EP4151426A1 - Thermochromes sicherheitselement und verfahren zur herstellung eines thermochromen sicherheitselements - Google Patents

Thermochromes sicherheitselement und verfahren zur herstellung eines thermochromen sicherheitselements Download PDF

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EP4151426A1
EP4151426A1 EP22195109.8A EP22195109A EP4151426A1 EP 4151426 A1 EP4151426 A1 EP 4151426A1 EP 22195109 A EP22195109 A EP 22195109A EP 4151426 A1 EP4151426 A1 EP 4151426A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
thermochromic
color
thermochromic element
security
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22195109.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Violetta Olszowka
Martina Schmidt
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.)
Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Original Assignee
Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leonhard Kurz Stiftung and Co KG filed Critical Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Publication of EP4151426A1 publication Critical patent/EP4151426A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B41M5/282—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using thermochromic compounds or layers containing liquid crystals, microcapsules, bleachable dyes or heat- decomposable compounds, e.g. gas- liberating using thermochromic compounds
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    • B41M2205/40—Cover layers; Layers separated from substrate by imaging layer; Protective layers; Layers applied before imaging

Definitions

  • thermochromic components change color when the temperature changes.
  • the color transition temperature at which the thermochromic component changes color depends on the raw material selected.
  • the color change results from a change in the crystal or molecular structure of the thermochromic component.
  • thermochromic components are already used in packaging, household items (e.g. mugs), jewelry (e.g. mood rings) and safety coatings.
  • thermochromic lacquer From the US5826915A a method for printing a security document with a thermochromic lacquer is already known. To verify authenticity, the viewer must expose the thermochromic material to heat. This can take the form of friction and/or touch and/or other heat sources. This changes the color of the thermochromic material and the authenticity of the security document can be verified.
  • the invention is now based on the object of an improved security element with thermochromic elements and haptic To provide properties and an improved method for producing such a security element.
  • thermochromic element is designed in such a way that it has a haptic surface.
  • the security element according to the invention and the method according to the invention for producing a security element result in an improved security element which has both thermochromic and haptic properties and combines these into a unique security element.
  • the security element has both haptic and thermochromic properties, the viewer or user is required to touch the security element to check the authenticity.
  • the thermochromic element itself has haptic properties or because a haptic layer is arranged under the thermochromic element, the viewer or user can perceive a certain tactility when touching the security element, in particular with one or more fingers of his hand.
  • checking the tactility by touch also causes an input of heat, in particular through the body heat of the viewer or user on the thermochromic element, which thereby generates a color change.
  • the predefined color change is another feature for checking the authenticity of the security element.
  • the visually perceptible change in color by touch and the associated heat input is therefore a quick authenticity check of the security element that can be carried out without additional aids.
  • the combination of the haptic properties with the thermochromic properties of the security element means that touching the security element inevitably results in a double authenticity check, for which the viewer or user only has to carry out one verification step, namely touching the security element.
  • the tactility of this security element can help the visually impaired, for example, to recognize the denomination or the authenticity of banknotes or security documents.
  • the at least one primer comprises an adhesive or combinations of adhesives selected from: single-layer adhesive, multi-layer adhesive, water-based adhesive, solvent-based adhesive, solvent-free adhesive, radiation-curing adhesive, thermally activated adhesive, thermally curable adhesive .
  • adhesives can be combined as a mixture of such components and/or as a combination of several layers arranged one on top of the other and/or several surface areas arranged next to one another, each of which has adhesives with different and/or similar properties.
  • the paint from which the adhesive of the at least one primer is produced by an application process has a solvent or combinations of solvents selected from: water, aliphatic (petrol) hydrocarbons, cycloaliphatic hydrocarbons, terpene hydrocarbons, aromatic ( Benzene) hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, esters, ketones, alcohols, glycols, glycol ethers, glycol ether acetates.
  • solvent or solvent mixture is largely removed again in the application process, in particular by drying or evaporation.
  • a multi-layer adhesive offers the particular advantage that sufficient adhesion can be achieved even between very demanding surfaces.
  • a multi-layer structure enables a primer that can be used to meet a wide range of chemical and physical resistance requirements.
  • the resistance of the adhesive to the effects of chemicals is referred to as chemical resistance.
  • the composition of the adhesive is preferably chosen so that it has sufficient resistance to predefined chemicals.
  • the replication lacquer layer to have a thickness in the range from 0.1 ⁇ m to 70 ⁇ m, preferably from 0.3 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the at least one replication lacquer layer is arranged in register with the at least one color layer and/or the at least one metal layer and/or the at least one thermochromic element.
  • Registered or in register or precisely in register or in register or in register is to be understood as meaning a positional accuracy of two or more layers relative to one another.
  • the register accuracy should move within a specified tolerance and be as low as possible.
  • the register accuracy of several elements and/or layers to one another is an important feature in order to increase process reliability.
  • the positionally accurate positioning can be carried out in particular by means of sensory, preferably optically detectable fiducial marks or register marks. These registration marks or register marks can either represent special separate elements or areas or layers or themselves be part of the elements or areas or layers to be positioned.
  • the at least one metal layer can function as a metallic mirror layer or as a semi-transparent absorber layer.
  • the layer thickness of such a metal layer is preferably between 1 nm and 500 nm, more preferably between 5 nm and 100 nm.
  • This layer can typically serve as a metallic mirror layer from a layer thickness of approx. 15 nm.
  • this layer can function as a semi-transparent absorber layer. It is also possible for such a layer to be formed by applying paints containing metal pigments, the layer thickness being in particular between 0.1 ⁇ m and 50 ⁇ m, preferably from 1 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • Color means in particular, a coloring which, with regard to the transparency and/or the clarity or the throwing power, preferably comprises a glass-clear transparent coloring or a scattering transparent coloring or also an opaque coloring.
  • the color preferably occurs as the inherent color of a material and/or is arranged as an additional colored layer in front of a layer in the direction of view, the underlying layer, in particular the metal layer, being modified in terms of its colored appearance in particular for an observer.
  • the color appears here preferably optically constant or invariable in terms of their hue and/or their color saturation and/or their transparency under almost all, in particular under all, viewing and/or illumination angles. It is also possible for the color itself to be optically variable, with the hue and/or the color saturation and/or the transparency of the color changing in particular with a changing viewing and/or illumination angle.
  • Additives are preferably understood as meaning organic or inorganic substances which achieve a predetermined effect on the processing properties, for example when applying a color layer or when using the security element itself.
  • pigments or dyes can also be used that produce a special, in particular premixed, special color or color from a special color system (eg RAL, HKS, Pantone® ), for example orange or violet.
  • a special color system eg RAL, HKS, Pantone®
  • the at least one colored layer is also preferably possible for the at least one colored layer to be applied with a layer thickness in the range from 0.1 ⁇ m to 30 ⁇ m, preferably in the range from 0.1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the layers of the security element in particular the decorative layer, to have organic UV absorbers, in particular benzotriazole derivatives, with a mass fraction in a range from approx. 3% to 5%, in particular if the material of the layers does not contain a sufficient amount of Contains UV-absorbing components, such as UV-absorbing pigments or UV-absorbing dyes.
  • organic UV absorbers are sold under the trade name Tinuvin® by BASF.
  • the transparent resist layer with the UV blocker is chosen so that it can be washed away with the same developer solution or the same solvent as the photoresist layer. This results in finely structured areas on the carrier layer, which preferably have the UV blocker layer and a colored photoresist, and areas without these two layers.
  • a positive photoresist is preferably used for structuring the at least one metal layer, in particular the solubility of which increases when activated by exposure to light.
  • a positive photoresist is characterized in that this photoresist becomes soluble in a specific solvent, for example in acidic or basic aqueous solutions, in the exposed areas when it is sufficiently exposed to a suitable wavelength, for example by means of UV radiation.
  • the second area is that area which should not be covered with a metal layer.
  • the metal layer is preferably present in the first area.
  • the register between the at least one thermochromic element and the at least one metal layer can preferably be achieved by means of a so-called photoresist, referred to below as negative photoresist, which is colored in particular.
  • This photoresist can be colored with a thermochromic component and/or a thermochromic component with an additional colored lacquer.
  • a negative photoresist is characterized by the fact that this resist hardens with sufficient exposure to a suitable wavelength, e.g. UV light, and thus becomes insoluble in a certain solvent, e.g. in an acidic or basic aqueous solution, in the exposed areas. Colored areas of a defined shape and size can consequently be achieved by means of a masked exposure, with an exact register being achieved in the example described, ie practical congruence between the negative photoresist and the metal layer.
  • Main components of an epoxy resin-based negative photoresist are generally low molecular weight organic compounds that have more than one epoxy group per molecule.
  • Epoxy resins based on bisphenol A, epoxidized phenol novolac, resorcinol glycidyl ether and cycloaliphatic resins are often used as resin components for the production of negative photoresists.
  • Catalysts such as Lewis bases and acids are also used.
  • the hardener is built into the three-dimensional network structure.
  • the catalyst promotes network formation via ester bridges.
  • g-butyrolactone is used as a standard solvent for epoxy resin-based negative photoresists. This is also the case, for example, for the negative resist SU-8 (epoxy novolac based on bisphenol A).
  • the at least one thermochromic element is arranged over the entire surface or at least in certain areas, in particular partially or in the decoration. It is preferably also possible for the at least one thermochromic element to be applied over the entire surface or at least in certain areas, in particular partially or in the decoration.
  • Security strips for example, which are transferred to a target substrate by means of a transfer process, are suitable as full-surface thermochromic elements. In this case, the entire strip is designed as a thermochromic element and changes its color when heat is applied and the color transition point is exceeded at the same time.
  • thermochromic element as decoration it is possible, for example, that this has an element selected from: a graphically designed outline, a figurative representation, an image, an individual image, a pattern, an endless pattern, a motif, a symbol, a logo, a Portrait, a raster, an alphanumeric character, a text and/or combinations thereof.
  • thermochromic element as decoration it is also preferably possible for this to be designed using a grid of dots, a grid of lines and/or a predefined repeating pattern.
  • the at least one metal layer is arranged under the at least one thermochromic element, in particular with the at least one metal layer being arranged in precise register and/or register, preferably in exact register, with the at least one thermochromic element. Provision is also made for the at least one thermochromic element to be applied over the at least one metal layer, in particular with the at least one thermochromic element being arranged in register and/or in register, preferably in exact register, with the at least one metal layer.
  • thermochromic element Due to the precisely fitting arrangement, it is possible, for example, for the thermochromic element to cover the optical information of the underlying metal layer in the non-activated state. However, if the thermochromic element is activated, in particular by the application of heat and the color change temperature being exceeded at the same time, the optical information of the metal layer becomes visible to the viewer.
  • both the metal layer and the thermochromic element it is possible for both the metal layer and the thermochromic element to be in the form of a star, which are arranged one above the other with a precise fit.
  • the star of the metal layer is configured in a first color and the star of the thermochromic element in a second color. Upon activation of the thermochromic element, it changes color from the second color to colorless. This makes the star visible to the viewer in the first color of the metal layer.
  • the at least one thermochromic element for structuring the at least one metal layer is designed as an etching resist, in particular as a negative or positive photoresist, and/or as an exposure mask for structuring an etching resist.
  • an arrangement that is accurate in register and/or arrangement that is accurate in register and/or an exact register of the at least one thermochromic element with respect to the at least one metal layer can be made possible.
  • the at least one thermochromic element has a color change point in a temperature range from -20°C to 120°C, preferably from 0°C to 60°C, particularly preferably from 15°C to 45°C, so that when this color change point is exceeded, the appearance of the at least one thermochromic element changes from a first color to a second, in particular transparent, color and/or when this color change point is undershot, the appearance of the at least one thermochromic element changes from the second, in particular transparent, color to a first color changes. It is thus possible, for example, that the thermochromic element changes its color and that this is always visible to the viewer.
  • thermochromic element comprises at least one thermochromic colorant
  • thermochromic element to comprise a first paint layer with at least one thermochromic colorant and a second paint layer with at least one colorant
  • first paint layer with at least one thermochromic colorant
  • second paint layer with at least one colorant
  • the at least one thermochromic colorants and the at least one colorant have different colors and in combination a mixed color as the first color of the has at least one thermochromic element in a temperature range below the color change point and/or in combination has a mixed color as the second color of the at least one thermochromic element in a temperature range above the color change point, which essentially corresponds to the color of the at least one colorant.
  • the at least one thermochromic element comprises a first lacquer layer with at least one first thermochromic colorant and a second lacquer layer with at least one second thermochromic colorant, in particular with the at least one first thermochromic colorant and the at least one second thermochromic colorant having different colors and in combination has a mixed color as the first color of the at least one thermochromic element in a temperature range below the color change point and/or in combination has a mixed color as the second color of the at least one thermochromic element in a temperature range above the color change point, which appears essentially colorless.
  • first lacquer layer and the second lacquer layer can also be possible for the first lacquer layer and the second lacquer layer to have a color difference ⁇ E in the range from 50 to 270, preferably from 100 to 270, particularly preferably from 130 to 270.
  • the total color distance ⁇ E of all color components L, a and b is specified for a good contrast in the CIELAB space.
  • the color space is defined by a sphere with three axes L, a and b.
  • L p,v is the brightness
  • a p,v is the color value on the red-green axis
  • b p,v is the color value on the yellow-blue axis of the two color locations.
  • the first paint layer has a dark color with a low L value, in particular an L value of less than 50, and/or the second paint layer has a light color with a high L value, in particular an L -value greater than or equal to 50.
  • thermochromic element it is preferably also possible for the at least one thermochromic element to be reversible, in particular so that a color change from the first color to the second color or vice versa is provided as often as desired, or for the at least one thermochromic element to be irreversible, in particular so that only a single color change from the first color to the second color or vice versa.
  • a thermochromic element which is reversible offers the advantage that the authenticity can be checked as often as desired. For this reason will reversible thermochromic elements are advantageously used for banknotes, identity cards and other security documents. In the case of an irreversible thermochromic element, use in counterfeiting protection for commercial products is advantageous, for example for a one-off check of the authenticity of a perfume or the like.
  • an irreversible thermochromic element can be applied to the flacon in order to distinguish an original perfume from a counterfeit.
  • a further area of application for irreversible thermochromic elements is, for example, cooling testing.
  • an irreversible thermochromic element is applied to a product to be cooled. If the cooling temperature of the product to be cooled is exceeded once, the thermochromic element changes its appearance. The appearance of the thermochromic element then indicates whether the temperature to be maintained in the cold chain has been exceeded or not. In the case of perishable goods, which are preferably intended for the food trade, the goods can thus be disposed of before they reach the market if the permissible temperature is exceeded.
  • thermochromic element it is preferably also possible for the at least one thermochromic element to have a color change duration of less than 5 seconds, in particular less than 1 second, in particular with the color change duration indicating the time required for the color change from the first color to the second color or vice versa is needed. Such a period of time ensures that the authenticity of security elements or security documents can be checked quickly. This is particularly advantageous for banknotes.
  • the decorative layer has further optically variable layers, for example with elements and/or substances, individually or in combination, selected from: optically variable pigments, holograms, blazed gratings, relief structures, Kinegram® , optical diffraction structures, lenses, prisms, thin film layers, liquid crystals. It is advantageous if the decorative layer has at least one layer with a decorative effect.
  • thermochromic component in the at least one thermochromic element prefferably in the range from 20% to 80%, in particular from 30% to 70%. With such a proportion, the desired color, the effect, the printability and/or the possibility of incorporation into paints can be individually adjusted.
  • thermochromic element comprises solid bodies, in particular pigments and/or binders, and solvents.
  • thermochromic element prefferably be inorganic thermochromic compounds selected from: rutile, zinc oxide, mercury(II) iodide; and/or organic thermochromic compounds selected from: 9,9'-Bixanthylidene, 10,10'-Bianthronylidene; includes.
  • thermochromic pigments, encapsulated pigments, dyes and pastes can be introduced by adding existing coating formulations that already perform other functions such as primers, replication coatings, colored coatings, conformal coatings, etc.
  • the paints can be water-based, solvent-based, UV-based or even hybrid variants.
  • the at least one thermochromic element prefferably has a thickness in the range from 1.6 ⁇ m to 2.4 ⁇ m and in the wavelength range from 300 nm to 800 nm, in particular from 300 nm to 500 nm, at a temperature in the range from 20°C to 25°C has a transmission of at most 50%, preferably at most 45%, particularly preferably at most 40%.
  • the at least one thermochromic element has a thickness in the range from 2.7 ⁇ m to 3.3 ⁇ m and in the wavelength range from 300 nm to 800 nm, in particular from 300 nm to 500 nm, at a temperature in Range from 20°C to 25°C a Transmission of at most 40%, preferably at most 35%, particularly preferably at most 30%.
  • the at least one thermochromic element prefferably has a thickness in the range from 3.6 ⁇ m to 4.4 ⁇ m and in the wavelength range from 300 nm to 800 nm, in particular from 300 nm to 500 nm, at a temperature in the range from 20°C to 25°C has a transmission of at most 30%, preferably at most 25%, particularly preferably at most 20%.
  • the at least one thermochromic element prefferably has a thermal conductivity in the range from 0.001 W/m*K to 8000 W/m*K, in particular from 0.005 W/m*K to 6000 W/m*K. This ensures that the heat input and the resulting temperature change of the at least one thermochromic element takes place quickly, so that the authenticity can be checked without a long wait.
  • the medium 1 is the thermochromic element and the medium 2 is a human finger. Since the thermochromic element is preferably of at least one Protective lacquer layer is covered, the thickness of the protective lacquer layer corresponds to the distance d. In general, it can be said that the higher the thermal conductivity of the thermochromic element, the faster the color change of the thermochromic element takes place.
  • the at least one haptic layer comprises spatial structures of different heights and/or depths, in particular wherein the spatial structures have a height and/or depth in the range from 0.1 ⁇ m to 70 ⁇ m, preferably from 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, particularly preferably from 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the thickness of the at least one haptic layer it is possible for the thickness of the at least one haptic layer to be different on the carrier film, so that the three-dimensional structures with different heights and/or depths can be produced at the same time.
  • three-dimensional structures of different heights and/or depths are introduced into the at least one haptic layer, in particular by means of stamps and/or printing and/or rollers, with the three-dimensional structures having a height and/or depth in the range of 0, 1 ⁇ m to 70 ⁇ m, preferably from 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, particularly preferably from 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the character spacing is defined by the distance from the center of a point to the center of a point and is in particular in a range from 2 mm to 9 mm, preferably from 4 mm to 7 mm, particularly preferably from 5 mm to 7 mm.
  • the distance between the individual lines is referred to as the line spacing and is in particular in a range from 5 mm to 15 mm, preferably from 7 mm to 13 mm, particularly preferably from 9 mm to 11 mm.
  • the at least one haptic layer and/or the at least one thermochromic element comprises replicated structures, in particular lenses, and/or that the at least one haptic layer and/or the at least one thermochromic element contains additives, in particular polymethyl methacrylate beads and/or polystyrene spheres and/or polymethysilsesquioxane spheres with a diameter ranging from 0.8 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • thermochromic element additives in particular polymethyl methacrylate spheres and/or polystyrene spheres and/or polymethysilsesquioxane spheres with a diameter in the range from 0.8 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • a variety of haptic effects can be created by adding additives and/or replicated structures.
  • the at least one haptic layer may be applied directly to the carrier layer, in particular the adhesion promoter layer of the carrier layer, and/or for the at least one haptic layer to be a layer of the transfer layer. It is also possible that the at least one haptic layer is applied directly to the carrier layer, in particular the adhesion promoter layer of the carrier layer, and/or the at least one haptic layer is a layer of the transfer layer.
  • thermochromic element comprises spatial structures of different heights and/or depths for generating the haptic properties, in particular with the spatial structures preferably having a height and/or depth in the range from 0.1 ⁇ m to 70 ⁇ m from 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, particularly preferably from 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • thermochromic element it is preferably provided that three-dimensional structures of different heights and/or depths are introduced into the at least one thermochromic element to generate the haptic properties, in particular by means of a stamp and/or pressure and/or roller, the three-dimensional structures having a height and/or depth in the range from 0.1 ⁇ m to 70 ⁇ m, preferably from 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, particularly preferably from 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • thermochromic element by varying the layer thickness, in particular printed and/or replicated layers and/or by adding additives.
  • thermochromic element it is also possible for the three-dimensional structures of the at least one thermochromic element to be in the form of dots, waves, lines and/or combinations thereof and/or as a decorative element.
  • the security element according to the invention can be used in security documents such as banknotes, ID cards or the like. Furthermore, such security elements can also be used to protect commercial products from counterfeiting, in particular as protection against counterfeiting, and/or as a cold check of a cold chain.
  • the security element can be a special security print and/or a security strip applied to a surface of a substrate or a security thread which is embedded in the security document during production and/or a transfer film which is attached to a security document or to a Product or applied to a product packaging act.
  • Fig. 1a shows a schematic representation of a security element 1, wherein the security element 1 has a thermochromic element 11 and wherein the thermochromic element 11 has haptic properties.
  • haptic properties are to be understood as meaning the spatial structures with elevations and depressions of the thermochromic element 11 . These are preferably noticeable to humans when they are touched.
  • These three-dimensional structures preferably have a height and/or depth in the range from 0.1 ⁇ m to 70 ⁇ m, preferably from 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, particularly preferably from 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • These three-dimensional structures can be produced, for example, by different layer thicknesses, in particular during printing.
  • the printed thermochromic element 11, preferably in the not yet cured state to be structured by means of a stamp or a roller, so that these three-dimensional structures arise.
  • the security element 1 is used as a transfer film, in particular as an embossing film, it can also make sense to incorporate the thermochromic element 11 into the adhesion promoter layer. If the thermochromic element 11 also has haptic properties, then the haptic properties can be brought about by the locally different application weight of the adhesion promoter layer. In addition to or instead of a different application weight of the adhesion promoter layer in the decoration, the haptic properties can be created by additives or thermochromic elements 11 themselves.
  • Fig. 1b shows a schematic representation of a security element 1, wherein the security element 1 has a thermochromic element 11 and wherein the security element 1 has a haptic layer 12.
  • the haptic properties are generated by the haptic layer 12 .
  • the at least one haptic layer to comprise 12 spatial structures of different heights and/or depths, in particular with the spatial structures having a height and/or depth in the range from 0.1 ⁇ m to 70 ⁇ m, preferably from 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, particularly preferably from 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • These spatial structures can be felt or touched by people through touch.
  • the three-dimensional structures can be realized by means of different application thicknesses of the print and/or structures can be introduced into the at least one haptic layer 12 by means of a stamp and/or a roller.
  • thermochromic element 11 in the in Fig. 1b
  • the thermochromic element 11 adapts to the spatial structures of the at least one haptic layer 12.
  • the thermochromic element 11 is also over the entire surface of the haptic layer 12 arranged.
  • the thermochromic element 11 it is also possible for the thermochromic element 11 to be arranged at least in regions above the haptic layer 12 .
  • FIG 2a a further schematic layer structure of a security element 1 is shown.
  • the security element 1 according to Figure 2a designed as a security strip.
  • the security element 1 shown comprises three thermochromic elements 11 which are partially applied to a carrier layer 13 . These can be applied, for example, by partial printing.
  • the security element 1 comprises a primer 14 which is arranged on the side of the carrier layer 13 opposite the thermochromic elements 11 .
  • the carrier layer 13 has a thickness in the range from 1 ⁇ m to 500 ⁇ m, preferably from 3 ⁇ m to 75 ⁇ m, particularly preferably from 6 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • FIG 2b an alternative configuration of a security element 1, in particular as a security strip, is shown.
  • the security element 1 comprises a carrier layer 13 and a haptic layer 12 applied to the carrier layer 13 and over which a thermochromic element 11 is arranged over the entire surface.
  • the haptic layer 12 again has the Fig. 1b explained spatial structures to which the thermochromic element 11 adapts.
  • a primer 14 is arranged on the opposite side of the carrier layer 13 . As a rule, this primer 14 can represent an adhesive layer or a system of several adhesive layers.
  • the security element 1 comprises a carrier layer 13 and a transfer layer 21 which can be detached from the carrier layer 13.
  • the transfer layer 21 comprises three partially arranged thermochromic elements 11, a primer 14 and a protective lacquer layer 15.
  • the security element 1 comprises in 3 shown embodiment a release layer 16, which is arranged between the carrier layer 13 and the transfer layer 21.
  • the primer 14 is arranged in such a way that it is arranged under the thermochromic elements 11 after application of the transfer layer 21 to a target substrate.
  • the protective lacquer layer 15 is arranged in such a way that it is arranged over the thermochromic elements 11 after the transfer layer 21 has been applied to a target substrate.
  • the protective lacquer layer 15 has the function of protecting the thermochromic elements 11 from external environmental influences, such as mechanical, physical or chemical stress.
  • the protective lacquer layer 15 adapts to the spatial structures of the at least one thermochromic element 11 .
  • a further exemplary embodiment of a security element 1 as a transfer film 2 is shown schematically.
  • the security element 1 comprises a carrier layer 13 and one of the carrier layer 13 detachable transfer layer 21.
  • the transfer layer 21 comprises the primer 14, three thermochromic elements 11, a decorative layer 17 and a protective lacquer layer 15. Between the transfer layer 21 and the carrier layer 13 a detachment layer 16 is also arranged.
  • the decorative layer 17 preferably comprises at least one color layer and/or at least one replication lacquer layer and/or at least one metal layer and/or at least one lens layer. It is also possible for the decorative layer 17 to be formed over the entire surface or in the form of a pattern, for example in the form of alphanumeric characters, patterns, symbols or motifs. It is also expedient if the decorative layer 17 comprises further optically variable layers, for example with elements and/or substances, individually or in combination, selected from: optically variable pigments, holograms, blazed gratings, relief structures, Kinegram® , optical diffraction structures, lenses, prisms , thin film layers or liquid crystals. It is advantageous if the decorative layer 17 has at least one layer with a decorative effect.
  • the decorative layer 17 is partially applied.
  • the two right partial decorative layers 17 are at least partially covered by the thermochromic elements 11 .
  • the decorative layers 17 arranged under the thermochromic elements 11 become visible to the viewer.
  • Information from the decorative layers 17 can thus be hidden at temperatures below the color change point of the thermochromic element 11, which becomes visible when this color change point is exceeded. This makes it possible to provide unique security elements 1, which can also be checked for authenticity by the user or viewer in a simple manner by touching them and the heat transfer associated therewith.
  • FIG 5 a further configuration of a security element 1, in particular as a security strip, is shown schematically.
  • the security element 1 comprises a carrier layer 13 and a primer 14 arranged under the carrier layer 13.
  • Partial decorative layers 17 and a partial thermochromic element 11 are arranged on the upper side of the carrier layer 13.
  • a thermochromic element 11 is arranged above the two decorative layers 17 on the right. These cover the decorative layer 17 at least partially. It is also possible for the decorative layer 17 to be completely covered by the thermochromic element 11 .
  • the decorative layer 17 can also include a haptic layer 12 which creates three-dimensional structures, or the decorative layer 17 itself can be a haptic layer 12 and itself can create three-dimensional structures.
  • the thermochromic elements 11 which also have haptic properties, a variety of tactile structures that can be felt by an observer can thus be produced.
  • the security document 3 is preferably a banknote substrate made of paper or a polymer.
  • the transfer layer 21 of a hot stamping foil was applied to the security document 3 in the form of a strip.
  • the transfer layer 21 comprises an adhesive layer, in particular a hot-melt adhesive layer, which is thermally activated by a heatable embossing die or an embossing roller. By activating the adhesive layer, a solid bond between security document 3 and transfer layer 21 or security element 1 produced.
  • the adhesive layer is cured by means of radiation, in particular UV radiation. Provision can also be made for the adhesive to be applied to the transfer layer 21 or the security document 3 immediately before the transfer layer 21 is applied. Here, too, the adhesive is then cured, in particular by means of UV radiation.
  • thermochromic elements 11 in the form of circles, ie the thermochromic element 11 is only partially arranged in the security element 1 .
  • thermochromic element 11 arranged over the entire surface. That is, the entire security element 1 has thermochromic properties, so that it produces a color change when heat is applied. However, the color change occurs only locally, at the point at which the heat is introduced, for example by touching a finger of an observer or user. Depending on the thermal conductivity of the thermochromic element 11, the heat can be conducted more quickly or more slowly within the thermochromic element 11, so that adjacent locations of the heat input point can also undergo a color change.
  • the security element 1 is designed as a patch, which is applied as a transfer layer 21 of a hot stamping foil to the security document 3 by means of a hot stamping stamp was raised.
  • a patch can also be applied as a cold stamping film or as a laminating film.
  • the security element 1 in the form of a patch has four partially arranged thermochromic elements 11 in the form of circles.
  • these thermochromic elements 11 have elevations and depressions as spatial structures, which can be felt or touched by the human touch.
  • a further embodiment variant of a security document 3 with a security element 1 applied thereto is shown.
  • the security element 1 is a strip which was transferred onto or into the security document 3 as a transfer layer 21 of a hot embossing foil or a cold embossing foil or as a thread embedded in the document substrate or as a laminating foil.
  • the security element 1 comprises six thermochromic elements 11 which are designed in the form of waves. The waves are raised compared to the rest of the security element 1, so that they produce a haptic surface that can be felt by humans when touched. It is advantageous that when the waves are touched, there is a simultaneous heat input, which ensures that the waves change their color. This is therefore a double authentication of the security document 3 for its authenticity, with only one verification step, namely touching the shafts, having to be carried out. When touched, the viewer perceives the spatial structures of the waves and can also observe a change in the color of the waves.
  • thermochromic elements 11 are designed with haptic properties as points.
  • thermochromic elements 11 which are designed alternately as a wave and as a point.
  • thermochromic elements 11 are designed alternately as a wave and as a point.
  • thermochromic element 11 shows a further schematic representation of a security document 3 with a security element 1 applied thereto.
  • the security element 1 comprises four thermochromic elements 11.
  • the first thermochromic element 11 is in the form of a wave
  • the second thermochromic element 11 is in the form of a point
  • the third thermochromic element 11 is in the form of "20”.
  • optical Lens structure and the fourth thermochromic element 11 designed as a star.
  • the "20" changes color from, for example, blue to colorless.
  • the thermochromic element 11 is arranged over a golden colored layer, the golden colored layer also being in the form of a star.
  • the thermochromic element 11 is arranged in register with the color layer.
  • thermochromic element 11 appears black to the observer at a temperature below the color transition point and colorless at a temperature above the color transition point. If heat is applied to the star, the thermochromic element 11 in the area of the star changes its color from black to colorless.
  • the underlying golden paint layer in the shape of a star becomes visible to the viewer.
  • thermochromic elements 11 In the Figures 14 to 17 the results of a measurement of transmission values of various thermochromic elements 11 as a function of the layer thickness and the respective color of the thermochromic element 11 are shown.
  • different thermochromic elements 11 with different color impressions of yellow g, blue b, pink r and black s were used. These each have a color change point in a temperature range of 25°C to 30°C.
  • the at least one thermochromic element 11 preferably has at least one color lake, the color lake comprising at least one dye and at least one binder.
  • the dye can be a combination of conventional and thermochromic colorants.
  • the conventional and thermochromic colorants are solids.
  • thermochromic elements 11 or thermochromic layers were applied to a PET carrier and measured together with it.
  • the transmission of the PET carrier without a thermochromic layer was measured. This measurement revealed that the PET carrier has a transmission of approximately 90% in the wavelength range from 300 nm to 800 nm, in particular from 300 nm to 500 nm. The effect of the PET carrier layer 13 can therefore be considered negligible for the assessment of the measurement results.
  • thermochromic layers were carried out at room temperature, approximately 21° C., and thus below the color change point of the thermochromic elements 11.
  • a spectrophotometer from the manufacturer Hitachi with the model designation U-2000 was used to measure the transmission.
  • thermochromic layer 14 shows the results of the transmission measurements at a temperature of 21 °C for a yellow thermochromic layer g, a blue thermochromic layer b and a pink thermochromic layer r with a thickness in the range from 1.0 ⁇ m to 1.8 ⁇ m in the wavelength range of 300 nm to 500 nm.
  • the at least one thermochromic element 11 has a thickness in the range from 1.0 ⁇ m to 1.8 ⁇ m and in the wavelength range from 300 nm to 800 nm, in particular from 300 nm to 500 nm, at a Temperature in the range from 20 ° C to 25 ° C has a transmission of at most 70%, preferably at most 65%, particularly preferably at most 60%.
  • thermochromic element 11 it is preferably also possible for the at least one thermochromic element 11 to have a thickness in the range from 1.0 ⁇ m to 1.8 ⁇ m and to have a Color tone of the RAL scale selected from RAL 1000 to RAL 1037, in particular a yellow tone from the RAL Classic collection, and in the wavelength range from 300 nm to 800 nm, in particular from 300 nm to 500 nm, at a temperature in the range of 20°C up to 25° C. has a transmission of at most 70%, preferably at most 65%, particularly preferably at most 60%.
  • the at least one thermochromic element 11 prefferably has a thickness in the range from 1.0 ⁇ m to 1.8 ⁇ m and a color from the RAL scale selected from RAL 5000 to RAL 5026, in particular a blue color from the RAL collection Classic, and in the wavelength range from 300 nm to 800 nm, in particular from 300 nm to 500 nm, at a temperature in the range from 20° C. to 25° C., has a transmission of at most 70%, preferably at most 65%, particularly preferably at most 60 %, having.
  • thermochromic element 11 it is preferably also possible for the at least one thermochromic element 11 to have a thickness in the range from 1.0 ⁇ m to 1.8 ⁇ m and a color from the RAL scale selected from RAL 4001 to RAL 4012, in particular a violet color from the RAL collection Classic, and in the wavelength range from 300 nm to 800 nm, in particular from 300 nm to 500 nm, at a temperature in the range from 20° C. to 25° C., has a transmission of at most 70%, preferably at most 65%, particularly preferably at most 60 %, having.
  • thermochromic layer 15 shows the results of transmission measurements at a temperature of 21 °C for a yellow thermochromic layer g, a blue thermochromic layer b, a black thermochromic layer s and a pink thermochromic layer r with a thickness in the range from 1.6 ⁇ m to 2.4 ⁇ m ⁇ m in the wavelength range from 300 nm to 500 nm.
  • the at least one thermochromic element 11 has a thickness in the range of 1.6 ⁇ m to 2.4 ⁇ m and in the wavelength range from 300 nm to 800 nm, in particular from 300 nm to 500 nm, at a temperature in the range from 20° C. to 25° C. a transmission of at most 50%, preferably at most 45%, particularly preferably a maximum of 40%.
  • the at least one thermochromic element 11 it is preferably also possible for the at least one thermochromic element 11 to have a thickness in the range from 1.6 ⁇ m to 2.4 ⁇ m and a color from the RAL scale selected from RAL 1000 to RAL 1037, in particular a yellow color from the RAL collection Classic, and in the wavelength range from 300 nm to 800 nm, in particular from 300 nm to 500 nm, at a temperature in the range from 20° C. to 25° C., has a transmission of at most 50%, preferably at most 45%, particularly preferably at most 40 %, having.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement (1) sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements (1). Das Sicherheitselement (1), insbesondere ein Sicherheitsstreifen oder ein Sicherheitsfaden oder ein Patch oder eine Transferfolie (2) oder eine Laminierfolie oder ein Druck zur Sicherung von Sicherheitsdokumenten (3), umfasst zumindest ein thermochromes Element (11), wobeii) das zumindest eine thermochrome Element (11) haptische Eigenschaften aufweist; und/oderii) das Sicherheitselement (1) zumindest eine haptische Schicht (12) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement und ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements.
  • Thermochrome Komponenten ändern ihre Farbe bei Temperaturänderung. Die Farbumschlagstemperatur, bei der die thermochrome Komponente ihre Farbe ändert, hängt vom jeweiligen gewählten Rohstoff ab. Die Farbänderung resultiert aus einer Veränderung der Kristall- oder Molekülstruktur der thermochromen Komponente. Solche thermochromen Komponenten finden bereits Verwendung bei Verpackungen, Haushaltsartikeln (wie z.B. Tassen), Schmuck (z.B. Stimmungsringe) und Sicherheitsanstriche.
  • Aus der US 5826915 A ist bereits ein Verfahren zum Bedrucken eines Sicherheitsdokuments mit einem thermochromen Lack bekannt. Zur Überprüfung der Echtheit muss der Betrachter das thermochrome Material Wärme aussetzen. Dies kann in Form von Reibung und/oder Berührung und/oder andere Wärmequellen erfolgen. Dadurch ändert sich die Farbe des thermochromen Materials und die Echtheit des Sicherheitsdokuments kann verifiziert werden.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Sicherheitselement mit thermochromen Elementen und haptischen Eigenschaften sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines solchen Sicherheitselements bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird von einem Sicherheitselement, insbesondere ein Sicherheitsstreifen oder ein Sicherheitsfaden oder ein Patch oder eine Transferfolie oder eine Laminierfolie oder ein Druck, zur Sicherung von Sicherheitsdokumenten, gelöst, wobei das Sicherheitselement zumindest ein thermochromes Element aufweist, wobei
    1. i) das zumindest eine thermochrome Element haptische Eigenschaften aufweist; und/oder
    2. ii) das Sicherheitselement zumindest eine haptische Schicht aufweist.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass das zumindest eine thermochrome Element derart ausgestaltet ist, dass dieses eine haptische Oberfläche aufweist.
  • Diese Aufgabe wird weiter von einem Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 15, wobei die folgenden Schritte, insbesondere in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden, gelöst:
    • Bereitstellen zumindest eines thermochromen Elements und/oder Aufbringen zumindest eines thermochromen Elements auf ein Zielsubstrat oder eine Trägerschicht, wobei
      1. i) das zumindest eine thermochrome Element haptische Eigenschaften aufweist; und/oder
      2. ii) zumindest eine haptische Schicht aufgebracht wird.
  • Hierbei hat sich gezeigt, dass durch das erfindungsgemäße Sicherheitselement und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements ein verbessertes Sicherheitselement erhalten wird, das sowohl thermochrome wie auch haptische Eigenschaften aufweist und diese zu einem einzigartigen Sicherheitselement kombiniert. Dadurch, dass das Sicherheitselement sowohl haptische als auch thermochrome Eigenschaften aufweist, ist der Betrachter bzw. Anwender zur Überprüfung der Echtheit angehalten das Sicherheitselement zu berühren. Dadurch, dass das thermochrome Element selbst haptische Eigenschaften aufweist oder dass unter dem thermochromen Element eine haptische Schicht angeordnet ist, kann der Betrachter bzw. Anwender bei Berührung des Sicherheitselements, insbesondere mit einem oder mehrerer Finger seiner Hand, eine gewisse Taktilität wahrnehmen. Gleichzeitig bewirkt die Überprüfung der Taktilität durch Berührung auch einen Wärmeeintrag, insbesondere durch die Körperwärme des Betrachters bzw. Anwenders auf das thermochrome Element, welches dadurch einen Farbumschlag generiert. Der vordefinierte Farbumschlag ist ein weiteres Merkmal zur Überprüfung der Echtheit des Sicherheitselements. Die visuell wahrnehmbare Farbveränderung durch Berührung und den damit verbundene Wärmeeintrag ist also eine schnelle und ohne weitere Hilfsmittel zu bewerkstelligende Echtheitsprüfung des Sicherheitselements. Durch die Kombination der haptischen Eigenschaften mit den thermochromen Eigenschaften des Sicherheitselements findet also zwangsläufig durch die Berührung des Sicherheitselements eine doppelte Echtheitsprüfung statt, wofür der Betrachter bzw. Anwender lediglich einen Überprüfungsschritt, nämlich das Berühren des Sicherheitselements, durchführen muss.
  • Darüber hinaus kann durch die Taktilität dieses Sicherheitselement zum Beispiel Sehbehinderten helfen, die Denomination oder die Echtheit von Banknoten oder Sicherheitsdokumenten zu erkennen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass das Sicherheitselement eine Trägerschicht und/oder zumindest eine Grundierung und/oder zumindest eine Schutzlackschicht umfasst.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die zumindest eine Grundierung auf der dem zumindest einen thermochromen Element gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht angeordnet ist.
  • Es ist auch möglich, dass die zumindest eine Grundierung einen Kleber oder Kombinationen von Klebern umfasst, ausgewählt aus: einschichtiger Kleber, mehrschichtiger Kleber, Kleber auf wässriger Basis, Kleber auf lösemittelhaltiger Basis, lösungsmittelfreier Kleber, strahlendhärtender Kleber, thermisch aktivierbarer Kleber, thermisch härtbarer Kleber. Die Kombination dieser Kleber kann als Mischung derartiger Komponenten erfolgen und/oder als Kombination übereinander angeordneter mehrerer Schichten und/oder nebeneinander angeordneter mehrerer Flächenbereiche, die jeweils Kleber mit unterschiedlichen und/oder ähnlichen Eigenschaften aufweisen.
  • Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Kleber oder die Kleber der zumindest einen Grundierung mittels eines Druckverfahrens und/oder mittels Gießens und/oder mittels Rakels aufgebracht wird. Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Kleber oder die Kleber der zumindest einen Grundierung zumindest teilweise, bevorzugt vollflächig, aufgebracht wird. Insbesondere ist es möglich, dass die Schichtdicke der einzelnen Kleber der zumindest einen Grundierung eine Schichtdicke im Bereich von 0,01 µm bis 12 µm, bevorzugt von 0,05 µm bis 8 µm, aufweisen.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Kleber oder die Kleber der zumindest einen Grundierung zumindest ein Bindemittel oder Kombinationen von Bindemitteln aufweist, ausgewählt aus: Polyacrylate, Polyurethane, Epoxide, Polyester, Polyvinylchloride, Kautschukpolymere, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Ethylen-Vinylacetate, Polyvinylacetate, Styrol-Blockcopolymere, Phenol-Formaldehydharz-Klebstoffe, Melamine, Alkene, Allylether, Vinylacetat, Alkylvinylether, konjugierte Diene, Styrol, Acrylate.
  • Es ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass der Lack aus welchem der Kleber der zumindest einen Grundierung durch ein Aufbringungsverfahren hergestellt wird, ein Lösungsmittel oder Kombinationen von Lösungsmittel aufweist, ausgewählt aus: Wasser, aliphatische (Benzin-) Kohlenwasserstoffe, cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, Terpenkohlenwasserstoffe, aromatische (Benzol-) Kohlenwasserstoffe, Chlorkohlenwasserstoffe, Ester, Ketone, Alkohole, Glykole, Glykolether, Glykoletheracetate. Dieses Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch wird in dem Aufbringungsprozess zum Großteil wieder entfernt, insbesondere durch Trocknen bzw. Verdunsten.
  • Es ist weiter auch möglich, dass der Kleber oder die Kleber der zumindest einen Grundierung ein Zusatzstoff oder Kombination von Zusatzstoffen aufweist, ausgewählt aus: Härter, Vernetzer, Fotoinitiatoren, Füllstoffe, Stabilisatoren, Inhibitoren, Korrosionsinhibitoren, Additive, insbesondere Verlaufsadditive, Entschäumer, Entlüfter, Dispergieradditive, Netzmittel, Gleitmittel, Mattierungsmittel, Rheologieadditive, Pigmente, Korrosionsschutzpigmente, Farbstoffe, Wachse. Durch geeignete Wahl von Füllstoffen oder Wachsen kann beispielsweise die Klebrigkeit der zumindest einen Grundierung, insbesondere bei Raumtemperatur reduziert werden.
  • Insbesondere weist ein thermisch aktivierbarer Kleber und/oder ein Kleber, der thermoplastische und/oder UV-basierende Rohstoffe aufweist, einen Festkörperanteil im Bereich von 10% bis 100%, bevorzugt von 15% bis 35%, auf. Dadurch kann der Auftrag an der Lackiermaschine in guter Qualität erfolgen. Es ist bevorzugt auch vorgesehen, dass der Kleber nach dem Trocknen, insbesondere bei Raumtemperatur, eine nicht klebrige Oberfläche aufweist. Vorteilhaft ist auch, wenn die Wahl der Rohstoffe des Klebers derart gewählt wird, dass die Verarbeitungstemperatur bei der Herstellung des Sicherheitselements immer oberhalb der Glasübergangstemperatur und unterhalb des Schmelzpunktes des Klebers liegt.
  • Ein mehrschichtiger Kleber bietet insbesondere den Vorteil, dass auch zwischen sehr anspruchsvollen Oberflächen eine ausreichende Haftung erzielt werden kann. Außerdem ermöglicht ein mehrschichtiger Aufbau eine Grundierung, mit der eine Vielzahl an chemischen und physikalischen Beständigkeiten erfüllt werden können. Als chemische Beständigkeit wird hierbei die Widerstandsfähigkeit des Klebers gegen die Einwirkung von Chemikalien bezeichnet. Die Zusammensetzung der Kleber wird vorzugsweise so gewählt, dass sie gegenüber vordefinierten Chemikalien eine ausreichende Beständigkeit aufweisen. Weiter ist es vorteilhafterweise vorgesehen, dass bei mehrschichtigen Klebern eine Zwischenhaftung der einzelnen Kleberschichten zueinander gegeben ist. Dies erfolgt durch eine geeignete Wahl der Klebstoffkomponenten.
  • Insbesondere ist es möglich, dass die zumindest eine Schutzlackschicht oberhalb des zumindest einen thermochromen Elements angeordnet ist. Bei der Schutzlackschicht handelt es sich vorzugsweise um eine transparente, insbesondere farblose, Schicht, welche das thermochrome Element vor äußeren Umwelteinflüssen schützt. Solche Umwelteinflüsse können physikalische, chemische oder mechanische Belastungen sein. Die Schutzlackschicht wird vorzugsweise mittels Druckverfahrens und/oder mittels Gießens und/oder mittels Rakels aufgebracht.
  • Insbesondere weist die zumindest Schutzlackschicht eine Dicke im Bereich von 0,01 µm bis 10 µm, bevorzugt von 0,05 µm bis 7 µm, besonders bevorzugt von 0,1 µm bis 5 µm, auf.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Verfahren weiter folgenden Schritt umfasst:
    • Aufbringen zumindest einer Grundierung, insbesondere wobei die zumindest eine Grundierung auf der dem zumindest einen thermochromen Element gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht aufgebracht wird, und/oder Aufbringen zumindest einer Schutzlackschicht, insbesondere wobei die zumindest Schutzlackschicht auf das zumindest eine thermochrome Element aufgebracht wird.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass die zumindest eine Schutzlackschicht über dem zumindest einen thermochromen Element aufgebracht wird. Mit über dem zumindest einen thermochromen Element ist hier gemeint, dass das thermochrome Element auf dessen Sichtseite mit einer Schutzlackschicht versehen wird, welche vorzugsweise transparent ist. D.h. die Schutzlackschicht stellt vorzugsweise die äußerste Schicht des Sicherheitselements dar, wobei das zumindest eine thermochrome Element direkt unterhalb der zumindest einen Schutzlackschicht angeordnet ist.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Trägerschicht eine Dicke im Bereich von 1 µm bis 500 µm, bevorzugt von 3 µm bis 75 µm, besonders bevorzugt von 6 µm bis 50 µm, aufweist.
  • Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Trägerschicht einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet ist und ein Material oder eine Kombination von Materialien umfasst, ausgewählt aus: PET (Polyethylenterephthalat), PP (Polypropylen), PE (Polyethylen), PEN (Polyethylennaphthalat), PC (Polycarbonat), PVC (Polyvinylchlorid), Kapton® (Poly-oxydiphenylenpyromellitimid), Polyimiden, PLA (Polyactat), PMMA (Polymethylmethacrylat), ABS (Acrylnitrilbutadienstyrol) und/oder cellulosebasierte Substrate.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Verfahren weiter folgenden Schritt umfasst, insbesondere der vor dem Schritt des Aufbringens zumindest eines thermochromen Elements auf eine Trägerschicht durchgeführt wird:
    • Bereitstellen einer Trägerschicht.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass die Trägerschicht zumindest eine Haftvermittlerschicht aufweist, insbesondere wobei die Haftvermittlerschicht eine Dicke in einem Bereich von 1 nm bis 5 µm, bevorzugt von 5 nm bis 3 µm, aufweist. Diese Haftvermittlerschicht wird häufig während des Prozesses der Trägerherstellung aufgebracht. Es ist aber auch möglich, diese Haftvermittlerschicht zu einem späteren Zeitpunkt aufzubringen.
  • Eine Haftvermittlerschicht, oder auch Primer genannt, erhöht die Haftung zwischen zwei Schichten, die ansonsten keine ausreichend Haftung zueinander aufweisen würden. Zum Beispiel kann das die Haftung der Trägerschicht zum thermochromen Element oder zu einer Replizierlackschicht sein. Bevorzugt umfasst die Haftvermittlerschicht ein Material oder Kombinationen von Materialien ausgewählt aus: Polyester, Epoxid, Polyurethan, Acrylat, Copolymerharze.
  • Die Haftvermittlerschicht kann thermoplastisch oder UV-härtbar oder als Hybridvariante (thermoplastisch und UV-härtbar) oder als Kaltkleber/-primer bzw. selbstklebender Primer ausgeführt werden mit einer Schichtdicke von 0,01 µm bis 15 µm, bevorzugt von 0,1 µm bis 5 µm. Auch anorganische Materialien, wie Metalle, Metalloxide, Legierungen, Oxide oder Silikate können als Haftvermittler dienen oder Bestandteil eines solchen Systems sein.
  • Die Erhöhung der Haftung zwischen Trägerschicht und thermochromen Element oder Replizierlackschicht kann optional auch durch oberflächenaktivierende Prozesse wie Corona- oder Plasmabehandlung erzielt werden. Diese sind auch in Kombination mit einem Haftvermittler nutzbar.
  • Wird das Sicherheitselement als Transferfolie, insbesondere als Prägefolie, verwendet, kann auch eine Einbringung des thermochromen Elements in die Haftvermittlerschicht sinnvoll sein. Weist das thermochrome Element auch haptische Eigenschaften auf, dann können die haptischen Eigenschaften durch das lokal unterschiedliche Auftragsgewicht der Haftvermittlerschicht hervorgerufen werden. Zusätzlich oder anstatt eines unterschiedlich hohen Auftragsgewichts der Haftvermittlerschicht im Dekor können die haptischen Eigenschaften durch Additive oder thermochrome Elemente selbst entstehen.
  • Vorteilhafterweise ist es möglich, dass das Bereitstellen des zumindest einen thermochromen Elements und/oder Aufbringen des zumindest einen thermochromen Elements mittels Siebdruck und/oder Reversdruck und/oder Tiefdruck durchgeführt wird.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Sicherheitselement eine von der Trägerschicht ablösbare Transferlage aufweist, insbesondere wobei die Transferlage das zumindest eine thermochrome Element und/oder die zumindest eine haptische Schicht und/oder zumindest eine Grundierung und/oder zumindest eine Schutzlackschicht umfasst.
  • Es ist weiter auch möglich, dass das Verfahren weiter folgenden Schritt umfasst, insbesondere der nach dem Schritt des Bereitstellens einer Trägerschicht durchgeführt wird:
    • Aufbringen einer von der Trägerschicht ablösbaren Transferlage, insbesondere wobei die Transferlage das zumindest eine thermochrome Element und/oder die zumindest eine haptische Schicht und/oder zumindest eine Grundierung und/oder zumindest eine Schutzlackschicht umfasst.
  • Weiter ist es möglich, dass das Verfahren weiter folgenden Schritt umfasst, insbesondere der vor dem Schritt des Aufbringens der Transferlage durchgeführt wird:
    • Aufbringen einer Ablöseschicht auf die Trägerschicht mittels Druckverfahren, insbesondere wobei die Ablöseschicht zwischen der Trägerschicht und der Transferlage angeordnet wird.
  • Vorzugsweise ist es möglich, dass die zumindest eine Grundierung derart angeordnet ist, dass diese nach Applikation der Transferlage auf ein Zielsubstrat unter dem zumindest einen thermochromen Element angeordnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass das zumindest eine thermochrome Element von dem Betrachter bei senkrechter Betrachtung auf das Sicherheitselement bzw. Sicherheitsdokument visuell wahrgenommen werden kann.
  • Es ist auch möglich, dass die zumindest eine Schutzlackschicht derart angeordnet ist, dass diese nach Applikation der Transferlage auf ein Zielsubstrat über dem zumindest einen thermochromen Element angeordnet ist. Die Schutzlackschicht beeinträchtigt dabei die visuelle Wahrnehmbarkeit des zumindest einen thermochromen Elements nicht, da die Schutzlackschicht vorzugsweise transparent, insbesondere farblos, ausgestaltet ist. Die Schutzlackschicht dient zum Schutz des zumindest einen thermochromen Elements vor äußeren Umwelteinflüssen.
  • Weiter ist es insbesondere möglich, dass die zumindest eine Grundierung derart mittels Druckverfahren und/oder Rakels und/oder Gießens aufgebracht wird, sodass diese nach der Applikation der Transferlage auf ein Zielsubstrat unter dem zumindest einen thermochromen Element angeordnet ist.
  • Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die zumindest eine Grundierung zumindest teilweise, bevorzugt vollflächig, mit einer Schichtdicke im Bereich von 0,01 µm bis 12 µm, insbesondere von 0,05 µm bis 8 µm, aufgebracht wird.
  • Ferner ist es bevorzugt möglich, dass das Sicherheitselement eine Ablöseschicht umfasst, insbesondere welche zwischen der Trägerschicht und der Transferlage angeordnet ist.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Ablöseschicht zumindest ein Material oder eine Kombination von Materialien umfasst, ausgewählt aus: Wachs, Carnaubawachs, Montansäureester, Polyethylenwachs, Polyamidwachs, PTFE Wachs, Silikon, Melaminformaldehydharz.
  • In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Ablöseschicht eine Schichtdicke kleiner als 1 µm, insbesondere kleiner als 0,5 µm, aufweist.
  • Bevorzugt handelt es sich bei der Ablöseschicht um eine polymere Ablöseschicht, die ein besseres und/oder anderes Ablöseverhalten als herkömmliche Trägerschichten aufweisen. Solche Ablöseschichten werden irreversibel mit der Trägerschicht verbunden und auf der Ablöseschicht eine Transferlage angeordnet. Die Transferlage kann insbesondere mit einer polymeren Ablöseschicht leichter von der Trägerschicht abgelöst werden, sodass eine saubere Dekoration der Transferlage auf das Zielsubstrat erfolgen kann.
  • Es kann auch möglich sein, dass die Transferlage oder das Sicherheitselement eine Dekorlage aufweist, insbesondere wobei die Dekorlage zumindest eine Farbschicht und/oder zumindest eine Replizierlackschicht und/oder zumindest eine Metallschicht und/oder zumindest eine Linsenschicht aufweist. Bei der Dekorlage kann es sich also um ein oder mehrere Schichten der Transferlage oder um ein oder mehrere Schichten, welche direkt auf eine Trägerschicht oder ein Zielsubstrat, insbesondere Sicherheitsdokument, aufgedruckt werden, handeln.
  • Unter einer Replizierlackschicht wird hier vorzugsweise eine spezielle, funktionale Schicht verstanden, in welche optisch variable Strukturen, insbesondere mittels thermischer Replikation und/oder UV-Replikation, eingebracht und/oder fixiert werden. Bei einer hybriden Replizierlackschicht wird diese beispielsweise zuerst thermisch repliziert und anschließend mittels Strahlung, beispielsweise mittels UV-Strahlung und/oder zumindest einem Elektronenstrahl, gehärtet. Bei einer UV-basierten Replizierlackschicht wird diese bei Raumtemperatur repliziert und anschließend mittels Strahlung, beispielsweise mittels UV-Strahlung und/oder zumindest einem Elektronenstrahl, gehärtet. Beispielsweise ist es möglich, dass der Replizierlack bei einer UV-Replikation zusätzlich warm wird, insbesondere durch Wärmeeintrag während der UV-Bestrahlung.
  • Vorzugweise ist es vorgesehen, dass die Replizierlackschicht eine Dicke im Bereich von 0,1 µm bis 70 µm, bevorzugt von 0,3 µm bis 50 µm, aufweist.
  • Es ist jedoch auch möglich, dass die Replizierlackschicht eine haptische Eigenschaft, insbesondere in Form von räumlichen Strukturen mit Höhen und Vertiefungen, aufweist. Insbesondere handelt es sich dabei um räumliche Strukturen, die bei Berührung für den Betrachter spürbar bzw. ertastbar sind. Vorzugsweise ist es dann vorgesehen, dass das thermochrome Element über der Replizierlackschicht derart angeordnet ist, dass sich diese an den räumlichen Strukturen der zumindest einen Replizierlackschicht anpasst. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die zumindest eine haptische Schicht zumindest eine Replizierlackschicht umfasst.
  • Insbesondere ist es möglich, dass die zumindest eine Replizierlackschicht optisch variable Strukturen, einzeln oder in Kombination ausgewählt aus: diffraktive Strukturen, refraktive Strukturen, isotrope Mattstrukturen, anisotrope Mattstrukturen, aufweist, die vorzugsweise mittels thermischer Replikation und/oder UV-Replikation eingebracht sind. Insbesondere wenn die Replizierlackschicht vollflächig aufgetragen ist, ist die Replizierlackschicht in den Bereichen, in denen die Farbschicht und/oder die Metallschicht und/oder das zumindest eine thermochrome Element nicht vorgesehen sind, für den Betrachter sichtbar. Für den Betrachter ergibt sich durch die optisch variable Struktur der Replizierlackschicht ein besonders eindrucksvoller optischer Effekt. Dies erhöht zugleich auch die Sicherheit gegenüber Fälschungen.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass die zumindest eine Replizierlackschicht passer- bzw. registergenau zu der zumindest einen Farbschicht und/oder der zumindest einen Metallschicht und/oder dem zumindest einen thermochromen Element angeordnet ist.
  • Unter registriert oder Register bzw. passgenau bzw. registergenau oder Passgenauigkeit oder Registergenauigkeit ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehrerer Schichten relativ zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst gering sein. Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Elementen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Prozesssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorisch, vorzugsweise optisch detektierbarer Passermarken oder Registermarken erfolgen. Diese Passermarken oder Registermarken können dabei entweder spezielle separate Elemente oder Bereiche oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Elemente oder Bereiche oder Schichten sein.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass die zumindest eine Metallschicht ein Material oder eine Materialkombination umfasst, ausgewählt aus: Aluminium, Silber, Chrom, Kupfer, Zinn, Gold, Zink oder einer Legierung der vorgenannten Metalle. Es ist weiter auch möglich, dass die zumindest eine Metallschicht ein Material umfasst, ausgewählt aus: geschwärztes Aluminium, insbesondere unterstöchiometrisches AlxOy, oder oxidiertem Silber. Die Metallschicht kann dabei lediglich teilmetallisiert oder auch vollmetallisiert ausgestaltet sein.
  • Insbesondere ist es möglich, dass die zumindest eine Metallschicht registergenau bzw. passergenau, insbesondere im exakten Register, zu der zumindest einen Farbschicht und/oder zu dem zumindest einen thermochromen Element angeordnet ist.
  • Ferner ist es möglich, dass die zumindest eine Metallschicht in einem ersten Bereich vorgesehen ist und in einem zweiten Bereich nicht vorgesehen ist. Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die zumindest eine Metallschicht in einem ersten Bereich aufgebracht wird und in einem zweiten Bereich nicht aufgebracht wird. Es ist weiter auch möglich, dass die zumindest eine Metallschicht vollflächig aufgebracht wird. Für diesen Fall ist insbesondere vorgesehen, dass die vollflächig aufgebrachte Metallschicht strukturiert bzw. demetallisiert wird, insbesondere mittels Ätzen und/oder mittels Waschverfahren.
  • Es ist ferner möglich, dass die zumindest eine Metallschicht mittels Aufdampfen und/oder Sputtern aufgebracht wird.
  • Vorteilhafterweise ist die zumindest eine Metallschicht transparent oder teiltransparent oder opak oder transluzent ausgestaltet.
  • Die zumindest eine Metallschicht kann als metallische Spiegelschicht oder als semitransparente Absorberschicht fungieren. Bevorzugt liegt die Schichtdicke einer solchen Metallschicht zwischen 1 nm und 500 nm, weiter bevorzugt zwischen 5 nm und 100 nm. Als metallische Spiegelschicht kann diese Schicht typischerweise ab einer Schichtdicke von ca. 15 nm dienen. Bei einer Schichtdicke geringer als 15 nm kann diese Schicht als semitransparente Absorberschicht fungieren. Es ist auch möglich, dass eine solche Schicht durch Aufbringen von metallpigmenthaltigen Lacken ausgebildet wird, wobei die Schichtdicke insbesondere zwischen 0,1 µm bis 50 µm, bevorzugt von 1 µm bis 20 µm, liegt.
  • Weiter kann auch ein sogenanntes Dünnfilmschichtsystem vorgesehen sein, dass eine erste Metallschicht und eine zweite Metallschicht, sowie eine zwischen diesen beiden Metallschichten angeordnete Abstandsschicht umfasst. Die erste Metallschicht ist vorzugsweise opak ausgebildet und bildet eine sogenannte metallische Spiegelschicht. Die zweite Metallschicht ist vorzugsweise transparent oder teiltransparent ausgebildet und bildet eine sogenannte Absorberschicht. Die beiden Metallschichten können jeweils auch als HRI-Schichten ausgebildet sein. Die Abstandsschicht ist vorzugsweise gedruckt und besteht aus einem niedrigbrechenden Lack.
  • Die zumindest eine Farbschicht besteht vorzugsweise aus einem Bindemittel, einem Additiv, und/oder Füllstoffen. Unter Farbschicht wird vorzugsweise eine spezielle, funktionale Schicht verstanden, welche insbesondere einen für einen Betrachter erfassbaren Farbeindruck erzeugt und/oder weiter bevorzugt als Maskenschicht, insbesondere als Belichtungsmaske, und/oder als Ätzresist verwendet wird.
  • Unter Farbe wird insbesondere eine Einfärbung verstanden, welche bezüglich der Durchsichtigkeit und/oder der Klarheit bzw. des Streuvermögen bevorzugt glasklar transparent eingefärbt oder streuend transparent eingefärbt oder auch opak eingefärbt umfasst. Vorzugsweise tritt die Farbe als Eigenfarbe eines Materials auf und/oder ist als in Blickrichtung vor einer Schicht als zusätzliche eingefärbte Schicht angeordnet, wobei die darunterliegende Schicht, insbesondere die Metallschicht, insbesondere für einen Betrachter in ihrem farbigen Erscheinungsbild modifiziert wird. Die Farbe erscheint hierbei bevorzugt in ihrem Farbton und/oder ihrer Farbsättigung und/oder in ihrer Transparenz unter nahezu allen, insbesondere unter allen, Betrachtungs-und/oder Beleuchtungswinkeln optisch konstant bzw. invariabel. Es ist weiter möglich, dass die Farbe selbst optisch variabel ist, wobei sich der Farbton und/oder die Farbsättigung und/oder die Transparenz der Farbe bei sich änderndem Betrachtungs- und/oder Beleuchtungswinkel insbesondere ändert.
  • Bevorzugt ist die zumindest eine Farbschicht als lasierende Farbschicht, insbesondere als transparent oder transluzent durchscheinende Farbschicht, ausgebildet. Weiter bevorzugt umfasst die zumindest eine Farbschicht vorzugsweise ein Additiv, welches bevorzugt Licht im ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere in einem Wellenlängenbereich zwischen 200 nm und 380 nm, absorbiert. Bevorzugt verstärken derartige UV-Blocker die Funktion der Farbschicht als Maskenschicht. Insbesondere weisen die UV-Blocker keine oder nur eine sehr geringe Absorption in dem für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm auf, um den Farbeindruck der zumindest einen Farbschicht insbesondere nicht zu verändern.
  • Unter Bindemittel werden vorzugsweise polymerbasierte Systeme und deren Mischungen, wie beispielsweise Polyester, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polyurethan, Polystyrol, Polybutyrat, Nitrocellulose, Polyvinylchloride, Ethylenvinylacetate deren Copolymere oder ähnliche Polymere, verstanden.
  • Unter Additiven werden vorzugsweise organische oder anorganische Stoffe verstanden, die die Verarbeitungseigenschaften, beispielsweise beim Aufbringen einer Farbschicht oder bei Verwendung des Sicherheitselements selbst, einen vorbestimmten Effekt erzielen.
  • Unter Füllstoffen werden vorzugsweise alle weiteren, einem System, insbesondere einem polymerbasierten System, zugefügten Materialien, wie beispielsweise Silica, Pigmente, Farbstoffe, UV-Blocker (UV = UV-Strahlung = Ultraviolette Strahlung = elektromagnetische Strahlung aus dem ultravioletten Teil des Spektrums der elektromagnetischen Strahlung oder aus einem oder mehreren Teilbereichen aus dem ultravioletten Teil des Spektrums der elektromagnetischen Strahlung), Tracer, insbesondere Taggants, und/oder ähnliche Materialien, verstanden.
  • Als farbgebende Stoffe der zumindest einen Farbschicht eigenen sich bevorzugt Farbstoffe und/oder Pigmente. Diese farbgebenden Stoffe werden im Folgenden als Farbmittel bezeichnet. Vorzugsweise sind Pigmente im Medium, in welches sie integriert werden, praktisch unlöslich, insbesondere unlöslich. Farbstoffe lösen sich vorzugsweise während ihrer Anwendung auf und verlieren insbesondere ihre Kristall- und/oder Partikelstruktur. Mögliche Klassen von Farbstoffen sind basische Farbstoffe, fettlösliche Farbstoffe oder Metallkomplexfarbstoffe. Mögliche Klassen von Pigmenten sind organische und anorganische Pigmente. Vorzugsweise werden Pigmente aus einem einstückig vorliegenden Material aufgebaut oder weisen insbesondere alternativ dazu komplexe Aufbauten auf, beispielsweise als Schichtgebilde mit einer Vielzahl von Schichten aus unterschiedlichen Materialien und/oder beispielsweise als Kapseln aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere mit Kern und Hülle.
  • Die Farben der zumindest einen Farbschicht sind insbesondere transparent oder zumindest transluzent, wobei das Transmissionsvermögen vorzugsweise zwischen 5% und 99%, insbesondere über einen Teilbereich des für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm, bevorzugt im Bereich von 430 nm bis 690 nm, liegt. Insbesondere sind optisch variable Effekte, der aus der Blickrichtung des Betrachters unterhalb der zumindest einen Farbschicht angeordneten optisch variablen Strukturen, die insbesondere in der zumindest einen Replizierlackschicht eingebracht sind, erfassbar.
  • Weiter ist es möglich, dass die zumindest eine Farbschicht aus mehreren unterschiedlichen Farben ausgebildet ist und/oder besteht, wobei diese hierbei vorzugsweise auch Bereiche mit Farbmischung aus der ersten und zweiten Farbe aufweisen, welche mittels Überlappung der Farbschichten und/oder durch Aufrasterung der Farbschichten entstehen. Insbesondere variiert die Farbsättigung in den Farbschichten.
  • Die Farbschicht kann mit mindestens einem Pigment oder einem Farbmittel der Farbe Cyan, Magenta, Gelb (Yellow) oder Schwarz (Black) (CMYK= Cyan Magenta Yello Key: Schwarz als Farbtiefe) oder der Farbe Rot, Grün oder Blau (RGB) insbesondere zum Erzeugen einer subtraktiven Mischfarbe erzeugt werden.
  • Alternativ zur Mischfarbe können auch Pigmente oder Farbstoffe eingesetzt werden, die eine spezielle, insbesondere vorgemischte, Sonderfarbe oder Farbe aus einem speziellen Farbsystem (z.B. RAL, HKS, Pantone®) erzeugen, beispielsweise Orange oder Violett.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass die zumindest eine Farbschicht eine Schichtdicke im Bereich von 0,1 µm bis 30 µm, bevorzugt im Bereich von 0,1 µm bis 5 µm, aufweist.
  • Es ist weiter auch bevorzugt möglich, dass die zumindest eine Farbschicht mit einer Schichtdicke im Bereich von 0,1 µm bis 30 µm, bevorzugt im Bereich von 0,1 µm bis 5 µm, aufgebracht wird.
  • Die Farbe kann direkt von thermochromen Komponenten erzeugt werden. Die thermochrome Substanz kann zusätzlich zu den farbgebenden Pigmenten oder Farbstoffen des Lacks zugegeben werden und so eine Mischfarbe bilden. Insbesondere ist es dann vorgesehen, dass die zumindest eine Farbschicht als das zumindest eine thermochrome Element ausgestaltet ist.
  • Insbesondere ist es möglich, dass die zumindest eine Farbschicht im Dekor angeordnet ist, vorzugsweise registergenau bzw. passergenau zu der zumindest einen Replizierlackschicht und/oder der zumindest einen Metallschicht und/oder dem zumindest einen thermochromen Element angeordnet ist. Es ist bevorzugt auch vorgesehen, dass die zumindest eine Farbschicht im Dekor aufgebracht wird, insbesondere passergenau bzw. registergenau zu der zumindest einen Replizierlackschicht und/oder der zumindest einen Metallschicht und/oder dem zumindest einen thermochromen Element aufgebracht wird.
  • Es ist möglich, dass die Schichten des Sicherheitselements, insbesondere der Dekorlage, organische UV-Absorber, insbesondere Benzotriazol-Derivate, mit einem Massenanteil in einem Bereich von ca. 3 % bis 5 % aufweisen, insbesondere falls das Material der Schichten keine ausreichende Menge an UV-absorbierenden Bestandteilen, wie beispielsweise UV-absorbierende Pigmente oder UV-absorbierende Farbstoffe enthält. Geeignete organische UV-Absorber werden unter dem Handelsnamen Tinuvin® von der Firma BASF vertrieben.
  • Die transparente Lackschicht mit dem UV-Blocker ist so gewählt, dass sie mit der gleichen Entwicklerlösung bzw. dem gleichen Lösungsmittel wie die Fotolackschicht weggewaschen werden kann. Es entstehen hierdurch fein strukturierte Bereiche auf der Trägerschicht, welche vorzugsweise die UV-Blockerschicht und einen eingefärbten Fotolack aufweisen und Bereiche ohne diese beiden Schichten.
  • Bevorzugt wird zur Strukturierung der zumindest einen Metallschicht ein positiver Fotolack verwendet, insbesondere dessen Löslichkeit bei Aktivierung durch Belichten zunimmt.
  • Insbesondere zeichnet sich ein positiver Fotolack dadurch aus, dass dieser Fotolack bei ausreichender Belichtung mit einer geeigneten Wellenlänge, wie beispielsweise mittels UV-Strahlung, in den belichteten Bereichen löslich in einem bestimmten Lösungsmittel, beispielsweise in sauren oder basischen wässrigen Lösungen, wird.
  • Bevorzugt umfasst ein positiver Fotolack beispielsweise Kondensationspolymer aus m- und p-Kresol und Formaldehyd (Novolak-Harz), Diazonaphthochinon-Derivat (DNQ) und Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch, wie beispielsweise 1-Methoxy-2-propylacetat.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass bei dem Verfahren weiter folgender Schritt ausgeführt wird:
    • Vollflächiges Aufbringen zumindest einer Fotolackschicht, insbesondere sodass die Fotolackschicht unterhalb der zumindest einen Metallschicht und/oder des zumindest einen thermochromen Elements aufgebracht wird.
  • Es ist weiter auch bevorzugt vorgesehen, dass bei dem Verfahren nach dem Schritt des Aufbringens der zumindest einen Fotolackschicht weiter folgender Schritt ausgeführt wird:
    • Belichten der zumindest einen Fotolackschicht des Sicherheitselements, insbesondere sodass die zumindest eine Farbschicht und/oder das zumindest eine thermochrome Element als Belichtungsmaske für die zumindest eine Fotolackschicht dient, und die zumindest eine Fotolackschicht aktiviert wird, wobei:
      1. a) die zumindest eine Fotolackschicht in den zweiten Bereichen löslich in einem bestimmten Lösungsmittel, insbesondere sauren oder basischen Lösungen, wird,
        oder
      2. b) die zumindest eine Fotolackschicht in den ersten Bereichen unlöslich in einem bestimmten Lösungsmittel, insbesondere sauren oder basischen wässrigen Lösungen, wird.
  • Als zweiter Bereich ist dabei derjenige Bereich zu verstehen, welcher nicht mit einer Metallschicht bedeckt sein soll. Wohingegen vorzugsweise im ersten Bereich die Metallschicht vorhanden ist.
  • Vorteilhafterweise ist es möglich, dass bei dem Verfahren nach dem Schritt des Belichtens der zumindest einen Fotolackschicht weiter folgender Schritt ausgeführt wird:
    • Strukturierung der zumindest einen Fotolackschicht mittels eines Lösungsmittels, insbesondere einer sauren oder basischen Lösung, sodass die zumindest eine Fotolackschicht in den zweiten Bereichen entfernt wird und in den ersten Bereichen erhalten bleibt.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass bei dem Verfahren nach dem Schritt der Strukturierung der zumindest einen Fotolackschicht weiter folgender Schritt ausgeführt wird:
    • Demetallisierung der zumindest einen Metallschicht mittels Ätzen, wobei die zumindest eine Fotolackschicht als Ätzresist dient und die zumindest eine Metallschicht in den zweiten Bereichen entfernt wird und in den ersten Bereichen erhalten bleibt, insbesondere sodass die Metallschicht im exakten Register zu der zumindest einen Farbschicht und/oder dem zumindest einen thermochromen Element demetallisiert wird.
  • Vorteilhafterweise ist anschließend vorgesehen, dass die zumindest eine Fotolackschicht entfernt wird, sodass diese im Aufbau des Sicherheitselements nicht mehr vorhanden ist.
  • Vorzugsweise lässt sich das Register zwischen dem zumindest einen thermochromen Element und der zumindest einen Metallschicht mittels eines sogenannten Fotoresists, im Folgenden als negativer Fotolack bezeichnet, erzielen, welcher insbesondere eingefärbt ist. Dieser Fotolack kann mit einer thermochromen Komponente und/oder einer thermochromen Komponente mit einem zusätzlichen Farblack eingefärbt sein. Ein negativer Fotolack zeichnet sich dadurch aus, dass dieser Lack bei ausreichender Belichtung mit einer geeigneten Wellenlänge, z.B. mit UV-Licht, aushärtet und dadurch in den belichteten Bereichen unlöslich in einem bestimmten Lösungsmittel, z.B. in saurer oder basischer wässriger Lösung, wird. Durch eine maskierte Belichtung lassen sich folglich eingefärbte Bereiche definierter Form und Größe erzielen, wobei in dem beschriebenen Beispiel ein exaktes Register, also praktische Deckungsgleichheit zwischen dem negativen Fotolack und der Metallschicht erreicht wird.
  • Hauptbestandteile eines auf Epoxidharz basierenden Negativ-Fotolacks sind im Allgemeinen niedermolekulare organische Verbindungen, die mehr als eine Epoxidgruppe pro Molekül aufweisen. Epoxidharze basierend auf Bisphenol-A, epoxidiertem Phenolnovolac, Resorcinglycidylether sowie cycloaliphatisch aufgebaute Harze werden dabei häufig als Harzkomponente zur Herstellung von negativen Fotolacken verwendet.
  • In der Verbindung mit einem Vernetzer (Härter) liefert das so genannte Harz/Härter-System durch Polymerisation der Epoxidgruppe ein makromolekulares Netzwerk. In der Praxis wird eine Vielzahl an verschiedenen Härtern verwendet, die durch die Ringöffnungsreaktion der Oxirangruppen unterschieden werden. Häufig werden Säureanhydride, Amine oder phenolhaltige Verbindungen eingesetzt oder Triarysulfoniumsalze werden häufig als photoaktive Komponente verwendet.
  • Weiterhin werden Katalysatoren, wie z.B. Lewis-Basen und -Säuren eingesetzt. Der Härter wird dabei in die dreidimensionale Netzstruktur eingebaut. Der Katalysator begünstigt im Falle eines basischen Beschleunigers die Netzwerkbildung über Esterbrücken.
  • Als Standardlösungsmittel für expoxidharzbasierende negative Fotolacke wird beispielsweise g-Butyrolacton verwendet. So zum Beispiel auch für den Negativresist SU-8 (Epoxy-Novolac auf Basis Bisphenol A).
  • Additive wie zum Beispiel langkettige Epoxidharze dienen vorzugsweise als Haftvermittler, Reaktivdünner oder als Zusatz bzw. Erniedrigung der Viskosität.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass das zumindest eine thermochrome Element vollflächig oder zumindest bereichsweise, insbesondere teilweise oder im Dekor, angeordnet ist. Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element vollflächig oder zumindest bereichsweise, insbesondere teilweise oder im Dekor, aufgebracht wird. Als vollflächige thermochrome Elemente bieten sich beispielsweise Sicherheitsstreifen an, welche mittels eines Transferverfahrens auf ein Zielsubstrat transferiert werden. Der gesamte Streifen ist in diesem Fall als thermochromes Element ausgestaltet und ändert bei Wärmeeintrag und gleichzeitiger Überschreitung des Farbumschlagpunkts seine Farbe. Bei einem thermochromen Element als Dekor bietet sich beispielsweise an, dass dieses ein Element aufweist, ausgewählt aus: graphisch gestalteter Umriss, eine figürliche Darstellung, ein Bild, ein Einzelbild, ein Muster, ein Endlosmuster, ein Motiv, ein Symbol, ein Logo, ein Portrait, ein Raster, ein alphanumerisches Zeichen, ein Text und/oder Kombinationen daraus. Bei einem thermochromen Element als Dekor ist es zudem bevorzugt möglich, dass dieses mittels eines Punktrasters, Linienrasters und/oder einer vordefinierten sich wiederholenden Musterung ausgestaltet ist.
  • Es ist weiter auch möglich, dass die zumindest eine Metallschicht unter dem zumindest einen thermochromen Element angeordnet ist, insbesondere wobei die zumindest eine Metallschicht registergenau und/oder passergenau, bevorzugt im exakten Register, zu dem zumindest einen thermochromen Element angeordnet ist. Weiter ist es vorgesehen, dass das zumindest eine thermochrome Element über der zumindest einen Metallschicht aufgebracht wird, insbesondere wobei das zumindest eine thermochrome Element registergenau und/oder passergenau, bevorzugt im exakten Register, zu der zumindest einen Metallschicht angeordnet wird.
  • Durch die passergenaue Anordnung ist es beispielsweise möglich, dass das thermochrome Element im nicht aktivierten Zustand die optische Information der darunter liegenden Metallschicht verdeckt. Wird das thermochrome Element jedoch aktiviert, insbesondere durch Wärmeeintrag und gleichzeitiger Überschreitung der Farbumschlagstemperatur, so wird die optische Information der Metallschicht für den Betrachter sichtbar. Beispielsweise ist es möglich, dass sowohl die Metallschicht als auch das thermochrome Element als Stern ausgebildet sind, welche passergenau übereinander angeordnet sind. Beispielsweise ist der Stern der Metallschicht dabei in einer ersten Farbe ausgestaltet und der Stern des thermochchromen Elements in einer zweiten Farbe. Bei Aktivierung des thermochromen Elements ändert dieses seine Farbe von der zweiten Farbe zu farblos. Dadurch wird der Stern in der ersten Farbe der Metallschicht für den Betrachter sichtbar.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element zur Strukturierung der zumindest einen Metallschicht als Ätzresist, insbesondere als negativer oder positiver Fotolack, und/oder als Belichtungsmaske zur Strukturierung eines Ätzresists ausgestaltet ist. Dadurch lässt sich eine passergenaue Anordnung und/oder registergenaue Anordnung und/oder ein exaktes Register des zumindest einen thermochromen Elements zu der zumindest einen Metallschicht ermöglichen.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass das zumindest eine thermochrome Element einen Farbumschlagspunkt in einem Temperaturbereich von -20°C bis 120°C, bevorzugt von 0°C bis 60°C, besonders bevorzugt von 15°C bis 45°C, aufweist, sodass sich bei Überschreitung dieses Farbumschlagpunkts das Erscheinungsbild des zumindest einen thermochromen Elements von einer ersten Farbe zu einer zweiten, insbesondere transparenten, Farbe ändert und/oder bei Unterschreitung dieses Farbumschlagspunkts das Erscheinungsbild des zumindest einen thermochromen Elements von der zweiten, insbesondere transparenten, Farbe zu einer ersten Farbe ändert. Somit ist es beispielsweise möglich, dass das thermochrome Element seine Farbe ändert und dieses stets für den Betrachter sichtbar ist. Für den Fall, dass das thermochrome Element sein Erscheinungsbild zu einer zweiten transparenten bzw. farblosen Farbe ändert, können optische Informationen, welche unterhalb des thermochromen Elements angeordnet sind, für den Betrachter sichtbar werden. Dies ermöglicht zudem eine einfache Überprüfung des Sicherheitselements auf dessen Echtheit, da für den Farbumschlag des thermochromen Elements kein weiteres Hilfsmittel benötigt wird. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Anwender, welcher die Überprüfung der Echtheit durchführt, den Farbumschlag des thermochromen Elements kennt. Dadurch kann die Echtheit schnell und einfach geprüft werden. Zudem wird durch den oben angegebenen Temperaturbereich des Farbumschlagpunkts sichergestellt, dass der Farbumschlag mit Körperwärme erzielt werden kann.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element zumindest ein thermochromes Farbmittel umfasst, und/oder dass das zumindest eine thermochrome Element eine erste Lackschicht mit zumindest einem thermochromen Farbmittel und eine zweite Lackschicht mit zumindest einem Farbmittel umfasst, insbesondere wobei das zumindest eine thermochrome Farbmittel und das zumindest eine Farbmittel unterschiedliche Farben aufweisen und in Kombination eine Mischfarbe als erste Farbe des zumindest einen thermochromen Elements in einem Temperaturbereich unterhalb des Farbumschlagpunkts aufweist und/oder in Kombination eine Mischfarbe als zweite Farbe des zumindest einen thermochromen Elements in einem Temperaturbereich oberhalb des Farbumschlagpunkts aufweist, welche im Wesentlichen der Farbe des zumindest einen Farbmittel entspricht. So ist es beispielsweise möglich, dass eine blaue Lackschicht mit roten thermochromen Farbmitteln versetzt ist, sodass eine erste Mischfarbe einen lilanen Farbeindruck für den Betrachter erzeugt. Bei Aktivierung des thermochromen Elements ändert das thermochrome Element seine Farbe von rot zu farblos. Der Betrachter nimmt lediglich den blauen Farbeindruck der Lackschicht wahr. Mit einer derartigen Ausgestaltung lassen sich also vielfältige Farbänderungseffekte erzielen, welche zur Überprüfung der Echtheit genutzt werden können.
  • Insbesondere ist es möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element eine erste Lackschicht mit zumindest einem ersten thermochromen Farbmittel und eine zweite Lackschicht mit zumindest einem zweiten thermochromen Farbmittel umfasst, insbesondere wobei das zumindest eine erste thermochrome Farbmittel und das zumindest eine zweite thermochrome Farbmittel unterschiedliche Farben aufweisen und in Kombination eine Mischfarbe als erste Farbe des zumindest einen thermochromen Elements in einem Temperaturbereich unterhalb des Farbumschlagpunkts aufweist und/oder in Kombination eine Mischfarbe als zweite Farbe des zumindest einen thermochromen Elements in einem Temperaturbereich oberhalb des Farbumschlagpunkts aufweist, welche im Wesentlichen farblos erscheint.
  • Es kann auch möglich sein, dass die erste Lackschicht und die zweite Lackschicht einen Farbabstand ΔE im Bereich von 50 bis 270, bevorzugt von 100 bis 270, besonders bevorzugt von 130 bis 270, aufweisen.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass für einen guten Kontrast im CIELAB-Raum der Gesamtfarbabstand ΔE aller Farbkomponenten L, a und b spezifiziert wird. Beim CIELAB-System wird der Farbraum durch eine Kugel mit drei Achsen L, a und b definiert. Der Farbabstand ΔE ist also ein Maß für den empfundenen Farbabstand zwischen zwei Farborten p = (Lp, ap, bp) und v = (Lv, av, bv) und ist abhängig vom Auftragsgewicht der ersten und/oder zweiten Lackschicht. Hierbei ist insbesondere Lp,v die Helligkeit, ap,v der Farbwert auf der Rot-Grün-Achse und bp,v der Farbwert auf der Gelb-Blau-Achse der zwei Farborte. Die Farbabweichung ΔEpv zwischen zwei Farborten wird insbesondere wie folgt berechnet: ΔE pv = L p − L v 2 + a p − a v 2 + b p − b v 2 ,
    Figure imgb0001
     wobei bevorzugt der Farbort mit dem Subscript v einer ersten Lackschicht mit oder ohne einer thermochromen Komponenten und der Farbort mit dem Subscript p einer zweiten Lackschicht mit oder ohne einer thermochromen Komponente entspricht. Insbesondere für das menschliche Auge ist hierbei eine Farbabweichung ab ΔE = 1,0 frühestens wahrnehmbar. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die erste Lackschicht eine dunkle Farbe mit einem niedrigen L-Wert, insbesondere einen L-Wert von weniger als 50, aufweist, und/oder die zweite Lackschicht eine helle Farbe mit einem hohen L-Wert, insbesondere einen L-Wert von mehr oder gleich 50, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element reversibel ist, insbesondere sodass beliebig oft ein Farbumschlag von der ersten Farbe zu der zweiten Farbe oder umgekehrt vorgesehen ist, oder dass das zumindest eine thermochrome Element irreversibel ist, insbesondere sodass lediglich ein einziger Farbumschlag von der ersten Farbe zu der zweiten Farbe oder umgekehrt vorgesehen ist. Bei einem thermochromen Element, welches reversibel ist, bietet sich der Vorteil, dass bei diesem eine Überprüfung der Echtheit beliebig oft durchgeführt werden kann. Aus diesem Grund werden reversible thermochrome Elemente vorteilhafterweise für Banknoten, Ausweise und andere Sicherheitsdokumente eingesetzt. Bei einem irreversiblen thermochromen Element ist ein Einsatz im Fälschungsschutz für kommerzielle Produkte vorteilhaft, beispielsweise zur einmaligen Überprüfung der Echtheit eines Parfüms oder ähnliches. Hierzu kann ein irreversibles thermochromes Element auf den Flakon aufgebracht sein, um so ein originales Parfüm von einem Plagiat zu unterscheiden. Als weiteres Einsatzgebiet für irreversible thermochrome Element bietet sich beispielsweise eine Kühlprüfung an. Hierfür ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein irreversibles thermochromes Element auf ein zu kühlendes Produkt aufgebracht ist. Wird die Kühltemperatur des zu kühlenden Produkts einmalig überschritten, so ändert das thermochrome Element sein Erscheinungsbild. Das Erscheinungsbild des thermochromen Elements gibt dann also an, ob bei der Kühlkette die einzuhaltende Temperatur überschritten wurde oder nicht. Bei verderblicher Ware, welche vorzugsweise für den Lebensmittelhandel bestimmt ist, kann somit bei Überschreitung der zulässigen Temperatur, die Ware, bevor diese in den Handel gelangt, entsorgt werden.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element eine Farbumschlagsdauer von weniger als 5 Sekunden, insbesondere von weniger als 1 Sekunde, aufweist, insbesondere wobei die Farbumschlagsdauer die Zeit angibt, welche für den Farbumschlag von der ersten Farbe zur zweiten Farbe oder umgekehrt benötigt wird. Durch eine derartige Zeitdauer wird gewährleistet, dass die Überprüfung von Sicherheitselementen bzw. Sicherheitsdokumenten auf deren Echtheit schnell durchführbar ist. Dies ist insbesondere bei Banknoten vorteilhaft.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass das zumindest eine thermochrome Element zu einer Sichtseite, welche für den Betrachter sichtbar ist, ausgerichtet ist und wobei unterhalb des zumindest einen thermochromen Elements angeordnete Schichten zumindest eine Information bereitstellen, welche bei einem Temperaturbereich unterhalb des Farbumschlagpunkts von der ersten Farbe des zumindest einen thermochromen Elements zumindest teilweise oder vollständig für einen Betrachter verdeckt ist, und bei einem Temperaturbereich oberhalb des Farbumschlagpunkts aufgrund der zweiten, insbesondere transparenten, Farbe des zumindest einen thermochromen Elements für den Betrachter sichtbar ist. Bei den unterhalb des zumindest einen thermochromen Elements angeordneten Schichten kann es sich beispielsweise um die Dekorlagen, wie zum Beispiel Farbschichten, Metallschichten und/oder Replizierlackschichten handeln, welche eine optische Information bereitstellen. Bei der optischen Information kann es sich beispielsweise um alphanumerische Zeichen, Muster, Symbole oder Motive handeln. Weiter ist es zweckmäßig, wenn die Dekorlage weitere optisch variable Schichten, beispielsweise mit Elementen und/oder Stoffen, einzeln oder in Kombination aufweist, ausgewählt aus: optisch variable Pigmente, Hologramme, Blazegitter, Reliefstrukturen, Kinegram®, optische Beugungsstrukturen, Linsen, Prismen, Dünnfilmschichten, Flüssigkristalle. So ist es vorteilhaft, wenn die Dekorlage mindestens eine Schicht mit einem dekorativen Effekt aufweist.
  • Es ist auch möglich, dass der Anteil einer thermochromen Komponente im zumindest einen thermochromen Element im Bereich von 20% bis 80%, insbesondere von 30% bis 70%, liegt. Durch einen derartigen Anteil kann die gewünschte Farbe, der Effekt, die Verdruckbarkeit und/oder die Möglichkeit der Einarbeitung in Lacke individuell angepasst werden.
  • Bevorzugt ist es möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element Festkörper, insbesondere Pigmente und/oder Bindemittel, und Lösungsmittel umfasst.
  • Es ist insbesondere vorgesehen, dass das zumindest eine thermochrome Element einen Festkörperanteil im Bereich von 20 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 30 Gew.-% bis 70 Gew.- %, aufweist (Gew.-% = Gewichtsprozent), insbesondere wobei bei dem Festkörperanteil der Bindemittelanteil in einem Bereich von 20 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 30 Gew.-% bis 70 Gew.-%, und der Farbmittelanteil 0,5 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 1 Gew.-% bis 70 Gew.-%, aufweist.
  • Bevorzugt ist es möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element anorganische thermochrome Verbindungen ausgewählt aus: Rutil, Zinkoxid, Quecksilber(II)-iodid; und/oder organische thermochrome Verbindungen ausgewählt aus: 9,9'-Bixanthyliden, 10,10'-Bianthronyliden; umfasst. Beispielsweise können thermochrome Pigmente, eingekapselte Pigmente, Farbstoffe und Pasten durch die Zugabe bestehender Lackformulierungen, die bereits andere Funktionen erfüllen, wie Grundierungen, Replikationslacke, Farblacke, Schutzlacke, etc. eingebracht werden. Die Lacke können hierbei wässrig, lösungsmittelhaltig, UV-basiert oder auch Hybrid-Varianten sein.
  • Es ist bevorzugt möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element eine Dicke im Bereich von 1,0 µm bis 1,8 µm aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 70%, bevorzugt maximal 65%, besonders bevorzugt maximal 60%, aufweist.
  • Es ist auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element eine Dicke im Bereich von 1,6 µm bis 2,4 µm aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 50%, bevorzugt maximal 45%, besonders bevorzugt maximal 40%, aufweist.
  • Bevorzugt kann es auch vorgesehen sein, dass das zumindest eine thermochrome Element eine Dicke im Bereich von 2,7 µm bis 3,3 µm aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 40%, bevorzugt maximal 35%, besonders bevorzugt maximal 30%, aufweist.
  • Ferner ist es möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element eine Dicke im Bereich von 3,6 µm bis 4,4 µm aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 30%, bevorzugt maximal 25%, besonders bevorzugt maximal 20%, aufweist.
  • Bevorzugt ist es möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,001 W/m*K bis 8000 W/m*K, insbesondere von 0,005 W/m*K bis 6000 W/m*K, aufweist. Dadurch wird sichergestellt, dass der Wärmeeintrag und die daraus resultierende Temperaturänderung des zumindest einen thermochromen Elements zeitlich zügig erfolgt, sodass die Überprüfung der Echtheit ohne langes Warten durchgeführt werden kann.
  • Es ist bevorzugt auch vorgesehen, dass die beim Wärmeübergang durch Berührung des Fingers mit dem zumindest einen thermochromen Element übertragene Wärme mittels des Fourierschen Gesetzes, wie folgt berechnet werden kann: Q = λ ⋅ A ⋅ ΔT d
    Figure imgb0002
     wobei λ der Wärmeleitfähigkeit, A der Berührungsfläche, ΔT der Temperaturdifferenz und d dem Abstand des Mediums 1 zum Medium 2 entspricht.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass es sich bei dem Medium 1 um das thermochrome Element und bei dem Medium 2 um einen menschlichen Finger handelt. Da das thermochrome Element vorzugsweise von zumindest einer Schutzlackschicht bedeckt ist, entspricht die Dicke der Schutzlackschicht dem Abstand d. Generell lässt sich sagen, je höher die Wärmeleitfähigkeit des thermochromen Elements ist, desto schneller findet der Farbwechsel des thermochromen Elements statt.
  • Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die zumindest eine haptische Schicht räumliche Strukturen unterschiedlicher Höhe und/oder Tiefe umfasst, insbesondere wobei die räumlichen Strukturen eine Höhe und/oder Tiefe im Bereich von 0,1 µm bis 70 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt von 0,5 µm bis 30 µm, aufweist. Insbesondere ist es möglich, dass die Dicke der zumindest einen haptischen Schicht auf der Trägerfolie unterschiedlich ausgebildet werden kann, sodass gleichzeitig die räumlichen Strukturen mit unterschiedlichen Höhen und/oder Tiefen erzeugt werden können. Vorteilhafterweise ist es möglich, dass in die zumindest eine haptische Schicht räumliche Strukturen unterschiedlicher Höhe und/oder Tiefe eingebracht werden, insbesondere mittels Stempel und/oder Drucken und/oder Walzen, wobei die räumlichen Strukturen eine Höhe und/oder Tiefe im Bereich von 0,1 µm bis 70 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt von 0,5 µm bis 30 µm, aufweist.
  • Weiter kann die haptische Schicht auch in Form von Punkten, bevorzugt als Braille-Schrift ausgebildet sein. Die einzelnen Punkte weisen insbesondere jeweils einen Punktedurchmesser im Bereich von 0,8 mm bis 2,4 mm, bevorzugt von 1,1 mm bis 2,1 mm, besonders bevorzugt von 1,5 mm bis 1,7 mm auf. Weiter können die einzelnen Punkte einen bestimmten Punktabstand aufweisen. Der Punktabstand ist definiert durch den Abstand von Punktmitte zu Punktmitte und liegt insbesondere in einem Bereich von 1mm bis 4mm, bevorzugt in einem Bereich von 1,5 mm bis 3,5 mm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2 mm bis 3 mm.
  • Auch zwischen den einzelnen Zeichen kann ein bestimmter Zeichenabstand vorliegen. Der Zeichenabstand ist definiert durch den Abstand von Punktmitte zu Punktmitte und liegt insbesondere in einem Bereich von 2 mm bis 9 mm, bevorzugt von 4 mm bis 7 mm, besonders bevorzugt von 5 mm bis 7 mm.
  • Der Abstand zwischen den einzelnen Zeilen wird als Zeilenabstand bezeichnet und liegt insbesondere in einem Bereich von 5 mm bis 15 mm, bevorzugt von 7 mm bis 13 mm, besonders bevorzugt von 9 mm bis 11 mm.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die zumindest eine haptische Schicht unterhalb des zumindest einen thermochromen Elements angeordnet ist, insbesondere wobei sich das zumindest eine thermochrome Element an die räumlichen Strukturen der zumindest einen haptischen Schicht anpasst. Vorteilhafterweise ist es vorgesehen, dass die zumindest eine haptische Schicht unter der zumindest einen thermochromen Elements aufgebracht wird, insbesondere wobei sich durch das nachfolgende Aufbringen des zumindest einen thermochromen Elements dieses an die räumlichen Strukturen der zumindest einen haptischen Schicht anpasst.
  • Bevorzugt ist es möglich, dass die räumlichen Strukturen der zumindest einen haptischen Schicht als Punkte, Wellen, Linien und/oder Kombinationen daraus und/oder als Dekorelement ausgestaltet sind.
  • Es ist bevorzugt auch vorgesehen, dass die zumindest eine haptische Schicht und/oder das zumindest eine thermochrome Element replizierte Strukturen, insbesondere Linsen, umfasst und/oder dass die zumindest eine haptische Schicht und/oder das zumindest eine thermochrome Element Additive, insbesondere Polymethylmethacrylat-Kugeln und/oder Polystyrol-Kugeln und/oder Polymethysilsesquioxane-Kugeln mit einem Durchmesser im Bereich von 0,8 µm bis 25 µm, aufweist. Bevorzugt ist es auch möglich, dass in die zumindest eine haptische Schicht und/oder das zumindest eine thermochrome Element replizierte Strukturen, insbesondere Linsen, eingebracht werden und/oder dass in die zumindest eine haptische Schicht und/oder das zumindest eine thermochrome Element Additive, insbesondere Polymethylmethacrylat-Kugeln und/oder Polystyrol-Kugeln und/oder Polymethysilsesquioxane-Kugeln mit einem Durchmesser im Bereich von 0,8 µm bis 25 µm, eingebracht werden. Durch den Zusatz von Additiven und/oder replizierten Strukturen lassen sich vielfältige haptische Effekte erzeugen.
  • Es ist insbesondere auch möglich, dass die zumindest eine haptische Schicht direkt auf die Trägerschicht, insbesondere die Haftvermittlerschicht der Trägerschicht, aufgebracht ist und/oder dass die zumindest eine haptische Schicht eine Schicht der Transferlage ist. Es ist weiter auch möglich, dass die zumindest eine haptische Schicht direkt auf die Trägerschicht, insbesondere die Haftvermittlerschicht der Trägerschicht, aufgebracht wird und/oder wobei die zumindest eine haptische Schicht eine Schicht der Transferlage ist.
  • Es ist weiter auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element räumliche Strukturen unterschiedlicher Höhe und/oder Tiefe zur Generierung der haptischen Eigenschaften umfasst, insbesondere wobei die räumlichen Strukturen eine Höhe und/oder Tiefe im Bereich von 0,1 µm bis 70 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt von 0,5 µm bis 30 µm, aufweist. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass in das zumindest eine thermochrome Element räumliche Strukturen unterschiedlicher Höhe und/oder Tiefe zur Generierung der haptischen Eigenschaften eingebracht werden, insbesondere mittels Stempel und/oder Druck und/oder Walze, wobei die räumlichen Strukturen eine Höhe und/oder Tiefe im Bereich von 0,1 µm bis 70 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt von 0,5 µm bis 30 µm, aufweist.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die räumlichen Strukturen des zumindest einen thermochromen Elements durch Variation der Schichtdicke, insbesondere gedruckter und/oder replizierte Schichten und/oder durch Zusatz von Additiven entstehen.
  • Es ist auch möglich, dass die räumlichen Strukturen des zumindest einen thermochromen Elements als Punkte, Wellen, Linien und/oder Kombinationen daraus und/oder als Dekorelement ausgestaltet sind.
  • Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements kann bei Sicherheitsdokumenten, wie zum Beispiel Banknoten, Ausweisen oder ähnlichem erfolgen. Weiterhin sind derartige Sicherheitselemente auch im Fälschungsschutz für kommerzielle Produkte, insbesondere als Plagiatsschutz, und/oder als Kühlprüfung einer Kühlkette einsetzbar. Bei dem Sicherheitselement kann es sich um einen speziellen Sicherheitsdruck und/oder um einen auf eine Oberfläche eines Substrats applizierten Sicherheitsstreifen oder um einen Sicherheitsfaden, welcher bei Herstellung des Sicherheitsdokuments in dieses eingebettet wird und/oder um eine Transferfolie, welche auf ein Sicherheitsdokument oder auf ein Produkt oder auf eine Produktverpackung appliziert wird, handeln.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind daher nicht einschränkend zu verstehen.
    • Fig. 1a, b
    zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Schichtaufbaus eines Sicherheitselements
    Fig. 2a, b
    zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Schichtaufbaus eines Sicherheitselements
    Fig. 3
    zeigt eine schematische Darstellung eines Sicherheitselements als Transferfolie
    Fig. 4
    zeigt eine schematische Darstellung eines Sicherheitselements als Transferfolie
    Fig. 5
    zeigt eine schematische Darstellung eines Schichtaufbaus eines Sicherheitselements
    Fig. 6
    zeigt eine schematische Darstellung Sicherheitsdokuments mit einem applizierten Sicherheitselement
    Fig. 7
    zeigt eine schematische Darstellung Sicherheitsdokuments mit einem applizierten Sicherheitselement
    Fig. 8
    zeigt eine schematische Darstellung Sicherheitsdokuments mit einem applizierten Sicherheitselement
    Fig. 9
    zeigt eine schematische Darstellung Sicherheitsdokuments mit einem applizierten Sicherheitselement
    Fig. 10
    zeigt eine schematische Darstellung Sicherheitsdokuments mit einem applizierten Sicherheitselement
    Fig. 11
    zeigt eine schematische Darstellung Sicherheitsdokuments mit einem applizierten Sicherheitselement
    Fig. 12
    zeigt eine schematische Darstellung Sicherheitsdokuments mit einem applizierten Sicherheitselement
    Fig. 13
    zeigt eine schematische Darstellung Sicherheitsdokuments mit einem applizierten Sicherheitselement
    Fig. 14
    zeigt ein Diagramm der Transmission eines thermochromen Elements mit einer Schichtdicke von 1,0 µm bis 1,8 µm für verschiedene Wellenlängen in Abhängigkeit der Farbe
    Fig. 15
    zeigt ein Diagramm der Transmission eines thermochromen Elements mit einer Schichtdicke von 1,6 µm bis 2,4 µm für verschiedene Wellenlängen in Abhängigkeit der Farbe
    Fig. 16
    zeigt ein Diagramm der Transmission eines thermochromen Elements mit einer Schichtdicke von 2,7 µm bis 3,3 µm für verschiedene Wellenlängen in Abhängigkeit der Farbe
    Fig. 17
    zeigt ein Diagramm der Transmission eines thermochromen Elements mit einer Schichtdicke von 3,6 µm bis 4,4 µm für verschiedene Wellenlängen in Abhängigkeit der Farbe
  • Fig. 1a zeigt eine schematische Darstellung eines Sicherheitselements 1, wobei das Sicherheitselement 1 ein thermochromes Element 11 aufweist und wobei das thermochrome Element 11 haptische Eigenschaften aufweist. Unter haptische Eigenschaften sind hierbei die räumlichen Strukturen mit Erhöhungen und Vertiefungen des thermochromen Elements 11 zu verstehen. Diese sind vorzugsweise bei Berührung für den Menschen spürbar. Vorzugsweise weisen diese räumlichen Strukturen eine Höhe und/oder Tiefe im Bereich von 0,1 µm bis 70 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt von 0,5 µm bis 30 µm, auf. Diese räumlichen Strukturen können beispielsweise durch unterschiedliche Schichtdicken insbesondere beim Drucken erzeugt werden. Es ist jedoch zusätzlich oder alternativ auch möglich, dass das gedruckte thermochrome Element 11, vorzugsweise im noch nicht ausgehärteten Zustand, mittels eines Stempels oder einer Walze strukturiert wird, sodass diese räumlichen Strukturen entstehen.
  • Wird das Sicherheitselement 1 als Transferfolie, insbesondere als Prägefolie, verwendet, kann auch eine Einbringung des thermochromen Elements 11 in die Haftvermittlerschicht sinnvoll sein. Weist das thermochrome Element 11 auch haptische Eigenschaften auf, dann können die haptischen Eigenschaften durch das lokal unterschiedliche Auftragsgewicht der Haftvermittlerschicht hervorgerufen werden. Zusätzlich oder anstatt eines unterschiedlich hohen Auftragsgewichts der Haftvermittlerschicht im Dekor können die haptischen Eigenschaften durch Additive oder thermochrome Elemente 11 selbst entstehen.
  • Fig. 1b zeigt eine schematische Darstellung eines Sicherheitselements 1, wobei das Sicherheitselement 1 ein thermochromes Element 11 aufweist und wobei das Sicherheitselement 1 eine haptische Schicht 12 aufweist. Bei dieser Ausführungsvariante werden die haptischen Eigenschaften durch die haptische Schicht 12 erzeugt.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zumindest eine haptische Schicht 12 räumliche Strukturen unterschiedlicher Höhe und/oder Tiefe umfasst, insbesondere wobei die räumlichen Strukturen eine Höhe und/oder Tiefe im Bereich von 0,1 µm bis 70 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt von 0,5 µm bis 30 µm, aufweist. Diese räumlichen Strukturen sind für den Menschen durch Berührung spürbar bzw. ertastbar. Auch hier können die räumlichen Strukturen mittels unterschiedlicher Auftragsdicken des Drucks realisiert werden und/oder mittels eines Stempels und/oder einer Walze Strukturen in die zumindest eine haptische Schicht 12 eingebracht werden.
  • In der in Fig. 1b gezeigten Ausführungsvariante ist die haptische Schicht 12 unterhalb des thermochromen Elements 11 angeordnet, wobei sich das zumindest eine thermochrome Element 11 an die räumlichen Strukturen der zumindest einen haptischen Schicht 12 anpasst. Das thermochrome Element 11 ist in dieser Ausführung auch vollflächig über der haptischen Schicht 12 angeordnet. In vorteilhaften Ausgestaltungen ist es jedoch auch möglich, dass das thermochrome Element 11 zumindest bereichsweise über der haptischen Schicht 12 angeordnet ist.
  • In Fig. 2a ist ein weiterer schematischer Schichtaufbau eines Sicherheitselements 1 gezeigt. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Sicherheitselement 1 gemäß Fig. 2a als Sicherheitsstreifen ausgestaltet ist. Das in Fig. 2a gezeigt Sicherheitselement 1 umfasst drei thermochrome Elemente 11, welche partiell auf eine Trägerschicht 13 aufgebracht sind. Diese können beispielsweise durch partielles Drucken aufgebracht sein. Weiter umfasst das Sicherheitselement 1 eine Grundierung 14, welche auf der den thermochromen Elementen 11 gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht 13 angeordnet ist. Bevorzugt ist, dass die Trägerschicht 13 eine Dicke im Bereich von 1 µm bis 500 µm, bevorzugt von 3 µm bis 75 µm, besonders bevorzugt von 6 µm bis 50 µm, aufweist.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die Trägerschicht 13 zumindest eine Haftvermittlerschicht aufweist, insbesondere wobei die Haftvermittlerschicht eine Dicke in einem Bereich von 1 nm bis 5 µm, bevorzugt von 5 nm bis 3 µm, aufweist. Die Haftvermittlerschicht erhöht dabei die Haftung zwischen zwei Schichten, die ansonsten keine ausreichende Haftung zueinander aufweisen würden. Dies kann beispielsweise die Haftung zwischen der Trägerschicht 13 und dem thermochromen Element 11 sein.
  • In Fig. 2b ist eine alternative Ausgestaltung eines Sicherheitselements 1, insbesondere als Sicherheitsstreifen, gezeigt. Dabei umfasst das Sicherheitselement 1 eine Trägerschicht 13 und eine auf der Trägerschicht 13 aufgebrachten haptischen Schicht 12, über der vollflächig ein thermochromes Element 11 angeordnet ist. Die haptische Schicht 12 weist dabei wieder die aus Fig. 1b erläuterten räumlichen Strukturen auf, an die sich das thermochrome Element 11 anpasst. Auf der dem thermochromen Element 11 gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht 13 ist eine Grundierung 14 angeordnet. Diese Grundierung 14 kann in der Regel eine Kleberschicht oder ein System aus mehreren Kleberschichten darstellen.
  • Fig. 3 zeigt einen schematischen Aufbau eines Sicherheitselement 1, insbesondere als Transferfolie 2. Das Sicherheitselement 1 umfasst eine Trägerschicht 13 und eine von der Trägerschicht 13 ablösbare Transferlage 21. Die Transferlage 21 umfasst dabei drei partiell angeordnete thermochrome Elemente 11, eine Grundierung 14 und eine Schutzlackschicht 15. Das Sicherheitselement 1 umfasst in der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltung eine Ablöseschicht 16, welche zwischen der Trägerschicht 13 und der Transferlage 21 angeordnet ist.
  • In der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltung die Grundierung 14 derart angeordnet ist, dass diese nach Applikation der Transferlage 21 auf ein Zielsubstrat unter den thermochromen Elementen 11 angeordnet ist. Wohingegen die Schutzlackschicht 15 derart angeordnet ist, dass diese nach Applikation der Transferlage 21 auf ein Zielsubstrat über den thermochromen Elementen 11 angeordnet ist. Die Schutzlackschicht 15 hat dabei die Funktion die thermochromen Elemente 11 vor äußeren Umwelteinflüssen, wie zum Beispiel mechanische, physikalische oder chemische Beanspruchung, zu schützen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Schutzlackschicht 15 sich den räumlichen Strukturen des zumindest einen thermochromen Elements 11 anpasst. Dadurch kann zum einen die nötige Schutzwirkung sichergestellt werden und zum anderen bleiben die haptischen Eigenschaften bzw. die räumlichen Strukturen durch diese Ausgestaltung für den Menschen bei Berührung des Sicherheitselements 1 spürbar bzw. fühlbar.
  • In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sicherheitselements 1 als Transferfolie 2 schematisch dargestellt. Dabei umfasst das Sicherheitselement 1 eine Trägerschicht 13 und eine von der Trägerschicht 13 ablösbare Transferlage 21. Die Transferlage 21 umfasst dabei die Grundierung 14, drei thermochrome Elemente 11, eine Dekorlage 17, sowie eine Schutzlackschicht 15. Zwischen der Transferlage 21 und der Trägerschicht 13 ist zudem eine Ablöseschicht 16 angeordnet.
  • Die Dekorlage 17 umfasst vorzugsweise zumindest eine Farbschicht und/oder zumindest eine Replizierlackschicht und/oder zumindest eine Metallschicht und/oder zumindest eine Linsenschicht. Weiter ist es möglich, dass die Dekorlage 17 vollflächig oder musterförmig, beispielsweise in Form von alphanumerischen Zeichen, Mustern, Symbolen oder Motiven, ausgeformt ist. Weiter ist es zweckmäßig, wenn die Dekorlage 17 weitere optisch variable Schichten, beispielsweise mit Elementen und/oder Stoffen, einzeln oder in Kombination umfasst, ausgewählt aus: optisch variable Pigmente, Hologramme, Blazegitter, Reliefstrukturen, Kinegram®, optische Beugungsstrukturen, Linsen, Prismen, Dünnfilmschichten oder Flüssigkristalle. So ist es vorteilhaft, wenn die Dekorlage 17 mindestens eine Schicht mit einem dekorativen Effekt aufweist.
  • Wie in Fig. 4 zu sehen ist, ist die Dekorlage 17 partiell aufgebracht. Die beiden rechten partiellen Dekorlagen 17 werden dabei zumindest teilweise von den thermochromen Elementen 11 überdeckt. Bei Überschreitung des Farbumschlagpunkts des thermochromen Elements 11 durch Wärme, werden die unter den thermochromen Elementen 11 angeordneten Dekorlagen 17 für den Betrachter sichtbar. Somit können Informationen der Dekorlagen 17 bei Temperaturen unterhalb des Farbumschlagpunkts des thermochromen Elements 11 verdeckt werden, welche bei Überschreitung dieses Farbumschlagpunkts sichtbar werden. Dadurch lassen sich einzigartige Sicherheitselemente 1 bereitstellen, welche zudem durch den Anwender bzw. Betrachter auf einfache Art und Weise durch Berührung und dem damit verbundenen Wärmeübergang auf deren Echtheit geprüft werden können.
  • Wie in Fig. 4 auch zu sehen ist, kann eine Dekorlage 17 auch alleine stehen und eine dauerhaft für den Betrachter sichtbare Information bereitstellen. D.h. die Dekorlage 17 wird von keinem thermochromen Element 11 überdeckt. Dies ist bei der linken Dekorlage 17 in Fig. 4 der Fall.
  • In Fig. 5 ist eine weitere Ausgestaltung eines Sicherheitselements 1, insbesondere als Sicherheitsstreifen, schematisch dargestellt. Dabei umfasst das Sicherheitselement 1 eine Trägerschicht 13 und eine unter der Trägerschicht 13 angeordnete Grundierung 14. Auf der Oberseite der Trägerschicht 13 sind partiell Dekorlagen 17 angeordnet und ein partielles thermochromes Element 11. Über den beiden rechten Dekorlagen 17 ist jeweils ein thermochromes Element 11 angeordnet. Diese überdecken die Dekorlage 17 zumindest teilweise. Es ist auch möglich, dass die Dekorlage 17 vollständig von dem thermochromen Element 11 überdeckt ist.
  • Darüber hinaus kann die Dekorlage 17 auch eine haptische Schicht 12 umfassen, welche räumliche Strukturen erzeugt bzw. die Dekorlage 17 selbst kann eine haptische Schicht 12 sein und selbst räumliche Strukturen erzeugen. In Kombination mit den thermochromen Elementen 11, die ebenfalls haptische Eigenschaften aufweisen, können somit vielfältige taktile, für einen Betrachter spürbare, Strukturen erzeugt werden.
  • Fig. 6 zeigt ein Sicherheitsdokument 3 mit einem darauf applizierten Sicherheitselement 1. Bei dem Sicherheitsdokument 3 handelt es sich vorzugsweise um ein Banknotensubstrat aus Papier oder einem Polymer. In der gezeigten Ausgestaltung wurde die Transferlage 21 einer Heißprägefolie auf das Sicherheitsdokument 3 in Form eines Streifens auf das Sicherheitsdokument 3 appliziert. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Transferlage 21 eine Kleberschicht, insbesondere eine Heißkleberschicht, umfasst, welche thermisch durch einen beheizbaren Prägestempel oder einer Prägewalze aktiviert wird. Durch die Aktivierung der Kleberschicht wird ein fester Verbund zwischen Sicherheitsdokument 3 und Transferlage 21 bzw. Sicherheitselement 1 hergestellt. Insbesondere ist auch vorgesehen, dass die Kleberschicht mittels Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, ausgehärtet wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Kleber unmittelbar vor Aufbringen der Transferlage 21 auf die Transferlage 21 oder dem Sicherheitsdokument 3 aufgebracht wird. Auch hier wird anschließend der Kleber ausgehärtet, insbesondere mittels UV-Strahlung.
  • Das in Fig. 6 gezeigte Sicherheitselement 1 umfasst dabei vier thermochrome Elemente 11 in Form von Kreisen, d.h. das thermochrome Element 11 ist nur teilweise im Sicherheitselement 1 angeordnet.
  • In Fig. 7 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante eines Sicherheitsdokuments 3 mit einem darauf applizierten Sicherheitselement 1 dargestellt. Dabei wurde die Transferlage 21 einer Heißprägefolie auf das Sicherheitsdokuments 3 in Form eines Streifens appliziert. Im Gegensatz zu der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsvariante ist bei der in der Fig. 7 gezeigten Ausführung das thermochrome Element 11 vollflächig angeordnet. D.h., das gesamte Sicherheitselement 1 verfügt über thermochrome Eigenschaften, sodass dieses bei Wärmeeintrag einen Farbumschlag erzeugt. Der Farbumschlag erfolgt allerdings nur lokal, an der Stelle, an der die Wärme eingebracht wird, beispielsweise durch Berühren eines Fingers eines Betrachters bzw. Anwenders. Je nach Wärmeleitfähigkeit des thermochromen Elements 11 kann die Wärme innerhalb des thermochromen Elements 11 schneller oder langsamer geleitet werden, sodass auch benachbarte Stellen des Wärmeeintragspunkts einen Farbumschlag vollziehen können.
  • In Fig. 8 ist eine weitere Ausgestaltung eines Sicherheitsdokuments 3 mit einem darauf applizierten Sicherheitselement 1 dargestellt. Hierbei ist das Sicherheitselement 1 als Patch ausgestaltet, welches als Transferlage 21 einer Heißprägefolie auf das Sicherheitsdokument 3 mittels eines Heißprägestempels aufgebracht wurde. Alternativ kann ein derartiger Patch auch als Kaltprägefolie oder als Laminierfolie aufgebracht werden. Das Sicherheitselement 1 in Form eines Patch weist dabei vier partiell angeordnete thermochrome Elemente 11 in Form von Kreisen auf. Zudem weisen diese thermochromen Elemente 11 Erhebungen und Vertiefungen als räumliche Strukturen auf, welche für den Menschen bei Berührung spürbar bzw. ertastbar sind.
  • In Fig. 9 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante eines Sicherheitsdokuments 3 mit einem darauf applizierten Sicherheitselement 1 dargestellt. Bei dem Sicherheitselement 1 handelt es sich um einen Streifen, welcher als Transferlage 21 einer Heißprägefolie oder einer Kaltprägefolie oder als in das Dokumentensubstrat eingebetteter Faden oder als Laminierfolie auf bzw. in das Sicherheitsdokument 3 übertragen wurde. Das Sicherheitselement 1 umfasst dabei sechs thermochrome Elemente 11, welche in Form von Wellen ausgestaltet sind. Die Wellen sind dabei erhaben gegenüber den Rest des Sicherheitselements 1, sodass diese eine haptische Oberfläche erzeugen, welche für den Menschen bei Berührung spürbar ist. Vorteilhaft ist, dass bei Berührung der Wellen, zeitgleich ein Wärmeeintrag einhergeht, welcher dafür sorgt, dass die Wellen ihre Farbe ändern. Somit ist dies eine doppelte Authentifizierung des Sicherheitsdokuments 3 auf dessen Echtheit, wobei lediglich ein Überprüfungsschritt, nämlich das Berühren der Wellen, durchgeführt werden muss. Der Betrachter nimmt bei Berührung die räumlichen Strukturen der Wellen war und kann zudem eine Farbänderung der Wellen beobachten.
  • Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines Sicherheitsdokuments 3 mit einem darauf applizieren Sicherheitselement 1. Der Aufbau ist dabei ähnlich zu der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsvariante, jedoch mit dem Unterschied, dass die thermochromen Elemente 11 mit haptischen Eigenschaften als Punkte ausgeführt sind.
  • In Fig. 11 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante eines Sicherheitsdokuments 3 mit einem darauf applizierten Sicherheitselement 1 als Streifen dargestellt. Das Sicherheitselement 1 umfasst dabei sechs thermochrome Elemente 11, die abwechselnd als Welle und als Punkt ausgestaltet sind. Hierdurch lässt sich ein vielfältiger haptischer Eindruck generieren, da der Betrachter bei Berührung eine fortlaufende Bewegung entlang des Streifens ausführen muss, um sämtliche haptischen Eindrücke wahrnehmen zu können und das Sicherheitselement 1 auf dessen Echtheit zu prüfen. Durch die fortlaufende Bewegung während des Berührens erfolgt auch ein Wärmeeintrag über die gesamte Länge des Streifens, sodass die thermochromen Elemente 11 aufgrund des Wärmeeintrags durch Körperwärme einen Farbumschlag erzeugen.
  • Fig. 12 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Sicherheitsdokuments 3 mit einem darauf applizierten Sicherheitselement 1 als Streifen. Das Sicherheitselement 1 weist fünf thermochrome Elemente 11 auf, wobei die äußeren beiden als Wellen ausgestaltet sind. Das mittlere thermochrome Element 11 ist als eine "20" ausgestaltet, welche mit Freiformlinsen kombiniert ist. Vorzugsweise sind die Freiformlinsen oberhalb des thermochromen Elements 11 angeordnet und suggerieren aufgrund der optischen Linsenstruktur ein Surface Relief, welches für den Betrachter stets sichtbar ist. Durch Wärmeeinwirkung auf das thermochrome Element 11 verändert dieses beispielsweise seine Farbe von blau nach farblos. Der optische Linseneffekt bleibt vor und nach der Wärmeeinwirkung bestehen und für den Betrachter sichtbar.
  • Fig. 13 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Sicherheitsdokuments 3 mit einem darauf applizierten Sicherheitselement 1. Das Sicherheitselement 1 umfasst vier thermochrome Elemente 11. Das erste thermochrome Element 11 ist als Welle, das zweite thermochrome Element 11 als Punkt, das dritte thermochrome Element 11 als "20" mit optischer Linsenstruktur und das vierte thermochrome Element 11 als Stern ausgestaltet. Bei Wärmeeinwirkung und der daraus resultierenden Temperaturänderung wird ein Farbumschlag der "20" von beispielsweise blau nach farblos bewirkt. Bei dem Stern ist das thermochrome Element 11 über einer goldenen Farbschicht angeordnet, wobei die goldene Farbschicht ebenfalls als Stern ausgebildet ist. Das thermochrome Element 11 ist dabei registergenau zu der Farbschicht angeordnet. Das thermochrome Element 11 erscheint für den Betrachter bei einer Temperatur unterhalb des Farbumschlagpunkts schwarz und bei einer Temperatur oberhalb des Farbumschlagpunkts farblos. Erfolgt also ein Wärmeeintrag auf den Stern, somit ändert das thermochrome Element 11 im Bereich des Sterns seine Farbe von schwarz nach farblos. Die darunterliegende goldene Farbschicht in Form eines Sterns wird für den Betrachter sichtbar. Mit dieser Anordnung aus thermochromen Element 11 oberhalb einer Farbschicht sind sämtliche denkbaren Farbkombinationen und Farbänderungen möglich, wodurch ein vielfältiger optischer Eindruck erzeugt wird, welcher zugleich eine Prüfung des Sicherheitselement 1 auf Echtheit ermöglicht.
  • In den Figuren 14 bis 17 sind Ergebnisse einer Messung von Transmissionswerten verschiedener thermochromer Elemente 11 in Abhängigkeit der Schichtdicke und der jeweiligen Farbe des thermochromen Elements 11 dargestellt. Hierzu wurden unterschiedliche thermochrome Elemente 11 mit unterschiedlichen Farbeindrücken gelb g, blau b, rosa r und schwarz s herangezogen. Diese weisen jeweils einen Farbumschlagpunkt in einem Temperaturbereich von 25°C bis 30°C auf. Vorzugsweise weist das zumindest eine thermochrome Element 11 zumindest einen Farblack auf, wobei der Farblack zumindest einen Farbstoff und zumindest ein Bindemittel umfasst. Bei dem Farbstoff kann es sich um eine Kombination aus herkömmlichen und thermochromen Farbmitteln handeln Vorzugweise handelt es sich bei den herkömmlichen und thermochromen Farbmitteln um Festkörper.
  • Zur Transmissionsmessung wurden die thermochromen Elemente 11 bzw. thermochromen Schichten auf einen PET-Träger aufgebracht und gemeinsam mit diesem gemessen. Um jedoch die Transmission der thermochromen Elemente 11 bzw. der thermochromen Schichten zu ermitteln, wurde die Transmission des PET-Trägers ohne thermochrome Schicht gemessen. Bei dieser Messung stellte sich heraus, dass der PET-Träger im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, eine Transmission von annähernd 90% aufweist. Daher kann für die Beurteilung der Messergebnisse die Auswirkung der PET-Trägerschicht 13 als vernachlässigbar betrachtet werden.
  • Die Transmissionsmessungen der thermochromen Schichten wurde bei Raumtemperatur, ca. 21°C, und somit unterhalb des Farbumschlagpunkts der thermochromen Elemente 11 durchgeführt.
  • Zur Messung der Transmission wurde ein Spektralphotometer des Herstellers Hitachi mit der Modellbezeichnung U-2000 verwendet.
  • Fig. 14 zeigt die Ergebnisse der Transmissionsmessungen bei einer Temperatur von 21 °C für eine gelbe thermochrome Schicht g, eine blaue thermochrome Schicht b und eine rosa thermochrome Schicht r mit einer Dicke im Bereich von 1,0 µm bis 1,8 µm im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 500 nm. Insbesondere ist vorgesehen, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 1,0 µm bis 1,8 µm aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 70%, bevorzugt maximal 65%, besonders bevorzugt maximal 60%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 1,0 µm bis 1,8 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 1000 bis RAL 1037, insbesondere einen Gelbton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 70%, bevorzugt maximal 65%, besonders bevorzugt maximal 60%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 1,0 µm bis 1,8 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 5000 bis RAL 5026, insbesondere einen Blauton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 70%, bevorzugt maximal 65%, besonders bevorzugt maximal 60%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 1,0 µm bis 1,8 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 4001 bis RAL 4012, insbesondere einen Violettton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 70%, bevorzugt maximal 65%, besonders bevorzugt maximal 60%, aufweist.
  • Fig. 15 zeigt die Ergebnisse der Transmissionsmessungen bei einer Temperatur von 21 °C für eine gelbe thermochrome Schicht g, eine blaue thermochrome Schicht b, eine schwarze thermochrome Schicht s und eine rosa thermochrome Schicht r mit einer Dicke im Bereich von 1,6 µm bis 2,4 µm im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 500 nm. Insbesondere ist vorgesehen, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 1,6 µm bis 2,4 µm aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 50%, bevorzugt maximal 45%, besonders bevorzugt maximal 40%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 1,6 µm bis 2,4 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 1000 bis RAL 1037, insbesondere einen Gelbton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 50%, bevorzugt maximal 45%, besonders bevorzugt maximal 40%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 1,6 µm bis 2,4 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 5000 bis RAL 5026, insbesondere einen Blauton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 50%, bevorzugt maximal 45%, besonders bevorzugt maximal 40%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 1,6 µm bis 2,4 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 4001 bis RAL 4012, insbesondere einen Violettton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 50%, bevorzugt maximal 45%, besonders bevorzugt maximal 40%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 1,6 µm bis 2,4 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 9004, RAL 9005, RAL 9011, RAL 9017, insbesondere einen Schwarzton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 50%, bevorzugt maximal 45%, besonders bevorzugt maximal 40%, aufweist.
  • Fig. 16 zeigt die Ergebnisse der Transmissionsmessungen bei einer Temperatur von 21 °C für eine gelbe thermochrome Schicht g, eine blaue thermochrome Schicht b, eine schwarze thermochrome Schicht s und eine rosa thermochrome Schicht r mit einer Dicke im Bereich von 2,7 µm bis 3,3 µm im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 500 nm. Insbesondere ist vorgesehen, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 2,7 µm bis 3,3 µm aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 40%, bevorzugt maximal 35%, besonders bevorzugt maximal 30%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 2,7 µm bis 3,3 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 1000 bis RAL 1037, insbesondere einen Gelbton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 40%, bevorzugt maximal 35%, besonders bevorzugt maximal 30%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 2,7 µm bis 3,3 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 5000 bis RAL 5026, insbesondere einen Blauton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 40%, bevorzugt maximal 35%, besonders bevorzugt maximal 30%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 2,7 µm bis 3,3 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 4001 bis RAL 4012, insbesondere einen Violettton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 40%, bevorzugt maximal 35%, besonders bevorzugt maximal 30%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 2,7 µm bis 3,3 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 9004, RAL 9005, RAL 9011, RAL 9017, insbesondere einen Schwarzton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 40%, bevorzugt maximal 35%, besonders bevorzugt maximal 30%, aufweist.
  • Fig. 17 zeigt die Ergebnisse der Transmissionsmessungen bei einer Temperatur von 21 °C für eine gelbe thermochrome Schicht g, eine blaue thermochrome Schicht b, eine schwarze thermochrome Schicht s und eine rosa thermochrome Schicht r mit einer Dicke im Bereich von 3,6 µm bis 4,4 µm im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 500 nm. Insbesondere ist vorgesehen, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 3,6 µm bis 4,4 µm aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 30%, bevorzugt maximal 25%, besonders bevorzugt maximal 20%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 3,6 µm bis 4,4 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 1000 bis RAL 1037, insbesondere einen Gelbton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 30%, bevorzugt maximal 25%, besonders bevorzugt maximal 20%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 3,6 µm bis 4,4 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 5000 bis RAL 5026, insbesondere einen Blauton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 30%, bevorzugt maximal 25%, besonders bevorzugt maximal 20%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 3,6 µm bis 4,4 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 4001 bis RAL 4012, insbesondere einen Violettton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 30%, bevorzugt maximal 25%, besonders bevorzugt maximal 20%, aufweist.
  • Es ist bevorzugt auch möglich, dass das zumindest eine thermochrome Element 11 eine Dicke im Bereich von 3,6 µm bis 4,4 µm aufweist und einen Farbton der RAL-Skala ausgewählt aus RAL 9004, RAL 9005, RAL 9011, RAL 9017, insbesondere einen Schwarzton aus der Sammlung RAL Classic, aufweist und im Wellenlängenbereich von 300 nm bis 800 nm, insbesondere von 300 nm bis 500 nm, bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 25°C eine Transmission von maximal 30%, bevorzugt maximal 25%, besonders bevorzugt maximal 20%, aufweist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Sicherheitselement
    11
    thermochromes Element
    12
    haptische Schicht
    13
    Trägerschicht
    14
    Grundierung
    15
    Schutzlackschicht
    16
    Ablöseschicht
    17
    Dekorlage
    2
    Transferfolie
    21
    Transferlage
    3
    Sicherheitsdokument
    b
    blaue thermochrome Schicht
    g
    gelbe thermochrome Schicht
    r
    rosa thermochrome Schicht
    s
    schwarze thermochrome Schicht

Claims (21)

  1. Sicherheitselement (1), insbesondere ein Sicherheitsstreifen oder ein Sicherheitsfaden oder ein Patch oder eine Transferfolie (2) oder eine Laminierfolie oder ein Druck zur Sicherung von Sicherheitsdokumenten (3),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Sicherheitselement (1) zumindest ein thermochromes Element (11) aufweist, wobei
    i) das zumindest eine thermochrome Element (11) haptische Eigenschaften aufweist; und/oder
    ii) das Sicherheitselement (1) zumindest eine haptische Schicht (12) aufweist.
  2. Sicherheitselement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Sicherheitselement (1) eine Trägerschicht (13) und/oder zumindest eine Grundierung (14) und/oder zumindest eine Schutzlackschicht (15) umfasst,
    insbesondere wobei
    die zumindest eine Grundierung (14) auf der dem zumindest einen thermochromen Element (11) gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht (13) angeordnet ist und/oder
    dass die zumindest eine Schutzlackschicht (15) oberhalb des zumindest einen thermochromen Elements (11) angeordnet ist.
  3. Sicherheitselement nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Sicherheitselement (1) eine von der Trägerschicht (13) ablösbare Transferlage (21) aufweist, insbesondere wobei die Transferlage (21) das zumindest eine thermochrome Element (11) und/oder die zumindest eine haptische Schicht (12) und/oder zumindest eine Grundierung (14) und/oder zumindest eine Schutzlackschicht (15) umfasst, insbesondere wobei die zumindest eine Grundierung (14) derart angeordnet ist, dass diese nach Applikation der Transferlage (21) auf ein Zielsubstrat unter dem zumindest einen thermochromen Element (11) angeordnet ist und/oder dass die zumindest eine Schutzlackschicht (15) derart angeordnet ist, dass diese nach Applikation der Transferlage (21) auf ein Zielsubstrat über dem zumindest einen thermochromen Element (11) angeordnet ist.
  4. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Sicherheitselement (1) eine Ablöseschicht (16) umfasst, insbesondere welche zwischen der Trägerschicht (13) und der Transferlage (21) angeordnet ist und/oder
    dass die Transferlage (21) oder das Sicherheitselement (1) eine Dekorlage (17) aufweist, insbesondere wobei die Dekorlage (17) zumindest eine Farbschicht und/oder zumindest eine Replizierlackschicht und/oder zumindest eine Metallschicht und/oder zumindest eine Linsenschicht aufweist.
  5. Sicherheitselement nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zumindest eine thermochrome Element (11) vollflächig oder zumindest bereichsweise, insbesondere teilweise oder im Dekor, angeordnet ist und/oder
    dass die zumindest eine Metallschicht unter dem zumindest einen thermochromen Element (11) angeordnet ist, insbesondere wobei die zumindest eine Metallschicht registergenau und/oder passergenau, bevorzugt im exakten Register, zu dem zumindest einen thermochromen Element (11) angeordnet ist, insbesondere wobei
    das zumindest eine thermochrome Element (11) zur Strukturierung der zumindest einen Metallschicht als Ätzresist, insbesondere als negativer oder positiver Fotolack, und/oder als Belichtungsmaske zur Strukturierung eines Ätzresists ausgestaltet ist.
  6. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zumindest eine thermochrome Element (11) einen Farbumschlagspunkt in einem Temperaturbereich von -20°C bis 120°C, bevorzugt von 0°C bis 60°C, besonders bevorzugt von 15°C bis 45°C, aufweist, sodass sich bei Überschreitung dieses Farbumschlagpunkts das Erscheinungsbild des zumindest einen thermochromen Elements (11) von einer ersten Farbe zu einer zweiten, insbesondere transparenten, Farbe ändert und/oder bei Unterschreitung dieses Farbumschlagspunkts das Erscheinungsbild des zumindest einen thermochromen Elements (11) von der zweiten, insbesondere transparenten, Farbe zu einer ersten Farbe ändert.
  7. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zumindest eine thermochrome Element (11) zumindest ein thermochromes Farbmittel umfasst, und/oder dass das zumindest eine thermochrome Element (11) eine erste Lackschicht mit zumindest einem thermochromen Farbmittel und eine zweite Lackschicht mit zumindest einem Farbmittel umfasst, insbesondere wobei das zumindest eine thermochrome Farbmittel und das zumindest eine Farbmittel unterschiedliche Farben aufweisen und in Kombination eine Mischfarbe als erste Farbe des zumindest einen thermochromen Elements (11) in einem Temperaturbereich unterhalb des Farbumschlagpunkts aufweist und/oder in Kombination eine Mischfarbe als zweite Farbe des zumindest einen thermochromen Elements (11) in einem Temperaturbereich oberhalb des Farbumschlagpunkts aufweist, welche im Wesentlichen der Farbe des zumindest einen Farbmittel entspricht.
  8. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zumindest eine thermochrome Element (11) eine erste Lackschicht mit zumindest einem ersten thermochromen Farbmittel und eine zweite Lackschicht mit zumindest einem zweiten thermochromen Farbmittel umfasst, insbesondere wobei das zumindest eine erste thermochrome Farbmittel und das zumindest eine zweite thermochrome Farbmittel unterschiedliche Farben aufweisen und in Kombination eine Mischfarbe als erste Farbe des zumindest einen thermochromen Elements (11) in einem Temperaturbereich unterhalb des Farbumschlagpunkts aufweist und/oder in Kombination eine Mischfarbe als zweite Farbe des zumindest einen thermochromen Elements (11) in einem Temperaturbereich oberhalb des Farbumschlagpunkts aufweist, welche im Wesentlichen farblos erscheint.
  9. Sicherheitselement nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste Lackschicht und die zweite Lackschicht einen Farbabstand ΔE im Bereich von 50 bis 270, bevorzugt von 100 bis 270, besonders bevorzugt von 130 bis 270, aufweisen.
  10. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zumindest eine thermochrome Element (11) eine Farbumschlagsdauer von weniger als 5 Sekunden, insbesondere von weniger als 1 Sekunde, aufweist, insbesondere wobei die Farbumschlagsdauer die Zeit angibt, welche für den Farbumschlag von der ersten Farbe zur zweiten Farbe oder umgekehrt benötigt wird, und/oder dass das zumindest eine thermochrome Element (11) zu einer Sichtseite, welche für den Betrachter sichtbar ist, ausgerichtet ist und wobei unterhalb des zumindest einen thermochromen Elements (11) angeordnete Schichten zumindest eine Information bereitstellen, welche bei einem Temperaturbereich unterhalb des Farbumschlagpunkts von der ersten Farbe des zumindest einen thermochromen Elements (11) zumindest teilweise oder vollständig für einen Betrachter verdeckt ist, und bei einem Temperaturbereich oberhalb des Farbumschlagpunkts aufgrund der zweiten, insbesondere transparenten, Farbe des thermochromen Elements (11) für den Betrachter sichtbar ist.
  11. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Anteil einer thermochromen Komponente im zumindest einen thermochromen Element (11) im Bereich von 20% bis 80%, insbesondere von 30% bis 70%, liegt, und/oder
    dass das zumindest eine thermochrome Element (11) Festkörper, und Lösungsmittel umfasst, und/oder
    dass das zumindest eine thermochrome Element (11) einen Festkörperanteil im Bereich von 20 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 30 Gew.-% bis 70 Gew.- %, aufweist, insbesondere wobei bei dem Festkörperanteil der Bindemittelanteil in einem Bereich von 20 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 30 Gew.-% bis 70 Gew.-%, und der Farbmittelanteil 0,5 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 1 Gew.-% bis 70 Gew.-%, aufweist.
  12. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zumindest eine thermochrome Element (11) eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,001 W/m*K bis 8000 W/m*K, insbesondere von 0,005 W/m*K bis 6000 W/m*K, aufweist.
  13. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zumindest eine haptische Schicht (12) räumliche Strukturen unterschiedlicher Höhe und/oder Tiefe umfasst, insbesondere wobei die räumlichen Strukturen eine Höhe und/oder Tiefe im Bereich von 0,1 µm bis 70 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt von 0,5 µm bis 30 µm, aufweist, insbesondere wobei
    die zumindest eine haptische Schicht (12) unterhalb des zumindest einen thermochromen Elements (11) angeordnet ist, insbesondere wobei sich das zumindest eine thermochrome Element (11) an die räumlichen Strukturen der zumindest einen haptischen Schicht (12) anpasst, und/oder dass die räumlichen Strukturen der zumindest einen haptischen Schicht (12) als Punkte, Wellen, Linien und/oder Kombinationen daraus und/oder als Dekorelement ausgestaltet sind.
  14. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zumindest eine haptische Schicht (12) und/oder das zumindest eine thermochrome Element (11) replizierte Strukturen, insbesondere Linsen, umfasst und/oder dass die zumindest eine haptische Schicht (12) und/oder das zumindest eine thermochrome Element (11) Additive, insbesondere Polymethylmethacrylat-Kugeln und/oder Polystyrol-Kugeln und/oder Polymethysilsesquioxane-Kugeln mit einem Durchmesser im Bereich von 0,8 µm bis 25 µm, aufweist.
  15. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zumindest eine thermochrome Element (11) räumliche Strukturen unterschiedlicher Höhe und/oder Tiefe zur Generierung der haptischen Eigenschaften umfasst, insbesondere wobei die räumlichen Strukturen eine Höhe und/oder Tiefe im Bereich von 0,1 µm bis 70 µm, bevorzugt von 0,5 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt von 0,5 µm bis 30 µm, aufweist, insbesondere wobei
    die räumlichen der Strukturen des zumindest einen thermochromen Elements (11) durch Variation der Druckdicke und/oder durch Zusatz von Additiven entstehen, und/oder
    die räumlichen Strukturen des zumindest einen thermochromen Elements (11) als Punkte, Wellen, Linien und/oder Kombinationen daraus und/oder als Dekorelement ausgestaltet sind.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements (1), insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 15, wobei die folgenden Schritte, insbesondere in der folgenden Reihenfolge, durchgeführt werden:
    - Bereitstellen zumindest eines thermochromen Elements (11) und/oder Aufbringen zumindest eines thermochromen Elements (11) auf ein Zielsubstrat oder eine Trägerschicht (13),
    wobei
    i) das zumindest eine thermochrome Element (11) haptische Eigenschaften aufweist; und/oder
    ii) zumindest eine haptische Schicht (12) aufgebracht wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verfahren weiter folgenden Schritt umfasst, insbesondere der vor dem Schritt des Aufbringens zumindest eines thermochromen Elements (11) auf eine Trägerschicht (13) durchgeführt wird:
    - Bereitstellen einer Trägerschicht (13).
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verfahren weiter folgenden Schritt umfasst:
    - Aufbringen zumindest einer Grundierung (14), insbesondere wobei die zumindest eine Grundierung (14) auf der dem zumindest einen thermochromen Element (11) gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht (13) aufgebracht wird, und/oder Aufbringen zumindest einer Schutzlackschicht (15), insbesondere wobei die zumindest Schutzlackschicht (15) auf das zumindest eine thermochrome Element (11) aufgebracht wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verfahren weiter folgenden Schritt umfasst, insbesondere der nach dem Schritt des Bereitstellens einer Trägerschicht (13) durchgeführt wird:
    - Aufbringen einer von der Trägerschicht (13) ablösbaren Transferlage (21), insbesondere wobei die Transferlage (21) das zumindest eine thermochrome Element (11) und/oder die zumindest eine haptische Schicht (12) und/oder zumindest eine Grundierung (14) und/oder zumindest eine Schutzlackschicht (15) umfasst
    und/oder
    dass das Verfahren weiter folgenden Schritt umfasst, insbesondere der vor dem Schritt des Aufbringens der Transferlage (21) durchgeführt wird:
    - Aufbringen einer Ablöseschicht (16) auf die Trägerschicht (13) mittels Druckverfahren, insbesondere wobei die Ablöseschicht (16) zwischen der Trägerschicht (13) und der Transferlage (21) angeordnet wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Transferlage (21) eine Dekorlage (17) aufweist, insbesondere wobei die Dekorlage (17) zumindest eine Farbschicht und/oder zumindest eine Replizierlackschicht und/oder zumindest eine Metallschicht und/oder zumindest eine Linsenschicht aufweist und/oder
    dass das zumindest eine thermochrome Element (11) über der zumindest einen Metallschicht aufgebracht wird, insbesondere wobei das zumindest eine thermochrome Element (11) registergenau und/oder passergenau, bevorzugt im exakten Register, zu der zumindest einen Metallschicht angeordnet wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in zumindest eine haptische Schicht (12) und/oder das zumindest eine thermochrome Element (11) replizierte Strukturen, insbesondere Linsen, eingebracht werden und/oder dass in die zumindest eine haptische Schicht (12) und/oder das zumindest eine thermochrome Element (11) Additive, insbesondere Polymethylmethacrylat-Kugeln und/oder Polystyrol-Kugeln und/oder Polymethysilsesquioxane-Kugeln mit einem Durchmesser im Bereich von 0,8 µm bis 25 µm, eingebracht werden.
EP22195109.8A 2021-09-21 2022-09-12 Thermochromes sicherheitselement und verfahren zur herstellung eines thermochromen sicherheitselements Pending EP4151426A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021124407.2A DE102021124407A1 (de) 2021-09-21 2021-09-21 Thermochromes Sicherheitselement und Verfahren zur Herstellung eines thermochromen Sicherheitselements

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