WO2004045866A1 - Nanooptisches farbprägen - Google Patents

Nanooptisches farbprägen Download PDF

Info

Publication number
WO2004045866A1
WO2004045866A1 PCT/DE2003/003806 DE0303806W WO2004045866A1 WO 2004045866 A1 WO2004045866 A1 WO 2004045866A1 DE 0303806 W DE0303806 W DE 0303806W WO 2004045866 A1 WO2004045866 A1 WO 2004045866A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
embossing
stamp
color
structural colors
colors
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/003806
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Fellenberg
Jürgen Fahrenbach
Original Assignee
SCHALLER, Hans-Jörg
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=32318518&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2004045866(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by SCHALLER, Hans-Jörg filed Critical SCHALLER, Hans-Jörg
Priority to EP03778262.0A priority Critical patent/EP1597088B8/de
Priority to AU2003285278A priority patent/AU2003285278A1/en
Priority to CA002505503A priority patent/CA2505503A1/en
Priority to JP2004552408A priority patent/JP4570958B2/ja
Priority to DE50312372T priority patent/DE50312372D1/de
Priority to DE10394070T priority patent/DE10394070D2/de
Priority to AT03778262T priority patent/ATE455656T1/de
Publication of WO2004045866A1 publication Critical patent/WO2004045866A1/de
Priority to US11/124,236 priority patent/US20050211114A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/02—Dies; Accessories
    • B44B5/026—Dies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C21/00—Coins; Emergency money; Beer or gambling coins or tokens, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/06—Platens or press rams
    • B30B15/062—Press plates

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing colored surface structures using interference in certain wavelengths which result in clean colors, or by producing so-called structural colors and the products produced therefrom.
  • the surfaces are produced with stamps and rollers in the nanometer range.
  • Such methods and products are known, for example, from the one ounce silver dollar from Australia.
  • the Australian silver dollar is provided with a colored kangaroo, see FIG. 7.
  • colored surfaces such as that of the silver dollar are applied by applying pigment-containing paints or similar layers. The disadvantage of this is that such surfaces last a long time behind glass, but not in everyday use, such as in a wallet.
  • the invention uses the physical principle of interference. These structural colors are due to interference and can be observed in special butterflies and peacock species. The light refracts at the diffraction grating structures and produces an overall color that can be different after the light has entered.
  • the aim of the invention is now to produce such surfaces by embossing. This embossing process is used in particular for coins and stainless steel sheets, for jewelry, in the automotive sector.
  • the diffraction effect similar to the colors of the butterfly wings and the peacock feather is now imitated in the form of an embossed structure to be created, which creates a diffraction grating.
  • the negative structure of FIG. 1, for example, is now reproduced on the embossing stamp.
  • the distance between the cross grids determines the color.
  • the embossing stamp preferably penetrates into the surface approximately A of the width.
  • the area of the inner grille swallows the rest of the color and appears somewhat velvety, ie the grille matrix is bare, the inner part is rough. This reflects the desired color, swallowing or absorbing the non-preferred color.
  • Monolithic materials are preferably used for embossing, since they do not have a crystal structure with grain boundaries that are larger than the wavelength of the light spectrum of the respective color to be embossed.
  • Monolithic materials include diamonds and monolithically grown quartz. However, the hardness of the diamond is an advantage. Blue diamonds are electrical semiconductors and can be cloned using EDM processes with master electrodes. The clone stamp is made as a master stamp in negative. With this, several working stamps can be made.
  • Monolithic semiconductor crystals can be used as the clone electrode. Quartz crystals are preferably used as actuators for the production of the master electrodes. See Pl-Physik Instruments catalog. These are controllable in the nano range.
  • the embossing process for the production of colored surfaces or for the production of so-called structural colors takes place without the introduction of color pigments, but rather by means of permanent plastic surface deformation, which is shown by way of example in FIG.
  • a rib structure is shown in high magnification, which generates the iridescent interference colors as a step grating with the aid of incident light, which is represented by the arrows.
  • the hallmark is made from monolithic crystals, especially by laser processing.
  • Rolling monolithic diamonds in the "egg" by methane deposition creates the diamond shell and is deposited as a roll.
  • the monolithic diamond shell is nano-corrugated by laser processing.
  • the hard surface of the embossing die or the roller penetrates into the counter material with the structure in the surface so that it is permanently plastically deformed. Single crystals are permanently deformed above the recrystallization temperature under protective gas.
  • the die or its movement is regulated by quartz in such a way that the depth of penetration does not destroy the crystal.
  • a press is used for macro embossing.
  • the monolithic stamp is preferably made of diamond. Images are created by arranging the diamond stamps in Tiffany style. The dies are used with elastic intermediate shafts to limit the pressing force.
  • FIG. 4 shows a system for keeping the pressing force constant, with embossing surface 1, solder socket 2, diamond carrier 3, seal 4, stamp carrier 5, diamond 6, reservoir 7, check valve 8, priming pump 9 and oil cushion 10.
  • the basic color is compensated for by the phase shift of the wavelength and the resulting interference.
  • the stamp is preheated in such a way that the surface of the material to be stamped is warmed up so that the material is deformed above the recrystallization temperature.
  • a monocrystalline diamond is laser soldered with cobalt.
  • the phase shift of the interference grating is adapted to the base material so that the desired color to be generated is generated.
  • the star is stamped into the recess to increase the security against counterfeiting and thus protected against being scratched.
  • This is called protective embossing.
  • the depression is preferably arranged in such a way that the smallest coin of a currency, as in the present example, cannot penetrate the 1 cent coin into the depression, since a protective shoulder prevents this, as shown in FIGS. 5 and 6.
  • micro cross tables are used. B from Pl.
  • the dies are electrostatically micro-coated for cleaning and lubrication with nano-particles made of colloidal Teflon.
  • the post-cleaning is carried out in an ultrasonic bath with water.
  • an original butterfly wing with structural colors or a peacock feather (Vanessa lo) is scanned in such a way that it is increased by the depth of penetration of the elastic deformation and then removed by laser or electrical ablation.
  • the animals should preferably only be anesthetized and therefore not have to be killed.
  • the surface structure is processed by magnetic removal with emery microparticles in an interferent magnetic field.
  • the frequency determines the distance between the interference grating and thus the ferns of the generated wavelength.
  • the wing can also be scanned with aura photography in the nano range.
  • the light source is in the radiological spectrum with a wavelength of approx. 2 nm.
  • X-ray photography with 5000 film. Processing takes place in a vacuum tube using electron beam grids. Material to be removed is evaporated by material evaporation.
  • the embossing plate is atomically polished beforehand.
  • the star or stars are stamped in a recessed hollow to prevent counterfeiting and reduce scratching, as shown in the Figures 5 and 6 can be seen.
  • This hollow is also used to center the stamp.
  • the embossing stamp is provided with a forger angle.
  • the counterfeiting angle is used for viewing the color at a defined viewing angle z. B. 45th degree to the coat of arms perpendicular in two planes. This is shown in Figure 3.
  • Creating the multi-color embossing and using a counterfeiting angle by means of several embossing processes makes the embossing process complicated and therefore extremely forgery-proof.
  • the counterfeiting angle can be combined with hologram embossing and increases the security against forgery.
  • the counterfeiting angle with the corresponding test device 11 automatically helps, for example at the central bank in counting devices, to check the authenticity of the coins, which is checked by means of a spectral camera and angle coding.
  • the staircase of the Echelette grating is fulfilled. This creates clearer color reflections with the boundary conditions of the Echelette grating.
  • the said method ensures that coins are secure against forgery when it is used or is used.
  • the coin is embossed and nano-optically provided with a stamp, in particular with a structural color.
  • the internal surface is protected against scratching by cantilevering stamps.
  • the embossing stamp is made of electron-beam-polished monocrystal, diamond.
  • Sheets especially those made from austenitic sheets, are rolled and then embossed in color.
  • the embossing stamp is polished and processed on the surface with an electron or X-ray drill system. This so-called cluster sputtering is shown in FIGS. 8 and 9.
  • the parameters in the CAD / CAM link are parameterized and displayed or edited in advance using a CAD system. In this way, counterfeiting is made more difficult with the euro, especially with higher values.
  • the diamonds are heated on the surface. This enables deformations in the crystal structure above the recrystallization temperature of the materials.
  • the net lines 90 + -5 ° are electropolished, electron beam machined, introduced.
  • the cross grille is formed or machined with Fern in the spring deflection during the forming process in such a way that the color brilliance and purity are preserved.
  • the entire color spectrum can be produced with multi-color printing.
  • the diamond is prefabricated with certain colors and is then cut on a mother stamp, especially attached via laser soldering in the Tiffany process.
  • the stamp is aligned in an image-synchronous / angle-synchronous manner by means of an optical detection system via rotary embossing stamps.
  • the die or stamps are processed in the cluster sputtering system with a short-wave X-ray laser, as shown in FIGS. 8 and 9.
  • the diamond or diamonds are made from SP 6 mesh.
  • the diamonds are arranged at 45 ° and 90 ° because of the shear stress lines. This makes the embossing flow lines more precise.
  • Advantageous further developments are contained in claims 1 to 10.
  • the press mentioned in the claims is not expressly shown, it can be known presses such as are known, for example, in coin minting, for example as a so-called C press.
  • the embossing die is equipped with a constant pressing force, as shown in FIG. 4.
  • the constant pressing force or the force limitation protects the punches from overload and destruction.
  • the embossing stamps are preferably produced by cluster sputter laser burning, ie the particularly short-wave X-ray laser is split into a particularly large number of individual beams arranged in parallel via optical or magnetic lenses. This allows the number of travel paths to be kept smaller. The multiple decomposition of the beams gives a shorter burning time and is therefore cost-saving, see Figures 8 and 9.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Printing Methods (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Strukturfarben, insbesondere auf metallischen Oberflächenstrukturen, umfassend wenigstens eine Einrichtung zur Schaffung von Gitterstrukturen.

Description

Nanooptisches Farbprägen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von farbigen Oberflächenstrukturen unter Verwendung von Interferenzen in bestimmten Wellenlängen die saubere Farben ergeben, bzw. durch Erzeugung von sogenannten Strukturfarben sowie die daraus hergestellten Produkte. Die Oberflächen werden mit Prägestempeln und Walzen im Nanometerbereich hergestellt. Derartige Verfahren bzw. Produkte sind beispielsweise bekannt durch den one ounce silver dollar aus Australien. Der australische Silberdollar ist mit einem farbigen Känguru versehen, siehe Figur 7. Zum Stand der Technik, farbige Oberflächen wie die des Silberdollars werden durch das Aufbringen von pigmenthaltigen Farben oder ähnliche Schichten aufgebracht. Daran ist nachteilig, dass derartige Oberflächen sich zwar hinter Glas sehr lange halten, nicht jedoch im täglichen Gebrauch wie beispielsweise in einem Portemonnaie. Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und eine Möglichkeit zu schaffen, ein kostengünstiges und zuverlässiges Farbgebungssystem nebst den es enthaltenden Produkten, das die Fälschungsmöglichkeiten tunlichst unterbindet, zu erzeugen. Die Erfindung nutzt das physikalische Prinzip der Interferenz. Diese Strukturfarben gehen auf Interferenzerscheinungen zurück und sind bei besonderen Schmetterlingen und Pfauenarten zu beobachten. An den Beugungsgitterstrukturen bricht sich das Licht und bringt eine Gesamtfarbe hervor, die nach Einfall des Lichts verschieden sein kann. Ziel der Erfindung ist es nun, derartige Oberflächen durch Prägen zu erzeugen. Dieses Prägeverfahren findet insbesondere bei Münzen und nichtrostenden Blechen, bei Schmuckwaren, im Automotivebereich Anwendung. Denkbar ist, jedwedes Originalersatzteil, bzw. jede Münze oder andere Bleche mit einer derartigen Strukturfarbe fälschungssicher zu kennzeichnen. Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren: Farben müssen nicht aufgetragen werden. Farben müssen nicht getrocknet werden. Münzen können schnell mit fälschungssicheren Oberflächen versehen werden. Architektur mit Einzelstempelsteuerung hergestellten Mustern in Edelstahlblechen usw. Lösung: Der Stempel wird im Nanobereich durch Drehen, Matrixerodieren, Laserabtragung hergestellt. Ein alternatives Verfahren ist die Herstellung von Masterstempeln in Pixelgröße, der dann zum Erodieren des Arbeitsstempels verwendet wird. Monokristalline Diamanten sind wegen ihres Feingefüges von Vorteil. Die Brillanz ist besonders vorteilhaft. Physikalische Grundlagen: Sichtbares Licht befindet sich im nm-Bereich von Violett ca.400 nm, Blau 486 nrn, Grün 527 nm, Gelb 589nm, Rot 687 nm. Diese Wellenlängen definieren nun die geometrische Struktur der zu schaffenden Strukturfarbgebungsstruktur, wie dies beispielhaft in Figur 1 dargestellt ist. Im untersten Bild von Figur 1 wird derjenige Teil des Lichts, der reflektiert wird vom Auge als jeweilige Farbe registriert, was bedeutet, dass die Abstände der Gitter zueinander verantwortlich sind für den jeweiligen Farbeffekt. Das Licht, das nicht reflektiert wird, wird unterhalb der Gitterstruktur verschluckt und tritt für das Auge wahrnehmbar nicht in Erscheinung. Die in Figur eins dargestellte Stufengitterstruktur ist also für eine schillernde Farbenpracht verantwortlich, da Licht unterschiedlicher Wellenlänge aufgrund der unterschiedlichen Gitterabstände reflektiert wird. Bei der Herstellung der Punzen und Prägestempel wird nun der Beugungseffekt ähnlich der Farben der Schmetterlingsflügel und der Pfauenfeder in Form einer zu schaffenden Prägestruktur nachgeahmt, die ein Beugungsgitter erzeugt. Auf dem Prägestempel wird nun z.B. die Negativstruktur von Figur 1 nachgebildet. Der Abstand der Kreuzgitter bestimmt die Farbe. Der Prägestempel dringt vorzugsweise ca. A der Breite in die Oberfläche ein. Der Bereich des Innengitters schluckt den restlichen Farbanteil und wirkt etwas samtig, d. h. die Gittermatrix ist blank, der Innenteil rau. Hiermit wird die gewünschte Farbe reflektiert, die nicht bevorzugte Farbe geschluckt, bzw. absorbiert.
Im Wellenbereich des sichtbaren Lichtes wird nun auf eine metallische Oberfläche durch Prägen, dh. durch Kalt-, Halbwarm- oder evtl. Warmumformung unter Schutzgas die Oberfläche so plastisch bleibend verformt, dass durch die Interferenz die entsprechende Farbe erzeugt wird. Vorzugsweise werden monolithische Werkstoffe zum Prägen verwendet, da diese keine Kristallstruktur mit Korngrenzen aufweisen, die größer als die Wellenlänge des Lichtspektrums der jeweiligen zu prägenden Farbe sind. Monolithische Werkstoffe sind unter anderem Diamanten und monolithisch gezüchtete Quarze. Die Härte des Diamanten ist jedoch von Vorteil. Blaue Diamanten sind elektrische Halbleiter und lassen sich durch Senkerodierverfahren mit Masterelektroden clonen. Der Clonstempel wird als Masterstempel im Negativ hergestellt Hiermit können mehrere Arbeitsstempel hergestellt werden. Monolithische Halbleiter-Quarze können als Clon-Elektrode verwendet werden. Bevorzugt werden zur Herstellung der Masterelektroden als Aktuatoren Quarze verwendet. Siehe Katalog von Pl- Physik Instruments. Diese sind im Nanobereich steuerbar. Das Prägeverfahren zur Erzeugung von farbigen Oberflächen bzw. zur Erzeugung von sogenannten Strukturfarben erfolgt ohne Einbringung von Farbpigmenten, sondern durch plastisch bleibende Oberflächenverformung, was beispielhaft in Figur 1 dargestellt wird. In Figur 1 ist in starker Vergrößerung eine Rippenstruktur dargestellt, die als Stufengitter mit Hilfe von einfallendem Licht, das durch die Pfeile dargestellt wird, die schillernden Interferenzfarben erzeugt. Die Punze wird aus monolithischen Kristallen, insbesondere durch Laserbearbeitung hergestellt. Walzen aus monolithischen Diamanten im "Ei"' durch Methanabscheidung erzeugt die Diamanthülle und wird als Walze abgeschieden. Die monolithische Diamanthülle wird durch Laserbearbeitung nanogeriffelt. Die harte Oberfläche des Prägestempels oder der Walze dringt soweit in den Gegenwerkstoff mit der Struktur in die Oberfläche ein, dass dieser plastisch bleibend verformt wird. Einzelkristalle werden oberhalb der Rekristallisationstemperatur unter Schutzgas bleibend verformt. Der Prägestempel bzw. dessen Bewegung wird über Quarz so geregelt, dass die Eindringtiefe den Prägekristall nicht zerstört. Durch die Anordnung der unterschiedlichen Prägestempel -für unterschiedliche Farbeffekte- sind Mehrfarbendrucke erzeugbar. Wie beispielsweise beim Farbnadeldrucker! Ein Prägestempel mit integrierter Heizung und auf dem Mutterstempel aufgelötetem Prägediamant wird in Figur 2 dargestellt. Zum Makroprägen wird eine Presse verwendet. Der monolithische Stempel besteht vorzugsweise aus Diamant. Bilder werden dadurch erzeugt, dass die Diamantstempel in Tiffany-Art angeordnet werden. Die Prägestempel werden mit elastischen Zwischenschäften zur Presskraftbegrenzung verwendet. In Figur 4 wird ein System zur Press- bzw. Prägekraftkonstanthaltung gezeigt, mit Prägefläche 1, Lotfassung 2, Diamantträger 3, Dichtung 4, Stempelträger 5, Diamant 6, Speicher 7, Rückschlagventil 8, Vorfüllpumpe 9 und Ölpolster 10. Bei der Verformung von Einzelkristallen im Nanobereich wird bei ca. 800 °C im Halbwarmbereich oberhalb der Rekristallisationstemperatur unter Schutzgas geprägt. Hierbei geht bzw. bleibt das Kristallgitter bleibend in der angestrebten bzw. gewünschten Form. Bei bestimmten Metallen z.B. Gold oder Kupfer mit ihrer eigenen Grundfarbe, wird, im Gegensatz zu Silber oder Edelstahlen, die Grundfarbe durch Phasenverschiebung der Wellenlange und der daraus resultierenden Interferenz kompensiert. Der Prägestempel wird so vorgeheizt, dass die Oberfläche des zu prägenden Werkstoffes so aufgewärmt wird, dass der Werkstoff oberhalb der Rekristallisationstemperatur verformt wird.
Zur Herstellung des Prägestempels wird ein monokristalliner Diamant mit Cobalt lasergelötet. Die Phasenverschiebung des Interferenzgitters wird dem Grundwerkstoff so angepasst, dass die gewünschte zu erzeugende Farbe erzeugt wird. Beispielsweise wird bei Euromünzen der Stern zur Erhöhung der Fälschungssicherheit in die Vertiefung geprägt und damit verkratzungssicher geschützt. Man nennt dies Protektprägen. Vorzugsweise liegt die Vertiefung derart angeordnet, dass das kleinste Geldstück einer Währung wie im vorliegenden Beispiel das 1 Cent Stück nicht in die Vertiefung eindringen kann, da eine Schutzschulter dies wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt, verhindert. Zur Herstellung der Prägestempel werden beispielsweise Mikrokreuztische z. B der Fa. Pl verwendet werden, diese sind mit Piezoquarz verfahrbar und somit mit Laser im Mikrobereich schnell verschiebbar ca. 3000 Hz. Dies führt zu kleinen Bearbeitungszeiten. Die Prägestempel werden zur Reinigung und zur Schmierung mit nano - Partikeln aus kolloidalem Teflon elektrostatisch mikrobeschichtet. Die Nachreinigung wird im Ultraschallbad mit Wasser durchgeführt. Zur Herstellung der Masterstruktur wird ein, Strukturfarben aufweisender originaler Schmetterlingsflügel oder eine Pfauenfeder (Vanessa lo) so abgetastet, dass um die Eindringtiefe der elastischen Verformung vergrößert und dann mit Laser oder Elektroabtragung abgetragen wird. Vorzugsweise sollen die Tiere nur betäubt werden und dadurch nicht getötet werden müssen. Die Abarbeitung der Oberflächenstruktur wird durch magnetisches Abtragen mit schmirgelnden Mikropartikel im interferenten Magnetfeld vollzogen. Die Frequenz bestimmt den Abstand des Interferenzgitters und somit die Farne der erzeugten Wellenlänge. Die Abtastung des Flügels kann auch mit Aurafotographie im Nanobereich erzeugt werden. Die Lichtquelle befindet sich im radiologischen Spektrum der Wellenlänge von ca. 2 nm. Röntgenstrahlenfotographie mit 5000er Film. Die Bearbeitung erfolgt in einer Vacuumröhre durch Elektronenstrahlgitter. Durch Werkstoffverdampfung wird abzutragendes Material verdampft. Die Prägeplatte wird vorab atomar poliert. Das Reflexionsgitter mit der Gitterkonstante d=B 'B wird zur Prägung vorab ausgemessen. Siehe hierzu auch Figur 3. Bei den Euro-Münzen wird der oder die Sterne zur Fälschungssicherheit und zur Zerkratzungsverminderung In einer versenkten Kuhle eingeprägt, wie dies in den Figuren 5 und 6 zu sehen ist. Diese Kuhle wird zusätzlich noch zur Zentrierung des Prägestempels verwendet. Der Prägestempel wird mit Fälscherwinkel versehen. Der Fälscherwinkel dient zur Betrachtung der Farbe bei definiertem Betrachtungswinkel z. B. 45. Grad zur Wappensenkrechten in zwei Ebenen. Dies ist in Figur 3 dargestellt. Die Einprägung mehrfarbig und mit Fälscherwinkel mittels mehrerer Prägevorgänge zu erzeugen, macht den Prägevorgang kompliziert und damit äußerst fälschungssicher. Der Fälscherwinkel ist in einer vorteilhaften Weiterbildung mit Hologrammprägen zu kombinieren und erhöht die Fälschungssicherheit. Der Fälscherwinkel mit korrespondierender Testeinrichtung 11 hilft z.B. bei der Landeszentralbank automatisch in Zähleinrichtungen mit, die Münzen auf Echtheit zu kontrollieren, was mittels einer Spektralkamera und Winkelcodierung kontrolliert wird. Mit der Interferenz, Bragg Bedingung wird das Treppchen der Echelette Gitter erfüllt. Hierbei entstehen mit den Randbedingungen des Echelette-Gitters klarere Farbenspiegelungen. Das besagte Verfahren sorgt für die Fälschungssicherheit von Münzen, wenn es angewendet wird, bzw. Anwendung findet. Durch Durchperforieren von Folien des durchgestanzte Material auf die Münze aufgeprägt und mit Prägestempel nanooptisch mit Farbe, insbesondere mit Strukturfarbe versehen wird. Mit Schließprägestempel, Formprägestempel wird die innenliegende Fläche durch Überhöhung vor Verkratzung geschützt. Der Prägestempel, wird aus elektronenstrahlpoliertem Monokristall, Diamant, hergestellt. Platten, insbesondere aus austenitischen Blechen werden feingewalzt und dann farbgeprägt. Der Prägestempel wird mit einem Elektronen- oder einem Röntgenbohrersystem an der Oberfläche poliert und bearbeitet. Diese sogenannte Clustersputtering wird in den Figuren 8 und 9 dargestellt. Vorab werden über ein CAD-System die Parameter im CAD/CAM-Verknüpfung parametrisiert und dargestellt, bzw. bearbeitet. Auf diese Weise werden beim Euro, insbesondere mit höheren Werten die Fälschung erschwert. Die Diamanten werden an der Oberfläche geheizt. Hierdurch sind Umformungen in der Kristallstruktur oberhalb der Rekristallisationstemperatur der Werkstoffe möglich. Die Netzlinien 90 + -5° werden zueinander elektropoliert, elektronenstrahlbearbeitet, eingebracht. Das Kreuzgitter wird mit Fern in der Einfederung beim Umformen so geformt bzw. bearbeitet, dass die Farbbrillianz und Reinheit erhalten wird. Das gesamte Farbspektrum kann mit Mehrfarbendruck erzeugt werden. Der Diamant wird mit bestimmten Farben vorgefertigt und wird dann geschnitten auf Mutterstempel, insbesondere über Laserlöten im Tiffany- Verfahren befestigt. Bei ein- oder mehrstufigen Prägepressen wird der Stempel durch ein optisches Erkennungssystem über rotatorisch angetriebenen Prägestempel dieser bildsynchron/winkelsynchron ausgerichtet. Der oder die Prägestempel werden im Clustersputtersystem mit kurzwelligem Röntgenlaser bearbeitet, wie dies in Figur 8 und 9 dargestellt ist. Der bzw. die Diamanten werden aus SP 6 Gitter gefertigt. Die Diamanten sind wegen der Schubspannungslinien unter 45 ° und unter 90 ° angeordnet. Die Prägefließlinien sind dadurch genauer. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 1 bis 10 enthalten. Die in den Ansprüchen erwähnte Presse ist nicht ausdrücklich dargestellt, es kann sich hierrbei um bekannte Pressen handeln, wie sie z.B. im Münzprägen bekannt sind, beispielsweise als sogenannte C-Presse. Der Prägestempel ist mit einer Presskraftkonstanthaltung ausgerüstet, wie die in Figur 4 dargestellt ist. Die Presskraftkonstanthaltung oder die Kraftbegrenzung schützt die Stempel vor Überlast und Zerstörung. Die Herstellung der Prägestempel erfolgt vorzugsweise durch Clustersputter-Laserbrennen, d.h. der besonders kurzwellige Röntgenlaser wird über optisch oder magnetische Linsen in besonders viele parallel angeordnete Einzelstrahlen aufgespalten. Hiermit lässt sich die Anzahl der Verfahrwege kleiner halten. Die Mehrfachzerlegung der Strahlen gibt eine kürzere Brennzeit und wird damit kostensparend, siehe hierzu Figuren 8 und 9.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Erzeugung von Strukturfarben, insbesondere auf metallischen Oberflächenstrukturen, umfassend wenigstens eine Einrichtung zur Schaffung von Gitter-, insbesondere Beugungsgitterstrukturen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Schaffung von Gitterstrukturen im wesentlichen wenigstens ein Prägewerkzeug umfasst.
3. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Schaffung von Gitter- und/oder Linienstrukturen wenigstens einen Prägestempel enthält.
4. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägestempel wenigstens eine Prägesignatur zum Prägen im wesentlichen im Bereich der Wellenlänge des sichtbaren Lichts aufweist.
5. Presse zur Erzeugung von Strukturfarben, umfassend wenigstens eine Vorrichtung zur Erzeugung von Strukturfarben.
6. Vorrichtung zur Erkennung von Strukturfarben, umfassend wenigstens eine Einrichtung (11) zum Senden und/oder Empfangen von insbesondere spektralidentischen Wellen.
7. Prägestempel, umfassend wenigstens einen wenigstens eine Prägestruktur aufweisenden monolithischen Werkstoff.
8. Prägestempel, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass er wenigstens eine Heizungseinrichtung aufweist.
9. Münze, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Strukturfarbenstruktur aufweist.
10.Verfahren zur Erzeugung von Strukturfarben, insbesondere auf metallischen Oberflächenstrukturen, wie beispielsweise Blechen, Ersatzteilen oder Münzen, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Vorrichtungen nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche zum Einsatz kommt.
PCT/DE2003/003806 2002-11-16 2003-11-16 Nanooptisches farbprägen WO2004045866A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03778262.0A EP1597088B8 (de) 2002-11-16 2003-11-16 Nanooptisches farbpr gen
AU2003285278A AU2003285278A1 (en) 2002-11-16 2003-11-16 Nano-optical color embossing
CA002505503A CA2505503A1 (en) 2002-11-16 2003-11-16 Nano-optical color embossing
JP2004552408A JP4570958B2 (ja) 2002-11-16 2003-11-16 ナノ光学カラーエンボスの方法及び装置
DE50312372T DE50312372D1 (de) 2002-11-16 2003-11-16 Nanooptisches farbpr gen
DE10394070T DE10394070D2 (de) 2002-11-16 2003-11-16 Nanooptisches Farbprägen
AT03778262T ATE455656T1 (de) 2002-11-16 2003-11-16 Nanooptisches farbpr gen
US11/124,236 US20050211114A1 (en) 2002-11-16 2005-05-09 Nano-optical color embrossing

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10253648 2002-11-16
DE10253648.1 2002-11-16

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US11/124,236 Continuation US20050211114A1 (en) 2002-11-16 2005-05-09 Nano-optical color embrossing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004045866A1 true WO2004045866A1 (de) 2004-06-03

Family

ID=32318518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2003/003806 WO2004045866A1 (de) 2002-11-16 2003-11-16 Nanooptisches farbprägen

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1597088B8 (de)
JP (1) JP4570958B2 (de)
AT (1) ATE455656T1 (de)
AU (1) AU2003285278A1 (de)
CA (1) CA2505503A1 (de)
DE (2) DE50312372D1 (de)
WO (1) WO2004045866A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1918125A2 (de) * 2006-11-06 2008-05-07 Schuler Pressen GmbH & Co. KG Prägeeinrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Prägewerkzeugs
DE102009021880A1 (de) 2009-05-19 2010-12-02 Schuler Pressen Gmbh & Co. Kg Prägeverfahren und Prägeeinrichtung zur Erzeugung beugungswirksamer Strukturen
US8507073B2 (en) 2008-05-22 2013-08-13 Panasonic Corporation Exterior parts
NL2017965B1 (en) * 2016-12-09 2018-06-19 De Koninklijke Nederlandse Munt N V System comprising a number of rolls to produce multiple objects from a blank made of metal and/or plastic and a method
EP3545908A1 (de) * 2018-03-28 2019-10-02 Thommen Medical Ag Medizinische prothesen, medizinische osteosynthesevorrichtungen oder hörgeräte mit sicherheits- und/oder identifikationselementen

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1989657A4 (de) * 2006-02-10 2010-10-20 Parallel Synthesis Technologie Authentifizierung und fälschungssichere verfahren und vorrichtungen
CN101925473A (zh) * 2008-12-04 2010-12-22 松下电器产业株式会社 外装零部件及其制造方法
WO2010070788A1 (ja) * 2008-12-19 2010-06-24 パナソニック株式会社 外装部品およびその製造方法ならびに電子機器
JP5419540B2 (ja) * 2009-05-18 2014-02-19 パナソニック株式会社 構造発色体
HK1213429A2 (zh) * 2015-12-31 2016-06-30 Master Dynamic Ltd 在製品上形成標記的方法和其上有標記的製品
US20210212423A1 (en) * 2020-01-10 2021-07-15 Bentz Luxury, Inc. Lucky coin-based token

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991001225A1 (en) * 1989-07-19 1991-02-07 Embossing Technology Ltd. (U.K.) Embossing machine roller
EP0421181A1 (de) * 1989-10-04 1991-04-10 Pamp S.A. Verfahren zur Herstellung eines holographischen Bildes und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens
DE19722575A1 (de) * 1997-05-29 1998-12-03 Matthiesen Miriam Verfahren zum Einprägen von Mikrostrukturen in Metalle oder andere Hartstoffe

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05221200A (ja) * 1992-02-18 1993-08-31 Toppan Printing Co Ltd レリーフパターンの複製方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991001225A1 (en) * 1989-07-19 1991-02-07 Embossing Technology Ltd. (U.K.) Embossing machine roller
EP0421181A1 (de) * 1989-10-04 1991-04-10 Pamp S.A. Verfahren zur Herstellung eines holographischen Bildes und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens
DE19722575A1 (de) * 1997-05-29 1998-12-03 Matthiesen Miriam Verfahren zum Einprägen von Mikrostrukturen in Metalle oder andere Hartstoffe

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1918125A2 (de) * 2006-11-06 2008-05-07 Schuler Pressen GmbH & Co. KG Prägeeinrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Prägewerkzeugs
DE102006052511B3 (de) * 2006-11-06 2008-07-31 Schuler Pressen Gmbh & Co. Kg Prägeeinrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Prägewerkzeugs
EP1918125A3 (de) * 2006-11-06 2011-08-31 Schuler Pressen GmbH & Co. KG Prägeeinrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Prägewerkzeugs
US8507073B2 (en) 2008-05-22 2013-08-13 Panasonic Corporation Exterior parts
US8336361B2 (en) 2009-05-18 2012-12-25 Schuler Pressen Gmbh & Co. Kg Embossing method and apparatus for producing diffraction-active structures
DE102009021880A1 (de) 2009-05-19 2010-12-02 Schuler Pressen Gmbh & Co. Kg Prägeverfahren und Prägeeinrichtung zur Erzeugung beugungswirksamer Strukturen
EP2272683A2 (de) 2009-05-19 2011-01-12 Schuler Pressen GmbH & Co. KG Prägeverfahren und Prägeeinrichtung zur Erzeugung beugungswirksamer Strukturen
EP2272683A3 (de) * 2009-05-19 2012-11-07 Schuler Pressen GmbH & Co. KG Prägeverfahren und Prägeeinrichtung zur Erzeugung beugungswirksamer Strukturen
DE102009021880B4 (de) * 2009-05-19 2013-01-31 Schuler Pressen Gmbh & Co. Kg Prägeverfahren und Prägeeinrichtung zur Erzeugung beugungswirksamer Strukturen
NL2017965B1 (en) * 2016-12-09 2018-06-19 De Koninklijke Nederlandse Munt N V System comprising a number of rolls to produce multiple objects from a blank made of metal and/or plastic and a method
EP3545908A1 (de) * 2018-03-28 2019-10-02 Thommen Medical Ag Medizinische prothesen, medizinische osteosynthesevorrichtungen oder hörgeräte mit sicherheits- und/oder identifikationselementen

Also Published As

Publication number Publication date
DE50312372D1 (de) 2010-03-11
JP2006516108A (ja) 2006-06-22
EP1597088B1 (de) 2010-01-20
DE10394070D2 (de) 2005-10-06
JP4570958B2 (ja) 2010-10-27
CA2505503A1 (en) 2004-06-03
EP1597088A1 (de) 2005-11-23
ATE455656T1 (de) 2010-02-15
EP1597088B8 (de) 2013-08-21
AU2003285278A1 (en) 2004-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3339048B1 (de) Sicherheitselement mit reflektivem flächenbereich
EP1786632B2 (de) Metallisiertes sicherheitselement
US20050211114A1 (en) Nano-optical color embrossing
EP2864130B2 (de) Dekorelement, sicherheitsdokument mit einem dekorelement sowie verfahren zur herstellung eines dekorelements
EP3000613B1 (de) Optisch variables sicherheitselement mit reflektivem flächenbereich
EP2869998B1 (de) Verfahren zur herstellung von farbig personalisierbaren sicherheitsdokumentenrohlingen, farbig personalisierte sicherheitsdokumente und verfahren zur personalisierung
DE112007001425B4 (de) Fälschungssicheres Hologramm, Verfahren zu dessen Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
EP3174728B1 (de) Sicherheitselement zur herstellung von wertdokumenten
WO2017097430A1 (de) Sicherheitselement mit linsenrasterbild
EP1648713A2 (de) Sicherheitselement
EP3184318B1 (de) Optisch variables sicherheitselement mit reflektivem flächenbereich
EP3302995B1 (de) Optisch variables sicherheitselement
EP1597088B1 (de) Nanooptisches farbpr gen
EP3000614B1 (de) Optisch variables sicherheitselement mit reflektivem flächenbereich
EP2821242B1 (de) Sicherheitselement für Wertdokumente
WO2020015847A1 (de) Sicherheitselement mit linsenrasterbild
EP3184319B1 (de) Sicherheitselement für sicherheitspapiere, wertdokumente oder dergleichen und verfahren zum herstellen eines sicherheitselementes
EP3406458B1 (de) Sicherheitselement mit reflektivem flächenbereich
EP3898250B1 (de) Hologrammmaster für eine herstellung von individualisierten hologrammen mit kinetischen beugungsstrukturen
WO2024056129A1 (de) Sicherheitselement mit nanostrukturen

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11124236

Country of ref document: US

Ref document number: 2505503

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003778262

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004552408

Country of ref document: JP

REF Corresponds to

Ref document number: 10394070

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20051006

Kind code of ref document: P

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10394070

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8629

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003778262

Country of ref document: EP