EP3820715B1 - Optisch variables sicherheitselement mit reflektivem flächenbereich - Google Patents

Optisch variables sicherheitselement mit reflektivem flächenbereich Download PDF

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EP3820715B1
EP3820715B1 EP19742129.0A EP19742129A EP3820715B1 EP 3820715 B1 EP3820715 B1 EP 3820715B1 EP 19742129 A EP19742129 A EP 19742129A EP 3820715 B1 EP3820715 B1 EP 3820715B1
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EP
European Patent Office
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security element
color
relief
element according
coating
Prior art date
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Active
Application number
EP19742129.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3820715A1 (de
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Kai Herrmann SCHERER
Maik Rudolf Johann SCHERER
Raphael DEHMEL
Michael Rahm
Giselher Dorff
Andreas Rauch
Christian Fuhse
Tobias Sattler
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
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Publication date
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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
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/351—Translucent or partly translucent parts, e.g. windows

Definitions

  • the invention relates to an optically variable security element with a reflective surface area.
  • the invention also relates to a method for producing such a security element and to a data carrier equipped with such a security element.
  • Data carriers such as value or ID documents, but also other valuables, such as branded items, are often provided with security elements for protection, which allow the authenticity of the data carrier to be checked and which at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • the security elements can be designed, for example, in the form of a security thread embedded in a banknote, a cover film for a banknote with a hole, an applied security strip, a self-supporting transfer element or also in the form of a feature area printed directly onto a document of value.
  • Security elements with a viewing angle-dependent or three-dimensional appearance play a special role in authenticity protection, as these cannot be reproduced even with the most modern copiers.
  • the security elements are equipped with optically variable elements that give the viewer a different image impression from different viewing angles and, for example, show a different color or brightness impression and/or a different graphic motif depending on the viewing angle.
  • the prior art describes, for example, movement effects, pump effects, depth effects or flip effects as optically variable effects, which are realized with the aid of holograms, microlenses or micromirrors.
  • DE 102007034716 A1 relates to a multi-layer security element with translucent and opaque sections.
  • WO 97/19820 A1 shows an optical information carrier with two optically active structures which are arranged in different planes and which together produce a characteristic optical effect.
  • DE 102007061827 A1 relates to a security element according to the preamble of claim 1 for protecting valuables with only one relief structure, over which a thin-layer element with a color-shift effect is arranged, the thin-layer element containing an absorber layer with gaps in the area of which no color-shift effect is recognizable, and with a semi-transparent color layer , which are in the area of the recesses of the absorber layer is arranged over the thin-film element and the relief structure, wherein the color impression of the thin-film element is adapted to the color impression of at least a partial area of the semi-transparent color layer when viewed under predetermined viewing conditions.
  • the object of the invention is to further increase the security against forgery and the visual attractiveness of generic optically variable security elements and in particular to provide optically variable security elements with two or more different appearances or effects in different colors with good recognizability.
  • the present optically variable security element has a multicolored reflective surface area whose surface extent defines a z-direction perpendicular thereto.
  • the multicolored reflective surface area contains an upper and a lower relief structure, which are arranged at different height levels in the z-direction.
  • the upper and lower relief structure are provided with a respective upper and different lower color coating.
  • the two relief structures overlap in an overlapping area.
  • the embossed structures are micromirror arrays that include a plurality of directional micromirrors.
  • the respective color coating only appears as a reflective color depending on the viewing angle.
  • the lower color coating appears with parts of the covered section and the exposed section in its color impression.
  • the colored reflecting effective area is enlarged in the present case.
  • the portion of the covered portion that appears is more than 2.5%, preferably more than 5%, of the surface that appears.
  • the relief structures are preferably embossed structures.
  • embossing in a hardenable layer such as UV lacquers, for example, is further preferred.
  • Alternative production methods such as subtractive lasering or additive construction, for example using 3D printing, are conceivable but less cost-effective.
  • the first or second relief structure of the multicolored reflective surface area together with its color coating, preferably forms a first or second monochromatic reflective relief structure.
  • the color coatings appear colored and reflective depending on the viewing angle. At the viewing angle, the light is reflected from the relief structure to the viewer and thus appears in the present sense. The color coating determines the color impression. Since the incoming light also has a preferred direction--in particular essentially perpendicular--a clearly perceptible colored light reflex is produced for the viewer, as is known.
  • the relief structure determines the optically variable effect.
  • the upper color coating preferably has a plurality of recesses.
  • the dimensions of the recess in the overlapping area are more than 140 ⁇ m, in particular more than 250 ⁇ m or even more than 500 ⁇ m.
  • the appearing portion of the hidden portion may constitute between 2.5% and 12%, preferably between 4% and 10% of the appearing area.
  • the upper color coating is designed as a regular or irregular grid with grid elements and grid spaces as the recesses, the dimensions of the grid elements and/or the grid spaces being less than 140 ⁇ m in at least one direction.
  • the apparent proportion of the hidden portion is between 10% and 90%, preferably between 15% and 40% (or between 60% and 85%) of the apparent area.
  • color coatings in particular with a third and/or a fourth color impression, can be used in other parts of the overlapping area of the relief structures or outside of the overlapping area.
  • Different two-color features in particular with a third (together with the first or second) color impression or with a third and fourth color impression, can thus be present in further gaps.
  • one of the (first, second, third or fourth) color coatings outside of the present feature or outside of the overlapping area can have a different hue.
  • micro-mirror array(s) is (are) achromatic micro-mirror array(s) which is (are) non-diffractive in particular.
  • the directed mirrors of the micromirror arrangement are distinguished by a preferred direction of reflection, which can be set, for example, by means of an angle of inclination and/or an azimuth angle.
  • Arrangements of small, ray-optically acting reflective facets, which direct incident light like small mirrors into a reflection direction given by the condition "angle of incidence equals angle of emergence”, are referred to as micromirror arrangements.
  • the individual directional micromirrors of the micromirror array either reflect the light towards the viewer or not (bright or dark). It is only through the color coating that the micromirror then appears as a reflective color or not (light or dark color).
  • micromirror arrangements represent embossed structures, they are sometimes also referred to as micromirror embossings in this description.
  • Plane micromirrors are particularly suitable as directed micromirrors.
  • directed concave mirrors and/or directed Fresnel-like (ie multi-part) mirrors can be used.
  • the micromirrors are advantageously formed with an edge length of between 4 ⁇ m and 100 ⁇ m, preferably between 5 ⁇ m and 30 ⁇ m.
  • the micromirrors preferably have a (maximum) pitch of less than 20 ⁇ m, in particular less than 10 ⁇ m, more preferably less than 5 ⁇ m.
  • the micromirrors are preferably arranged in one or both of the micromirror arrangements in a periodic grid with a period length of between 4 ⁇ m and 100 ⁇ m, preferably between 5 ⁇ m and 30 ⁇ m.
  • the directional micromirrors can be formed regularly or irregularly (eg the same shape or varying shape) and/or arranged (eg in a pattern or distributed quasi-randomly).
  • the multicolored reflective surface area - in particular at least one of the two relief structures, the difference in height levels and/or at least one of the color coatings - is adjusted in order to increase the proportion of the covered section of the lower color coating that is visible to the viewer in the viewing angle.
  • the height difference at which they are placed can be chosen to optimize the effective fraction of hidden portions.
  • the color coatings can also be chosen so that they are matched to one another, ie, for example, the upper color coating has increased transmission for the color/the color range of the lower color coating.
  • At least one relief element is shifted in the relief plane, shifted in the z-direction, adjusted in terms of its size or adapted in terms of its shape.
  • both relief structures are generated simultaneously and in register, it makes sense to adjust the position of individual relief elements in the upper or lower relief structure in favor of the reflected intensity.
  • the extent of the adjustments is primarily limited only by the given optical effect of the relief structure (movement, three-dimensionality,).
  • the multicolored reflective surface area - in particular a reflectivity of the upper relief structure or at least one of Color Coatings - Adjusted to provide more reflective light for the covered section.
  • the reflective surface area contains exactly two relief structures, each of which is arranged at a specific height level.
  • the two relief structures of the reflective surface area are each advantageously characterized by a maximum pitch, the distance between adjacent height steps in the z-direction being greater than the maximum pitch of the embossed structure region lying deeper in each case.
  • the distance is greater than 150%, more preferably 200%, of the maximum pitch.
  • the distance between adjacent height steps in the z-direction is between 150% and 750%, particularly preferably between 200% and 500%, more preferably between 200% and 400% of the maximum pitch of the lower-lying embossed structure area.
  • the pitch of the micromirrors depends on their lateral dimensions and their tilt angles. Even with the same lateral dimensions, the angles of inclination of the micromirrors are typically different, so that the micromirrors have different pitches.
  • the distance between the micromirror arrangement and the micromirror arrangement above it is then advantageously greater than 5.8 ⁇ m and is in particular between 8.7 ⁇ m (150% of G max ) and 23.2 ⁇ m (400% of G max ).
  • the micromirrors have a uniform size, in particular edge length.
  • the micromirrors of the micromirror arrangement have a maximum pitch but different edge lengths. If a smaller edge length is chosen for higher angle micromirrors, a smaller maximum pitch can be maintained.
  • micromirrors with a tilt angle below a critical angle are provided with a uniform size (or edge length) and micromirrors with a tilt angle above the critical angle are provided with a reduced size (or edge length).
  • G max 5.8 ⁇ m in a micro-mirror arrangement
  • micro-mirrors with a maximum inclination of about 49 degrees can be present in this way if their edge length is only 5 ⁇ m instead of 10 ⁇ m.
  • the color coatings of the relief structures are formed by translucent colors.
  • metallizations for example Aluminum, silver or an alloy such as copper and aluminum are suitable, as are thin-film structures, in particular color-shifting thin-film structures, color-stable, color-filtering thin-film structures (different colors in reflectance and transmission) or silicon-aluminum thin-films.
  • the color coatings can also be formed by translucent colors with a metallic mirror coating underneath, for example made of aluminum.
  • the color coatings can represent a translucent image made up of several translucent colors, which is backed by a mirror coating, for example made of aluminum.
  • Luminescent colors in particular fluorescent colors with a metallic mirror coating, can also be used as color coatings.
  • the color coatings can also be formed by structural colors.
  • nanoparticle colors can also be considered as color coatings, such as gold-blue particles, various effect pigments, color-shifting pigments or super silver.
  • a color coating preferably follows the relief course of a relief structure.
  • One surface (or both surfaces) of the color coating follows the relief structure.
  • the second surface of the color coating(s) preferably also follows the relief structure.
  • the second surface can be flat.
  • the second surface of the color coating comprises a color-imparting colored structure, such as a sub-wavelength, nano or binary structure.
  • the color coatings are preferably applied directly to the relief structures, in particular the micromirror arrays. Different color coatings can also be present next to each other or on top of each other in certain areas.
  • multi-layer trained color coatings such as a translucent color with background metallization
  • only part of the several layers for example the background metallization
  • the remaining part of the layers for example the glazing paint
  • the second surface of a reflective partial layer of the color coating(s) preferably also follows the relief structure.
  • the second surface of a translucent partial color layer of the color coating(s) can also follow the relief structure, be flat or follow the other relief structure.
  • the remaining part of the layers can also be combined with further layers.
  • the embossing varnish for the adjacent, higher-lying relief structure area can be colored and thus represent a continuous colored partial coating for the lower-lying relief structure area.
  • the lower surface of the (first) colored embossing varnish follows the lower relief structure and the upper surface of the colored embossing varnish forms the upper (first) relief structure.
  • the color impressions of the first and second color coatings are different, they differ in their shade. Both color coatings preferably produce a chromatic shade. Alternatively, one of the two color coatings can produce an achromatic hue, preferably silver, for the viewer, and the other a chromatic hue.
  • the color coating of the lower-lying relief structure can only be present in certain areas. Color coatings that are present in certain areas can either be applied in certain areas and/or selectively removed again after application over the entire surface. A number of advantageous methods are described below, with which the above-mentioned color coatings can only be applied in certain areas can be provided. The person skilled in the art is aware that not every method is suitable for all types of color coatings. In particular, if several different color coatings are used in a security element, several different methods can also be used in the structuring.
  • Structured color coatings with metallic colors, thin-layer colors, structural colors or nanoparticles can be created, for example, by using a wash color.
  • wash ink is printed in insetter printing for the respective embossing structure, then the entire surface is metallized and then washed.
  • the relief structure can be further adjusted.
  • the relief structure can comprise an adhesion-reducing (and/or an adhesion-increasing) fine structure, which in particular has a hydrophobic (or hydrophilic) effect. The adhesion-reducing fine structure in one area thus in particular prevents the wash color from adhering to the area.
  • a first area with an adhesion-reducing fine structure can optionally adjoin a second area with an adhesion-increasing fine structure.
  • the use of an optionally colored etching resist is particularly advantageous in combination with translucent colors.
  • the embossing structure can first be completely coated, then the etch resist is printed, with the desired areas remaining unprinted, and finally the coating is etched.
  • Laser treatment can be used to remove metallic paints, metallic coatings, and laser-sensitive, translucent paints with high resolution.
  • a light-absorbing fine structure such as for example moth-eye structures or quasi-random structures, can be provided in regions in the relief structure. The absorption of light is thereby increased, so that no more lasers must be used. Normal light sources such as UV lamps or LEDs can also be used for removal.
  • Metallic flakes, nanoparticle ink or super silver can be printed directly in register.
  • an optionally colored photoresist can first be applied over the entire surface and then exposed in certain areas. Depending on the resist used, the exposed or unexposed areas then dissolve in the etching bath, so that the underlying metal dissolves, while the metallic areas covered by the photoresist remain protected from the etch.
  • Color coatings can also be created by a metal transfer process. Areas that are to be demetallized are embossed using an embossing tool. The foil that has been pretreated in this way is then completely metalized and the metal on the embossed areas is selectively removed with another foil so that only metal remains in the depressions. A color transfer can also be generated in a similar way. Areas that are later to appear in color are embossed compared to the remaining areas. A colorant, such as flakes, nanoparticle color, super silver or a translucent color is applied to a roller and selectively transferred to the embossed areas of the film. Conversely, in a color filling process, a desired color coating is created by embossing areas that are later to appear colored relative to the remaining areas. A colorant, for example flakes, nanoparticle color, super silver or a translucent color is printed over the entire surface and then removed with a hard chambered squeegee or wiped off with a cloth so that the color only remains in the depressions.
  • the security element described can also be equipped with colorless or colored negative markings.
  • the overlapping area additionally contains partial areas with a negative marking, in which the color coating of the higher embossed structure area and at least partially also the color coating of the lower embossed structure area is omitted.
  • the color coating of the lower-lying relief structure can be left out completely in the partial areas of the negative marking, so that the negative marking does not produce any of the color impressions of the two color coatings.
  • the negative mark appears colorless and is particularly easy to recognize in transmitted light.
  • the color coating of the lower-lying relief structure is multi-layered, with at least one of the multiple layers being omitted in the partial areas of the negative marking, so that a colored negative marking is produced.
  • the color coating of the lower-lying relief structure contains an opaque partial layer, in particular a metallization, and a translucent color layer, with the opaque partial layer being left out in the negative identification partial areas, but not the translucent color layer, so that a negative identification with the color effect of the translucent color layer is left out arises.
  • the line widths of the overlapping gaps in a negative identifier are advantageously above 100 ⁇ m, preferably above 150 ⁇ m, particularly preferably above 300 ⁇ m, in order to ensure that the negative identifier can be easily recognized.
  • the gaps in the color coating of the lower-lying relief structure are advantageously formed with a slightly larger area than the gaps in the color coating of the higher-lying relief structure in order to compensate for register fluctuations between the two relief structures.
  • the relief structures are arranged on opposite sides of a transparent carrier film.
  • relief structures are arranged one above the other on the same side of a carrier film.
  • the relief structures can be arranged directly one above the other or be separated from one another by an adhesive layer, for example a laminating adhesive layer or a laminating film.
  • the laminating film can also form the flat carrier of the security element. After the security element has been applied to a target data carrier, the carrier of the target data carrier can also represent the flat carrier of the security element.
  • the invention also includes a data carrier with a security element of the type described.
  • the data carrier can in particular be a document of value, such as a banknote, in particular a paper banknote, a polymer banknote or a foil composite banknote, a share, a bond, a certificate, a voucher , a check, a premium ticket, but also an identification card, such as a credit card, a bank card, a cash card, an authorization card, an ID card or a passport personalization page.
  • the resulting color impression is determined by the color coating, so that the present relief structures could also be referred to as achromatic relief structures.
  • Colored structures such as diffraction gratings, sub-wavelength gratings or blazed gratings, which filter, diffract and/or reflect white light wavelength-selectively and produce their own color impression, are not relief structures in the present sense.
  • the carrier can be a part of the security element. In other configurations, the security element is removed from the carrier, for example when the security element is transferred from the carrier to a target substrate.
  • figure 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with an optically variable security element 12 according to the invention in the form of an adhesively bonded transfer element.
  • the invention is not limited to transfer elements and banknotes, but can be used with all types of security elements, for example labels on goods and packaging or to protect documents, ID cards, passports, credit cards, health cards and the like.
  • security threads or security strips for example, can also be considered.
  • the security element 12 shown is itself very flat, but nevertheless gives the viewer the three-dimensional impression of a motif 14 apparently arching out of the plane of the bank note 10 and appearing in a first color, for example blue.
  • the motif 14 can, for example, represent a denomination, a portrait or another graphic motif.
  • a movement effect in a second color is visible in a sub-area 16, for example a red sub-area 16 in which a light bar appears to move up and down along the sub-area when banknote 10 is tilted, and a so-called rolling bar -Effect created.
  • As an essential feature the areas of different colors (red or blue) and different effects (three-dimensional motif or running bar) are precisely matched to each other. This registration is therefore also referred to below as color-to-effect registration.
  • FIG Figures 2 and 3 show a section of the security element 12 schematically in cross section and 3 shows a top view of a section of the security element 12 to illustrate the visual appearance.
  • the security element 12 contains a flat carrier 18 whose surface extent defines an xy plane and a z-axis perpendicular thereto.
  • a multicolored reflective surface area 20 is arranged on the carrier 18, which contains two embossed structure areas 24, 34, which are arranged in the z-direction at two specific, different height levels in relation to the planar carrier 20.
  • the embossed structure areas each represent micromirror embossings or micromirror arrangements 24, 34, which are each formed from a multiplicity of micromirrors inclined with respect to the xy plane.
  • the local angles of inclination of the micromirrors are selected in such a way that the relief structure of the micromirror arrangements 24, 34 produce a desired optical appearance after the color coating, for example the arched three-dimensional impression of the motif 14 or the rolling bar effect of the subarea 16.
  • the different height levels are given by the different heights H 1 , H 2 of the base areas of the micromirror arrays 24 , 34 above the carrier 18 .
  • the micromirror arrangements 24, 34 are each provided with a color coating 26, 36, which produce the different color impression of the micromirror arrangements for the viewer 40 when viewed from above.
  • the micromirror arrangement 24 is coated with a red, glazing paint 26
  • the micromirror arrangement 34 is coated with a blue, glazing paint 36 .
  • Sections 26o of the color coating 26 are therefore open in the z-direction under the recess 42 .
  • a covered section 26v of the lower color coating 26 lies in the z-direction below the upper color coating 36.
  • the lower color coating 26 with portions of the covered section 26v and the exposed section 26o appear in their color impression at one viewing angle.
  • the effective area can thus be increased.
  • the alignment of the micromirrors belonging to the portions of the open and covered portions 26o and 26v should be matched to one another. In the example shown, the orientation is identical, for example.
  • the micromirror arrangements 24, 34 are each embossed in a transparent embossed lacquer layer 22, 32 and, after the application and, if necessary, structuring of the respective color coating 26, 36, are leveled with a transparent top lacquer layer 28 or 38, respectively.
  • the top coat layers have essentially the same refractive index as the embossing coat layers 22, 32, so that the micromirrors do not appear visually in areas without a color coating due to the lack of a refractive index difference between the embossing coat layer and the top coat layer.
  • the security element 12 is designed for viewing from above--in particular from a viewing direction different from the z-direction--so that the micromirror arrangement 24 that is further away from the viewer 40 than the lower-lying micromirror arrangement and the micromirror arrangement 34 that is closer to the viewer 40 than the higher lying micromirror array is referred to.
  • the two micromirror arrangements 24, 34 are arranged one above the other in the entire surface area 20 of the security element 12.
  • the color coating 36 of the higher-lying micromirror arrangement 34 has a large-area recess 42, for example in the form of a 5 mm wide and 2 cm long curved strip.
  • the micromirrors of the micromirror arrangement 34 do not develop any optical effect due to the lack of a difference in refractive index between the lacquer layers 32, 38, so that the viewer 40 looks through these lacquer layers to the micromirror arrangement 24 with its red color coating 26 that lies deeper.
  • the visual impression of the surface area 20 is determined by the higher-lying micromirror arrangement 34 with its blue color coating 36 .
  • the observer therefore perceives the blue motif 14 generated by the micromirror arrangement 34 outside the recess 42, while the red rolling bar effect appears within the recess 42, in the partial area 16, in which when the banknote 10 a bright bar 16-A seems to run back and forth in the direction of arrow 16-B.
  • the difference in height between the two micromirror arrangements 24, 34 is in the range of a few micrometers or a few tens of micrometers and is therefore imperceptible to the viewer 40.
  • the two different colors Motifs and the different effects 14,16 therefore appear to the viewer 40 to be arranged side by side in exact register.
  • figure 4 shows a modification of the design of Figures 2 and 3 , in which the color coating 36 of the higher-lying micromirror arrangement 34 alternately has strip-shaped recesses 42 and strip-shaped left-over areas of the same size.
  • the local angles of inclination of the micromirrors of the micromirror arrangements 24, 34 are selected in such a way that the micromirror arrangements each produce a rolling bar effect running in opposite directions to one another.
  • the security element is tilted, the observer sees a blue rolling bar effect in the partial areas 14 in which the blue color coating 36 was left and in exact register thereto a red rolling bar effect in the gaps in the partial areas 16 .
  • the blue bars 14-A and the red bars 16-A each move in the opposite direction for the viewer, as in FIG 4 illustrated.
  • FIG.5(a) a transparent embossing lacquer layer 22, 32 with the desired micromirror embossing 24, 34, the color coating 26, 36 and the transparent top lacquer layer 28, 38 is arranged on the two opposite sides of a transparent PET carrier film 18.
  • the security element 50 is designed for viewing from the side of the color coating 36, so that the color coating 36 of the higher-lying micro-mirror arrangement 34 is provided with large-area recesses 42 in which the viewer looks at the lower-lying micro-mirror arrangement 24 with the colored coating 26.
  • the security element 52 of Fig.5(b) already indicates it 2 described layer structure.
  • Both micromirror embossings 24, 34 are arranged on the same side of the carrier film 18, which does not have to be transparent in this configuration.
  • the first embossing lacquer layer 22 with the first, deep micromirror embossing 24, the first color coating 26, the first transparent cover layer 28, the second, transparent embossing lacquer layer 32 with the second, higher micromirror embossing 34, the second color coating 36 and the second transparent cover layer 38 is arranged.
  • the security element 52 is designed for viewing from the side of the color coating 36, so that the color coating 36 of the higher-lying micro-mirror arrangement 34 is provided with large-area recesses 42 in which the viewer looks at the lower-lying micro-mirror arrangement 24 with the colored coating 26.
  • a transparent film can also be arranged above the further layers 22, 26, 28 and 32, 36, 38.
  • the transparent film can be the carrier film 18 of the security element, be another carrier film or serve as a protective film.
  • the order of the further layers 22, 26, 28 and 32, 36, 38 can be unchanged.
  • the first embossing lacquer layer 22 can lie above the first top layer 28 and/or the second embossing lacquer layer 32 can lie above the second top layer 38 .
  • Below the transparent film 18 arranged at the top for example, the further layers follow in the order 32, 36, 38, 22, 26, 28.
  • the color coating 26 and the top layer 28 and / or the color coating 36 and the top layer 38 can through a color coating 26 or 36 with - be formed upper surface - in particular flat.
  • the color coating 26 and/or 36 comprises a reflective sub-layer (such as metallization) which follows its relief structure with both surfaces, and a translucent color sub-layer whose lower surface follows the relief structure, while the upper surface of the translucent color sub-layer does not follow the relief structure, is preferably flat.
  • an upper, colored, glazed partial layer forms the lower color coating 26 in Figure 5b the lower cover layer 28 and at the same time the upper embossing lacquer layer 32.
  • the color coating 26 preferably in turn comprises a reflective partial layer (such as metallization), which follows its relief structure with both surfaces.
  • a transparently colored partial layer preferably an embossing lacquer layer, follows the color coating 26 with its lower surface of the lower relief structure 24 and with its upper surface of the upper relief structure 34.
  • the lower color coating comprises at least (or exactly) three partial layers, one reflective Sub-layer, a leveling sub-layer and a sub-layer with translucent color, preferably colored embossing varnish.
  • the reflective partial layer follows with one (or both) surface(s) of the second, lower relief structure 24 and the colored transparent partial layer follows with its upper side the first, upper relief structure 34.
  • two foils 18-A, 18-B can also be used in the production of the security element, which are each separately provided with one of the micromirror structures 22-28 or 32-38 and then suitably laminated together.
  • the two carrier films 18-A, 18-B are laminated together in such a way that the micromirror structures 22-28 or 32-38 inside.
  • the laminating 56 can comprise a laminating film or also be formed only by a laminating adhesive.
  • one or both of the carrier foils 18-A, 18-B can be removed after lamination in order to make the security element 54 as thin as possible.
  • both carrier films 18-A, 18-B can even be removed, since the stability of the security element 54 is ensured by the laminating film, which then acts as a flat carrier of the security element.
  • the security element 54 is also designed for viewing from the side of the color coating 36, so that the color coating 36 of the higher-lying micro-mirror arrangement 34 is provided with large-area recesses 42, in which the viewer looks at the lower-lying micro-mirror arrangement 24 with the colored coating 26.
  • the carrier foils 18-A, 18-B are laminated together in such a way that one micromirror structure 22-28 is on the inside and the other micromirror structure 32-38 is on the outside.
  • the laminating 56 can comprise a laminating film or can only be formed by a laminating adhesive.
  • the carrier film 18-A lying on the outside can be pulled off after lamination in order to make the security element 58 as thin as possible.
  • the large-area recesses 42 are also provided here in the color coating 36 of the higher-lying micro-mirror arrangement 34 in order to enable the viewer to look at the lower-lying micro-mirror arrangement 24 with the colored coating 26 .
  • the color coatings 26, 36 can be formed not only by translucent colors, but also, for example, by metallizations, by thin-film structures, by translucent colors backed with a metallization, by luminescent colors with metallic mirroring, by structural colors or by nanoparticle colors.
  • the carrier film 18 is an optional element. It can therefore be omitted in any of the variants shown, mentioned or below.
  • the carrier film can be 18 in Fig.5(b) , the carrier foil(s) 18-A/B in Fig.5(c) or the carrier film 18-A in Figure 5d be removed before (or after) the security element is applied to a target substrate.
  • a release layer, not shown, which lies between the carrier film and the further layers, is provided in such configurations.
  • the security elements according to the invention can also contain areas with negative markings, for example negative writing, as shown in FIG Figures 6 and 7 illustrated.
  • areas with negative markings for example negative writing, as shown in FIG Figures 6 and 7 illustrated.
  • FIG Figures 6 and 7 For the sake of simplicity, only the micromirror structures 22-28 and 32-38 without carrier films or further layers of the layer structure are shown in these figures.
  • the security element 60 of 6 is basically like the security element 12 of 2 constructed, in particular contains the color coating 36 of the higher-lying micro-mirror array 34 in portions 16 recesses 42 which are arranged over coated areas 26 of the lower-lying micro-mirror array 24 and produce the color-to-effect registration described above.
  • the security element 60 also contains partial areas 62 in which the color coatings 26, 36 of both micromirror arrangements 24, 34 are recessed (recesses 44 or 42) so that the security element 60 does not show any of the color impressions of the two color coatings in these areas.
  • the shape of the partial areas 62 forms a negative identifier, in particular negative writing, which can be seen particularly well in transmitted light given an at least translucent configuration of the further layers of the security element.
  • the cutouts 44 in the color coating 26 of the micromirror arrangement 24 lying deeper are formed with a somewhat larger area than the associated cutouts 42 in the color coating 36 in order to absorb register fluctuations between the two embossed structures 24, 34.
  • the line widths of the gaps 42, 44 lying one above the other are greater than 100 ⁇ m, in particular greater than 300 ⁇ m, in order to ensure that the negative markings can be recognized well.
  • Colored negative marks can also be provided, as is the case with the security element 70 of FIG 7 illustrated.
  • the color coating 26 of the lower-lying micromirror arrangement 24 consists of a glazing color 74 backed by a metallization 72.
  • the recesses 42 of the color coating 36 are as in FIG 6 over completely coated areas 26 of the lower-lying micromirror arrangement 24, so that the already described color-to-effect registration results in these partial areas.
  • the security element 70 contains partial areas 76 in which, in addition to the color coating 36 of the higher-lying micromirror arrangement 34, the metallization 72 of the color coating 26 of the lower-lying micromirror arrangement 24 is cut out, but the glazing color 74 is retained is. While the security element 70 appears colored and opaque in the sub-areas 16 due to the metallization 72, the sub-areas 76 are colored and translucent due to the lack of metallization 72 there. The shape of the partial areas 76 thus forms a colored negative mark, in particular a colored negative writing, which can be seen particularly well in transmitted light given an at least translucent configuration of the further layers of the security element.
  • the recesses in the metallization 72 are advantageously formed with a slightly larger area than the recesses 42 in the color coating 36 in order to absorb register fluctuations.
  • the line widths of the superimposed recesses are preferably greater than 100 ⁇ m, in particular greater than 300 ⁇ m, in order to ensure that the colored negative identification can be easily recognized.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement mit einem reflektiven Flächenbereich. Die Erfindung betritt auch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitselements sowie einen mit einem solchen Sicherheitselement ausgestatteten Datenträger.
  • Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch 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. Die Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens, einer Abdeckfolie für eine Banknote mit Loch, eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens, eines selbsttragenden Transferelements oder auch in Form eines direkt auf ein Wertdokument aufgedruckten Merkmalsbereichs ausgebildet sein.
  • Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitselemente mit betrachtungswinkelabhängigem oder dreidimensionalem Erscheinungsbild, da diese selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Dazu sind die Sicherheitselemente mit optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrachtungswinkel einen anderen Farb- oder Helligkeitseindruck und/oder ein anderes graphisches Motiv zeigen. Im Stand der Technik sind dabei als optisch variable Effekte beispielsweise Bewegungseffekte, Pumpeffekte, Tiefeneffekte oder Flipeffekte beschrieben, die mit Hilfe von Hologrammen, Mikrolinsen oder Mikrospiegeln realisiert werden.
  • DE 102007034716 A1 betrifft ein mehrschichtiges Sicherheitselement mit transluzenten und opaken Teilbereichen. WO 97/19820 A1 zeigt einen optischen Informationsträger mit zwei optisch wirksamen Strukturen, die in verschiedenen Ebenen angeordnet sind und die gemeinsam einen charakteristischen optischen Effekt erzeugen. DE 102007061827 A1 betrifft ein Sicherheitselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. zur Absicherung von Wertgegenständen mit nur einer Reliefstruktur, über der ein Dünnschichtelement mit Farbkippeffekt angeordnet ist, wobei das Dünnschichtelement eine Absorberschicht mit Aussparungen enthält, in deren Bereich kein Farbkippeffekt erkennbar ist, und mit einer semitransparenten Farbschicht, die im Bereich der Aussparungen der Absorberschicht über dem Dünnschichtelement und der Reliefstruktur angeordnet ist, wobei der Farbeindruck des Dünnschichtelements bei Betrachtung unter vorbestimmten Betrachtungsbedingungen an den Farbeindruck zumindest eines Teilbereichs der semitransparenten Farbschicht angepasst ist.
  • Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Fälschungssicherheit und die visuelle Attraktivität gattungsgemäßer optisch variabler Sicherheitselemente weiter zu erhöhen und insbesondere optisch variable Sicherheitselemente mit zwei oder mehr unterschiedlichen Erscheinungsbildern bzw. Effekten in unterschiedlichen Farben mit guter Erkennbarkeit bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Das vorliegende optisch variable Sicherheitselement weist einen mehrfarbig reflektiven Flächenbereich auf, dessen Flächenausdehnung eine darauf senkrecht stehende z-Richtung definiert. Der mehrfarbig reflektive Flächenbereich enthält eine obere und eine untere Reliefstruktur, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind. Die obere und untere Reliefstruktur sind mit einer respektive oberen und unterschiedlichen unteren Farbbeschichtung versehen. Die beiden Reliefstrukturen überlappen in einem Überlappungsbereich.
  • Die obere Farbbeschichtung weist im Überlappungsbereich eine Aussparung auf, so dass
    • in z-Richtung unter der oberen Farbbeschichtung ein verdeckter Abschnitt der unteren Farbbeschichtung und
    • in z-Richtung unter der Aussparung ein offenliegender Abschnitt der unteren Farbbeschichtung angeordnet ist.
  • Die Prägestrukturen sind Mikrospiegelanordnungen, die eine Vielzahl gerichteter Mikrospiegel umfassen. Die jeweilige Farbbeschichtung tritt erst betrachtungswinkelabhängig farbig reflektierend in Erscheinung.
  • In einem Betrachtungswinkel tritt die untere Farbbeschichtung mit Anteilen des verdeckten Abschnittes und des offenliegenden Abschnittes in ihrem Farbeindruck in Erscheinung.
  • Da auch verdeckte Anteile der Farbbeschichtung optisch wirksam werden, entsteht eine bessere optische Wirkung. Die farbig reflektierend wirksame Fläche wird vorliegend vergrößert.
  • Mit Vorteil bildet der in Erscheinung tretende Anteil des verdeckten Abschnittes mehr als 2,5%, vorzugsweise mehr als 5%, der in Erscheinung tretenden Fläche.
  • Die Reliefstrukturen sind bevorzugt Prägestrukturen. Insbesondere eine Prägung in eine härtbare Schicht, wie nur beispielsweise UV-Lacke, ist weiter bevorzugt. Alternative Erstellungsverfahren, wie beispielsweise subtraktives Lasern oder additives Aufbauen, beispielsweise mittels 3D-Druck, sind denkbar aber weniger kostengünstig.
  • Bevorzugt bildet die erste bzw. zweite Reliefstruktur des mehrfarbig reflektiven Flächenbereichs zusammen mit ihrer Farbbeschichtung eine erste bzw. zweite einfarbig reflektive Reliefstruktur. Die Farbbeschichtungen treten betrachtungswinkelabhängig farbig, reflektiv in Erscheinung. Bei dem Betrachtungswinkel wird das Licht von der Reliefstruktur zum Betrachter reflektiert und tritt somit im vorliegenden Sinne in Erscheinung. Die Farbbeschichtung bestimmt den Farbeindruck bestimmt. Da auch das eintreffende Licht eine Vorzugsrichtung - insbesondere im Wesentlichen senkrecht - hat, entsteht für den Betrachter bekanntermaßen ein deutlich wahrnehmbarer farbiger Lichtreflex. Die Reliefstruktur bestimmt den optisch variablen Effekt.
  • Bevorzugt weist die obere Farbbeschichtung mehrere Aussparungen auf.
  • In einer ersten Variante betragen die Abmessungen der Aussparung im Überlappungsbereich mehr als 140 µm, insbesondere mehr als 250 µm oder sogar mehr als 500 µm. Der in Erscheinung tretende Anteil des verdeckten Abschnittes kann zwischen 2,5% und 12%, vorzugsweise zwischen 4% und 10%, der in Erscheinung tretenden Fläche bilden.
  • In einer zweiten Variante ist die obere Farbbeschichtung als regelmäßiges oder unregelmäßiges Raster mit Rasterelementen und Rasterzwischenräumen als die Aussparungen ausgebildet, wobei die die Abmessungen der Rasterelemente und/oder der Rasterzwischenräume zumindest in einer Richtung unterhalb von 140 µm liegen. Der in Erscheinung tretende Anteil des verdeckten Abschnittes liegt zwischen 10% und 90%, vorzugsweise zwischen 15% und 40% (oder zwischen 60% und 85%), der in Erscheinung tretenden Fläche.
  • In weiteren Teilen des Überlappungsbereichs der Reliefstrukturen oder au-βerhalb des Überlappungsbereiches können andere Farbbeschichtungen insbesondere mit einem dritten und/ oder einem vierten Farbeindruck verwendet werden. So können in weiteren Aussparungen anders zweifarbige Merkmale, insbesondere mit einem dritten (zusammen mit dem ersten oder zweiten) Farbeindruck oder mit einem dritten und vierten Farbeindruck, vorhanden sein. Ebenso kann eine der (ersten, zweiten, dritten oder vierten) Farbbeschichtungen außerhalb des vorliegenden Merkmals oder außerhalb des Überlappungsbereiches einen anderen Buntfarbton aufweisen.
  • Die Mikrospiegelanordnung(en) ist (sind) achromatische Mikrospiegelanordnung(en), die insbesondere nicht-diffraktiv ist (sind).
  • Die gerichteten Spiegel der Mikrospiegelanordnung zeichnen sich durch eine bevorzugte Reflexionsrichtung aus, die beispielsweise mittels Neigungswinkel und/oder Azimutwinkel einstellbar ist. Anordnungen aus kleinen, strahlenoptisch wirkenden reflektiven Facetten, die einfallendes Licht wie kleine Spiegel in eine durch die Bedingung "Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel" gegebene Reflexionsrichtung lenken, werden als Mikrospiegelanordnungen bezeichnet. Die einzelnen gerichteten Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung reflektieren abhängig von Ihrer Ausrichtung für den Betrachtungswinkel entweder das Licht zum Betrachter oder nicht (hell oder dunkel). Erst durch die Farbbeschichtung tritt der Mikrospiegel dann farbig reflektierend in Erscheinung bzw. nicht (farbig hell bzw. dunkel). Da die Mikrospiegelanordnungen Prägestrukturen darstellen, werden sie in dieser Beschreibung teils auch als Mikrospiegelprägungen bezeichnet. Als gerichtete Mikrospiegel eignen sich besonders gut plane Mikrospiegel. Alternativ sind gerichtete Hohlspiegel und/oder gerichtete fresnelartige (also mehrteilige) Spiegel verwendbar.
  • Bei Mikrospiegelanordnungen sind die Mikrospiegel mit Vorteil mit einer Kantenlänge zwischen 4 µm und 100 µm, vorzugsweise zwischen 5 µm und 30 µm gebildet. Die Mikrospiegel weisen vorzugsweise eine (maximale) Ganghöhe von weniger als 20 µm, insbesondere weniger als 10 µm auf, weiter bevorzugt weniger als 5 µm. Bevorzugt sind die Mikrospiegel in einer oder beiden in Mikrospiegelanordnungen in einem periodischen Raster mit einer Periodenlänge zwischen 4 µm und 100 µm, vorzugsweise zwischen 5 µm und 30 µm angeordnet.
  • Nur parallel oder senkrecht zum mehrfarbig reflektiven Flächenbereich ausgerichtete Flächen sind keine gerichteten Mikrospiegel bzw. Mikrospiegelanordnung im vorliegenden Sinne. Die gerichteten Mikrospiegel können regelmäßig oder unregelmäßig ausgebildet (z.b. gleiche Form oder variierende Form) und/oder angeordnet (z.b. in einem Muster oder quasizufällig verteilt) sein.
  • Es ist denkbar dass der mehrfarbig reflektive Flächenbereich - insbesondere zumindest eine der beiden Reliefstrukturen, die Differenz der Höhenstufen und/oder zumindest eine der Farbbeschichtungen - angepasst wird, um den für den Betrachter in dem Betrachtungswinkel sichtbaren Anteil des verdeckten Abschnittes der unteren Farbbeschichtung zu erhöhen. Für zwei gegebene Reliefstrukturen kann die Höhendifferenz, mit der sie angeordnet werden, so gewählt werden, dass der wirksame Anteil verdeckter Abschnitte optimiert ist. Ebenso können die Farbbeschichtungen so gewählt werden, dass sie aufeinander abgestimmt sind, also beispielsweise die obere Farbbeschichtung eine erhöhte Transmission für die Farbe/ den Farbbereich der unteren Farbbeschichtung aufweist.
  • In einer regelmäßigen Struktur von Reliefelementen, insbesondere von Mikrospiegeln, ist zumindest ein Reliefelement in der Reliefebene verschoben, in z-Richtung verschoben, in seiner Größe angepasst oder in seiner Form angepasst. Insbesondere wenn beide Reliefstrukturen gleichzeitig und gepassert erzeugt werden, ist es sinnvoll die Lage einzelner Reliefelemente in der oberen oder unteren Reliefstruktur zugunsten der reflektierten Intensität anzupassen. Das Ausmaß der Anpassungen wird primär nur durch den vorgegebenen optischen Effekt der Reliefstruktur (Bewegung, Dreidimensionalität,...) beschränkt.
  • In Weiterbildungen ist der mehrfarbig reflektive Flächenbereich - insbesondere eine Reflektivität der oberen Reliefstruktur oder zumindest eine der Farbbeschichtungen - angepasst, um mehr reflektierbares Licht für den verdeckten Abschnitt bereit zu stellen.
  • In zumindest einem Teil des Merkmalsbereichs tritt für den Betrachter betrachtungswinkelabhängig entweder die Farbbeschichtung der oberen Reliefstruktur oder die Farbbeschichtung der unteren Reliefstruktur in Erscheinung.
  • In einer vorteilhaften Erfindungsvariante enthält der reflektive Flächenbereich genau zwei Reliefstrukturen, die jeweils auf einer bestimmten Höhenstufe angeordnet sind.
  • Die beiden Reliefstrukturen des reflektiven Flächenbereichs sind vorteilhaft jeweils durch eine maximale Ganghöhe charakterisiert, wobei der Abstand benachbarter Höhenstufen in z-Richtung größer als die maximale Ganghöhe des jeweils tiefer liegenden Prägestrukturbereichs ist. Vorzugsweise ist der Abstand größer als 150%, besonders bevorzugt 200%, der maximalen Ganghöhe. Weiter bevorzugt liegt der Abstand benachbarter Höhenstufen in z-Richtung zwischen 150% und 750%, besonders bevorzugt zwischen 200% und 500%, weiter bevorzugt zwischen 200% und 400% der maximalen Ganghöhe des tiefer liegenden Prägestrukturbereichs.
  • Die Ganghöhe der Mikrospiegel hängt von ihren lateralen Abmessungen und ihren Neigungswinkeln ab. Selbst bei gleichen lateralen Abmessungen sind die Neigungswinkel der Mikrospiegel typischerweise verschieden, so dass die Mikrospiegel unterschiedliche Ganghöhe aufweisen. Charakteristisch für die Mikrospiegelanordnung ist allerdings die maximale Ganghöhe ihrer Mikrospiegel. Die oben genannten maximalen Ganghögen ("Ganghöhe weniger als") sind bevorzugt. Weisen die Mikrospiegel beispielsweise eine Kantenlänge von 10 µm und einen maximalen Neigungswinkel von 30° auf, so ist die maximale Ganghöhe der Mikrospiegelanordnung durch G max = 10 μ m*tan 30 ° = 5,8 μm .
    Figure imgb0001
     gegeben, wobei die einzelnen Mikrospiegel je nach Neigungswinkel eine Ganghöhe zwischen 0 und Gmax haben können. Der Abstand der Mikrospiegelanordnung zur darüber liegenden Mikrospiegelanordnung ist dann vorteilhaft größer als 5,8 µm und liegt insbesondere zwischen 8,7 µm (150% von Gmax) und 23,2 µm (400% von Gmax). In der Regel weisen die Mikrospiegel eine einheitliche Größe, insbesondere Kantenlänge, auf. In anderen bevorzugten Ausgestaltungen weisen die Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung eine maximale Ganghöhe jedoch unterschiedliche Kantenlängen auf. Wenn für Mikrospiegel mit höherem Winkel eine kleinere Kantenlänge gewählt wird, kann eine kleinere maximale Ganghöhe eingehalten werden. Vorzugsweise sind Mikrospiegel mit einem Neigungswinkel unter einem Grenzwinkel mit einer einheitlichen Größe (bzw. Kantenlänge) und Mikrospiegel mit einem Neigungswinkel über dem Grenzwinkel mit verringerter Größe (bzw. Kantenlänge) vorgesehen. Im oben berechneten Beispiel mit Gmax= 5,8 µm in einer Mikrospiegelanordnung können auf diesem Weg Mikrospiegel bis zu einer maximalen Neigung von etwa 49 Grad vorliegen, wenn deren Kantenlänge nur 5µm statt 10 µm beträgt.
  • Die Farbbeschichtungen der Reliefstrukturen sind in vorteilhaften Gestaltungen durch lasierende Farben gebildet. Auch Metallisierungen, beispielsweise aus Aluminium, Silber oder einer Legierung, etwa aus Kupfer und Aluminium, kommen in Frage, ebenso Dünnschichtaufbauten, insbesondere farbkippende Dünnschichtaufbauten, farbstabile farbfilternde Dünnschichtaufbauten (unterschiedliche Farbe in Remission und Transmission) oder Silizium-Aluminium-Dünnschichten. Die Farbbeschichtungen können auch durch lasierende Farben mit einer hinterlegten metallischen Verspiegelung, beispielsweise aus Aluminium, gebildet sein. Die Farbbeschichtungen können dabei ein lasierendes Bild aus mehreren lasierenden Farben darstellen, das mit einer Verspiegelung, beispielsweise aus Aluminium, hinterlegt ist. Auch Lumineszenzfarben, insbesondere Fluoreszenzfarben mit einer metallischen Verspiegelung kommen als Farbbeschichtungen in Betracht. Die Farbbeschichtungen können auch durch Strukturfarben gebildet sein. Schließlich kommen auch Nanopartikelfarben als Farbbeschichtungen in Betracht, wie etwa Gold-Blau-Partikel, verschiedene Effektpigmente, farbkippende Pigmente oder Supersilber.
  • Eine Farbbeschichtung folgt vorzugsweise dem Reliefverlauf einer Reliefstruktur. Eine Oberfläche (oder beide Oberflächen) der Farbbeschichtung folgen der Reliefstruktur. Die zweite Oberfläche der Farbbeschichtung(en) folgt bevorzugt ebenfalls der Reliefstruktur. Alternativ kann die zweite Oberfläche eben ausgebildet sein. In einer weiteren - schwieriger herstellbaren - Alternative umfasst die zweite Oberfläche der Farbbeschichtung eine farbgebende Buntstruktur, wie beispielsweise eine Subwellenlängen-, Nano- oder Binärstruktur. Die Farbbeschichtungen sind vorzugsweise direkt auf die Reliefstrukturen, insbesondere die Mikrospiegelanordnungen aufgebracht. Verschiedenartige Farbbeschichtungen können auch bereichsweise nebeneinander oder übereinander vorliegen. Bei mehrschichtig ausgebildeten Farbbeschichtungen, beispielsweise einer lasierenden Farbe mit Hintergrundmetallisierung ist es allerdings auch möglich, dass nur ein Teil der mehreren Schichten, beispielsweise die Hintergrundmetallisierung, direkt auf die Reliefstrukturen aufgebracht ist. Der restliche Teil der Schichten, beispielsweise die lasierende Farbe, kann dann über den Reliefstrukturen, beispielsweise zwischen der beschichteten Reliefstruktur und der benachbarten, höher liegenden Reliefstruktur angeordnet sein. Die zweite Oberfläche einer reflektierenden Teilschicht der Farbbeschichtung(en) folgt bevorzugt ebenfalls der Reliefstruktur. Die zweite Oberfläche einer lasierenden Farbteilschicht der Farbbeschichtung(en) kann ebenfalls der Reliefstruktur folgen, eben ausgebildet sein oder der anderen Reliefstruktur folgen. Der restliche Teil der Schichten kann auch mit weiteren Schichten kombiniert sein. Beispielsweise kann der Prägelack für den benachbarten, höher liegenden Reliefstrukturbereich eingefärbt sein und so eine durchgehende Farb-Teilbeschichtung für den tiefer liegenden Reliefstrukturbereich darstellen. Bevorzugt folgt die untere Oberfläche des (ersten) gefärbten Prägelacks der unteren Reliefstruktur und die obere Oberfläche des gefärbten Prägelacks bildet die obere (erste) Reliefstruktur.
  • Die Farbeindrücke der ersten und zweiten Farbbeschichtungen sind unterschiedlich, sie unterscheiden sich in ihrem Farbton. Bevorzugt erzeugen beide Farbbeschichtungen einen Buntfarbton. Alternativ kann eine der bei-den Farbbeschichtungen für den Betrachter einen Unbuntfarbton, vorzugsweise silbrig, und die andere ein Buntfarbton erzeugen.
  • Neben der Farbbeschichtung der höher liegenden Reliefstruktur kann auch die Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur nur bereichsweise vorliegen. Bereichsweise vorliegende Farbbeschichtungen können entweder bereichsweise aufgebracht und/oder nach vollflächigem Aufbringen selektiv wieder entfernt sein. Nachfolgend werden einige vorteilhafte Verfahren beschrieben, mit denen die oben genannten Farbbeschichtungen nur bereichsweise vorgesehen werden können. Dem Fachmann ist bekannt, dass nicht jedes Verfahren für alle Arten von Farbbeschichtungen geeignet ist. Insbesondere wenn in einem Sicherheitselement mehrere unterschiedliche Farbbeschichtungen eingesetzt werden, können auch bei der Strukturierung mehrere unterschiedliche Verfahren angewandt werden.
  • Strukturierte Farbbeschichtungen mit metallischen Farben, Dünnschicht-Farben, Strukturfarben oder Nanopartikeln können beispielsweise durch Einsatz einer Waschfarbe erzeugt werden. Hierzu wird im Insetterdruck Waschfarbe zur jeweiligen Prägestruktur gedruckt, anschließend vollflächig metallisiert und danach gewaschen. Um eine möglicherweise vorhandene Toleranz beim Drucken der Waschfarbe zu vermeiden, kann die Reliefstruktur weiter angepasst werden. Die Reliefstruktur kann bereichsweise eine haftungsvermindernde (und/ oder eine haftungserhöhende) Feinstruktur umfassen, die insbesondere hydprophob (bzw. hydrophil) wirkt. Die haftungsvermindernde Feinstruktur in einem Bereich verhindert somit insbesondere das Anhaften der Waschfarbe in dem Bereich. Ein erster Bereich mit haftungsvermindernder Feinstruktur kann optional an einen zweiten Bereich mit haftungserhöhender Feinstruktur angrenzen. Die Verwendung eines gegebenenfalls eingefärbten Ätzresists ist insbesondere in Kombination mit lasierenden Farben vorteilhaft. Hierzu kann die Prägestruktur zuerst vollständig beschichtet werden, anschließend wird der Ätzresist gedruckt, wobei gewünschte Bereiche unbedruckt bleiben und schließlich wird die Beschichtung geätzt. Durch Laserbeaufschlagung lassen sich vor allem metallische Farben, metallische Verspiegelungen, sowie lasersensitive, lasierende Farben bereichsweise mit hoher Auflösung entfernen. In der Reliefstruktur kann bereichsweise eine Licht absorbierende Feinstruktur, wie beispielsweise Mottenaugenstrukturen oder quasizufälliger Strukturen, vorgesehen werden. Die Absorption von Licht wird dadurch erhöht, so dass keine Laser mehr verwendet werden müssen. Es können zum Entfernen somit auch normale Lichtquellen, wie UV-Lampen oder LEDs, verwendet werden. Metallische Flakes, Nanopartikelfarbe oder Supersilber (in der Regel nanoskalige Alupartikel) können direkt im Register gedruckt werden. Anstelle des oben genannten Ätzresists kann auch ein optional eingefärbter Fotoresist zunächst vollflächig aufgebracht und im Anschluss bereichsweise belichtet werden. Je nach verwendetem Resist lösen sich dann die belichteten oder unbelichteten Bereiche im Ätzbad, sodass das darunterliegende Metall sich löst, während die vom Fotoreist überzogenen metallischen Bereiche vor der Ätze geschützt bleiben.
  • Farbbeschichtungen können auch durch ein Metalltransferverfahren erzeugt werden. Dabei werden Bereiche, die demetallisiert werden sollen, mit Hilfe eines Prägewerkzeuges hochgeprägt. Im Anschluss wird die so vorbehandelte Folie vollständig metallisiert und das Metall auf den hochgeprägten Stellen selektiv mit einer anderen Folie wieder abgezogen, sodass nur Metall in den Vertiefungen verbleibt. Auch ein Farbübertrag kann auf ähnliche Weise erzeugt werden. Bereiche, die später farbig erscheinen sollen, werden dabei gegenüber den restlichen Bereichen hochgeprägt. Ein Farbmittel, beispielsweise Flakes, Nanopartikelfarbe, Supersilber oder eine lasierende Farbe wird auf eine Walze aufgebracht und selektiv auf die hochgeprägten Bereiche der Folie übertragen. Umgekehrt wird bei einem Farbfüllungsverfahren eine gewünschte Farbbeschichtungen dadurch erzeugt, dass Bereiche, die später farbig erscheinen sollen, gegenüber den restlichen Bereichen tiefgeprägt werden. Ein Farbmittel, beispielsweise Flakes, Nanopartikelfarbe, Supersilber oder eine lasierende Farbe wird vollflächig aufgedruckt und anschließend mit einem hart-angestellten Kammerrakel abgezogen oder mit einem Tuch abgewischt, so dass Farbe nur in den Vertiefungen zurückbleibt.
  • Das beschriebene Sicherheitselement kann zusätzlich mit farblosen oder farbigen Negativkennzeichen ausgestattet sein. Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Überlappungsbereich zusätzlich Teilbereiche mit einer Negativkennzeichnung enthält, in denen die Farbbeschichtung des höher liegenden Prägestrukturbereichs und zumindest teilweise auch die Farbbeschichtung des tiefer liegenden Prägestrukturbereichs ausgespart ist.
  • Dabei kann die Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur in den Negativkennzeichnungs-Teilbereichen vollständig ausgespart sein, so dass das Negativkennzeichen keinen der Farbeindrücke der beiden Farbbeschichtungen erzeugt. Das Negativkennzeichen erscheint insbesondere farblos und ist vor allem im Durchlicht gut zu erkennen.
  • In einer anderen Gestaltung ist die Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur mehrschichtig ausgebildet, wobei in den Negativkennzeichnungs-Teilbereichen zumindest eine der mehreren Schichten ausgespart ist, so dass ein farbiges Negativkennzeichen entsteht. Mit Vorteil enthält die Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur eine opake Teilschicht, insbesondere eine Metallisierung, und eine transluzente Farbschicht, wobei in den Negativkennzeichnungs-Teilbereichen die opake Teilschicht, nicht aber die transluzente Farbschicht ausgespart ist, so dass ein Negativkennzeichen mit der Farbwirkung der transluzenten Farbschicht entsteht.
  • Die Linienstärken der übereinanderliegenden Aussparungen eines Negativkennzeichens liegen vorteilhaft oberhalb von 100 µm, bevorzugt oberhalb von 150 µm, besonders bevorzugt oberhalb von 300 µm, um eine gute Erkennbarkeit der Negativkennzeichen zu gewährleisten.
  • Bei einem Negativkennzeichen sind die Aussparungen in der Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur mit Vorteil mit einer etwas größeren Fläche ausgebildet als die Aussparungen in der Farbbeschichtung der höher liegenden Reliefstruktur, um Registerschwankungen zwischen den beiden Reliefstrukturen auszugleichen.
  • Die Reliefstrukturen sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung auf gegenüberliegenden Seiten einer transparenten Trägerfolie angeordnet. Alternativ sind Reliefstrukturen übereinander auf derselben Seite einer Trägerfolie angeordnet. Die Reliefstrukturen können dabei unmittelbar übereinander angeordnet sein, oder durch eine Kleberschicht, beispielsweise eine Kaschierkleberschicht oder eine Kaschierfolie voneinander getrennt sein. Die Kaschierfolie kann auch den flächigen Träger des Sicherheitselements bilden. Nach dem Aufbringen des Sicherheitselements auf einen Zieldatenträger kann auch der Träger des Zieldatenträgers den flächigen Träger des Sicherheitselements darstellen.
  • Die Erfindung enthält weiter einen Datenträger mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art. Bei dem Datenträger kann es sich insbesondere um ein Wertdokument, wie eine Banknote, insbesondere eine Papierbanknote, eine Polymerbanknote oder eine Folienverbundbanknote, um eine Aktie, eine Anleihe, eine Urkunde, einen Gutschein, einen Scheck, eine hochwertige Eintrittskarte, aber auch um eine Ausweiskarte, wie etwa eine Kreditkarte, eine Bankkarte, eine Barzahlungskarte, eine Berechtigungskarte, einen Personalausweis oder eine Passpersonalisierungsseite handeln.
  • Die Erfindung enthält schließlich auch ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements der oben beschriebenen Art, bei dem
    • ein Träger bereitgestellt wird, dessen Flächenausdehnung eine x-y-Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert,
    • der Träger mit einem mehrfarbigen reflektiven Flächenbereich versehen wird, der mit zumindest zwei Reliefstrukturen ausgebildet wird, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen bezogen auf den flächigen Träger angeordnet werden,
    • die Reliefstrukturen jeweils mit einer Farbbeschichtung versehen werden, die einen unterschiedlichen Farbeindruck erzeugen,
    • die beiden Reliefstrukturen überlappend ausgebildet werden,
    • wobei die obere Farbbeschichtung im Überlappungsbereich eine Aussparung aufweist, so dass
      • in z-Richtung unter der oberen Farbbeschichtung ein verdeckter Abschnitt der unteren Farbbeschichtung und
      • in z-Richtung unter der Aussparung ein offenliegender Abschnitt der unteren Farbbeschichtung angeordnet ist, und
    • die Prägestrukturen Mikrospiegelanordnungen sind, die eine Vielzahl gerichteter Mikrospiegel umfassen, wobei die jeweilige Farbbeschichtung erst betrachtungswinkelabhängig farbig reflektierend in Erscheinung tritt, und
    • in einem Betrachtungswinkel die untere Farbbeschichtung mit Anteilen des verdeckten Abschnittes und des offenliegenden Abschnittes in seinem Farbeindruck in Erscheinung tritt.
  • Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass der entstehende Farbeindruck von der Farbbeschichtung bestimmt wird, so dass die vorliegenden Reliefstrukturen auch als unbunte Reliefstrukturen bezeichnet werden könnten. Keine Reliefstrukturen im vorliegenden Sinne sind Buntstrukturen, wie Beugungsgitter, Subwellenlängengitter oder geblazte Gitter, welche weißes Licht wellenlängenselektiv filtern, beugen und/oder reflektieren und ihren eigenen Farbeindruck erzeugen. In Ausgestaltungen kann der Träger ein Teil des Sicherheitselements sein. In anderen Ausgestaltungen wird das Sicherheitselement vom Träger entfernt, beispielsweise bei einem Übertragen des Sicherheitselements vom Träger auf ein Zielsubstrat.
  • Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement,
    Fig. 2
    schematisch einen Ausschnitt des Sicherheitselements der Fig. 1 im Querschnitt,
    Fig. 3
    eine Aufsicht auf einen Ausschnitt des Sicherheitselements der Fig. 1,
    Fig. 4
    eine Abwandlung der Ausgestaltung der Figuren 2 und 3, bei der die Farbbeschichtung der höher liegenden Mikrospiegelanordnung alternierend streifenförmige Aussparungen und gleich große, streifenförmige stehengelassene Bereiche aufweist,
    Fig. 5
    in (a) bis (d) einige vorteilhafte Folienaufbauten erfindungsgemäßer Sicherheitselemente,
    Fig. 6
    ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem zusätzlich Bereich mit einer farblosen Negativkennzeichnung, und
    Fig. 7
    ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem zusätzlich Bereich mit einer farbigen Negativkennzeichnung.
  • Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. Figur 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Sicherheitselement 12 in Form eines aufgeklebten Transferelements. Es versteht sich allerdings, dass die Erfindung nicht auf Transferelemente und Banknoten beschränkt ist, sondern bei allen Arten von Sicherheitselementen eingesetzt werden kann, beispielsweise bei Etiketten auf Waren und Verpackungen oder bei der Absicherung von Dokumenten, Ausweisen, Pässen, Kreditkarten, Gesundheitskarten und dergleichen. Bei Banknoten und ähnlichen Dokumenten kommen neben Transferelementen (wie Patch mit oder ohne eigene Trägerschicht) beispielsweise auch Sicherheitsfäden oder Sicherheitsstreifen in Betracht.
  • Das in Fig. 1 gezeigte Sicherheitselement 12 ist selbst sehr flach ausgebildet, vermittelt dem Betrachter aber dennoch den dreidimensionalen Eindruck eines sich scheinbar aus der Ebene der Banknote 10 herauswölbenden Motivs 14, das mit einer ersten Farbe, beispielsweise Blau, erscheint. Das Motiv 14 kann beispielsweise eine Wertzahl, ein Portrait oder ein anderes graphisches Motiv darstellen. Innerhalb des blauen Motivs 14 ist in einem Teilbereich 16 ein Bewegungseffekt in einer zweiten Farbe sichtbar, beispielsweise ein roter Teilbereich 16, in dem sich ein heller Balken beim Kippen der Banknote 10 entlang des Teilbereichs auf und ab zu bewegen scheint und einen sogenannten Rolling-Bar-Effekt erzeugt. Als eine wesentliche Besonderheit sind die Bereiche unterschiedlicher Farbe (Rot bzw. Blau) und unterschiedlicher Effekte (dreidimensionales Motiv bzw. laufender Balken) dabei exakt zueinander gepassert. Diese Passerung wird daher nachfolgend auch als Farbe-zu-Effekt-Passerung bezeichnet.
  • Der besondere Aufbau erfindungsgemäßer optisch variabler Sicherheitselemente wird nun mit Bezug auf die Figuren 2 und 3 näher erläutert, wobei Fig. 2 einen Ausschnitt des Sicherheitselements 12 schematisch im Querschnitt und Fig. 3 zur Illustration des visuellen Erscheinungsbilds eine Aufsicht auf einen Ausschnitt des Sicherheitselements 12 zeigt.
  • Mit Bezug zunächst auf den Querschnitt der Fig. 2 enthält das Sicherheitselement 12 einen flächigen Träger 18, dessen Flächenausdehnung eine x-y-Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert.
  • Auf dem Träger 18 ist ein mehrfarbiger reflektiver Flächenbereich 20 angeordnet, der zwei Prägestrukturbereiche 24, 34 enthält, die in z-Richtung in zwei bestimmten, unterschiedlichen Höhenstufen bezogen auf den flächigen Träger 20 angeordnet sind. Die Prägestrukturbereiche stellen im Ausführungsbeispiel jeweils Mikrospiegelprägungen bzw. Mikrospiegelanordnungen 24, 34 dar, welche jeweils aus einer Vielzahl von gegen die x-y-Ebene geneigten Mikrospiegeln gebildet sind. Die lokalen Neigungswinkel der Mikrospiegel sind dabei gerade so gewählt, dass die Reliefstruktur der Mikrospiegelanordnungen 24, 34 nach der Farbbeschichtung ein gewünschtes optisches Erscheinungsbild erzeugen, beispielsweise den herausgewölbten dreidimensionalen Eindruck des Motivs 14 oder den Rolling-Bar-Effekt des Teilbereichs 16. Die unterschiedlichen Höhenstufen sind durch die unterschiedlichen Höhen H1, H2 der Grundflächen der Mikrospiegelanordnungen 24, 34 über dem Träger 18 gegeben.
  • Zur Erzeugung eines visuellen Kontrasts der gewünschten Farbwirkung sind die Mikrospiegelanordnungen 24, 34 jeweils mit einer Farbbeschichtung 26, 36 versehen, die bei der Betrachtung von oben für den Betrachter 40 den unterschiedlichen Farbeindruck der Mikrospiegelanordnungen erzeugen. Im Ausführungsbeispiel ist die Mikrospiegelanordnung 24 mit einer roten lasierenden Farbe 26 beschichtet, während die Mikrospiegelanordnung 34 mit einer blauen lasierenden Farbe 36 beschichtet ist. Abschnitte 26o der Farbbeschichtung 26 liegen in z-Richtung unter der Aussparung 42 also offen. In z-Richtung unter der oberen Farbbeschichtung 36 liegt ein verdeckter Abschnitt 26v der unteren Farbbeschichtung 26. Für den Betrachter 40 treten in einem Betrachtungswinkel die untere Farbbeschichtung 26 mit Anteilen des verdeckten Abschnittes 26v und des offenliegenden Abschnittes 26o in ihrem Farbeindruck in Erscheinung. Die wirksame Fläche kann somit vergrößert werden. Je kleiner die Aussparung 42 ist (oder mehrere solcher Aussparungen sind), desto größer ist prozentual die Erhöhung. Insbesondere sollte die Ausrichtung der zu den Anteilen der offenen und verdeckten Abschnitte 26o und 26v gehörigen Mikrospiegel aufeinander abgestimmt sein. Im gezeigten Beispiel ist die Ausrichtung beispielsweise identisch.
  • Die Mikrospiegelanordnungen 24, 34 sind jeweils in eine transparente Prägelackschicht 22, 32 eingeprägt und nach dem Aufbringen und gegebenenfalls Strukturieren der jeweiligen Farbbeschichtung 26, 36 mit einer transparenten Decklackschicht 28 bzw. 38 eingeebnet. Die Decklackschichten weisen im Wesentlichen denselben Brechungsindex wie die Prägelackschichten 22, 32 auf, so dass die Mikrospiegel in Bereichen ohne Farbbeschichtung aufgrund des fehlenden Brechungsindexunterschieds zwischen Prägelackschicht und Decklackschicht visuell nicht in Erscheinung treten.
  • Das Sicherheitselement 12 ist für eine Betrachtung von oben - insbesondere aus einer von der z-Richtung verschiedenen Betrachtungsrichtung - ausgelegt, so dass die weiter vom Betrachter 40 entfernte Mikrospiegelanordnung 24 als die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung und die näher am Betrachter 40 liegende Mikrospiegelanordnung 34 als die höher liegende Mikrospiegelanordnung bezeichnet wird.
  • Die beiden Mikrospiegelanordnungen 24, 34 sind im Ausführungsbeispiel im gesamten Flächenbereich 20 des Sicherheitselements 12 übereinander angeordnet. Im Teilbereich 16 weist die Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 eine großflächige Aussparung 42, beispielsweise in Form eines 5 mm breiten und 2 cm langen gekrümmten Streifens auf. Im Bereich der Aussparung 42 entfalten die Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung 34 durch den fehlenden Brechungsindexunterschied zwischen den Lackschichten 32, 38 keine optische Wirkung, so dass der Betrachter 40 durch diese Lackschichten hindurch auf die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung 24 mit ihrer roten Farbbeschichtung 26 blickt. Außerhalb der Aussparung 42 wird der visuelle Eindruck des Flächenbereichs 20 dagegen von der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 mit ihrer blauen Farbbeschichtung 36 bestimmt.
  • Wie in Fig. 3 illustriert, nimmt der Betrachter daher außerhalb der Aussparung 42 das von der Mikrospiegelanordnung 34 erzeugte, blaue Motiv 14 wahr, während innerhalb der Aussparung 42, im Teilbereich 16, der rote Rolling-Bar-Effekt in Erscheinung tritt, bei dem beim Kippen der Banknote 10 ein heller Balken 16-A in Pfeilrichtung 16-B hin- und her zu laufen scheint. Der Höhenunterschied der beiden Mikrospiegelanordnungen 24, 34 liegt im Bereich von einigen Mikrometern oder einigen zehn Mikrometern und ist für den Betrachter 40 daher nicht wahrnehmbar. Die beiden verschiedenfarbigen Motive und die unterschiedlichen Effekte 14,16 scheinen daher für den Betrachter 40 in exaktem Passer nebeneinander angeordnet zu sein.
  • Figur 4 zeigt eine Abwandlung der Ausgestaltung der Figuren 2 und 3, bei der die Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 alternierend streifenförmige Aussparungen 42 und gleich große, streifenförmige stehengelassene Bereiche aufweist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind die lokalen Neigungswinkel der Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnungen 24, 34 so gewählt, dass die Mikrospiegelanordnungen jeweils einen Rolling-Bar-Effekt mit zueinander entgegengesetzter Laufrichtung erzeugen. Beim Kippen des Sicherheitselements sieht der Betrachter in den Teilbereichen 14, in denen die blaue Farbbeschichtung 36 stehengelassen wurde, einen blauen Rolling-Bar-Effekt und in den Aussparungen der Teilbereichen 16 in exaktem Passer hierzu einen roten Rolling-Bar-Effekt. Die blauen Balken 14-A und die roten Balken 16-A bewegen sich dabei für den Betrachter jeweils in entgegengesetzte Richtung, wie in Fig. 4 illustriert.
  • Einige vorteilhafte Folienaufbauten erfindungsgemäßer Sicherheitselemente sind in Fig. 5 dargestellt. Bei dem Sicherheitselement 50 der Fig. 5(a) ist auf den beiden gegenüberliegenden Seiten einer transparenten PET-Trägerfolie 18 jeweils eine transparente Prägelackschicht 22, 32 mit der gewünschten Mikrospiegelprägung 24, 34, der Farbbeschichtung 26, 36 und der transparenten Decklackschicht 28, 38 angeordnet. Das Sicherheitselement 50 ist für Betrachtung von der Seite der Farbbeschichtung 36 ausgelegt, so dass die Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 mit großflächigen Aussparungen 42 versehen ist, in denen der Betrachter auf die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung 24 mit der Farbbeschichtung 26 blickt.
  • Das Sicherheitselement 52 der Fig. 5(b) weist den bereits bei Fig. 2 beschriebenen Schichtaufbau auf. Beide Mikrospiegelprägungen 24, 34 sind auf derselben Seite der Trägerfolie 18 angeordnet, die bei dieser Ausgestaltung nicht transparent sein muss. Auf der Trägerfolie sind in dieser Reihenfolge die erste Prägelackschicht 22 mit der ersten, tiefenliegenden Mikrospiegelprägung 24, die erste Farbbeschichtung 26, die erste transparente Deckschicht 28, die zweite, transparente Prägelackschicht 32 mit der zweiten, höher liegenden Mikrospiegelprägung 34, die zweite Farbbeschichtung 36 und die zweite transparente Deckschicht 38 angeordnet. Das Sicherheitselement 52 ist für Betrachtung von der Seite der Farbbeschichtung 36 ausgelegt, so dass die Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 mit großflächigen Aussparungen 42 versehen ist, in denen der Betrachter auf die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung 24 mit der Farbbeschichtung 26 blickt.
  • Nicht separat figürlich dargestellt sind weitere Varianten von Fig. 5b. Eine transparente Folie kann auch oberhalb der weiteren Schichten 22, 26, 28 und 32, 36, 38 angeordnet sein. Die transparente Folie kann die Trägerfolie 18 des Sicherheitselements sein, eine weitere Trägerfolie sein oder als Schutz-folie dienen. Die Reihenfolge der weiteren Schichten 22, 26, 28 und 32, 36, 38 kann unverändert sein. Alternativ kann die erste Prägelackschicht 22 ober-halb der ersten Deckschicht 28 liegen und/oder die zweite Prägelackschicht 32 oberhalb der zweiten Deckschicht 38 liegen. Unterhalb der oben angeordneten transparenten Folie 18 folgen somit beispielsweise die weiteren Schichten in der Reihenfolge 32, 36, 38, 22, 26, 28.
  • Unabhängig von der Lage der Trägerfolie 18 sind ausgehend von Fig. 5b folgende Varianten möglich. Die Farbbeschichtung 26 und die Deckschicht 28 und /oder die Farbbeschichtung 36 und die Deckschicht 38 können durch eine Farbbeschichtung 26 bzw. 36 mit - insbesondere ebener - oberer Oberfläche gebildet sein. Die Farbbeschichtung 26 und/ oder 36 umfasst eine reflektierende Teilschicht (wie Metallisierung), welche mit beiden Oberflächen ihrer Reliefstruktur folgt, sowie eine Teilschicht mit lasierender Farbe, dessen untere Oberfläche der Reliefstruktur folgt, während die obere Oberfläche der lasierenden Farbteilschicht der Reliefstruktur nicht folgt, vorzugsweise eben ausgebildet ist. In einer weiteren Variante bildet eine obere, farbig lasierende Teilschicht der unteren Farbbeschichtung 26 in Fig. 5b die untere Deckschicht 28 und zugleich die obere Prägelackschicht 32. Die Farbbeschichtung 26 umfasst vorzugsweise wiederum eine reflektierende Teilschicht (wie Metallisierung), welche mit beiden Oberflächen ihrer Reliefstruktur folgt. Eine lasierend gefärbte Teilschicht, vorzugsweise eine Prägelackschicht, der Farbbeschichtung 26 folgt mit seiner unteren Oberfläche der unteren Reliefstruktur 24 und mit seiner oberen Oberfläche der oberen Reliefstruktur 34. In einer noch weitergehenden Variante umfasst die untere Farbbeschichtung zumindest (oder genau) drei Teilschichten, eine reflektierende Teilschicht, eine ausgleichende Teilschicht und eine Teilschicht mit lasierender Farbe, vorzugsweise gefärbter Prägelack. Die reflektierende Teilschicht folgt mit einer (bzw. beiden) Oberfläche(n) der zweiten, unteren Reliefstruktur 24 und die farbig lasierende Teilschicht folgt mit ihrer Oberseite der ersten, oberen Reliefstruktur 34.
  • In anderen Gestaltungen können bei der Herstellung des Sicherheitselements auch zwei Folien 18-A, 18-B eingesetzt werden, die jeweils separat mit einer der Mikrospiegelstrukturen 22-28 bzw. 32-38 versehen und dann geeignet zusammenkaschiert werden.
  • Beim dem Sicherheitselement 54 der Fig. 5(c) werden die beiden Trägerfolien 18-A, 18-B so zusammenkaschiert, dass die Mikrospiegelstrukturen 22-28 bzw. 32-38 innen liegen. Die Kaschierung 56 kann eine Kaschierfolie umfassen oder auch nur durch einen Kaschierkleber gebildet sein. Bei dieser Gestaltung kann eine oder beide der Trägerfolien 18-A, 18-B nach dem Kaschieren abgezogen werden, um das Sicherheitselement 54 möglichst dünn auszubilden. Insbesondere bei Verwendung einer Kaschierfolie können sogar beide Trägerfolien 18-A, 18-B abgezogen werden, da die Stabilität des Sicherheitselements 54 durch die Kaschierfolie, die dann als flächiger Träger des Sicherheitselements wirkt, gewährleistet ist. Auch das Sicherheitselement 54 ist für Betrachtung von der Seite der Farbbeschichtung 36 ausgelegt, so dass die Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 mit großflächigen Aussparungen 42 versehen ist, in denen der Betrachter auf die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung 24 mit der Farbbeschichtung 26 blickt.
  • Beim Sicherheitselement 58 der Fig. 5(d) sind die Trägerfolien 18-A, 18-B so zusammenkaschiert, dass eine Mikrospiegelstruktur 22-28 innen und die andere Mikrospiegelstruktur 32-38 außen liegt. Die Kaschierung 56 kann eine Kaschierfolie umfassen oder nur durch einen Kaschierkleber gebildet sein. Die außen liegende Trägerfolie 18-A kann nach dem Kaschieren abgezogen werden, um das Sicherheitselement 58 möglichst dünn auszubilden. Die großflächigen Aussparungen 42 sind auch hier in der Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 vorgesehen, um dem Betrachter den Blick auf die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung 24 mit der Farbbeschichtung 26 zu ermöglichen.
  • Eine weitere, in den Figuren nicht gezeigte Variante besteht schließlich darin, die Trägerfolien so zusammen zu kaschieren, dass beide Mikrospiegelstrukturen 22-28 bzw. 32-38, 42 außen liegen.
  • Wie weiter oben bereits genauer erläutert, können die Farbbeschichtungen 26, 36 nicht nur durch lasierende Farben, sondern beispielsweise auch durch Metallisierungen, durch Dünnfilmaufbauten, durch mit einer Metallisierung hinterlegte lasierende Farben, durch Lumineszenzfarben mit metallischer Verspiegelung, durch Strukturfarben oder durch Nanopartikelfarben gebildet sein.
  • Wie ebenfalls bereits dargelegt, ist die Trägerfolie 18 ein optionales Element. Sie kann also in jeder der gezeigten, genannten oder folgenden Varianten entfallen. Beispielsweise kann die Trägerfolie 18 in Fig. 5(b), die Trägerfolie(n) 18-A/B in Fig. 5(c) oder die Trägerfolie 18-A in Fig. 5d vor (bzw. nach) einem Aufbringen des Sicherheitselementes auf ein Zielsubstrat entfernt werden. Eine nicht dargestellte Ablöseschicht, die zwischen der Trägerfolie und den weiteren Schichten liegt, wird in solchen Ausgestaltungen vorgesehen.
  • Die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente können zusätzlich auch Bereiche mit Negativkennzeichnungen, beispielsweise einer Negativschrift enthalten, wie anhand der Figuren 6 und 7 illustriert. Zur Vereinfachung sind in diesen Figuren nur die Mikrospiegelstrukturen 22-28 und 32-38 ohne Trägerfolien oder weitere Schichten des Schichtaufbaus dargestellt.
  • Das Sicherheitselement 60 der Fig. 6 ist dabei grundsätzlich wie das Sicherheitselement 12 der Fig. 2 aufgebaut, insbesondere enthält die Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 in Teilbereichen 16 Aussparungen 42, die über beschichteten Bereichen 26 der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 angeordnet sind und die oben beschriebene Farbe-zu-Effekt-Passerung erzeugen. Zusätzlich enthält das Sicherheitselement 60 auch Teilbereiche 62, in denen die Farbbeschichtungen 26, 36 beider Mikrospiegelanordnungen 24, 34 ausgespart (Aussparungen 44 bzw. 42) sind, so dass das Sicherheitselement 60 in diesen Bereichen keinen der Farbeindrücke der beiden Farbbeschichtungen zeigt.
  • Die Form der Teilbereiche 62 bildet ein Negativkennzeichen, insbesondere eine Negativschrift, welche bei einer zumindest transluzenten Ausgestaltung der weiteren Schichten des Sicherheitselements besonders gut im Durchlicht erkennbar ist. In den Teilbereichen 62 sind die Aussparungen 44 der Farbbeschichtung 26 der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 mit einer etwas größeren Fläche ausgebildet als die zugehörigen Aussparungen 42 in der Farbbeschichtung 36, um Registerschwankungen zwischen den beiden Prägestrukturen 24, 34 aufzufangen. Die Linienstärken der übereinander liegenden Aussparungen 42, 44 sind größer als 100 µm, insbesondere größer als 300 µm, um eine gute Erkennbarkeit der Negativkennzeichen zu gewährleisten.
  • Auch farbige Negativkennzeichen können vorgesehen sein, wie anhand des Sicherheitselements 70 der Fig. 7 illustriert. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Farbbeschichtung 26 der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 aus einer mit einer Metallisierung 72 hinterlegten lasierenden Farbe 74. In den Teilbereichen 16 liegen die Aussparungen 42 der Farbbeschichtung 36 wie bei Fig. 6 über vollständig beschichteten Bereichen 26 der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24, so dass sich in diesen Teilbereichen die bereits beschriebene Farbe-zu-Effekt-Passerung ergibt.
  • Zusätzlich enthält das Sicherheitselement 70 Teilbereiche 76, in denen neben der Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 auch die Metallisierung 72 der Farbbeschichtung 26 der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 ausgespart ist, die lasierende Farbe 74 aber erhalten ist. Während das Sicherheitselement 70 in den Teilbereichen 16 durch die Metallisierung 72 farbig und opak erscheint, sind die Teilbereiche 76 aufgrund der dort fehlenden Metallisierung 72 farbig und transluzent. Die Form der Teilbereiche 76 bildet somit ein farbiges Negativkennzeichen, insbesondere eine farbige Negativschrift, welche bei einer zumindest transluzenten Ausgestaltung der weiteren Schichten des Sicherheitselements besonders gut im Durchlicht erkennbar ist. Auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 sind die Aussparungen in der Metallisierung 72 vorteilhaft mit einer etwas größeren Fläche ausgebildet als die Aussparungen 42 in der Farbbeschichtung 36, um Registerschwankungen aufzufangen. Auch sind die Liruenstärken der übereinanderliegenden Aussparungen vorzugsweise größer als 100 µm, insbesondere größer als 300 µm, um eine gute Erkennbarkeit der farbigen Negativkennzeichen zu gewährleisten.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Banknote
    12
    Sicherheitselement
    14
    herauswölbendes Motiv
    16
    Teilbereich
    16-A
    heller Balken
    16-B
    Bewegungsrichtung
    18
    Träger
    18-A, 18-B
    Trägerfolien
    20
    reflektiver Flächenbereich
    22
    Prägelackschicht
    24
    Mikrospiegelanordnung
    26
    Farbbeschichtung
    26o
    offenliegender Abschnitt der unteren Farbbeschichtung
    26v
    verdeckter Abschnitt der unteren Farbbeschichtung
    28
    Decklackschicht
    32
    Prägelackschicht
    34
    Mikrospiegelanordnung
    36
    Farbbeschichtung
    38
    Decklackschicht
    40
    Betrachter
    42
    großflächige Aussparung
    44
    Aussparungen
    50, 52, 54
    Sicherheitselement
    56
    Kaschierung
    58
    Sicherheitselement
    60
    Sicherheitselement
    62
    Teilbereich mit Negativkennzeichen
    70
    Sicherheitselement
    72
    Metallisierung
    74
    lasierende Farbschicht

Claims (15)

  1. Optisch variables Sicherheitselement mit einem mehrfarbig reflektiven Flächenbereich, dessen Flächenausdehnung eine darauf senkrecht stehende z-Richtung definiert, wobei
    - der mehrfarbig reflektive Flächenbereich eine obere und eine untere Reliefstruktur (34, 24) enthält, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind,
    - die beiden Reliefstrukturen respektive mit einer oberen und einer unterschiedlichen unteren Farbbeschichtung (36, 26) versehen sind,
    - die beiden Reliefstrukturen in einem Überlappungsbereich überlappen,
    - die obere Farbbeschichtung im Überlappungsbereich eine Aussparung (42) aufweist, so dass
    in z-Richtung unter der oberen Farbbeschichtung (36) ein verdeckter Abschnitt (26v) der unteren Farbbeschichtung (26) und
    in z-Richtung unter der Aussparung (42) ein offenliegender Abschnitt (26o) der unteren Farbbeschichtung (26) angeordnet ist,
    - wobei in einem Betrachtungswinkel die untere Farbbeschichtung (26) mit Anteilen des verdeckten Abschnittes (26v) und des offenliegenden Abschnittes (26o) in ihrem Farbeindruck in Erscheinung tritt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Reliefstrukturen Mikrospiegelanordnungen sind, die eine Vielzahl gerichteter Mikrospiegel umfassen, wobei die jeweilige Farbbeschichtung erst betrachtungswinkelabhängig farbig reflektierend in Erscheinung tritt.
  2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in Erscheinung tretende Anteil des verdeckten Abschnittes mehr als 2,5%, vorzugsweise mehr als 5%, der in Erscheinung tretenden Fläche bildet.
  3. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Farbbeschichtung mehrere Aussparungen aufweist.
  4. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Aussparung im Überlappungsbereich mehr als 140 µm, insbesondere mehr als 200 µm oder sogar mehr als 500 µm betragen.
  5. Sicherheitselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der in Erscheinung tretende Anteil des verdeckten Abschnittes zwischen 2,5% und 12%, vorzugsweise zwischen 4% und 10%, der in Erscheinung tretenden Fläche bildet.
  6. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Farbbeschichtung als regelmäßiges oder unregelmäßiges Raster mit Rasterelementen und Rasterzwischenräumen als die Aussparungen ausgebildet ist, wobei die die Abmessungen der Rasterelemente (52) und/oder der Rasterzwischenräume (54) zumindest in einer Richtung unterhalb von 140 µm liegen.
  7. Sicherheitselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der in Erscheinung tretende Anteil des verdeckten Abschnittes zwischen 10% und 90%, vorzugsweise zwischen 25 und 75%, der in Erscheinung tretenden Fläche bildet.
  8. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrfarbig reflektive Flächenbereich - insbesondere zumindest eine der beiden Reliefstrukturen, die Differenz der Höhenstufen und/oder zumindest eine der Farbbeschichtungen - angepasst ist, um den für den Betrachter in dem Betrachtungswinkel sichtbaren Anteil des verdeckten Abschnittes der unteren Farbbeschichtung zu erhöhen.
  9. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer regelmäßigen Struktur von Reliefelementen, Mikrospiegeln, zumindest ein Reliefelement in der Reliefebene verschoben, in z-Richtung verschoben, in seiner Größe angepasst oder in seiner Form angepasst ist.
  10. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrfarbig reflektive Flächenbereich - insbesondere eine Reflektivität der oberen Reliefstruktur oder zumindest eine der Farbbeschichtungen - angepasst ist, um mehr reflektierbares Licht für den verdeckten Abschnitt bereit zu stellen.
  11. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägestrukturbereiche jeweils durch eine maximale Ganghöhe charakterisiert sind und der Abstand benachbarter Höhenstufen in z-Richtung größer als die maximale Ganghöhe des tiefer liegenden Prägestrukturbereichs ist, bevorzugt zwischen 150% und 750%, besonders bevorzugt zwischen 200% und 500% der maximalen Ganghöhe des tiefer liegenden Prägestrukturbereichs liegt.
  12. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbbeschichtungen durch lasierende Farben, durch Metallisierungen, Dünnschichtaufbauten, durch mit einer Metallisierung hinterlegte lasierende Farben, durch Lumineszenzfarben mit einer metallischen Verspiegelung, durch Strukturfarben und/oder durch Nanopartikelfarben gebildet sind.
  13. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Teil des Merkmalsbereichs für den Betrachter betrachtungswinkelabhängig entweder die Farbbeschichtung (36) der oberen Reliefstruktur (24) oder die Farbbeschichtung (26) der unteren Reliefstruktur (34) in Erscheinung tritt.
  14. Datenträger mit einem optisch variablen Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13.
  15. Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem
    - ein Träger bereitgestellt wird, dessen Flächenausdehnung eine x-y-Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert,
    - der Träger mit einem mehrfarbigen reflektiven Flächenbereich versehen wird, der mit zumindest zwei Reliefstrukturen ausgebildet wird, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen bezogen auf den flächigen Träger angeordnet werden,
    - die Reliefstrukturen jeweils mit einer Farbbeschichtung versehen werden, die einen unterschiedlichen Farbeindruck erzeugen, und
    - die beiden Reliefstrukturen überlappend ausgebildet werden,
    - wobei die obere Farbbeschichtung im Überlappungsbereich eine Aussparung aufweist, so dass
    in z-Richtung unter der oberen Farbbeschichtung ein verdeckter Abschnitt der unteren Farbbeschichtung und
    in z-Richtung unter der Aussparung ein offenliegender Abschnitt der unteren Farbbeschichtung angeordnet ist, und
    die Reliefstrukturen Mikrospiegelanordnungen sind, die eine Vielzahl gerichteter Mikrospiegel umfassen, wobei die jeweilige Farbbeschichtung erst betrachtungswinkelabhängig farbig reflektierend in Erscheinung tritt, und
    in einem Betrachtungswinkel die untere Farbbeschichtung mit Anteilen des verdeckten Abschnittes und des offenliegenden Abschnittes in seinem Farbeindruck in Erscheinung tritt.
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