EP4088945A1 - Sicherheitselement mit volumenhologramm und zusätzlichen effekten - Google Patents

Sicherheitselement mit volumenhologramm und zusätzlichen effekten Download PDF

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EP4088945A1
EP4088945A1 EP22020203.0A EP22020203A EP4088945A1 EP 4088945 A1 EP4088945 A1 EP 4088945A1 EP 22020203 A EP22020203 A EP 22020203A EP 4088945 A1 EP4088945 A1 EP 4088945A1
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EP
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layer
security element
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coating
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Matthias Pfeiffer
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a security element for increasing the counterfeit protection of security documents, such as banknotes, securities, identity cards, credit cards, debit cards or the like, the security element consisting of a substrate on which an imageable layer is arranged, the imageable layer having a volume hologram .
  • Security documents are equipped with optically variable security elements to protect against imitation, in particular with color copiers or other reproduction methods. Protection against counterfeiting is based on the fact that the optically variable effect that is visually, easily and clearly recognizable is not reproduced, or only insufficiently reproduced, by the above-mentioned reproduction devices.
  • Holograms and hologram-like lattice images as optically variable security elements in bank notes, in particular also in window bank notes, are known from the prior art. These holograms and hologram-like grating images can be present as light/dark transmission holograms or light/dark transmission gratings, surface structure holograms or surface structure gratings or volume holograms or Bragg gratings.
  • a volume hologram or Bragg grating is produced by exposing an exposable layer and is, for example, EP 2362275 A1 known.
  • the layer that can be exposed is several times as thick as the light wavelength.
  • a sequence of layer areas with different refractive indices is created in the exposable layer as a result of exposure and fixing, so that information in the volume hologram is in the form of a pattern, an alphanumeric character or a graphic image is stored.
  • the invention is based on the object of further developing a generic security element in such a way that protection against forgery is further increased.
  • an embossed layer is arranged on the substrate adjacent to the layer that can be exposed, and an embossed structure in the form of a refractive optical element is introduced into the surface of which that faces away from the substrate.
  • a coating is at least partially applied to the surface of the imageable layer that faces away from the substrate and to the embossing structure, the coating overlapping the imageable layer and the embossing structure and optically recognizable information in the form of a pattern, an alphanumeric character or a graphic Figure has.
  • the coating has at least one recess above the layer that can be exposed, so that the volume hologram is visible through the at least one recess and is not visible outside of the recess.
  • the coating can also have at least one recess above the embossed layer.
  • adjacent means that the imageable layer and the embossing layer are arranged next to one another on the same side of the substrate and are at least partially touching or are arranged so close together that an observer can observe them at a normal viewing distance of about 20 cm without optical aids, such as a magnifying glass, cannot see a distance between the imageable layer and the embossing layer. It is also possible for the exposure layer and the embossing layer to overlap in the area in which the exposure layer and the embossing layer adjoin one another. It only has to be ensured that there are areas in which the imageable layer and the embossing layer do not overlap and are arranged next to one another.
  • a particular advantage of the invention is that a security element is produced which is very difficult to forge and at the same time is very attractive because of the pronounced, bright and dynamic effects.
  • the high level of protection against counterfeiting results in particular from the fact that two areas of the security element that were produced using different technologies (volume hologram and embossed structures) are arranged next to one another. These are particularly preferably recognized by an observer together with the coating as a useful additional design element.
  • the layer that can be exposed to light consists of a photopolymer and/or the embossing layer consists of an embossing lacquer that is printed onto the substrate.
  • the coating consists of a single-layer or multi-layer structure.
  • the respective layers are arranged one above the other, viewed perpendicularly to the surface of the substrate.
  • a single-layer structure consists of a layer with a high refractive index, preferably a thin layer of zinc sulfide (ZnS). Also a layer of metal, a layer of thin metallic or metal-colored pigments that the Structure following the embossing structure, or a printing ink with effect pigments is possible.
  • the coating is preferably vapour-deposited or printed on.
  • a single-layer structure consists of a colored layer which contains platelet-shaped metallic particles whose longest edge length is 15 nm to 1000 nm and whose thickness is 2 nm to 100 nm, so that the colored layer has a metallic hue in incident light and a metallic hue in transmitted light colorful hue shows.
  • the platelet-shaped metallic particles preferably have a longest edge length of 15 nm to 600 nm and particularly preferably 20 nm to 500 nm and a thickness of 2 nm to 40 nm and particularly preferably 4 nm to 30 nm.
  • Such a color layer is, for example, from WO 2011/064162 A2 known and is also referred to as the gold-blue color.
  • a two-layer structure consists of two thin layers of different metals applied one on top of the other.
  • a three-layer structure consists of a first metallic layer and a second metallic layer, between which a dielectric layer is arranged.
  • such a three-layer structure consists of a reflection layer, a dielectric layer and a partially transparent layer, with the dielectric layer being arranged between the reflection layer and the partially transparent layer.
  • This Structure forms an interference-capable, multi-layer structure, as for example from the WO 2005/108110 A1 or the WO 2005/038136 A1 is known.
  • the viewer perceives a specific color that changes as the viewing angle changes. The viewer perceives a color shift effect when changing the viewing angle.
  • a multi-layer structure has at least two semi-transparent mirror layers and at least one dielectric layer arranged between the at least two mirror layers, as is the case, for example, from DE 10 2009 058 243 A1 is known.
  • the at least two semi-transparent mirror layers of the reflection layer are preferably formed from aluminum or an aluminum alloy, the dielectric spacer layer having a thickness h and a refractive index v fulfilling the relationship 120 nm ⁇ hv ⁇ 190 nm or from silver or a silver alloy, where the dielectric spacer layer with a thickness h and a refractive index v the relation 120 nm ⁇ hv ⁇ 170 nm or 340 nm ⁇ hv ⁇ 400 also referred to as gold-blue coating.
  • the embossed structure according to the invention is not a diffractive structure, such as a hologram.
  • the lateral dimensions of the respective individual embossed elements that form the embossed structure are therefore smaller or larger than the wavelength of visible light, in particular smaller than 300 nm or larger than 1 ⁇ m.
  • the embossed structure consists of a plurality of achromatic microstructure elements which have a lateral dimension of less than 1 mm, preferably between 3 ⁇ m and 100 ⁇ m.
  • the embossed structure consists of a combination of the structures mentioned above, it being possible for the structure types to be arranged next to one another, bordering, gridded, nested or also superimposed (substructures).
  • the structure types can be arranged next to one another, bordering, gridded, nested or also superimposed (substructures).
  • sinusoidal gratings can be present on a micromirror—or—moth-eye structures can be combined with diffractive structures.
  • the volume hologram is designed as a reflection hologram, which requires a dark/black absorber in the background, or as a transmission hologram in a transparent window area without any dark absorbers.
  • the volume hologram is designed to be single-colored or multi-colored or true-colored.
  • the volume hologram can have a color shift effect and could usefully supplement/combine an existing color shift effect of the multilayer coating.
  • the volume hologram can have a two-dimensional effect without a depth effect and/or a three-dimensional effect with a pronounced depth effect and/or dynamics when tilting.
  • the volume hologram can be designed as a transmission hologram, with information being able to be seen/read out using coherent light (laser).
  • the volume hologram can be designed as a white light reflection hologram.
  • An embossed structure can also serve as exposure master for the volume hologram, in a preferred embodiment the same embossed structure that is also used in the embossed layer, so that the same effects (color, dynamics, shape) can be seen in both areas.
  • a dark, preferably black absorber is required for better perception, which can be produced with a black body color, but also with a microstructure color, e.g. moth eye structures.
  • a reflecting reflector e.g. aluminium
  • the volume hologram can then be seen preferably outside the specular angle, i.e. when viewed from a very oblique angle.
  • the security element is applied as a film element in the form of strips or patches on a substrate (paper, polymer) or in a film/paper composite substrate or for embedding as a security thread in a substrate.
  • the film element can also be applied to or introduced into a polymer substrate with (“L element”) or without (“T element”) a carrier film.
  • the security element according to the invention can be combined with further machine-readable security elements.
  • one of the layers can contain one of the following elements or combinations thereof in some areas or over the entire surface: magnet, IR, UV, phosphor, THz.
  • the security element according to the invention can be combined with other printing and/or effect colors, such as super silver, gold color printing, Iriodin, colored ink.
  • the security element according to the invention can be designed as a window element with a different visual impression on two sides, particularly suitable as a window element, e.g. for polymer notes in a transparent area or for paper/foil composite banknotes in a window area.
  • the security element according to the invention can have hidden information ("varifeye effect").
  • the volume hologram is a reflection hologram and has no absorber in some areas in a transparent window.
  • the hidden message of the volume hologram can only be recognized when the volume hologram is placed on a dark/black background.
  • the volume hologram and the embossed layer are arranged in a window area so that they overlap at least in certain areas, so that a viewer from the front and back sees clearly different information or complementary motifs.
  • See-through occurs when the substrate is illuminated from one side and viewed from the other side.
  • Top view is when the illumination and viewing is from the same side of the substrate.
  • An optically variable element within the meaning of this invention is an element whose visual appearance changes when the element is tilted or rotated. For example, when the optically variable element is tilted or rotated, its color changes, a bar appears to move from one side of the element to another side, different characters are displayed when tilted or rotated, or there is a so-called pump effect in the form of an increasing or decreasing Outline of a subject.
  • the substrate of the security element according to the invention particularly preferably consists of a plastic film or of paper made of cotton fibers, such as is used for banknotes, or of other natural fibers or of synthetic fibers or a mixture of natural and synthetic fibers.
  • the substrate preferably consists of a combination of at least two different substrates arranged one above the other and connected to one another, a so-called hybrid.
  • the substrate consists, for example, of a combination of plastic film-paper-plastic film, i.e. a substrate made of paper is covered by a plastic film on each of its two sides, or of a combination of paper-plastic film-paper, i.e. a substrate made of a plastic film is covered on each of its covered with paper on both sides.
  • Documents of value for which a security element according to the invention can be used are, in particular, banknotes, stocks, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality entry tickets, but also other papers at risk of forgery, such as passports and other identification documents, and cards, such as credit or debit cards, whose card body has at least one layer of security paper, and also product security elements such as labels, seals, packaging, folding boxes, package inserts and the like.
  • the simplified term document of value includes all of the above materials, documents and product security means.
  • the coating which overlaps the imageable layer and the embossing structure, has optically recognizable information in the form of a pattern, an alphanumeric character or a graphic image.
  • Information within the meaning of this invention is a pattern-shaped and visually perceptible representation. This can, for example, form an alphanumeric string of digits and/or letters, a graphic image, an image, text or other characters.
  • the information particularly preferably consists of positive and/or negative motifs.
  • a motif element itself is applied to the exposeable layer and the embossed structure, whereas in the case of a negative motif the area surrounding the motif element is applied to the exposeable layer and the embossed structure.
  • a positive motif is, for example, a letter printed in dark color on the light-colored substrate.
  • a negative motif is, for example, a dark-colored area applied to the light-colored substrate, which has an unprinted area in the form of a letter within the area.
  • FIG. 1 shows a schematic of a security element according to the invention with a substrate 1, which consists for example of a transparent polymer film.
  • An imageable layer 2 with a volume hologram and an embossing layer 3 adjoining it are arranged on the substrate 1 .
  • the embossed layer 3 On its surface facing away from the substrate 1, the embossed layer 3 has a non-diffractive embossed structure, which in this example consists of a triangular structure with sloping flanks.
  • a coating 4 is applied to the embossed structure of the embossed layer 3, which has a gap 5 above the layer 2 that can be exposed to light.
  • An observer from the front or top side of the security element sees the volume hologram in the imageable layer 2 through the gap 5.
  • the coating 4 has optically recognizable information in the form of a pattern, an alphanumeric character or a graphic image, which is not shown in the figure.
  • the outline of the coating 4 or the recess 5 can form the information.
  • the coating 4 consists of a three-layer structure with the thin layers 4.1, 4.2 and 4.3.
  • layer 4.1 consists of a reflective material
  • layer 4.2 consists of a transparent dielectric
  • layer 4.3 consists of a partially reflective or semi-transparent material.
  • the three layers form a thin film layer element that exhibits a color shift effect, for example, from magenta to green, as the viewing or illumination angle changes.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Erhöhung des Fälschungsschutzes von Sicherheitsdokumenten, wie Banknoten, Wertpapieren, Ausweisen, Kreditkarten, Debit-Karten oder dergleichen, wobei das Sicherheitselement aus einem Substrat besteht, auf dem eine belichtbare Schicht angeordnet ist, wobei die belichtbare Schicht ein Volumenhologramm aufweist.Erfindungsgemäß ist angrenzend an die belichtbare Schicht eine Prägeschicht auf dem Substrat angeordnet, in deren Oberfläche, die dem Substrat abgewandt ist, eine Prägestruktur in Form eines refraktiven optischen Elements eigebracht ist. Auf die Oberfläche der belichtbaren Schicht, die dem Substrat abgewandt ist, und auf die Prägestruktur ist mindestens teilweise eine Beschichtung aufgebracht, wobei die Beschichtung die belichtbare Schicht und die Prägestruktur überlappt und eine optisch erkennbare Information in Form eines Musters, eines alphanumerischen Zeichens oder einer graphischen Abbildung aufweist. Die Beschichtung weist über der belichtbaren Schicht mindestens eine Aussparung auf, so dass das Volumenhologramm durch die mindestens eine Aussparung hindurch sichtbar und außerhalb der Aussparung nicht sichtbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Erhöhung des Fälschungsschutzes von Sicherheitsdokumenten, wie Banknoten, Wertpapieren, Ausweisen, Kreditkarten, Debit-Karten oder dergleichen, wobei das Sicherheitselement aus einem Substrat besteht, auf dem eine belichtbare Schicht angeordnet ist, wobei die belichtbare Schicht ein Volumenhologramm aufweist.
  • Zum Schutz gegen Nachahmung, insbesondere mit Farbkopierern oder anderen Reproduktionsverfahren, werden Sicherheitsdokumente mit optisch variablen Sicherheitselementen ausgestattet. Der Fälschungsschutz beruht dabei darauf, dass der visuell und einfach und deutlich erkennbare optisch variable Effekt von den oben genannten Reproduktionsgeräten nicht oder nur ungenügend wiedergegeben wird.
  • Hologramme und hologrammartige Gitterbilder als optisch variable Sicherheitselemente bei Banknoten insbesondere auch bei Fenster-Banknoten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Hologramme und hologrammartigen Gitterbilder können vorliegen als Hell-Dunkel-Transmissionshologramm bzw. Hell-Dunkel-Transmissionsgitter, Oberflächenstruktur-Hologramm bzw. Oberflächenstruktur-Gitter oder Volumenhologramm bzw. Bragg-Gitter.
  • Ein Volumenhologramm bzw. Bragg-Gitter wird bekanntlich durch Belichtung einer belichtbaren Schicht hergestellt und ist beispielsweise aus EP 2362275 A1 bekannt. Die belichtbare Schicht ist mehrfach so dick wie die Lichtwellenlänge. In der belichtbaren Schicht entsteht durch Belichtung und Fixierung eine Abfolge von Schichtbereichen unterschiedlicher Brechzahl, so dass in dem Volumenhologramm eine Information in Form eines Musters, eines alphanumerischen Zeichens oder einer graphischen Abbildung abgespeichert ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Sicherheitselement derart weiterzubilden, dass der Schutz gegenüber Fälschungen weiter erhöht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Erfindungsgemäß ist angrenzend an die belichtbare Schicht eine Prägeschicht auf dem Substrat angeordnet, in deren Oberfläche, die dem Substrat abgewandt ist, eine Prägestruktur in Form eines refraktiven optischen Elements eigebracht ist. Auf die Oberfläche der belichtbaren Schicht, die dem Substrat abgewandt ist, und auf die Prägestruktur ist mindestens teilweise eine Beschichtung aufgebracht, wobei die Beschichtung die belichtbare Schicht und die Prägestruktur überlappt und eine optisch erkennbare Information in Form eines Musters, eines alphanumerischen Zeichens oder einer graphischen Abbildung aufweist. Die Beschichtung weist über der belichtbaren Schicht mindestens eine Aussparung auf, so dass das Volumenhologramm durch die mindestens eine Aussparung hindurch sichtbar und außerhalb der Aussparung nicht sichtbar ist. Selbstverständlich kann die Beschichtung auch über der Prägeschicht mindestens eine Aussparung aufweisen.
  • Angrenzend bedeutet im Sinne dieser Erfindung, dass die belichtbare Schicht und die Prägeschicht nebeneinander auf derselben Seite des Substrats angeordnet sind und sich mindestens teilweise berühren oder so nah nebeneinander angeordnet sind, dass ein Betrachter bei normaler Betrachtungsentfernung von etwa 20 cm ohne optische Hilfsmittel, wie beispielsweise eine Lupe, keinen Abstand zwischen der belichtbaren Schicht und der Prägeschicht erkennen kann. Auch ein Überlappen der belichtbaren Schicht und der Prägeschicht in dem Bereich, in dem die belichtbare Schicht und die Prägeschicht aneinander angrenzen ist möglich. Es muss dabei lediglich gewährleistet sein, dass es Bereiche gibt, in denen sich die belichtbare Schicht und die Prägeschicht nicht überlappen und nebeneinander angeordnet sind.
  • Besonderer Vorteil der Erfindung ist es, dass ein Sicherheitselement erzeugt wird, das sehr schwer zu fälschen ist und gleichzeitig wegen ausgeprägten leuchtstarken und dynamischen Effekten sehr attraktiv ist. Der hohe Fälschungsschutz ergibt sich insbesondere dadurch, dass zwei Bereiche des Sicherheitselements, die mit unterschiedlichen Technologien (Volumenhologramm und Prägestrukturen) erzeugt wurden, nebeneinander angeordnet werden. Besonders bevorzugt werden diese zusammen mit der Beschichtung von einem Betrachter als sinnhaft ergänzendes Designelement erkannt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die belichtbare Schicht aus einem Photopolymer und/oder die Prägeschicht aus einem Prägelack besteht, der auf das Substrat aufgedruckt ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Beschichtung aus einem ein- oder mehrschichtigen Aufbau. Bei einem mehrschichtigen Aufbau sind die jeweiligen Schichten übereinander angeordnet, senkrecht auf die Oberfläche des Substrats gesehen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht ein einschichtiger Aufbau aus einer Schicht mit einem hohen Brechungsindex, bevorzugt aus einer dünnen Schicht aus Zinksulfid (ZnS). Auch eine Schicht aus Metall, eine Schicht aus dünnen metallischen oder metallfarbenen Pigmenten, die der Struktur der Prägestruktur folgen, oder einer Druckfarbe mit Effektpigmenten ist möglich. Die Beschichtung ist dabei bevorzugt aufgedampft oder aufgedruckt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht ein einschichtiger Aufbau aus einer Farbschicht, die plättchenförmige metallische Partikel enthält, deren längste Kantenlänge 15 nm bis 1000 nm und deren Dicke 2 nm bis 100 nm beträgt, so dass die Farbschicht in Auflicht einen metallischen Farbton und in Durchlicht einen bunten Farbton zeigt. Bevorzugt weisen die plättchenförmigen metallischen Partikel eine längste Kantenlänge von 15 nm bis 600 nm und besonders bevorzugt 20 nm bis 500 nm auf und eine Dicke von 2 nm bis 40 nm und besonders bevorzugt 4 nm bis 30 nm auf. Eine derartige Farbschicht ist beispielsweise aus der WO 2011/064162 A2 bekannt und wird auch als Gold-Blau-Farbe bezeichnet.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht ein zweischichtiger Aufbau aus zwei übereinander aufgebrachten dünnen Schichten aus unterschiedlichen Metallen. Als besonderer Vorteil ergibt sich, dass ein Betrachter bei einem transparenten Prägelack von Oberseite und Unterseite unterschiedliche Metalle bzw. unterschiedliche farbige Metalle sehen kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht ein dreischichtiger Aufbau aus einer ersten metallischen Schicht und einer zweiten metallischen Schicht besteht, zwischen denen eine dielektrische Schicht angeordnet ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht ein derartiger dreischichtiger Aufbau aus einer Reflexionsschicht, einer dielektrischen Schicht und einer teildurchlässigen Schicht, wobei die dielektrische Schicht zwischen der Reflexionsschicht und der teildurchlässigen Schicht angeordnet ist. Dieser Aufbau bildet einen interferenzfähigen, mehrschichtigen Aufbau, wie er beispielsweise aus der WO 2005/108110 A1 oder der WO 2005/038136 A1 bekannt ist. Wird der mehrschichtige Aufbau von der Seite der teildurchlässigen Schicht aus betrachtet, nimmt der Betrachter eine bestimmte Farbe wahr, die sich mit Änderung des Betrachtungswinkels ändert. Der Betrachter nimmt bei Änderung des Betrachtungswinkels einen Farbkippeffekt wahr.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist ein mehrschichtiger Aufbau mindestens zwei semitransparenten Spiegelschichten und mindestens eine zwischen den mindestens zwei Spiegelschichten angeordnete dielektrische Schicht auf, wie er beispielsweise aus der DE 10 2009 058 243 A1 bekannt ist. Die mindestens zwei semitransparenten Spiegelschichten der Reflexionsschicht sind bevorzugt gebildet aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung, wobei die dielektrische Abstandsschicht mit einer Dicke h und einem Brechungsindex v die Relation 120 nm < h v < 190 nm erfüllt oder aus Silber oder einer Silber-Legierung, wobei die dielektrische Abstandsschicht mit einer Dicke h und einem Brechungsindex v die Relation 120 nm < h v < 170 nm oder 340 nm < h v < 400. Ein derartiger Aufbau zeigt einem Betrachter in Auflicht beispielsweise einen goldenen Farbton und in Durchsicht beispielsweise einen blauen Farbton und wird dann auch als Gold-Blau-Beschichtung bezeichnet.
  • Die erfindungsgemäße Prägestruktur ist keine diffraktive Struktur, wie beispielsweise ein Hologramm. Die lateralen Abmessungen der jeweiligen einzelnen Prägeelemente, die die Prägestruktur bilden, sind also kleiner oder größer als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts, insbesondere kleiner als 300 nm oder größer als 1 µm.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die Prägestruktur aus einer Mehrzahl achromatischer Mikrostrukturelemente, die eine laterale Abmessung unterhalb von 1 mm, vorzugsweise zwischen 3 µm und 100 µm aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die Prägestruktur aus einer oder mehreren der folgend genannten Strukturen:
    • Sinus- oder Rechteckgitter,
    • Sub-Wellenlängen- oder Mottenaugenstrukturen,
    • Manhattenstrukturen bzw. ein unregelmäßiges Rechteckgitter mit unterschiedlichen Abständen, Breiten und Höhen der Gitterstrukturen,
    • Mikrospiegel,
    • Fresnel-Stukturen, Wölbstrukturen,
    • Mattstrukturen,
    • "Atztekenstrukturen" bzw. ein Raster aus einer Vielzahl von mikroskopischen Stufenpyramiden mit Substrukturen,
    • Nanostrukturen,,
    • Beugungsgitter nullter Ordnung (zero order device),
    • "Tannenbaum-artige Strukturen" ("morpho rhetenor"),
    • Opalstrukturen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die Prägestruktur aus einer Kombination der oben genannten Strukturen, wobei die Strukturtypen nebeneinander angrenzend, gerastert, verschachtelt oder auch überlagert (Substrukturen) angeordnet sein können. Es können also beispielsweise Sinusgitter auf einem Mikrospiegel vorhanden sein - oder - Mottenaugenstrukturen mit diffraktiven Strukturen kombiniert werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Volumenhologramm als Reflexionshologramm, das einen dunklen/schwarzen Absorber im Hintergrund benötigt, oder als Transmissionshologramm in einem transparenten Fensterbereich ohne jegliche dunklen Absorber ausgeführt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Volumenhologramm ein- oder mehrfarbig oder echtfarbig ausgeführt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Volumenhologramm einen Farbkipp-Effekt aufweisen und könnte einen vorhandenen Farbkippeffekt der mehrschichtigen Beschichtung sinnhaft ergänzen/kombinieren.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Volumenhologramm einen zweidimensional Effekt ohne Tiefenwirkung und/oder einen dreidimensional Effekt mit ausgeprägter Tiefenwirkdung und/ oder Dynamik beim Kippen aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Volumenhologramm als Transmissionshologramm ausgeführt sein, wobei eine Information mit kohärentem Licht (Laser) gesehen/ ausgelesen werden kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Volumenhologramm als Weißlicht Reflexionshologramm ausgeführt sein.
  • Als Belichtungsmaster für das Volumenhologramm kann auch eine Prägestruktur dienen, in einer bevorzugten Ausführung die gleiche Prägestruktur, die auch in der Prägeschicht verwendet wird, so dass die gleichen Effekte (Farbe, Dynamik, Form) in beiden Bereichen zu sehen sind.
  • Als Absorber für ein reflektives Volumenhologramm, das also in Aufsicht betrachtet wird, benötigt man zur besseren Wahrnehmung einen dunklen, bevorzugt schwarzen Absorber, der mit einer schwarzen Körperfarbe, aber auch durch eine Mikrostrukturfarbe, z.B. Mottenaugenstrukturen erzeugt werden kann. Alternativ kann auch ein spiegelnder Reflektor (z.B. Aluminium) verwendet werden, wobei das Volumenhologramm dann bevorzugt außerhalb des Glanzwinkels, also bei sehr schräger Betrachtung zu sehen ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt eine Applikation des Sicherheitselements als Folienelement in Form von Streifen oder Patch auf ein Substrat (Papier, Polymer) oder in ein Folien-Papier-Verbundsubstrat oder zur Einbettung als Sicherheitsfaden in ein Substrat. Das Folienelement kann auch mit ("L-Element") oder ohne ("T-Element") Trägerfolie auf oder in ein Polymersubstrat auf-/eingebracht werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Sicherheitselement mit weiteren maschinenlesbaren Sicherheitselementen kombiniert werden. Beispielsweise kann eine der Schichten eines der folgenden Elemente oder Kombinationen daraus bereichsweise oder vollflächig enthalten: Magnet, IR, UV, Phosphor, THz.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Sicherheitselement mit weiteren Druck- und/oder Effektfarben kombiniert werden, wie z.B. Supersilber, Goldfarbendruck, Iriodin, Buntfarbe.
  • Sowohl für Volumenhologramm als auch für die Prägeschicht können folgende optisch variablen Effekte beim Kippen oder Änderung des Betrachtungswinkels oder Änderung des Beleuchtungswinkels verwendet werden: Tiefeneffekte (=stereoskopische Effekte), Lauf-, Flip-, Morphing-Effekte, Colourshift-Effekt (Aufsicht), Colour-Change-Effekt ("trans-colourshift" bei Durchsicht)
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Sicherheitselement als Fensterelement ausgeführt sein mit zweiseitig unterschiedlich visuellem Eindruck, insbesondere als Fensterelement geeignet, z.B. für Polymernoten in einem transparenten Bereich oder für Papier/Folienverbundbanknoten in einem Fensterbereich.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Sicherheitselement eine versteckte Information ("varifeye-Effekt") aufweisen. Beispielsweise ist das Volumenhologramm ein Reflexionshologramm und weist bereichsweise in einem transparenten Fenster keinen Absorber auf. Erst wenn das Volumenhologramm auf einem dunklen/ schwarzen Hintergrund platziert wird ist die versteckte Botschaft des Volumenhologramm zu erkennen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind Volumenhologramm und die Prägeschicht mindestens bereichsweise überlappend in einem Fensterbereich angeordnet, so dass ein Betrachter von der Vorder- und Rückseite deutlich unterschiedliche Informationen oder sich ergänzende Motive sieht.
  • Durchsicht liegt vor, wenn die Beleuchtung des Substrats von der einen Seite und die Betrachtung von der anderen Seite erfolgt. Aufsicht liegt vor, wenn die Beleuchtung und Betrachtung von derselben Seite des Substrats aus erfolgt.
  • Ein optisch variables Element im Sinne dieser Erfindung ist ein Element, dessen visuelles Erscheinungsbild sich bei Verkippen oder Drehen des Elements ändert. Beispielsweise ändert sich bei Verkippen oder Drehen des optisch variablen Elements dessen Farbe, bewegt sich scheinbar ein Balken von einer Seite des Elements zu einer anderen Seite, werden beim Verkippen oder Drehen unterschiedliche Zeichen dargestellt oder ergibt sich ein sogenannter Pumpeffekt in Form einer sich vergrößernden oder verkleinernden Umrisslinie eines Bildmotivs.
  • Das Substrat des erfindungsgemäßen Sicherheitselements besteht besonders bevorzugt aus einer Kunststofffolie oder aus Papier aus Baumwollfasern, wie es beispielsweise für Banknoten verwendet wird, oder aus anderen natürlichen Fasern oder aus Synthesefasern oder einer Mischung aus natürlichen und synthetischen Fasern. Weiterhin bevorzugt besteht das Substrat aus einer Kombination aus mindestens zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen unterschiedlichen Substraten, einem sogenannten Hybrid. Hierbei besteht das Substrat beispielsweise aus einer Kombination Kunststofffolie-Papier-Kunststofffolie, d.h. ein Substrat aus Papier wird auf jeder seiner beiden Seiten durch eine Kunststofffolie bedeckt, oder aus einer Kombination Papier-Kunststofffolie-Papier, d.h. ein Substrat aus einer Kunststofffolie wird auf jeder seiner beiden Seiten durch Papier bedeckt.
  • Wertdokumente, für die ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement verwendet werden kann, sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, deren Kartenkörper mindestens eine Lage eines Sicherheitspapiers aufweist, und auch Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen, Faltschachteln, Beipackzettel und dergleichen.
  • Die vereinfachte Benennung Wertdokument schließt alle oben genannten Materialien, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.
  • Erfindungsgemäß weist die Beschichtung, die die belichtbare Schicht und die Prägestruktur überlappt, eine optisch erkennbare Information in Form eines Musters, eines alphanumerischen Zeichens oder einer graphischen Abbildung auf. Eine Information im Sinne dieser Erfindung ist eine musterförmig gestaltete und visuell wahrnehmbare Darstellung. Diese kann beispielsweise eine alphanumerische Zeichenfolge aus Ziffern und/oder Buchstaben, eine graphische Abbildung, ein Bild, einen Text oder sonstige Zeichen bilden. Besonders bevorzugt besteht die Information dabei aus positiven oder/und negativen Motiven. Bei einem positiven Motiv wird hierbei ein Motivelement selbst auf die belichtbare Schicht und die Prägestruktur aufgebracht, wohingegen bei einem negativen Motiv der das Motivelement umgebende Bereich auf die belichtbare Schicht und die Prägestruktur aufgebracht wird. Ein positives Motiv ist beispielsweise ein in dunkler Farbe auf das helle Substrat aufgedruckter Buchstabe. Ein negatives Motiv ist beispielsweise eine in dunkler Farbe auf das helle Substrat aufgebrachte Fläche, die innerhalb der Fläche einen unbedruckten Bereich in Form eines Buchstabens aufweist.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzumfang der Ansprüche erfasst ist.
  • Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die Darstellungen in den Figuren des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wider. Insbesondere entsprechen die in den Figuren gezeigten Proportionen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit. Des Weiteren sind die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Umsetzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder zur Anwendung kommen.
  • Im Einzelnen zeigen schematisch:
    • Fig. 1
    ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 2
    ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 3
    ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • Fig. 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem Substrat 1, das beispielsweise aus einer transparenten Polymerfolie besteht. Auf dem Substrat 1 sind eine belichtbare Schicht 2 mit einem Volumenhologramm und daran angrenzend eine Prägeschicht 3 angeordnet. Die Prägeschicht 3 weist an ihrer Oberfläche, die dem Substrat 1 abgewandt ist, eine nicht diffraktive Prägestruktur auf, die in diesem Beispiel aus einer dreieckförmigen Struktur mit schrägen Flanken besteht. Auf die Oberfläche der belichtbaren Schicht 2, die dem Substrat 1 abgewandt ist, und auf die Prägestruktur der Prägeschicht 3 ist eine Beschichtung 4 aufgebracht, die über der belichtbaren Schicht 2 eine Aussparung 5 aufweist. Durch die Aussparung 5 hindurch sieht ein Betrachter von der Vorder- bzw. Oberseite des Sicherheitselements das Volumenhologramm in der belichtbaren Schicht 2.
  • Die Beschichtung 4 weist eine optisch erkennbare Information in Form eines Musters, eines alphanumerischen Zeichens oder einer graphischen Abbildung auf, die in der Figur jedoch nicht dargestellt ist. Dabei kann beispielsweise die Umrissform der Beschichtung 4 oder der Aussparung 5 die Information bilden.
  • Fig. 2 zeigt das Sicherheitselement aus Fig. 1, bei dem im Gegensatz zu Fig. 1 die Beschichtung 4 auch Aussparungen 6 und 7 über der Prägeschicht 3 aufweist.
  • Fig. 3 zeigt das Sicherheitselement aus Fig. 1, bei dem im Gegensatz zu Fig. 1 die Beschichtung 4 aus einem dreischichtigen Aufbau mit den dünnen Schichten 4.1, 4.2 und 4.3 besteht.
  • Beispielsweise besteht die Schicht 4.1 aus einem reflektierenden Material, die Schicht 4.2 aus einem transparenten Dielektrikum und die Schicht 4.3 aus einem teilreflektierenden oder semitransparenten Material. Zusammen bilden die drei Schichten ein Dünnfilmschicht-Element, das bei Änderung des Betrachtungs- oder Beleuchtungswinkels einen Farbkippeffekt beispielsweise von Magenta nach Grün zeigt.

Claims (9)

  1. Sicherheitselement zur Erhöhung des Fälschungsschutzes von Sicherheitsdokumenten, wie Banknoten, Wertpapieren, Ausweisen, Kreditkarten, Debit-Karten oder dergleichen, wobei das Sicherheitselement aus einem Substrat besteht, auf dem eine belichtbare Schicht angeordnet ist, wobei die belichtbare Schicht ein Volumenhologramm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass angrenzend an die belichtbare Schicht eine Prägeschicht auf dem Substrat angeordnet ist, in deren Oberfläche, die dem Substrat abgewandt ist, eine nicht diffraktive Prägestruktur eigebracht ist, wobei auf die Oberfläche der belichtbaren Schicht, die dem Substrat abgewandt ist, und auf die Prägestruktur mindestens teilweise eine Beschichtung aufgebracht ist, wobei die Beschichtung die belichtbare Schicht und die Prägestruktur überlappt und eine optisch erkennbare Information in Form eines Musters, eines alphanumerischen Zeichens oder einer graphischen Abbildung aufweist, wobei die Beschichtung über der belichtbaren Schicht mindestens eine Aussparung aufweist.
  2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die belichtbare Schicht aus einem Photopolymer besteht.
  3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeschicht aus einem Prägelack besteht.
  4. Sicherheitselement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus einem ein- oder mehrschichtigen Aufbau besteht.
  5. Sicherheitselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein einschichtiger Aufbau aus einer Schicht mit einem hohen Brechungsindex besteht, bevorzugt aus einer dünnen aufgedampften Schicht aus Zinksulfid (ZnS).
  6. Sicherheitselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein einschichtiger Aufbau aus einer Farbschicht besteht, die plättchenförmige metallische Partikel enthält, deren längste Kantenlänge 15 nm bis 1000 nm und deren Dicke 2 nm bis 100 nm beträgt, so dass die Farbschicht in Auflicht einen metallischen Farbton und in Durchlicht einen bunten Farbton zeigt.
  7. Sicherheitselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweischichtiger Aufbau aus zwei übereinander aufgebrachten dünnen Schichten aus unterschiedlichen Metallen besteht.
  8. Sicherheitselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrschichtiger Aufbau aus einer ersten metallischen Schicht und einer zweiten metallischen Schicht besteht, zwischen denen eine dielektrische Schicht angeordnet ist.
  9. Sicherheitselement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägestruktur aus einer Mehrzahl achromatischer Mikrostrukturelemente gebildet ist, die eine laterale Abmessung unterhalb von 1 mm, vorzugsweise zwischen 3 µm und 100 µm aufweisen.
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