WO2010139427A1 - Security element comprising a magnetic fluid - Google Patents

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WO2010139427A1 PCT/EP2010/003257 EP2010003257W WO2010139427A1 WO 2010139427 A1 WO2010139427 A1 WO 2010139427A1 EP 2010003257 W EP2010003257 W EP 2010003257W WO 2010139427 A1 WO2010139427 A1 WO 2010139427A1
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Alexander Bornschlegl
Christoph Mengel
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Giesecke & Devrient Gmbh
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    • B42D2033/16
    • B42D2035/34

Definitions

  • the invention relates to a security element with a variable by a magnetic field visual impression.
  • 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.
  • Security elements with a changeable visual impression which can be interactively influenced by a user, have a particularly high security against counterfeiting, since interactively triggerable optical effects can not be reproduced with copiers.
  • a security element which consists at least partially of a material that is optically changeable by an electric or magnetic field.
  • the optically variable material preferably comprises a multiplicity of particles which can be changed in their position or orientation by means of the electric or magnetic field.
  • BEST ⁇ TIGUNG8KOPIE Capsules are brought by means of a swelling agent in a swollen state, however, is relatively expensive.
  • the object of the invention is to further improve a security element of the aforementioned type and, more particularly, to provide a security element with an attractive appearance and high security against forgery which can be produced easily and cost-effectively, the visual appearance of which can also be interactively influenced during the authenticity check.
  • a generic security element comprises a plurality of core-shell particles, the core of the core-shell particles containing a magnetic fluid and a non-magnetic phase visually distinguishable from the magnetic fluid, which are movably disposed within the magnetic fluid is.
  • the core-shell particles thereby form microcapsules which, like pigments, are introduced into an ink and coated with the printing processes customary in the security printing sector, in particular screen printing or intaglio printing. can be printed.
  • the widespread use of devices that contain sufficiently strong magnets to trigger the authenticity feature such as mobile phones, headphones or point-of-sale security systems at the point of sale, ensures that simple verification of the security element is possible even in normal cash transactions.
  • the magnetic fluid and the non-magnetic phase have different colors. This also includes the possibility that one of the two components, typically the non-magnetic phase, is transparent. Since the non-magnetic phase is movably disposed within the magnetic fluid, its relative position can be changed by the external magnetic field, and therefore a change in the visual appearance of the security element due to the different colors can be achieved.
  • the change of the visual impression of the security element by the external magnetic field is reversible, so that after removal of the external magnetic field, the original visual impression is restored.
  • a permanent change in the visual appearance is generated by the external magnetic field, which is initially retained even after removal of the external magnetic field, and only by a further stimulus, for example a temperature increase or a magnetic clear signal can be deleted again.
  • the magnetic fluid may be liquid or gaseous, with currently preferred fluids being liquid at room temperature (T w 300 K) for ease of encapsulation.
  • the magnetic fluid is a ferrofluid.
  • Ferrofluids are stable suspensions of surface-modified magnetic nanoparticles having a diameter of the order of 10 nm. The surface modification is usually carried out with detergents, so that the nanoparticles form a stable suspension without agglomeration in an aqueous or organic carrier liquid.
  • the nanoparticles may in particular consist of iron, cobalt or magnetite (Fe.sub.3O.sub.4).
  • the typical density of ferrofluids is about 0.9 g / cm 3 to 1.2 g / cm 3 .
  • An external magnetic field induces magnetic forces between the nanoparticles of the ferrofluid, resulting in an increase in viscosity.
  • the ferrofluid in the magnetic field behaves as if it had a much higher density, an effect called increasing the virtual density.
  • non-magnetic phases which have a much higher density than the ferrofluid, can float on the ferrofluid when an external magnetic field is applied while sinking without an external magnetic field. This effect is also used within the scope of the invention for changing the relative position of the nonmagnetic phase.
  • the magnetic fluid is a liquid at room temperature, magnetic ionic liquid, hereinafter also referred to as RTMIL (Room Temperature Magnetic Ionic Liquid).
  • Ionic liquids are salts with a low melting point, which may also be below room temperature.
  • ferrofluids which usually have a black or brown inherent color
  • the RTMILs used according to the invention are advantageously transparent or have a different color from brown and black Own color on or are colored in a desired color.
  • RTMILs due to the ionic structure, RTMILs have a very low vapor pressure. Their physical and chemical properties can be widely adjusted as desired.
  • RTMILs are used which, in addition to their magnetic properties, exhibit luminescence in order to easily integrate another authenticity feature in the security element.
  • the RTMILs used preferably have one or more of the following properties: they are transparent or colored, have a high magnetic moment, are stable to water, are immiscible with water and are physiologically harmless.
  • RTMILs which can be used in the invention are: bmimpFeCU] (1-butyl-3-methylimidazolium tetrachloroferrate), [PR 4 ] [FeCb] with the trihexyl (tetradecyl) phosphonium cation [PR 4 ] + , [PR 4 Ia [CoCU], [PR 4 I 2 [MnCl 4 ], [PR 4 J 3 [GdCl 6 ], [C 6 IrUm] 5 [Dy (SCN) 8 ] with the 1-hexyl-3-methylimidazolium cation [C 6 mim]), [C 6 mim] 4 [Dy (SCN) 7 (H2 ⁇ )] and [C 6 HTo] 3 [Dy (SCN) 6 (H 2 O) 2].
  • the latter three compounds have, in addition to their magnetic properties, a strong luminescence in the yellow spectral range, which is due to a characteristic emission of dysprosium (I ⁇ I) ion.
  • the magnetic fluid is a magnetor ideological fluid.
  • Magnetorheological fluids are suspensions of small magnetically polarisable particles, for example of carbonyl iron powder, which are finely dispersed in a carrier liquid. shares are. Compared with ferrofluids, the particles are larger by about one to three orders of magnitude in magnetorheological fluids and typically have a diameter of about 1 .mu.m to 10 .mu.m.
  • carrier liquids mostly mineral oil and synthetic oils, glycol and water are used.
  • Magnetorheological fluids are typically dark gray in color. Their density is higher than that of ferrofluids and is usually between about 2 g / cm 3 and about 4 g / cm 3 .
  • the non-magnetic phase of the core-shell particles may be solid, liquid or gaseous, with their density in all cases advantageously different from the density of the magnetic fluid.
  • this is preferably formed by air or nitrogen.
  • the non-magnetic phase is liquid at room temperature and is immiscible with the magnetic fluid.
  • Suitable non-magnetic liquid phases include, for example, high boiling point hydrocarbons or high boiling point synthetic esters, silicone oils or fluorinated silicone oils.
  • the nonmagnetic phase is liquid at room temperature and separated from the magnetic fluid by a flexible membrane.
  • this variant can be realized with advantage by enclosing the nonmagnetic phase and / or the magnetic fluid in a thin flexible membrane and so forth are separated from each other.
  • the flexible membrane can be produced, for example, by a (chemical) surface modification of the non-magnetic phase or of the magnetic fluid.
  • the non-magnetic phase is solid at room temperature.
  • the non-magnetic phase can be based, for example, on aluminum, copper, titanium dioxide, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyetheretherketone (PEEK), glass, ceramic or silicon.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PEEK polyetheretherketone
  • glass ceramic or silicon.
  • a nonmagnetic phase based on effect pigments, in particular liquid crystal, pearlescent or interference pigments, which are very particularly preferably of translucent design.
  • the solid non-magnetic phases do not have to be homogeneous, so they may contain other particles.
  • the surface of the solid non-magnetic phases do not have to be homogeneous, so they may contain other particles.
  • Phases are preferably poorly wettable by the magnetic fluid. This property can also be generated or reinforced by a surface modification.
  • the solid non-magnetic phase is in the form of one or more floats, which are preferably spherical, elliptical or lenticular.
  • the floats may consist of several layers and also have holes or holes and be hollow or spongy.
  • the core-shell particles may also be provided with several different types of floats which differ in color, density, material and / or size. In this way, multi-stage effects can be generated in which, for example, depending on the strength of the magnetic field other floats dominate the visual impression of the security element, or in which an increasing number of floats are driven up with increasing magnetic field strength and thus cause a stronger color.
  • the solid nonmagnetic phase can also consist of a flexible substance and be gelatinous or gelatinous, for example.
  • the non-magnetic phase can be flexibly applied to the inside of the sleeve and thus ensure a particularly uniform visual appearance.
  • the core of the core-shell particles may contain magnetic particles whose visual appearance differs from the magnetic fluid and the non-magnetic phase.
  • Such magnetic particles preferably have one or more of the following properties: they are poorly wettable by the magnetic fluid, for example generated by a modified surface, have a multi-layered structure, have a colored surface, are spherical, elliptical or lenticular formed, they have a size between about 0.2 microns and 10 microns and they are formed on the basis of iron, nickel, soft ferrites, magnetite or a magnetic oxide.
  • the core of the core-shell particles contains further magnetic fluids and / or non-magnetic phases whose magnetic properties and / or their visual appearance differ from the first magnetic fluid and the first nonmagnetic phase.
  • two fluids with different degrees of magnetic properties can be used, or a combination of a magnetic fluid, a magnetic solid and a non-magnetic phase.
  • the combination of several different non-magnetic floats and the provision of additional magnetic particles within the core has already been mentioned above.
  • the shell of the core-shell particles preferably consists of a highly transparent encapsulation material for a specific frequency range of the electromagnetic spectrum.
  • the frequency range of the transparency is preferably in the visible spectral range.
  • the material of the shell, the wall thickness and, if polymers are used, their degree of crosslinking can also be suitably selected.
  • Advantageous materials for the shell are, for example, gelatin, modified gelatin, in particular with chemical post-crosslinking, PMMA and other polyacrylates, which are particularly suitable because of their high transparency, polyurethanes, polyamides, melamine / formaldehyde, silicones, but also inorganic oxidic materials, such as such as silicates, titanium, hafnium or iron oxides.
  • the diameter of the core-shell particles is advantageously between about 1 .mu.m and about 100 .mu.m, in particular between about 1 .mu.m and about 80 .mu.m.
  • the wall thickness of the core-shell particles is typically between 5% and 25%, preferably between 10% and 20%, of the diameter of the core-shell particles.
  • the shell of the core-shell particles may be constructed of one or more layers to adjust desired properties, such as surface wettability, as desired.
  • additives may be incorporated in the layer or layers of the shell material, which serve further purposes, for example, laser-markable dyes, UV absorbers, luminescent or other feature substances.
  • the core-shell particles are present in a feature layer applied to a support.
  • the security element can also contain an information-bearing background layer over which the feature layer with the core-shell particles is applied.
  • the background layer advantageously contains a spatially varying, visually recognizable information and / or exhibits spatially varying magnetic properties.
  • Such embodiments are particularly suitable when at least one of the two components "magnetic fluid” and “non-magnetic phase” is transparent.
  • a respective different subregion of the background layer can be made visible. If the information of the background layer is produced with hard or soft magnetic colors, its position and arrangement can be used to specify a preferred orientation of the core / shell particles, as described in more detail below.
  • the invention also comprises a method for producing a security element, in which
  • Core-shell particles whose core contains a magnetic fluid and a non-magnetic phase visually distinguishable from the magnetic fluid, which is movably disposed within the magnetic fluid, and
  • a plurality of such core-shell particles are disposed in the security element to impart to the security element a visual impression variable by an external magnetic field.
  • the core-shell particles are introduced into a binder and printed on a carrier.
  • the invention further comprises a security arrangement for securing security papers, value documents, data carriers 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 is present.
  • the magnetic motif region is magnetized essentially perpendicular to the plane of the verification element.
  • the motif represented by the magnetic motif area can be openly visible or can not be recognized even without aids, for example by covering with a dark printing layer.
  • the invention further comprises a data carrier, in particular a value document, such as a banknote, a passport, a document, an identity card or the like, which is provided 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 provided with a security element of the type described or with a security arrangement of the type described.
  • the substrate material for the data carrier is any kind of paper, in particular cotton paper.
  • paper which contains a proportion of polymeric material in the range of 0 ⁇ x ⁇ 100% by weight.
  • the substrate material of the data carrier a plastic film, for. B. a polyester film is.
  • the film may also be monoaxially or biaxially stretched. The stretching of the film, inter alia, leads to it receiving polarizing properties that can be used as another security feature.
  • the substrate material of the data carrier is a multilayer composite which has at least one layer of paper or of a paper-like material.
  • Such a composite is characterized by an extremely high stability, which is for the durability of the " data carrier of great advantage.
  • All materials used as substrate material may have additives that serve as a mark of authenticity. It is primarily to think of luminescent, which are preferably transparent in the visible wavelength range and in the non-visible wavelength range by a suitable tool, for. B. emitting a UV or IR radiation Radiation source, can be excited to produce a visible or at least detectable with auxiliary luminescence. Other security features can also be used to advantage if they do not impair the contemplation of the security element according to the invention or at least do not significantly affect it.
  • 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 comprises a verification means for checking the authenticity of a security element of the type described with a map ⁇ retica ⁇ Mötiv Symposium7irTdern magnetic GurteriaTirf star shape Vorf Mu is present lines, characters or a code, and which is magnetized substantially perpendicular to the plane of the subject area to pass through the Magnetic field of the magnetic motif area to change the visual impression of the security element.
  • the core-shell particles according to the invention can also be read out by machine, like conventional soft magnetic colors.
  • the core-shell particles also have a high light fastness, since no photosensitive substances are used to prepare the designs according to the invention are required.
  • the core-shell particles may, in addition to the magnetic properties in the foreground in the foreground, also have other properties that can be used for the authenticity check. Examples are the above-mentioned luminescence of certain magnetic ionic liquids or the provision of additives in the shell of the core-shell particles.
  • 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 element, in which (a) security element and verification element are spatially separated, and in (b) the security element rests on the verification element, FIG.
  • FIG. 4 shows a cross section through a security element according to a
  • Embodiment of the invention wherein the security element is shown in the left half without magnetic field and in the right half of the image with external magnetic field
  • 5 shows a variant of core-shell particles according to the invention, in which the non-magnetic phase is formed by a multiplicity of fixed floating bodies, left without, right with magnetic field
  • core-shell particles according to the invention, in which the core-shell particles additionally contain magnetic particles with a blue inherent color in addition to the magnetic fluid and a non-magnetic phase from a multiplicity of solid, red floating bodies,
  • FIG. 8 shows a security element similar to the security element of FIG.
  • FIG. 9 shows a banknote with a security arrangement according to the invention comprising a security element and a verification element arranged mirror-inverted to the center line.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with a security element 12 printed directly onto the banknote paper, whose visual impression is reversible by an external magnetic field can be changed.
  • the interactive change of the visual impression serves to prove the authenticity of the security element 12 and the banknote 10 provided therewith, so that the security element 12 represents a reversible, interactively triggerable human feature.
  • the invention is not limited to printed security elements and bank notes, but can be used with all types of security elements, for example labels on goods and packaging or in the security of documents, ID cards, passports, credit cards, health cards and like.
  • 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.
  • the verification of the security element 12 can take place with the aid of a simple magnet 20, which can be, for example, a component of a mobile phone, a headphone or earphone or a consumer protection system at the point of sale.
  • a simple magnet 20 can be, for example, a component of a mobile phone, a headphone or earphone or a consumer protection system at the point of sale.
  • the security element 12 and the magnet 20 serving as an external verification element are initially clearly separated from one another spatially.
  • the security element 12 in this case shows a homogeneous appearance and appears as a continuous dark or black area.
  • the magnetization of the magnet 20 is indicated by the indicated magnetic field lines 22 in FIG. 2 (a).
  • the visual appearance of the security element 12 changes significantly.
  • the color of the security element 12 changes as a result of the influence of the magnetic field 22 in the region 24 above the magnet 20, a color change from black to red taking place in the exemplary embodiment of FIG.
  • the red area 24 with the magnet 20 also moves accordingly.
  • the red area 24 disappears and the original homogeneous appearance of FIG. 2 (a) returns. Due to the characteristic color change of the security element 12, its authenticity can be verified interactively by the user in a simple manner.
  • the verification of the security element 12 3 ⁇ may also be effected with a motif magnet 26, as shown in Fig. ⁇ Def Mo "tivfr ⁇ ägner26 is irTFörm vorTMüsternyOnien, Zeicherföder a coding design and forms in the embodiment shown the letter" H
  • the magnetic north pole represents the upper side of the magnet and the magnetic south pole represents the underside of the magnet, so that the magnetization of the motif magnet indicated by the magnetic field lines 28 is substantially perpendicular to the plane of the magnetic material
  • the magnetization can also be reversed or formed by a more complex sequence of magnetic north and south poles, for which the magnetic material of the motif magnet is magnetized in particular magnetic rare earth alloys, such as samarium-cobalt or neodymium-iron-boron alloys, in addition to conventional magnetic materials.
  • the left half of the figure shows a security element 30 without magnetic field or in a region away from the magnet 20, while the right half shows a section of a portion of the security element 30, which is disposed directly above the magnet 20.
  • a feature layer 34 is printed on the banknote paper 32 of the banknote, which contains a multiplicity of core-shell particles 40 in a binder 36.
  • the core-shell particles 40 have a multi-part structure and typically have a diameter between 1 .mu.m and 100 .mu.m, in the exemplary embodiment of about 60 .mu.m.
  • the shell 42 of the core-shell particles 40 consists of a transparent in the visible spectral range encapsulation material, in the embodiment of PMMA.
  • the wall thickness of the shell is generally between 5% and 25% of the capsule diameter, for example about 15%.
  • Essential to the present invention is the structure of the core of
  • Core-shell particles This includes, according to the invention, a magnetic fluid 44 and a non-magnetic phase 46 visually distinguishable from the magnetic fluid, which is movably disposed within the magnetic fluid.
  • the core contains, as the magnetic fluid 44, a ferrofluid with a black inherent color.
  • the non-magnetic phase 46 is formed in the embodiment shown by a at room temperature (300 K) liquid phase, which is not mixable with the ferrofluid 44 bar. It also has a higher density than the ferrofluid and a different visual appearance from the ferrofluid.
  • the non-magnetic liquid phase may be constituted by a high boiling point hydrocarbon, a high boiling point synthetic ester, a silicone oil or a fluorinated silicone oil.
  • FIG. 5 shows a variant of core-shell particles 50 according to the invention, in which the nonmagnetic phase is not liquid, but is formed by a plurality of solid floating bodies 52.
  • the floating bodies 52 have a red inherent color in order to produce a striking contrast to the black inherent color of the ferrofluid 44.
  • the situation is schematically shown with a magnet 20 arranged below the security element.
  • the magnetic field 22 of the magnet attracts the ferrofluid 44 so that the non-magnetic floats 52 are displaced from the lower part of the core and pressed against the top of the core-shell particles 50.
  • the appearance of the security element in supervision is therefore determined by the red inherent color of the floating bodies 52, so that a striking contrast to the black-colored area outside of the magnet 20 results.
  • the core-shell particles 54 additionally contain magnetic particles 56 having a blue inherent color.
  • the magnetic particles 56 have a size of about 5 microns and are formed for example of iron, nickel, soft ferrites, magnetite or magnetic oxides. They may have a modified surface to ensure poor wetting of the magnetic particles by the magnetic fluid and / or to produce the desired intrinsic color.
  • the situation is shown schematically in the middle part of FIG. 6 with a magnet 20 arranged below the security element.
  • the magnetic field 22 of the magnet attracts the ferrofluid 44 and the magnetic particles 56 so that the non-magnetic floats 52 are displaced from the lower part of the core and pressed against the top of the core-shell particle 50.
  • the appearance of the security element in supervision is thus determined by the red inherent color of the float 52 in this magnetic position.
  • the core-shell particles according to the invention can also be used in combination with information-carrying printing layers.
  • the different visual impression of the security element can be achieved by the fact that the core-shell particles, depending on the strength and / or orientation of the magnetic field, release the view of different partial views of the information-bearing printed layers.
  • FIG. 7 shows a security element 60 in which a feature layer 62 with core-shell particles 70 is combined with an information-bearing background layer 64.
  • the background layer 64 contains spatially varying information, for example a spatially varying color information, which is schematically represented in FIG. 7 by the alternating information components "A" and "B".
  • the information components "A” may be a red print and the information components "B” may be a blue print, or the information components "A” may represent a graphic symbol and the information components "B” may be a text information.
  • the feature layer 62 includes a plurality of core-shell particles 70, the core of which contains a ferrofluid 44 having a black inherent color, a transparent, non-magnetic float 72, or a transparent, non-magnetic and ferrofluid-immiscible liquid. Without an external magnetic field, the state shown schematically in FIG. 7 (a) occurs, in which the fixed floats 72 are located in the lower part of the core-shell particles 70. Because of the laterally uniform distribution of the ferrofluid 44, the feature layer 62 for a viewer 66 appears overall opaque, as indicated by the arrows 68, which do not penetrate to the background layer 64. In supervision neither the information components "A" nor the information components "B" are recognizable for the viewer 66, the security element 60 shows a uniformly black appearance.
  • a lateral magnetic field is now applied by a magnet 20 from the left, as illustrated in FIG. 7 (b), the magnetic field of the magnet 20 attracts the ferrofluid 44, while the non-magnetic floating bodies 72 displace from the left part of the core and are pressed to the right side of the core-shell particles 70. Since the floats 72 are transparent, they provide the observer 66 with a view of the information components "B" of the background layer 64, as indicated by the arrows 74.
  • the appearance of the feature layer 62 of the security element 60 can thus be interactively and reversibly changed by the user from an opaque, uniformly black state to a view of only the information components "A” or to a view of only the information components "B".
  • the information components "A” and “B” stand for any information, for example different color areas or for alphanumeric information, such as the denomination or the serial number of a banknote.
  • FIG. 7 (a) appears opaque to the viewer 66 as a whole. If, on the other hand, a lateral magnetic field from the left or right is applied by means of a magnet 20, the observer 66 is shown looking at the background layer 64 having the information "C", as shown in FIG. 7 (b) or FIG Venetian blind effect of such an embodiment combines a high degree of protection against forgery with a very appealing appearance for the observer.
  • FIG. 8 shows a safety a feature layer 62 containing a plurality of core-shell particles 70 of the type described in connection with FIG. 7.
  • the feature layer 62 is combined with an information-bearing background layer 82 having spatially varying information with information components "A” and “B” to which the information component "B” having a hard magnetic ink 84 is applied.
  • the magnetic field of the magnet 20 pulls down the ferrofluid 44 and urges the non-magnetic floats 72 to the top the core-shell particles 70. Due to the laterally uniform distribution of the ferrofluid 44, the feature layer 62 then appears opaque to an observer (arrows 68), so that neither the information components "A” nor the information components "B” can be seen from above and the Safety element 80 appears evenly black.
  • the arrangement of the magnet 20 under the feature layer 62 of FIG. 7 would result in the ferrofluid 44 being pulled down and the laterally uniform distribution of the ferrofluid 44 making the feature layer 62 opaque to the viewer 66.
  • the verification of the security element takes place in each case with a separately present verification device in the form of an external magnet 22 or 26.
  • a verification element on the banknote itself for the verification of a security element applied to a banknote. so that the security element and the verification element form an associated security arrangement, as explained with reference to the exemplary embodiment of FIG. 9.
  • the denomination "10” is applied to the front of the sheet with a hard magnetic ink 92.
  • security element 94 on the back of the banknote, a feature layer 96 containing a plurality of core-shell particles 50 of the type described in connection with FIG. 5.
  • the feature layer 96 of the security element appears as a uniformly black area when viewed from the back of the banknote.
  • the security element 94 can be triggered by simply folding the banknote 90, the denomination imprint 92 serves as a verification element.
  • the security element 94 is arranged mirror-symmetrically relative to the denomination imprint 92 with respect to the center line 98 of the banknote 90, so that the feature layer 96 comes to lie above the denomination imprint 92 by folding the note around the center line 98, as shown in FIG. 9 (b)
  • the ferrofluid 44 of the core-shell particles 50 is attracted by the remanent magnetic field of the denomination hard magnetic imprint 92, and the non-magnetic red floating bodies 52 are pressed to the top of the core-shell particle 50.
  • the denomination "10” appears in red against a black background.
  • the security element 94 shows, as before, a homogeneous black appearance.

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Abstract

The invention relates to a security element (30) that provides a visual impression which can be modified using an external magnetic field. The security element (30) contains a plurality of core-shell particles (40). According to the invention, the core of the core-shell particles (40) contains a magnetic fluid (44) and a non-magnetic phase (46) which is movably arranged within the magnetic fluid (44) and can be visually distinguished from the magnetic fluid (44).

Description

SICHERHEITSELEMENT MIT EINEM MAGNETISCHEN FLUID SECURITY ELEMENT WITH A MAGNETIC FLUID
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement mit einem durch ein externes Magnetfeld veränderbaren visuellen Eindruck. 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.The invention relates to a security element with a variable by a magnetic field visual impression. 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.
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.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.
Sicherheitselemente mit einem veränderbaren visuellen Eindruck, der von einem Benutzer interaktiv beeinflusst werden kann, weisen dabei eine besonders hohe Fälschungssicherheit auf, da interaktiv auslösbare optische Effekte mit Kopiergeräten nicht reproduziert werden können.Security elements with a changeable visual impression, which can be interactively influenced by a user, have a particularly high security against counterfeiting, since interactively triggerable optical effects can not be reproduced with copiers.
Aus der Druckschrift WO 03/ 089250 A2 ist ein Sicherheitselement bekannt, das zumindest teilweise aus einem Material besteht, das durch ein elektrisches oder magnetisches Feld optisch veränderbar ist. Das optisch veränderbare Material umfasst dazu vorzugsweise eine Vielzahl von Teilchen, die mittels des elektrischen oder magnetischen Felds in ihrer Lage oder Ausrich- tung veränderbar sind. Die Herstellung des optisch veränderbaren Materials, bei der die Teilchen in Mikrokapseln eingeschlossen werden und die Mikro-From document WO 03/089250 A2 a security element is known, which consists at least partially of a material that is optically changeable by an electric or magnetic field. For this purpose, the optically variable material preferably comprises a multiplicity of particles which can be changed in their position or orientation by means of the electric or magnetic field. The preparation of the optically modifiable material, in which the particles are enclosed in microcapsules and the micro-particles
BESTÄTIGUNG8KOPIE kapseln mittels eines Quellungsmittels in einen aufgequollenen Zustand gebracht werden, ist allerdings verhältnismäßig aufwendig.BESTÄTIGUNG8KOPIE Capsules are brought by means of a swelling agent in a swollen state, however, is relatively expensive.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicher- heitselement der eingangs genannten Art weiter zu verbessern und insbesondere ein einfach und kostengünstig herstellbares Sicherheitselement mit einem attraktiven Erscheinungsbild und hoher Fälschungssicherheit zu schaffen, dessen visuelles Erscheinungsbild zudem bei der Echtheitsprüfung interaktiv beeinflusst werden kann.Proceeding from this, the object of the invention is to further improve a security element of the aforementioned type and, more particularly, to provide a security element with an attractive appearance and high security against forgery which can be produced easily and cost-effectively, the visual appearance of which can also be interactively influenced during the authenticity check.
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 Verifikati- onseinrichtung für ein solches Sicherheitselement sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the security element having the features of the main claim. 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 are specified in the coordinated claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß der Erfindung enthält ein gattungsgemäßes Sicherheitselement eine Vielzahl von Kern-Hülle-Teilchen, wobei der Kern der Kern-Hülle-Teilchen ein magnetisches Fluid und eine visuell von dem magnetischen Fluid unterscheidbare, nicht-magnetische Phase enthält, die innerhalb des magnetischen Fluids beweglich angeordnet ist. Durch diese Maßnahmen wird ein interaktives Humanmerkmal geschaffen, das durch externe magnetische Felder ve- rif iziert werden kann, wie nachfolgend genauer erläutert.According to the invention, a generic security element comprises a plurality of core-shell particles, the core of the core-shell particles containing a magnetic fluid and a non-magnetic phase visually distinguishable from the magnetic fluid, which are movably disposed within the magnetic fluid is. These measures create an interactive human feature that can be verified by external magnetic fields, as explained in more detail below.
Die Kern-Hülle-Teilchen bilden dabei Mikrokapseln, die wie Pigmente in eine Druckfarbe eingebracht und mit den im Sicherheitsdruckbereich üblichen Druckverfahren, insbesondere im Siebdruck oder Stichtiefdruck, ver- druckt werden können. Die weite Verbreitung von Geräten, die für die Auslösung des Echtheitsmerkmals ausreichend starke Magnete enthalten, wie etwa Mobiltelefone, Kopfhörer oder Warensicherungssysteme am Point of SaIe, stellt sicher, dass auch im normalen Bargeldverkehr eine einfache Veri- fikation des Sicherheitselements möglich ist.The core-shell particles thereby form microcapsules which, like pigments, are introduced into an ink and coated with the printing processes customary in the security printing sector, in particular screen printing or intaglio printing. can be printed. The widespread use of devices that contain sufficiently strong magnets to trigger the authenticity feature, such as mobile phones, headphones or point-of-sale security systems at the point of sale, ensures that simple verification of the security element is possible even in normal cash transactions.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen das magnetische Fluid und die nicht-magnetische Phase unterschiedliche Farben auf. Dies schließt auch die Möglichkeit ein, dass eine der beiden Komponenten, typischerweise die nicht-magnetische Phase, transparent ist. Da die nicht-magnetische Phase innerhalb des magnetischen Fluids beweglich angeordnet ist, kann ihre relative Lage durch das externe Magnetfeld verändert und aufgrund der unterschiedlichen Farben daher eine Änderung des visuellen Erscheinungsbilds des Sicherheitselements erreicht werden.In a preferred embodiment, the magnetic fluid and the non-magnetic phase have different colors. This also includes the possibility that one of the two components, typically the non-magnetic phase, is transparent. Since the non-magnetic phase is movably disposed within the magnetic fluid, its relative position can be changed by the external magnetic field, and therefore a change in the visual appearance of the security element due to the different colors can be achieved.
Mit Vorteil ist die Änderung des visuellen Eindrucks des Sicherheitselements durch das externe Magnetfeld reversibel, so dass sich nach Entfernen des externen Magnetfelds wieder der ursprüngliche visuelle Eindruck einstellt. Es sind allerdings grundsätzlich auch Gestaltungen möglich, bei denen durch das externe Magnetfeld eine dauerhafte Änderung des visuellen Erscheinungsbilds erzeugt wird, die auch nach dem Entfernen des externen Magnetfelds zunächst erhalten bleibt, und die nur durch einen weiteren Stimulus, beispielsweise eine Temperaturerhöhung oder ein magnetisches Löschsignal wieder gelöscht werden kann.Advantageously, the change of the visual impression of the security element by the external magnetic field is reversible, so that after removal of the external magnetic field, the original visual impression is restored. In principle, however, designs are also possible in which a permanent change in the visual appearance is generated by the external magnetic field, which is initially retained even after removal of the external magnetic field, and only by a further stimulus, for example a temperature increase or a magnetic clear signal can be deleted again.
Das magnetische Fluid kann flüssig oder gasförmig sein, wobei gegenwärtig wegen der einfacheren Verkapselung Fluide bevorzugt werden, die bei Zimmertemperatur (T w 300 K) flüssig sind. In einer vorteilhaften Erfindungsvariante ist das magnetische Fluid ein Fer- rofluid. Ferrofluide sind stabile Suspensionen von oberflächenmodif zierten magnetischen Nanopartikeln, die einen Durchmesser der Größenordnung von 10 nm aufweisen. Die Oberflächenrnodifikation wird meist mit Deter- gentien durchgeführt, so dass die Nanopartikel in einer wässrigen oder organischen Trägerflüssigkeit eine zeitlich stabile Suspension ohne Agglomeration bilden. Die Nanopartikel können insbesondere aus Eisen, Cobalt oder Magnetit (Fe3θ4) bestehen.The magnetic fluid may be liquid or gaseous, with currently preferred fluids being liquid at room temperature (T w 300 K) for ease of encapsulation. In an advantageous variant of the invention, the magnetic fluid is a ferrofluid. Ferrofluids are stable suspensions of surface-modified magnetic nanoparticles having a diameter of the order of 10 nm. The surface modification is usually carried out with detergents, so that the nanoparticles form a stable suspension without agglomeration in an aqueous or organic carrier liquid. The nanoparticles may in particular consist of iron, cobalt or magnetite (Fe.sub.3O.sub.4).
Die typische Dichte von Ferrofluiden liegt bei etwa 0,9 g/cm3 bis 1,2 g/cm3. Durch ein externes Magnetfeld werden magnetische Kräfte zwischen den Nanopartikeln des Ferrofluids induziert, so dass es zu einer Erhöhung der Viskosität kommt. Auch verhält sich das Ferrofluid im Magnetfeld so, als ob es eine wesentlich höhere Dichte hätte, ein Effekt, der als Erhöhung der vir- tuellen Dichte bezeichnet wird. Auf diese Weise können auch nichtmagnetische Phasen, die eine deutlich höhere Dichte als das Ferrofluid haben, bei angelegtem externem Magnetfeld auf dem Ferrofluid schwimmen, während sie ohne externes Magnetfeld versinken. Dieser Effekt wird auch im Rahmen der Erfindung zur Änderung der relativen Lage der nicht- magnetischen Phase genutzt.The typical density of ferrofluids is about 0.9 g / cm 3 to 1.2 g / cm 3 . An external magnetic field induces magnetic forces between the nanoparticles of the ferrofluid, resulting in an increase in viscosity. Also, the ferrofluid in the magnetic field behaves as if it had a much higher density, an effect called increasing the virtual density. In this way, non-magnetic phases, which have a much higher density than the ferrofluid, can float on the ferrofluid when an external magnetic field is applied while sinking without an external magnetic field. This effect is also used within the scope of the invention for changing the relative position of the nonmagnetic phase.
Bei einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante ist das magnetische Fluid eine bei Zimmertemperatur flüssige, magnetische ionische Flüssigkeit, nachfolgend auch kurz als RTMIL (Room Temperature Magnetic Ionic Li- quid) bezeichnet. Bei ionischen Flüssigkeiten handelt es sich um Salze mit niedrigem Schmelzpunkt, der auch unterhalb der Zimmertemperatur liegen kann. Im Gegensatz zu Ferrofluiden, die meist eine schwarze oder braune Eigenfarbe aufweisen, sind die erfindungsgemäß eingesetzten RTMILs mit Vorteil transparent oder weisen eine von braun und schwarz verschiedene Eigenfarbe auf oder sind in einer gewünschten Farbe eingefärbt. Darüber hinaus weisen RTMILs aufgrund des ionischen Aufbaus einen sehr geringen Dampfdruck auf. Ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften können in weitem Bereich nach Wunsch eingestellt werden.In a further advantageous variant of the invention, the magnetic fluid is a liquid at room temperature, magnetic ionic liquid, hereinafter also referred to as RTMIL (Room Temperature Magnetic Ionic Liquid). Ionic liquids are salts with a low melting point, which may also be below room temperature. In contrast to ferrofluids, which usually have a black or brown inherent color, the RTMILs used according to the invention are advantageously transparent or have a different color from brown and black Own color on or are colored in a desired color. In addition, due to the ionic structure, RTMILs have a very low vapor pressure. Their physical and chemical properties can be widely adjusted as desired.
Mit besonderem Vorteil werden RTMILs eingesetzt, die zusätzlich zu ihren magnetischen Eigenschaften Lumineszenz zeigen, um so auf einfache Weise ein weiteres Echtheitsmerkmal in das Sicherheitselement zu integrieren.With particular advantage, RTMILs are used which, in addition to their magnetic properties, exhibit luminescence in order to easily integrate another authenticity feature in the security element.
Die eingesetzten RTMILs weisen vorzugsweise eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften auf: sie sind transparent oder farbig, sie haben ein hohes magnetisches Moment, sind stabil gegen Wasser, sind nicht mit Wasser mischbar und sind physiologisch unbedenklich.The RTMILs used preferably have one or more of the following properties: they are transparent or colored, have a high magnetic moment, are stable to water, are immiscible with water and are physiologically harmless.
Beispiele für die im Rahmen der Erfindung einsetzbaren RTMILs sind: bmimpFeCU] (l-butyl-3-methy-imidazolium tetrachloroferrat), [PR4][FeCb] mit dem Trihexyl(tetradecyl)phosphonium-Kation [PR4]+, [PR4Ia[CoCU], [PR4I2[MnCl4], [PR4J3[GdCl6], [C6IrUm]5[Dy(SCN)8] mit dem l-hexyl-3- methyl-imidazolium-Kation [C6mim]), [C6mim]4[Dy(SCN)7(H2θ)] und [C6HUm]3[Dy(SCN)6(H2O)2].Examples of the RTMILs which can be used in the invention are: bmimpFeCU] (1-butyl-3-methylimidazolium tetrachloroferrate), [PR 4 ] [FeCb] with the trihexyl (tetradecyl) phosphonium cation [PR 4 ] + , [PR 4 Ia [CoCU], [PR 4 I 2 [MnCl 4 ], [PR 4 J 3 [GdCl 6 ], [C 6 IrUm] 5 [Dy (SCN) 8 ] with the 1-hexyl-3-methylimidazolium cation [C 6 mim]), [C 6 mim] 4 [Dy (SCN) 7 (H2θ)] and [C 6 HTo] 3 [Dy (SCN) 6 (H 2 O) 2].
Die drei letztgenannten Verbindungen weisen neben ihren magnetischen Eigenschaften eine starke Lumineszenz im gelben Spektralbereich auf, die auf eine charakteristische Emission des Dysprosium (IΙI)-Ions zurückgeht.The latter three compounds have, in addition to their magnetic properties, a strong luminescence in the yellow spectral range, which is due to a characteristic emission of dysprosium (IΙI) ion.
Nach einer weiteren, vorteilhaften Erfindungsvariante ist das magnetische Fluid ein magnetor Ideologisches Fluid. Magnetorheologische Flüssigkeiten sind Suspensionen von kleinen magnetisch polarisierbaren Teilchen, beispielsweise von Carbonyleisenpulver, die in einer Trägerflüssigkeit fein ver- teilt sind. Verglichen mit Ferrofluiden sind die Teilchen bei magnetorheolo- gischen Flüssigkeiten um etwa ein bis drei Zehnerpotenzen größer und weisen typischerweise einen Durchmesser von etwa 1 μm bis 10 μm auf. Als Trägerflüssigkeiten werden meist Mineralöl und synthetische Öle, Glykol und Wasser eingesetzt. Magnetorheologische Flüssigkeiten weisen typischerweise eine dunkelgraue Färbung auf. Ihre Dichte ist höher als die von Ferrofluiden und liegt in der Regel zwischen etwa 2 g/cm3 und etwa 4 g/cm3.According to another advantageous variant of the invention, the magnetic fluid is a magnetor ideological fluid. Magnetorheological fluids are suspensions of small magnetically polarisable particles, for example of carbonyl iron powder, which are finely dispersed in a carrier liquid. shares are. Compared with ferrofluids, the particles are larger by about one to three orders of magnitude in magnetorheological fluids and typically have a diameter of about 1 .mu.m to 10 .mu.m. As carrier liquids mostly mineral oil and synthetic oils, glycol and water are used. Magnetorheological fluids are typically dark gray in color. Their density is higher than that of ferrofluids and is usually between about 2 g / cm 3 and about 4 g / cm 3 .
Die nicht-magnetische Phase der Kern-Hülle-Teilchen kann fest, flüssig oder gasförmig sein, wobei sich ihre Dichte in allen Fällen mit Vorteil von der Dichte des magnetischen Fluids unterscheidet.The non-magnetic phase of the core-shell particles may be solid, liquid or gaseous, with their density in all cases advantageously different from the density of the magnetic fluid.
Im Fall einer gasförmigen nicht-magnetischen Phase ist diese vorzugsweise durch Luft oder Stickstoff gebildet.In the case of a gaseous non-magnetic phase, this is preferably formed by air or nitrogen.
In einer weiteren vorteilhaften Variante ist die nicht-magnetische Phase bei Zimmertemperatur flüssig und ist mit dem magnetischen Fluid nicht mischbar. Als geeignete flüssige nicht-magnetische Phasen kommen beispielsweise hochsiedende Kohlenwasserstoffe oder synthetische Ester mit hohem Siedepunkt, Siliconöle oder fluorierte Siliconöle in Betracht.In a further advantageous variant, the non-magnetic phase is liquid at room temperature and is immiscible with the magnetic fluid. Suitable non-magnetic liquid phases include, for example, high boiling point hydrocarbons or high boiling point synthetic esters, silicone oils or fluorinated silicone oils.
Denkbar ist ferner eine Variante, bei der die nicht-magnetische Phase bei Zimmertemperatur flüssig und von dem magnetischen Fluid durch eine fle- xible Membran getrennt ist. Unabhängig davon, ob die bei Raumtemperatur flüssige nicht-magnetische Phase mit dem magnetischen Fluid mischbar ist oder nicht, kann diese Variante mit Vorteil dadurch realisiert werden, dass die nicht-magnetische Phase und/ oder das magnetische Fluid in einer dünnen flexiblen Membran eingeschlossen und so voneinander getrennt sind. Dabei kann die flexible Membran z.B. durch eine (chemische) Oberflächenmodifikation der nicht-magnetischen Phase bzw. des magnetischen Fluids erzeugt werden.Also conceivable is a variant in which the nonmagnetic phase is liquid at room temperature and separated from the magnetic fluid by a flexible membrane. Regardless of whether the nonmagnetic phase liquid at room temperature is miscible with the magnetic fluid or not, this variant can be realized with advantage by enclosing the nonmagnetic phase and / or the magnetic fluid in a thin flexible membrane and so forth are separated from each other. In this case, the flexible membrane can be produced, for example, by a (chemical) surface modification of the non-magnetic phase or of the magnetic fluid.
Nach einer weiteren, ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante ist die nichtmagnetische Phase bei Zimmertemperatur fest. Die nicht-magnetische Phase kann beispielsweise auf Basis von Aluminium, Kupfer, Titandioxid, Polytet- rafluorethylen (PTFE), Polyetheretherketon (PEEK), Glas, Keramik oder SiIi- caten aufgebaut sein. Denkbar ist ferner eine nicht-magnetische Phase auf Basis von Effektpigmenten, insbesondere Flüssigkristall-, Perlglanz- oder Interferenzpigmenten, welche ganz besonders bevorzugt transluzent ausgebildet sind. Bei festen nicht-magnetischen Phasen bietet es sich an, die Oberfläche zu modifizieren, um der Phase gewünschte Eigenschaften, wie etwa ein farbiges oder ein optisch variables Erscheinungsbild oder eine polarisie- rende Reflexion, zu verleihen.According to a further, likewise advantageous variant of the invention, the non-magnetic phase is solid at room temperature. The non-magnetic phase can be based, for example, on aluminum, copper, titanium dioxide, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyetheretherketone (PEEK), glass, ceramic or silicon. Also conceivable is a nonmagnetic phase based on effect pigments, in particular liquid crystal, pearlescent or interference pigments, which are very particularly preferably of translucent design. For solid non-magnetic phases, it is desirable to modify the surface to impart desired properties to the phase, such as a colored or optically variable appearance, or a polarizing reflection.
Die festen nicht-magnetischen Phasen müssen nicht homogen sein, können also weitere Partikel enthalten. Die Oberfläche der festen nicht-magnetischenThe solid non-magnetic phases do not have to be homogeneous, so they may contain other particles. The surface of the solid non-magnetic
Phasen ist vorzugsweise nur schlecht durch das magnetische Fluid benetz- bar. Auch diese Eigenschaft kann durch eine Oberflächenmodifikation erzeugt oder verstärkt werden.Phases are preferably poorly wettable by the magnetic fluid. This property can also be generated or reinforced by a surface modification.
In bevorzugten Ausgestaltungen liegt die feste nicht-magnetische Phase in Form eines oder mehrerer Schwimmkörper vor, die vorzugsweise sphärisch, elliptisch oder linsenförmig ausgebildet sind. Die Schwimmkörper können aus mehreren Schichten bestehen und auch Löcher oder Bohrungen aufweisen und hohl oder schwammartig ausgebildet sein. In den Kern-Hülle-Teilchen können auch mehrere verschiedene Arten von Schwimmkörpern vorgesehen sein, die sich in Farbe, Dichte, Material und/ oder Größe unterscheiden. Auf diese Weise können mehrstufige Effekte erzeugt werden, bei denen beispielsweise je nach Stärke des Magnetfelds andere Schwimmkörper den visuellen Eindruck des Sicherheitselements dominieren, oder bei denen mit zunehmender Magnetfeldstärke eine zunehmende Anzahl von Schwimmkörpern nach oben getrieben werden und damit eine stärkere Färbung hervorrufen.In preferred embodiments, the solid non-magnetic phase is in the form of one or more floats, which are preferably spherical, elliptical or lenticular. The floats may consist of several layers and also have holes or holes and be hollow or spongy. The core-shell particles may also be provided with several different types of floats which differ in color, density, material and / or size. In this way, multi-stage effects can be generated in which, for example, depending on the strength of the magnetic field other floats dominate the visual impression of the security element, or in which an increasing number of floats are driven up with increasing magnetic field strength and thus cause a stronger color.
Die feste nicht-magnetische Phase kann auch aus einer flexiblen Substanz bestehen und beispielsweise gel- oder gallertartig sein. Die nicht-magnetische Phase kann sich in diesem Fall flexibel an die Innenseite der Hülle anlegen und so für ein besonders gleichmäßiges optisches Erscheinungsbild sorgen.The solid nonmagnetic phase can also consist of a flexible substance and be gelatinous or gelatinous, for example. In this case, the non-magnetic phase can be flexibly applied to the inside of the sleeve and thus ensure a particularly uniform visual appearance.
In einer Weiterbildung kann der Kern der Kern-Hülle-Teilchen zusätzlich zu dem magnetischen Fluid und der nicht-magnetischen Phase magnetische Teilchen enthalten, deren visuelles Erscheinungsbild sich von dem magnetischen Fluid und der nicht-magnetischen Phase unterscheidet.In a further development, in addition to the magnetic fluid and the non-magnetic phase, the core of the core-shell particles may contain magnetic particles whose visual appearance differs from the magnetic fluid and the non-magnetic phase.
Derartige magnetische Teilchen haben vorzugsweise eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften: sie sind, beispielsweise erzeugt durch eine modifizierte Oberfläche, schlecht von dem magnetischen Fluid benetzbar, sie weisen einen mehrschichtigen Aufbau auf, sie weisen eine farbige Oberfläche auf, sie sind sphärisch, elliptisch oder linsenförmig ausgebildet, sie weisen eine Größe zwischen etwa 0,2 μm und 10 μm auf und sie sind auf Basis von Eisen, Nickel, Weichferriten, Magnetit oder einem magnetischen Oxid gebildet. In zweckmäßigen Weiterbildungen enthält der Kern der Kern-Hülle-Teilchen weitere magnetischen Fluide und/ oder nicht-magnetische Phasen, deren magnetische Eigenschaften und/ oder deren visuelles Erscheinungsbild sich von dem ersten magnetischen Fluid und der ersten nicht-magnetischen Phase unterscheiden. Dadurch können beispielsweise zwei Fluide mit unterschiedlich stark ausgeprägten magnetischen Eigenschaften eingesetzt werden, oder eine Kombination aus einer magnetischen Flüssigkeit, einem magnetischen Festkörper und einer nicht-magnetischen Phase. Die Kombination mehrer unterschiedlicher nicht-magnetischer Schwimmkörper und das Vor- sehen zusätzlicher magnetischer Teilchen innerhalb des Kerns ist bereits weiter oben angesprochen worden.Such magnetic particles preferably have one or more of the following properties: they are poorly wettable by the magnetic fluid, for example generated by a modified surface, have a multi-layered structure, have a colored surface, are spherical, elliptical or lenticular formed, they have a size between about 0.2 microns and 10 microns and they are formed on the basis of iron, nickel, soft ferrites, magnetite or a magnetic oxide. In expedient developments, the core of the core-shell particles contains further magnetic fluids and / or non-magnetic phases whose magnetic properties and / or their visual appearance differ from the first magnetic fluid and the first nonmagnetic phase. As a result, for example, two fluids with different degrees of magnetic properties can be used, or a combination of a magnetic fluid, a magnetic solid and a non-magnetic phase. The combination of several different non-magnetic floats and the provision of additional magnetic particles within the core has already been mentioned above.
Die Hülle der Kern-Hülle-Teilchen besteht vorzugsweise aus einem für einen bestimmten Frequenzbereich des elektromagnetischen Spektrums hoch- transparenten Verkapselungsmaterial. Der Frequenzbereich der Transparenz liegt dabei vorzugsweise im sichtbaren Spektralbereich. Um die benötigten optischen und mechanischen Eigenschaften sicherzustellen, können das Material der Hülle, die Wandstärke und bei Verwendung von Polymeren auch deren Vernetzungsgrad geeignet gewählt werden. Vorteilhafte Materialien für die Hülle sind beispielsweise Gelatine, modifizierte Gelatine, insbesondere mit chemischer Nachvernetzung, PMMA und andere Polyacrylate, die vor allem wegen ihrer hohen Transparenz gut geeignet sind, Polyurethane, Polyamide, Melamin/ Formaldehyd, Silikone, aber auch anorganische oxidische Materialien, wie etwa Silicate, Titan-, Hafnium- oder Eisenoxide.The shell of the core-shell particles preferably consists of a highly transparent encapsulation material for a specific frequency range of the electromagnetic spectrum. The frequency range of the transparency is preferably in the visible spectral range. In order to ensure the required optical and mechanical properties, the material of the shell, the wall thickness and, if polymers are used, their degree of crosslinking can also be suitably selected. Advantageous materials for the shell are, for example, gelatin, modified gelatin, in particular with chemical post-crosslinking, PMMA and other polyacrylates, which are particularly suitable because of their high transparency, polyurethanes, polyamides, melamine / formaldehyde, silicones, but also inorganic oxidic materials, such as such as silicates, titanium, hafnium or iron oxides.
Der Durchmesser der Kern-Hülle-Teilchen liegt mit Vorteil zwischen etwa 1 μm und etwa 100 μm, insbesondere zwischen etwa 1 μm und etwa 80 μm. Die Wandstärke der Kern-Hülle-Teilchen liegt typischerweise zwischen 5% und 25 %, vorzugsweise zwischen 10% und 20% des Durchmessers der Kern- Hülle-Teilchen.The diameter of the core-shell particles is advantageously between about 1 .mu.m and about 100 .mu.m, in particular between about 1 .mu.m and about 80 .mu.m. The wall thickness of the core-shell particles is typically between 5% and 25%, preferably between 10% and 20%, of the diameter of the core-shell particles.
Die Hülle der Kern-Hülle-Teilchen kann aus einer oder mehren Schichten aufgebaut sein, um gewünschte Eigenschaften, wie etwa Oberflächenbenetzbarkeit, nach Wunsch einzustellen. Darüber hinaus können in der oder den Schichten des Hüllenmaterials Zusatzstoffe eingebracht sein, die weiteren Zwecken dienen, beispielsweise lasermarkierbare Farbstoffe, UV- Absorber, Lumineszenz- oder andere Merkmalsstoffe.The shell of the core-shell particles may be constructed of one or more layers to adjust desired properties, such as surface wettability, as desired. In addition, additives may be incorporated in the layer or layers of the shell material, which serve further purposes, for example, laser-markable dyes, UV absorbers, luminescent or other feature substances.
In bevorzugten Ausgestaltungen liegen die Kern-Hülle-Teilchen in einer auf einen Träger aufgebrachten Merkmalsschicht vor. Das Sicherheitselement kann zudem eine informationstragende Untergrundschicht enthalten, über der die Merkmalsschicht mit den Kern-Hülle-Teilchen aufgebracht ist. Die Untergrundschicht enthält mit Vorteil eine räumlich variierende, visuell erkennbare Information und/ oder weist räumlich variierende magnetische Eigenschaften auf.In preferred embodiments, the core-shell particles are present in a feature layer applied to a support. The security element can also contain an information-bearing background layer over which the feature layer with the core-shell particles is applied. The background layer advantageously contains a spatially varying, visually recognizable information and / or exhibits spatially varying magnetic properties.
Derartige Ausgestaltungen bieten sich insbesondere dann an, wenn zumin- dest eine der beiden Komponenten „magnetisches Fluid" und „nicht-magnetische Phase" transparent ist. Durch die Änderung der Lage der nicht-magnetischen Phase innerhalb des magnetischen Fluids durch das externe Magnetfeld kann auch ein jeweils unterschiedlicher Teilbereich der Untergrundschicht sichtbar gemacht werden. Wird die Information der Untergrund- schicht mit hart- oder weichmagnetischen Farben erzeugt, so kann durch deren Lage und Anordnung eine bevorzugte Ausrichtung der Kern-Hülle- Teilchen vorgegeben werden, wie weiter unten genauer geschildert. Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements, bei demSuch embodiments are particularly suitable when at least one of the two components "magnetic fluid" and "non-magnetic phase" is transparent. By changing the position of the non-magnetic phase within the magnetic fluid by the external magnetic field, a respective different subregion of the background layer can be made visible. If the information of the background layer is produced with hard or soft magnetic colors, its position and arrangement can be used to specify a preferred orientation of the core / shell particles, as described in more detail below. The invention also comprises a method for producing a security element, in which
Kern-Hülle-Teilchen hergestellt werden, deren Kern ein magnetisches Fluid und eine visuell von dem magnetischen Fluid unterscheidbare, nicht-magnetische Phase enthält, die innerhalb des magnetischen Fluids beweglich angeordnet ist, undCore-shell particles whose core contains a magnetic fluid and a non-magnetic phase visually distinguishable from the magnetic fluid, which is movably disposed within the magnetic fluid, and
eine Vielzahl derartiger Kern-Hülle-Teilchen in dem Sicherheitsele- ment angeordnet werden, um dem Sicherheitselement einen durch ein externes Magnetfeld veränderbaren visuellen Eindruck zu verleihen.a plurality of such core-shell particles are disposed in the security element to impart to the security element a visual impression variable by an external magnetic field.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Kern-Hülle-Teilchen dabei in ein Bindmittel eingebracht und auf einen Träger verdruckt.In an advantageous embodiment, the core-shell particles are introduced into a binder and printed on a carrier.
Die Erfindung umfasst ferner eine Sicherheitsanordnung zur Absicherung von Sicherheitspapieren, Wertdokumenten, Datenträgern und dergleichen mit einem Sicherheitselement 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.The invention further comprises a security arrangement for securing security papers, value documents, data carriers 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 is present. With particular advantage, the magnetic motif region is magnetized essentially perpendicular to the plane of the verification element. The motif represented by the magnetic motif area can be openly visible or can not be recognized even without aids, for example by covering with a dark printing layer.
Die Erfindung umfasst 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.The invention further comprises a data carrier, in particular a value document, such as a banknote, a passport, a document, an identity card or the like, which is provided with a security element of the type described or with a security arrangement of the type described.
Als Substratmaterial für den Datenträger kommt jede Art von Papier in Be- tracht, insbesondere Baumwollpapier. Selbstverständlich kann auch Papier eingesetzt werden, welches einen Anteil x polymeren Materials im Bereich von 0 < x < 100 Gew.-% enthält.The substrate material for the data carrier is any kind of paper, in particular cotton paper. Of course, it is also possible to use paper which contains a proportion of polymeric material in the range of 0 <x <100% by weight.
Weiterhin ist es grundsätzlich denkbar, dass das Substratmaterial des Daten- trägers eine Kunststofffolie, z. B. eine Polyesterfolie, ist. Die Folie kann ferner monoaxial oder biaxial gereckt sein. Die Reckung der Folie führt unter anderem dazu, dass sie polarisierende Eigenschaften erhält, die als weiteres Sicherheitsmerkmal genutzt werden können.Furthermore, it is basically conceivable that the substrate material of the data carrier a plastic film, for. B. a polyester film is. The film may also be monoaxially or biaxially stretched. The stretching of the film, inter alia, leads to it receiving polarizing properties that can be used as another security feature.
Zweckmäßig kann es auch sein, wenn das Substratmaterial des Datenträgers ein mehrschichtiger Verbund ist, der wenigstens eine Schicht aus Papier oder einem papierartigen Material aufweist. Ein solcher Verbund zeichnet sich durch eine außerordentlich große Stabilität aus, was für die Haltbarkeit des "Datenträgers von großem Vorfeil ist.It may also be expedient if the substrate material of the data carrier is a multilayer composite which has at least one layer of paper or of a paper-like material. Such a composite is characterized by an extremely high stability, which is for the durability of the " data carrier of great advantage.
Denkbar ist aber auch, als Substratmaterial ein mehrschichtiges, papierfreies Kompositmaterial einzusetzen. Diese Materialien können in bestimmten Klimaregionen der Erde mit Vorteil eingesetzt werden.It is also conceivable, however, to use a multilayer, paper-free composite material as the substrate material. These materials can be used to advantage in certain climatic regions of the world.
Alle als Substratmaterial eingesetzten Materialien können Zusatzstoffe aufweisen, die als Echtheitsmerkmale dienen. Dabei ist in erster Linie an Lumineszenzstoffe zu denken, die im sichtbaren Wellenlängenbereich vorzugsweise transparent sind und im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich durch ein geeignetes Hilfsmittel, z. B. eine UV- oder IR-Strahlung emittierende Strahlungsquelle, angeregt werden können, um eine sichtbare oder zumindest mit Hilfsmitteln detektierbare Lumineszenz zu erzeugen. Auch andere Sicherheitsmerkmale können mit Vorteil eingesetzt werden, sofern sie die Betrachtung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements nicht oder zumin- dest nicht wesentlich beeinträchtigen.All materials used as substrate material may have additives that serve as a mark of authenticity. It is primarily to think of luminescent, which are preferably transparent in the visible wavelength range and in the non-visible wavelength range by a suitable tool, for. B. emitting a UV or IR radiation Radiation source, can be excited to produce a visible or at least detectable with auxiliary luminescence. Other security features can also be used to advantage if they do not impair the contemplation of the security element according to the invention or at least do not significantly affect it.
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.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.
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.If 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.
Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Verifikationseinrichtung zur Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements der beschriebenen Art mit einem mapπretischen~Mötivbereich7irTdern magnetisches MäteriaTirf Form vorf Mu- stern, Linien, Zeichen oder einer Codierung vorliegt, und der im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Motivbereichs magnetisiert ist, um durch das Magnetfeld des magnetischen Motivbereichs den visuellen Eindruck des Sicherheitselements zu verändern.The invention further comprises a verification means for checking the authenticity of a security element of the type described with a mapπretischen ~ Mötivbereich7irTdern magnetic MäteriaTirf star shape Vorf Mu is present lines, characters or a code, and which is magnetized substantially perpendicular to the plane of the subject area to pass through the Magnetic field of the magnetic motif area to change the visual impression of the security element.
Da beispielsweise Ferrofluide weichmagnetische Nanopartikel enthalten, können die erfindungsgemäßen Kern-Hülle-Teilchen auch maschinell wie herkömmliche weichmagnetische Farben ausgelesen werden. Die Kern- Hülle-Teilchen weisen auch eine hohe Lichtechtheit auf, da zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gestaltungen keine lichtempfindlichen Substanzen erf order lieh sind. Die Kern-Hülle-Teilchen können neben den in der Anmeldung im Vordergrund stehenden magnetischen Eigenschaften auch weitere für die Echtheitsprüfung einsetzbare Eigenschaften aufweisen. Beispiele stellen die oben erwähnte Lumineszenz bestimmter magnetischer ionischer Flüssigkeiten oder das Vorsehen von Zusatzstoffen in der Hülle der Kern- Hülle-Teilchen dar.Since, for example, ferrofluids contain soft magnetic nanoparticles, the core-shell particles according to the invention can also be read out by machine, like conventional soft magnetic colors. The core-shell particles also have a high light fastness, since no photosensitive substances are used to prepare the designs according to the invention are required. The core-shell particles may, in addition to the magnetic properties in the foreground in the foreground, also have other properties that can be used for the authenticity check. Examples are the above-mentioned luminescence of certain magnetic ionic liquids or the provision of additives in the shell of the core-shell particles.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß- stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.Further exemplary embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures, in the representation of which a representation in terms of scale and proportions has been dispensed with in order to increase the clarity.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement,1 is a schematic representation of a banknote with a security element according to the invention,
Fig. 2 das Sicherheitselement der Fig. 1 zusammen mit einem Verifikationselement, wobei in (a) Sicherheitselement und Verifikati- onselement räumlich getrennt sind, und in (b) das Sicherheitselement auf dem Verifikationselement aufliegt,FIG. 2 shows the security element of FIG. 1 together with a verification element, in which (a) security element and verification element are spatially separated, and in (b) the security element rests on the verification element, FIG.
Fig. 3 ein Verifikationselement in Form eines Motivmagneten,3 shows a verification element in the form of a motif magnet,
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Sicherheitselement nach einem4 shows a cross section through a security element according to a
Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Sicherheitselement in der linken Bildhälfte ohne Magnetfeld und in der rechten Bildhälfte mit externem Magnetfeld gezeigt ist, Fig. 5 eine Variante erfindungsgemäßer Kern-Hülle-Teilchen, bei der die nicht-magnetische Phase durch eine Vielzahl fester Schwimmkörper gebildet ist, links ohne, rechts mit Magnetfeld,Embodiment of the invention, wherein the security element is shown in the left half without magnetic field and in the right half of the image with external magnetic field, 5 shows a variant of core-shell particles according to the invention, in which the non-magnetic phase is formed by a multiplicity of fixed floating bodies, left without, right with magnetic field,
Fig. 6 eine weitere Variante erfindungsgemäßer Kern-Hülle-Teilchen, bei der die Kern-Hülle-Teilchen neben dem magnetischen Fluid und einer nicht-magnetischen Phase aus einer Vielzahl fester, roter Schwimmkörper zusätzlich magnetische Teilchen mit einer blauen Eigenfarbe enthalten,6 shows a further variant of core-shell particles according to the invention, in which the core-shell particles additionally contain magnetic particles with a blue inherent color in addition to the magnetic fluid and a non-magnetic phase from a multiplicity of solid, red floating bodies,
Fig. 7 ein Sicherheitselement nach einem Ausführungsbeispiel der7 shows a security element according to an embodiment of the
Erfindung, bei dem eine Merkmalsschicht mit den Kern-Hülle- Teilchen mit einer informationstragenden Untergrundschicht kombiniert ist, wobei (a) das Sicherheitselement ohne äußeres Magnetfeld, (b) das Sicherheitselement mit einem von links angelegten seitlichen Magnetfeld und (c) das Sicherheitselement mit einem von rechts angelegten seitlichen Magnetfeld zeigt, Fig. 8 ein Sicherheitselement ähnlich dem Sicherheitselement der Fig.Invention in which a feature layer is combined with the core-shell particles having an information-bearing background layer, wherein (a) the security element without external magnetic field, (b) the security element with a left side magnetic field and (c) the security element with a FIG. 8 shows a security element similar to the security element of FIG.
7, bei dem ein Informationsbestandteil der Untergrundschicht mit einer hartmagnetischen Farbe aufgebracht ist, und7, in which an information component of the background layer is applied with a hard magnetic ink, and
Fig. 9 eine Banknote mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung aus einem Sicherheitselement und einem spiegelbildlich zur Mittellinie angeordneten Verifikationselement.9 shows a banknote with a security arrangement according to the invention comprising a security element and a verification element arranged mirror-inverted to the center line.
Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. Fig. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem direkt auf das Banknotenpapier aufgedruckten Sicherheitselement 12, dessen visueller Eindruck durch ein externes Magnetfeld reversibel verändert werden kann. Die interaktive Veränderung des visuellen Eindrucks dient dem Nachweis der Echtheit des Sicherheitselements 12 und der damit versehenen Banknote 10, so dass das Sicherheitselement 12 ein reversibles, interaktiv auslösbares Humanmerkmal darstellt.The invention will now be explained using the example of security elements for banknotes. 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with a security element 12 printed directly onto the banknote paper, whose visual impression is reversible by an external magnetic field can be changed. The interactive change of the visual impression serves to prove the authenticity of the security element 12 and the banknote 10 provided therewith, so that the security element 12 represents a reversible, interactively triggerable human feature.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf aufgedruckte Sicherheitselemente 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, Auswei- sen, 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.It is understood that the invention is not limited to printed security elements and bank notes, but can be used with all types of security elements, for example labels on goods and packaging or in the security of documents, ID cards, passports, credit cards, health cards and 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.
Mit Bezug auf Fig. 2 kann die Verifikation des Sicherheitselements 12 mithil- fe eines einfachen Magneten 20 erfolgen, der beispielsweise Bestandteil eines selbst nicht dargestellten Mobiltelefons, eines Kopf- oder Ohrhörers oder eines Warensicherungssystems am Point of SaIe sein kann. Durch die starkeWith reference to FIG. 2, the verification of the security element 12 can take place with the aid of a simple magnet 20, which can be, for example, a component of a mobile phone, a headphone or earphone or a consumer protection system at the point of sale. By the strong
Verbreitung~derartiger magnetfelderzeugender Geräte ist so auch im norma- len Bargeldverkehr eine einfache Verifikation des Sicherheitselements 12 möglich. ~ Dissemination of such magnetic field generating device is a simple verification of the security element 12 is possible in the normal len cash transactions.
In der in Fig. 2(a) dargestellten Situation sind das Sicherheitselement 12 und der als externes Verifikationselement dienende Magnet 20 zunächst räumlich deutlich voneinander getrennt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2(a) zeigt das Sicherheitselement 12 in diesem Fall ein homogenes Erscheinungsbild und erscheint als durchgehende dunkle oder schwarze Fläche. Die Magnetisierung des Magneten 20 ist durch die eingezeichneten Magnetfeldlinien 22 in Fig. 2(a) angedeutet. Wird der Magnet 20 nun von unten nahe an das Sicherheitselement herangebracht, beispielsweise indem das Sicherheitselement 12 auf den Magneten 20 aufgelegt wird, wie in Fig. 2(b) gezeigt, so verändert sich das visuelle Erscheinungsbild des Sicherheitselements 12 signifikant. Insbesondere verän- dert sich durch den Einfluss des Magnetfelds 22 im Bereich 24 über dem Magneten 20 die Farbe des Sicherheitselements 12, wobei im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ein Farbwechsel von Schwarz zu Rot stattfindet.In the situation illustrated in FIG. 2 (a), the security element 12 and the magnet 20 serving as an external verification element are initially clearly separated from one another spatially. In the embodiment of Fig. 2 (a), the security element 12 in this case shows a homogeneous appearance and appears as a continuous dark or black area. The magnetization of the magnet 20 is indicated by the indicated magnetic field lines 22 in FIG. 2 (a). When the magnet 20 is brought close to the security element from below, for example by placing the security element 12 on the magnet 20, as shown in FIG. 2 (b), the visual appearance of the security element 12 changes significantly. In particular, the color of the security element 12 changes as a result of the influence of the magnetic field 22 in the region 24 above the magnet 20, a color change from black to red taking place in the exemplary embodiment of FIG.
Wird der Magnet 20 unter dem Sicherheitselement 12 hin und her bewegt, so bewegt sich auch der rote Bereich 24 mit dem Magneten 20 entsprechend mit. Entfernt der Benutzer den Magneten 20 wieder vom Sicherheitselement 12, so verschwindet der rote Bereich 24 und das ursprüngliche homogene Erscheinungsbild der Fig. 2(a) stellt sich wieder ein. Durch den charakteristischen Farbwechsel des Sicherheitselements 12 kann dessen Echtheit vom Be- nutzer auf einfache Weise interaktiv verifiziert werden.If the magnet 20 is moved back and forth under the security element 12, the red area 24 with the magnet 20 also moves accordingly. When the user removes the magnet 20 again from the security element 12, the red area 24 disappears and the original homogeneous appearance of FIG. 2 (a) returns. Due to the characteristic color change of the security element 12, its authenticity can be verified interactively by the user in a simple manner.
Anstatt mit einem einfachen Magneten 20 kann die Verifikation des Sicherheitselements 12 auch mit einem Motivmagneten 26 erfolgen, wie in Fig. 3 ~~gezeigt~~Def Mö"tivfrϊägner26 ist irTFörm vorTMüsternyOnien, Zeicherföder einer Codierung gestaltet und bildet im gezeigten 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 durch die Magnetfeldlinien 28 angedeutete Magnetisierung des Motivmagneten im Wesentlichen senkrecht auf der Ebene des magnetischen Materials steht. Es versteht sich, dass ein Motivmagnet 26 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 Magnetmaterialien insbesondere auch magnetische Seltenerd-Legierungen, wie Samarium-Cobalt- oder Neodym-Eisen-Bor- Legierungen, in Betracht.Instead of using a simple magnet 20, the verification of the security element 12 3 ~~ may also be effected with a motif magnet 26, as shown in Fig. ~~ Def Mo "tivfrϊägner26 is irTFörm vorTMüsternyOnien, Zeicherföder a coding design and forms in the embodiment shown the letter" H In this case, the magnetic north pole represents the upper side of the magnet and the magnetic south pole represents the underside of the magnet, so that the magnetization of the motif magnet indicated by the magnetic field lines 28 is substantially perpendicular to the plane of the magnetic material In the general case, the magnetization can also be reversed or formed by a more complex sequence of magnetic north and south poles, for which the magnetic material of the motif magnet is magnetized in particular magnetic rare earth alloys, such as samarium-cobalt or neodymium-iron-boron alloys, in addition to conventional magnetic materials.
Der Aufbau erfindungsgemäßer Sicherheitselemente und das Zustandekommen der reversiblen Änderung des visuellen Erscheinungsbilds werden nun mit Bezug auf die Querschnittsdarstellung der Fig. 4 genauer erläutert. Dabei zeigt die linke Bildhälfte der Figur ein Sicherheitselement 30 ohne Magnetfeld bzw. in einem Bereich abseits des Magneten 20, während die rechte Bildhälfte einen Ausschnitt eines Bereichs des Sicherheitselements 30 zeigt, der unmittelbar über dem Magneten 20 angeordnet ist.The construction of security elements according to the invention and the occurrence of the reversible change in the visual appearance will now be explained in more detail with reference to the cross-sectional illustration of FIG. 4. In this case, the left half of the figure shows a security element 30 without magnetic field or in a region away from the magnet 20, while the right half shows a section of a portion of the security element 30, which is disposed directly above the magnet 20.
Im Bereich des Sicherheitselements 30 ist auf das Banknotenpapier 32 der Banknote eine Merkmalsschicht 34 aufgedruckt, die in einem Bindemittel 36 eine Vielzahl von Kern-Hülle-Teilchen 40 enthält. Die Kern-Hülle-Teilchen 40 weisen einen mehrteiligen Aufbau auf und haben typischerweise einen Durchmesser zwischen 1 μm und 100 μm, im Ausführungsbeispiel von etwa 60 μm.In the area of the security element 30, a feature layer 34 is printed on the banknote paper 32 of the banknote, which contains a multiplicity of core-shell particles 40 in a binder 36. The core-shell particles 40 have a multi-part structure and typically have a diameter between 1 .mu.m and 100 .mu.m, in the exemplary embodiment of about 60 .mu.m.
Die Hülle 42 der Kern-Hülle-Teilchen 40 besteht aus einem im sichtbaren Spektralbereich transparenten Verkapselungsmaterial, im Ausführungsbeispiel aus PMMA. Die Wandstärke der Hülle liegt im Allgemeinen zwischen 5% und 25% des Kapseldurchmessers, beispielsweise bei etwa 15%.The shell 42 of the core-shell particles 40 consists of a transparent in the visible spectral range encapsulation material, in the embodiment of PMMA. The wall thickness of the shell is generally between 5% and 25% of the capsule diameter, for example about 15%.
Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist der Aufbau des Kerns derEssential to the present invention is the structure of the core of
Kern-Hülle-Teilchen. Dieser enthält erfindungsgemäß ein magnetisches Fluid 44 und eine visuell von dem magnetischen Fluid unterscheidbare, nichtmagnetische Phase 46, die innerhalb des magnetischen Fluids beweglich angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 enthält der Kern als magnetisches Fluid 44 ein Ferrofluid mit einer schwarzen Eigenfarbe. Die nicht-magnetische Phase 46 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine bei Zimmertemperatur (300 K) flüssige Phase gebildet, die mit dem Ferrofluid 44 nicht misch- bar ist. Sie weist zudem eine höhere Dichte als das Ferrofluid und ein sich von dem Ferrofluid unterscheidendes visuelles Erscheinungsbild auf. Beispielsweise kann die nicht-magnetische flüssige Phase durch einen hochsiedenden Kohlenwasserstoff, einen synthetischen Ester mit hohem Siedepunkt, ein Siliconöl oder ein fluoriertes Siliconöl gebildet sein.Core-shell particles. This includes, according to the invention, a magnetic fluid 44 and a non-magnetic phase 46 visually distinguishable from the magnetic fluid, which is movably disposed within the magnetic fluid. In the exemplary embodiment of FIG. 4, the core contains, as the magnetic fluid 44, a ferrofluid with a black inherent color. The non-magnetic phase 46 is formed in the embodiment shown by a at room temperature (300 K) liquid phase, which is not mixable with the ferrofluid 44 bar. It also has a higher density than the ferrofluid and a different visual appearance from the ferrofluid. For example, the non-magnetic liquid phase may be constituted by a high boiling point hydrocarbon, a high boiling point synthetic ester, a silicone oil or a fluorinated silicone oil.
Ohne äußeres Magnetfeld stellt sich in den Kern-Hülle-Teilchen 40 der Merkmalsschicht ein Zustand ein, in dem sich die nicht-magnetische flüssige Phase 46 im unteren Bereich der Kern-Hülle-Teilchen 40 sammelt, wie in der linken Bildhälfte der Fig. 4 schematisch gezeigt. Das visuelle Erscheinungs- bild des Sicherheitselements 30 in Aufsicht wird in diesem Fall von der schwarzen Eigenfarbe des Ferrofluids 44 dominiert, das Sicherheitselement erscheint für den Betrachter 38 gleichmäßig schwarz.Without an external magnetic field, a state occurs in the core-shell particles 40 of the feature layer, in which the non-magnetic liquid phase 46 collects in the lower region of the core-shell particles 40, as in the left half of FIG. 4 shown schematically. The visual appearance of the security element 30 in plan view is dominated in this case by the black inherent color of the ferrofluid 44, the security element appears evenly black to the viewer 38.
Im Bereich desTvϊagneten 20 zieht dagegen das Magnetfeld 22 das Ferrofluid 44 an, so dass die nicht-magnetische flüssige Phase 46 aus dem unteren Teil des Kerns verdrängt und an die Oberseite des Kern-Hülle-Teilchens 40 gedrückt wird, wie in der rechten Bildhälfte von Fig. 4 schematisch dargestellt. In diesem Bereich nimmt der Betrachter 38 daher in Aufsicht die Eigenfarbe der nicht-magnetischen flüssigen Phase 46 wahr. Nach dem Entfernen des Magneten 20 sinkt die nicht-magnetische flüssige Phase 46 wieder ab, so dass sich reversibel das ursprüngliche, schwarze Erscheinungsbild der linken Bildhälfte wieder einstellt. Fig. 5 zeigt eine Variante erfindungsgemäßer Kern-Hülle-Teilchen 50, bei denen die nicht-magnetische Phase nicht flüssig ist, sondern durch eine Vielzahl fester Schwimmkörper 52 gebildet ist. Für die Schwimmkörper 52 kommt eine Vielzahl an geeigneten Materialien in Betracht, wie oben genau- er erläutert. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 weisen die Schwimmkörper 52 eine rote Eigenfarbe auf, um einen prägnanten Kontrast zur schwarzen Eigenfarbe des Ferrofluids 44 herzustellen.On the other hand, in the region of the magnet 20, the magnetic field 22 attracts the ferrofluid 44, so that the non-magnetic liquid phase 46 is displaced from the lower part of the core and pressed to the top of the core-shell particle 40, as in the right half of FIG Fig. 4 shown schematically. In this area, therefore, the observer 38 perceives, in plan view, the inherent color of the non-magnetic liquid phase 46. After removal of the magnet 20, the non-magnetic liquid phase 46 decreases again so that reversibly the original, black appearance of the left half of the image is restored. FIG. 5 shows a variant of core-shell particles 50 according to the invention, in which the nonmagnetic phase is not liquid, but is formed by a plurality of solid floating bodies 52. For the floats 52, a variety of suitable materials is considered, as explained in more detail above. In the exemplary embodiment of FIG. 5, the floating bodies 52 have a red inherent color in order to produce a striking contrast to the black inherent color of the ferrofluid 44.
Ohne äußeres Magnetfeld stellt sich der in der linken Bildhälfte der Fig. 5 schematisch gezeigte Zustand ein, in dem sich die festen Schwimmkörper 52 im unteren Teil der Kern-Hülle-Teilchen 50 sammeln, so dass das visuelle Erscheinungsbild des Sicherheitselements in Aufsicht von der schwarzen Eigenfarbe des Ferrofluids 44 dominiert wird.Without an external magnetic field, the state shown schematically in the left-hand half of FIG. 5, in which the solid floats 52 collect in the lower part of the core-shell particles 50, so that the visual appearance of the security element in supervision of the black Intrinsic color of ferrofluid 44 is dominated.
In der rechten Bildhälfte der Fig. 5 ist schematisch die Situation mit einem unterhalb des Sicherheitselements angeordneten Magneten 20 gezeigt. Das Magnetfeld 22 des Magneten zieht das Ferrofluid 44 an, so dass die nichtmagnetischen Schwimmkörper 52 aus dem unteren Teil des Kerns verdrängt und an die Oberseite der Kern-Hülle-Teilchen 50 gedrückt werden. Im Be- reich des Magneten 20 ist das Erscheinungsbild des Sicherheitselements in Aufsicht daher von der roten Eigenfarbe der Schwimmkörper 52 bestimmt, so dass sich ein auffälliger Kontrast zum schwarz gefärbten Bereich außerhalb des Magneten 20 ergibt.In the right-hand half of FIG. 5, the situation is schematically shown with a magnet 20 arranged below the security element. The magnetic field 22 of the magnet attracts the ferrofluid 44 so that the non-magnetic floats 52 are displaced from the lower part of the core and pressed against the top of the core-shell particles 50. In the area of the magnet 20, the appearance of the security element in supervision is therefore determined by the red inherent color of the floating bodies 52, so that a striking contrast to the black-colored area outside of the magnet 20 results.
Nach dem Entfernen des Magneten 20 sinken die nicht-magnetischen Schwimmkörper 52 wieder ab, so dass sich reversibel das ursprüngliche schwarze Erscheinungsbild der linken Bildhälfte wieder einstellt. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel enthalten die Kern-Hülle- Teilchen 54 neben dem magnetischen Fluid 44 und einer nicht-magnetischen Phase aus einer Vielzahl fester, roter Schwimmkörper 52 zusätzlich magnetische Teilchen 56 mit einer blauen Eigenfarbe. Die magnetischen Teilchen 56 weisen eine Größe von etwa 5 μm auf und sind beispielsweise aus Eisen, Nickel, Weichferriten, Magnetit oder magnetischen Oxiden gebildet. Sie können eine modifizierte Oberfläche aufweisen, um eine schlechte Benetzung der magnetischen Teilchen durch das magnetische Fluid sicherzustellen, und/ oder um die gewünschte Eigenfarbe zu erzeugen.After removal of the magnet 20, the non-magnetic floating bodies 52 sink again so that reversibly the original black appearance of the left half of the image is restored. In the embodiment shown in FIG. 6, in addition to the magnetic fluid 44 and a non-magnetic phase of a plurality of solid red floating bodies 52, the core-shell particles 54 additionally contain magnetic particles 56 having a blue inherent color. The magnetic particles 56 have a size of about 5 microns and are formed for example of iron, nickel, soft ferrites, magnetite or magnetic oxides. They may have a modified surface to ensure poor wetting of the magnetic particles by the magnetic fluid and / or to produce the desired intrinsic color.
Ohne äußeres Magrietfeld stellt sich der im linken Bildteil der Fig. 6 schematisch gezeigte Zustand ein, in dem sich die festen Schwimmkörper 52 und die magnetischen Teilchen 56 im unteren Teil des Kern-Hülle-Teilchens 54 befinden. Das visuelle Erscheinungsbild des Sicherheitselements in Aufsicht wird in diesem Zustand von der schwarzen Eigenfarbe des Ferrofluids 44 dominiert.Without external Magrietfeld adjusts the state shown schematically in the left part of the figure in FIG. 6, in which the fixed floats 52 and the magnetic particles 56 are in the lower part of the core-shell particle 54. The visual appearance of the security element in supervision is dominated by the black color of ferrofluid 44 in this state.
Im mittleren Bildteil der Fig. 6 ist schematisch die Situation mit einem unterhalb des Sicherheitselements angeordneten Magneten 20 gezeigt. Das Mag- netfeld 22 des Magneten zieht das Ferrofluid 44 und die magnetischen Teilchen 56 an, so dass die nicht-magnetischen Schwimmkörper 52 aus dem unteren Teil des Kerns verdrängt und an die Oberseite des Kern-Hülle-Teilchens 50 gedrückt werden. Das Erscheinungsbild des Sicherheitselements in Aufsicht wird bei dieser Magnetposition somit von der roten Eigenfarbe der Schwimmkörper 52 bestimmt.The situation is shown schematically in the middle part of FIG. 6 with a magnet 20 arranged below the security element. The magnetic field 22 of the magnet attracts the ferrofluid 44 and the magnetic particles 56 so that the non-magnetic floats 52 are displaced from the lower part of the core and pressed against the top of the core-shell particle 50. The appearance of the security element in supervision is thus determined by the red inherent color of the float 52 in this magnetic position.
Bringt der Benutzer den Magneten 20 dagegen über die Kern-Hülle-Teilchen, wie im rechten Bildteil der Fig. 6 dargestellt, so werden die vergleichsweise großen magnetischen Teilchen 56 von dem Magneten 20 stark angezogen und an die Oberseite der Kern-Hülle-Teilchen gebracht, so dass das visuelle Erscheinungsbild nunmehr von der blauen Eigenfarbe der magnetischen Teilchen 56 dominiert wird.On the other hand, when the user brings the magnet 20 over the core-shell particles as shown in the right-hand part of Fig. 6, the comparatively large magnetic particles 56 are strongly attracted to the magnet 20 and brought to the top of the core-shell particles so that the visual appearance is now dominated by the blue inherent color of the magnetic particles 56.
Die erfindungsgemäßen Kern-Hülle-Teilchen können auch in Kombination mit informationstragenden Druckschichten eingesetzt werden. Dabei kann der unterschiedliche visuelle Eindruck des Sicherheitselements dadurch erreicht werden, dass die Kern-Hülle-Teilchen je nach Stärke und/ oder Orientierung des Magnetfelds den Blick auf unterschiedliche Teilansichten der informationstragenden Druckschichten freigeben.The core-shell particles according to the invention can also be used in combination with information-carrying printing layers. In this case, the different visual impression of the security element can be achieved by the fact that the core-shell particles, depending on the strength and / or orientation of the magnetic field, release the view of different partial views of the information-bearing printed layers.
Zur Illustration zeigt Fig. 7 ein Sicherheitselement 60, bei dem eine Merkmalsschicht 62 mit Kern-Hülle-Teilchen 70 mit einer informationstragenden Untergrundschicht 64 kombiniert ist. Die Untergrundschicht 64 enthält eine räumlich variierende Information, beispielsweise eine räumlich variierende Farbinformation, die in Fig. 7 durch die alternierenden Informationsbestandteile "A" und "B" schematisch dargestellt ist. Beispielsweise können die Informationsbestandteile "A" für einen roten Aufdruck und die Informationsbestandteile "B" für einen blauen Aufdruck stehen, oder die Informationsbe- standteile "A" können für ein grafisches Symbol und die Informationsbestandteile "B" für eine Textinformation stehen.By way of illustration, FIG. 7 shows a security element 60 in which a feature layer 62 with core-shell particles 70 is combined with an information-bearing background layer 64. The background layer 64 contains spatially varying information, for example a spatially varying color information, which is schematically represented in FIG. 7 by the alternating information components "A" and "B". For example, the information components "A" may be a red print and the information components "B" may be a blue print, or the information components "A" may represent a graphic symbol and the information components "B" may be a text information.
Die Merkmalsschicht 62 enthält eine Vielzahl von Kern-Hülle-Teilchen 70, deren Kern neben einem Ferrofluid 44 mit einer schwarzen Eigenfarbe einen transparenten, nicht-magnetischen Schwimmkörper 72 oder eine transparente, nicht-magnetische und mit dem Ferrofluid nicht mischbare Flüssigkeit enthält. Ohne äußeres Magnetfeld stellt sich der in Fig. 7(a) schematisch gezeigte Zustand ein, in dem sich die festen Schwimmkörper 72 im unteren Teil der Kern-Hülle-Teilchen 70 befinden. Wegen der lateral gleichmäßigen Verteilung des Ferrofluids 44 erscheint die Merkmalsschicht 62 für einen Betrach- ter 66 insgesamt opak, wie durch die Pfeile 68 angedeutet, die nicht bis zur Untergrundschicht 64 dringen. In Aufsicht sind weder die Informationsbestandteile "A" noch die Informationsbestandteile "B" für den Betrachter 66 erkennbar, das Sicherheitselement 60 zeigt ein gleichmäßig schwarzes Erscheinungsbild.The feature layer 62 includes a plurality of core-shell particles 70, the core of which contains a ferrofluid 44 having a black inherent color, a transparent, non-magnetic float 72, or a transparent, non-magnetic and ferrofluid-immiscible liquid. Without an external magnetic field, the state shown schematically in FIG. 7 (a) occurs, in which the fixed floats 72 are located in the lower part of the core-shell particles 70. Because of the laterally uniform distribution of the ferrofluid 44, the feature layer 62 for a viewer 66 appears overall opaque, as indicated by the arrows 68, which do not penetrate to the background layer 64. In supervision neither the information components "A" nor the information components "B" are recognizable for the viewer 66, the security element 60 shows a uniformly black appearance.
Wird nun durch einen Magneten 20 von links ein seitliches Magnetfeld angelegt, wie in Fig. 7(b) illustriert, so zieht das Magnetfeld des Magneten 20 das Ferrofluid 44 an, während die nicht-magnetischen Schwimmkörper 72 aus dem linken Teil des Kerns verdrängt und an die rechte Seite der Kern-Hülle- Teilchen 70 gedrückt werden. Da die Schwimmkörper 72 transparent sind, eröffnen sie dem Betrachter 66 die Durchsicht auf die Informationsbestandteile "B" der Untergrundschicht 64, wie durch die Pfeile 74 angedeutet.If a lateral magnetic field is now applied by a magnet 20 from the left, as illustrated in FIG. 7 (b), the magnetic field of the magnet 20 attracts the ferrofluid 44, while the non-magnetic floating bodies 72 displace from the left part of the core and are pressed to the right side of the core-shell particles 70. Since the floats 72 are transparent, they provide the observer 66 with a view of the information components "B" of the background layer 64, as indicated by the arrows 74.
Wird das seitliche Magnetfeld wieder entfernt, so stellt sich reversibel der opake Zustand der Merkmalsschicht 62 der Fig. 7(a) ein.If the lateral magnetic field is removed again, the opaque state of the feature layer 62 of FIG. 7 (a) reversibly sets.
Wird andererseits durch den Magneten 20 ein seitliches Magnetfeld von rechts angelegt, wie in Fig. 7(c) gezeigt, so zieht das Magnetfeld des Magneten 20 das Ferrofluid 44 nach rechts, wodurch die nicht-magnetischen Schwimmkörper 72 aus dem rechten Teil des Kerns verdrängt und an die linke Seite der Kern-Hülle-Teilchen 70 gedrückt werden. Die transparenten Schwimmkörper 72 geben dem Betrachter 66 dann den Blick auf die Informationsbestandteile "A" frei, wie durch die Pfeile 76 angezeigt. Auch hier stellt sich nach dem Entfernen des Magnetfelds reversibel der in Fig. 7(a) gezeigte opake Zustand der Merkmalsschicht 62 wieder ein.On the other hand, when a lateral magnetic field is applied from the right by the magnet 20, as shown in Fig. 7 (c), the magnetic field of the magnet 20 pulls the ferrofluid 44 to the right, thereby displacing the non-magnetic floats 72 from the right part of the core and pressed to the left side of the core-shell particles 70. The transparent floats 72 then provide the viewer 66 with the view of the information components "A" as indicated by the arrows 76. Here too After removal of the magnetic field reversibly, the opaque state of the feature layer 62 shown in FIG. 7 (a) again arises.
Das Erscheinungsbild der Merkmalsschicht 62 des Sicherheitselements 60 kann vom Benutzer somit interaktiv und reversibel von einem opaken, gleichmäßig schwarzen Zustand zu einer Ansicht nur der Informationsbestandteile "A" bzw. zu einer Ansicht nur der Informationsbestandteile "B" verändert werden. Wie erwähnt, stehen die Informationsbestandteile "A" und "B" dabei für beliebige Informationen, beispielsweise verschiedene Farb- flächen oder für alphanumerische Informationen, wie etwa die Denomination oder die Seriennummer einer Banknote.The appearance of the feature layer 62 of the security element 60 can thus be interactively and reversibly changed by the user from an opaque, uniformly black state to a view of only the information components "A" or to a view of only the information components "B". As mentioned above, the information components "A" and "B" stand for any information, for example different color areas or for alphanumeric information, such as the denomination or the serial number of a banknote.
Es versteht sich, dass der mit Bezug zu Fig. 7 beschriebene Jalousieeffekt auch in einer relativ einfachen Ausführungsform die Vorteile der Erfindung zeigt. Enthält die Unter grundschicht 64 anstelle zweier Informationsbestandteile „A" und „B" lediglich eine Information, z. B. in Form des Buchstabens „C", ist diese Information in Aufsicht ohne angelegtes Magnetfeld für den Betrachter 66 nicht sichtbar, da die Merkmalsschicht 62 entsprechend Fig.It is understood that the shutter effect described with reference to FIG. 7 shows the advantages of the invention even in a relatively simple embodiment. Contains the sub-base layer 64 instead of two pieces of information "A" and "B" only information, eg. B. in the form of the letter "C", this information is not visible in supervision without applied magnetic field to the viewer 66, since the feature layer 62 as shown in FIG.
7(ä) für den Betrachter 66 insgesamt opak erscheint. Wird hingegen mittels eines Magneten 20 ein seitliches Magnetfeld von links oder rechts angelegt, wird dem Betrachter 66 entsprechend Fig. 7(b) bzw. Fig. 7(c) der Blick auf die die Information „C" aufweisende Untergrundschicht 64 ermöglicht. Auch der Jalousieeffekt einer solchen Ausführungsform vereint eine hohe Fälschungssicherheit mit einem für den Betrachter sehr ansprechenden Erschei- nungsbild.7 (a) appears opaque to the viewer 66 as a whole. If, on the other hand, a lateral magnetic field from the left or right is applied by means of a magnet 20, the observer 66 is shown looking at the background layer 64 having the information "C", as shown in FIG. 7 (b) or FIG Venetian blind effect of such an embodiment combines a high degree of protection against forgery with a very appealing appearance for the observer.
Die Information der Untergrundschicht kann auch mit magnetischen Farben aufgebracht werden, beispielsweise um vorzugeben, welche Teilinformation ohne externes Magnetfeld sichtbar ist. Zur Illustration zeigt Fig. 8 ein Sicher- heitselement 80 mit einer Merkmalsschicht 62, die eine Vielzahl von Kern- Hülle-Teilchen 70 der in Zusammenhang mit Fig. 7 beschriebenen Art enthält.The information of the background layer can also be applied with magnetic colors, for example to specify which partial information is visible without an external magnetic field. For illustration, FIG. 8 shows a safety a feature layer 62 containing a plurality of core-shell particles 70 of the type described in connection with FIG. 7.
Die Merkmalsschicht 62 ist mit einer informationstragenden Untergrundschicht 82 mit einer räumlich variierenden Information mit Informationsbestandteilen "A" und "B" kombiniert, bei der der Informationsbestandteil "B" mit einer hartmagnetischen Farbe 84 aufgebracht ist.The feature layer 62 is combined with an information-bearing background layer 82 having spatially varying information with information components "A" and "B" to which the information component "B" having a hard magnetic ink 84 is applied.
Ohne äußeres Magnetfeld stellt sich der in Fig. 8(a) schematisch gezeigte Zustand ein, in dem das remanente Magnetfeld der hartmagnetischen Farbbereiche 84 das Ferrofluid 44 anzieht und die nicht-magnetischen Schwimmkörper 72 aus dem rechten Teil des Kerns verdrängt und an die linke Seite der Kern-Hülle-Teilchen 70 drückt. Die transparenten Schwimmkörper 72 geben somit ohne äußeres Magnetfeld den Blick auf die Informationsbestandteile "A" frei (Pfeile 76).Without an external magnetic field, the state shown schematically in Fig. 8 (a) occurs, in which the remanent magnetic field of the hard magnetic ink areas 84 attracts the ferrofluid 44 and displaces the non-magnetic floats 72 from the right portion of the core and to the left side the core-shell particle 70 pushes. The transparent floats 72 thus release the view of the information components "A" without an external magnetic field (arrows 76).
Wird nun durch einen Magneten 20 von links ein seitliches Magnetfeld angelegt, wie in Fig. 8(b) illustriert, so übersteigt das Magnetfeld des externen Magneten 20 die Magnetisierung der hartmagnetischen Farbebereiche 84 und das Ferrofluid 44 wird innerhalb der Kern-Hülle-Teilchen 70 nach links gezogen, während die nicht-magnetischen Schwimmkörper 72 an die rechte Seite der Kern-Hülle-Teilchen 70 gedrückt werden. Die transparenten Schwimmkörper 72 geben nunmehr den Blick auf die Informationsbestand- teile "B" frei (Pfeüe 74).Now, when a lateral magnetic field is applied by a magnet 20 from the left as illustrated in FIG. 8 (b), the magnetic field of the external magnet 20 exceeds the magnetization of the hard magnetic color regions 84, and the ferrofluid 44 becomes inside the core-shell particles 70 pulled to the left while the non-magnetic floats 72 are pressed to the right side of the core-shell particles 70. The transparent floats 72 now reveal the information components "B" (arrow 74).
Wird der Magnet 20 unter die Merkmalsschicht 62 gebracht, wie in Fig. 8(c) gezeigt, so zieht das Magnetfeld des Magneten 20 das Ferrofluid 44 nach unten und drängt die nicht-magnetischen Schwimmkörper 72 an die Oberseite der Kern-Hülle-Teilchen 70. Durch die lateral gleichmäßige Verteilung des Ferrofluids 44 erscheint die Merkmalsschicht 62 dann für einen Betrachter opak (Pfeile 68), so dass in Aufsicht weder die Informationsbestandteile "A" noch die Informationsbestandteile "B" erkennbar sind und das Sicherheits- element 80 gleichmäßig schwarz erscheint.When the magnet 20 is brought under the feature layer 62 as shown in Fig. 8 (c), the magnetic field of the magnet 20 pulls down the ferrofluid 44 and urges the non-magnetic floats 72 to the top the core-shell particles 70. Due to the laterally uniform distribution of the ferrofluid 44, the feature layer 62 then appears opaque to an observer (arrows 68), so that neither the information components "A" nor the information components "B" can be seen from above and the Safety element 80 appears evenly black.
In entsprechender Weise würde die Anordnung des Magneten 20 unter der Merkmalsschicht 62 der Fig. 7 dazu führen, dass das Ferrofluid 44 nach unten gezogen wird und durch die lateral gleichmäßige Verteilung des Fer- rofluids 44 die Merkmalsschicht 62 für den Betrachter 66 opak erscheint.Correspondingly, the arrangement of the magnet 20 under the feature layer 62 of FIG. 7 would result in the ferrofluid 44 being pulled down and the laterally uniform distribution of the ferrofluid 44 making the feature layer 62 opaque to the viewer 66.
Derselbe Effekt kann erreicht werden, indem der Magnet 20 über die Merkmalsschicht gebracht wird, da dabei das Ferrofluid 44 innerhalb der Kern- Hülle-Teilchen 70 jeweils gleichmäßig nach oben gezogen wird und durch seine lateral gleichmäßige Verteilung dann ebenfalls den Blick auf die Untergrundschicht 82 versperrt.The same effect can be achieved by bringing the magnet 20 over the feature layer, since the ferrofluid 44 within the core-shell particles 70 is pulled upwards uniformly and then also blocks the view of the background layer 82 due to its laterally uniform distribution ,
Bei den bisher beschriebenen Gestaltungen erfolgt die Verifikation des Sicherheitselements jeweils mit einer separat vorliegenden Verifikationsein- richtung in Form eines externen Magneten 22 oder 26. Es ist jedoch auch möglich, für die Verifikation eines auf eine Banknote aufgebrachten Sicherheitselements ein Verifikationselement auf der Banknote selbst vorzusehen, so dass das Sicherheitselement und das Verifikationselement eine zusammengehörige Sicherheitsanordnung bilden, wie anhand des Ausführungs- beispiels der Fig. 9 erläutert.In the embodiments described so far, the verification of the security element takes place in each case with a separately present verification device in the form of an external magnet 22 or 26. However, it is also possible to provide a verification element on the banknote itself for the verification of a security element applied to a banknote. so that the security element and the verification element form an associated security arrangement, as explained with reference to the exemplary embodiment of FIG. 9.
Bei der in Fig. 9(a) dargestellten Banknote 90 ist auf der Notenvorderseite die Denomination "10" mit einer hartmagnetischen Druckfarbe 92 aufgebracht. Als Sicherheitselement 94 ist auf der Rückseite der Banknote eine Merkmals- schicht 96 aufgedruckt, die eine Vielzahl von Kern-Hülle-Teilchen 50 der in Zusammenhang mit Fig. 5 beschriebenen Art enthält.In the banknote 90 shown in FIG. 9 (a), the denomination "10" is applied to the front of the sheet with a hard magnetic ink 92. As security element 94, on the back of the banknote, a feature layer 96 containing a plurality of core-shell particles 50 of the type described in connection with FIG. 5.
Im aufgefalteten Zustand und ohne externes Magnetfeld erscheint die Merk- malsschicht 96 des Sicherheitselements bei Betrachtung von der Banknotenrückseite her als gleichmäßig schwarze Fläche. Neben der bei Fig. 5 bereits geschilderten Möglichkeit der Verifikation durch einen externen Magneten kann das Sicherheitselement 94 jedoch auch durch einfaches Falten der Banknote 90 ausgelöst werden, wobei der Denominationsaufdruck 92 als Verifikationselement dient.In the unfolded state and without an external magnetic field, the feature layer 96 of the security element appears as a uniformly black area when viewed from the back of the banknote. In addition to the already described in Fig. 5 possibility of verification by an external magnet, however, the security element 94 can be triggered by simply folding the banknote 90, the denomination imprint 92 serves as a verification element.
Das Sicherheitselement 94 ist dazu bezüglich der Mittellinie 98 der Banknote 90 spiegelsymmetrisch zu dem Denominationsaufdruck 92 angeordnet, so dass die Merkmalsschicht 96 durch Falten der Note um die Mittellinie 98 über dem Denominationsaufdruck 92 zu liegen kommt, wie in Fig. 9(b) dargestelltFor this, the security element 94 is arranged mirror-symmetrically relative to the denomination imprint 92 with respect to the center line 98 of the banknote 90, so that the feature layer 96 comes to lie above the denomination imprint 92 by folding the note around the center line 98, as shown in FIG. 9 (b)
In diesem Zustand wird das Ferrofluid 44 der Kern-Hülle-Teilchen 50 durch das remanente Magnetfeld des hartmagnetischen Denominationsaufdrucks 92 angezogen und die nicht-magnetischen, roten Schwimmkörper 52 werden an die Oberseite der Kern-Hülle-Teilchens 50 gedrückt. In der Merkmalsschicht 96 erscheint daher die Denomination "10" in roter Farbe vor schwarzem Hintergrund. Wird die Banknote 90 wieder aufgeklappt, verschwindet die Darstellung der Denomination "10", und das Sicherheitselement 94 zeigt wie zuvor ein homogenes schwarzes Erscheinungsbild. In this state, the ferrofluid 44 of the core-shell particles 50 is attracted by the remanent magnetic field of the denomination hard magnetic imprint 92, and the non-magnetic red floating bodies 52 are pressed to the top of the core-shell particle 50. In the feature layer 96, therefore, the denomination "10" appears in red against a black background. When the banknote 90 is unfolded again, the representation of the denomination "10" disappears, and the security element 94 shows, as before, a homogeneous black appearance.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Sicherheitselement mit einem durch ein externes Magnetfeld veränderbaren visuellen Eindruck, das eine Vielzahl von Kern-Hülle-Teilchen ent- hält, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern der Kern-Hülle-Teilchen ein magnetisches Fluid und eine visuell von dem magnetischen Fluid unterscheidbare, nicht-magnetische Phase enthält, die innerhalb des magnetischen Fluids beweglich angeordnet ist.A security element having a visual impression variable by an external magnetic field, comprising a plurality of core-shell particles, characterized in that the core-shell particle core comprises a magnetic fluid and a visibly distinguishable from the magnetic fluid, contains non-magnetic phase, which is movably disposed within the magnetic fluid.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetischen Fluid und die nicht-magnetische Phase unterschiedliche Farben aufweisen.2. Security element according to claim 1, characterized in that the magnetic fluid and the non-magnetic phase have different colors.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des visuellen Eindrucks des Sicherheitselements durch das externe Magnetfeld reversibel ist.3. Security element according to claim 1 or 2, characterized in that the change of the visual impression of the security element by the external magnetic field is reversible.
4. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Fluid bei Zimmertemperatur flüssig ist.4. Security element according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the magnetic fluid is liquid at room temperature.
5. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Fluid ein Ferrofluid ist.5. The security element according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the magnetic fluid is a ferrofluid.
6. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Fluid eine bei Zimmertemperatur flüssige, magnetische ionische Flüssigkeit ist. 6. The security element according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the magnetic fluid is a liquid at room temperature, magnetic ionic liquid.
7. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Fluid ein magnetorheologi- sches Fluid ist.7. A security element according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the magnetic fluid is a magnetorheological fluid.
8. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-magnetische Phase bei Zimmertemperatur flüssig und mit dem magnetischen Fluid nicht mischbar ist.8. The security element according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the non-magnetic phase is liquid at room temperature and immiscible with the magnetic fluid.
9. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, da- durch gekennzeichnet, dass die nicht-magnetische Phase bei Zimmertemperatur fest ist, und bevorzugt auf Basis von Aluminium, Kupfer, Titandioxid, Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyetheretherketon (PEEK), Glas, Keramik oder Silicaten oder Effektpigmenten, wie Flüssigkristall-, Perlglanz- oder Iriodinpigmenten, ausgebildet ist.9. A security element according to at least one of claims 1 to 7, character- ized in that the non-magnetic phase is solid at room temperature, and preferably based on aluminum, copper, titanium dioxide, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyetheretherketone (PEEK), glass , Ceramics or silicates or effect pigments, such as liquid crystal, pearlescent or iriodin pigments.
10. Sicherheitselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der festen, nicht-magnetischen Phase modifiziert ist und insbesondere ein farbiges oder ein optisch variables Erscheinungsbild aufweist.10. Security element according to claim 9, characterized in that the surface of the solid, non-magnetic phase is modified and in particular has a colored or an optically variable appearance.
11. Sicherheitselement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die feste, nicht-magnetische Phase in Form eines oder mehrerer Schwimmkörper vorliegt, die insbesondere sphärisch, elliptisch oder linsenförmig ausgebildet sind.11. A security element according to claim 9 or 10, characterized in that the solid, non-magnetic phase is in the form of one or more floats, which are in particular spherical, elliptical or lenticular.
12. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern zusätzlich zu dem magnetischen Fluid und der nicht-magnetischen Phase magnetische Teilchen enthält, deren visuelles Erscheinungsbild sich von dem magnetischen Fluid und der nichtmagnetischen Phase unterscheidet. 12. A security element according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the core in addition to the magnetic fluid and the non-magnetic phase contains magnetic particles whose visual appearance differs from the magnetic fluid and the non-magnetic phase.
13. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern weitere magnetischen Fluide und/ oder nicht-magnetische Phasen enthält, deren magnetische Eigenschaften und/ oder deren visuelles Erscheinungsbild sich von dem ersten magne- tischen Fluid und der ersten nicht-magnetischen Phase unterscheidet.13. The security element according to claim 1, characterized in that the core contains further magnetic fluids and / or nonmagnetic phases whose magnetic properties and / or their visual appearance differ from the first magnetic fluid and the first magnetic fluid non-magnetic phase is different.
14. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle des Kern-Hülle-Teilchens im sichtbaren Spektralbereich transparent ist.14. The security element according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the shell of the core-shell particle is transparent in the visible spectral range.
15. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern-Hülle-Teilchen in einer auf einen Träger aufgebrachten Merkmalsschicht vorliegen.15. A security element according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the core-shell particles are present in a deposited on a carrier feature layer.
16. Sicherheitselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement eine informationstragende Untergrundschicht enthält, über der die Merkmalsschicht mit den Kern-Hülle-Teilchen aufgebracht ist.16. A security element according to claim 15, characterized in that the security element contains an information-bearing background layer over which the feature layer is applied with the core-shell particles.
17. Sicherheitselement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Untergrundschicht eine räumlich variierende, visuell erkennbare Information enthält und/ oder räumlich variierende magnetische Eigenschaften aufweist.17. A security element according to claim 16, characterized in that the background layer contains a spatially varying, visually recognizable information and / or having spatially varying magnetic properties.
18. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements, bei dem18. Method for producing a security element, in which
Kern-Hülle-Teilchen hergestellt werden, deren Kern ein magnetisches Fluid und eine visuell von dem magnetischen Fluid unterscheidbare, nicht-magnetische Phase enthält, die innerhalb des magnetischen Fluids beweglich angeordnet ist, undCore-shell particles whose core is a magnetic fluid and a visibly distinguishable from the magnetic fluid, contains non-magnetic phase, which is movably disposed within the magnetic fluid, and
eine Vielzahl derartiger Kern-Hülle-Teilchen in dem Sicherheitsele- ment angeordnet werden, um dem Sicherheitselement einen durch ein externes Magnetfeld veränderbaren visuellen Eindruck zu verleihen.a plurality of such core-shell particles are disposed in the security element to impart to the security element a visual impression variable by an external magnetic field.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern-Hülle-Teilchen in ein Bindmittel eingebracht und auf einen Träger ver- druckt werden.19. The method according to claim 18, characterized in that the core-shell particles are introduced into a binder and printed on a support.
20. Sicherheitsanordnung zur Absicherung von Sicherheitspapieren, Wertdokumenten, Datenträgern und dergleichen mit einem Sicherheitsele¬ ment nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und mit einem Verifikationsele- ment mit einem magnetischen Motivbereich, in dem magnetisches Material in Form von Mustern, Linien, Zeichen oder einer Codierung vorliegt.20. Security arrangement for securing security papers, documents of value, data carriers and the like having a security element according to claim 1 and having a verification element with a magnetic motif area in which magnetic material in the form of patterns, lines, characters or a Coding is present.
21. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Motivbereich im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Verifikationselements magnetisiert ist.21. Safety arrangement according to claim 20, characterized in that the magnetic motif area is magnetized substantially perpendicular to the plane of the verification element.
22. Datenträger mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 17 oder einer Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 21.22. A data carrier with a security element according to one of claims 1 to 17 or a security arrangement according to one of claims 20 to 21.
23. Datenträger nach Anspruch 22, 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. 23. A data carrier according to claim 22, characterized in that the security element and the verification element are geometrically arranged on the disk, that the security element can be brought by bending or folding of the data carrier via the verification element.
24. Datenträger nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement in oder über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung des Datenträgers angeordnet ist.24. A data carrier according to claim 22 or 23, characterized in that the security element is arranged in or over a window area or a through opening of the data carrier.
25. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger eine Banknote oder ein anderes Wertdokument, ein Pass, eine Urkunde oder eine Ausweiskarte ist.25. A data carrier according to claim 22, wherein the data carrier is a banknote or another value document, a passport, a document or an identity card.
26. Verifikationseinrichtung zur Echtheitsprüfung eines Sicherheitsele- ments nach einem der Ansprüche 1 bis 17, 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 durch das Magnetfeld des magnetischen Motivbereichs den visuellen Eindruck des Sicherheitselements zu ver- ändern. 26. Verification device for checking the authenticity of a security element according to one of claims 1 to 17, with a magnetic motif area in which magnetic material in the form of patterns, lines, characters or a coding exists, and which is magnetized substantially perpendicular to the plane of the motif area in order to change the visual impression of the security element by the magnetic field of the magnetic motif area.
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