WO2009074284A2 - Optisch variables sicherheitselement - Google Patents

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WO2009074284A2
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    • C08K9/10Encapsulated ingredients

Definitions

  • the invention relates to an optically variable security element for securing valuables.
  • the invention further relates to a method for producing such a security element, a security arrangement with such a security element, a correspondingly equipped data carrier and a verification device for such a security element.
  • Data carriers such as valuables or identity documents, but also other valuables, such as branded goods, are often provided with security elements for the purpose of security, which permit verification of the authenticity of the data carrier and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • the security elements can be embodied, for example, in the form of a security thread embedded in a banknote, a covering film for a banknote with a hole, an applied security strip, a self-supporting transfer element or else in the form of a feature area printed directly on a value document.
  • the security elements are equipped with optically variable elements which give the viewer a different image impression under different viewing angles and, for example, show a different color or brightness impression and / or another graphic motif depending on the viewing angle.
  • the observer changes with the viewing angle and, for example, changes from green to blue, blue to magenta or magenta to green when the security feature is tilted.
  • the occurrence of such color changes when tilting a security element is referred to below as a color shift effect.
  • optically variable thin-film elements are known in whose layer structure at least one magnetic layer is integrated. The magnetic properties of these optically variable thin-film elements can then be used as an additional authenticity mark.
  • the document EP 1 780040 A2 describes a security element in which in a subarea magnetically oriented pigment particles are present which produce a kinematic visual effect.
  • the magnetically oriented pigment particles may in particular also have optically variable properties.
  • the object of the invention is to further improve a security element of the aforementioned type and, in particular, to provide a security element with an attractive visual appearance and high security against forgery, the appearance of which can also be interactively influenced during the authenticity check.
  • a generic security element has an optically variable color layer which contains first, optically variable effect pigments for generating a viewing angle-dependent visual impression, and contains the second, by an external magnetic field reversibly alignable effect pigments, and in which the degree of expression of the viewing angle-dependent visual impression of the optically variable effect pigments depends on the orientation of the magnetically alignable effect pigments relative to the plane of the color layer.
  • Such a security element offers a combination of attractive visual effects, namely, on the one hand, the optically variable effect of the first effect pigments and, on the other hand, the reversible magnetic alignability of the second effect pigments, through which, as described in more detail below, interactively three-dimensional appearances can be produced, which may be combined with others Reversible information can be made to appear and disappear.
  • the second effect pigments can be fixed by an activatable fixing at a later date wholly or partially in a desired position, so that the security element can be provided in particular subsequently with an individual Kenn- drawing, as explained in more detail below.
  • the two effects interact according to the invention in that the expression of the optically variable effect depends on the orientation of the magnetically orientable effect pigments.
  • the interactive Therefore, not only previously invisible appearances and possibly other information to the appearance of magnetic pigments, but also changes the strength and brilliance of the optically variable effect.
  • the second effect pigments are preferably encapsulated in a microcapsule and essentially freely rotatable in the microcapsule. Without an external magnetic field, the second effect pigments are preferably oriented isotropically within the microcapsule, ie they have no preferred direction as a whole. Of course, certain deviations from the ideal isotropic orientation may occur in practice, depending, for example, on the geometric shape, the magnetizability, the viscosity of the encapsulation liquid or the structure of the encapsulation.
  • the second effect pigments After applying an external magnetic field, the second effect pigments first align rapidly and return to their original state after the external magnetic field has disappeared. Without restoring force or without other external forces, this return can sometimes take a very long time and take a few minutes, hours or even days. Within this period of time, a magnetization pattern displayed by the security element remains visible even after the removal of the verification magnet and only returns when an active movement with an external magnet repeals or alters the orientation of the second effect particles.
  • the microcapsules may, in convenient configurations, contain a gel which provides a restoring force to the magnetically-alignable effect pigments.
  • a transparent polymerizable substance which is preferably a mixture of photocrosslinkable mono- and oligomers and a suitable solvent to be introduced into the microcapsules and targeted by crosslinking a gelatinous structure in the microcap are generated, on the one hand, a rotation of the effect pigments by an external field and on the other hand generates a restoring force upon a successful rotation, which causes the effect pigments to rapidly return to their original position after elimination of the external field.
  • such a restoring force can also be generated by a pre-magnetization of a magnetic layer combined with the optically variable ink layer.
  • the first effect pigments are present outside the microcapsules of the second effect pigments.
  • the first effect pigments can also be encapsulated in the microcapsules together with the second effect pigments.
  • the first effect pigments are advantageously platelet-shaped in this case. Since the orientation of the first effect pigments also changes in this embodiment when the magnetic second effect pigments are aligned, the joint encapsulation can produce dynamic, interactive color effects.
  • the first and second effect pigments are formed by the same magnetically alignable and optically variable effect pigments.
  • the second effect pigments are preferably formed on the basis of high-purity iron powder and can be prepared, for example, from reducing-treated carbonyl iron powder.
  • Advantageous platelet-shaped iron pigments can be taken in particular from document EP 1 251 152 B1 whose disclosure on the preparation and properties of such pigments is included in the present description.
  • the second effect pigments may be soft magnetic or hard magnetic.
  • the second effect pigments are preferably non-spherical, for example of a needle-shaped design. Particular preference is given to effect pigments which have a platelet form.
  • the largest diameter of a non-spherical pigment is also referred to as the length or size of the pigment, while the smallest diameter is referred to as the thickness of the pigment.
  • the ratio of the largest to the smallest diameter of the non-spherical second effect pigments is preferably more than 5: 1, preferably more than 10: 1. This ratio is particularly preferably between 40: 1 and 400: 1.
  • the largest diameter of the non-spherical second effect pigments is advantageously more than 2 ⁇ m, preferably more than 5 ⁇ m, more preferably more than 10 ⁇ m and very particularly preferably more than 15 ⁇ m.
  • the use of magnetically alignable effect pigments in the micrometer range and in particular in the stated size range has the particular advantage that the particle concentration can be kept lower compared to nanoparticles.
  • Platelet-shaped effect pigments in particular in the preferred size range and in the preferred diameter-to-thickness range, can be oriented as desired by an external magnetic field relative to the layer plane. They then, like the slats of a venetian blind, depending on the orientation, either largely free the view of the underlying layers (approximately vertical orientation relative to the layer plane) or block it partially (oblique orientation relative to the layer plane) or completely. constantly (essentially horizontal orientation relative to the layer plane). With high diameter-to-thickness ratios, it is possible to set such high contrasts between translucent and opaque layer areas.
  • translucent means translucent in the sense of a certain or complete translucency and thus also includes transparency.
  • a translucent layer makes it possible to perceive the objects behind or below it, even if the brightness of the objects can be reduced by the translucent layer and / or the color of the objects can be changed.
  • the light transmission of a layer is so low that the objects behind or underneath are no longer recognizable, it is no longer translucent but is called opaque or opaque.
  • the second effect pigments are formed by isotropic particles present in microcapsules, which cooperatively cooperate with one another by an external magnetic field in the microcapsules.
  • the isotropic particles may be formed as nanoscale particles having a particle size of 1 nm to 1 ⁇ m, or may alternatively have particle sizes of more than 1 ⁇ m, the particle size in particular between 1 ⁇ m and 20 ⁇ m, preferably between 2 ⁇ m and 10 microns is.
  • the diameter of the microcap- is advantageously between 1 .mu.m and 200 .mu.m, in particular between 5 .mu.m and 80 .mu.m, and is preferably tuned with the particle size of the isotropic particles such that in the case of magnetic alignment in each case a plurality of isotropic particles cooperatively cooperate in the microcapsules , in particular chain-like can put on each other.
  • the second effect pigments are formed by coated iron pigments.
  • the iron pigments have in particular the composition FeO x with x between 1.3 and 1.5. As a result of the coating, the second effect pigments are provided with a further desired property in addition to their magnetic alignability.
  • the coating is a color-providing coating which contains, for example, yellow, green and / or blue organic and / or inorganic colorants and preferably additionally a white pigment with high scattering power.
  • Other coatings such as laser-markable, fluorescent or phosphorescent coatings are also possible in order to impart the respective properties to the effect pigments.
  • the encapsulation of the second effect pigments can be effected, for example, by dispersing iron pigments of suitable size, for example in the size range from 10 .mu.m to 20 .mu.m, dispersing them in a water-insoluble solvent, preparing suitable micellar precursors having a controlled particle size in water and then adding them, for example, to acryloid gelatin is encapsulated by coacervation.
  • suitable micellar precursors having a controlled particle size in water and then adding them, for example, to acryloid gelatin is encapsulated by coacervation.
  • General information on microencapsulation and coacervation can be found eg. B. EP 1 479432 Bl are removed.
  • microcapsules described in this application may consist of a variety of different organic or inorganic materials.
  • the capsule material, the degree of crosslinking thereof, and the wall thickness of the microcapsules when using polymers.
  • Advantageous capsule materials are, for example, gelatin, modified gelatin, in particular with chemical postcrosslinking, PMMA and other polyacrylates, which are particularly suitable because of their high transparency, polyurethanes, polyamides, melanin / formaldehyde, silicones, but also inorganic oxidic materials, such as Silicates, titanium, hafnium or iron oxides.
  • the diameter of the microcapsules is according to the invention advantageously between about 1 micron and about 200 microns, in particular between about 1 micron and about 80 microns.
  • the wall thickness of the microcapsules is typically between 5% and 30%, preferably between 10% and 20% of the diameter of the microcapsules.
  • the first effect pigments are advantageously pigments produced on the basis of liquid-crystalline polymers or so-called pearlescent pigments, such as, for example, the silver-white, gold-luster or metallic luster pigments marketed by Merck KGaA under the name Iriodin® or Colorcrypt. Both pigments based on liquid-crystalline material and pearlescent pigments are translucent on their own.
  • the first effect pigments are formed by interference layer pigments.
  • interference layer pigments typically have a thin-film structure which expediently contains at least one reflection layer, one absorber layer and a dielectric spacer layer arranged between the reflection layer and the absorber layer. Interfacial layer pigments can be translucent per se, although opaque interference layer pigments are also known.
  • the second effect pigments are encapsulated in microcapsules, wherein the microcapsules contain an activatable fixative, by the activation of which the second effect pigments can be fixed in a desired position.
  • the microcapsules contain an activatable fixative, by the activation of which the second effect pigments can be fixed in a desired position.
  • a printed layer with the second effect pigments can thereby be magnetically aligned even after the layer has dried and fixed in a desired position, for example, by local UV irradiation or local laser irradiation in partial areas in the form of patterns, characters or a coding.
  • the result is a combination effect in which the unfixed regions react reversibly to external magnetic fields, while the magnetic alignment is permanently fixed in the areas exposed to UV or laser radiation, for example.
  • the microcapsules contain as activatable fixing a transparent polymerizable mixture or substance and for activating the fixing an initiator, preferably a photoinitiator.
  • an initiator preferably a photoinitiator.
  • the second effect pigments can be suspended for this purpose, for example, in a 100% system consisting of mono- and oligomers and photoinitiator.
  • the polymerization conditions such as micelle or droplet size, are chosen so that microcapsules of the desired size (1 .mu.m to 200 .mu.m, preferably 5 .mu.m to 80 .mu.m) are formed.
  • the viscosity The mixture can be adjusted both by the choice of the type of mono- or oligomers and by the variation of their ratio.
  • both microcapsules with completely fixed effect pigments can be produced, as well as microcapsules with gel structures, which preferably consist of a mixture of photopolymerizable mono- and oligomers and a suitable solvent, in which the effect pigments can still be rotated by an external magnetic field and in which the gel structure exerts a restoring force on the twisted effect pigments, as explained in more detail above.
  • gel structures which preferably consist of a mixture of photopolymerizable mono- and oligomers and a suitable solvent, in which the effect pigments can still be rotated by an external magnetic field and in which the gel structure exerts a restoring force on the twisted effect pigments, as explained in more detail above.
  • the microcapsules may also contain a substantially inert filling with added, short, chain-like reactive molecules which crosslink when irradiated with itself and with the capsule wall and fix the effect pigment contained in the microcapsule in its position.
  • laser-destructible nanocapsules can be introduced with a polymerization starter in the microcapsules, so that the fixation can be triggered by laser radiation.
  • the microcapsules contain liquids or pigments which can be decomposed by laser radiation and, for example, foam.
  • the effect pigments contained in the microcapsules are permanently fixed in their position by the resulting increase in volume of the fixative.
  • An advantage of such a variant is that it can not come to a subsequent cross-linking, such as by leakage of polymerization starter or by UV light.
  • activatable fixatives which are suitable for foaming by the action of laser radiation and / or by high temperature are polymers, such as POM (polyoxymethylene), PMMA (polymethylmethacrylate) or PA (polyamide), which are already present due to their decomposition properties without further additives tend to foam.
  • blowing agents are, for example, sodium carbonate, diphenyl oxide 4-4'-disulphohydrazide or the blowing agents of the product series Genitron (R) or Ficel (R) from Lanxess.
  • foamable hollow chamber balls can also be used.
  • absorbers for the wavelength range of the laser used.
  • the optically variable ink layer may further contain third, unencapsulated and magnetically alignable effect pigments, which are magnetically aligned in the form of a predetermined motif in the form of patterns, lines, characters or an encoding. Unlike the orientation of the second effect pigments, the alignment of the third effect pigments is permanently fixed. For the third effect pigments, apart from the lack of encapsulation, the same materials with the same size ranges and properties as for the second effect pigments come into consideration, so that the above statements also apply to the third effect pigments.
  • the encapsulated second effect pigments and the non-encapsulated third effect pigments can be present at least partially in the same regions of the optically variable ink layer and / or at least partially in one another separate regions of the optically variable ink layer. In both variants, conspicuous visual effects with a high recognition value can be generated, as explained in more detail below.
  • the optically variable ink layer contains a pigment mixture with the first effect pigments, the encapsulated second effect pigments and optionally the non-encapsulated third effect pigments.
  • the optically variable ink layer may consist of a plurality of partial layers arranged one above the other, each containing only one effect pigment type.
  • the optically variable ink layer is preferably formed by a screen-printing layer or flexographic printing layer, in some embodiments also by a gravure printing layer. In all of these embodiments, it can additionally be blind-embossed, in particular for enhancing the 3D effect of the magnetically oriented effect pigments.
  • the ink layer is preferably formed on the basis of a UV-curing color system, pure UV systems, UV / water-based systems or even UV / solvent-based systems being considered.
  • the color layer may also contain further pigments, in particular isotropic pigments and / or soft magnetic pigments.
  • the further pigments or generally further additives may have visually and / or machine-detectable properties which do not or only insignificantly impair the described visual effects of the security element according to the invention.
  • the optically variable ink layer is applied to a standard banknote paper or on a colored background layer.
  • the substrate material for the banknote paper is any type of paper, in particular cotton vellum paper.
  • the substrate material of the bill or, more generally, of a data carrier may also be a plastic film, such as a polyester film.
  • the film may be monoaxially or biaxially stretched. Stretching of the film leads, inter alia, to obtaining light-polarizing properties which can be used as a further security feature.
  • the substrate material may also be a multilayer composite containing at least one layer of paper or a paper-like material. Such a composite, which can also be used as a substrate material for banknotes, is characterized by an extremely high stability, which is for the durability of the note or the disk of great advantage.
  • substrate material it is also possible to use a multilayer, paper-free composite material which can be advantageously used in particular in some climatic regions of the earth.
  • All substrate materials can contain additives that can serve as an authenticity feature.
  • luminescent substances are suitable which are preferably transparent in the visible wavelength range and can be excited in a non-visible wavelength range by suitable aids, such as a source emitting UV or IR radiation, in order to produce a directly visible or aid-detectable luminescence radiation .
  • suitable aids such as a source emitting UV or IR radiation
  • Background layers with dark colors usually lead to a particularly high brilliance of the optically variable effects.
  • a transparent or translucent film is also suitable as a substrate.
  • the security element may advantageously be used in or above a window area or a through opening of a value document as a see-through security element.
  • the film may be formed as a patch covering a partial surface of the substrate or as a strip extending over the entire length or width of the data carrier.
  • the materials used for the film are primarily the plastics PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), PEN (polyethylene naphtha late), PP (polypropylene), PA (polyamide) and PE (polyethylene).
  • the film may also be monoaxially or biaxially oriented, as already explained above.
  • An opening in a banknote can already be produced during the production of the security paper used for the banknote and then has a fibrous, irregular edge. Such an edge is characteristic of openings already made during sheet formation and can not be subsequently produced. Details of the production of such irregular edges can be found in the publication WO 03/054297 A2, the disclosure content of which is incorporated into the present application in this respect.
  • the opening is produced only after the paper production by punching or cutting, for example by laser beam cutting.
  • the optically variable ink layer can be applied to an information-carrying background layer, in particular a screen-printing, flexographic or intaglio printing layer. Since the information in the translucent areas of the color layer is recognizable bar, in the opaque areas, however, is hidden, color layer and background layer can cooperate to produce a further authenticity feature, as explained in more detail below.
  • the background layer may advantageously also have thermochromic properties in order to create a security element which can be influenced interactively in a further way.
  • thermochromic background layer can in particular be designed so that when it is activated by increasing the temperature, the optically variable effect of the first effect pigments for the viewer disappears.
  • the optically variable ink layer is combined with a magnetic background layer, which may be present over the entire surface or in the form of patterns, characters or a coding.
  • a magnetic background layer By means of such a magnetic background layer it can be achieved that the optically variable ink layer already indicates a desired motif without an external magnetic field, or that an initially hidden motif is exposed by an external magnetic field.
  • the magnetic background layer contains a soft magnetic substance of low to negligible remanence, which is arranged in the form of a motif, for example in the form of patterns, characters or a coding. Due to its low remanence, the soft magnetic substance itself is not permanently magnetizable, so it retains no magnetization after elimination of an external magnetic field.
  • the magnetic background layer largely shields the magnetic field in the areas in which the soft magnetic substance is present that the second effect pigments are not or only slightly influenced there.
  • the external magnetic field releases the motif present in the magnetic background layer and makes it recognizable to the observer.
  • the magnetic background layer thus produces a reversibly displayable, magnetic motif without the external magnetic field having to have the motif shape. Rather, the verification can be done with ordinary, widely used magnets, such as the permanent magnets of a mobile phone, a portable audio player or a merchandise security system.
  • Pigments having the desired soft magnetic properties are, for example, soft fibers, such as ZnMn ferrite, or various amorphous, crystalline or nanocrystalline metals or metal alloys known to those skilled in the art for shielding static or low-frequency magnetic fields.
  • the pigments are preferably printed in the form of a magnetic printing ink. The expression of the effect can be adjusted in particular via the pigmentation of the printing ink and the thickness of the printed layer.
  • the magnetic background layer contains a magnetic substance with medium to high coercive field strength, which can be present in the form of a surface or in the form of a motif.
  • the coercitive field strength is typically between 50 kA / m and 300 kA / m.
  • Such a magnetic substance can still be relatively magnetized or remagnetized by an external magnetic field.
  • the initial magnetization in the form of a desired motif can be generated for example with a strong permanent magnet. Due to the remanence of the magnetic material remains even after elimination of the external magnetic field Magnetization strong enough to hold the reversibly orientable second effect pigments in position.
  • Suitable materials for this variant are, for example, mixtures of hard and soft ferrites or sintered materials and alloys, such as AlNiCo, CuNiFe or chromium-cobalt steels.
  • the coercive field strength of the magnetic substance is chosen so large that it can no longer be re-magnetized by standard permanent magnets, but that very strong fields are required, as are produced, for example, with strong electromagnets or by impact magnetization can.
  • the coercive field strength of the magnetic substance is above 300 kA / m.
  • a motif can be magnetized into the magnetic background layer which can not be erased by the means normally available to a user.
  • the alignment of the second effect pigments creates a visible, permanent magnetic pattern that can be enhanced or attenuated by an external magnetic field.
  • Suitable materials for this variant are, for example, anisotropic and in particular isotropic hard ferrite-based magnetic powders, such as barium or strontium ferrite, or magnetic powders based on sintered materials and alloys, such as, NdFeB or SmCo.
  • HiCo (high coercivity) materials from the magnetic card sector come into consideration, since they have a coercive field strength up to 4000 Oe (about 320 kA / m).
  • the application of a magnetic background layer to a paper substrate can be effected directly by printing a paint which contains the magnetic substances mentioned in the first to third variants in the highest possible pigmentation in the range of about 15% to 50%.
  • the ink is preferably applied by screen or gravure printing.
  • the application of the magnetic background layer to a film substrate opens up further possibilities.
  • one or more layers of magnetic materials can be applied to a film by known methods.
  • the film with a magnetic metal layer such as iron or nickel, vapor-deposited, demetallized in the form of a desired motif and overprinted or underprinted with an optically variable ink layer of the type described.
  • a magnetic metal layer such as iron or nickel
  • vapor-deposited, demetallized in the form of a desired motif and overprinted or underprinted with an optically variable ink layer of the type described.
  • various non-metallic layers or metallic alloys can also be applied to a film having the desired magnetic properties in terms of coercive force, remanence and the like.
  • the invention also includes a method for producing an optically variable security element for securing valuables, in which an optically variable ink layer is applied to a substrate, the first, optically variable effect pigments for generating a viewing angle-dependent visual impression contains, and the second, by a contains the external magnetic field reversibly alignable effect pigments, wherein the degree of expression of the viewing angle-dependent visual impression of the optically variable effect pigments of the orientation of the magnetically alignable effect pigments relative to the plane of the ink layer off- hangs.
  • the second effect pigments are preferably encapsulated so that they are essentially freely rotatable in their encapsulation.
  • an optically variable ink layer is applied which, in addition to the first and second effect pigments, also contains third, unencapsulated and magnetically alignable effect pigments, wherein the third effect pigments are permanently aligned by an external magnetic field to form a motif in the form of To make patterns, lines, characters or an encoding.
  • the first, second and optionally third effect pigments are mixed to form a pigment mixture and co-printed, preferably in screen-printing, flexographic or in-line printing methods.
  • a pure magnetic layer with the second effect pigments can first be printed onto the substrate, and a pure color layer with the first effect pigments can be printed over the pure magnetic layer.
  • a further layer may be provided with the third effect pigments.
  • the motif of the third effect pigments generated by the magnetic alignment is permanently fixed with advantage by UV curing.
  • the invention further includes a security arrangement for securing security papers, documents of value and the like with a security element of the type described and with a verification element with a magnetic motif area in which magnetic material in the form of patterns, lines, characters or an encoding exists.
  • the magnetic motif region is magnetized essentially perpendicular to the plane of the verification element. That of the magnetic motif shown motif may be visible or not visible without aids, for example, by covering with a dark print layer.
  • the invention further includes a data carrier, in particular a value document, such as a banknote, a passport, a document, an identity card or the like, which is equipped with a security element of the type described or with a security arrangement of the type described.
  • a data carrier in particular a value document, such as a banknote, a passport, a document, an identity card or the like, which is equipped with a security element of the type described or with a security arrangement of the type described.
  • the security element can, in particular if it is present on a transparent or translucent substrate, also be arranged in or above a window area or a through opening of the data carrier.
  • the data carrier contains both a security element according to the invention and an associated verification element, these are advantageously geometrically arranged on the data carrier such that the security element can be brought over the verification element by bending or folding the data carrier.
  • the invention further provides a verification device for checking the authenticity of a security element of the type described with a magnetic motif region in which magnetic material in the form of patterns, lines, characters or a coding is present, and which is magnetized substantially perpendicular to the plane of the motif region, to magnetically align the second effect pigments of the optically variable ink layer of the security element.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a banknote with a security element according to the invention
  • FIG. 2 shows the security element of FIG. 1 together with a verification device, wherein in (a) security element and verification device are spatially separated, and in (b) the security element rests on the verification device,
  • FIG. 3 shows a cross section through a security element according to an embodiment of the invention, in the left half without and in the right half with verification device, 4 is a security element according to another embodiment of the invention in a cross-sectional view as in Fig. 3,
  • FIG. 5 shows a security element according to a further embodiment of the invention in cross section
  • Fig. 6 plan views of a section of the security element of
  • FIG. 5 in (a) without a verification device and in (b) with a verification device, FIG.
  • FIG. 7 shows a security element according to yet another embodiment of the invention in cross section
  • a banknote with a security arrangement comprising a security element and a verification element arranged mirror-inverted to the center line,
  • FIG. 9 shows a security element according to a further exemplary embodiment of the invention in a cross-sectional representation as in FIG.
  • FIG. 10 shows a security element according to the invention with a soft magnetic background layer during verification with an external magnet
  • FIG. 11 shows a security element according to the invention with a magnetic background layer having a magnetic substance with medium to high coercive force.
  • the invention will now be explained using the example of a banknote. 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with a visually variable security element 12 printed directly on the banknote paper. It is understood that the invention is not limited to printed security elements and banknotes, but is used in all types of security elements can, for example, on labels on goods and packaging or in the security of documents, identity cards, passports, credit cards, health cards and the like. In bank notes and similar documents come in addition to printed elements, for example, transfer elements, security threads or security strips and supervisory elements in addition to see-through elements in question.
  • FIG. 2 shows the optically variable security element 12 together with an external verification device 20, wherein the security element 12 and the verification device 20 in FIG. 2 (a) are spatially clearly separated from one another, while the security element 12 in the illustration of FIG 2 (b) rests on the verification device 20.
  • the optically variable security element 12 without verification device 20 or with a sufficient spatial distance from the verification device 20 shows a metallic luster, which is combined with a weak, uniform color shift effect.
  • the color impression of the security element changes for the viewer when the security element is tilted, for example from green in the case of vertical supervision to blue when viewed obliquely.
  • the verification device 20 for the security element 12 has a motif magnet 22 whose magnetization is indicated by the indicated magnetic field lines 24.
  • the magnetic material of the motif magnet 22 is arranged in the form of patterns, lines, characters or a coding and in the exemplary embodiment forms the letter H.
  • the magnetic north pole represents the upper side of the magnet and the magnetic south pole the underside of the magnet, so that It is understood that the motif magnet of the verification device 20 can represent any pattern, character or coding in the general case and that its magnetization also reversed or by a more complex sequence of magnetic north
  • the magnetic material of the motif magnet may also be, in particular, magnetic rare earth alloys, such as ammonium-cobalt or neodymium-iron-boron alloys
  • the invention also includes designs, which can be verified without special motif magnets, as further detailed below.
  • Verification device 20 brought, as shown in Fig. 2 (b), it thereby interactively changes the visual appearance of the security element 12 in the area 26 above the subject magnet 22.
  • the metallic gloss of the area 26 is significantly reduced and it is a dark background layer visible.
  • the color-shift effect in area 26 gains significantly in brilliance and strength.
  • the area 26 instead of a uniformly dark background, in the area 26 also information, such as a lettering, a serial number, a Denomination or the like are visible.
  • the visual impression of the security element 12 remains unchanged.
  • the motif represented by the motif magnet 22 is thus reflected in the region 26 in a characteristic manner as an image-wise, brilliant color-tilting region in front of a metallic background.
  • the state shown in FIG. 2 (a) sets in again, so that the viewer then again sees a uniformly metallic shiny surface with a weakly pronounced color-shift effect.
  • the security element 12 thus has a reversible and interactive triggerable authenticity mark.
  • the left half of the figure shows the security element 12 without Verifications worn 20 and a region 28 away from the subject magnet 22.
  • the right half shows a section of the area 26 of the security element, which is located directly above the motif magnet 22.
  • a printing layer 32 is applied in the region of the security element 12, which can display any information, such as a line pattern 33, an alphanumeric string, a logo or the like.
  • the printing layer 32 may also, as in the embodiment of Fig. 2, form a full dark, such as black background layer.
  • the printing layer 32 can be applied to the banknote paper 30 in particular by screen printing, flexographic printing or intaglio printing.
  • About this generally information-carrying printing layer 32 is printed in the present case by screen printing using a pigment mixture of first effect pigments 34 and second effect pigments 36, an optically variable ink layer 40 with Farbkippeff ect.
  • the first effect pigments 34 are optically variable pigments, for example interference layer pigments with a thin-film structure comprising a reflection layer, an absorber layer and a dielectric spacer layer arranged between the reflection layer and the absorber layer.
  • the pigment mixture contains, as second effect pigments, magnetically alignable platelet-shaped iron pigments 36, which in the exemplary embodiment are produced from reducing-treated carbonyl iron powder.
  • Such platelet-shaped iron pigments can be produced with a high ratio of platelet diameter to platelet thickness, wherein the (largest) platelet diameter is preferably between 6 .mu.m and 60 .mu.m, in particular between 10 .mu.m and 20 .mu.m, and the platelet thickness in particular between 40 nm and 250 nm , Details of the production and properties of such platelet-shaped iron pigments can be found in the document EP 1 251 152 B1, the disclosure of which is incorporated in the present description to this extent.
  • the second effect pigments 36 are encapsulated and essentially freely rotatable in their encapsulation 38. Without external magnetic field Ideally, the second effect pigments 36 within their encapsulation 38 have no preferential orientation, so that the entirety of the second effect pigments exhibits a substantially isotropic orientation. It is understood that in practice, depending on, for example, the geometric shape, the magnetizability, the viscosity of the encapsulating liquid or the structure of the encapsulation, certain deviations from an ideal isotropic orientation may occur.
  • This substantially isotropic orientation of the second effect pigments 36 corresponds to the situation shown in the left-hand half of FIG. 3, where only four general, different orientations of the pigments 36 are shown for illustration purposes.
  • the magnetically alignable second effect pigments 36 are aligned by its magnetic field. Due to the shape and magnetization of the motif magnet 22 indicated in FIG. 2, the magnetic field lines 42 pass through the color layer 40 in the region 26 essentially perpendicularly and direct the freely rotatable in their encapsulation Iron pigments 36 also substantially perpendicular to the plane of the ink layer 40, as shown in the right part of FIG. 3.
  • the iron pigments 36 act to the viewer like the slats of a venetian blind, which can reveal or completely or partially block the view of the underlying layers.
  • the iron pigments 36 In the regions 28 in which the iron pigments 36 are arranged substantially isotropically (left half of FIG. 3), they limit the view of the underlying print layer 32 so strong that the color layer 40 appears opaque in this area and the metallic luster of the iron pigments 36 dominates the visual impression of the security element. Due to the superposition with the metallic luster of the second effect pigments 36, the color-shift effect of the first effect pigments 34 visually fades into the background and therefore appears only weakly. It is understood that in practice the opacifying effect of the isotropically oriented iron pigments 36 is produced by the large number of pigments present, which exceeds the few pigments 36 in the schematic representation of FIG. 3 by a multiple.
  • region 26 in which the iron pigments 36 are aligned substantially perpendicular to the plane of the color layer 40 by the motif magnet 22, they, like the slats of a blind placed in parallel, reveal the underlying print layer 32 and any information 33 present there.
  • the color-shift effect of the first effect pigments not influenced by the external magnetic field is basically present in both partial regions and. Due to the superposition with the metallic luster of the isotropically oriented second effect pigments 36, however, it is generally significantly less pronounced in the partial region 28 than in the partial region 26.
  • the brilliance of the color shift effect in the partial region 26 also depends on the design of the background layer 32; Using darker colors a particularly high brilliance is achieved.
  • the motif created by the platelet alignment in the subregions 26, 28 appears to the human eye with an effective, three-dimensional appearing appearance, which in the context of this description is also referred to as a 3D effect or 3D impression of the subject.
  • the magnetically oriented iron pigments 36 due to their free mobility within the encapsulation 38, relax again into the essentially isotropic initial state of the left half of FIG. 3 Security element 12 can thus be triggered interactively and reversibly withdrawn.
  • the return to the initial isotropic state may take several minutes, hours, or even days. If a faster return is desired, as described above, for example, a gel within the
  • Encapsulation 38 may be provided which provides a restoring force for the magnetically alignable iron pigments 36.
  • the second effect pigments 36 were first encapsulated 38, the encapsulated effect pigments 36, 38 then mixed with the first effect pigments 34 and jointly printed by screen printing.
  • the encapsulation of the second effect pigments can be carried out, for example, by selecting iron pigments of suitable size, dispersing them in a water-insoluble solvent, preparing suitable microparticulate controlled-particle precursors in water, and encapsulating them with acrylated gelatin by coacervation.
  • Other capsule materials as previously described, are conceivable.
  • FIG. 4 shows a security element 50 which permits additional interactive influencing of the visual appearance, for example by contact.
  • a substrate 52 is provided with an imprint 54, in particular an offset imprint in the form of patterns, lines, characters or an encoding 56.
  • an imprint 54 in particular an offset imprint in the form of patterns, lines, characters or an encoding 56.
  • a thermochromic background layer 58 is applied by screen printing, flexographic printing or intaglio printing, and an optically variable ink layer 40 having first 34 and second effect pigments 36 is printed on the thermochromic layer 58, as described in connection with FIG.
  • thermochromic layer 58 is designed so that the color shift effect of the color layer 40 disappears upon activation of the thermochromic layer 58 for the viewer, and only the coarse structure of the iron pigments 36 is visible. For example, if the thermochromic layer 58 changes color from black (or generally a dark appearance) to white (or generally a light appearance) upon activation by temperature elevation, the brilliance of the color-shift effect is significantly reduced upon activation, to a degree in which the optically variable effect of the first effect pigments 34 completely disappears for the viewer. At the same time, the imprint 54, 56 can be recognized by the then very light layer 58 for the viewer.
  • thermochromic layer 58 When cooled, the color of the thermochromic layer 58 changes back to black or to the original dark appearance, the color shift effect of the color layer 40 then clearly reappears and the dark layer 58 again covers the print 54, 56 arranged below it. In this way, a visualized by means of the verification device 20 3D Inf ormation be deleted by increasing the temperature interactively or reduced to a two-dimensional information.
  • the thermochromic layer 58 acts as an interactive switch with which the view of the imprint 54 or the information 56 can be released to the viewer.
  • the thermochromic layer 58 may be formed over the entire surface or provided with information, for example in the form of patterns, lines, characters or an encoding. It can also have a mixture of different thermochromic colors with different activation temperatures, so that a cascade of changing optically variable effects arises when the temperature increases.
  • first effect pigments 34 are present outside the encapsulation 38 of the second effect pigments 36
  • first effect pigments can also be encapsulated together with the second effect pigments in microcapsules, as shown in FIG. 9.
  • the structure of the security element 100 of FIG. 9 largely corresponds to the structure already described in FIG. 3.
  • the platelet-shaped first effect pigments 102 produced on the basis of liquid-crystalline polymers are encapsulated together with the platelet-shaped iron pigments 104 in microcapsules 106.
  • the orientation of the first effect pigments 102 changes along with the orientation of the second effect pigments 104 in the orientation, resulting in dynamic, optically variable effect.
  • the degree of expression of the viewing angle-dependent visual impression changes as a result of the joint rotation first effect pigments 102 with the orientation of the second effect pigments 104 relative to the plane of the color layer 40.
  • the security element 60 contains an optically variable ink layer 40 which, in addition to the first effect pigments 34 and the encapsulated second effect pigments 36, 38, already described in connection with FIGS. 2 to 4, is third, unencapsulated , magnetically alignable effect pigments 62, 64 contains.
  • the third effect pigments are magnetically oriented in the form of a predetermined motif, with a simple strip motif consisting of alternating strips 66, 68 being shown by way of illustration in the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the orientation of the third effect pigments 62, 64 is immutable and permanently fixed.
  • Suitable materials for the third effect pigments as well as for the second effect pigments are in particular magnetically alignable, platelet-shaped iron pigments 62, 64 which can be produced from reducing-treated carbonyl iron powder and which preferably have the sizes and properties already described in the description of the second effect pigments.
  • the second and third effect pigments introduced into the color layer can also be identical except for the lack of encapsulation of the third effect pigments.
  • the first effect pigments 34, the encapsulated second effect pigments 36, 38 and the non-encapsulated third effect pigments 62, 64 were mixed and jointly printed by screen printing. Then a suitable external magnetic field with the shape of the desired motif was applied in order to magnetically exclude the third effect pigments.
  • the magnetically orientable iron pigments 36, 62, 64 orient themselves in the external field with their platelet expansion along the magnetic field lines, so that the iron pigments 64 in those regions 68 in which the magnetic field lines are perpendicular to the substrate plane in the alignment step Aligned substantially perpendicular to the plane of the ink layer, and in the areas 66, in which the magnetic field lines are parallel to the substrate plane, corresponding to a lying substantially in the plane of the ink layer orientation of the iron pigments 62 results, as shown in Fig. 5.
  • the color layer 40 is then dried with the still magnetically oriented iron pigments 36, 62, 64.
  • the magnetically generated motif of the third effect pigments 62, 64 in particular UV-curing color systems are used, pure UV systems, UV / water-based systems or even UV / solvent-based systems being considered.
  • the aligned, unencapsulated third effect pigments 62, 64 are permanently fixed in their orientation, while the encapsulated second effect pigments 36 return to a substantially isotropic alignment distribution due to their free rotation within the encapsulation after removal of the external magnetic field.
  • the security element 60 without verification device 20 When the security element 60 without verification device 20 is considered, its visual impression is dominated by the second effect pigments distributed in an isotropically distributed and therefore opaque manner. As shown in the plan view of Fig. 6 (a), the security element 60 without verification device therefore exhibits a metallic luster which is combined with a weak, uniform Farbkippeff ect. If the security element 60 is brought over the verification device 20 with motif magnet 22, then the movable and magnetically alignable second effect pigments 36 are aligned in regions perpendicular to the plane of the color layer 40 by the magnetic field of the verification device, as already described in connection with FIG. The permanently fixed third effect pigments 62, 64 and the non-magnetic first effect pigments 34 are not influenced by the magnetic field of the verification device 20.
  • both the second effect pigments 36 and the third effect pigments 64 are then oriented perpendicular to the plane of the color layer 40, so that the view of the print layer 32 is released there.
  • the third effect pigments 62 which are aligned parallel to the plane of the color layer in the strip areas 66, block the view, where the color layer 40 remains opaque even in the presence of the verification device 20.
  • the verification device 20 thus reveals within the region of the motif magnet 22, on the one hand, the permanently fixed magnetic motif 66, 68, which due to its formation is flaky due to the different orientation.
  • ger pigments 62, 64 has a pronounced 3D effect for the observer.
  • FIG. 5 for the sake of simplicity, only two orientations of the third effect pigments 62, 64 are shown, but it should be understood that any orientation between the iron pigment platelets and the plane of the color layer can be adjusted by appropriate orientation of the magnetic field lines in the alignment step, and thus complex, magnetic Create motives.
  • this information 33 is on the other in the above the subject magnet 22 lying portions of the strips 68 visible while always hidden in the opaque appearing strip 66
  • the user can interactively and reversibly visualize the initially hidden 3D motif 66, 68 and the information 33 of the print layer 32 over the entire area of the security element 60.
  • Such an interactive design has a high recognition value for the viewer and therefore generally has a very high security against counterfeiting.
  • the second and third effect pigments can also be present in separate regions of a security element 70, as shown in the exemplary embodiment of FIG. 7.
  • the security element 70 contains in a partial region 72 a permanently fixed magnetic motif 74, 76 with 3D effect, which, as already explained in FIG. 5, is produced by the different magnetic orientation and subsequent fixation of unencapsulated iron pigments 78.
  • the iron pigments 82 are present in encapsulated form and thus reversibly orientable.
  • the visual appearance of the security element 70 can then be interactively changed by means of a verification device 20.
  • a verification device 20 with a motif magnet whose motif corresponds to the permanently fixed magnetic motif 74, 76 can be used for this purpose.
  • the same motif is again displayed interactively in region 80, so that a self-explanatory security element with high attention value arises.
  • thermochromic background layer in order to create a further possibility of interaction.
  • the authenticity check of the security element applied to the banknote 10 is carried out in each case with a separate verification device 20.
  • a verification element on the banknote itself for the authenticity check, so that the security element and the verification element are a related one Form safety arrangement, as explained now with reference to the embodiment of FIG. 8.
  • the banknote 90 shown in Fig. 8 (a) includes a security element 92 of the type described above and a verification element 94 which is applied with respect to the centerline 96 of the banknote 90 mirror-symmetrical to the security element 92.
  • the verification element 94 has a magnetic region 98 in which there is magnetic material with a magnetization perpendicular to the plane of the paper and in the form of a desired motif, such as the coat of arms exemplified in FIG. 8 (a).
  • the motif shape of the magnetic region 98 may be open or hidden, for example by a dark overpressure.
  • the verification element 94 with the magnet area 98 comes to lie on the security element 92, as shown in FIG. 8 (b).
  • the magnetization of the magnetic region 98 then changes the visual impression of the security element 92 in the described above interactively and reversibly.
  • the visual appearance of the security element 92 may change from a uniform metallic luster with a faint, uniform color-tilting effect ( Figure 8 (a)) to a rendition of a coat of arms where the inside of the coat of arms becomes dark and brilliant pronounced color shift effect emerges. Inside the coat of arms, other information, such as the denomination of the banknote, can be seen.
  • the banknote 90 can therefore be authenticated by simple folding without the need for external verification means.
  • the security element and the verification element are arranged on the same data carrier, it is particularly appropriate to match the motif appearing during the authenticity check to a motif which is openly visible on the data carrier, such as the denomination of a banknote, a printed logo or the like since the authenticity check for the user is self-explanatory and ensures particularly easy recognition and verifiability.
  • optically variable ink layer 40 is combined with a magnetic background layer, which can be present all over or in the form of patterns, characters or a coding.
  • a magnetic background layer 114 is applied, which has areas 116 with a soft magnetic substance 120 of low or negligible remanence in the form of a desired motif.
  • the isotropic alignment of the effect pigments 122 does not reveal the motif formed by the magnetic background layer 114. If the security element 110 is now exposed to the magnetic field of an external magnet 124, then the magnetic background layer 114 largely shields the external magnetic field in the areas 116. The magnetically alignable effect pigments 122 are thus not or only little influenced in these areas 116 and remain substantially in their isotropic initial orientation. In contrast, the effect pigments 122 align in the unshielded regions 118 along the magnetic field lines as described above.
  • the result is a different visual appearance of the areas 116 and 118, so that the motif formed by the magnetic background layer 114 becomes visible to the viewer.
  • the external magnet 124 After removal of the external magnet 124, no magnetization remains in the magnetic background layer 114 due to the low remanence of the magnetic material 120, so that the effect pigments 122 return to their original position and the displayed motif disappears again.
  • the verification can be done with any magnet 124, since the displayed motif is stored in the magnetic background layer 114 of the security element 110 itself.
  • Particularly readily available permanent magnets are everywhere, as in mobile phones, portable audio players or security systems are installed.
  • FIG. 11 shows a security element 130 according to a modification of the design of FIG. 10, in which the magnetic background layer 132 contains over its entire surface a magnetic substance with a medium to high coercive force (50 kA / m to 300 kA / m).
  • the magnetic background layer 132 was initially magnetized by a strong permanent magnet in the form of a desired motif having areas of high field strength and very low field strength, respectively. Due to the remanence of the magnetic material 132, even after elimination of the external magnetic field, a corresponding magnetization with regions of high magnetization 134 or very low magnetization 136 in the underbody layer 132 remains.
  • the field strength of the regions of high magnetization 134 is in this case large enough to hold the reversibly alignable second effect pigments 122 in their position, while the orientation of the second effect pigments 122 remains substantially isotropic in the regions of very low magnetization 136.
  • the initial impressed magnetic pattern 134, 136 is therefore retained.
  • the magnetic background layer 132 may also contain a magnetic substance having a very high coercive force of more than 300 kA / m.
  • a hard magnetic material can only be re-magnetized with very strong magnetic fields, so that an initially introduced pattern is permanently retained during normal use.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement (12) zur Absicherung von Wertgegenständen mit einer optisch variablen Farbschicht (40), die erste, optisch variable Effektpigmente (34) zur Erzeugung eines betrachtungswinkelabhängigen visuellen Eindrucks enthält, und die zweite, durch ein äußeres Magnetfeld reversibel ausrichtbare Effektpigmente (36) enthält, wobei der Grad der Ausprägung des betrachtungswinkelabhängigen visuellen Eindrucks der optisch variablen Effektpigmente (34) von der Orientierung der magnetisch ausrichtbaren Effektpigmente (36) relativ zur Ebene der Farbschicht (40) abhängt.

Description

Optisch variables Sicherheitselement
Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement zur Absiche- rung von Wertgegenständen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements, eine Sicherheitsanordnung mit einem solchen Sicherheitselement, einen entsprechend ausgestatteten Datenträger und eine Verifikationseinrichtung für ein solches Sicherheitselement.
Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Datenträgers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Die Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens, einer Abdeckfolie für eine Banknote mit Loch, eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens, eines selbsttragenden Transferelements oder auch in Form eines direkt auf ein Wertdokument aufgedruckten Merkmalsbereichs ausgebildet sein.
Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitselemente, die betrachtungswinkelabhängige visuelle Effekte zeigen, da diese selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheitselemente werden dazu mit optisch variablen Elementen ausge- stattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrachtungswinkel einen anderen Färb- oder Helligkeitseindruck und/ oder ein anderes graphisches Motiv zeigen.
In diesem Zusammenhang ist bekannt, Sicherheitselemente mit mehrschichtigen Dünnschichtelementen einzusetzen, deren Farbeindruck sich für den
BESTÄTIGUMßSKOPiE Betrachter mit dem Betrachtungswinkel ändert, und beim Kippen des Sicherheitsmerkmals beispielsweise von Grün nach Blau, von Blau nach Ma- genta oder von Magenta nach Grün wechselt. Das Auftreten derartiger Farbänderungen beim Verkippen eines Sicherheitselements wird im Folgenden als Farbkippeffekt bezeichnet.
Aus der Druckschrift WO 02/073250 A2 sind optisch variable Dünnschichtelemente bekannt, in deren Schichtaufbau zumindest eine Magnetschicht integriert ist. Die magnetischen Eigenschaften dieser optisch variablen Dünnschichtelemente können dann als zusätzliches Echtheitskennzeichen verwendet werden.
In der Druckschrift EP 1 780040 A2 ist ein Sicherheitselement beschrieben, bei dem in einem Teilbereich magnetisch ausgerichtete Pigmentteilchen vor- liegen, die einen kinematischen visuellen Effekt erzeugen. Die magnetisch ausgerichteten Pigmentteilchen können dabei insbesondere auch optisch variable Eigenschaften aufweisen.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicher- heitselement der eingangs genannten Art weiter zu verbessern und insbesondere ein Sicherheitselement mit einem attraktiven visuellen Erscheinungsbild und hoher Fälschungssicherheit zu schaffen, dessen Erscheinungsbild zudem bei der Echtheitsprüfung interaktiv beeinflusst werden kann.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements, eine Sicherheitsanordnung mit einem solchen Sicherheitselement, ein entsprechend ausgestatteter Datenträger und eine Verifika- tionseinrichtung für ein solches Sicherheitselement sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der Erfindung weist ein gattungsgemäßes Sicherheitselement eine optisch variable Farbschicht auf, die erste, optisch variable Effektpigmente zur Erzeugung eines betrachtungswinkelabhängigen visuellen Eindrucks enthält, und die zweite, durch ein äußeres Magnetfeld reversibel ausrichtbare Effektpigmente enthält, und bei der der Grad der Ausprägung des be- trachtungswinkelabhängigen visuellen Eindrucks der optisch variablen Effektpigmente von der Orientierung der magnetisch ausrichtbaren Effektpigmente relativ zur Ebene der Farbschicht abhängt.
Ein solches Sicherheitselement bietet eine Kombination attraktiver visueller Effekte, nämlich einerseits des optisch variablen Effekts der ersten Effektpigmente und andererseits der reversiblen magnetischen Ausrichtbarkeit der zweiten Effektpigmente, durch die, wie nachfolgend genauer geschildert, interaktiv dreidimensional anmutende Erscheinungsbilder erzeugt werden können, die gegebenenfalls zusammen mit weiteren Informationen reversi- bei zum Erscheinen und wieder zum Verschwinden gebracht werden können. In einer Weiterbildung der Erfindung können die zweiten Effektpigmente durch einen aktivierbaren Fixierstoff zu einem späteren Zeitpunkt ganz oder teilweise in einer gewünschten Position fixiert werden, so dass das Sicherheitselement insbesondere nachträglich mit einer individuellen Kenn- Zeichnung versehen werden kann, wie weiter unten genauer erläutert.
Die beiden Effekte treten dabei erfindungsgemäß in Wechselwirkung, indem die Ausprägung des optisch variablen Effekts von der Orientierung der magnetisch ausrichtbaren Effektpigmente abhängt. Die interaktive Beein- flussung der magnetischen Pigmente bringt daher nicht nur zuvor unsichtbare Erscheinungsbilder und gegebenenfalls weitere Informationen zum Vorschein, sondern verändert auch die Stärke und Brillanz des optisch variablen Effekts.
Um eine reversible magnetische Ausrichtbarkeit der Pigmente zu gewährleisten, sind die zweiten Effektpigmente bevorzugt in einer Mikrokapsel verkapselt und in der Mikrokapsel im Wesentlichen frei drehbar. Ohne äußeres Magnetfeld sind die zweiten Effektpigmente dabei vorzugsweise in- nerhalb der Mikrokapsel isotrop ausgerichtet, weisen also als Gesamtheit keine Vorzugsrichtung auf. Dabei können in der Praxis natürlich gewisse Abweichungen von der idealen isotropen Ausrichtung auftreten, abhängig beispielsweise von der geometrischen Form, der Magnetisierbarkeit, der Viskosität der Verkapselungsflüssigkeit oder der Struktur der Verkapselung.
Nach dem-Anlegen eines äußeren Magnetfelds richten sich die zweiten Effektpigmente zunächst rasch aus und kehren nach Wegfall des äußeren Magnetfelds wieder in ihren Ausgangszustand zurück. Ohne Rückstellkraft bzw. ohne andere externe Kräfte kann diese Rückkehr teilweise sehr lange dauern und einige Minuten, Stunden oder sogar Tage in Anspruch nehmen. Innerhalb dieses Zeitraums bleibt ein von dem Sicherheitselement angezeigtes Magnetisierungsmuster auch nach dem Entfernen des Verifikationsmagneten zunächst sichtbar und geht nur dann zurück, wenn eine aktive Bewegung mit einem externen Magneten die Orientierung der zweiten Effektpig- mente wieder aufhebt oder ändert.
Um die Rückkehr in den Ausgangszustand zu beschleunigen, können die Mikrokapseln in zweckmäßigen Gestaltungen ein Gel enthalten, das eine Rückstellkraft für die magnetisch ausrichtbaren Effektpigmente bereitstellt. Dazu kann beispielsweise eine transparente polymerisierbare Substanz, die bevorzugt eine Mischung von photovernetzbaren Mono- und Oligomeren und einem geeigneten Lösungsmittel ist, in die Mikrokapseln eingebracht sein und durch Vernetzung gezielt eine gelartige Struktur in den Mikrokap- sein erzeugt werden, die einerseits eine Drehung der Effektpigmente durch ein externes Feld zulässt und die andererseits bei einer erfolgten Drehung eine Rückstellkraft erzeugt, die die Effektpigmente nach einem Wegfall des externen Felds rasch in ihre Ausgangslage zurückkehren lässt. Eine solche Rückstellkraft kann in einer anderen Ausgestaltung auch durch eine Vor- magnetisierung einer mit der optisch variablen Farbschicht kombinierten Magnetschicht erzeugt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegen die ersten Effektpigmente außerhalb der Mikrokapseln der zweiten Effektpigmente vor. Al- ternativ können die ersten Effektpigmente auch gemeinsam mit den zweiten Effektpigmenten in den Mikrokapseln verkapselt sein. Die ersten Effektpigmente sind in diesem Fall mit Vorteil plättchenförmig ausgebildet. Da sich in dieser Ausgestaltung die Ausrichtung der ersten Effektpigmente ebenfalls ändert, wenn die magnetischen zweiten Effektpigmente ausgerichtet wer- den, können durch die gemeinsame Verkapselung dynamische, interaktive Farbeffekte erzeugt werden. In einer speziellen Variante sind die ersten und zweiten Effektpigmente durch dieselben magnetisch ausrichtbaren und optisch variablen Effektpigmente gebildet.
Die zweiten Effektpigmente sind bevorzugt auf Basis von hochreinem Eisenpulver gebildet und können beispielsweise aus reduzierend behandeltem Carbonyleisenpulver hergestellt sein. Vorteilhafte plättchenf örmige Eisenpigmente können insbesondere der Druckschrift EP 1 251 152 Bl entnommen werden, deren Offenbarung zur Herstellung und Eigenschaften solcher Pigmente in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.
Die zweiten Effektpigmente können dabei weichmagnetisch oder hartmag- netisch sein. Bevorzugt sind die zweiten Effektpigmente nicht-sphärisch, beispielsweise nadeiförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt sind dabei Effektpigmente, die eine Plättchenform aufweisen. Nachfolgend wird der größte Durchmesser eines nicht-sphärischen Pigments auch als die Länge oder Größe des Pigments bezeichnet, während der kleinste Durchmesser als Dicke des Pigments bezeichnet wird.
Das Verhältnis des größten zum kleinsten Durchmesser der nicht-sphärischen zweiten Effektpigmente beträgt vorzugsweise mehr als 5:1, bevorzugt mehr als 10:1. Besonders bevorzugt liegt dieses Verhältnis zwischen 40:1 und 400:1. Der größte Durchmesser der nicht-sphärischen zweiten Effektpigmente beträgt mit Vorteil mehr als 2 μm, bevorzugt mehr als 5 μm, besonders bevorzugt mehr als 10 μm und ganz besonders bevorzugt mehr als 15 μm. Die Verwendung von magnetisch ausrichtbaren Effektpigmenten im Mikrometerbereich und insbesondere im genannten Größenbereich hat insbe- sondere den Vorteil, dass die Teilchenkonzentration verglichen mit Nano- partikeln geringer gehalten werden kann.
Plättchenförmige Effektpigmente, insbesondere im bevorzugten Größenbereich und im bevorzugten Durchmesser-zu-Dicken-Bereich können durch ein externes Magnetfeld relativ zur Schichtebene nach Wunsch orientiert werden. Sie geben dann, wie die Lamellen einer Jalousie, je nach Orientierung den Blick auf darunterliegende Schichten entweder weitgehend frei (annähernd senkrechte Orientierung relativ zur Schichtebene) oder blockieren ihn teilweise (schräge Orientierung relativ zur Schichtebene) oder voll- ständig (im Wesentlichen waagrechte Orientierung relativ zur Schichtebene). Bei hohen Durchmesser-zu-Dicken- Verhältnissen lassen sich so hohe Kontraste zwischen transluzenten und deckenden Schichtbereichen einstellen.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung bedeutet "transluzent" dabei durchscheinend im Sinn einer gewissen oder vollständigen Lichtdurchlässigkeit und schließt somit auch Transparenz mit ein. Eine transluzente Schicht erlaubt es, die hinter bzw. unter ihr befindlichen Objekte wahrzunehmen, auch wenn durch die transluzente Schicht die Helligkeit der Objek- te reduziert und/ oder die Farbe der Objekte verändert sein kann. Ist die Lichtdurchlässigkeit einer Schicht dagegen so gering, dass die hinter bzw. unter ihr befindlichen Objekte nicht mehr erkennbar sind, ist sie nicht mehr transluzent, sondern wird als opak oder deckend bezeichnet.
Anstatt nicht-sphärische, insbesondere plättchenförmige zweite Effektpigmente einzusetzen, kann auch vorgesehen sein, dass die zweiten Effektpigmente durch in Mikrokapseln vorliegende, isotrope Partikel gebildet sind, die sich durch ein äußeres Magnetfeld in den Mikrokapseln kooperativ, also z. B. kettenförmig ausrichten. Auf diese Weise lassen sich ebenfalls dynami- sehe optische Effekte erzeugen. Die isotropen Partikel können dabei als na- noskalische Partikel mit einer Teilchengröße von 1 nm bis zu 1 μm ausgebildet sein, oder können alternativ Teilchengrößen von mehr als 1 μm aufweisen, wobei die Teilchengröße insbesondere zwischen 1 μm und 20 μm, vorzugsweise zwischen 2 μm und 10 μm liegt. Der Durchmesser der Mikrokap- sein liegt mit Vorteil zwischen 1 μm und 200 μm, insbesondere zwischen 5 μm und 80 μm, und wird vorzugsweise so mit der Teilchengröße der isotropen Partikel abgestimmt, dass sich bei der magnetischen Ausrichtung jeweils mehrere isotrope Partikel in den Mikrokapseln kooperativ, insbesondere kettenförmig aneinanderlegen können. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die zweiten Effektpigmente durch beschichtete Eisenpigmente gebildet. Die Eisenpigmente weisen dabei insbesondere die Zusammensetzung FeOx mit x zwischen 1,3 und 1,5 auf. Durch die Beschichtung werden die zweiten Effektpigmente neben ihrer magnetischen Ausrichtbarkeit mit einer weiteren gewünschten Eigenschaft versehen. Im einfachsten Fall handelt es sich bei der Beschichtung um eine farbgebende Beschichtung, die beispielsweise gelbe, grüne und/ oder blaue organische und/ oder anorganische Farbmittel und vorzugsweise zusätzlich ein Weißpigment mit hohem Streuvermögen enthält. Auch andere Beschichtungen, wie etwa laser markierbare, fluoreszierende oder phosphoreszierende Beschichtungen kommen in Betracht, um den Effektpigmenten die jeweiligen Eigenschaften zu verleihen.
Die Verkapselung der zweiten Effektpigmente kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass Eisenpigmente geeigneter Größe, etwa im Größenbereich von 10 μm bis 20 μm ausgewählt werden, in einem wasserunlöslichen Lösemittel dispergiert werden, geeignete mizellare Vorstufen mit kontrollierter Teilchengröße in Wasser dargestellt werden und diese beispielsweise mit acry- lierter Gelatine durch Koazervation verkapselt werden. Allgemeine Informa- tionen zur Mikroverkapselung und zur Koazervation können z. B. der EP 1 479432 Bl entnommen werden.
Für die Verkapselung sind selbstverständlich auch andere Verfahren, wie etwa Emulsionspolymerisation mit Acrylaten, Methacrylaten oder Styrol möglich.
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Mikrokapseln können aus einer Vielzahl unterschiedlicher organischer oder anorganischer Materialien bestehen. Um die benötigten optischen und mechanischen Eigenschaften si- cherzustellen, kann insbesondere das Kapselmaterial, bei Verwendung von Polymeren auch deren Vernetzungsgrad, und die Wandstärke der Mikro- kapseln angepasst werden. Vorteilhafte Kapselmaterialien sind beispielsweise Gelatine, modifizierte Gelatine, insbesondere mit chemischer Nachvernet- zung, PMMA und andere Polyacrylate, die vor allem wegen ihrer hohen Transparenz gut geeignet sind, Polyurethane, Polyamide, Melanin/ Formaldehyd, Silikone, aber auch anorganische oxidische Materialien, wie etwa Silikate, Titan-, Hafnium- oder Eisenoxide.
Der Durchmesser der Mikrokapseln liegt erfindungsgemäß mit Vorteil zwischen etwa 1 μm und etwa 200 μm, insbesondere zwischen etwa 1 μm und etwa 80 μm. Die Wandstärke der Mikrokapseln liegt typischerweise zwischen 5 % und 30 %, vorzugsweise zwischen 10 % und 20 % des Durchmessers der Mikrokapseln.
Die ersten Effektpigmente sind mit Vorteil auf der Basis von flüssigkristallinen Polymeren hergestellte Pigmente oder sogenannte Perlglanzpigmente, wie etwa die von der Firma Merck KGaA unter der Bezeichnung Iriodin(R) oder Colorcrypt vertriebenen Silberweiß-, Goldglanz- oder Metallglanzpig- mente. Sowohl Pigmente auf der Basis von flüssigkristallinem Material als auch Perlglanzpigmente sind für sich genommen transluzent. In anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Effektpigmente durch Interferenzschichtpigmente gebildet. Derartige Interferenzschichtpigmente weisen typischerweise einen Dünnschichtaufbau auf, der zweckmäßig zumindest eine Reflexionsschicht, eine Absorberschicht und eine zwischen der Reflexionsschicht und der Absorberschicht angeordnete dielektrische Abstandsschicht enthält. Interferenzschichtpigmente können für sich genommen transluzent sein, wenngleich auch opake Interferenzschichtpigmente bekannt sind. In einer Weiterbildung der Erfindung sind die zweiten Effektpigmente in Mikrokapseln verkapselt, wobei die Mikrokapseln einen aktivierbaren Fixierstoff enthalten, durch dessen Aktivierung die zweiten Effektpigmente in einer gewünschten Position fixierbar sind. Eine solche Gestaltung ermöglicht es, die zweiten Effektpigmente zu einem späteren Zeitpunkt teilweise oder vollständig in einer gewünschten Position zu fixieren, um beispielsweise eine individuelle Kennzeichnung in das Sicherheitselement einzubringen. Eine verdruckte Schicht mit den zweiten Effektpigmenten kann dadurch auch nach dem Trocknen der Schicht noch magnetisch ausgerichtet und etwa durch lokale UV-Bestrahlung oder durch lokale Laserbestrahlung in Teilbereichen in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung in einer gewünschten Position fixiert werden.
Werden die zweiten Effektpigmente nur in Teilbereichen nachträglich fixiert, so entsteht ein Kombinationseffekt, bei dem die nicht fixierten Bereiche reversibel auf äußere Magnetfelder reagieren, während die magnetische Ausrichtung in den beispielsweise mit UV- oder Laserstrahlung beaufschlagten Bereichen dauerhaft fixiert ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung enthalten die Mikrokapseln dabei als aktivierbaren Fixierstoff eine transparente polymerisierbare Mischung oder Substanz und zur Aktivierung des Fixierstoffs einen Initiator, vorzugsweise einen Photoinitiator. Bei der Mikroverkapselung, die vorzugsweise über kolloidale Koazervation oder Mikroemulsionspolymerisation erfolgt, können die zweiten Effektpigmente dazu beispielsweise in einem aus Mono- und Oligomeren und Photoinitiator bestehenden 100 %-System suspendiert werden. Die Polymerisationsbedingungen, wie etwa Mizellen- bzw. Tropfengröße, werden dabei so gewählt, dass Mikrokapseln der gewünschten Größe (1 μm bis 200 μm, vorzugsweise 5 μm bis 80 μm) entstehen. Die Viskosität der Mischung kann sowohl durch die Wahl der Art der Mono- bzw. Oligo- mere als auch durch die Variation ihres Verhältnisses angepasst werden.
Durch geeignete Wahl der Polymerisationsbedingungen können sowohl Mikrokapseln mit vollständig fixierten Effektpigmenten erzeugt werden, als auch Mikrokapseln mit Gelstrukturen, die bevorzugt aus einer Mischung von photopolymerisierbaren Mono- und Oligomeren und einem geeigneten Lösemittel bestehen, in denen die Effektpigmente durch ein äußeres Magnetfeld noch gedreht werden können und bei denen die Gelstruktur eine Rück- stellkraft auf die gedrehten Effektpigmente ausübt, wie weiter oben genauer erläutert.
Alternativ können die Mikrokapseln auch eine weitgehend inerte Füllung mit zugefügten, kurzen, kettenförmigen reaktiven Molekülen enthalten, die bei Bestrahlung mit sich selbst und mit der Kapsel wand vernetzen und das in der Mikrokapsel enthaltene Effektpigment in seiner Lage fixieren.
Nach einer weiteren Möglichkeit können in die Mikrokapseln auch laserzerstörbare Nanokapseln mit einem Polymerisationsstarter eingebracht werden, so dass die Fixierung durch Laserstrahlung ausgelöst werden kann.
In einer weiteren Variante enthalten die Mikrokapseln Flüssigkeiten oder Pigmente, die durch Laserstrahlung zersetzt werden können und beispielsweise aufschäumen. Die in den Mikrokapseln enthaltenen Effektpigmente werden dabei durch die resultierende Volumenvergrößerung des Fixierstoffs in ihrer Lage dauerhaft fixiert. Ein Vorteil einer solchen Variante besteht darin, dass es nicht zu einer nachträglichen Vernetzung, etwa durch Austreten von Polymerisationsstarter oder durch UV-Licht, kommen kann. Beispiele für aktivierbare Fixierstoffe, die sich zum Aufschäumen durch die Einwirkung von Laserstrahlung und/ oder durch hohe Temperatur eignen, sind Polymere, wie POM (Polyoxymethylen), PMMA (Polymethylmethacry- lat) oder PA (Polyamid), die aufgrund ihrer Zersetzungseigenschaften be- reits ohne weitere Zusätze zum Aufschäumen neigen. Darüber hinaus können auch andere Kunststoffe, wie etwa Polystyrol, Polyester oder PET, verwendet werden, die zur Erzeugung der gewünschten Auf schäumbarkeit mit einem Treibmittel versetzt werden. Als Treibmittel kommen beispielsweise Natriumcarbonat, Diphenyloxid-4-4'-disulphohydrazid oder die Treibmittel der Produktserien Genitron(R) oder Ficel(R) der Firma Lanxess in Frage. Alternativ können auch aufschäumbare Hohlkammerkugeln eingesetzt werden. Um die Laserempfindlichkeit der aufschäumbaren Polymere zu erhöhen, können zusätzlich Absorber für den Wellenlängenbereich des verwendeten Lasers zugefügt sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die optisch variable Farbschicht weiter dritte, unverkapselte und magnetisch ausrichtbare Effektpigmente enthalten, die magnetisch in Form eines vorgegeben Motivs in Form von Mustern, Linien, Zeichen oder einer Codierung ausgerichtet sind. Anders als die Ausrichtung der zweiten Effektpigmente ist die Ausrichtung der dritten Effektpigmente dabei dauerhaft fixiert. Für die dritten Effektpigmente kommen bis auf die fehlende Verkapselung dieselben Materialien mit denselben Größenbereichen und Eigenschaften wie für die zweiten Effektpigmente in Betracht, so dass die diesbezüglichen obigen Ausführungen auch für die dritten Effektpigmente gelten.
Die verkapselten zweiten Effektpigmente und die unverkapselten dritten Effektpigmente können zumindest teilweise in denselben Bereichen der optisch variablen Farbschicht und/ oder zumindest teilweise in voneinander getrennten Bereichen der optisch variablen Farbschicht vorliegen. In beiden Varianten lassen sich auffällige visuelle Effekte mit hohem Wiedererken- nungswert erzeugen, wie weiter unten genauer erläutert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält die optisch variable Farbschicht ein Pigmentgemisch mit den ersten Effektpigmenten, den verkapselten zweiten Effektpigmenten und gegebenenfalls den unverkapsel- ten dritten Effektpigmenten. Alternativ kann die optisch variable Farbschicht aus mehreren übereinander angeordneten Teilschichten bestehen, die jeweils nur eine Effektpigmentsorte enthalten.
Die optisch variable Farbschicht ist vorzugsweise durch eine Siebdruck- schicht oder Flexodruckschicht, in manchen Ausgestaltungen auch durch eine Stichtiefdruckschicht gebildet. Sie kann in allen genannten Ausgestal- tungen zusätzlich blindverprägt sein, insbesondere zur Verstärkung des 3D- Effekts der magnetisch ausgerichteten Effektpigmente.
Zur dauerhaften Fixierung des magnetisch ausgerichteten Motivs der dritten Effektpigmente ist die Farbschicht vorzugsweise auf Basis eines UV-härten- den Farbsystems gebildet, wobei reine UV-Systeme, UV/ wasserbasierte Systeme oder auch UV/ lösemittelbasiertes Systeme in Betracht kommen. Neben den ersten, zweiten und gegebenenfalls dritten Effektpigmenten kann die Farbschicht auch weitere Pigmente, insbesondere isotrope Pigmente und/ oder weichmagnetische Pigmente enthalten. Selbstverständlich können die weiteren Pigmente bzw. allgemein weitere Zusatzstoffe visuell und/ oder maschinell erfassbare Eigenschaften aufweisen, die die beschriebenen visuellen Effekte des erfindungsgemäßen Sicherheitselements nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die optisch variable Farbschicht auf einem Standardbanknotenpapier oder auf einer farbigen Untergrundschicht aufgebracht. Als Substratmaterial für das Banknotenpapier kommt jede Art von Papier in Betracht, insbesondere Baumwoll- Velinpapier. Selbstverständ- lieh kann auch Papier eingesetzt werden, dass einen Anteil x an polymeren Material enthält, wobei x zwischen 0 und 100 Gew.-% liegen kann.
Das Substratmaterial der Banknote bzw. allgemein eines Datenträgers kann auch eine Kunststofffolie, wie etwa eine Polyesterfolie sein. Die Folie kann monoaxial oder biaxial gereckt sein. Eine Reckung der Folie führt unter anderem dazu, dass sie lichtpolarisierende Eigenschaften erhält, die als weiteres Sicherheitsmerkmal genutzt werden können. Das Substratmaterial kann auch ein mehrschichtiger Verbund sein, der wenigstens eine Schicht aus Papier oder einem papierähnlichen Material enthält. Ein solcher Verbund, der auch als Substratmaterial für Banknoten eingesetzt werden kann, zeichnet sich durch eine außerordentlich große Stabilität aus, die für die Haltbarkeit der Note bzw. des Datenträgers von großem Vorteil ist.
Als Substratmaterial kann ferner ein mehrschichtiges, papierfreies Kompo- sitmaterial eingesetzt werden, das insbesondere in manchen Klimaregionen der Erde mit Vorteil eingesetzt werden kann.
Alle Substratmaterialien können Zusatzstoffe enthalten, die als Echtheitsmerkmale dienen können. Dabei kommen insbesondere Lumineszenzstoffe infrage, die im sichtbaren Wellenlängenbereich vorzugsweise transparent sind und in einem nicht sichtbaren Wellenlängenbereich durch geeignete Hilfsmittel, wie etwa eine UV- oder IR-Strahlung emittierende Quelle, angeregt werden können, um eine direkt sichtbare oder mit Hilfsmitteln nachweisbare Lumineszenzstrahlung zu erzeugen. Untergrundschichten mit dunklen Farben führen in der Regel zu einer besonders hohen Brillanz der optisch variablen Effekte. Als Substrat kommt jedoch auch eine transparente oder transluzente Folie infrage. In diesem Fall kann das Sicherheitselement mit Vorteil in oder über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung eines Wertdokuments als Durchsichtssi- cherheitselement verwendet werden. Die Folie kann als ein eine Teilfläche des Substrats bedeckendes Patch oder als ein sich über die gesamte Länge oder Breite des Datenträgers erstreckender Streifen ausgebildet sein. Als Materialien für die Folie kommen in erster Linie die Kunststoffe PET (Polyethy- lenterephthalat), PBT (Polybutylenterephthalat), PEN (Polyethylennaphtha- lat), PP (Polypropylen), PA (Polyamid) und PE (Polyethylen) in Betracht. Die Folie kann ferner monoaxial oder biaxial gereckt sein, wie oben bereits erläutert.
Eine Öffnung in einer Banknote kann bereits bei der Herstellung des für die Banknote verwendeten Sicherheitspapiers erzeugt werden und weist dann einen faserigen, unregelmäßigen Rand auf. Ein solcher Rand ist charakteristisch für bereits bei der Blattbildung hergestellte Öffnungen und kann nicht nachträglich erzeugt werden. Einzelheiten zur Herstellung derartiger unre- gelmäßiger Ränder können der Druckschrift WO 03/054297 A2 entnommen werden, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. In anderen Ausgestaltungen wird die Öffnung erst nach der Papierherstellung durch Stanzen oder Schneiden, beispielsweise durch Laserstrahlschneiden erzeugt.
Die optisch variable Farbschicht kann in einer Weiterbildung der Erfindung auf einer informationsführenden Untergrundschicht, insbesondere einer Siebdruck-, Flexodruck- oder einer Stichtiefdruckschicht aufgebracht sein. Da die Information in den transluzenten Bereichen der Farbschicht erkenn- bar, in den opaken Bereichen dagegen verdeckt ist, können Farbschicht und Untergrundschicht zur Erzeugung eines weiteren Echtheitsmerkmals zusammenwirken, wie weiter unten genauer erläutert.
Die Untergrundschicht kann mit Vorteil auch thermochrome Eigenschaften aufweisen, um ein auf eine weitere Art interaktiv beeinflussbares Sicherheitselement zu schaffen. Eine solche thermochrome Untergrundschicht kann insbesondere so ausgelegt sein, dass bei ihrer Aktivierung durch Temperaturerhöhung der optisch variable Effekt der ersten Effektpigmente für den Betrachter verschwindet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die optisch variable Farbschicht mit einer magnetischen Untergrundschicht kombiniert, die vollflächig oder in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegen kann. Durch eine derartige magnetische Untergrundschicht kann erreicht werden, dass die optisch variable Farbschicht bereits ohne äußeres Magnetfeld ein gewünschtes Motiv anzeigt, oder dass ein zunächst verborgenes Motiv durch ein äußeres Magnetfeld freigelegt wird.
Bei einer ersten Variante enthält die magnetische Untergrundschicht eine weichmagnetische Substanz niedriger bis vernachlässigbarer Remanenz, die in Form eines Motivs, beispielsweise in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung angeordnet ist. Aufgrund ihrer niedrigen Remanenz ist die weichmagnetische Substanz selbst nicht dauerhaft magnetisierbar, behält also nach Wegfall eines äußeren Magnetfelds keine Magnetisierung zurück.
Wird das Sicherheitselement einem externen Magnetfeld ausgesetzt, so schirmt die magnetische Untergrundschicht das Magnetfeld in den Bereichen, in denen die weichmagnetische Substanz vorliegt, weitgehend ab, so dass die zweiten Effektpigmente dort nicht oder nur wenig beeinflusst werden. Durch die entstehende, lokal unterschiedliche Ausrichtung der zweiten Effektpigmente legt das äußere Magnetfeld das in der magnetischen Untergrundschicht vorliegende Motiv frei und macht es für den Betrachter er- kennbar. Durch die magnetische Untergrundschicht wird somit ein reversibel anzeigbares, magnetisches Motiv erzeugt, ohne dass das äußere Magnetfeld die Motivform aufweisen muss. Die Verifikation kann vielmehr mit gewöhnlichen, weit verbreiteten Magneten, wie etwa mit den Permanentmagneten eines Mobiltelefons, eines tragbaren Audioabspielgerätes oder eines Warensicherungssystems erfolgen.
Pigmente mit den gewünschten weichmagnetischen Eigenschaften sind beispielsweise Weichf errite, wie etwa ZnMn-Ferrit, oder verschiedene amorphe, kristalline oder nanokristalline Metalle oder Metalllegierungen, die dem Fachmann für die Abschirmung statischer oder niederfrequenter Magnetfelder bekannt sind. Die Pigmente werden dabei vorzugsweise in Form einer magnetischen Druckfarbe aufgedruckt. Die Ausprägung des Effekts kann insbesondere über die Pigmentierung der Druckfarbe und die Dicke der aufgedruckten Schicht eingestellt werden.
Bei einer zweiten Variante enthält die magnetische Untergrundschicht eine magnetische Substanz mit mittlerer bis hoher Koerzitivfeldstärke, die voll- flächig oder in Form eines Motivs vorliegen kann. Die Koerzitivfeldstärke liegt dabei typischerweise zwischen 50 kA/m und 300 kA/m. Eine derartige magnetische Substanz kann noch relativ leicht durch ein äußeres Magnetfeld magnetisiert bzw. ummagnetisiert werden. Die initiale Magnetisierung in Form eines gewünschten Motivs kann beispielsweise mit einem starken Permanentmagneten erzeugt werden. Aufgrund der Remanenz des magnetischen Materials bleibt auch nach Wegfall des äußeren Magnetfelds eine Magnetisierung zurück, die stark genug ist, die reversibel ausrichtbaren zweiten Effektpigmente in ihrer Position zu halten.
Geeignete Materialien für diese Variante sind beispielsweise Mischungen aus Hart- und Weich-Ferriten oder Sintermaterialien und Legierungen, wie AlNiCo, CuNiFe oder Chrom-Cobalt-Stähle.
Nach einer dritten Variante dieses Erfindungsaspekts wird die Koerzitiv- feldstärke der magnetischen Substanz so groß gewählt, dass sie sich durch Standard-Permanentmagneten nicht mehr ummagnetisieren lässt, sondern dass dazu sehr starke Felder benötigt werden, wie sie beispielsweise mit starken Elektromagneten oder durch Stoßmagnetisierung erzeugt werden können. Die Koerzitivfeldstärke der magnetischen Substanz liegt dabei oberhalb von 300 kA/m.
In dieser Variante kann beispielsweise bei der Herstellung des Sicherheitselements oder in einem nachfolgenden Individualisierungsschritt ein Motiv in die magnetische Untergrundschicht einmagnetisiert werden, das durch die einem Benutzer üblicherweise zur Verfügung stehenden Mittel nicht ge- löscht werden kann. Durch die Ausrichtung der zweiten Effektpigmente entsteht ein sichtbares, permanentes magnetisches Muster, das durch ein äußeres Magnetfeld verstärkt oder abgeschwächt werden kann.
Geeignete Materialien für diese Variante sind beispielsweise anisotrope und insbesondere isotrope Magnetpulver auf Hartferrritbasis, wie etwa Bariumoder Strontiumferrit, oder Magnetpulver auf Basis von Sintermaterialien und Legierungen wie, NdFeB oder SmCo. Auch HiCo (High Coercitivity) Materialien aus dem Magnetkartenbereich kommen in Betracht, da diese eine Koerzitivfeldstärke bis zu 4000 Oe (etwa 320 kA/m) aufweisen. Die Applikation einer magnetischen Untergrundschicht auf ein Papiersubstrat kann direkt durch Verdrucken einer Farbe erfolgen, die die in der ersten bis dritten Variante genannten magnetischen Substanzen in möglichst hoher Pigmentierung im Bereich von etwa 15 % bis 50 % enthält. Um mög- liehst hohe Schichtdicken und damit einen intensiven Effekt zu erreichen, wird die Farbe bevorzugt im Sieb- oder Stichtiefdruck aufgebracht.
Die Applikation der magnetischen Untergrundschicht auf ein Foliensubstrat eröffnet weitere Möglichkeiten. So können auf eine Folie mit bekannten Ver- fahren eine oder mehrere Schichten aus magnetischen Materialien aufgebracht werden. Beispielsweise kann die Folie mit einer magnetischen Metallschicht, etwa aus Eisen oder Nickel, bedampft, in Form eines gewünschten Motivs demetallisiert und mit einer optisch variablen Farbschicht der beschriebenen Art über- oder unterdruckt werden. Durch Vakuumverfahren können auch verschiedene nichtmetallische Schichten oder metallische Legierungen auf eine Folie aufgebracht werden, die die gewünschten magnetischen Eigenschaften in Bezug auf Koerzitivfeldstärke, Remanenz und dergleichen aufweisen.
Die Erfindung umf asst auch ein Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements zur Absicherung von Wertgegenständen, bei dem auf ein Substrat eine optisch variable Farbschicht aufgebracht wird, die erste, optisch variable Effektpigmente zur Erzeugung eines betrachtungswinkelabhängigen visuellen Eindrucks enthält, und die zweite, durch ein äußeres Magnetfeld reversibel ausrichtbare Effektpigmente enthält, wobei der Grad der Ausprägung des betrachtungswinkelabhängigen visuellen Eindrucks der optisch variablen Effektpigmente von der Orientierung der magnetisch ausrichtbaren Effektpigmente relativ zur Ebene der Farbschicht ab- hängt. Die zweiten Effektpigmente werden dabei vorzugsweise verkapselt, so dass sie in ihrer Verkapselung im Wesentlichen frei drehbar sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird eine optisch vari- able Farbschicht aufgebracht, die neben den ersten und zweiten Effektpigmenten weiter dritte, unverkapselte und magnetisch ausrichtbare Effektpigmente enthält, wobei die dritten Effektpigmente durch ein externes Magnetfeld dauerhaft ausgerichtet werden, um ein Motiv in Form von Mustern, Linien, Zeichen oder einer Codierung zu bilden.
Mit Vorteil werden die ersten, zweiten und gegebenenfalls dritten Effektpigmente zu einem Pigmentgemisch gemischt und gemeinsam verdruckt, vorzugsweise im Siebdruck-, Flexodruck- oder im Stichtief druck- Verfahren. Alternativ kann auf das Substrat zunächst eine reine Magnetschicht mit den zweiten Effektpigmenten aufgedruckt werden, und über die reine Magnetschicht eine reine Farbschicht mit den ersten Effektpigmenten gedruckt werden. Gegebenenfalls kann eine weitere Schicht mit den dritten Effektpigmenten vorgesehen sein.
Das durch die magnetische Ausrichtung erzeugte Motiv der dritten Effektpigmente wird mit Vorteil durch UV-Härten dauerhaft fixiert.
Die Erfindung enthält ferner eine Sicherheitsanordnung zur Absicherung von Sicherheitspapieren, Wertdokumenten und dergleichen mit einem Si- cherheitselement der beschriebenen Art und mit einem Verifikationselement mit einem magnetischen Motivbereich, in dem magnetisches Material in Form von Mustern, Linien, Zeichen oder einer Codierung vorliegt. Mit besonderem Vorteil ist der magnetische Motivbereich dabei im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Verifikationselements magnetisiert. Das von dem magnetischen Motivbereich dargestellte Motiv kann offen sichtbar sein oder auch ohne Hilfsmittel nicht erkennbar sein, beispielsweise durch Überdeckung mit einer dunklen Druckschicht.
Neben der Verwendung von Motivmagneten zur Verifikation der erfindungsgemäßen Sicherheitselemente kommt auch die Nutzung anderer Magnete zur Verifikation infrage. Beispielsweise enthalten moderne Mobiltelefone nahezu alle starke Permanentmagneten in den Lautsprechern. Auch tragbare Audioabspielgeräte bzw. deren Kopf- oder Ohrhörer sowie Warensi- cherungssy steme am Point of SaIe enthalten oft Permanentmagneten ausreichender Stärke. Aufgrund ihrer weiten Verbreitung stehen diese Magnete dem Benutzer fast überall zur Verfügung und können, insbesondere bei Sicherheitselementen, die eine oben beschriebene magnetische Untergrundschicht enthalten, mit Vorteil ebenfalls zur Verifikation erfindungsgemäßer Sicherheitselemente herangezogen werden.
Die Erfindung umf asst weiter einen Datenträger, insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, einen Pass, eine Urkunde, eine Ausweiskarte oder dergleichen, der mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art oder mit einer Sicherheitsanordnung der beschriebenen Art ausgestattet ist. Das Sicherheitselement kann, insbesondere wenn es auf einem transparenten oder transluzenten Substrat vorliegt, auch in oder über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung des Datenträgers angeordnet sein.
Enthält der Datenträger sowohl ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement als auch ein zugehöriges Verifikationselement, so sind diese mit Vorteil geometrisch so auf dem Datenträger angeordnet, dass das Sicherheitselement durch Biegen oder Falten des Datenträgers über das Verifikationselement bringbar ist. Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Verifikationseinrichtung zur Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements der beschriebenen Art mit einem magnetischen Motivbereich, in dem magnetisches Material in Form von Mustern, Linien, Zeichen oder einer Codierung vorliegt, und der im Wesent- liehen senkrecht zur Ebene des Motivbereichs magnetisiert ist, um die zweiten Effektpigmente des optisch variablen Farbschicht des Sicherheitselements magnetisch auszurichten.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nach- folgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß- stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement,
Fig. 2 das Sicherheitselement der Fig. 1 zusammen mit einer Verifika- tionseinrichtung, wobei in (a) Sicherheitselement und Verifikationseinrichtung räumlich getrennt sind, und in (b) das Sicherheitselement auf der Verifikationseinrichtung aufliegt,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Sicherheitselement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in der linken Bildhälfte ohne und in der rechten Bildhälfte mit Verifikationseinrichtung, Fig. 4 ein Sicherheitselement nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Querschnittsdarstellung wie in Fig. 3,
Fig. 5 ein Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt,
Fig. 6 Aufsichten auf einen Ausschnitt des Sicherheitselements der
Fig. 5, in (a) ohne Verifikationseinrichtung und in (b) mit Veri- fikationseinrichtung,
Fig. 7 ein Sicherheitselement nach noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt,
Fig. 8 eine Banknote mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung aus einem Sicherheitselement und einem spiegelbildlich zur Mittellinie angeordneten Verifikationselement,
Fig. 9 ein Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbei- spiel der Erfindung in einer Querschnittsdarstellung wie in
Fig. 3,
Fig. 10 ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einer weichmagnetischen Untergrundschicht bei der Verifizierung mit ei- nem externen Magneten, und
Fig. 11 ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einer magnetischen Untergrundschicht mit einer magnetischen Substanz mit mittlerer bis hoher Koerzitivfeldstärke. Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. Fig. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem direkt auf das Banknotenpapier aufgedruckten, optisch variablen Sicherheitselement 12. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf aufgedruckte Sicherheits- elemente und Banknoten beschränkt ist, sondern bei allen Arten von Sicherheitselementen eingesetzt werden kann, beispielsweise bei Etiketten auf Waren und Verpackungen oder bei der Absicherung von Dokumenten, Ausweisen, Pässen, Kreditkarten, Gesundheitskarten und dergleichen. Bei Banknoten und ähnlichen Dokumenten kommen neben aufgedruckten Elementen beispielsweise auch Transferelemente, Sicherheitsfäden oder Sicherheitsstreifen und neben Aufsichtselementen auch Durchsichtselemente infrage.
In Fig. 2 ist das optisch variable Sicherheitselement 12 zusammen mit einer externen Verifikationseinrichtung 20 dargestellt, wobei das Sicherheitsele- ment 12 und die Verifikationseinrichtung 20 in Fig. 2(a) räumlich deutlich voneinander getrennt sind, während das Sicherheitselement 12 in der Darstellung der Fig. 2(b) auf der Verifikationseinrichtung 20 aufliegt.
Wie in Fig. 2(a) dargestellt, zeigt das optisch variable Sicherheitselement 12 ohne Verifikationseinrichtung 20 bzw. mit einem ausreichenden räumlichen Abstand von der Verifikationseinrichtung 20 einen metallischen Glanz, der mit einem schwach ausgeprägten, einheitlichen Farbkippeffekt kombiniert ist. Bei dem Farbkippeffekt ändert sich der Farbeindruck des Sicherheitselements für den Betrachter beim Kippen des Sicherheitselements beispielswei- se von Grün bei senkrechter Aufsicht zu Blau bei schräger Betrachtung.
Denkbar sind allerdings auch andere Farbwechsel, wie etwa von kupferfarben zu Grün oder von goldfarben zu Grün. Die Verifikationseinrichtung 20 für das Sicherheitselement 12 weist einen Motivmagneten 22 auf, dessen Magnetisierung durch die eingezeichneten Magnetfeldlinien 24 angedeutet ist. Das magnetische Material des Motivmagneten 22 ist in Form von Mustern, Linien, Zeichen oder einer Codierung angeordnet und bildet im Ausführungsbeispiel den Buchstaben „H". Der magnetische Nordpol stellt dabei die Oberseite des Magneten und der magnetische Südpol die Unterseite des Magneten dar, so dass die Magnetisierung des Motivmagneten im Wesentlichen senkrecht auf der Ebene des magnetischen Materials steht. Es versteht sich, dass der Motivmagnet der Verifikationseinrichtung 20 im allgemeinen Fall beliebige Muster, Zeichen oder Codierungen darstellen kann und dass seine Magnetisierung auch umgekehrt oder durch eine komplexere Abfolge von magnetischen Nord- und Südpolen gebildet sein kann. Für eine hohe Magnetisierung kommen für das magnetische Material des Motivmagneten neben herkömmlichen Magnetma- terialien insbesondere auch magnetische Selten-Erd-Legierungen, wie Sama- rium-Cobalt- oder Neodym-Eisen-Bor-Legierungen, in Betracht. Die Erfindung enthält auch Gestaltungen, die ohne spezielle Motivmagneten verifiziert werden können, wie weiter unter genauer geschildert.
Wird das Sicherheitselement 12 durch den Benutzer unmittelbar über die
Verifikationseinrichtung 20 gebracht, wie in Fig. 2(b) gezeigt, so verändert er dadurch interaktiv das visuelle Erscheinungsbild des Sicherheitselements 12 im Bereich 26 über dem Motivmagneten 22. Der metallische Glanz des Bereichs 26 wird deutlich reduziert und es wird eine dunkle Untergrundschicht sichtbar. Gleichzeitig gewinnt der Farbkippeffekt im Bereich 26 wesentlich an Brillanz und Stärke.
Anstelle eines gleichmäßig dunklen Untergrunds kann im Bereich 26 auch eine Information, beispielsweise ein Schriftzug, eine Seriennummer, eine Denominationsangabe oder dergleichen sichtbar werden. Im Bereich 28 abseits des Motivmagneten 22 bleibt der visuelle Eindruck des Sicherheitselements 12 unverändert. Das von dem Motivmagneten 22 dargestellte Motiv spiegelt sich somit im Bereich 26 in charakteristischer Weise als bildmäßiger, brillanter Farbkippbereich vor einem metallischen Hintergrund wieder.
Werden das Sicherheitselement 12 und die Verifikationseinrichtung 20 wieder voneinander entfernt, stellt sich der in Fig. 2(a) gezeigte Zustand wieder ein, so dass der Betrachter dann wieder eine einheitlich metallisch glänzende Fläche mit schwach ausgeprägtem Farbkippeffekt sieht. Das Sicherheitselement 12 weist also ein reversibles und interaktiv auslösbares Echtheitskennzeichen auf.
Der Aufbau des Sicherheitselements 12 und das Zustandekommen der re- versiblen Änderung des visuellen Erscheinungsbilds werden nun mit Bezug auf die Querschnittsdarstellung der Fig. 3 genauer erläutert. Dabei zeigt die linke Bildhälfte der Figur das Sicherheitselement 12 ohne Verifikationseinrichtung 20 bzw. einen Bereich 28 abseits des Motivmagneten 22. Die rechte Bildhälfte zeigt einen Ausschnitt des Bereichs 26 des Sicherheitselements, der unmittelbar über dem Motivmagneten 22 angeordnet ist.
Auf das Banknotenpapier 30 der Banknote 10 ist im Bereich des Sicherheitselements 12 eine Druckschicht 32 aufgebracht, die eine beliebige Information, wie etwa ein Linienmuster 33, eine alphanumerische Zeichenfolge, ein Logo oder dergleichen, darstellen kann. Die Druckschicht 32 kann auch, wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2, eine vollflächig dunkle, beispielsweise schwarze Untergrundschicht bilden. Die Druckschicht 32 kann insbesondere mittels Siebdruck, Flexodruck oder Stichtiefdruck auf das Banknotenpapier 30 aufgebracht sein. Über diese im Allgemeinen informationsführende Druckschicht 32 ist im vorliegenden Fall im Siebdruckverfahren unter Verwendung eines Pigmentgemisches aus ersten Effektpigmenten 34 und zweiten Effektpigmenten 36 eine optisch variable Farbschicht 40 mit Farbkippeff ekt aufgedruckt.
Bei den ersten Effektpigmenten 34 handelt es sich um optisch variable Pigmente, beispielsweise um Interferenzschichtpigmente mit einem Dünnschichtaufbau aus einer Reflexionsschicht, einer Absorberschicht und einer zwischen Reflexionsschicht und Absorberschicht angeordneten dielektri- sehen Abstandsschicht. Auch auf der Basis von flüssigkristallinen Polymeren hergestellte Pigmente oder irisierende Perlglanzpigmente, wie sie etwa von der Firma Merck KGaA unter der Bezeichnung Iriodin(R) oder Colorcrypt vertrieben werden, kommen als erste Effektpigmente 34 in Betracht.
Neben diesen optisch variablen ersten Effektpigmenten 34 enthält das Pigmentgemisch als zweite Effektpigmente magnetisch ausrichtbare, plättchen- förmige Eisenpigmente 36, die im Ausführungsbeispiel aus reduzierend behandeltem Carbonyleisenpulver hergestellt sind. Solche plättchenförmigen Eisenpigmente können mit einem hohen Verhältnis von Plättchendurchmes- ser zu Plättchendicke erzeugt werden, wobei der (größte) Plättchendurchmesser vorzugsweise zwischen 6 μm und 60 μm, insbesondere zwischen 10 μm und 20 μm, und die Plättchendicke insbesondere zwischen 40 nm und 250 nm liegt. Details der Herstellung und Eigenschaften solcher plättchen- förmiger Eisenpigmente können der Druckschrift EP 1 251 152 Bl entnom- men werden, deren Offenbarung insoweit in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.
Als Besonderheit sind die zweiten Effektpigmente 36 verkapselt und in ihrer Verkapselung 38 im Wesentlichen frei drehbar. Ohne äußeres Magnetfeld weisen die zweiten Effektpigmente 36 innerhalb ihrer Verkapselung 38 idealerweise keine Vorzugsorientierung auf, so dass die Gesamtheit der zweiten Effektpigmente eine im Wesentlichen isotrope Orientierung zeigt. Es versteht sich, dass sich in der Praxis, abhängig beispielsweise von der geometri- sehen Form, der Magnetisierbarkeit, der Viskosität der Verkapselungsflüs- sigkeit bzw. der Struktur der Verkapselung, gewisse Abweichungen von einer idealen isotropen Ausrichtung auftreten können.
Diese im Wesentlichen isotrope Ausrichtung der zweiten Effektpigmente 36 entspricht der in der linken Bildhälfte der Fig. 3 gezeigten Situation, wobei dort zur Illustration nur vier allgemeine, unterschiedliche Ausrichtungen der Pigmente 36 dargestellt sind.
Wird nun das Sicherheitselement 12 über den Motivmagneten 22 der Verifi- kationseinrichtung 20 gebracht, so werden die magnetisch ausrichtbaren zweiten Effektpigmente 36 durch dessen Magnetfeld ausgerichtet. Die Eisenpigmente 36 orientieren sich dabei mit ihrer Plättchenausdehnung entlang der Magnetfeldlinien 42. Aufgrund der in Fig. 2 angegebenen Form und Magnetisierung des Motivmagneten 22 treten die Magnetfeldlinien 42 im Bereich 26 im Wesentlichen senkrecht durch die Farbschicht 40 hindurch und richten die in ihrer Verkapselung frei drehbaren Eisenpigmente 36 ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Farbschicht 40 aus, wie im rechten Bildteil der Fig. 3 gezeigt.
Wegen ihrer plättchenf örmigen Gestalt wirken die Eisenpigmente 36 für den Betrachter wie die Lamellen einer Jalousie, die den Blick auf die darunterliegenden Schichten freigeben oder ganz oder teilweise blockieren kann. In den Bereichen 28, in denen die Eisenpigmente 36 im Wesentlichen isotrop angeordnet sind (linke Bildhälfte der Fig. 3), schränken sie die Sicht auf die da- runterliegende Druckschicht 32 so stark ein, dass die Farbschicht 40 in diesem Bereich opak erscheint und der metallischen Glanz der Eisenpigmente 36 den visuellen Eindruck des Sicherheitselements dominiert. Durch die Überlagerung mit dem metallischen Glanz der zweiten Effektpigmente 36 tritt der Farbkippeffekt der ersten Effektpigmente 34 visuell in den Hintergrund und erscheint daher nur schwach ausgeprägt. Es versteht sich, dass in der Praxis die deckenden Wirkung der isotrop orientierten Eisenpigmente 36 durch die Vielzahl der vorhandenen Pigmente erzeugt wird, die die wenigen Pigmente 36 der schematischen Darstellung der Fig. 3 um ein Vielfaches übersteigt.
Im Bereich 26, in dem die Eisenpigmente 36 durch den Motivmagneten 22 im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Farbschicht 40 ausgerichtet sind, geben sie wie die parallel gestellten Lamellen einer Jalousie den Blick auf die darunterliegende Druckschicht 32 und eine dort gegebenenfalls vorhandene Information 33 frei.
Der Farbkippeffekt der vom externen Magnetfeld nicht beeinflussten ersten Effektpigmente 34 ist grundsätzlich in beiden Teilbereichen 26 und 28 vor- handen. Aufgrund der Überlagerung mit dem metallischen Glanz der isotrop orientierten zweiten Effektpigmente 36 ist er allerdings im Teilbereich 28 in der Regel deutlich schwächer ausgeprägt als im Teilbereich 26. Die Brillanz des Farbkippeffekts im Teilbereich 26 hängt auch von der Gestaltung der Untergrundschicht 32 ab, wobei bei der Verwendung dunkler Farben eine besonders hohe Brillanz erreicht wird.
Aufgrund des relativ hohen Verhältnisses von Plättchendurchmesser zu Plättchendicke lässt sich ein hoher Kontrast zwischen deckenden Teilbereichen 28 und transluzenten Teilbereichen 26 erzeugen. Darüber hinaus er- scheint das durch die Plättchenausrichtung in den Teilbereichen 26, 28 erzeugte Motiv für das menschliche Auge mit einem effektvollen, dreidimensional anmutenden Erscheinungsbild, das im Rahmen dieser Beschreibung auch als 3D-Ef fekt oder 3D-Eindruck des Motivs bezeichnet wird.
Wird die Verifikationseinrichtung 20 wieder von dem Sicherheitselement 12 entfernt, so relaxieren die magnetisch ausgerichteten Eisenpigmente 36 aufgrund ihrer freien Beweglichkeit innerhalb der Verkapselung 38 nach einiger Zeit wieder in den im Wesentlichen isotropen Ausgangszustand der linken Bildhälfte der Fig. 3. Die Änderung des visuellen Erscheinungsbilds des Sicherheitselements 12 kann so interaktiv ausgelöst und reversibel wieder zurückgenommen werden. Ohne Rückstellkraft kann die Rückkehr in den isotropen Ausgangszustand allerdings einige Minuten, Stunden oder sogar Tage in Anspruch nehmen. Falls eine raschere Rückkehr gewünscht ist, kann, wie weiter oben beschrieben, beispielsweise ein Gel innerhalb der
Verkapselung 38 vorgesehen sein, das eine Rückstellkraft für die magnetisch ausrichtbaren Eisenpigmente 36 bereitstellt.
Für die Erzeugung der Farbschicht 40 wurden die zweiten Effektpigmente 36 zunächst verkapselt 38, die verkapselten Effektpigmente 36, 38 dann mit den ersten Effektpigmenten 34 gemischt und gemeinsam im Siebdruck verdruckt. Die Verkapselung der zweiten Effektpigmente kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass Eisenpigmente geeigneter Größe ausgewählt werden, in einem wasserunlöslichen Lösemittel dispergiert werden, geeignete mizel- lare Vorstufen mit kontrollierter Teilchengröße in Wasser dargestellt werden, und diese mit acrylierter Gelatine durch Koazervation verkapselt werden. Auch andere Kapselmaterialien, wie vorher beschrieben, sind denkbar. Das weitere Ausführungsbeispiel der Fig. 4 zeigt ein Sicherheitselement 50, das eine zusätzliche interaktive Beeinflussung des visuellen Erscheinungsbilds beispielsweise durch Berührung erlaubt. Dazu ist ein Substrat 52 mit einem Aufdruck 54, insbesondere einem Offsetaufdruck in Form von Mus- tern, Linien, Zeichen oder einer Codierung 56, versehen. Auf dem Aufdruck 54 ist im Siebdruck, Flexodruck oder Stichtiefdruck eine thermochrome Untergrundschicht 58 aufgebracht und auf der thermochromen Schicht 58 ist eine optisch variable Farbschicht 40 mit ersten 34 und zweiten Effektpigmenten 36 aufgedruckt, wie in Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben.
Die thermochrome Schicht 58 ist dabei so ausgelegt, dass der Farbkippeffekt der Farbschicht 40 bei der Aktivierung der thermochromen Schicht 58 für den Betrachter verschwindet, und nur noch die Grobstruktur der Eisenpigmente 36 sichtbar ist. Wechselt die thermochrome Schicht 58 beispielsweise bei Aktivierung durch Temperaturerhöhung ihre Farbe von Schwarz (bzw. allgemein einem dunklen Erscheinungsbild) auf Weiß (bzw. allgemein einem hellen Erscheinungsbild), so wird die Brillanz des Farbkippeffekts bei der Aktivierung deutlich reduziert, bis hin zu einem Grad, bei dem der optisch variable Effekt der ersten Effektpigmente 34 für den Betrachter völlig ver- schwindet. Gleichzeitig ist durch die dann sehr helle Schicht 58 der Aufdruck 54, 56 für den Betrachter zu erkennen.
Bei Abkühlung wechselt die Farbe der thermochrome Schicht 58 wieder zurück zu Schwarz bzw. zu dem ursprünglichen dunklen Erscheinungsbild, der Farbkippeffekt der Farbschicht 40 tritt dann wieder deutlich in Erscheinung und die dunkle Schicht 58 verdeckt erneut den unter ihr angeordneten Aufdruck 54, 56. Auf diese Weise kann eine mithilfe der Verifikationseinrichtung 20 sichtbar gemachte 3D-Inf ormation durch Temperaturerhöhung interaktiv gelöscht bzw. auf eine zweidimensionale Information reduziert werden. Die thermo- chrome Schicht 58 wirkt dabei als interaktiver Schalter, mit dem der Blick auf den Aufdruck 54 bzw. die Information 56 für den Betrachter freigegeben werden kann. Die thermochrome Schicht 58 kann vollflächig ausgebildet oder mit einer Information, beispielsweise in Form von Mustern, Linien, Zeichen oder einer Codierung, versehen sein. Sie kann auch eine Mischung unterschiedlicher thermochromer Farben mit unterschiedlichen Aktivierungs- temperaturen aufweisen, so dass bei Temperaturerhöhung eine Kaskade sich verändernder optisch variabler Effekte entsteht.
Während bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 3 und 4 die ersten Effektpigmente 34 außerhalb der Verkapselung 38 der zweiten Effektpigmente 36 vorliegen, können die ersten Effektpigmente auch gemeinsam mit den zweiten Effektpigmenten in Mikrokapseln verkapselt sein, wie in Fig. 9 gezeigt.
Der Aufbau des Sicherheitselements 100 der Fig. 9 entspricht dabei weitge- hend dem bei Fig. 3 bereits beschriebenen Aufbau. Im Unterschied dazu sind allerdings die auf Basis von flüssigkristallinen Polymeren hergestellten, plättchenförmigen ersten Effektpigmente 102 gemeinsam mit den plättchen- förmigen Eisenpigmenten 104 in Mikrokapseln 106 verkapselt. In dieser Ausgestaltung ändert sich bei der Ausrichtung die Orientierung der ersten Ef- fektpigmente 102 zusammen mit der Orientierung der zweiten Effektpigmente 104, so dass sich dynamische optische variable Effekt ergeben. Insbesondere ändert sich durch die gemeinsame Drehung auch hier der Grad der Ausprägung des betrachtungswinkelabhängigen visuellen Eindrucks der ersten Effektpigmente 102 mit der Orientierung der zweiten Effektpigmente 104 relativ zur Ebene der Farbschicht 40.
Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel der Fig.5 enthält das Sicherheitsele- ment 60 eine optisch variable Farbschicht 40, die neben den bereits in Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 4 beschriebenen ersten Effektpigmenten 34 und den verkapselten zweiten Effektpigmenten 36, 38 weiter dritte, un- verkapselte, magnetisch ausrichtbare Effektpigmente 62, 64 enthält. Die dritten Effektpigmente sind magnetisch in Form eines vorgegeben Motivs aus- gerichtet, wobei in dem in Fig.5 gezeigten Ausführungsbeispiel zur Illustration ein einfaches Streifenmotiv aus alternierenden Streifen 66, 68 gezeigt ist.
Anders als die Ausrichtung der zweiten Effektpigmente, die vom Benutzer mithilfe einer geeigneten Verifikationseinrichtung interaktiv und reversibel verändert werden kann, ist die Ausrichtung der dritten Effektpigmente 62, 64 unveränderlich und dauerhaft fixiert. Als Materialien kommen für die dritten Effektpigmente wie für die zweiten Effektpigmente insbesondere magnetisch ausrichtbare, plättchenförmige Eisenpigmente 62, 64 infrage, die aus reduzierend behandeltem Carbonyleisenpulver hergestellt sein können und die vorzugsweise die bereits bei der Beschreibung der zweiten Effektpigmente angegebenen Größen und Eigenschaften aufweisen. Die in die Farbschicht eingebrachten zweiten und dritten Effektpigmente können auch bis auf die fehlende Verkapselung der dritten Effektpigmente identisch sein.
Für die Herstellung der Farbschicht 40 wurden die ersten Effektpigmente 34, die verkapselten zweiten Effektpigmente 36, 38 und die unverkapselten dritten Effektpigmente 62, 64 gemischt und gemeinsam im Siebdruck verdruckt. Dann wurde ein geeignetes externes Magnetfeld mit der Gestalt des gewünschten Motivs angelegt, um die dritten Effektpigmente magnetisch aus- zurichten. Wie oben bereits beschrieben, orientieren sich die magnetisch ausrichtbaren Eisenpigmente 36, 62, 64 im externen Feld mit ihrer Plättchenausdehnung entlang der Magnetfeldlinien, so dass die Eisenpigmente 64 in denjenigen Bereichen 68, in denen die Magnetfeldlinien beim Ausrichtungs- schritt senkrecht zur Substratebene stehen, im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Farbschicht ausgerichtet werden, und sich in den Bereichen 66, in denen die Magnetfeldlinien parallel zur Substratebene verlaufen, entsprechend eine im Wesentlichen in der Ebene der Farbschicht liegende Orientierung der Eisenpigmente 62 ergibt, wie in Fig. 5 dargestellt.
Die Farbschicht 40 wird dann mit den noch magnetisch ausgerichteten Eisenpigmenten 36, 62, 64 getrocknet. Um das magnetisch erzeugte Motiv der dritten Effektpigmente 62, 64 dauerhaft zu fixieren, werden dabei insbesondere UV-härtende Farbsysteme eingesetzt, wobei reine UV-Systeme, UV/ wasserbasierte Systeme oder auch UV/ lösemittelbasierte Systeme in Betracht kommen. Durch den Trocknungsschritt werden die ausgerichteten, unverkapselten dritten Effektpigmente 62, 64 in ihrer Orientierung dauerhaft fixiert, während die verkapselten zweiten Effektpigmente 36 aufgrund ihrer freien Drehbarkeit innerhalb der Verkapselung nach dem Entfernen des äu- ßeren Magnetfelds wieder zu einer im Wesentlichen isotropen Ausrichtungsverteilung zurückkehren.
Bei der Betrachtung des Sicherheitselements 60 ohne Verifikationseinrichtung 20 wird dessen visueller Eindruck von den isotrop verteilten und damit deckend wirkenden zweiten Effektpigmenten 36 dominiert. Wie in der Aufsicht der Fig. 6(a) dargestellt, zeigt das Sicherheitselement 60 ohne Verifikationseinrichtung daher einen metallischen Glanz, der mit einem schwach ausgeprägten, einheitlichen Farbkippeff ekt kombiniert ist. Wird das Sicherheitselement 60 über die Verifikationseinrichtung 20 mit Motivmagnet 22 gebracht, so werden die beweglichen und magnetisch ausrichtbaren zweiten Effektpigmente 36 durch das Magnetfeld der Verifikationseinrichtung bereichsweise senkrecht zur Ebene der Farbschicht 40 ausgerichtet, wie in Zusammenhang mit Fig. 3 bereits beschrieben. Die dauerhaft fixierten dritten Effektpigmente 62, 64 und die nicht-magnetischen ersten Effektpigmente 34 werden durch das Magnetfeld der Verifikationseinrichtung 20 nicht beeinflusst.
In den Streifenbereichen 68 sind dann sowohl die zweiten Effektpigmente 36 als auch die dritten Effektpigmente 64 senkrecht zur Ebene der Farbschicht 40 orientiert, so dass dort der Blick auf die Druckschicht 32 freigegeben wird. Dagegen versperren in den Streifenbereichen 66 die parallel zur Ebene der Farbschicht ausgerichteten dritten Effektpigmente 62 den Durchblick, dort bleibt die Farbschicht 40 auch in Anwesenheit der Verifikationseinrichtung 20 opak.
Wie der Aufsicht der Fig. 6(b) dargestellt, bringt die Verifikationseinrichtung 20 somit innerhalb des Bereichs des Motivmagneten 22 zum einen das dau- erhaft fixierte, magnetische Motiv 66, 68 zum Vorschein, das aufgrund seines Zustandekommens durch die unterschiedliche Ausrichtung plättchenf örmi- ger Pigmente 62, 64 für den Betrachter einen ausgeprägten 3D-Effekt aufweist. In Fig. 5 sind der Einfachheit halber nur zwei Orientierungen der dritten Effektpigmente 62, 64 gezeigt, es versteht sich jedoch, dass sich durch entsprechende Orientierung der Magnetfeldlinien beim Ausrichtungsschritt beliebige Winkel zwischen den Eisenpigmentplättchen und der Ebene der Farbschicht einstellen und damit auch komplexe, magnetische Motive erzeugen lassen. Enthält die Druckschicht 32 eine Information 33, im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa die sich wiederholende Ziffernfolge „10", so wird diese Information 33 zum anderen in den über dem Motivmagneten 22 liegenden Teilbereichen der Streifen 68 sichtbar, während sie in den opak erscheinenden Streifen 66 stets verdeckt bleibt. Durch eine Bewegung des Motivmagneten 22 über oder unter dem Sicherheitselement 60 kann der Benutzter interaktiv und reversibel das zunächst verborgene 3D-Motiv 66, 68 und die Information 33 der Druckschicht 32 über dem gesamten Bereich des Sicherheitselements 60 sichtbar machen. Eine derartige interaktive Gestaltung hat für den Betrachter einen hohen Wiedererkennungswert und weist daher im Allgemeinen eine sehr hohe Fälschungssicherheit auf.
Die zweiten und dritten Effektpigmente können auch in getrennten Bereichen eines Sicherheitselements 70 vorliegen, wie in dem Ausführungsbei- spiel der Fig. 7 gezeigt. Das Sicherheitselement 70 enthält in einem Teilbereich 72 ein dauerhaft fixiertes magnetisches Motiv 74, 76 mit 3D-Effekt, das, wie bereits bei Fig. 5 erläutert, durch die unterschiedliche magnetische Ausrichtung und nachfolgende Fixierung von unverkapselten Eisenpigmenten 78 erzeugt wird.
In einem weiteren Teilbereich 80 liegen die Eisenpigmente 82 in verkapselter Form und damit reversibel orientierbar vor. Im Teilbereich 80 kann dann das visuelle Erscheinungsbild des Sicherheitselements 70 mithilfe einer Verifikationseinrichtung 20 interaktiv verändert werden. Insbesondere kann für die- sen Zweck eine Verifikationseinrichtung 20 mit einem Motivmagneten eingesetzt werden, dessen Motiv dem dauerhaft fixierten magnetischen Motiv 74, 76 entspricht. Bei der Echtheitsprüfung wird dann neben dem 3D-Motiv 74, 76 dasselbe Motiv im Bereich 80 interaktiv nochmals dargestellt, so dass ein selbsterklärendes Sicherheitselement mit hohem Aufmerksamkeitswert entsteht.
Es versteht sich, dass auch die Ausführungsformen der Figuren 5 und 7 bei Bedarf mit einer thermochromen Untergrundschicht kombiniert werden können, um eine weitere Interaktionsmöglichkeit zu schaffen.
Bei den bisher beschriebenen Gestaltungen erfolgt die Echtheitsprüfung des auf die Banknote 10 aufgebrachten Sicherheitselements jeweils mit einer se- paraten Verifikationseinrichtung 20. Es ist jedoch auch möglich, für die Echtheitsprüfung ein Verifikationselement auf der Banknote selbst vorzusehen, so dass das Sicherheitselement und das Verifikationselement eine zusammengehörige Sicherheitsanordnung bilden, wie nunmehr anhand des Ausführungsbeispiels der Fig. 8 erläutert.
Die in Fig. 8(a) gezeigte Banknote 90 enthält ein Sicherheitselement 92 der oben beschriebenen Art sowie ein Verifikationselement 94, das bezüglich der Mittellinie 96 der Banknote 90 spiegelsymmetrisch zu dem Sicherheitselement 92 aufgebracht ist. Das Verifikationselement 94 weist einen Magnetbe- reich 98 auf, in dem magnetisches Material mit einer Magnetisierung senkrecht zur Papierebene und in Form eines gewünschten Motivs, wie etwa des in Fig. 8(a) beispielhaft dargestellten Wappens, vorliegt. Die Motivform des Magnetbereichs 98 kann offen sichtbar sein oder auch verdeckt sein, beispielsweise durch einen dunklen Überdruck.
Durch Falten der Banknote 90 um die Mittellinie 96 kommt das Verifikationselement 94 mit dem Magnetbereich 98 auf dem Sicherheitselement 92 zu liegen, wie in Fig. 8(b) gezeigt. Die Magnetisierung des Magnetbereichs 98 verändert dann den visuellen Eindruck des Sicherheitselements 92 in der oben beschriebenen Art interaktiv und reversibel. Beispielsweise kann sich das visuelle Erscheinungsbild des Sicherheitselements 92 von einem gleichmäßigen metallischen Glanz mit schwach ausgeprägtem, einheitlichem Farb- kippeffekt (Fig. 8(a)) zu einer Motivdarstellung eines Wappens wandeln, bei dem das Innere des Wappens dunkel und mit einem brillanten, deutlich ausgeprägten Farbkippeffekt hervortritt. Im Inneren des Wappens können auch weitere Informationen, wie etwa die Denomination der Banknote, sichtbar werden. Die Banknote 90 kann daher durch einfaches Falten auf Echtheit geprüft werden, ohne dass externe Verifikationsmittel erforderlich wären.
Werden das Sicherheitselement und das Verifikationselement auf demselben Datenträger angeordnet, bietet es sich besonders an, das bei der Echtheitsprüfung in Erscheinung tretende Motiv auf ein auf dem Datenträger offen sichtbares Motiv, wie etwa die Denomination einer Banknote, ein aufge- drucktes Logo oder dergleichen, abzustimmen, da die Echtheitsprüfung für den Benutzer dann selbsterklärend und eine besonders leichte Erkennbarkeit und Überprüfbarkeit gewährleistet ist.
Weitere interessante Effekte lassen sich mit Gestaltungen erzeugen, in denen die optisch variable Farbschicht 40 mit einer magnetischen Untergrundschicht kombiniert ist, die vollflächig oder in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegen kann. Bei dem Sicherheitselement 110 der Fig. 10 ist auf einem Substrat 112 aus Papier oder Folie eine magnetische Untergrundschicht 114 aufgebracht, die in Form eines gewünschten Motivs Be- reiche 116 mit einer weichmagnetischen Substanz 120 niedriger oder vernachlässigbarer Remanenz aufweist. Über der magnetischen Untergrundschicht 114 ist eine optisch variable Farbschicht 40 mit verkapselten, magnetisch ausrichtbaren Effektpigmenten 122 der oben beschriebenen Art ange- ordnet. Die ebenfalls vorhandenen ersten Effektpigmente sind der übersichtlicheren Darstellung halber in Fig. 10 nicht gezeigt.
Ohne äußeres Magnetfeld ist bei isotroper Ausrichtung der Effektpigmente 122 das von der magnetischen Untergrundschicht 114 gebildete Motiv nicht zu erkennen. Wird das Sicherheitselement 110 nun dem Magnetfeld eines externen Magneten 124 ausgesetzt, so schirmt die magnetische Unter grund- schicht 114 in den Bereichen 116 das externe Magnetfeld weitgehend ab. Die magnetisch ausrichtbaren Effektpigmente 122 werden in diesen Bereichen 116 somit nicht oder nur wenig beeinflusst und verbleiben im Wesentlichen in ihrer isotropen Ausgangsorientierung. Dagegen richten sich die Effektpigmente 122 in den nicht abgeschirmten Bereichen 118 wie oben beschrieben entlang der Magnetfeldlinien aus.
In Zusammenspiel mit den optisch variablen ersten Effektpigmenten und/ oder weiteren Untergrundschichten ergibt sich im Ergebnis ein unterschiedliches visuelles Erscheinungsbild der Bereiche 116 und 118, so dass das von der magnetischen Untergrundschicht 114 gebildete Motiv für den Betrachter sichtbar wird. Nach Entfernen des externen Magneten 124 bleibt in der mag- netischen Untergrundschicht 114 aufgrund der niedrigen Remanenz des magnetischen Materials 120 keine Magnetisierung zurück, so dass die Effektpigmente 122 wieder in ihre Ausgangslage zurückkehren und das angezeigte Motiv wieder verschwindet.
Die Verifikation kann dabei mit einem beliebigen Magneten 124 erfolgen, da das angezeigte Motiv in der magnetischen Untergrundschicht 114 des Sicherheitselements 110 selbst gespeichert ist. Geeignet sind insbesondere überall leicht verfügbare Permanentmagneten, wie sie in Mobiltelefonen, tragbaren Audioabspielgeräten oder Warensicherungssystemen eingebaut sind.
Fig. 11 zeigt ein Sicherheitselement 130 nach einer Abwandlung der Gestal- tung der Fig. 10, bei der die magnetische Untergrundschicht 132 vollflächig eine magnetische Substanz mit mittlerer bis hoher Koerzitivfeldstärke (50 kA/m bis 300 kA/m) enthält.
Die magnetische Untergrundschicht 132 wurde anfänglich durch einen star- ken Permanentmagneten in Form eines gewünschten Motivs mit Bereichen hoher Feldstärke bzw. sehr niedriger Feldstärke magnetisiert. Aufgrund der Remanenz des magnetischen Materials 132 bleibt auch nach Wegfall des äußeren Magnetfelds eine entsprechende Magnetisierung mit Bereichen hoher Magnetisierung 134 bzw. sehr niedriger Magnetisierung 136 in der Unter- grundschicht 132 zurück. Die Feldstärke der Bereiche hoher Magnetisierung 134 ist dabei groß genug, um die reversibel ausrichtbaren zweiten Effektpigmente 122 in ihrer Position zu halten, während die Orientierung der zweiten Effektpigmente 122 in den Bereichen sehr niedriger Magnetisierung 136 im Wesentlichen isotrop bleibt. Das anfänglich eingeprägte magnetische Muster 134, 136 bleibt daher erhalten.
In einer weiteren Variante kann die magnetische Untergrundschicht 132 auch eine magnetische Substanz mit sehr hoher Koerzitivfeldstärke von mehr als 300 kA/m enthalten. Ein so hartes magnetisches Material kann nur noch mit sehr starken Magnetfeldern ummagnetisiert werden, so dass ein anfänglich eingebrachtes Muster bei normaler Benutzung dauerhaft erhalten bleibt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Wertge- genständen mit einer optisch variablen Farbschicht, die erste, optisch variable Effektpigmente zur Erzeugung eines betrachtungswinkelabhängigen visuellen Eindrucks enthält, und die zweite, durch ein äußeres Magnetfeld reversibel ausrichtbare Effektpigmente enthält, wobei der Grad der Ausprägung des betrachtungswinkelabhängigen visuellen Eindrucks der optisch variab- len Effektpigmente von der Orientierung der magnetisch ausrichtbaren Effektpigmente relativ zur Ebene der Farbschicht abhängt.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente in einer Mikrokapsel verkapselt sind und in der Mikrokapsel im Wesentlichen frei drehbar sind.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente innerhalb ihrer Mikrokapsel ohne äußeres Magnetfeld im Wesentlichen isotrop ausgerichtet sind.
4. Sicherheitselement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln ein Gel, insbesondere ein gequollenes, polymeres Gel enthalten, das eine Rückstellkraft für die magnetisch ausrichtbaren Effektpigmente bereitstellt.
5. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Effektpigmente außerhalb der Mikrokapseln der zweiten Effektpigmente vorliegen.
6. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Effektpigmente gemeinsam mit den zweiten Effektpigmenten in den Mikrokapseln verkapselt sind.
7. Sicherheitselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Effektpigmente durch dieselben magnetisch ausrichtbaren und optisch variablen Effektpigmente gebildet sind.
8. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente auf Basis von hochreinem Eisenpulver gebildet sind.
9. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente weichmagnetisch oder hartmagnetisch sind.
10. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente nicht-sphärisch, insbesondere plättchenförmig ausgebildet sind.
11. Sicherheitselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des größten zum kleinsten Durchmesser (Durchmesser-zu- Dickenverhältnis) der nicht-sphärischen zweiten Effektpigmente mehr als 5:1, bevorzugt mehr als 10:1 beträgt und besonders bevorzugt zwischen 40:1 und 400.1 liegt.
12. Sicherheitselement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Durchmesser der nicht-sphärischen zweiten Effektpig- mente mehr als 2 μm, bevorzugt mehr als 5 μm, besonders bevorzugt mehr als 10 μm und ganz besonders bevorzugt mehr als 15 μm beträgt.
13. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, da- durch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente durch in Mikro- kapseln vorliegende, isotrope Partikel gebildet sind, die sich durch ein äußeres Magnetfeld in den Mikrokapseln kooperativ, insbesondere kettenförmig ausrichten.
14. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente durch beschichtete Eisenpigmente gebildet sind, wobei die Beschichtung insbesondere eine farbgebende, lasermarkierbare, fluoreszierende oder phosphoreszierende Beschichtung ist.
15. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Effektpigmente auf Basis von flüssigkristallinen Polymeren hergestellte Pigmente oder durch Perlglanzpigmente gebildet sind.
16. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Effektpigmente durch Interferenzschichtpigmente gebildet sind.
17. Sicherheitselement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Interferenzschichtpigmente zumindest eine Reflexionsschicht, eine Absorberschicht und eine zwischen der Reflexionsschicht und der Absorberschicht angeordnete dielektrische Abstandsschicht enthalten.
18. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente in Mikrokapseln verkapselt sind und die Mikrokapseln einen aktivierbaren Fixierstoff enthalten, durch dessen Aktivierung die zweiten Effektpigmente in einer ge- wünschten Position fixierbar sind.
19. Sicherheitselement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln als aktivierbaren Fixierstoff eine transparente polymeri- sierbare Substanz oder Mischung aus Oligomeren und Monomeren sowie einen Initiator, vorzugsweise einen Photoinitiator, für die Aktivierung des Fixierstoffs enthalten.
20. Sicherheitselement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln als aktivierbaren Fixierstoff eine durch Einwirkung von Laserstrahlung aufschäumbare Substanz enthalten.
21. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente in Mikrokapseln verkapselt sind, die einen Durchmesser zwischen 1 μm und 200 μm, vor- zugsweise zwischen 1 μm und 80 μm aufweisen.
22. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente in Mikrokapseln verkapselt sind, deren Wandstärke zwischen 5 % und 30 %, vorzugsweise zwischen 10 % und 20 % des Durchmessers der Mikrokapseln beträgt.
23. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht weiter dritte, unverkapselte und magnetisch ausrichtbare Effektpigmente enthält, die magnetisch in Form eines vorgegeben Motivs in Form von Mustern, Linien, Zeichen oder einer Codierung ausgerichtet sind.
24. Sicherheitselement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die verkapselten zweiten und die unverkapselten dritten Effektpigmente zumindest teilweise in denselben Bereichen der optisch variablen Farbschicht vorliegen.
25. Sicherheitselement nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn- zeichnet, dass die verkapselten zweiten und die unverkapselten dritten Effektpigmente zumindest teilweise in voneinander getrennten Bereichen der optisch variablen Farbschicht vorliegen.
26. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Effektpigmente auf Basis von hochreinem Eisenpulver gebildet sind.
27. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Effektpigmente nicht-sphärisch, insbesondere plättchenförmig ausgebildet sind.
28. Sicherheitselement nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des größten zum kleinsten Durchmesser (Durchmesser-zu- Dickenverhältnis) der nicht-sphärischen dritten Effektpigmente mehr als 5:1, bevorzugt mehr als 10:1 beträgt und besonders bevorzugt zwischen 40:1 und 400:1 liegt.
29. Sicherheitselement nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Durchmesser der nicht-sphärischen dritten Effektpig- mente mehr als 2 μm, bevorzugt mehr als 5 μm, besonders bevorzugt mehr als 10 μm und ganz besonders bevorzugt mehr als 15 μm beträgt.
30. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht ein Pigmentgemisch mit den ersten Effektpigmenten, den verkapselten zweiten Effektpigmenten und gegebenenfalls den unverkapselten dritten Effektpigmenten enthält.
31. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht eine reine Magnetschicht mit den zweiten Effektpigmenten und eine über der reinen Magnetschicht angeordnete reine Farbschicht mit den ersten Effektpigmenten enthält.
32. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht durch eine Siebdruckschicht oder eine Flexodruckschicht gebildet ist.
33. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht durch eine Stichtiefdruckschicht gebildet ist.
34. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht blindver- prägt ist.
35. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbschicht neben den ersten, zweiten und gegebenenfalls dritten Effektpigmenten weitere Pigmente, insbesondere isotrope Pigmente und/ oder weichmagnetische Pigmente enthält.
36. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht auf einem
Standardbanknotenpapier oder auf einer farbigen Untergrundschicht, vorzugsweise einer Untergrundschicht mit einer dunklen Farbe, aufgebracht ist.
37. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht auf einer transparenten oder transluzenten Folie aufgebracht ist.
38. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht auf einer informationsführenden Untergrundschicht, insbesondere einer Siebdruck-, Flexodruckschicht oder einer Stichtiefdruckschicht aufgebracht ist.
39. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht mit einer thermochromen Untergrundschicht kombiniert ist.
40. Sicherheitselement nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die thermochrome Untergrundschicht so ausgelegt ist, dass bei ihrer Aktivierung durch Temperaturerhöhung der optisch variable Effekt der ersten Ef- fektpigmente für den Betrachter verschwindet.
41. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht mit einer magnetischen Untergrundschicht kombiniert ist.
42. Sicherheitselement nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Untergrundschicht in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegt.
43. Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements zur Absicherung von Wertgegenständen, bei dem auf ein Substrat eine optisch variable Farbschicht aufgebracht wird, die erste, optisch variable Effektpigmente zur Erzeugung eines betrachtungswinkelabhängigen visuellen Eindrucks enthält, und die zweite, durch ein äußeres Magnetfeld reversibel ausrichtbare Effektpigmente enthält, wobei der Grad der Ausprägung des betrachtungswinkelabhängigen visuellen Eindrucks der optisch variablen Effektpigmente von der Orientierung der magnetisch ausrichtbaren Effektpigmente relativ zur Ebene der Farbschicht abhängt.
44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente in einer Mikrokapsel verkapselt werden, so dass sie in der Mikrokapsel im Wesentlichen frei drehbar sind.
45. Verfahren nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente in einer Mikrokapsel zusammen mit einem aktivierbaren Fixierstoff verkapselt werden, und die verkapselten zweiten Effektpigmente durch Aktivierung des aktivierbaren Fixierstoffs teilweise oder vollständig in einer gewünschten Position fixiert werden.
46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Effektpigmente durch lokale UV-Bestrahlung oder durch lokale Laserbestrahlung in Teilbereichen in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung in einer gewünschten Position fixiert werden.
47. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 43 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass eine optisch variable Farbschicht aufgebracht wird, die neben den ersten und zweiten Effektpigmenten weiter dritte, unverkap- selte und magnetisch ausrichtbare Effektpigmente enthält, und dass die drit- ten Effektpigmente durch ein externes Magnetfeld dauerhaft ausgerichtet werden, um ein Motiv in Form von Mustern, Linien, Zeichen oder einer Codierung zu bilden.
48. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 43 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten, zweiten und gegebenenfalls dritten Effektpigmente zu einem Pigmentgemisch gemischt und gemeinsam verdruckt werden.
49. Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass das Pig- mentgemisch im Siebdruck, Flexodruck oder im Stichtiefdruck verdruckt wird.
50. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 43 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Substrat zunächst eine reine Magnetschicht mit den zweiten Effektpigmenten aufgedruckt wird und über die reine Magnetschicht eine reine Farbschicht mit den ersten Effektpigmenten gedruckt wird.
51. Verfahren nach Anspruch^ 50, dadurch gekennzeichnet, dass die reine Magnetschicht und/ oder die reine Farbschicht im Siebdruck, Flexodruck oder im Stichtiefdruck verdruckt wird.
52. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 47 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisch erzeugte Motiv der dritten Effektpigmente durch UV-Härten fixiert wird.
53. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 47 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Effektpigmente plättchenf örmig ausgebildet sind und in ersten Teilbereichen im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Farbschicht ausgerichtet werden, um transluzente Teilbereiche der Farbschicht zu bilden.
54. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 47 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Effektpigmente plättchenf örmig ausgebildet sind und in zweiten Teilbereichen im Wesentlichen parallel zur Ebene der Farbschicht ausgerichtet werden, um deckende Teilbereiche der Farb- schicht zu bilden.
55. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 43 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch variable Farbschicht im Stichtiefdruck blind ver prägt wird.
56. Sicherheitsanordnung zur Absicherung von Sicherheitspapieren, Wertdokumenten, Datenträgern und dergleichen mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 55 und mit einem Verifikationselement mit einem magnetischen Motivbereich, in dem magnetisches Material in Form von Mustern, Linien, Zeichen oder einer Codierung vorliegt.
57. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Motivbereich im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Verifikationselements magnetisiert ist.
58. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 56 oder 57, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem magnetischen Motivbereich dargestellte Motiv offen sichtbar ist.
59. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 56 oder 57, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem magnetischen Motivbereich dargestellte Motiv ohne Hilfsmittel nicht erkennbar ist.
60. Datenträger mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 55.
61. Datenträger mit einer Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 56 bis 59.
62. Datenträger nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement und das Verifikationselement geometrisch so auf dem Datenträger angeordnet sind, dass das Sicherheitselement durch Biegen oder Falten des Datenträgers über das Verifikationselement bringbar ist.
63. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 60 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement in oder über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung des Datenträgers angeordnet ist.
64. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 60 bis 63, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger eine Banknote oder ein anderes
Wertdokument, ein Pass, eine Urkunde oder eine Ausweiskarte ist.
65. Verwendung eines Sicherheitselements nach einem der Ansprüche 1 bis 55, einer Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 56 bis 59 oder eines Datenträgers nach einem der Ansprüche 60 bis 64 zur Absicherung von Gegenständen beliebiger Art.
66. Verifikationseinrichtung zur Echtheitsprüfung eines Sicherheitsele- ments nach einem der Ansprüche 1 bis 55, mit einem magnetischen Motivbereich, in dem magnetisches Material in Form von Mustern, Linien, Zeichen oder einer Codierung vorliegt, und der im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Motivbereichs magnetisiert ist, um die zweiten Effektpigmente des optisch variablen Farbschicht des Sicherheitselements magnetisch auszurichten.
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