigkeit und magnetischen Nanopartikeln enthalten. Die Nanopar- tikel bilden in einem externen Magnetfeld eines Magnets reversibel einen photonischen Kristall aus.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Verkapselungs verfahren sind mit dem Nachteil verbunden, dass z.B. die Größe der einzelnen Kapseln und die Anzahl der Partikel pro Kapsel nur in begrenztem Ausmaß kontrollierbar sind und stark schwanken. Zudem sind in der Regel viele aufwändige Pro zessschritte nötig, z.B. das Dispergieren der Partikel in Öl, das Dispergieren des so erhaltenen Öls in Wasser, das Durchführen einer Verkapselung, das Waschen und Sortieren der Kapseln, das Herstellen einer härtbaren Druck farbe aus den Kapseln und das drucktechnische Aufbringen der erhaltenen Druckfarbe auf einen Bedruckstoff, gefolgt vom Aushärten der aufgebrach ten Druckfarbe.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungs verfahren bereitzustellen, das mit einer vereinfachten Herstellung oder Ver arbeitung verbunden ist, insbesondere eine verbesserte Kontrolle über die Kapselgröße oder die Kapselgrößenpopulation ermöglicht.
Diese Aufgabe wird auf Grundlage der im unabhängigen Anspruch definier ten Merkmalskombination gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Zusammenfassung der Erfindung
1. (Erster Aspekt der Erfindung) Sicherheitselement mit einem durch ein externes Magnetfeld veränderbaren optischen Erscheinungsbild, wobei das Sicherheitselement eine feste Matrix und eine von der festen Matrix um- schlossene Vielzahl mikroskopischer Kammern aufweist und die mikrosko pischen Kammern mit einem flüssigen Medium und magnetischen, durch ein externes Magnetfeld ausrichtbaren Pigmenten gefüllt sind. 2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Klausel 1, wobei die magnetischen Pigmente magnetische Effektpigmente oder magnetische Na- nopartikel oder magnetische Flüssigkristalle sind.
3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Klausel 1 oder 2, wo- bei magnetische Pigmente ausschließlich innerhalb der mikroskopischen
Kammern und nicht innerhalb der festen Matrix vorhanden sind, oder mag netische Pigmente fast ausschließlich innerhalb der mikroskopischen Kam mern und innerhalb der festen Matrix im Wesentlichen nicht vorhanden sind.
4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Klausel 1 oder 2, wo bei magnetische Pigmente sowohl innerhalb der mikroskopischen Kammern als auch innerhalb der festen Matrix vorhanden sind und die innerhalb der festen Matrix vorhandenen magnetischen Pigmente nicht durch ein externes Magnetfeld ausrichtbar, d.h. unbeweglich sind, wobei vorzugsweise die in nerhalb der mikroskopischen Kammern vorhandenen magnetischen Pig mente einerseits und die innerhalb der festen Matrix vorhandenen magneti schen Pigmente andererseits jeweils Pigmente gemäß einer ersten Sorte bzw. Pigmente gemäß einer zweiten Sorte sind, d.h. einen für den Betrachter visu ell unterscheidbaren optischen Effekt aufweisen.
5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 4, wobei das Sicherheitselement flach ist und vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich von 2 mih bis 200 mhti, insbesondere bevorzugt eine Dicke in einem Bereich von 10 mih bis 60 mih, aufweist.
6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 5, wobei die mikroskopischen Kammern im Wesentlichen kugelförmig sind und vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 1 mhp bis 100 mhp, insbesondere bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 5 pm bis 40 mhp, aufweisen. 7. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Klausel 3 oder nach einer der auf Klausel 3 rückbezogenen Klauseln 5 oder 6, wobei für den Be trachter beim Betrachten des Sicherheitselements lediglich ein betrach tungswinkelabhängiger optischer Effekt wahrnehmbar ist, der in einem variablen externen Magnetfeld zu einem veränderbaren optischen Erschei- nungsbild führt.
8. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Klausel 4 oder nach einer der auf Klausel 4 rückbezogenen Klauseln 5 oder 6, wobei für den Be trachter beim Betrachten des Sicherheitselements eine Überlagerung zweier optischer Effekte wahrnehmbar ist, nämlich ein betrachtungswinkelabhängi ger optischer Effekt, der in einem variablen externen Magnetfeld zu keinem veränderbaren optischen Erscheinungsbild führt, und ein betrachtungswin kelabhängiger optischer Effekt, der in einem variablen externen Magnetfeld zu einem veränderbaren optischen Erscheinungsbild führt. 9. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 8, wobei die mikroskopischen Kammern im Sicherheitselement bereichsweise in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegen. 10. (Zweiter Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen des Sicherheitselements nach einer der Klauseln 1 bis 9, umfassend die folgenden Schritte:
1) das Dispergieren der Partikel im flüssigen Kapsel-Medium;
2) das Dispergieren des im Schritt 1 erhaltenen Kapsel-Mediums im flüssigen Matrix-Medium, sodass die Partikel im Kapsel-Medium verbleiben und nicht in das Matrix-Medium übergehen;
3) das drucktechnische Aufbringen der erhaltenen Mischung auf einen Be druckstoff;
4) das Modifizieren des drucktechnisch auf den Bedruckstoff aufgebrachten Systems, sodass die Viskosität des Matrix-Mediums stark ansteigt und das
Matrix-Medium sich verfestigt, während das Kapsel-Medium weiterhin flüs sig bleibt.
11. (Dritter Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen des Sicher heit- selements nach einer der Klauseln 1 bis 9, umfassend die folgenden Schritte:
1) das Mischen des Kapsel-Mediums und des Matrix-Mediums, sodass sich eine homogene Flüssigkeit ergibt;
2) das Dispergieren der Partikel in der im Schritt 1 erhaltenen Flüssigkeit;
3) das drucktechnische Aufbringen der erhaltenen Mischung auf einen Be- druckstoff;
4) das Modifizieren des drucktechnisch auf den Bedruckstoff aufgebrachten Systems, sodass die Viskosität des Matrix-Mediums stark ansteigt und das Matrix-Medium sich verfestigt, während das Kapsel-Medium weiterhin flüs sig bleibt. 12. (Vierter Aspekt der Erfindung) Datenträger mit einem Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 9.
13. (Bevorzugte Ausgestaltung) Datenträger nach Klausel 12, wobei der Da- tenträger eine Banknote oder ein anderes Wertdokument ein Pass, eine Urkunde, Bezahlkarte oder eine Ausweiskarte ist.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In der vorliegenden Beschreibung wird anstelle der Formulierung„magnetisch orientierbare Effektpigmente" auch die Abkürzung OVMKD-Pigmente verwendet. Gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich ein Sicherheitselement bereit stellen, das eine feste Matrix und eine von der festen Matrix umschlossene Vielzahl mikroskopischer Kammern aufweist, wobei die mikroskopischen Kammern mit einem flüssigen Medium und Partikeln, z.B. optisch variable Pigmente und/ oder Nanopartikel, gefüllt sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die feste Matrix ebenfalls Partikel, z.B. optisch vari able Pigmente und/ oder Nanopartikel, enthalten.
Das erfindungsgemäße Sicherheitselement ist im Wesentlichen flach und weist vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich von 2 mpi bis 200 mih, insbe- sondere bevorzugt eine Dicke in einem Bereich von 10 mhi bis 60 mih, auf.
Die mikroskopischen Kammern sind im Wesentlichen kugelförmig und wei sen vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 1 mih bis 100 mih, ins- besondere bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 5 mih bis 40 mpa, auf. Das flüssige Medium ist insbesondere im Wesentlichen transparent.
Ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Sicherheitselements gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform umfasst die folgenden Schritte:
1. Das Dispergieren der Partikel im flüssigen Kapsel-Medium.
2. Das Dispergieren des im Schritt 1 erhaltenen Kapsel-Mediums im flüssi gen Matrix-Medium, sodass die Partikel im Kapsel-Medium verbleiben und nicht ins Matrix-Medium übergehen.
3. Das drucktechnische Aufbringen der erhaltenen Mischung auf einen Be druckstoff.
4. Das Modifizieren des drucktechnisch auf den Bedruckstoff aufgebrachten Systems, sodass die Viskosität des Matrix-Mediums stark ansteigt und das Matrix-Medium sich verfestigt, während das Kapsel-Medium weiterhin flüs sig und in Form kleiner Tröpfchen verbleibt.
Um zu gewährleisten, dass die Partikel im Schritt 1 dispergiert werden kön nen und im Schritt 2 nicht in das Matrix-Medium übergehen, wird bevor zugt, die Partikel so auszuwählen oder zu modifizieren, dass sich eine aus reichend hohe Mischbarkeit der Partikel mit dem Kapsel-Medium und eine deutlich verringerte Mischbarkeit der Partikel mit dem Matrix-Medium ergibt.
Gemäß einer Variante werden die Partikel erst nach dem Schritt 2 einge bracht, vorausgesetzt die Mischbarkeit der Partikel ist so selektiv, dass sich die Partikel zwangsläufig ausschließlich im Kapsel-Medium ansammeln. Um zu gewährleisten, dass im Schritt 2 eine möglichst stabile Dispersion er zeugt wird, sind das Kapsel-Medium und das Matrix-Medium so beschaffen, dass sich die beiden Medien nicht ineinander lösen (bzw. zusammen eine homogene Lösung ausbilden). Dies kann z.B. dadurch erzielt werden, dass entweder unlösliche Materialien verwendet werden, oder die Materialien durch Additive so modifiziert werden, dass deren Löslichkeit ausreichend gering ist. Ebenfalls möglich sind Methoden, die zu einer physischen Barrie re führen, wie z.B. das Bereitstellen von Tensid-Schichten. Das drucktechnische Aufbringen der Mischung im Schritt 3 kann beispiels weise mittels Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder Tintenstrahldruck er folgen.
Damit das Matrix-Medium im Schritt 4 selektiv aushärtet, sollte es bevorzugt so gewählt werden, dass eine Polymerisationsreaktion oder Vernetzungsre aktion kontrolliert gestartet werden kann. Möglichkeiten hierfür sind z.B. die Aktivierung eines im Medium enthaltenen Photoinitiators durch UV- Strahlung, oder die thermische Aktivierung der Reaktion, z.B. durch IR- Strahlung, oder die chemische Aktivierung der Reaktion durch Zugabe eines geeigneten Additivs.
Ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Sicherheitselements gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform umfasst die folgenden Schritte:
1. Das Mischen des Kapsel-Mediums und des Matrix-Mediums, sodass sich eine homogene Flüssigkeit ergibt.
2. Das Dispergieren der Partikel in der im Schritt 1 erhaltenen Flüssigkeit.
3. Das drucktechnische Aufbringen der erhaltenen Mischung auf einen Be druckstoff. 4. Das Modifizieren des drucktechnisch auf den Bedruckstoff aufgebrachten Systems, sodass die Viskosität des Matrix-Mediums stark ansteigt und das Matrix-Medium sich verfestigt, während das Kapsel-Medium weiterhin flüs sig bleibt. Während dieses Prozesses findet eine Phasentrennung statt, bei der sich die beiden Medien lokal so entmischen, dass das Kapsel-Medium im Wesentlichen kugelförmige Einschlüsse im Matrix-Medium bildet, wobei die Partikel ausschließlich im Kapsel-Medium vorliegen.
Zur Durchführung der Schritte 1 und 2 ist es von Vorteil, dass die Mischbar- keit der drei Materialien ausreichend hoch ist. Der Schritt 3 ist analog zum Schritt 3 des Verfahrens zum Herstellen gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform. Mit Bezug auf den Schritt 4 ist es erforderlich, dass sich die Mischbarkeit im Zuge des Aushärtens stark verändert. Dies ist z.B. bei selek tiven Polymerisationen der Fall: während der Polymerisation erhöht sich die Viskosität des Materials, gleichzeitig verringert sich die Löslichkeit in ande ren Medien. Das System und der Aushärtungsprozess werden so gewählt bzw. ausgestaltet, dass die Entmischung abgeschlossen ist, bevor die Visko sität zu hoch wird, dass sich lokale Umorganisationen ereignen und das Ma terial erstarrt.
Ein bevorzugter Weg für die Beschleunigung des Entmischens basiert da rauf, die Partikel in vibrationsartige Bewegungen zu versetzen. Dies kann beispielsweise im Falle von magnetischen Partikeln durch den Einsatz eines zeitlich variablen, externen Magnetfelds erreicht werden.
Weiterhin können die Mischbarkeiten drastisch und gezielt verändert wer den, indem die Oberfläche der Partikel durch sogenannte selbstorganisierte Monoschichten (bzw.„self-assembled monolayers" oder SAMs) modifiziert wird. Selbstorganisierte Monoschichten können aus Molekülen gebildet werden, die zwei unterschiedlichen Enden aufweisen: ein Ende dient der Haftung an der zu beschichtenden Oberfläche, das andere dient der Modifi zierung der Mischbarkeit. Mit Bezug auf die Oberflächenhaftung können z.B Silangruppen, Phosphatgruppen oder Phosphorsäuren eingesetzt werden. Mit Bezug auf die Mischbarkeitsmodifizierung werden vorzugsweise Koh lenwasserstoff-Ketten eingesetzt. Um den Kohlenwasserstoff-Ketten Hydro phobie zu verleihen, können die Kohlenwasserstoff-Ketten insbesondere fluoriert werden. Um den Kohlenwasserstoff-Ketten Hydrophilie zu verleihen, werden z.B. O-H-Gruppen verwendet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Ausführungsbeispiel 1 :
Ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement wird auf Grundlage des oben beschriebenen Herstellungsverfahrens gemäß der ersten oder der zweiten bevorzugten Ausführungsform erzeugt. Als Partikel werden kommerziell erhältliche OVMI®-Pigmente eingesetzt. Die OVMI®-Pigmente befinden sich ausschließlich in den flüssigen Einschlüssen des Sicherheitselements.
Das Sicherheitselement kann auf seine Echtheit hin überprüft werden, indem z.B. ein Permanentmagnet in die Nähe des Sicherheitselements gebracht wird und die drastische Veränderung der optischen Wirkung durch den Be- trachter wahrgenommen wird. Das Sicherheitselement zeichnet sich dadurch aus, dass die Linien der Lichtreflexion der Bewegung des Magneten ohne merkliche zeitliche Verzögerung folgen. Ausführungsbeispiel 2:
Ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement wird auf Grundlage des oben beschriebenen Herstellungsverfahrens gemäß der ersten oder der zweiten bevorzugten Ausführungsform erzeugt. Als Partikel werden kommerziell erhältliche OVMI®-Pigmente eingesetzt. Das Herstellungsverfahren wird so modifiziert, dass sich OVMI®-Pigmente sowohl in den flüssigen Einschlüssen des Sicherheitselements als auch innerhalb der festen Matrix befindet. Während des Aushärtens der Matrix wird ein spezielles Magnetfeld ange- legt, sodass sich sowohl die Pigmente in der Matrix als auch die Pigmente in den Kapseln gemäß den Feldlinien des Magnetfelds ausrichten. Nur die Pigmente in den Kapseln lassen sich später mit Magnetfeldern beeinflussen und anders orientieren, die Pigmente in der Matrix sind fest verankert und im Hinblick auf die räumliche Ausrichtung fixiert. Ein Betrachter sieht dem- nach immer eine Überlagerung eines ständig gleichen optisch variablen Effekts und eines veränderbaren optisch variablen Effekts. Die Überprüfung der Echtheit des Sicherheitselements kann also auch ohne den Einsatz eines Magnets erfolgen.
Ausführungsbeispiel 3:
Das Ausführungsbeispiel 3 wurde analog zum Ausführungsbeispiel 2 durchgeführt, mit dem Unterschied, dass zwei verschiedene Sorten von OVMI®-Pigmenten im Sicherheitselement vorhanden sind, die so modifi ziert sind, dass die OVMI®-Pigmente gemäß der Sorte 1 nur im Matrixmedi um vorhanden sind und die OVMI®-Pigmente gemäß der Sorte 2 nur im Kapsel-Medium vorhanden ist. Da die OVMI®-Pigmente gemäß der Sorte 1 und gemäß der Sorte 2 unterschiedliche Farben aufweisen, können die bei- den im Ausführungsbeispiel 2 beschriebenen optischen Effekte noch deutli cher durch den Betrachter voneinander unterschieden werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Sicherheitselement mit einem durch ein externes Magnetfeld veränder baren optischen Erscheinungsbild, wobei das Sicherheitselement eine fes- te Matrix und eine von der festen Matrix umschlossene Vielzahl mikro skopischer Kammern aufweist und die mikroskopischen Kammern mit einem flüssigen Medium und magnetischen, durch ein externes Magnet feld ausrichtbaren Pigmenten gefüllt sind.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, wobei die magnetischen Pigmen te magnetische Effektpigmente oder magnetische Nanopartikel oder magnetische Flüssigkristalle sind.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, wobei magnetische Pig- mente ausschließlich innerhalb der mikroskopischen Kammern und nicht innerhalb der festen Matrix vorhanden sind, oder magnetische Pigmente fast ausschließlich innerhalb der mikroskopischen Kammern und inner halb der festen Matrix im Wesentlichen nicht vorhanden sind.
4. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, wobei magnetische Pig mente sowohl innerhalb der mikroskopischen Kammern als auch inner halb der festen Matrix vorhanden sind und die innerhalb der festen Mat rix vorhandenen magnetischen Pigmente nicht durch ein externes Mag netfeld ausrichtbar, d.h. unbeweglich sind, wobei vorzugsweise die in- nerhalb der mikroskopischen Kammern vorhandenen magnetischen
Pigmente einerseits und die innerhalb der festen Matrix vorhandenen magnetischen Pigmente andererseits jeweils Pigmente gemäß einer ersten Sorte bzw. Pigmente gemäß einer zweiten Sorte sind, d.h. einen für den Betrachter visuell unterscheidbare optischen Effekt aufweisen.
5. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Sicherheitselement flach ist und vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich von 2 mih bis 200 gm, insbesondere bevorzugt eine Dicke in einem Be- reich von 10 gm bis 60 gm, aufweist.
6. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mik roskopischen Kammern im Wesentlichen kugelförmig sind und vor zugsweise einen Durchmesser im Bereich von 1 gm bis 100 gm, insbeson- dere bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 5 gm bis 40 gm, auf weisen.
7. Sicherheitselement nach Anspruch 3 oder nach einem der auf An spruch 3 rückbezogenen Ansprüche 5 oder 6, wobei für den Betrachter beim Betrachten des Sicherheitselements lediglich ein betrachtungswinkelabhängiger optischer Effekt wahrnehmbar ist, der in einem variablen externen Magnetfeld zu einem veränderbaren optischen Erscheinungs bild führt.
8. Sicherheitselement nach Anspruch 4 oder nach einem der auf An spruch 4 rückbezogenen Ansprüche 5 oder 6, wobei für den Betrachter beim Betrachten des Sicherheitselements eine Überlagerung zweier opti scher Effekte wahrnehmbar ist, nämlich ein betrachtungswinkelabhängi ger optischer Effekt, der in einem variablen externen Magnetfeld zu kei- nem veränderbaren optischen Erscheinungsbild führt, und ein betrach tungswinkelabhängiger optischer Effekt, der in einem variablen externen Magnetfeld zu einem veränderbaren optischen Erscheinungsbild führt.
9. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die mik roskopischen Kammern im Sicherheitselement bereichsweise in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegen.
10. Verfahren zum Herstellen des Sicherheitselements nach einem der
Ansprüche 1 bis 9, umfassend die folgenden Schritte:
1) das Dispergieren der Partikel im flüssigen Kapsel-Medium;
2) das Dispergieren des im Schritt 1 erhaltenen Kapsel-Mediums im flüs sigen Matrix-Medium, sodass die Partikel im Kapsel-Medium verbleiben und nicht in das Matrix-Medium übergehen;
3) das drucktechnische Aufbringen der erhaltenen Mischung auf einen Bedruckstoff;
4) das Modifizieren des drucktechnisch auf den Bedruckstoff aufgebrachten Systems, sodass die Viskosität des Matrix-Mediums stark ansteigt und das Matrix-Medium sich verfestigt, während das Kapsel-Medium weiterhin flüssig bleibt.
11. Verfahren zum Herstellen des Sicherheitselements nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die folgenden Schritte:
1) das Mischen des Kapsel-Mediums und des Matrix-Mediums, sodass sich eine homogene Flüssigkeit ergibt;
2) das Dispergieren der Partikel in der im Schritt 1 erhaltenen Flüssigkeit;
3) das drucktechnische Aufbringen der erhaltenen Mischung auf einen Bedruckstoff;
4) das Modifizieren des drucktechnisch auf den Bedruckstoff aufgebrachten Systems, sodass die Viskosität des Matrix-Mediums stark ansteigt und das Matrix-Medium sich verfestigt, während das Kapsel-Medium weiterhin flüssig bleibt.
12. Datenträger mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
13. Datenträger nach Anspruch 12, wobei der Datenträger eine Banknote oder ein anderes Wertdokument, ein Pass, eine Urkunde, Bezahlkarte o- der eine Ausweiskarte ist.
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