WO2017202578A1 - Verfahren zur herstellung einer volumenhologrammfolie mit als übertragungsabschnitte ausgebildeten sicherheitselementen - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer volumenhologrammfolie mit als übertragungsabschnitte ausgebildeten sicherheitselementen Download PDF

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Norbert Lutz
Markus Burkhardt
Karin FÖRSTER
Michael Scharfenberg
Andreas Schilling
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Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg
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    • G03H2250/39—Protective layer
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    • G03H2250/42—Reflective layer
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    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2260/00—Recording materials or recording processes
    • G03H2260/12—Photopolymer

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a
  • volume hologram film according to the subject matter of claim 1.
  • US 2002/0174790 A1 describes a method for producing a security element with a plurality of superimposed ones
  • volume hologram layers wherein the volume hologram layers in an intermediate are formed side by side, are separated from the intermediate product and then laminated to a multi-layer body.
  • the disadvantage here is that the formation of a high register accuracy of the security element arranged one above the other
  • the object of the present invention is to develop an improved method for producing a volume hologram film.
  • volume hologram film are formed, described, wherein the
  • volume hologram layers wherein it is proposed that the production of the volume hologram film is carried out in a roll-to-roll process with the following process steps:
  • the carrier film provided in process step a) may be a polyester film having a thickness in the range from 5 ⁇ m to 200 ⁇ m, preferably in the range from 10 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • a release layer which facilitates the separation of the carrier film from the finished security element, as well as a protective layer, which forms the uppermost layer in the finished security element, are applied to the carrier film, as described below.
  • the release layer may be in a downstream downstream of the supply roll
  • the material that forms the release layer first in a
  • Coating apparatus should generally be applied over the entire area by printing, spraying or pouring onto the carrier film.
  • the applied layer is dried and / or cured in a drying and / or curing device located downstream of the coating device.
  • the protective layer may be in a downstream of the first
  • Release layer can be applied. This is the material that the
  • Protective layer forms, initially in a Be Gebungsvornchtung usually applied over the entire surface by printing, spraying or pouring.
  • the applied protective layer is dried and / or cured in a drying and / or curing device arranged downstream of the coating device.
  • a photopolymer film is unwound from a supply roll, passed together with the carrier film between pressure rollers and pressed onto the top of the carrier film or already coated carrier film on the top of the top layer lying on.
  • the photopolymer film is made of a
  • Laser radiation and / or UV light is crosslinkable, and in particular can change its optical refractive index.
  • volume holograms can be formed by area-wise crosslinking, as described below.
  • the photopolymer film may have a thickness in the range of 3 ⁇ to 100 ⁇ .
  • the photopolymer film can be made as a self-supporting film
  • Photopolymer material but also be designed as a carrier film with a non-self-supporting photopolymer layer applied thereto. It may also be provided to form the photopolymer layer
  • Photopolymer material over the entire surface or partially by printing, spraying or casting on the top of the carrier film or already coated
  • the coated carrier film is fed to an exposure device arranged downstream of the coating device.
  • the exposure apparatus may comprise a first exposure station comprising a first laser and a first modulator, an optional second exposure station comprising a second laser and a second modulator, and optional further exposure stations with further lasers and modulators, a volume hologram master, and a UV light source ,
  • a volume hologram it may be provided to expose the photopolymer layer with coherent light of the first laser and optionally of the second laser and optional further lasers and then to irradiate it through the UV light source.
  • the coated carrier film is preferably in direct or indirect contact with the volume hologram master arranged below the carrier film. It may be provided, the volume hologram master as a flat
  • Volume hologram master especially on a plate, or as
  • curved volume hologram master in particular perform on a lateral surface of a roller.
  • the lasers and the modulators arranged in the beam path between the respective laser and the photopolymer layer and / or an angle of incidence of the exposure beams determining
  • Deflection element are driven accordingly, so that the respective, a given color value having image area with a light of a
  • Exposure wavelength and / or illuminated with an angle incident light which causes a recording of a volume hologram image area with the predetermined color value and a predetermined angular range of visibility.
  • the incident exposure beams are superimposed by the exposure beams reflected by the volume hologram master. Due to this interference of the exposure beams, so-called Bragg planes are formed in the image area within the photopolymer layer. These Bragg levels are local changes of the
  • Refractive index within the photopolymer layer which are optically active and thereby form the volume hologram.
  • the exposed photopolymer layer is passed under the UV light source. In this way, the photopolymer layer is converted into a first volume hologram layer.
  • n of superimposed volume hologram layers is two or more.
  • n should be between 2 and 10, more preferably between 2 and 5.
  • volume hologram layers and other, in particular optically active layers of a formed from laminated layers security element are required. According to the invention, the individual
  • Inline means that there is no interruption of the process steps and / or no decoupled process steps are present.
  • register or register or register accuracy or registration accuracy is a positional accuracy of two or more elements and / or layers to understand relative to each other.
  • the register accuracy should move within a predetermined tolerance and be as large as possible.
  • register accuracy of multiple elements and / or layers to each other is an important feature in order to increase process reliability.
  • the positionally accurate positioning can in particular by means of sensory, preferably optically detectable registration marks or
  • Register marks take place. These register marks or register marks can either represent special separate elements or regions or layers or themselves be part of the elements or regions or layers to be positioned.
  • Lamination can be applied to the security document, different exposure directions and / or different exposure wavelengths can be used and that thereby different spatial directions in which the volume holograms can be observed, and
  • Volume holograms can be achieved.
  • volume holograms and, if appropriate, further layers register-accurate or register-accurate to previous or following volume holograms and to coordinate and arrange them.
  • inline production described here without interposed winding of the volume hologram film allows a particularly accurate relative alignment of the individual layers
  • volume hologram layers "offline" through successive steps in one and the same device, thereby producing the multi-layered volume hologram foil, that is, after one pass, the volume hologram foil is wound up and for another
  • process step b) the photopolymer layer is applied by pressing a photopolymer film, wherein the
  • Photopolymer film is provided on a supply roll.
  • the adhesion of the photopolymer film to the carrier film can be improved, for example, by pressing under the action of temperature.
  • Photopolymer layer is applied all over or partially by printing, spraying or pouring. It can be provided that, in method step c), the formation of the i-th volume hologram is performed by a laser exposure, as described in detail above. It can further be provided that the i-th photopolymer layer is precured between the process step c) and the process step d) and is finally cured in process step d). For final curing, the coated carrier sheet is fed to a curing device located downstream of the exposure device to allow complete cure of the
  • the curing device has a UV lamp.
  • a background layer is applied to the nth volume hologram layer.
  • the background layer may be downstream in a downstream
  • Fabrication station are applied to the nth volume hologram layer.
  • Adhesive layer is applied.
  • an adhesive layer is applied to the nth volume hologram layer.
  • the adhesive layer forms the lowermost layer of the security element formed as a multilayer body.
  • the volume hologram foil can be wound onto a take-up roll.
  • the volume hologram foil may be used as a transfer foil or as a transfer foil
  • the separating layer facilitates the detachment of the security element from the carrier film.
  • the protective layer forms after detachment of the
  • Security element the top layer of the security element and protects it from environmental influences.
  • the photopolymer layer is then applied to the primer layer.
  • Intermediate layer is applied to the photopolymer layer.
  • the term intermediate layer is used here and below as a generic term for one or more layers, which can be designed differently and can form different functions, as described below. It can be provided that the intermediate layer is formed as a barrier layer or a bonding agent layer.
  • the intermediate layer is formed as a decorative layer.
  • the intermediate layer is formed as a partial reflection layer. It can be provided that before the process step b) more
  • Protective layer and the second intermediate layer is formed as a replication layer
  • Protective layer or a primer layer are applied or is, then the aforementioned intermediate layers are applied to the respective uppermost layer of the coated carrier film.
  • the microstructure be formed as a blazed grating, a linear or crossed sine grid or an isotropic or anisotropic matt structure. Next are cross lattices, lens structures or
  • the background layer may be formed as a layer or as a multi-layer body formed of multiple layers. It can also be provided that the background layer in areas
  • the background layer has a color layer of color-constant pigment or colorants.
  • volume holograms can appear in an improved contrast because the light reflection compared to a bright
  • the color impression of the volume hologram can be influenced by the color of the underlying background layer.
  • the background layer has an optically variable color layer.
  • An optically variable ink layer for example an optically variable pigment (OVI, Optically Variable Ink) and / or a
  • Thin film layer system and / or a liquid crystal system shows different colors at different viewing angles.
  • Property is useful, for example, for designing effective designs.
  • Thin-film element has. While the thin-film element is perceived in color under all viewing angles, the color in
  • the volume holograms of the volume hologram layers can only in be visible in certain angular ranges. If the color of the thin-film element differs at a certain viewing angle from the color of the respective volume hologram at this viewing angle, the color impression of the respective volume hologram is changed by the superposition with the color of the background thin-film element.
  • the thin film element may comprise a partially transmissive first reflective layer, a highly reflective second reflective layer, and a transparent spacer layer disposed between the first reflective layer and the second reflective layer.
  • the spacer layer may be formed in a thickness in the range of 100 nm to 1000 nm. It can further be provided that the background layer has a
  • the mask layer can be formed as a metallic layer covered by an intermediate layer, which is formed over the entire surface or in regions.
  • the metallic layer can after the application of the
  • Volume hologram layers are arranged and causes on the one hand, that the surface of the security document is covered and thereby the overlying volume holograms are not superimposed on the color and shape of any pressure on the security document.
  • the mask layer has a partially formed ink layer, a first intermediate layer, a metallic layer and an optional second intermediate layer.
  • the intermediate layers may each be in the form of a replication layer and / or barrier layer and / or
  • Reflection layer be formed.
  • the first intermediate layer is formed as a replication layer, that in the first intermediate layer
  • Surface microstructure is applied to a metallic layer.
  • the metallic layer may be formed over the entire surface or only in
  • the metallic layer may be formed of aluminum, copper, gold, silver, chromium, tin or an alloy of these materials.
  • the metallic layer is formed with a thickness in the range from 0.1 nm to 1000 nm, preferably from 5 nm to 100 nm.
  • the background layer has an absorption layer.
  • the absorption layer can be formed over the entire surface, but also only in some areas.
  • the absorption layer may be formed as a non-tunable Fabry-Perot interferometer, which may be made, for example, of a partially transmissive metallic mirror layer, e.g. made of aluminum or silver followed by a thin dielectric and transparent layer and a second mirror layer (multiple interference filter).
  • a partially transmissive metallic mirror layer e.g. made of aluminum or silver followed by a thin dielectric and transparent layer and a second mirror layer (multiple interference filter).
  • Wavelength can be set.
  • the absorption layer can after the
  • the security element can be arranged on a security document below the volume hologram layers and can cause the surface of the security document is covered and thereby the overlying volume holograms are at least partially not superimposed by the color and shape of any pressure on the security document. In addition, the visibility of the
  • the absorption layer may be formed as a dielectric filter.
  • the dielectric filter may be four, for example
  • the fluorescent layer can be formed over the entire surface or in regions.
  • the fluorescent layer is, for example, dissolved from a lacquer in a thiophene-benzoaxol derivative
  • the fluorescent layer is formed by the usual printing methods, such as gravure, screen, flexo, ink jet or others Coating process applied over the entire surface or partially in decorative printing.
  • the layer thickness is preferably between 0.1 ⁇ and 6 ⁇ after drying.
  • the Phosphorescent layer has.
  • the phosphorescent layer can be formed over the entire surface or in regions.
  • the phosphorescent layer is applied with the usual printing methods, such as intaglio, screen printing, flexographic printing, inkjet printing or other coating methods over the entire surface or partially in decor pressure.
  • the phosphorescent layer can be arranged on a security document below the volume hologram layers. While the
  • Phosphorescent layer upon irradiation with daylight due to the inherent color of the phosphorescent pigments, appears in shades of gray, they light up in color when irradiated with UV light.
  • the overlying volume holograms can be better visible and / or the color impression of the volume holograms can be changed by the superposition with the phosphorescence.
  • the phosphorescent pigments linger over a certain period of time, thereby improving visibility and / or the altered color impression of the Volunnenhologrannnne for a certain time after the illumination with UV light is maintained.
  • the background layer has a microstructure layer.
  • the microstructure layer can be formed as a replication layer, wherein a surface microstructure is molded into the replication layer and a metallic layer is applied to the surface microstructure.
  • the surface microstructure may be referred to as a linear or crossed sine, as an asymmetric blaze, as an isotropic or anisotropic
  • the metallic layer may be formed over the entire surface or be formed only in partial areas.
  • the metallic layer may preferably consist of aluminum, copper, gold, silver, chromium or tin or an alloy of these materials and may have a thickness of 0.1 nm to 1000 nm, preferably a thickness of 5 nm to 100 nm.
  • the microstructure layer can be arranged on a security document below the volume hologram layers and, on the one hand, can cause the surface of the security layer to be deposited
  • Security document is overlaid and thus the overlying volume holograms are not overlaid by the color and shape of any printed image on the security document.
  • the overlying volume holograms are not overlaid by the color and shape of any printed image on the security document.
  • the surface microstructure is formed as a sine grid with periods in a range of 0.2 ⁇ m to 10 ⁇ m, preferably in a range of 0.5 ⁇ m to 2.0 ⁇ m, and depths in a range of 30 nm to 5000 nm, preferably in a range of 100 nm to 300 nm.
  • an HRI layer with a high refractive index is applied to the surface microstructure.
  • the HRI layer may be applied instead of or in addition to the metallic layer. It is a particularly transparent layer with high
  • HRI High Refractive Index
  • the HRI layer does not cover the surface of the security document, and the volume holograms lying above the HRI layer in particular are superimposed on the color and shape (motif) of any print image on the security document.
  • the volume holograms formed in the volume hologram layers and a surface hologram provided with the HRI layer in the surface microstructure may be visible at the same viewing angle and / or at different viewing angles.
  • Security element can be transferred to a security document, which may be, for example, a personal document, a banknote, a bank card or any other card document.
  • a security document which may be, for example, a personal document, a banknote, a bank card or any other card document.
  • a trained as a banknote or identity document In a trained as a banknote or identity document
  • Security element can be arranged on top of the security document and a second security element in a window of
  • the first security element can also be configured as a non-strip-shaped patch or as an overlay covering the entire security document over the entire area.
  • the first security element is the one described above
  • volume hologram foil Transfer volume hologram foil to the security document. If the volume hologram film is designed as a transfer film, the carrier film is detached from the transfer layer after application of the transfer layer to the security document. On the other hand, is the volume hologram foil as
  • the carrier film remains after the application as the top layer of the security element on the security document.
  • the window may, for example, be formed as a transparent region of a polymer banknote or as a punched out hole of a paper banknote. Furthermore, it may be e.g. also around a transparent area in an ID card, e.g. made of polycarbonate or similar act. Visual features in the transparent areas of the security document can be designed differently and can be divided into three groups:
  • Security document is held in front of a light source.
  • Transmission feature are rarely fulfilled, e.g. when a banknote is held against the light. Thus, this transmission feature is almost invariably not visible, only in transmission, viewed against a light source, does an information appear (e.g., the denomination of the bill).
  • Combination information is a visually interesting and at the same time very forgery-proof feature.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of a device for
  • 3a shows a first embodiment of a manufacturing station in
  • FIG. 2 in a schematic representation
  • 3b shows a second embodiment of a manufacturing station in
  • Fig. 2 in a schematic representation; a second embodiment of the security element; the principle of additive color mixing; a first schematic representation to illustrate under which angles a Volunnenhologrannnn is visible a first schematic representation of the geometric conditions when viewing a
  • Volume hologram a second schematic representation to illustrate under which angles a volume hologram is visible a second schematic representation of the geometric conditions when viewing a
  • volume hologram a first embodiment of the one with
  • Security element of a trained document a third embodiment of the security element; A fourth embodiment of the one with
  • Security element of a trained document shows a fourth exemplary embodiment of the security identifier
  • Fig. 18 shows a seventh embodiment of the one with
  • Fig. 20 shows a ninth embodiment of the one with
  • Fig. 21 shows a fifth embodiment of the security element
  • FIG. 22 shows a sixth exemplary embodiment of the security element
  • FIG. Fig. 23 shows a seventh embodiment of the security element
  • Fig. 24 shows an eighth embodiment of the security element
  • Fig. 25 shows a ninth embodiment of the security element
  • Fig. 26 shows a tenth embodiment of the security element; 27 shows an eleventh embodiment of the security element;
  • Fig. 28 shows a twelfth embodiment of the security element
  • Fig. 30 is a fourteenth embodiment of the
  • Fig. 31 is a fifteenth embodiment of the
  • Fig. 32 shows a tenth embodiment of the invention with the
  • Fig. 33 is a third schematic representation of the geometric
  • FIG. 35 is a fourth schematic illustration showing at which angles a volume hologram is visible.
  • Fig. 36 is a fourth schematic representation of the geometric
  • Fig. 37 is a fifth schematic representation of the geometric
  • Fig. 38 is a sixth schematic representation of the geometric
  • FIG. 39 is a fifth schematic illustration showing at which angles a volume hologram is visible.
  • Fig. 40 is a schematic representation of a
  • Fig. 41 is a seventh schematic representation of the geometric
  • FIG. 42 shows an embodiment of a surface relief master in a schematic sectional representation
  • Fig. 43 shows the principle of volume hologram production
  • Fig. 44 shows an eleventh embodiment of one with the
  • Fig. 45 shows a twelfth embodiment of the one with
  • Fig. 46 shows a thirteenth embodiment of the one with
  • Fig. 47 shows a fourteenth embodiment of the invention
  • Fig. 49 shows a sixteenth embodiment of the one with
  • Fig. 50 shows a seventeenth embodiment of the invention with the
  • Fig. 53 shows a twentieth embodiment of the invention
  • FIG. 55 shows a twenty-second embodiment of one with the
  • FIG. 56 shows a twenty-third embodiment of one with the
  • Fig. 58 shows a twenty-fifth embodiment of the invention
  • Fig. 59 is a twenty-sixth embodiment of a document formed with the security element
  • Fig. 60 is a twenty-seventh embodiment of a document formed with the security element
  • Fig. 61 shows a twenty-eighth embodiment of the invention with the
  • Fig. 62 shows a twenty-ninth embodiment of a document formed with the security element.
  • 1 .1 to 1 .1 1 show an embodiment of the inventive method for producing a Volumenhologrammfolie 1f, on the
  • Security elements 1 are arranged consecutively, in successive steps.
  • the security element 1 or an intermediate step of the security element which forms a section of the volume hologram foil 1f is shown in FIGS. 1 .1 to 1 .1 1.
  • the device 2 comprises a supply roll 31, a first production station 3a, a second one
  • Manufacturing station 3b a third manufacturing station 4a, a fourth
  • a release layer is applied to the carrier film 11 in the first production station 3a.
  • a protective layer is applied to the release layer. It may also be provided to omit the release layer.
  • the third manufacturing station 4a and the fourth manufacturing station 4b each have one in the first embodiment shown in FIG. 3a
  • the coating device 41 has a supply roll 41 v for receiving a photopolymer film 12 f and nip rollers 41 w.
  • the photopolymer film 12f can be used as a self-supporting film of photopolymer material 12, but also as a carrier film with a non-self-supporting film applied thereto
  • Photopolymer layer 12 may be formed.
  • the photopolymer film 12f is pressed onto the coated carrier film 11 between the pressure rollers 41w.
  • the exposure device 42 comprises a first laser 42la, preferably with a downstream first optical system and / or a first modulator 42ma, an optional second laser 42lb with preferably a downstream second optical system and / or a second modulator 42mb
  • volume hologram master 9 and a UV light source 42u The coated one Carrier film 1 1 is exposed in the exposure device 42 for recording a volume hologram in the photopolymer layer 12 with coherent light of the first laser 42 a and the optional second laser 42 b.
  • the photopolymer layer 12 is in direct or indirect contact with the volume hologram master 9, which is designed as a surface relief and / or as a volume hologram and in which in Fig. 3a shown
  • Embodiment is arranged on the surface of a plate-shaped pad. Downstream of the second laser 42lb, the UV light source 42u is disposed, passing under the UV light source 42u
  • Photopolymer slaughter 12 is developed into a volume hologram layer 13.
  • the volume hologram layer 13 is located in the downstream of the
  • Fig. 3b shows a second embodiment of the third and the fourth
  • the production stations 4a and 4b each have a first coating device 41a, an exposure device 42, a first
  • Hardening device 43 a a second coating device 41 b and a second curing device 43 b.
  • Protective layer 17s formed carrier film 1 1 is the first
  • the release layer 17t is optionally provided.
  • a photopolymer material is wholly or partially formed by printing, spraying or pouring on the protective layer 17s of the carrier film 1 1 applied.
  • the exposure device 42 is downstream of the first
  • the exposure device 42 comprises a first laser 42la with a downstream first optics and a first modulator 42ma, a UV light source 42u and a
  • Exposure roller 42 w on which the coated carrier film 1 1 is guided.
  • a second laser 42lb with a downstream second optic and a second modulator 42mb can be arranged downstream, as shown in FIG. 3b.
  • the coated carrier film 1 1 is in the exposure apparatus 42 for recording a
  • Photopolymer layer 12 is in direct or indirect contact with a volume hologram master 9, not shown in FIG. 3b, which is designed as a surface relief and / or as a volume hologram and is arranged in or on the surface of exposure roller 42w. Downstream of the optional second laser 42lb, the UV light source 42u is located, passing under the UV light source 42u
  • Photopolymer slaughter 12 is developed into a volume hologram layer 13.
  • the volume hologram layer 13 is located in the downstream of the
  • Exposure device 42 arranged first curing device 43 a passed under a UV light source 42 u and completely cured.
  • the second coating station 41 b is downstream of the
  • Hardening device 43 a arranged.
  • an intermediate layer is formed on as a multi-layer body
  • FIG. 1 shows a first method step in which a carrier foil 11 is arranged on the supply roll 31 (FIG. 2).
  • the carrier film 1 1 may be a polyester film with a thickness in the range of 5 ⁇ to 200 ⁇ , preferably in the range of 10 ⁇ to 30 ⁇ act.
  • Fig. 1 .2 shows a second method step, in which in the downstream of the supply roll 31 arranged first manufacturing station 3a, a release layer 17t is applied to the carrier film 1 1.
  • the material that forms the release layer 17t first in one
  • Coating device generally applied over the entire surface by printing, spraying or pouring onto the carrier film 1 1.
  • the applied layer is disposed downstream of the coater
  • FIG. 1 shows a third method step in which a protective layer 17s is applied to the release layer 17t in the second production station 3b arranged downstream of the first production station 3a.
  • the material which forms the protective layer 17s first in a Coating usually applied over the entire surface by printing, spraying or pouring. The applied layer is dried in a downstream of the coating device drying and / or
  • Hardening device dried and / or cured.
  • FIG. 1 shows a fourth method step, in which a photopolymer layer 12 is applied to the coated carrier film 11 in the downstream third production station 4a (FIG. 2).
  • a photopolymer film 12f is unwound from the supply roll 41v, together with the carrier film 11 between the two
  • the photopolymer film 12 f is formed of a photopolymer, which under the influence of particular of
  • Laser radiation and / or UV light is crosslinkable, and in particular can change its optical refractive index.
  • volume holograms can be formed by area-wise crosslinking, as described below.
  • the photopolymer film 12f has a thickness in the range of 3 ⁇ m to ⁇ ⁇ m.
  • the photopolymer film can be designed as a self-supporting film of photopolymer material, but also as a carrier film with a non-self-supporting photopolymer layer applied thereon. It can also be provided for
  • FIGS. 1, 5 and 1 .6 show a fifth method step, in which the coated carrier foil 11 is located downstream of the
  • Coating device 41 arranged exposure device 42 is supplied (Fig. 2).
  • the exposure device 42 has a first one Exposure station 42a, comprising a first laser 42la, preferably a first optic and a first modulator 42ma, an optional second one
  • Exposure station 42b comprising a second laser 42lb, preferably a second optic and a second modulator 42mb, and optional further exposure stations with further lasers, optics and modulators, a volume hologram master 9 and a UV light source 42u ( Figure 3a).
  • the photopolymer layer 12 is exposed to coherent light of the first laser 42la and optionally the second laser 42lb and optional other lasers, and then irradiated by the UV light source 42u.
  • the coated carrier film 11 is preferably in direct or indirect contact with the volume hologram master 9 arranged below the carrier film 11. In this case, it may be provided that the volume hologram master 9 is planar
  • Volume hologram master 9 in particular arranged on a plate, as shown in Fig. 3a, or as a curved volume hologram master,
  • Beam path between the respective laser and the photopolymer layer 12 arranged modulators 42ma and 42mb and / or a the incident angle of the exposure beam determining deflector (not shown in Fig. 3a) are driven accordingly, so that the respective, having a predetermined color value image area with a light of a Exposure wavelength and / or illuminated with an angle incident light, which is a recording of a volume hologram image area with the
  • the incident exposure beams are superposed with the exposure beams reflected by the volume hologram master 9. Due to this interference of the exposure beams, so-called Bragg planes are formed in the image area within the photopolymer layer. These Bragg planes are local changes in the refractive index within the photopolymer layer 12, which are optically active and thus the
  • Photopolymer layer 12 passed under the UV light source 42u. In this way, the photopolymer layer 12 in a first
  • volume hologram layer 13a converted.
  • the carrier film 11 coated with the optional release layer 17t and / or the optional protective layer 17s and the first volume hologram layer 13a is fed to the curing device 43 located downstream of the exposure device 42 to fully cure the
  • the curing device 43 has a UV lamp 42u (FIG. 3a).
  • FIG. 1 shows a sixth method step, which is implemented like the fourth method step described above in FIG. 1, with the difference that in the fourth production station 4b (FIG. 2) arranged downstream of the third production station 4a another photopolymer layer 12 is applied to the first volume hologram layer 13a.
  • FIGS. 1, 8 and 1 .9 show a seventh method, in which a second volume hologram layer 13b, which is arranged on the first volume hologram layer 13a, is formed analogously to the fifth method step described above in FIGS. 1, .5 and 1 .6.
  • the sixth and seventh process steps can be repeated n times.
  • FIG. 1 shows an eighth process step in which a background layer 15 is applied to the second volume hologram layer 13b in the fifth production station 5 (FIG. 2) located downstream of the fourth production station 4b.
  • the background layer 15 may be formed as a color layer, which by the usual printing methods, for example
  • Coating process is applied over the entire surface or partially in decorative printing.
  • FIG. 1 shows a ninth process step in which an adhesive layer 16 is applied to the background layer 15 in the sixth production station 6 (FIG. 2) arranged downstream of the fifth production station 5.
  • volumenhologrammfolie is completed with a first embodiment of the security element 1.
  • the volume hologram foil 1f is arranged after the ninth step downstream of the sixth production station 6
  • the adhesive layer 16 forms the lowest Layer of the security element 1 designed as a multi-layer body.
  • Lamination can be applied to the security document, different exposure directions and / or different exposure wavelengths can be used and that thereby different spatial directions in which a volume hologram can be observed and / or
  • volume hologram of the first volume hologram layer 13a it is thereby possible for the volume hologram of the first volume hologram layer 13a to be visible in red in the running direction of the volume hologram foil 1f, while the volume hologram of the second volume hologram 1f is visible in red
  • Volume hologram layer 13b transverse to the direction of the
  • Volume hologram foil 1 f is visible in green.
  • volume holograms To generate volume holograms and to coordinate and arrange.
  • inline production described here without interposed winding of the volume hologram foil 1f allows a particularly accurate relative alignment (register accuracy,
  • volume hologram foil 1f is wound up and unwound accordingly for another passage in the same device.
  • a registration of the layers to each other is possible, but the accuracy is lower than in the above-described advantageous inline production.
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of the security element 1, which, like the first exemplary embodiment of the security element illustrated in FIG. 1 .1, is formed, with the difference that the security element 1 additionally has intermediate layers:
  • a first intermediate layer 17a is arranged on the protective layer 17s;
  • a second intermediate layer 17b is on the first
  • Volume hologram layer 13a arranged
  • a third intermediate layer 17c is on the second
  • Volume hologram layer 13b arranged.
  • the intermediate layers 17a, 17b, 17c can be used, for example, as functional layers, such as barrier layers and / or adhesion promoter layers, and / or as decorative layers, such as e.g. Color layers and / or be formed as full-surface or partial reflection layers.
  • OMI Optically variable ink
  • the reflection layer may be formed over its full area or partially as a metal layer and / or HRI layer.
  • the intermediate layers 17a, 17b, 17c may be formed as an endless motif and / or as individual images. Furthermore, such complementary motifs, interlacing, overlaps, multiple patch can be formed.
  • the optically variable volume holograms formed in the volume hologram layers 13a and 13b are visible only in certain angular ranges. If the color of the background layer 15 differs from the colors of the volume holograms, then the color impression of the respective
  • Table 1 shows some possibilities. For example, a green volume hologram formed in the volume hologram layer 13a or 13b appears on a violet background layer 15 in a cyan to turquoise color. Ocher, on the other hand, appears on a pink colored background layer 15.
  • volume hologram layer which are arranged one above the other and / or which can be applied to the superimposition of juxtaposed, differently colored, screened or pixelated volume hologram regions.
  • RGB red, green, blue
  • the three primary colors are superimposed with nearly equal intensity, e.g. 30% red, 30% green and 30% blue create a nearly gray hue.
  • 0% corresponds to pure black, i. the RGB values are each zero, 100% corresponds to bright white, i. the RGB values are maximum.
  • gray values which are also called achromatic colors. The more precisely the intensities of the three primary colors coincide, the more indistinct is the achieved mixed color, because in this mixed color none of the three primary colors stands out in particular.
  • the described color mixture also works satisfactorily for many cases, if only two basic colors are used, for example only red and blue or only red and green. Although no achromatic mixing colors are produced, the resulting visual effect can produce an almost achromatic impression on the human eye.
  • Blue in the range of 450 nm to 490 nm
  • a common international definition for red is a wavelength of 700 nm, for green 546 nm and for blue 436 nm.
  • Fig. 6 shows the principle of additive color mixing in two
  • volume holograms denote angles ⁇ , under which a volume hologram is visible, and the y-axis denotes the intensity of a color of the volume hologram. If the volume holograms so
  • volume Hologramm With a color F1 at an angle ⁇ visible and at the same time the second volume hologram is visible in an above or below the second volume hologram layer with a color F2 at the same or a very similar angle, then superimpose the colors F1 and F2 of the volume holograms so the existence
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the geometric conditions when viewing a volume hologram.
  • a security element 1 arranged on a document 18 has a second one
  • Volume hologram layer 13b having a second volume hologram and a color F2, a second intermediate layer 17b, a first
  • Volume hologram layer 13a having a first volume hologram and a color F1, a first intermediate layer 17a and a protective layer 17s on.
  • the security element 1 is applied to the adhesive layer 16 on the document 18 and covered by the protective layer 17s.
  • the security element 1 is illuminated by a light source 7, which ideally emits white light.
  • the colors F1 and F2 are superimposed in the eye of a viewer 8 to a mixed color. For example, a yellow color impression can be generated by superimposing a red and a green overall hologram.
  • it is also possible to produce an achromatic white or a gray volume hologram for example by superimposing a blue and a yellow volume hologram. Table 2 shows some possibilities resulting from the superposition of two volume hologram layers.
  • FIG. 9 shows a schematic representation of the geometric conditions when viewing a security element, which is designed as described in FIG. 8.
  • a security element 1 is designed like the security element described in FIG. 7, with the difference that the
  • Security element 1 a third volume hologram layer 13c with a third volume hologram and a color F3 and a third
  • Volume hologram layer 13b is arranged has.
  • the colors F1 to F3 are superimposed in the eye of the observer 8 to a mixed color as shown in FIG. For example, by superimposing a red, a green and a blue volume hologram in the different
  • volumenhologramm füren a gray or a white color impression are generated.
  • rasterized embodiment of the volume hologram layers 13a to 13c it is in principle possible to produce a screened true color image, for example a true color motif, such as a portrait.
  • the following Figures 10 to 12 show embodiments of a formed with the security element 1 document 18.
  • the document 18 has a longitudinal axis ai, which is aligned with the longitudinal extent of the document 18 and a transverse axis a q , with the transverse extent of the
  • Document 18 is aligned.
  • the document 18 may be, for example, a bank card, a credit card, an identity card or a banknote.
  • the strip-shaped security element 1 is arranged on top of the document 18.
  • the background layer 15 of the security element 1 is formed with a color F1, which is indicated by a hatching.
  • F1 a color of the document 18 is shown as in
  • FIG. 10 shows a first exemplary embodiment of the document 18, which is formed with a security element 1, as described in FIGS. 1, 9 and 4.
  • a security element 1 as described in FIGS. 1, 9 and 4.
  • volume hologram with a first motif 14a for example, the letter "A”
  • a color F2 visible in a first position, which is formed in the first volume hologram layer 13a around the longitudinal axis ai, so at a certain tilt angle
  • a second volume hologram with a second motif 14b for example, the
  • the second volume hologram may be formed in the first volume hologram layer 13a or in the second volume hologram layer 13b If, for example, the color F1 of the background layer 15 is a bright yellow, a green first appears Volume hologram in front of this background color lemon yellow, while a red second volume hologram appears in a bright orange.
  • the color F2 and the color F3 can also be the same.
  • Fig. 1 1 shows a second embodiment of the document 18th Das
  • Document 18 is designed like the document described in FIG. 10, with the difference that the first volume hologram upon tilting of the
  • Document 18 changes color, but the subject is retained.
  • the first volume hologram which may be formed in the first volume hologram layer 13a or in the second volume hologram layer 13b, is visible when viewed perpendicularly in a color F2, for example in red. If the document 18 is tilted, the first volume hologram in a color F3, for example in green, is visible at a certain tilt angle. This color impression is changed by the color F1 of the background layer 15. A mixed color is formed, as explained in greater detail in FIG. 5. For example, if the color F1 of the background layer 15 is a bright yellow, the first volume hologram appears in front of this background color in a bright orange. If you tilt document 18, the first volume hologram appears in lemon yellow.
  • Fig. 12 shows a third embodiment of the document 18. The document 18 is formed like the document described in Fig. 10, with the
  • Volume hologram with a first motif 14a and a color F2 is visible in a first position when viewed vertically of the document 18. If the document 18 is tilted by a first tilt angle, a second volume hologram with a second motif 14b and a color F3 is visible in a second position.
  • the second volume hologram may be formed in the first volume hologram layer 13a or in the second volume hologram layer 14b. If one tilts the document 18 for a second
  • Tilt angle which is greater than the first tilt angle, so is a third
  • volume hologram with a third motif 14c and a color F4 visible in a third position may be formed in the first volume hologram layer 13a, in the second volume hologram layer 13b or in a third volume hologram layer 13c. If, for example, the color F1 of the background layer 15 is a bright yellow, a green first volume hologram appears in front of this background color F1 in
  • the colors F1 to F3 of the three volume holograms may also be the same as in the exemplary embodiment illustrated in FIG.
  • FIG. 13 shows a third exemplary embodiment of the security element 1.
  • the security element 1 is as described above in Fig. 4
  • An optically variable ink layer is a special printed ink layer that changes color depending on the viewing angle. It contains, for example, optically variable pigments which cause a color shift in a variation of the
  • the optically variable color layer 15o appears, for example, when viewed perpendicularly in a color F1, e.g. Purple, and appears obliquely in a color F2, e.g. Olive green or brown.
  • the intermediate layer 17d may, like the intermediate layers 17a, 17b, 17c, be used, for example, as a functional layer, such as a barrier layer and / or an adhesion promoter layer, and / or as a decorative layer, such as e.g. a
  • Color layer and / or be formed as a full-surface or partial reflection layer are examples of the color layer and / or be formed as a full-surface or partial reflection layer.
  • optically variable color layer 15o is perceived at all viewing angles, the color varying depending on the viewing angle, those in the volume hologram layers 13a and 13b
  • the color of the optically variable ink layer 15o differs from the color of the respective one at a certain viewing angle
  • Figures 14 to 16 show embodiments of a document 18 which is formed with the security element described in Fig. 13.
  • Fig. 14 shows a fourth embodiment of the document 18. A first one formed in the first volume hologram layer 13a
  • Volume hologram with a first motif 14a and a color F1 is visible in a first position when viewed vertically. If the document 18 is tilted about its longitudinal axis, a second volume hologram with a second motif 14b and a color F2 in a second position is visible at a certain tilt angle.
  • the second volume hologram may be in the first volume hologram layer 13a or in the second
  • Volume hologram layer 13b may be formed.
  • the color of the optically variable ink layer 15o changes from a color F3 to a color F4 when the document 18 is tilted. Is the vertical view of the
  • Document 18 perceptible color F3 of the optically variable ink layer 15o for example, purple, so appears a green first volume hologram in turquoise. If the color F4 of the optically variable ink layer 15o perceptible upon tilting of the document 18 is, for example, green or olive green, a red second volume hologram in orange appears.
  • Volume holograms may also have the same color F1, F2.
  • Fig. 15 shows a fifth embodiment of the document 18.
  • the document 18 is formed like the document described in Fig. 14, with which Difference that the first volume hologram changes its color when tilting the document 18.
  • Volume hologram layer 14 formed first volume hologram appears when viewed vertically in a color F1, for example green. If the document 18 is tilted, the first volume hologram in a color F2 is visible at a certain tilt angle, for example red. If the color F3 of the optically variable ink layer 15o is purple, for example, when viewed vertically, the green first volume hologram appears in turquoise , Is the color F4 the optically variable
  • Fig. 16 shows a sixth embodiment of the document 18.
  • Document 18 is formed like the document described in Fig. 14, except that it shows a different optical effect under three different tilt angles.
  • Volume hologram with a first motif 14a and a color F1 is visible in a first position when viewed vertically. If the document 18 is tilted about its longitudinal axis, a second volume hologram with a second motif 14b and a color F2 in a second position becomes visible at a certain tilt angle.
  • the second volume hologram may be in the first volume hologram layer 13a or in the second
  • Volume hologram layer 13b may be formed. If the document 18 is tilted further, a third volume hologram is included in a larger tilt angle a third motif 14c and a color F3 visible in a third position.
  • the third volume hologram may be formed in the first volume hologram layer 13a, in the second volume hologram layer 13b or in a third volume hologram layer.
  • the volume holograms may have the same color as shown in Fig. 16, but they may also have different colors. If, for example, a color F4 of the optically variable color layer 15o is purple when viewed vertically, a green first volume hologram in turquoise appears. When tilting by a certain angle, the optically variable ink layer 15o appears in a color F5, for example brown.
  • FIG. 17 shows a fourth embodiment of the security element.
  • a security element 1 is as described above in FIG.
  • Background layer is not formed as an optically variable ink layer, but as a thin-film element 15d.
  • the thin film element 15d has a partially transmissive first reflection layer 19ra, a high reflection second reflection layer 19rb, and a transparent one disposed between the first reflection layer 19ra and the second reflection layer 19rb
  • Spacer layer 19a on.
  • the thickness of the spacer layer 19a is in the range of half the wavelength of the visible light, ie in the range of 200 to 500 nm.
  • Such a thin-film element 15d has a viewing and / or illumination angle-dependent color change effect. While the optically variable thin-film element 15d is perceived in color at most viewing angles and / or illumination angles, the color varying as a function of the viewing angle and / or illumination angle, the optically variable volume holograms of the volume hologram layers 13a and 13b are only in certain respects
  • Thin film element 15d varies depending on the viewing angle, it is possible, different color impressions of the volume hologram layers 13a, 13b depending on the viewing angle and / or
  • Figs. 18 to 20 show documents formed with the security element described above.
  • Fig. 18 shows a seventh embodiment of a with the
  • a first volume hologram with a first motif 14a and a color F1 formed in a first volume hologram layer 13a is visible in a first position when the document 18 is viewed perpendicularly. If the document 18 is tilted about its longitudinal axis, a second volume hologram with a second motif 14b and a color F2 in a second position is visible at a certain tilt angle.
  • the second Volume hologram may be disposed in the first volume hologram layer 13a or in the second volume hologram layer 13b.
  • the thin-film element 15d appears vertically when viewed in a color F3, for example purple, a green first appears
  • volume hologram in turquoise.
  • a red second volume hologram appears in orange.
  • the two volume holograms can also have the same color.
  • FIG. 19 shows an eighth exemplary embodiment of a document 18 formed with the security element 1.
  • the document 18 is designed in the same way as the document described in FIG. 18, with the difference that the first volume hologram changes its color when the document 18 is tilted.
  • the first volume hologram which is formed in the first volume hologram layer 13a or in the second volume hologram layer 13b, is visible when the document 18 is viewed vertically in a color F1, for example in green. If the document 18 is tilted about its longitudinal axis, the first volume hologram in a color F2, for example in red, is visible at a certain tilt angle. If the color F3 of the thin-film element 15d is, for example, purple when viewed perpendicularly, then the green first volume hologram in turquoise appears when viewed vertically. If the color F4 of the thin-film element 15d in the tilted state, however, is green or olive green, the red first appears in the tilted state
  • FIG. 20 shows a ninth embodiment of one with the
  • Security Element 1 Formed Document 18.
  • the document 18 is designed like the document described in FIG. 18, with the difference that it shows different optical effects in three different tilt angles.
  • a first volume hologram having a first motif 14a and a color F1 formed in the first volume hologram layer 13a is visible in a first position when the document 18 is viewed perpendicularly. If the document 18 is tilted, a second volume hologram with a second motif 14b and a color F2 in a second position is visible at a certain tilt angle. The second volume hologram may be formed in the first volume hologram layer 13a or in the second volume hologram layer 13b. If the document 18 is tilted further, a third volume hologram with a third motif 14c and a color F3 in a third position is visible at a larger tilt angle. The third
  • Volume hologram may be in the first volume hologram layer 13a, in the second volume hologram layer 13b or in a third
  • Volume hologram layer 13c be formed.
  • the three volume holograms may have the same color as shown in Fig. 20, but they may also have different colors. Is the color F4 of the
  • Thin-film element 15d when viewed perpendicularly, for example purple, a green first volume hologram in turquoise appears. When tilting by a certain angle, the thin-film element 15d appears in a color F5, for example in brown. As a result, for example, a green second volume hologram appears in ocher. Is the color F6 of the
  • FIG. 21 shows a fifth embodiment of the security element.
  • a security element 1 is as described above in FIG. 17
  • Background layer has a mask layer 15m, which has a metal layer 20 deposited with a fourth intermediate layer 17d.
  • the metallic layer 20 may be formed over the whole area or, as shown in FIG. 21, only in partial areas.
  • the metallic layer 20 is preferably made of aluminum, copper, gold, silver, chromium, tin or an alloy of these materials and has a thickness of 0.1 nm to 1000 nm, preferably from 5 nm to 100 nm.
  • the metallic layer 20 preferably coated over the entire surface with a metal or a metallic alloy and then the metal or the metallic alloy subsequently removed again in regions, for example by positive / negative etching or by ablation.
  • the metallic layer 20 it is also possible for the metallic layer 20 to be applied to the optional third intermediate layer 17c or the second volume hologram layer 13b in regions only in certain regions and under certain circumstances, for example by means of vapor deposition masks.
  • the metallic layer 20 is disposed after the application of the security element 1 on a document below the volume hologram layers 13a and 13b and may on the one hand cause the surface of the document is covered and thereby the overlying volume holograms not on the color and shape of any pressure on superimposed on the document.
  • the visibility of the volume holograms may increase increase because the metallic layer 20 is dark when tilting the document 18 outside the mirror reflex.
  • FIG. 22 shows a sixth embodiment of the security element.
  • a security element 1 is designed like the security element described in FIG. 17, with the difference that the background layer is used as a security element
  • Absorption layer 15a is formed.
  • the absorption layer 15a is formed in FIG. 22 as a dielectric filter of four layers, comprising a first filter layer 21a, a second filter layer 21b, a third filter layer 21c and a fourth filter layer 21d. In that shown in Fig. 22
  • Embodiment is between the adhesive layer 16 and the
  • Absorption layer 15a a fourth intermediate layer 17d arranged.
  • the absorption layer 15a may be formed over the entire surface or even in partial areas. In the classical sense, these are not
  • tunable Fabry-Perot interferometers consisting of, for example, a semitransparent metallic mirror layer (e.g., aluminum or silver) followed by a thin dielectric and transparent layer and a second mirror layer (multiple interference filter).
  • Layer thickness of the dielectric layer determines which wavelengths are absorbed.
  • dielectric filters that are constructed without reflection layers solely from dielectric (non-metallic) layers, so-called dielectric filters.
  • layers of two different transparent materials with different refractive indices alternate, whereby a different layer-to-layer thickness may be required.
  • the thicknesses of the individual layers are between about 10 and 1000 nm.
  • the number of layers can ever according to requirements of the filter between a few and several hundred lie.
  • materials for example, S1O2, ZnS or ⁇ 2 are used which have different refractive indices.
  • the absorption layer 15a is preferably applied over the entire area to the optional third intermediate layer 17c or the second volume hologram layer 13b, and then the
  • the absorption layer 15a is also possible for the optional third intermediate layer 17c or the second volume hologram layer 13b in regions only in certain regions and possibly under pattern conditions.
  • the absorption layer 15a is arranged on a document below the volume hologram layers 13a and 13b and can on the one hand cause the surface of the document to be covered and thereby prevent the overlying volume holograms from being at least partially unaffected by the color and shape of any pressure superimposed on the document.
  • the visibility of the volume holograms may increase because the absorption layer 21 absorbs the incident light at least in certain wavelength ranges.
  • FIG. 23 shows a seventh embodiment of the security element.
  • a security element 1 is designed like the security element described in FIG. 17, with the difference that the background layer is used as a security element
  • Microstructure layer 15s is formed, which is formed as a replication layer third intermediate layer 17c and one on a Surface microstructure of the intermediate layer 17 c applied metallic layer 20 has.
  • the formed as a replication layer third intermediate layer 17c may be formed of a thermoplastic material, in the upper side regions are formed with a surface microstructure.
  • Surface microstructure may be formed, for example, as a linear or crossed sine grating, an asymmetric blazed grating, an isotropic or anisotropic matte structure, a lens structure or combinations of the above structures or as a surface hologram.
  • the sine gratings have periods in a range from 0.2 ⁇ m to 10 ⁇ m, preferably in a range from 0.5 ⁇ m to 2.0 ⁇ m, and depths in a range from 30 nm to 5000 nm, preferably in a range of 80 nm up to 300 nm, up.
  • the metallic layer 20 may be formed over the whole area, as shown in FIG. 23, or only in partial areas.
  • the metallic layer 20 is made
  • the third intermediate layer 17c is preferably coated over the entire surface with a metal or a metallic alloy and then the metal or the metallic alloy subsequently removed again in regions, for example by positive / negative etching or by ablation. Further, it is also possible that the metallic layer 20 only
  • the microstructure layer 15s is arranged after the application of the security element 1 on a document below the volume hologram layers 13a and 13b and on the one hand, that the surface of the document is covered and thereby the overlying volume holograms at least in the metallized areas not the color and shape of a any printed image on the document are superimposed.
  • the visibility of the volume holograms increases since the metallic layer 20 darkens when the document is tilted outside the mirror reflex.
  • Volumenhologrammtiken 13a and 13b formed volume holograms and formed in the microstructure layer 15s metallized
  • FIG. 24 shows an eighth embodiment of the security element.
  • the HRI layer 22 may be formed of ZnS, for example, and cover the entire surface of the surface structure of the third intermediate layer 17c formed as a replication layer.
  • the HRI layer 22 is nearly transparent in the visible spectral range above 500 nm.
  • the microstructure layer 15s formed from the third intermediate layer 17c and the HRI layer 22 is arranged after application of the security feature 1 on a document below the volume hologram layers 13a and 13b and, on the one hand, causes a surface hologram formed in the third intermediate layer 17c to be visible under the volume holograms and that any printed image remains visible on the document.
  • FIG. 25 shows a ninth embodiment of the security element.
  • a security element 1 is as described above in FIG.
  • Intermediate layer 17d, a metallic layer 20 and an optional fifth intermediate layer 17e has. On the fifth intermediate layer 17e, the adhesive layer 16 is arranged.
  • the ink layer 15f is applied to the optional third intermediate layer 17c or directly to the second volume hologram layer 13b by the usual printing or coating methods. Thereafter, the fourth intermediate layer 17d and the metallic layer 20 over the entire surface, as shown in Fig. 25, or partially applied.
  • the color layer 15f and the metallic layer 20 are after the application of the security element 1 to a document below the
  • Volume hologram layers 13a and 13b arranged and can cause the fact that the surface of the document is covered and thereby the overlying volume holograms are not superimposed by the color and shape of any pressure on the document.
  • the visibility of the volume holograms may increase since the color layer 15f absorbs light, particularly in dark colors, and the metallic layer 20 darkens when the document is tilted outside the mirror reflex. Due to the partial pressure of the ink layer 15f, however, the metallization is not completely visible, in particular when using dark colors, which corresponds to a demetallizing effect.
  • any printed image on the document can be placed in the
  • the color layer 15f and the metallization 20 may be particularly clearly visible in the viewing or lighting situations in which the overlying volume holograms are not or hardly visible.
  • Fig. 26 shows a tenth embodiment of the security element.
  • a security element 1 is formed like the security element described in FIG. 25, with the difference that the fourth intermediate layer 17d is formed as a replication layer into which a surface relief is molded, as described above in FIG.
  • the on the fourth intermediate layer 17d applied metallic layer 20 may be over the entire surface or, as shown in Fig. 26, partially formed.
  • the ink layer 15f is applied to the optional third by the usual printing or coating methods (eg gravure printing, screen printing, flexographic printing, ink jet printing)
  • the color layer 15f and the metallized fourth intermediate layer 17d are arranged after the application of the security element 1 on a document below the volume hologram layers 13a and 13b and form three different substrates below the volume hologram layers 13a and 13b.
  • the surface of the document is covered in particular when using dark colors.
  • the overlying volume holograms are not overlaid by the color and shape of any print on the document, and the volume holograms are more visible.
  • Fig. 27 shows an eleventh embodiment of the security element.
  • a security element 1 is designed like the security element described in FIG. 4, with the difference that the background layer is formed as a fluorescent layer 15fl.
  • the fluorescent layer 15fl may be formed over the entire surface or in regions.
  • the fluorescent layer 15fl is made of a lacquer in a thiophene
  • Benzoaxol derivative formed dissolved fluorescent organic and inorganic pigments.
  • the fluorescent layer 15fl is used with the usual
  • Printing process for example gravure printing, screen printing, flexo printing,
  • the layer thickness is after the
  • Drying preferably between 0.1 ⁇ and 6 ⁇ .
  • the fluorescent layer 15fl is arranged after the application of the security element 1 on a document below the volume hologram layers 13a and 13b. While the fluorescent layer 15fl when irradiated with
  • Fig. 28 shows a twelfth embodiment of the security element.
  • a security element 1 is designed like the security element described in FIG. 27, with the difference that a phosphorescent layer 15p is provided instead of the fluorescent layer.
  • the phosphorescent layer 15p may be formed over the entire surface or in regions.
  • the phosphorescent layer 15p is applied with the usual printing methods, for example intaglio, screen printing, flexographic printing, inkjet printing or other coating methods over the entire surface or partially in decorative printing.
  • the phosphorescent layer 15p is after application of the
  • Volume hologram layers 13a and 13b arranged. While the
  • Phosphorescent layer 15p when exposed to daylight, due to the inherent color of the phosphorescent pigments, appears in shades of gray, it shines in color when irradiated with UV light.
  • the overlying volume holograms can be better visible and / or by overlaying the volume holograms can appear in a different hue. This is of particular interest because, unlike fluorescent pigments, the phosphorescent pigments linger for a certain time, thereby preserving the better visibility of the volume holograms and / or the changed hue of the volume holograms for a certain time after illumination with UV light.
  • Fig. 29 shows a thirteenth embodiment of the security element.
  • a security element 1 has the following layer structure: On a particular coated or uncoated carrier film 1 1, a first intermediate layer 17a and a second intermediate layer 17b are arranged. The second intermediate layer 17b is a replication layer
  • the second intermediate layer 17b may be formed from a thermoplastic material, in whose upper side regions are formed into which relief structures, which are preferably formed as blazed gratings, are formed.
  • the Blazegitter have periods in a range of 0.2 ⁇ to 15 ⁇ , preferably in a range of 0.5 ⁇ to 7.0 ⁇ , and depths in a range of 50 nm to 5000 nm, preferably in a range of 100 nm up to 1500 nm, up.
  • sinusoidal gratings, matt structures, lens structures, etc. may also be used.
  • the metallic layer 20 is, as shown in Fig. 29, formed only in partial areas.
  • the metallic layer 20 is preferably made of aluminum, copper, gold, silver, chromium, tin or an alloy of these materials and has a thickness of 0.1 nm to 1000 nm, preferably from 5 nm to 100 nm.
  • Intermediate layer 17b is preferably coated over the entire surface with a metal or a metallic alloy and then the metal or the metallic alloy subsequently removed again in regions, for example by positive / negative etching or by ablation. Further, it is also possible that the metallic layer 20 only partially and under certain circumstances
  • a layer structure provides a first volume hologram layer 13a, a fourth intermediate layer 17d, a second volume hologram layer 13b, a fifth intermediate layer 17e and finally an adhesive layer 16.
  • volume hologram layers 13a and 13b are arranged after the application of the security element 1 on a document below the partially metallized second intermediate layer 17b and are in the
  • FIG. 30 A particularly advantageous embodiment of the security element 1 is shown in FIG.
  • the security element 1 in FIG. 30 is like that in FIG. 29
  • FIG. 31 shows a fifteenth embodiment of the security element.
  • a security element 1 is as described above in FIG. 29
  • an HRI layer 22 which covers the surface structure of the second intermediate layer 17b over the entire surface, as shown in Fig. 31, or partially covered.
  • the HRI layer 22 has a high refractive index and is
  • the HRI layer is nearly transparent in the spectral range above about 500 nm.
  • volume hologram layers 13a and 13b are arranged after the application of the security element 1 on a document below the second intermediate layer 17b deposited with the transparent HRI layer 22. Depending on the illumination and viewing angle are thus
  • Intermediate layer 17b is formed, or the volume holograms, or the surface hologram and the volume holograms simultaneously visible.
  • Fig. 32 shows a tenth embodiment of a document 18 formed with the security element 1.
  • the document 18 is, for example, a banknote or an identification document.
  • Fig. 32 is a first strip-shaped
  • Security element 1 is arranged on top of the document 18 and a second security element V is arranged in a window 18 f of the document 18.
  • the first security element 1 can not as well
  • the first security element 1 is from that described above
  • volume hologram foil 1f transferred to the document 18.
  • Volume hologram 1f is designed as a transfer film, the carrier film 1 1 after the application of the transfer layer on the document 18 of the
  • the volume hologram foil 1f is as Laminating formed, the carrier film 1 1 remains after application as the top layer of the security element 1 on the document 18th
  • the window 18f is formed as a transparent area of the document 18 in the embodiment shown in FIG.
  • the window 18 may, for example, be a transparent area of a polymer banknote
  • the volume hologram foil 1f may be designed for application on the window 18f as a transfer foil or as a laminating foil.
  • Visual features in the transparent areas of the document 18 can be designed differently and can be divided into three groups:
  • Transmission feature are rarely met, for example, when a banknote is held against the light. Thus, this transmission feature is almost invisible, only in transmission, viewed against a light source, appears information (eg denomination of the banknote).
  • a Combination information is a visually interesting and at the same time very forgery-proof feature.
  • Fig. 33 shows the general geometrical conditions in the
  • a security element 1 which is arranged on a document 18, is illuminated at an angle of incidence ⁇ to the surface of a light source 7 (sun, lamp).
  • a volume hologram formed in the security element 1 is in one
  • Exit angle ⁇ visible to the surface.
  • a viewer 8 person or camera
  • d distance from the surface of the document.
  • Fig. 34 is an explanatory diagram showing among which
  • the x-axis of the diagram shown in FIG. 34 denotes the reflection angle ⁇ , below which the volume hologram is visible.
  • the y-axis of the diagram denotes the intensity I of the light emerging under the reflection angle ⁇ .
  • the volume hologram is visible under three different viewing angles, which correspond to the three reflection angles ⁇ , ⁇ 2 and ⁇ 3 . This appears at different viewing angles
  • volume hologram in different colors. Below the reflection angle ⁇ the volume hologram appears in a first color F1, for example in green, under the reflection angle ⁇ 2 in a second color F2, for example in red and at the reflection angle Y3 in a third color F3,
  • the reflection angles ⁇ have a
  • Tolerance width ⁇ in which the volume hologram is visible.
  • Tolerance width ⁇ is formed symmetrically in the embodiment shown in FIG. 34 about the mean value of the reflection angle ⁇ .
  • the tolerance width ⁇ may, for example, be ⁇ 10 ° or only ⁇ 5 ° or even only ⁇ 2 ° about the mean value of the reflection angle ⁇ .
  • the intensity and thus the visibility of the respective volume hologram is shown in FIG. 34 by the height of the color curves.
  • the first color F1 is most clearly visible, while the second color F2 and the third color F3 are less clearly visible.
  • the respective reflection angles ⁇ and the colors F and intensities I of the volume hologram are determined in particular by the diffraction behavior of the volume hologram master, in particular by its surface relief and / or the grating period and / or the azimuth angle and / or the texture depth and / or the thickness of the volume hologram layer and / or the
  • Curing process and / or by the parameters of the exposure especially by the exposure wavelength and / or the exposure intensity of the laser radiation and / or the UV radiation and / or by the
  • volume holograms it is possible, for example, to shrink the volume hologram layer in regions by means of different curing and / or different after-treatments or to swell, and thus to generate areas in which the volume hologram of the volume hologram layer shows a different color F.
  • One or more lasers preferably two lasers, are used to expose the volume hologram layer.
  • the volume hologram layer it is possible on the one hand for the volume hologram layer to be exposed at different angles of incidence by the light beams generated by the respective lasers, so that an image area of the volume hologram is generated by each of the lasers, which has a different color value.
  • the lasers it is also possible for the lasers to emit light of different wavelengths and thus for the respective laser image areas with different color values in the
  • Volume hologram layer are recorded. For example, it is possible to select these parameters such that the
  • Volume hologram only in an angular range of +/- 10 °, preferably +/- 5 ° by a single angle ⁇ and appears with a single color F1 or in a narrow color spectrum, but with a relatively high intensity, as shown in Fig. 35.
  • Fig. 36 shows the case where the reflection angle ⁇ is smaller than 90 °.
  • the volume hologram is visible to the viewer 8 when the document 18 is tilted away from the viewer 8 and when the
  • Viewing angle ⁇ and the reflection angle ⁇ are equal or similar.
  • Fig. 37 shows the case where the reflection angle ⁇ is larger than 90 °.
  • the volume hologram is visible to the viewer 8 when the Document 18 is tilted towards the viewer 8 and when the viewing angle ⁇ and the reflection angle ⁇ are equal or similar.
  • Fig. 38 shows the usual way in which the viewer 8 looks perpendicular to the document 18 and therefore the viewing angle ⁇ and the reflection angle ⁇ must be in the range of 90 °, so that the
  • Volume hologram is visible.
  • Volume hologram layers which are arranged one above the other.
  • further layers are present as intermediate layers, the optical ones
  • Functionalities for example, full-color or partially existing color layers and / or metal layers and / or diffractive structures or matt structures may have and / or as adhesive layers and / or
  • Metal layer e.g., aluminum
  • volume hologram master Due to a special design of the volume hologram master,
  • FIG. 39 shows an exemplary embodiment in which a first volume hologram with a first color F1 has a very large tolerance range ⁇ , ie an angular range in which the volume hologram is visible.
  • a very large tolerance range ⁇ is greater than +/- 45 °, preferably greater than +/- 60 °.
  • the tolerance range ⁇ has a value of approximately 160 °.
  • the first volume hologram is therefore visible for almost all viewing angles ⁇ between 10 ° and 170 °.
  • the first volume hologram is formed in a first volume hologram layer of the security element.
  • Tolerance ranges ⁇ are preferably sinusoidal, diffractive gratings whose grating periods, orientation and depth are designed according to the desired holographic effect, for example a movement effect.
  • the grating periods vary from 0.3 ⁇ to 3.0 ⁇ , preferably from 0.5 ⁇ to 2.0 ⁇ .
  • the grating depths are in the range 50 nm to 400 nm, preferably in the range 100 nm to 200 nm.
  • Relief structures with an optical effect similar to a macroscopic concave or convex lens or a macroscopic concave or convex freeform surface can for example
  • Grid structures with sinusoidal profiles exist.
  • asymmetric lattice structures can also be used.
  • the grids are arranged in a circle around a center.
  • the grating periods are larger in the center of the lens and smaller at the lens edge and vary from 0.3 ⁇ to 2500 ⁇ , preferably from 0.8 ⁇ to 100 ⁇ .
  • the grid depths are in the range of 50 nm to 10 ⁇ m, preferably in the range of 100 nm to 5 ⁇ m.
  • Volume holograms visible in a very wide range of angles.
  • a second volume hologram with a second color F2 has only a small tolerance range ⁇ 2 , ie the tolerance range ⁇ 2 is less than +/- 10 °, preferably less than +/- 5 °. Consequently, the second is
  • the second volume hologram is formed in a second volume hologram layer of the security element.
  • the colors F1 and F2 can also be the same.
  • the color of a volume hologram is preferred by a
  • Peak wavelengths for red volume holograms are in the range of 600 nm to 680 nm, typically 610 nm to 620 nm, and green
  • Volume holograms in the range of 520 nm to 560 nm, typically at 535 nm to 545 nm.
  • the spectral bandwidths B s are 5 nm to 20 nm, typically 10 nm.
  • Surface structures of the volume hologram master are asymmetric surface structures. These are blazed reflective gratings with sawtooth surfaces, for example at a spatial frequency of 100 lines / mm to 2000 lines / mm. It can further be provided that the Blazegitter has a grid depth of 0.1 ⁇ to 2 ⁇ . Blazegitter with the dimensions mentioned above can by thermoplastic deformation, for example with a heated
  • the grids of the master may be a mosaic-like juxtaposition of a wide variety of different grids, e.g. Blaze grating with a grating period of about 500 nm to about 1500 nm and a lattice depth between 100 nm and 600 nm with different azimuthal orientations, kinoforms, asymmetric achromatic lattices, matte structures, relief structures with an optical effect similar to a macroscopic concave or convex lens or a macroscopically concave or convex freeform surface, etc. as well
  • FIG. 41 shows the construction and operation of a security element 1 according to FIG. 39 with a first volume hologram layer 13a and a second volume hologram layer 13b.
  • a first color F1 for example green, is generated in the first volume hologram layer 13a and is visible only in a narrow angular range.
  • Fig. 42 shows a surface relief master formed
  • a volume hologram master 9 in cross section.
  • a volume hologram master 9 has in the embodiment shown in FIG. 42 a first blazed grating 91 ba with a grating period of 1 ⁇ m and a grating depth of 300 nm and a second blaze grating 91 bb with a grating period of 0.78 ⁇ m and a
  • Volume hologram masters 9 have a surface relief with a
  • Matt structure 91 m which disperses diffuse light diffusely and therefore gives the visual impression of a "black mirror.”
  • 91 m matt structure is also the use of a
  • the volume hologram master 9 is in this embodiment of a nickel-cobalt alloy
  • Fig. 43 shows the principle of manufacturing a volume hologram.
  • a volume hologram master 9 is in contact with a support film 1 1 coated with a release layer 17t, a protective layer 17s, an intermediate layer 17 and a photopolymer layer 12.
  • the volume hologram master 9 and the coated carrier film 11 are guided along in a feed direction v.
  • no release layer 17t is provided.
  • the photopolymer layer 12 may be viscous
  • Photopolymer layer are applied. It can be provided, a light-weight photopolymer layer during printing or shortly thereafter prebent by means of UV light, so that the optimum viscosity for further processing is set.
  • a laser is provided, which is directed towards the surface relief master 9
  • Laser beam 71 emits.
  • the angle at which the laser beam 71 impinges can be optimized by experiments and, for example, be 14 ° to the vertical.
  • the volume hologram master 9 may be applied to a cylinder and therefore used in the curved state.
  • FIG. 44 shows an eleventh embodiment of a document 18 formed with the security element 1.
  • the security element 1 has a first volume hologram with an over the entire surface of the
  • Security elements 1 extended first motif 14a and a color F1, which is visible from many viewing angles, that is, both when tilting about the longitudinal axis of the document 18 and when pivoting about the transverse axis of the document 18. are preferred for the first
  • Volume hologram optical effects similar to a macroscopic concave or convex lens or a macroscopically concave or convex freeform surface e.g. large single-lens structures or repetitive patterns of small lens structures or other optical effects
  • Free-form surfaces which visually create a concave or convex curvature effect, used, since they are visible from almost all viewing directions. Due to the rotational symmetry of ordinary lens effects, the lens effects mentioned above can cover the complete azimuth range (angular range perpendicular to the plane of incidence) at viewing angles (0-360 °).
  • Cross lattice structures (with a screen ruling below the resolution limit of the human eye), which cover a larger azimuth range and a larger Tiltwinkel Scheme.
  • a grid with a pixel size of 10 ⁇ x 10 ⁇ be used.
  • 64 different grid structures would be screened into each other, which allow to cover a wide azimuth / Tiltwinkel Scheme for the visibility of the feature, the pixels are not resolvable with the naked eye.
  • a second volume hologram with a second motif 14b and a color F2 is formed so that it is visible only in a certain angular range or in a few discrete angular ranges.
  • the second motif 14b can be a single image or an endless motif.
  • the second motif 14b is formed as a single image.
  • the first and second volume holograms may be in the same Volume hologram layer, but preferably in two different
  • Volume hologram layers may be formed.
  • Fig. 45 shows a twelfth embodiment of a with the
  • Security element 1 formed document 18, which is designed like the document 18 described in FIG. 39, with the difference that the second volume hologram as a 2-flicker with a second motif 14b in a color F2 and a third motif 14c in a Color F3 is formed.
  • the second motif 14b appears, for example the letter "A"
  • the third motif appears, for example the letter "B”.
  • the second motif 14b and the third motif 14c are each visible only in a specific, narrow angular range. When tilting and in the middle position, however, only the first volume hologram 14a is visible.
  • the first and second volume holograms may be in the same volume hologram layer, but preferably in two
  • Fig. 46 shows a thirteenth embodiment of one with the
  • Security element 1 formed document 18, which is designed as the document 18 described in FIG. 45, with the difference that the second motif 14b and the third motif 14c are formed in the second volume hologram so that when tilting the document 18 away from the viewer second motif 14b, for example, the letter "A" appears, and when tilting towards the viewer, the third motif 14c, for example, the letter "B" appears.
  • the first and second volume holograms may be in the same volume hologram layer, but preferably in two
  • FIG. 47 shows a fourteenth embodiment of the present invention
  • the second motif 14b appears, for example the letter "A”
  • the third motif 14c for example the letter "B”
  • the fourth motif 14d appears, for example the letter "C”.
  • the motifs 14b to 14d are each visible only in a specific, narrow angular range.On tilting away from the observer or toward the observer, only the first motif 14a is visible in each case
  • the first and the second volume hologram can be in the same volume hologram layer, but preferably in two different volume hologram layers be educated.
  • FIG. 48 shows a fifteenth embodiment of the present invention
  • Security element 1 trained document 18 which is designed as the document 18 described in FIG. 46, with the difference that when tilting the document 18 away from the viewer, the second motif 14b, for example, the letter "A" appears, in the middle position, the third motif 14c, for example, the letter "B" appears, and when tilting to
  • the fourth motif 14d for example the letter "C", appears, and the motifs 14b to 14d are only visible in a specific, narrow angle range.
  • the first motif 14a is visible second volume hologram may be formed in the same volume hologram layer, but preferably in two different volume hologram layers.
  • FIG. 49 shows a sixteenth embodiment of the present invention
  • the first volume hologram is formed with a first motif 14a as a two-color volume hologram having a color F1 and a color F2.
  • the first volume hologram is again below almost all
  • the second volume hologram having a second motif 14b is also formed as a two-color volume hologram having a color F3 and a color F4. Again, the second volume hologram is only in one particular or a few discrete ones
  • the second motif 14b can be a single image or an endless motif. In the embodiment shown in FIG. 49, the second motif 14b is formed as a single image.
  • the first and second volume holograms may be in the same volume hologram layer, but preferably in two different ones
  • Volume hologram layers may be formed.
  • Fig. 50 shows a seventeenth embodiment of one with the
  • Both the first volume hologram with a first motif 14a and a color F1 and the second volume hologram with a second motif 14b and a color F2 are at almost all viewing angles, that is, both when tilting and when pivoting the document 18 as well as in the middle position, visible. Preferred are for the first and the second
  • volume hologram the lens effects described above, e.g. size
  • the first and second volume holograms may be formed in the same volume hologram layer, but preferably in two different volume hologram layers.
  • FIG. 51 shows an eighteenth embodiment of the present invention
  • a first volume hologram with a first motif 14a and a color F1 is only visible when the document 18 is pivoted to the left about its transverse axis.
  • the first motif 14a is formed as a single image with the letter "K"
  • a second volume hologram having a second motif 14b and a color F2 is visible only when the document 18 is rotated to the right
  • the second motif 14b is an endless design with the numbers "100" trained.
  • the two motifs 14a and 14b are only in one
  • the colors F1 and F2 may be different or identical.
  • Volume holograms may be formed in the same volume hologram layer, but preferably in two different volume hologram layers.
  • FIG. 52 shows a nineteenth embodiment of the present invention
  • the document 18 is formed like the document shown in Fig. 51, except that the first motif 14a is formed as an endless design with the letter "K.”
  • the first and second volume holograms may be in the same
  • Volume hologram layer but preferably be formed in two different volume hologram layers.
  • Fig. 53 shows a twentieth embodiment of the present invention
  • the document 18 is designed like the document shown in FIG. 51, with the difference that both the first motif 14a and the second motif 14b are formed as a single image.
  • the first and second volume holograms may be in the same volume hologram layer, but preferably in two
  • FIG. 54 shows a twenty-first embodiment of a document formed with the security element 1.
  • the document 18 is designed like the document shown in Fig. 51, with the difference that when the document 18 is viewed in the middle position, both motifs 14a and 14b are simultaneously visible.
  • the colors of the volume holograms F1 and F2 are preferably chosen differently.
  • the first and second volume holograms may be formed in the same volume hologram layer, but preferably in two different volume hologram layers.
  • Fig. 55 shows a twenty-second embodiment of a document formed with the security element 1.
  • the document 18 is like that 54, with the difference that the first motif 14a is formed not as a single image but as an endless design.
  • FIG. 56 shows a twenty-third embodiment of the present invention
  • FIG. 57 shows a twenty-fourth embodiment of the present invention
  • the document 18 is designed like the document shown in FIG. 51, with the difference that the first motif 14a is visible when the document 18 is viewed perpendicularly in the transverse position, and that the second motif 14b when viewed vertically and rotated by the document 18 by a certain angle, in FIG. 57, for example, by 90 °, is visible in the high position. Both motifs 14a and 14b are visible only in a relatively narrow rotation angle range of about 20 °, so that a clear separation of the motifs takes place.
  • the first and the second motif can be in the same
  • Volume hologram layer but preferably be formed in two different volume hologram layers.
  • FIG. 58 shows a twenty-fifth embodiment of a document formed with the security element 1.
  • the document 18 is designed like the document shown in FIG. 57, with the difference that the first motif 14a is formed not as a single image but as an endless design.
  • Fig. 59 shows a twenty-sixth embodiment of a document formed with the security element 1.
  • the document 18 is designed like the document shown in FIG. 57, with the difference that both the first motif 14a and the second motif 14b are formed as a single image.
  • FIG. 60 shows a twenty-seventh embodiment of a document formed with the security element 1.
  • the document 18 is designed like the document shown in FIG. 57, with the difference that the first motif 14a is visible when the document 18 is viewed perpendicularly in a first transverse position, and that the second motif 14b when viewed vertically and rotated by 180.degree ° is visible in a second transverse position. Both motifs 14a and 14b are visible only in a relatively narrow rotation angle range of about 20 °, so that a clear separation of the motifs takes place.
  • the first and the second motif may be in the same volume hologram layer, but preferably in two
  • Fig. 61 shows a twenty-eighth embodiment of a document formed with the security element 1.
  • the document 18 is designed like the document shown in FIG. 60, with the difference that the first motif 14a is formed not as a single image but as an endless design.
  • Fig. 62 shows a twenty-ninth embodiment of a document formed with the security element 1.
  • the document 18 is designed like the document shown in FIG. 61, with the difference that both the first motif 14a and the second motif 14b are formed as a single image.

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Ausbildung einer Volumenhologrammfolie (1f) mit Sicherheitselementen (1), die als Übertragungsabschnitt der Volumenhologrammfolie (1f) ausgebildet sind, wobei die Volumenhologrammfolie (1f) n übereinander angeordnete Volumenhologrammschichten (13) aufweist, beschrieben. Die Herstellung der Volumenhologrammfolie (1f) wird in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten durchgeführt: a) Bereitstelleneiner Trägerfolie (11) von einer Vorratsrolle (31); b) Aufbringen einer i-ten Photopolymerschicht (12) auf die Trägerfolie (11); c) Ausbildung eines i-ten Volumenhologramms in der Photopolymerschicht (12); d)Ausbilden einer i-ten Volumenhologrammschicht (13i) durch Härtung der i- ten Photopolymerschicht (12). e) n-1-maliges Wiederholen der Prozessschritte b) bis e); f) Aufbringen einer Kleberschicht (16) auf die Hintergrundschicht (15); g) Aufspulen der Volumenhologrammfolie (1f) auf eine Aufwickelrolle (32).

Description

Verfahren zur Herstellung einer Volumenhologrammfolie mit als
Übertragungsabschnitte ausgebildeten Sicherheitselementen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Volumenhologrammfolie nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 .
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Herstellung eines mit mehreren übereinander angeordneten Volumenhologrammschichten ausgebildeten Sicherheitselements, das für die Applikation auf ein Sicherheitsdokument vorgesehen ist, die mehreren Volumenhologrammschichten durch
Beschichtung und Laserbelichtung separat herzustellen und dann diese Schichten miteinander zu laminieren.
Die US 2002/0174790 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements mit mehreren übereinander liegenden
Volumenhologrammschichten, wobei die Volumenhologrammschichten in einem Zwischenprodukt nebeneinander liegend ausgebildet werden, aus dem Zwischenprodukt abgetrennt werden und danach zu einem Mehrschichtkörper laminiert werden. Von Nachteil dabei ist, dass die Ausbildung einer hohen Registergenauigkeit der in dem Sicherheitselement übereinander angeordneten
Volumenhologrammschichten nur mit einem vergleichsweise hohen
technologischen Aufwand möglich ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Volumenhologrammfolie zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Es wird ein Verfahren zur Ausbildung einer Volumenhologrammfolie mit Sicherheitselementen, die als Übertragungsabschnitt der
Volumenhologrammfolie ausgebildet sind, beschrieben, wobei die
Volumenhologrammfolie n übereinander angeordnete
Volumenhologrammschichten aufweist, und wobei vorgeschlagen wird, dass die Herstellung der Volumenhologrammfolie in einem Rolle-zu-Rolle- Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten durchgeführt wird:
a) Bereitstellen einer Trägerfolie von einer Vorratsrolle;
b) Aufbringen einer i-ten Photopolymerschicht auf die Trägerfolie;
c) Ausbildung eines i-ten Volumenhologramms in der Photopolymerschicht; d) Ausbilden einer i-ten Volumenhologrammschicht durch Härtung der i-ten Photopolymerschicht.
e) n-1 -maliges Wiederholen der Prozessschritte b) bis d). Bei der im Verfahrensschritt a) bereitgestellten Trägerfolie kann es sich um eine Polyesterfolie mit einer Dicke im Bereich von 5 μιτι bis 200 μιτι, bevorzugt im Bereich von 10 μιτι bis 30 μιτι, handeln. In zwischen dem Verfahrensschritt a) und dem Verfahrensschritt b)
angeordneten optionalen Verfahrensschritten können eine Ablöseschicht, die das Trennen der Trägerfolie von dem fertigen Sicherheitselement erleichtert, sowie eine Schutzschicht, die bei dem fertigen Sicherheitselement die oberste Schicht bildet, auf die Trägerfolie aufgebracht werden, wie weiter unten beschrieben.
Die Ablöseschicht kann in einer stromabwärts hinter der Vorratsrolle
angeordneten ersten Fertigungsstation auf die Trägerfolie aufgebracht werden. Dazu kann das Material, das die Ablöseschicht bildet, zunächst in einer
Beschichtungsvornchtung in der Regel vollflächig durch Drucken, Sprühen oder Gießen auf die Trägerfolie aufgebracht werden. Die aufgebrachte Schicht wird in einer stromabwärts hinter der Beschichtungsvornchtung angeordneten Trocknungs- und/oder Härtungsvorrichtung getrocknet und/oder gehärtet. Die Schutzschicht kann in einer stromabwärts hinter der ersten
Fertigungsstation angeordneten zweiten Fertigungsstation auf die
Ablöseschicht aufgebracht werden. Dazu wird das Material, das die
Schutzschicht bildet, zunächst in einer Beschichtungsvornchtung in der Regel vollflächig durch Drucken, Sprühen oder Gießen aufgebracht. Die aufgebrachte Schutzschicht wird in einer stromabwärts hinter der Beschichtungsvornchtung angeordneten Trocknungs- und/oder Härtungsvorrichtung getrocknet und/oder gehärtet. Zur Ausbildung der Photopolymerschicht im Verfahrensschritt b) wird eine Photopolymerfolie von einer Vorratsrolle abgewickelt, zusammen mit der Trägerfolie zwischen Andruckwalzen hindurchgeführt und auf die Oberseite der Trägerfolie oder bei bereits beschichteter Trägerfolie auf die Oberseite der oben auf liegenden Schicht aufgepresst. Die Photopolymerfolie ist aus einem
Photopolymer ausgebildet, das unter Einwirkung insbesondere von
Laserstrahlung und/oder UV-Licht vernetzbar ist und dabei insbesondere seine optische Brechzahl ändern kann. Durch bereichsweises Vernetzen sind beispielsweise Volumenhologramme ausbildbar, wie weiter unten beschrieben. Die Photopolymerfolie kann eine Dicke im Bereich von 3 μιτι bis 100 μιτι aufweisen. Die Photopolymerfolie kann als selbsttragende Folie aus
Photopolymermaterial, aber auch als Trägerfolie mit einer darauf aufgebrachten nicht selbsttragenden Photopolymerschicht ausgeführt sein. Es kann auch vorgesehen sein, zur Ausbildung der Photopolymerschicht
Photopolymermaterial vollflächig oder partiell durch Drucken, Sprühen oder Gießen auf die Oberseite der Trägerfolie oder bei bereits beschichteter
Trägerfolie auf die Oberseite der oben auf liegenden Schicht aufzubringen.
Im Verfahrensschritt c) wird die beschichtete Trägerfolie einer stromabwärts hinter der Beschichtungsvorrichtung angeordneten Belichtungsvorrichtung zugeführt. Die Belichtungsvorrichtung kann eine erste Belichtungsstation, aufweisend einen ersten Laser und einen ersten Modulator, eine optionale zweite Belichtungsstation, aufweisend einen zweiten Laser und einen zweiten Modulator, sowie optionale weitere Belichtungsstationen mit weiteren Lasern und Modulatoren, einen Volumenhologramm-Master sowie eine UV-Lichtquelle aufweisen. Zur Aufzeichnung eines Volumenhologramms kann vorgesehen sein, die Photopolymerschicht mit kohärentem Licht des ersten Lasers und optional des zweiten Lasers und optionalen weiteren Lasern zu belichten und anschließend durch die UV-Lichtquelle zu bestrahlen. Bei der Aufzeichnung befindet sich die beschichtete Trägerfolie bevorzugt in direktem oder indirektem Kontakt mit dem unter der Trägerfolie angeordneten Volumenhologramm-Master. Dabei kann es vorgesehen sein, den Volumenhologramm-Master als ebenen
Volumenhologramm-Master, insbesondere auf einer Platte, oder als
gekrümmten Volumenhologramm-Master, insbesondere auf einer Mantelfläche einer Walze auszuführen. Die Laser sowie die in dem Strahlengang zwischen dem jeweiligen Laser und der Photopolymerschicht angeordneten Modulatoren und/oder ein den Einfallswinkel der Belichtungsstrahlen bestimmendes
Ablenkelement werden entsprechend angesteuert, so dass der jeweilige, einen vorgegebenen Farbwert aufweisende Bildbereich mit einem Licht einer
Belichtungswellenlänge und/oder mit unter einem Winkel auftreffendem Licht belichtet wird, welches eine Aufzeichnung eines Volumenhologramm- Bildbereichs mit dem vorgegebenen Farbwert und einem vorgegebenen Winkelbereich der Sichtbarkeit bewirkt. Dabei überlagern sich die einfallenden Belichtungsstrahlen mit den vom Volumenhologramm-Master reflektierten Belichtungsstrahlen. Durch diese Interferenz der Belichtungsstrahlen werden in dem Bildbereich innerhalb der Photopolymerschicht sogenannte Bragg-Ebenen ausgebildet. Diese Bragg-Ebenen sind lokale Veränderungen des
Brechungsindex innerhalb der Photopolymerschicht, die optisch wirksam sind und dadurch das Volumenhologramm bilden.
Weiter ist es auch möglich, Belichtungsmasken in dem Strahlengang zwischen den Lasern und der Photopolymerschicht anzuordnen, welche die Lage und Ausformung der durch den jeweiligen Laser aufgezeichneten Bildbereiche bestimmen.
Im Verfahrensschritt d) wird die belichtete Photopolymerschicht unter der UV- Lichtquelle vorbeigeführt. Auf diese Weise wird die Photopolymerschicht in eine erste Volumenhologrammschicht umgewandelt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Anzahl n übereinander angeordneter Volumenhologrammschichten zwei oder mehr beträgt. Vorzugsweise ist n zwischen 2 und 10, weiter bevorzugt zwischen 2 und 5 zu wählen.
Da das vorgeschlagene Verfahren als Rolle-zu-Rolle-Verfahren ausgebildet ist, entfallen Justierschritte, die zum registergenauen Laminieren von einzeln vorliegenden, in voneinander getrennten Prozessschritten hergestellten
Volumenhologrammschichten und anderer, insbesondere optisch wirksamer Schichten eines aus laminierten Schichten ausgebildeten Sicherheitselements erforderlich sind. Erfindungsgemäß werden dabei die einzelnen
Verfahrensschritte inline durchgeführt. Inline bedeutet dabei, dass keine Unterbrechung der Prozessschritte vorhanden ist und/oder keine voneinander entkoppelten Prozessschritte vorhanden sind.
Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist, dass alle von der Volumenhologrammfolie übertragenen Sicherheitselemente die gleiche
Registergenauigkeit aufweisen. Damit ist ein gleichbleibend hoher
Qualitätsstandard erreichbar.
Unter Register oder Passer bzw. Registergenauigkeit oder Passergenauigkeit ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehrerer Elemente und/oder Schichten relativ zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst groß sein. Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Elementen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Prozesssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorischer, vorzugsweise optisch detektierbarer Passermarken oder
Registermarken erfolgen. Diese Passermarken oder Registermarken können dabei entweder spezielle separate Elemente oder Bereiche oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Elemente oder Bereiche oder Schichten sein.
Von besonderem Vorteil ist es, dass durch die sukzessive Herstellung der mehrschichtigen Volumenhologrammfolie, aus der die Sicherheitselemente durch Transferieren einer Transferlage von einer Trägerfolie oder durch
Laminieren auf das Sicherheitsdokument aufbringbar sind, unterschiedliche Belichtungsrichtungen und/oder unterschiedliche Belichtungswellenlängen eingesetzt werden können und dass dadurch unterschiedliche Raumrichtungen, in denen die Volumenhologramme beobachtet werden können, und
unterschiedliche Motive und/oder Gestaltungen und/oder Farben der
Volumenhologramme erreicht werden können.
Weiterhin wird es dadurch auch möglich, weitere Volumenhologramme und ggf. weitere Schichten registergenau bzw. passergenau zu vorhergehenden oder folgenden Volumenhologrammen zu erzeugen und aufeinander abzustimmen und anzuordnen. Insbesondere die hier beschriebene Inline-Herstellung ohne zwischengeschaltetes Aufwickeln der Volumenhologrammfolie ermöglicht dabei eine besonders genaue relative Ausrichtung der einzelnen Schichten
zueinander. Alternativ ist es auch möglich, die unterschiedlichen
Volumenhologrammschichten durch aufeinanderfolgende Schritte in ein und derselben Vorrichtung„offline" aufzubringen und dadurch die mehrschichtige Volumenhologrammfolie zu erzeugen. Das heißt, dass nach einem Durchgang die Volumenhologrammfolie aufgewickelt wird und für einen weiteren
Durchgang in derselben Vorrichtung entsprechend wieder abgewickelt wird. Auch dabei ist eine Registrierung der Schichten zueinander möglich, aber die Genauigkeit ist geringer als in der oben beschriebenen vorteilhaften Inline- Herstellung.
Es kann auch vorgesehen sein, die unterschiedlichen
Volumenhologrammschichten in mehreren Durchgängen auf das
Sicherheitsdokument aufzubringen. So ist es beispielsweise möglich, in einem ersten Durchgang ein auf einer Vorratsrolle aufgewickeltes Folienhalbzeug bereitzustellen, aus dem in einem weiteren Durchgang oder in mehreren weiteren Durchgängen unterschiedliche Fertigprodukte herstellbar sind.
Es kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt b) die Photopolymerschicht durch Anpressen einer Photopolymerfolie aufgebracht wird, wobei die
Photopolymerfolie auf einer Vorratsrolle bereitgestellt wird. Die Haftung der Photopolymerfolie auf der Trägerfolie kann beispielsweise durch Anpressen unter Temperatureinwirkung verbessert werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt b) die
Photopolymerschicht vollflächig oder partiell durch Drucken, Sprühen oder Gießen aufgebracht wird. Es kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt c) die Ausbildung des i-ten Volumenhologramms durch eine Laserbelichtung erfolgt, wie weiter oben ausführlich beschrieben. Weiter kann vorgesehen sein, dass die i-te Photopolymerschicht zwischen dem Verfahrensschritt c) und dem Verfahrensschritt d) vorgehärtet wird und im Verfahrensschritt d) endgehärtet wird. Zur Endhärtung wird die beschichtete Trägerfolie einer stromabwärts hinter der Belichtungsvorrichtung angeordneten Härtungsvorrichtung zugeführt, um ein vollständiges Aushärten der
Volumenhologrammschicht zu erreichen. Die Härtungsvorrichtung weist eine UV-Lampe auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass auf die n-te Volumenhologrammschicht eine Hintergrundschicht aufgebracht wird. Die Hintergrundschicht kann in einer stromabwärts nachgeordneten
Fertigungsstation auf die n-te Volumenhologrammschicht aufgebracht werden.
Weiter kann vorgesehen sein, dass auf die Hintergrundschicht eine
Kleberschicht aufgebracht wird.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass auf die n-te Volumenhologrammschicht eine Kleberschicht aufgebracht wird.
Bei der Applikation eines aus der Volumenhologrammfolie abgetrennten Sicherheitselements auf ein Substrat bildet die Kleberschicht die unterste Schicht des als Mehrschichtkörper ausgebildeten Sicherheitselements. In einem letzten Verfahrensschritt kann die Volumenhologrammfolie auf eine Aufwickelrolle aufgespult werden.
Die Volumenhologrammfolie kann als eine Transferfolie oder als eine
Laminierfolie ausgebildet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass zur Ausbildung der Volumenhologrammfolie zu einer Transferfolie vor dem Verfahrensschritt b) folgende weitere
Verfahrensschritte ausgeführt werden:
- Aufbringen einer Trennschicht;
Aufbringen einer Schutzschicht.
Die Trennschicht erleichtert das Ablösen des Sicherheitselements von der Trägerfolie. Die Schutzschicht bildet nach dem Ablösen des
Sicherheitselements die oberste Schicht des Sicherheitselements und schützt dieses vor Umwelteinflüssen.
Es kann vorgesehen sein, dass zur Ausbildung der Volumenhologrammfolie zu einer Laminierfolie vor dem Verfahrensschritt b) folgender weiterer
Verfahrensschritt ausgeführt wird:
- Aufbringen einer Haftvermittlerschicht.
Die Photopolymerschicht wird dann auf die Haftvermittlerschicht aufgebracht.
Weiter kann vorgesehen sein, dass nach dem Verfahrensschritt b) eine
Zwischenschicht auf die Photopolymerschicht aufgebracht wird. Der Begriff Zwischenschicht wird hier und im Folgenden als Oberbegriff für eine oder mehrere Schichten verwendet, die unterschiedlich ausgebildet sein können und unterschiedliche Funktionen ausbilden können, wie folgend beschrieben. Es kann vorgesehen sein, dass die Zwischenschicht als eine Barriereschicht oder eine Haftvermittlerschicht ausgebildet wird.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Zwischenschicht als eine dekorative Schicht ausgebildet wird.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Zwischenschicht als eine partielle Reflexionsschicht ausgebildet wird. Es kann vorgesehen sein, dass vor dem Verfahrensschritt b) weitere
Verfahrensschritte ausgeführt werden:
Aufbringen einer ersten und einer zweiten Zwischenschicht auf die
Trägerfolie, wobei die erste Zwischenschicht beispielsweise als
Schutzschicht und die zweite Zwischenschicht als eine Replizierschicht ausgebildet wird;
Abformen einer Mikrostruktur in die zweite Zwischenschicht;
Aufbringen einer metallischen Schicht auf die Mikrostruktur;
Aufbringen einer dritten Zwischenschicht. Wenn bereits auf die Trägerfolie eine Ablöseschicht und/oder eine
Schutzschicht oder eine Haftvermittlerschicht aufgebracht sind bzw. ist, dann werden die vorgenannten Zwischenschichten auf die jeweils oberste Schicht der beschichteten Trägerfolie aufgebracht. Es kann vorgesehen sein, dass die Mikrostruktur als ein Blazegitter, ein lineares oder gekreuztes Sinusgitter oder eine isotrope oder anisotrope Mattstruktur ausgebildet werden. Weiter sind Kreuzgitter, Linsenstrukturen oder
Kombinationsstrukturen aus oben genannten Strukturen möglich. Die folgenden Unteransprüche sind auf die Ausbildung der Hintergrundschicht gerichtet. Die Hintergrundschicht kann als eine Schicht oder als ein aus mehreren Schichten gebildeter Mehrschichtkörper ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Hintergrundschicht bereichsweise
unterschiedlich ausgebildet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Hintergrundschicht eine Farbschicht aus farbkonstanten Pigment- oder Farbmitteln aufweist. Die bei einem applizierten Sicherheitselement über der farbigen Hintergrundschicht angeordneten
Volumenhologramme können dadurch beispielsweise in einem verbesserten Kontrast erscheinen, weil die Lichtreflexion gegenüber einer hellen,
insbesondere einer weißen Hintergrundschicht reduziert ist. Weiter kann der Farbeindruck des Volumenhologramms durch die Farbe der darunter angeordneten Hintergrundschicht beeinflusst werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Hintergrundschicht eine optisch variable Farbschicht aufweist. Eine optisch variable Farbschicht, beispielsweise ein optisch variables Pigment (OVI, Optically variable Ink) und/oder ein
Dünnfilmschichtsystem und/oder ein Flüssigkristallsystem, zeigt unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln unterschiedliche Farben. Diese
Eigenschaft ist beispielsweise zur Ausbildung effektvoller Designs nutzbar.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Hintergrundschicht ein
Dünnschichtelement aufweist. Während das Dünnschichtelement unter allen Betrachtungswinkeln farbig wahrgenommen wird, wobei die Farbe in
Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel variiert, so können die Volumenhologramme der Volumenhologrammschichten nur in gewissen Winkelbereichen sichtbar sein. Unterscheidet sich die Farbe des Dünnschichtelements in einem gewissen Betrachtungswinkel von der Farbe des jeweiligen Volumenhologramms unter diesem Betrachtungswinkel, so wird der Farbeindruck des jeweiligen Volumenhologramms durch die Überlagerung mit der Farbe des im Hintergrund liegenden Dünnschichtelements verändert.
Das Dünnschichtelement kann eine teildurchlässige erste Reflexionsschicht, eine hochreflektierende zweite Reflexionsschicht und eine zwischen der ersten Reflexionsschicht und der zweiten Reflexionsschicht angeordnete transparente Abstandsschicht aufweisen.
Die Abstandsschicht kann mit einer Dicke im Bereich von 100 nm bis 1000 nm ausgebildet werden. Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Hintergrundschicht eine
Maskenschicht aufweist.
Die Maskenschicht kann als eine von einer Zwischenschicht überdeckte metallische Schicht ausgebildet werden, die vollflächig oder bereichsweise ausgebildet ist. Die metallische Schicht kann nach der Applikation des
Sicherheitselements auf ein Sicherheitsdokument unterhalb der
Volumenhologrammschichten angeordnet sein und bewirkt zum einen, dass die Oberfläche des Sicherheitsdokuments abgedeckt wird und dadurch die darüber liegenden Volumenhologramme nicht von der Farbe und Form eines etwaigen Drucks auf dem Sicherheitsdokument überlagert werden. Außerdem kann sich die Sichtbarkeit der Volumenhologramme in bestimmten
Betrachtungssituationen und/oder Beleuchtungssituationen erhöhen, da die metallische Schicht beim Abkippen des Sicherheitsdokuments außerhalb des Spiegelreflexes dunkel wird.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Maskenschicht eine bereichsweise ausgebildete Farbschicht, eine erste Zwischenschicht, eine metallische Schicht und eine optionale zweite Zwischenschicht aufweist. Die Zwischenschichten können jeweils als Replizierschicht und/oder Barriereschicht und/oder
Versiegelungsschicht und/oder eine Haftvermittlerschicht und/oder als eine dekorative Schicht und/oder als eine vollflächige oder partielle
Reflexionsschicht ausgebildet sein.
In einer vorteilhaften Ausbildung der vorbeschriebenen Maskenschicht kann vorgesehen sein, dass die erste Zwischenschicht als eine Replizierschicht ausgebildet wird, dass in die erste Zwischenschicht eine
Oberflächenmikrostruktur abgeformt wird, und dass auf die
Oberflächenmikrostruktur eine metallische Schicht aufgebracht wird.
Die metallische Schicht kann vollflächig ausgebildet sein oder nur in
Teilbereichen ausgebildet sein. Die metallische Schicht kann aus Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Chrom, Zinn oder einer Legierung dieser Materialien ausgebildet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die metallische Schicht mit einer Dicke im Bereich von 0,1 nm bis 1000 nm, bevorzugt von 5 nm bis 100 nm, ausgebildet wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Hintergrundschicht eine Absorptionsschicht aufweist. Die Absorptionsschicht kann vollflächig, aber auch nur in Teilbereichen ausgebildet sein. Die
Absorptionsschicht kann beispielsweise als ein nicht durchstimmbares Fabry- Perot-Interferometer ausgebildet werden, das beispielsweise aus einer teildurchlässigen metallischen Spiegelschicht, z.B. aus Aluminium oder Silber, gefolgt von einer dünnen dielektrischen und transparenten Schicht und einer zweiten Spiegelschicht (Mehrfach interferenzfilter) ausgebildet ist. Durch Wahl der Schichtdicke der dielektrischen Schicht kann die zu absorbierende
Wellenlänge festgelegt werden. Die Absorptionsschicht kann nach der
Applikation des Sicherheitselements auf ein Sicherheitsdokument unterhalb der Volumenhologrammschichten angeordnet sein und kann zum Einen bewirken, dass die Oberfläche des Sicherheitsdokuments abgedeckt wird und dadurch die darüber liegenden Volumenhologramme zumindest bereichsweise nicht von der Farbe und Form eines etwaigen Drucks auf dem Sicherheitsdokument überlagert werden. Außerdem kann sich die Sichtbarkeit der
Volumenhologramme erhöhen, da die Absorptionsschicht das einfallende Licht zumindest in bestimmten Wellenlängenbereichen absorbiert.
Vorteilhafterweise kann die Absorptionsschicht als ein dielektrisches Filter ausgebildet werden. Das dielektrische Filter kann beispielsweise vier
Filterschichten aufweisen.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Hintergrundschicht eine
Fluoreszenzschicht aufweist. Die Fluoreszenzschicht kann vollflächig oder bereichsweise ausgebildet sein. Die Fluoreszenzschicht ist beispielsweise aus einem Lack aus in einem Thiophen-Benzoaxol-Derivat gelösten
fluoreszierenden organischen und anorganischen Pigmenten gebildet. Die Fluoreszenzschicht wird mit den üblichen Druckverfahren, beispielsweise Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck, Tintenstrahldruck oder mit anderen Beschichtungsverfahren vollflächig oder partiell im Dekordruck aufgebracht. Die Schichtdicke beträgt nach dem Trocknen vorzugsweise zwischen 0,1 μιτι und 6 μιτι. Die Fluoreszenzschicht kann nach der Applikation des Sicherheitselements auf ein Sicherheitsdokument unterhalb der Volumenhologrammschichten angeordnet sein. Während die Fluoreszenzschicht bei Bestrahlung mit
Tageslicht, bedingt durch die Eigenfarbe der fluoreszierenden Pigmente, in Grautönen erscheint, leuchtet sie bei Bestrahlung mit UV-Licht (Wellenlängen beispielsweise 365 nm oder 254 nm) farbig auf. Dadurch können die darüber liegenden Volumenhologramme besser sichtbar sein und/oder der Farbeindruck der Volumenhologramme kann durch die Überlagerung mit der Fluoreszenz verändert sein.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Hintergrundschicht eine
Phosphoreszenzschicht aufweist. Die Phosphoreszenzschicht kann vollflächig oder bereichsweise ausgebildet sein. Die Phosphoreszenzschicht wird mit den üblichen Druckverfahren, beispielsweise Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck, Tintenstrahldruck oder mit anderen Beschichtungsverfahren vollflächig oder partiell im Dekordruck aufgebracht. Die Phosphoreszenzschicht kann nach der Applikation des Sicherheitselements auf ein Sicherheitsdokument unterhalb der Volumenhologrammschichten angeordnet sein. Während die
Phosphoreszenzschicht bei Bestrahlung mit Tageslicht, bedingt durch die Eigenfarbe der phosphoreszierenden Pigmente, in Grautönen erscheint, leuchtet sie bei Bestrahlung mit UV-Licht farbig auf. Dadurch können die darüber liegenden Volumenhologramme besser sichtbar sein und/oder der Farbeindruck der Volumenhologramme kann durch die Überlagerung mit der Phosphoreszenz verändert sein. Dies ist von besonderem Interesse, weil die phosphoreszierenden Pigmente im Gegensatz zu fluoreszierenden Pigmenten eine bestimmte Zeit nachleuchten und dadurch die bessere Sichtbarkeit und/oder der veränderte Farbeindruck der Volunnenhologrannnne für eine bestimmte Zeit nach der Beleuchtung mit UV-Licht erhalten bleibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Hintergrundschicht eine Mikrostrukturschicht aufweist.
Die Mikrostrukturschicht kann als eine Replizierschicht ausgebildet werden, wobei in die Replizierschicht eine Oberflachenmikrostruktur abgeformt wird und auf die Oberflachenmikrostruktur eine metallische Schicht aufgebracht wird.
De Oberflachenmikrostruktur kann als ein lineares oder gekreuztes Sinusgitter, als ein asymmetrisches Blazegitter, als eine isotrope oder anisotrope
Mattstruktur oder als ein Oberflächenhologramm ausgebildet werden. Weiter sind Kreuzgitter, Linsenstrukturen oder Kombinationsstrukturen aus oben genannten möglich. Die metallische Schicht kann vollflächig ausgebildet sein oder nur in Teilbereichen ausgebildet sein. Die metallische Schicht kann vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Chrom oder Zinn oder einer Legierung dieser Materialien bestehen und kann eine Dicke von 0,1 nm bis 1000 nm, bevorzugt eine Dicke von 5 nm bis 100 nm, aufweisen. Die
Mikrostrukturschicht kann nach der Applikation des Sicherheitselements auf ein Sicherheitsdokument unterhalb der Volumenhologrammschichten angeordnet sein und kann zum Einen bewirken, dass die Oberfläche des
Sicherheitsdokuments abgedeckt wird und dadurch die darüber liegenden Volumenhologramme nicht von der Farbe und Form eines etwaigen Druckbildes auf dem Sicherheitsdokument überlagert werden. Außerdem kann sich die
Sichtbarkeit der Volumenhologramme erhöhen, da die metallische Schicht beim Abkippen des Sicherheitsdokuments außerhalb des Spiegelreflexes dunkel wird. Je nach Auslegung der verwendeten Hologramme können die in den Volunnenhologrannnnschichten ausgebildeten Volunnenhologrannnne sowie ein in der Mikrostrukturschicht ausgebildetes metallisiertes Oberflächenhologramm unter demselben Betrachtungswinkel oder unter unterschiedlichen
Betrachtungswinkeln sichtbar sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Oberflachenmikrostruktur als ein Sinusgitter ausgebildet ist mit Perioden in einem Bereich von 0,2 μιτι bis 10 μιτη, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 μιτι bis 2,0 μιτη, und Tiefen in einem Bereich von 30 nm bis 5000 nm, bevorzugt in einem Bereich von 100 nm bis 300 nm.
Es kann auch vorgesehen sein, dass auf die Oberflachenmikrostruktur eine HRI-Schicht mit hohem Brechungsindex aufgebracht wird. Die HRI-Schicht kann anstelle oder zusätzlich zu der metallischen Schicht aufgebracht werden. Es handelt sich um eine insbesondere transparente Schicht mit hohem
Brechungsindex (HRI = High Refractive Index). Durch die HRI-Schicht wird die Oberfläche des Sicherheitsdokuments nicht abgedeckt und die insbesondere über der HRI-Schicht liegenden Volumenhologramme werden von der Farbe und Form (Motiv) eines etwaigen Druckbildes auf dem Sicherheitsdokument überlagert. Je nach Auslegung der verwendeten Hologramme können die in den Volumenhologrammschichten ausgebildeten Volumenhologramme sowie ein in der Oberflächenmikrostruktur ausgebildetes, mit der HRI-Schicht versehenes Oberflächenhologramm unter demselben Betrachtungswinkel und/oder unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln sichtbar sein. Das von der vorbeschriebenen Volumenhologrammfolie ablösbare
Sicherheitselement kann auf ein Sicherheitsdokument übertragen werden, bei dem es sich beispielsweise um ein Personaldokument, eine Banknote, eine Bankkarte oder ein sonstiges Kartendokument handeln kann. Bei einem als Banknote oder Ausweisdokument ausgebildeten
Sicherheitsdokument kann beispielsweise ein erstes streifenförmiges
Sicherheitselement auf der Oberseite des Sicherheitsdokuments angeordnet sein und ein zweites Sicherheitselement in einem Fenster des
Sicherheitsdokuments angeordnet sein. Das erste Sicherheitselement kann auch als nicht streifenförmiger Patch oder als das Sicherheitsdokument weitgehend vollflächig bedeckendes Overlay ausgebildet sein. Das erste Sicherheitselement wird von der weiter oben beschriebenen
Volumenhologrammfolie auf das Sicherheitsdokument übertragen. Wenn die Volumenhologrammfolie als Transferfolie ausgebildet ist, wird die Trägerfolie nach der Applikation der Transferlage auf das Sicherheitsdokument von der Transferlage abgelöst. Ist die Volumenhologrammfolie dagegen als
Laminierfolie ausgebildet, so verbleibt die Trägerfolie nach der Applikation als oberste Schicht des Sicherheitselements auf dem Sicherheitsdokument.
Das Fenster kann beispielsweise als ein transparenter Bereich einer Polymer- Banknote ausgebildet sein oder als ein ausgestanztes Loch einer Papier- Banknote. Weiterhin kann es sich z.B. auch um einen transparenten Bereich in einer ID-Karte, z.B. aus Polycarbonat o.ä. handeln. Visuelle Merkmale in den transparenten Bereichen des Sicherheitsdokuments können unterschiedlich ausgebildet sein und sind in drei Gruppen einteilbar:
Merkmale, die sichtbar sind in Reflexion, sichtbar bei Betrachtung der Vorderseite des Sicherheitsdokuments;
Merkmale, die sichtbar sind in Reflexion, sichtbar bei Betrachtung der
Rückseite des Sicherheitsdokuments; Merkmale, die sichtbar sind in Transmission, d.h. wenn das
Sicherheitsdokument vor eine Lichtquelle gehalten wird.
Insbesondere die Kombination eines Merkmales, welches in Reflexion sichtbar ist mit einem Merkmal, welches nur in Transmission sichtbar ist, ergibt einen Überraschungseffekt für den Betrachter, da die Bedingungen für das
Transmissionsmerkmal nur selten erfüllt sind, z.B. wenn eine Banknote gegen das Licht gehalten wird. So ist dieses Transmissionsmerkmal fast immer nicht sichtbar, nur in Transmission, gegen eine Lichtquelle betrachtet, erscheint eine Information (z.B. die Denomination der Banknote). Eine
Kombinationsinformation ist ein visuell interessantes und zugleich sehr fälschungssicheres Merkmal.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 .1 bis 1 .1 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Ausbildung eines ersten
Ausführungsbeispiels eines Sicherheitselements in schematischen Schnittdarstellungen;
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur
Durchführung des in Fig. 1 .1 bis 1 .1 1 beschriebenen Verfahrens in schematischer Darstellung;
Fig. 3a ein erstes Ausführungsbeispiel einer Fertigungsstation in
Fig. 2 in schematischer Darstellung;
Fig. 3b ein zweites Ausführungsbeispiel einer Fertigungsstation in
Fig. 2 in schematischer Darstellung; ein zweites Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements; das Prinzip der additiven Farbmischung; eine erste schematische Darstellung zur Verdeutlichung, unter welchen Winkeln ein Volunnenhologrannnn sichtbar ist eine erste schematische Darstellung der geometrischen Gegebenheiten bei Betrachtung eines
Volumenhologramms; eine zweite schematische Darstellung zur Verdeutlichung, unter welchen Winkeln ein Volumenhologramm sichtbar ist eine zweite schematische Darstellung der geometrischen Gegebenheiten bei Betrachtung eines
Volumenhologramms; ein erstes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments; ein zweites Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments; ein drittes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments; ein drittes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements; ein viertes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments; ein fünftes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments; ein sechstes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments; Fig. 17 ein viertes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselennents;
Fig. 18 ein siebentes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 19 ein achtes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 20 ein neuntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 21 ein fünftes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements;
Fig. 22 ein sechstes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements; Fig. 23 ein siebentes Ausführungsbeispiel des
Sicherheitselements;
Fig. 24 ein achtes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements;
Fig. 25 ein neuntes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements;
Fig. 26 ein zehntes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements; Fig. 27 ein elftes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements;
Fig. 28 ein zwölftes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements;
Fig. 29 ein dreizehntes Ausführungsbeispiel des
Sicherheitselements;
Fig. 30 ein vierzehntes Ausführungsbeispiel des
Sicherheitselements;
Fig. 31 ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel des
Sicherheitselements;
Fig. 32 ein zehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments; Fig. 33 eine dritte schematische Darstellung der geometrischen
Gegebenheiten bei Betrachtung eines
Volumenhologramms;
Fig. 34 eine dritte schematische Darstellung zur Verdeutlichung, unter welchen Winkeln ein Volumenhologramm sichtbar ist;
Fig. 35 eine vierte schematische Darstellung zur Verdeutlichung, unter welchen Winkeln ein Volumenhologramm sichtbar ist;
Fig. 36 eine vierte schematische Darstellung der geometrischen
Gegebenheiten bei Betrachtung eines
Volumenhologramms;
Fig. 37 eine fünfte schematische Darstellung der geometrischen
Gegebenheiten bei Betrachtung eines
Volumenhologramms;
Fig. 38 eine sechste schematische Darstellung der geometrischen
Gegebenheiten bei Betrachtung eines
Volumenhologramms;
Fig. 39 eine fünfte schematische Darstellung zur Verdeutlichung, unter welchen Winkeln ein Volumenhologramm sichtbar ist;
Fig. 40 eine schematische Darstellung eines
Transmissionsspektrums;
Fig. 41 eine siebente schematische Darstellung der geometrischen
Gegebenheiten bei Betrachtung eines
Volumenhologramms;
Fig. 42 ein Ausführungsbeispiel eines Oberflächenrelief-Masters in einer schematischen Schnittdarstellung;
Fig. 43 das Prinzip der Volumenhologrammherstellung Fig. 44 ein elftes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 45 ein zwölftes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments; Fig. 46 ein dreizehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 47 ein vierzehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 48 ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 49 ein sechzehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 50 ein siebzehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments; Fig. 51 ein achtzehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 52 ein neunzehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 53 ein zwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 54 ein einundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 55 ein zweiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments; Fig. 56 ein dreiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 57 ein vierundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments; Fig. 58 ein fünfundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 59 ein sechsundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 60 ein siebenundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 61 ein achtundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments;
Fig. 62 ein neunundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement ausgebildeten Dokuments.
Die Fig. 1 .1 bis 1 .1 1 zeigen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Volumenhologrammfolie 1f, auf der
Sicherheitselemente 1 fortlaufend angeordnet sind, in aufeinander folgenden Verfahrensschritten. In den Fig. 1 .1 bis 1 .1 1 ist jeweils das Sicherheitselement 1 bzw. ein Zwischenschritt des Sicherheitselements, das einen Abschnitt der Volumenhologrammfolie 1f bildet, dargestellt.
Die Fig. 2, 3a und 3b zeigen eine zur Ausführung des in Fig. 1 .1 bis 1 .1 1 beschriebenen Verfahrens vorgesehene Vorrichtung 2. Die Vorrichtung 2 umfasst in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Vorratsrolle 31 , eine erste Fertigungsstation 3a, eine zweite
Fertigungsstation 3b, eine dritte Fertigungsstation 4a, eine vierte
Fertigungsstation 4b, eine fünfte Fertigungsstation 5, eine sechste
Fertigungsstation 6 und eine Aufwickelrolle 32.
In der ersten Fertigungsstation 3a wird wie weiter unten beschrieben, eine Ablöseschicht auf die Trägerfolie 1 1 aufgebracht. In der zweiten
Fertigungsstation 3b wird auf die Ablöseschicht eine Schutzschicht aufgebracht. Es kann auch vorgesehen sein, die Ablöseschicht fortzulassen.
Die dritte Fertigungsstation 4a und die vierte Fertigungsstation 4b weisen in dem in Fig. 3a dargestellten ersten Ausführungsbeispiel jeweils eine
Beschichtungsvorrichtung 41 , eine Belichtungsvorrichtung 42 und eine
Härtungsvorrichtung 43 auf.
Die Beschichtungsvorrichtung 41 weist eine Vorratsrolle 41 v zur Aufnahme einer Photopolymerfolie 12f und Andruckwalzen 41 w auf. Die Photopolymerfolie 12f kann als selbsttragende Folie aus Photopolymermaterial 12, aber auch als Trägerfolie mit einer darauf aufgebrachten nicht selbsttragenden
Photopolymerschicht 12 ausgebildet sein. Die Photopolymerfolie 12f wird zwischen den Andruckwalzen 41 w auf die beschichtete Trägerfolie 1 1 gepresst.
Die Belichtungsvorrichtung 42 umfasst einen ersten Laser 42la bevorzugt mit einer nachgeschalteten ersten Optik und/oder einem ersten Modulator 42ma, einen optionalen zweiten Laser 42lb mit bevorzugt einer nachgeschalteten zweiten Optik und/oder einem zweiten Modulator 42mb, einen
Volumenhologramm-Master 9 und eine UV-Lichtquelle 42u. Die beschichtete Trägerfolie 1 1 wird in der Belichtungsvorrichtung 42 zur Aufzeichnung eines Volumenhologramms in die Photopolymerschicht 12 mit kohärentem Licht des ersten Lasers 42la und des optionalen zweiten Lasers 42lb belichtet. Die Photopolymerschicht 12 befindet sich dabei in direkten oder indirekten Kontakt mit dem Volumenhologramm-Master 9, der als Oberflächenrelief und/oder als Volumenhologramm ausgebildet ist und in dem in Fig. 3a dargestellten
Ausführungsbeispiel auf der Oberfläche einer plattenförmigen Unterlage angeordnet ist. Stromabwärts hinter dem zweiten Laser 42lb ist die UV-Lichtquelle 42u angeordnet, wobei die unter der UV-Lichtquelle 42u vorbeigeführte
Photopolymerschicht 12 zu einer Volumenhologrammschicht 13 entwickelt wird.
Die Volumenhologrammschicht 13 wird in der stromabwärts hinter der
Belichtungsvorrichtung 42 angeordneten Härtungsvorrichtung 43 unter einer weiteren UV-Lichtquelle 42u vorbeigeführt und vollständig ausgehärtet.
Fig. 3b zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der dritten und der vierten
Fertigungsstation. Die Fertigungsstationen 4a und 4b weisen jeweils eine erste Beschichtungsvorrichtung 41 a, eine Belichtungsvorrichtung 42, eine erste
Härtungsvorrichtung 43a, eine zweite Beschichtungsvorrichtung 41 b und eine zweite Härtungsvorrichtung 43b auf.
Eine als ein Mehrschichtkörper mit einer Ablöseschicht 17t und einer
Schutzschicht 17s ausgebildete Trägerfolie 1 1 wird der ersten
Beschichtungsvorrichtung 41 a zugeführt und mit einer Photopolymerschicht 12 beschichtet. Die Ablöseschicht 17t ist optional vorgesehen. Zur Ausbildung der Photopolymerschicht 12 wird vollflächig oder partiell ein Photopolymermaterial durch Drucken, Sprühen oder Gießen auf die Schutzschicht 17s der Trägerfolie 1 1 aufgetragen.
Die Belichtungsvorrichtung 42 ist stromabwärts hinter der ersten
Beschichtungsvorrichtung 41 a angeordnet. Die Belichtungsvorrichtung 42 umfasst einen ersten Laser 42la mit einer nachgeschalteten ersten Optik und einem ersten Modulator 42ma, eine UV-Lichtquelle 42u sowie eine
Belichtungswalze 42w, auf der die beschichtete Trägerfolie 1 1 geführt ist.
Optional kann stromabwärts hinter dem ersten Laser 42la ein zweiter Laser 42lb mit einer nachgeschalteten zweiten Optik und einem zweiten Modulator 42mb angeordnet sein, wie in Fig. 3b dargestellt. Die beschichtete Trägerfolie 1 1 wird in der Belichtungsvorrichtung 42 zur Aufzeichnung eines
Volumenhologramms in die Photopolymerschicht 12 mit kohärentem Licht des ersten Lasers 42la und des zweiten Lasers 42lb belichtet. Die
Photopolymerschicht 12 befindet sich dabei in direkten oder indirekten Kontakt mit einem in Fig. 3b nicht dargestellten Volumenhologramm-Master 9, der als Oberflächenrelief und/oder als Volumenhologramm ausgebildet ist und in bzw. auf der Oberfläche der Belichtungswalze 42w angeordnet ist. Stromabwärts hinter dem optionalen zweiten Laser 42lb ist die UV-Lichtquelle 42u angeordnet, wobei die unter der UV-Lichtquelle 42u vorbeigeführte
Photopolymerschicht 12 zu einer Volumenhologrammschicht 13 entwickelt wird.
Die Volumenhologrammschicht 13 wird in der stromabwärts hinter der
Belichtungsvorrichtung 42 angeordneten ersten Härtungsvorrichtung 43a unter einer UV-Lichtquelle 42u vorbeigeführt und vollständig ausgehärtet. Die zweite Beschichtungsstation 41 b ist stromabwärts hinter der
Härtungsvorrichtung 43a angeordnet. In der zweiten Beschichtungsstation wird eine Zwischenschicht auf die als ein Mehrschichtkörper ausgebildete
Trägerfolie 1 1 aufgebracht. Anschließend wird die Zwischenschicht mit einer UV-Lichtquelle 42u bestrahlt, um ein vollständiges Aushärten der
Zwischenschicht zu erreichen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, anstelle der UV-Lichtquelle 42u einen Trockner vorzusehen, wenn für die
Zwischenschicht ein thermisch trocknender Lack eingesetzt wird. Fig. 1 .1 zeigt einen ersten Verfahrensschritt, bei dem eine auf der Vorratsrolle 31 (Fig. 2) angeordnete Trägerfolie 1 1 bereitgestellt wird. Bei der Trägerfolie 1 1 kann es sich um eine Polyesterfolie mit einer Dicke im Bereich von 5 μιτι bis 200 μιτι, bevorzugt im Bereich von 10 μιτι bis 30 μιτι, handeln. Fig. 1 .2 zeigt einen zweiten Verfahrensschritt, bei dem in der stromabwärts hinter der Vorratsrolle 31 angeordneten ersten Fertigungsstation 3a eine Ablöseschicht 17t auf die Trägerfolie 1 1 aufgebracht wird. Dazu wird das Material, das die Ablöseschicht 17t bildet, zunächst in einer
Beschichtungsvornchtung in der Regel vollflächig durch Drucken, Sprühen oder Gießen auf die Trägerfolie 1 1 aufgebracht. Die aufgebrachte Schicht wird in einer stromabwärts hinter der Beschichtungsvorrichtung angeordneten
Trocknungs- und/oder Härtungsvorrichtung getrocknet und/oder gehärtet. Bei der Ablöseschicht 17t handelt es sich um eine optionale Schicht. Fig. 1 .3 zeigt einen dritten Verfahrensschritt, bei dem in der stromabwärts hinter der ersten Fertigungsstation 3a angeordneten zweiten Fertigungsstation 3b eine Schutzschicht 17s auf die Ablöseschicht 17t aufgebracht wird. Dazu wird das Material, das die Schutzschicht 17s bildet, zunächst in einer Beschichtungsvorrichtung in der Regel vollflächig durch Drucken, Sprühen oder Gießen aufgebracht. Die aufgebrachte Schicht wird in einer stromabwärts hinter der Beschichtungsvorrichtung angeordneten Trocknungs- und/oder
Härtungsvorrichtung getrocknet und/oder gehärtet.
Fig. 1 .4 zeigt einen vierten Verfahrensschritt, bei dem in der stromabwärts angeordneten dritten Fertigungsstation 4a (Fig. 2) eine Photopolymerschicht 12 auf die beschichtete Trägerfolie 1 1 aufgebracht wird. Zur Ausbildung der Photopolymerschicht 12 wird eine Photopolymerfolie 12f von der Vorratsrolle 41 v abgewickelt, zusammen mit der Trägerfolie 1 1 zwischen den
Andruckwalzen 41 w hindurchgeführt und auf die Oberseite der beschichteten Trägerfolie 1 1 aufgepresst (Fig. 3a). Die Photopolymerfolie 12f ist aus einem Photopolymer ausgebildet, das unter Einwirkung insbesondere von
Laserstrahlung und/oder UV-Licht vernetzbar ist und dabei insbesondere seine optische Brechzahl ändern kann. Durch bereichsweises Vernetzen sind beispielsweise Volumenhologramme ausbildbar, wie weiter unten beschrieben. Die Photopolymerfolie 12f weist eine Dicke im Bereich von 3 μιτι bis Ι ΟΟμιτι auf. Die Photopolymerfolie kann als selbsttragende Folie aus Photopolymermaterial, aber auch als Trägerfolie mit einer darauf aufgebrachten nicht selbsttragenden Photopolymerschicht ausgeführt sein. Es kann auch vorgesehen sein, zur
Ausbildung der Photopolymerschicht 12 Photopolymermaterial vollflächig oder partiell durch Drucken, Sprühen oder Gießen auf die beschichtete Trägerfolie 1 1 aufzubringen (Fig. 3b). Die Fig. 1 .5 und 1 .6 zeigen einen fünften Verfahrensschritt, in dem die beschichtete Trägerfolie 1 1 der stromabwärts hinter der
Beschichtungsvorrichtung 41 angeordneten Belichtungsvorrichtung 42 zugeführt wird (Fig. 2). Die Belichtungsvorrichtung 42 weist eine erste Belichtungsstation 42a auf, aufweisend einen ersten Laser 42la, bevorzugt eine erste Optik und einen ersten Modulator 42ma, eine optionale zweite
Belichtungsstation 42b, aufweisend einen zweiten Laser 42lb, bevorzugt eine zweite Optik und einen zweiten Modulator 42mb, sowie optionale weitere Belichtungsstationen mit weiteren Lasern, Optiken und Modulatoren, einen Volumenhologramm-Master 9 sowie eine UV-Lichtquelle 42u (Fig. 3a).
Zur Aufzeichnung eines Volumenhologramms wird die Photopolymerschicht 12 mit kohärentem Licht des ersten Lasers 42la und optional des zweiten Lasers 42lb und optionalen weiteren Lasern belichtet und anschließend durch die UV- Lichtquelle 42u bestrahlt. Bei der Aufzeichnung befindet sich die beschichtete Trägerfolie 1 1 bevorzugt in direktem oder indirektem Kontakt mit dem unter der Trägerfolie 1 1 angeordneten Volumenhologramm-Master 9. Dabei kann es vorgesehen sein, den Volumenhologramm-Master 9 als ebenen
Volumenhologramm-Master 9, insbesondere auf einer Platte angeordnet, wie in Fig. 3a gezeigt, oder als gekrümmten Volumenhologramm-Master,
insbesondere in oder auf einer Mantelfläche einer Walze angeordnet, wie in Fig. 3b gezeigt, auszuführen. Die Laser 42la und 42lb, sowie die in dem
Strahlengang zwischen dem jeweiligen Laser und der Photopolymerschicht 12 angeordneten Modulatoren 42ma und 42mb und/oder ein den Einfallswinkel der Belichtungsstrahlen bestimmendes Ablenkelement (in Fig. 3a nicht dargestellt) werden entsprechend angesteuert, so dass der jeweilige, einen vorgegebenen Farbwert aufweisende Bildbereich mit einem Licht einer Belichtungswellenlänge und/oder mit unter einem Winkel auftreffendem Licht belichtet wird, welches eine Aufzeichnung eines Volumenhologramm-Bildbereichs mit dem
vorgegebenen Farbwert und einem vorgegebenen Winkelbereich der
Sichtbarkeit bewirkt. Dabei überlagern sich die einfallenden Belichtungsstrahlen mit den vom Volumenhologramm-Master 9 reflektierten Belichtungsstrahlen. Durch diese Interferenz der Belichtungsstrahlen werden in dem Bildbereich innerhalb der Photopolymerschicht sogenannte Bragg-Ebenen ausgebildet. Diese Bragg-Ebenen sind lokale Veränderungen des Brechungsindex innerhalb der Photopolymerschicht 12, die optisch wirksam sind und dadurch das
Volumenhologramm bilden.
Weiter ist es auch möglich, Belichtungsmasken in dem Strahlengang zwischen den Lasern 42la, 42lb und der Photopolymerschicht 12 anzuordnen, welche die Lage und Ausformung der durch den jeweiligen Laser 42la, 42lb
aufgezeichneten Bildbereiche bestimmen. Sodann wird die belichtete
Photopolymerschicht 12 unter der UV-Lichtquelle 42u vorbeigeführt. Auf diese Weise wird die Photopolymerschicht 12 in eine erste
Volumenhologrammschicht 13a umgewandelt. Die mit der optionalen Ablöseschicht 17t und/oder der optionalen Schutzschicht 17s und der ersten Volumenhologrammschicht 13a beschichtete Trägerfolie 1 1 wird der stromabwärts hinter der Belichtungsvorrichtung 42 angeordneten Härtungsvorrichtung 43 zugeführt, um ein vollständiges Aushärten der
Volumenhologrammschicht 13a zu erreichen (Fig. 2). Die Härtungsvorrichtung 43 weist eine UV-Lampe 42u auf (Fig. 3a).
Fig. 1 .7 zeigt einen sechsten Verfahrensschritt, der wie der weiter oben in Fig. 1 .4 beschriebene vierte Verfahrensschritt ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass in der stromabwärts hinter der dritten Fertigungsstation 4a angeordneten vierten Fertigungsstation 4b (Fig. 2) eine weitere Photopolymerschicht 12 auf die erste Volumenhologrammschicht 13a aufgebracht wird. Die Fig. 1 .8 und 1 .9 zeigen einen siebenten Verfahrensschhtt, in dem analog zum weiter oben in Fig. 1 .5 und 1 .6 beschriebenen fünften Verfahrensschritt eine zweite Volumenhologrammschicht 13b ausgebildet wird, die auf der ersten Volumenhologrammschicht 13a angeordnet ist.
Zur Ausbildung weiterer n Volumenhologrammschichten können der sechste und siebente Verfahrensschritt n-mal wiederholt werden.
Fig. 1 .10 zeigt einen achten Verfahrensschritt, in dem in der stromabwärts hinter der vierten Fertigungsstation 4b angeordneten fünften Fertigungsstation 5 (Fig. 2) eine Hintergrundschicht 15 auf die zweite Volumenhologrammschicht 13b aufgebracht wird. Die Hintergrundschicht 15 kann als eine Farbschicht ausgebildet sein, die mit den üblichen Druckverfahren, beispielsweise
Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck, Tintenstrahldruck oder mit anderen
Beschichtungsverfahren vollflächig oder partiell im Dekordruck aufgebracht wird.
Fig. 1 .1 1 zeigt einen neunten Verfahrensschritt, in dem in der stromabwärts hinter der fünften Fertigungsstation 5 angeordneten sechsten Fertigungsstation 6 (Fig. 2) eine Kleberschicht 16 auf die Hintergrundschicht 15 aufgebracht wird.
Damit ist der Herstellungsprozess einer Volumenhologrammfolie mit einem ersten Ausführungsbeispiels des Sicherheitselements 1 abgeschlossen. Die Volumenhologrammfolie 1f wird nach dem neunten Verfahrensschritt der stromabwärts hinter der sechsten Fertigungsstation 6 angeordneten
Aufwickelrolle 32 zugeführt (Fig. 2). Bei der Applikation des
Sicherheitselements 1 auf ein Substrat bildet die Kleberschicht 16 die unterste Schicht des als Mehrschichtkörper ausgebildeten Sicherheitselements 1 .
Von besonderem Vorteil ist es, dass durch die sukzessive Herstellung der mehrschichtigen Volumenhologrammfolie 1f, aus der die Sicherheitselemente 1 durch Transferieren einer Transferlage von einer Trägerfolie oder durch
Laminieren auf das Sicherheitsdokument aufbringbar sind, unterschiedliche Belichtungsrichtungen und/oder unterschiedliche Belichtungswellenlängen eingesetzt werden können und dass dadurch unterschiedliche Raumrichtungen, in denen ein Volumenhologramm beobachtet werden kann und/oder
unterschiedliche Farben der Volumenhologramme erreicht werden können.
Beispielsweise ist es dadurch möglich, dass das Volumenhologramm der ersten Volumenhologrammschicht 13a in Laufrichtung der Volumenhologrammfolie 1f in Rot sichtbar ist, während das Volumenhologramm der zweiten
Volumenhologrammschicht 13b quer zur Laufrichtung der
Volumenhologrammfolie 1 f in Grün sichtbar ist.
Weiterhin wird es dadurch auch möglich, weitere Volumenhologramme und ggf. weitere Schichten registergenau bzw. passergenau zu vorhergehenden
Volumenhologrammen zu erzeugen und aufeinander abzustimmen und anzuordnen. Insbesondere die hier beschriebene Inline-Herstellung ohne zwischengeschaltetes Aufwickeln der Volumenhologrammfolie 1f ermöglicht dabei eine besonders genaue relative Ausrichtung (Passergenauigkeit,
Registergenauigkeit) der einzelnen Schichten zueinander. Alternativ ist es auch möglich, die unterschiedlichen
Volumenhologrammschichten durch aufeinanderfolgende Schritte in ein und derselben Vorrichtung„offline" aufzubringen und dadurch die mehrschichtige Volumenhologrammfolie 1f zu erzeugen. Das heißt, dass nach einem Durchgang die Volumenhologrammfolie 1f aufgewickelt wird und für einen weiteren Durchgang in derselben Vorrichtung entsprechend wieder abgewickelt wird. Auch dabei ist eine Registrierung der Schichten zueinander möglich, aber die Genauigkeit ist geringer als in der oben beschriebenen vorteilhaften Inline- Herstellung.
Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements 1 , das wie das Fig. 1 .1 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass das Sicherheitselement 1 zusätzlich Zwischenschichten aufweist:
- eine erste Zwischenschicht 17a ist auf der Schutzschicht 17s angeordnet;
- eine zweite Zwischenschicht 17b ist auf der ersten
Volumenhologrammschicht 13a angeordnet;
- eine dritte Zwischenschicht 17c ist auf der zweiten
Volumenhologrammschicht 13b angeordnet.
Es kann vorgesehen sein, das Sicherheitselement 1 mit der ersten
Zwischenschicht 17a und/oder mit der zweiten Zwischenschicht 17b und/oder mit der dritten Zwischenschicht 17c auszubilden.
Die Zwischenschichten 17a, 17b, 17c können beispielsweise als funktionelle Schichten, wie Barriereschichten und/oder Haftvermittlerschichten und/oder als dekorative Schichten, wie z.B. Farbschichten und/oder als vollflächige oder partielle Reflexionsschichten ausgebildet sein.
Die vorgenannten Farbschichten können beispielsweise aus farbkonstanten Pigmenten und/oder Farbstoffen und/oder aus optisch variablen Farben (OVI = Optically Variable Ink) und/oder als lumineszierende und/oder phosphoreszierende Farbschicht ausgebildet sein.
Die Reflexionsschicht kann vollflächig oder partiell als Metallschicht und/oder HRI-Schicht ausgebildet sein.
Die Zwischenschichten 17a, 17b, 17c können als Endlosmotiv und/oder als Einzelbilder ausgebildet sein. Weiter können so komplementäre Motive, Interlacing, Überlappungen, Multiple Patch ausgebildet werden.
Bei der Betrachtung des applizierten Sicherheitselements 1 können
unterschiedliche optische Effekte auftreten. Während die Hintergrundschicht 15 unter allen Betrachtungswinkeln in derselben Farbe wahrgenommen wird, sind die in den Volumenhologrammschichten 13a und 13b ausgebildeten optisch variablen Volumenhologramme nur in gewissen Winkelbereichen sichtbar. Unterscheidet sich die Farbe der Hintergrundschicht 15 von den Farben der Volumenhologramme, so kann der Farbeindruck des jeweiligen
Volumenhologramms durch die Überlagerung mit der Farbe der
Hintergrundschicht verändert sein.
Tabelle 1 zeigt einige Möglichkeiten. Beispielsweise erscheint ein grünes Volumenhologramm, das in der Volumenhologrammschicht 13a oder 13b ausgebildet ist, auf einer violetten Hintergrundschicht 15 in einer blaugrünen bis türkisen Farbe. Auf einer rosa gefärbten Hintergrundschicht 15 erscheint es dagegen Ocker.
Nr. Farbe des Farbe der Resultierender
Volumen- Hintergrundschicht Farbeindruck hologramms
1 Grün Violett Blaugrün - Türkis
2 Grün Hellgelb Zitronengelb
3 Grün Rosa Ocker
4 Grün Rot Orange
5 Rot Violett Pink
6 Rot Grün Orange
7 Rot Gelb Helles Orange
8 Rot Pink Dunkles Rosa
Tabelle 1
Fig. 5 zeigt das Prinzip der additiven Farbmischung, das auf verschiedenfarbige Volumenhologrammschichten, die übereinander angeordnet sind und/oder auf die Überlagerung nebeneinander angeordneter, verschiedenfarbiger, gerasterter oder gepixelter Volumenhologrammbereiche anwendbar ist.
Beim RGB-Farbmodell (RGB = Rot, Grün, Blau) werden sämtliche Farben des RGB-Farbraumes aus den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau additiv zusammengesetzt. Man verwendet also nur drei Grundfarben, um durch deren Mischung alle weiteren Farben zu erzeugen. Mischt man Rot und Grün in gleichem Verhältnis, so erhält man Gelb; Rot und Blau ergibt Magenta; Blau und Grün ergibt Cyan. Mischt man alle drei Grundfarben, so erhält man Weiß. Die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau bezeichnet man auch als
Primärfarben. Die Farben, die durch Mischung der Primärfarben entstehen, werden auch als Mischfarben bezeichnet. Da sich die Mischfarben immer durch additive Überlagerung mehrerer
Primärfarben ergeben, sind die Mischfarben stets heller als die Grundfarben. Beispiel: Gelb entsteht durch die Überlagerung von Rot und Grün. Gelb ist deshalb heller als Rot oder Grün, es entsteht schließlich durch die Intensität zweier gleichzeitig Licht reflektierender Flächenbereiche bzw. Schichten.
Immer, wenn die drei Primärfarben mit nahezu gleicher Intensität überlagert werden, also z.B. 30% Rot, 30% Grün und 30% Blau, entsteht ein nahezu grauer Farbton. Auf einer Grauskala von 0% bis 100% entspricht 0% einem reinen Schwarz, d.h. die RGB-Werte sind jeweils Null, 100% entspricht hellem Weiß, d.h. die RGB-Werte sind jeweils maximal. Dazwischen befinden sich Grauwerte, die auch als unbunte Farben bezeichnet werden. Je genauer die Intensitäten der drei Primärfarben dabei übereinstimmen, desto unbunter ist die erreichte Mischfarbe, weil in dieser Mischfarbe keine der drei Primärfarben besonders heraussticht.
Die beschriebene Farbmischung funktioniert für viele Fälle auch noch in zufriedenstellender Weise, wenn man lediglich zwei Grundfarben verwendet, beispielsweise nur Rot und Blau oder nur Rot und Grün. Es werden dabei zwar keine unbunten Mischfarben erzeugt, aber die resultierende optische Wirkung kann einen nahezu unbunten Eindruck auf das menschliche Auge erwecken.
Für die Definition der Wellenlängenbereiche der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau gibt es verschiedene Ansätze in der Literatur. Typische Werte hierfür sind beispielsweise:
Rot: im Bereich von 630 nm bis 700 nm
Grün: im Bereich von 490 nm bis 560 nm
Blau: im Bereich von 450 nm bis 490 nm Eine gängige internationale Definition ist z.B. für Rot eine Wellenlänge von 700 nm, für Grün 546 nm und für Blau 436 nm.
Fig. 6 zeigt das Prinzip der additiven Farbmischung bei zwei
übereinanderliegenden, verschiedenfarbigen Volumenhologrammschichten. In dem in Fig. 6 dargestellten Diagramm bezeichnet die x-Achse Winkel γ, unter denen ein Volumenhologramm sichtbar ist, die y-Achse die Intensität einer Farbe des Volumenhologramms. Wenn die Volumenhologramme so
ausgebildet sind, dass das erste Volumenhologramm in einer ersten
Volumenhologrammschicht mit einer Farbe F1 unter einem Winkel γι sichtbar wird und gleichzeitig das zweite Volumenhologramm in einer darüber oder darunter liegenden zweiten Volumenhologrammschicht mit einer Farbe F2 unter demselben oder einem sehr ähnlichen Winkel sichtbar wird, dann überlagern sich die Farben F1 und F2 der Volumenhologramme derart, dass ein
Volumenhologramm mit der Mischfarbe der Farben F1 und F2 unter dem
Winkel γι sichtbar wird.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung der geometrischen Gegebenheiten bei Betrachtung eines Volumenhologramms. Ein auf einem Dokument 18 angeordnetes Sicherheitselement 1 weist eine zweite
Volumenhologrammschicht 13b mit einem zweiten Volumenhologramm und einer Farbe F2, eine zweite Zwischenschicht 17b, eine erste
Volumenhologrammschicht 13a mit einem ersten Volumenhologramm und einer Farbe F1 , eine erste Zwischenschicht 17a und eine Schutzschicht 17s auf. Das Sicherheitselement 1 ist mit der Kleberschicht 16 auf dem Dokument 18 aufgebracht und von der Schutzschicht 17s überdeckt. Das Sicherheitselement 1 wird von einer Lichtquelle 7, die idealerweise weißes Licht abstrahlt, beleuchtet. Die Farben F1 und F2 überlagern sich im Auge eines Betrachters 8 zu einer Mischfarbe. Beispielsweise kann durch Überlagerung eines roten und eines grünen Volunnenhologrannnns ein gelber Farbeindruck erzeugt werden. Es ist aber auch möglich, beispielsweise durch Überlagerung eines blauen und eines gelben Volumenhologramms ein achromatisches weißes oder ein graues Volumenhologramm zu erzeugen. Tabelle 2 zeigt einige Möglichkeiten, die sich bei der Überlagerung zweier Volumenhologrammschichten ergeben.
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Tabelle 2
Gleiches gilt für die Überlagerung nebeneinander angeordneter,
verschiedenfarbiger, gerasterter oder gepixelter Volumenhologrammbereiche. Sind beispielsweise grüne und rote Volumenhologrammbereiche ineinander gerastert und nebeneinander angeordnet, so entsteht ein gelber Farbeindruck.
Fig. 8 zeigt das Prinzip der Farbmischung bei drei übereinanderliegenden, verschiedenfarbigen Volumenhologrammschichten. Wenn die
Volumenhologramme so ausgebildet sind, dass das erste Volumenhologramm in einer ersten Volunnenhologrannnnschicht mit einer Farbe F1 unter einem Winkel γι sichtbar wird, dass gleichzeitig das zweite Volumenhologramm in einer zweiten Volumenhologrammschicht mit einer Farbe F2 unter demselben oder einem sehr ähnlichen Winkel sichtbar wird, und dass gleichzeitig das dritte Volumenhologramm in einer dritten Volumenhologrammschicht mit einer Farbe F3 unter demselben oder einem sehr ähnlichen Winkel sichtbar wird, dann überlagern sich die Farben F1 bis F3 derart, dass ein Volumenhologramm mit einer Mischfarbe unter dem Winkel γι sichtbar wird. Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung der geometrischen Gegebenheiten bei Betrachtung eines Sicherheitselements, das wie in Fig. 8 beschrieben ausgebildet ist. Ein Sicherheitselement 1 ist wie das in Fig. 7 beschriebene Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass das
Sicherheitselement 1 eine dritte Volumenhologrammschicht 13c mit einem dritten Volumenhologramm und einer Farbe F3 sowie eine dritte
Zwischenschicht 17c, die zwischen der auf dem Dokument 18 angeordneten dritten Volumenhologrammschicht 13c und der zweiten
Volumenhologrammschicht 13b angeordnet ist, aufweist. Die Farben F1 bis F3, überlagern sich im Auge des Betrachters 8 zu einer Mischfarbe, wie in Fig. 8 dargestellt. Beispielsweise kann durch Überlagerung eines roten, eines grünen und eines blauen Volumenhologramms in den verschiedenen
Volumenhologrammschichten ein grauer oder ein weißer Farbeindruck erzeugt werden. Gleiches gilt für die Überlagerung nebeneinander angeordneter, verschiedenfarbiger, gerasterter oder gepixelter Volumenhologrammbereiche. Sind beispielsweise rote, grüne und blaue Volumenhologrammbereiche gerastert nebeneinander angeordnet, so entsteht ein achromatischer, insbesondere grauer oder ein weißer Farbeindruck. Durch gerasterte Ausgestaltung der Volumenhologrammschichten 13a bis 13c ist es prinzipiell möglich, ein gerastertes Echtfarbenbild, beispielsweise ein True-Color-Motiv, wie ein Portrait, zu erzeugen. Die folgenden Figuren 10 bis 12 zeigen Ausführungsbeispiele eines mit dem Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments 18. Das Dokument 18 weist eine Längsachse ai auf, die mit der Längserstreckung des Dokuments 18 fluchtet und eine Querachse aq auf, die mit der Quererstreckung des
Dokuments 18 fluchtet. Bei dem Dokument 18 kann es sich beispielsweise um eine Bankkarte, eine Kreditkarte, eine Ausweiskarte oder eine Banknote handeln.
Das streifenförmige Sicherheitselement 1 ist auf der Oberseite des Dokuments 18 angeordnet. Die Hintergrundschicht 15 des Sicherheitselements 1 ist mit einer Farbe F1 ausgebildet, die durch eine Schraffur angedeutet ist. Im unteren Abschnitt der Figuren ist das Dokument 18 so dargestellt, wie es bei
senkrechter Betrachtung in Querlage erscheint. Im oberen Abschnitt der Figuren ist das Dokument 18 perspektivisch in einer gekippten Lage dargestellt, die es nach einer Kippung um die Längsachse ai einnimmt. Die Kippung ist durch einen Richtungspfeil verdeutlicht.
Fig. 10 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Dokuments 18, das mit einem Sicherheitselement 1 , wie in Fig. 1 .9 und Fig. 4 beschrieben, ausgebildet ist. Bei senkrechter Betrachtung des Dokuments 18 ist ein erstes
Volumenhologramm mit einem ersten Motiv 14a (beispielsweise der Buchstabe „A") und einer Farbe F2 in einer ersten Position sichtbar, das in der ersten Volumenhologrammschicht 13a ausgebildet ist. Kippt man das Dokument 18 um die Längsachse ai, so wird in einem bestimmten Kippwinkel ein zweites Volumenhologramm mit einem zweiten Motiv 14b (beispielsweise der
Buchstabe„B") und einer Farbe F3 in einer zweiten Position sichtbar. Das zweite Volumenhologramm kann in der ersten Volumenhologrammschicht 13a oder in der zweiten Volumenhologrammschicht 13b ausgebildet sein. Ist die Farbe F1 der Hintergrundschicht 15 beispielsweise ein helles Gelb, so erscheint ein grünes erstes Volumenhologramm vor dieser Hintergrundfarbe zitronengelb, während ein rotes zweites Volumenhologramm in einem hellen Orange erscheint. Die Farbe F2 und die Farbe F3 können auch gleich sein.
Fig. 1 1 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Dokuments 18. Das
Dokument 18 ist wie das in Fig. 10 beschriebene Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass das erste Volumenhologramm bei Kippung des
Dokuments 18 seine Farbe wechselt, das Motiv aber beibehalten wird.
Das erste Volumenhologramm, das in der ersten Volumenhologrammschicht 13a oder in der zweiten Volumenhologrammschicht 13b ausgebildet sein kann, ist bei senkrechter Betrachtung in einer Farbe F2, beispielsweise in Rot, sichtbar. Kippt man das Dokument 18, so ist in einem bestimmten Kippwinkel das erste Volumenhologramm in einer Farbe F3, beispielsweise in Grün, sichtbar. Dieser Farbeindruck wird durch die Farbe F1 der Hintergrundschicht 15 verändert. Es wird eine Mischfarbe gebildet, wie weiter oben in Fig. 5 näher erläutert. Ist die Farbe F1 der Hintergrundschicht 15 beispielsweise ein helles Gelb, so erscheint das erste Volumenhologramm vor dieser Hintergrundfarbe in einem hellen Orange. Kippt man das Dokument 18, so erscheint das erste Volumenhologramm in Zitronengelb. Fig. 12 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Dokuments 18. Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 10 beschriebene Dokument ausgebildet, mit dem
Unterschied, dass es unter drei unterschiedlichen Kippwinkeln einen
unterschiedlichen optischen Effekt zeigt.
Ein in der ersten Volumenhologrammschicht 13a ausgebildetes erstes
Volumenhologramm mit einem ersten Motiv 14a und einer Farbe F2 ist bei senkrechter Betrachtung des Dokuments 18 in einer ersten Position sichtbar. Kippt man das Dokument 18 um einen ersten Kippwinkel, so ist ein zweites Volumenhologramm mit einem zweiten Motiv 14b und einer Farbe F3 in einer zweiten Position sichtbar. Das zweite Volumenhologramm kann in der ersten Volumenhologrammschicht 13a oder in der zweiten Volumenhologrammschicht 14b ausgebildet sein. Kippt man das Dokument 18 um einen zweiten
Kippwinkel, der größer als der erste Kippwinkel ist, so ist ein drittes
Volumenhologramm mit einem dritten Motiv 14c und einer Farbe F4 in einer dritten Position sichtbar. Das dritte Volumenhologramm kann in der ersten Volumenhologrammschicht 13a, in der zweiten Volumenhologrammschicht 13b oder in einer dritten Volumenhologrammschicht 13c ausgebildet sein. Ist die Farbe F1 der Hintergrundschicht 15 beispielsweise ein helles Gelb, so erscheint ein grünes erstes Volumenhologramm vor dieser Hintergrundfarbe F1 in
Zitronengelb, während ein rotes zweites Volumenhologramm in einem hellen Orange und ein blaues drittes Volumenhologramm in Grün erscheint. Die Farben F1 bis F3 der drei Volumenhologramme können wie in dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel auch gleich sein.
Fig. 13 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements 1 . Das Sicherheitselement 1 ist wie das weiter oben in Fig. 4 beschriebene
Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die Hintergrundschicht als eine optisch variable Farbschicht 15o ausgebildet ist, und dass zwischen der optisch variablen Farbschicht 15o und der Kleberschicht 16 eine vierte Zwischenschicht 17d angeordnet ist. Eine optisch variable Farbschicht ist eine spezielle gedruckte Farbschicht, die in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel die Farbe ändert. Sie enthält beispielsweise optisch variable Pigmente, die eine Farbverschiebung bei einer Variation des
Betrachtungswinkels erzeugen. Die optisch variable Farbschicht 15o erscheint beispielsweise bei senkrechter Betrachtung in einer Farbe F1 , z.B. Purpurrot, und erscheint bei schräger Betrachtung in einer Farbe F2, z.B. Olivgrün oder Braun.
Die Zwischenschicht 17d kann wie die Zwischenschichten 17a, 17b, 17c beispielsweise als funktionelle Schicht, wie eine Barriereschicht und/oder eine Haftvermittlerschicht und/oder als eine dekorative Schicht, wie z.B. eine
Farbschicht und/oder als eine vollflächige oder partielle Reflexionsschicht ausgebildet sein.
Während die optisch variable Farbschicht 15o unter allen Betrachtungswinkeln wahrgenommen wird, wobei die Farbe in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel variiert, sind die in den Volumenhologrammschichten 13a und 13b
ausgebildeten Volumenhologramme nur in gewissen Winkelbereichen sichtbar. Unterscheidet sich die Farbe der optisch variablen Farbschicht 15o in einem gewissen Betrachtungswinkel von der Farbe des jeweiligen
Volumenhologramms unter diesem Betrachtungswinkel, so wird der
Farbeindruck des jeweiligen Volumenhologramms durch die Überlagerung mit der Farbe der im Hintergrund liegenden optisch variablen Farbschicht 15o verändert. Dadurch, dass die Farbe der optisch variablen Farbschicht 15o in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel variiert, wird es möglich, die
Farbeindrücke der unterschiedlichen Volumenhologrammschichten
unterschiedlich zu verändern.
Die Figuren 14 bis 16 zeigen Ausführungsbeispiele eines Dokuments 18, das mit dem in Fig. 13 beschriebenen Sicherheitselement ausgebildet ist.
Fig. 14 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des Dokuments 18. Ein in der ersten Volumenhologrammschicht 13a ausgebildetes erstes
Volumenhologramm mit einem ersten Motiv 14a und einer Farbe F1 ist bei senkrechter Betrachtung in einer ersten Position sichtbar. Kippt man das Dokument 18 um seine Längsachse, so ist in einem bestimmten Kippwinkel ein zweites Volumenhologramm mit einem zweiten Motiv 14b und einer Farbe F2 in einer zweiten Position sichtbar. Das zweite Volumenhologramm kann in der ersten Volumenhologrammschicht 13a oder in der zweiten
Volumenhologrammschicht 13b ausgebildet sein. Die Farbe der optisch variablen Farbschicht 15o wechselt beim Kippen des Dokuments 18 von einer Farbe F3 zu einer Farbe F4. Ist die bei senkrechter Betrachtung des
Dokuments 18 wahrnehmbare Farbe F3 der optisch variablen Farbschicht 15o beispielsweise Lila, so erscheint ein grünes erstes Volumenhologramm in Türkis. Ist die bei Kippung des Dokuments 18 wahrnehmbare Farbe F4 der optisch variablen Farbschicht 15o beispielsweise Grün oder Olivgrün, so erscheint ein rotes zweites Volumenhologramm in Orange. Beide
Volumenhologramme können auch dieselbe Farbe F1 , F2 aufweisen.
Fig. 15 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel des Dokuments 18. Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 14 beschriebene Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass das erste Volumenhologramm bei Kippung des Dokuments 18 seine Farbe wechselt.
Ein in der ersten Volumenhologrammschicht 13 oder in der zweiten
Volumenhologrammschicht 14 ausgebildetes erstes Volumenhologramm erscheint bei senkrechter Betrachtung in einer Farbe F1 , beispielsweise Grün. Kippt man das Dokument 18, so ist in einem bestimmten Kippwinkel das erste Volumenhologramm in einer Farbe F2 sichtbar, beispielsweise Rot. Ist die Farbe F3 der optisch variablen Farbschicht 15o bei senkrechter Betrachtung beispielsweise Lila, so erscheint das bei senkrechter Betrachtung grüne erste Volumenhologramm in Türkis. Ist die Farbe F4 der optisch variablen
Farbschicht 15o im abgekippten Zustand Grün oder Olivgrün, so erscheint das im abgekippten Zustand rote erste Volumenhologramm in Orange. Fig. 16 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel des Dokuments 18. Das
Dokument 18 ist wie das in Fig. 14 beschriebene Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass es unter drei unterschiedlichen Kippwinkeln einen unterschiedlichen optischen Effekt zeigt. Ein in der ersten Volumenhologrammschicht 13a ausgebildetes erstes
Volumenhologramm mit einem ersten Motiv 14a und einer Farbe F1 ist bei senkrechter Betrachtungsweise in einer ersten Position sichtbar. Kippt man das Dokument 18 um seine Längsachse, so wird in einem bestimmten Kippwinkel ein zweites Volumenhologramm mit einem zweiten Motiv 14b und einer Farbe F2 in einer zweiten Position sichtbar. Das zweite Volumenhologramm kann in der ersten Volumenhologrammschicht 13a oder in der zweiten
Volumenhologrammschicht 13b ausgebildet sein. Kippt man das Dokument 18 weiter, so ist in einem größeren Kippwinkel ein drittes Volumenhologramm mit einem dritten Motiv 14c und einer Farbe F3 in einer dritten Position sichtbar. Das dritte Volumenhologramm kann in der ersten Volumenhologrammschicht 13a, in der zweiten Volumenhologrammschicht 13b oder in einer dritten Volumenhologrammschicht ausgebildet sein. Die Volumenhologramme können dieselbe Farbe, wie in Fig. 16 dargestellt, aufweisen, sie können aber auch unterschiedliche Farben aufweisen. Ist eine Farbe F4 der optisch variablen Farbschicht 15o bei senkrechter Betrachtung beispielsweise Lila, so erscheint ein grünes erstes Volumenhologramm in Türkis. Beim Abkippen um einen bestimmten Winkel erscheint die optisch variable Farbschicht 15o in einer Farbe F5, beispielsweise Braun. Dadurch erscheint beispielsweise ein grünes zweites Volumenhologramm in Ocker. Ist eine Farbe F6 der optisch variablen Farbschicht 15o im stark abgekippten Zustand dagegen Grün oder Olivgrün, so erscheint ein rotes drittes Volumenhologramm in Orange. Fig. 17 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements. Ein Sicherheitselement 1 ist wie das weiter oben in Fig. 13 beschriebene
Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die
Hintergrundschicht nicht als optisch variable Farbschicht, sondern als ein Dünnschichtelement 15d ausgebildet ist. Das Dünnschichtelement 15d weist eine teildurchlässige erste Reflexionsschicht 19ra, eine hochreflektierende zweite Reflexionsschicht 19rb und eine zwischen der ersten Reflexionsschicht 19ra und der zweiten Reflexionsschicht 19rb angeordnete transparente
Abstandsschicht 19a auf. Die Dicke der Abstandsschicht 19a liegt im Bereich der halben Wellenlänge des sichtbaren Lichts, also im Bereich von 200 bis 500 nm. Ein solches Dünnschichtelement 15d weist einen betrachtungs- und/oder beleuchtungswinkelabhängigen Farbwechseleffekt auf. Während das optisch variable Dünnschichtelement 15d unter den meisten Betrachtungswinkeln und/oder Beleuchtungswinkeln farbig wahrgenommen wird, wobei die Farbe in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel variiert, so sind die optisch variablen Volumenhologramme der Volumenhologrammschichten 13a und 13b nur in gewissen
Winkelbereichen sichtbar. Unterscheidet sich die Farbe des
Dünnschichtelements 15d in einem gewissen Betrachtungswinkel von der Farbe des jeweiligen Volumenhologramms unter diesem Betrachtungswinkel, so wird der Farbeindruck des jeweiligen Volumenhologramms durch die
Überlagerung mit der Farbe des im Hintergrund liegenden
Dünnschichtelements 15d verändert. Dadurch, dass die Farbe des
Dünnschichtelements 15d in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel variiert, wird es möglich, unterschiedliche Farbeindrücke der Volumenhologrammschichten 13a, 13b in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel und/oder
Beleuchtungswinkel zu erhalten.
Die Fig. 18 bis 20 zeigen Dokumente, die mit dem vorstehend beschriebenen Sicherheitselement ausgebildet sind. Fig. 18 zeigt ein siebentes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments 18.
Ein in einer ersten Volumenhologrammschicht 13a ausgebildetes erstes Volumenhologramm mit einem ersten Motiv 14a und einer Farbe F1 ist bei senkrechter Betrachtung des Dokuments 18 in einer ersten Position sichtbar. Kippt man das Dokument 18 um seine Längsachse, ist in einem bestimmten Kippwinkel ein zweites Volumenhologramm mit einem zweiten Motiv 14b und einer Farbe F2 in einer zweiten Position sichtbar. Das zweite Volumenhologramnn kann in der ersten Volumenhologrammschicht 13a oder in der zweiten Volumenhologrammschicht 13b angeordnet sein.
Erscheint das Dünnschichtelement 15d bei senkrechter Betrachtung in einer Farbe F3, beispielsweise Lila, so erscheint ein grünes erstes
Volumenhologramm in Türkis. Erscheint das Dünnschichtelement 15d im abgekippten Zustand dagegen in einer Farbe F4, beispielsweise in Grün oder in Olivgrün, so erscheint ein rotes zweites Volumenhologramm in Orange. Die beiden Volumenhologramme können auch dieselbe Farbe aufweisen.
Fig. 19 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments 18. Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 18 beschriebene Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass das erste Volumenhologramm bei Kippung des Dokuments 18 seine Farbe wechselt.
Das erste Volumenhologramm, das in der ersten Volumenhologrammschicht 13a oder in der zweiten Volumenhologrammschicht 13b ausgebildet ist, ist bei senkrechter Betrachtung des Dokuments 18 in einer Farbe F1 , beispielsweise in Grün, sichtbar. Kippt man das Dokument 18 um seine Längsachse, so ist in einem bestimmten Kippwinkel das erste Volumenhologramm in einer Farbe F2, beispielsweise in Rot, sichtbar. Ist die Farbe F3 des Dünnschichtelements 15d bei senkrechter Betrachtung beispielsweise Lila, so erscheint das bei senkrechter Betrachtung grüne erste Volumenhologramm in Türkis. Ist die Farbe F4 des Dünnschichtelements 15d im abgekippten Zustand dagegen Grün oder Olivgrün, so erscheint das im abgekippten Zustand rote erste
Volumenhologramm in Orange. Fig. 20 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments 18. Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 18 beschriebene Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass es in drei unterschiedlichen Kippwinkeln unterschiedliche optische Effekte zeigt.
Ein erstes Volumenhologramm mit einem ersten Motiv 14a und einer Farbe F1 , das in der ersten Volumenhologrammschicht 13a ausgebildet ist, ist bei senkrechter Betrachtung des Dokuments 18 in einer ersten Position sichtbar. Kippt man das Dokument 18, so ist in einem bestimmten Kippwinkel ein zweites Volumenhologramm mit einem zweiten Motiv 14b und einer Farbe F2 in einer zweiten Position sichtbar. Das zweite Volumenhologramm kann in der ersten Volumenhologrammschicht 13a oder in der zweiten Volumenhologrammschicht 13b ausgebildet sein. Kippt man das Dokument 18 weiter, so ist in einem größeren Kippwinkel ein drittes Volumenhologramm mit einem dritten Motiv 14c und einer Farbe F3 in einer dritten Position sichtbar. Das dritte
Volumenhologramm kann in der ersten Volumenhologrammschicht 13a, in der zweiten Volumenhologrammschicht 13b oder in einer dritten
Volumenhologrammschicht 13c ausgebildet sein. Die drei Volumenhologramme können dieselbe Farbe, wie in Fig. 20 dargestellt, aufweisen, sie können aber auch unterschiedliche Farben aufweisen. Ist die Farbe F4 des
Dünnschichtelements 15d bei senkrechter Betrachtung beispielsweise Lila, so erscheint ein grünes erstes Volumenhologramm in Türkis. Beim Abkippen um einen bestimmten Winkel erscheint das Dünnschichtelement 15d in einer Farbe F5, beispielsweise in Braun. Dadurch erscheint beispielsweise ein grünes zweites Volumenhologramm in Ocker. Ist die Farbe F6 des
Dünnschichtelements 15d im stark abgekippten Zustand dagegen Grün oder Olivgrün, so erscheint ein rotes drittes Volumenhologramm in Orange. Fig. 21 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements. Ein Sicherheitselement 1 ist wie das weiter oben in Fig. 17 beschriebene
Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die
Hintergrundschicht eine Maskenschicht 15m aufweist, die eine mit einer vierten Zwischenschicht 17d hinterlegte metallische Schicht 20 aufweist.
Die metallische Schicht 20 kann vollflächig oder, wie in Fig. 21 dargestellt, nur in Teilbereichen ausgebildet sein. Die metallische Schicht 20 besteht vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Chrom, Zinn oder einer Legierung dieser Materialien und weist eine Dicke von 0,1 nm bis 1000 nm, bevorzugt von 5 nm bis 100 nm, auf.
Zur Herstellung einer partiellen metallischen Schicht 20 wird die optionale dritte Zwischenschicht 17c oder die zweite Volumenhologrammschicht 13b
vorzugsweise vollflächig mit einem Metall oder einer metallischen Legierung beschichtet und sodann das Metall oder die metallische Legierung nachträglich bereichsweise wieder entfernt, beispielsweise durch Positiv/Negativätzen oder mittels Ablation. Weiter ist es auch möglich, dass die metallische Schicht 20 lediglich bereichsweise und unter Umständen musterförmig auf die optionale dritte Zwischenschicht 17c oder die zweite Volumenhologrammschicht 13b aufgebracht wird, beispielsweise mittels Bedampfungsmasken.
Die metallische Schicht 20 ist nach der Applikation des Sicherheitselements 1 auf ein Dokument unterhalb der Volumenhologrammschichten 13a und 13b angeordnet und kann zum Einen bewirken, dass die Oberfläche des Dokuments abgedeckt wird und dadurch die darüber liegenden Volumenhologramme nicht von der Farbe und Form eines etwaigen Drucks auf dem Dokument überlagert werden. Außerdem kann sich die Sichtbarkeit der Volumenhologramme erhöhen, da die metallische Schicht 20 beim Abkippen des Dokuments 18 außerhalb des Spiegelreflexes dunkel wird.
Fig. 22 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements. Ein Sicherheitselement 1 ist wie das in Fig. 17 beschriebene Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die Hintergrundschicht als eine
Absorptionsschicht 15a ausgebildet ist. Die Absorptionsschicht 15a ist in Fig. 22 als ein dielektrisches Filter aus vier Schichten ausgebildet, aufweisend eine erste Filterschicht 21 a, eine zweite Filterschicht 21 b, eine dritte Filterschicht 21 c und eine vierte Filterschicht 21 d. In dem in Fig. 22 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist zwischen der Kleberschicht 16 und der
Absorptionsschicht 15a eine vierte Zwischenschicht 17d angeordnet.
Die Absorptionsschicht 15a kann vollflächig oder auch nur in Teilbereichen ausgebildet sein. Im klassischen Sinne sind dies zum einen nicht
durchstimmbare Fabry-Perot-Interferometer, die beispielsweise aus einer teildurchlässigen metallischen Spiegelschicht (z.B. aus Aluminium oder Silber), gefolgt von einer dünnen dielektrischen und transparenten Schicht und einer zweiten Spiegelschicht (Mehrfachinterferenzfilter) bestehen. Durch die
Schichtdicke der dielektrischen Schicht legt man fest, welche Wellenlängen absorbiert werden. Daneben gibt es zunehmend aufwändigere Interferenzfilter, die ohne Reflexionsschichten allein aus dielektrischen (nichtmetallischen) Schichten aufgebaut sind, sogenannte dielektrische Filter. Dabei wechseln sich in der Regel Schichten aus zwei unterschiedlichen transparenten Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex ab, wobei eine unterschiedliche Dicke von Schicht zu Schicht erforderlich sein kann. Es gibt auch Fälle, in denen mehr als zwei Materialien zum Einsatz kommen. Die Dicken der einzelnen Schichten liegen dabei zwischen etwa 10 und 1000 nm. Die Anzahl der Schichten kann je nach Anforderungen an den Filter zwischen einigen wenigen und mehreren hundert liegen. Als Materialien werden beispielsweise S1O2, ZnS oder ΤΊΟ2 verwendet, die unterschiedliche Brechungsindices aufweisen. Zur Herstellung einer partiellen Absorptionsschicht wird die Absorptionsschicht 15a vorzugsweise vollflächig auf die optionale dritte Zwischenschicht 17c oder die zweite Volumenhologrammschicht 13b aufgebracht und sodann die
Absorptionsschicht 15a nachträglich bereichsweise wieder entfernt,
beispielsweise durch Positiv/Negativätzen oder mittels Ablation. Weiter ist es auch möglich, dass die Absorptionsschicht 15a lediglich bereichsweise und unter Umständen musterförmig auf die optionale dritte Zwischenschicht 17c oder die zweite Volumenhologrammschicht 13b aufgebracht wird,
beispielsweise mittels Masken. Die Absorptionsschicht 15a ist nach der Applikation des Sicherheitselementsl auf ein Dokument unterhalb der Volumenhologrammschichten 13a und 13b angeordnet und kann zum Einen bewirken, dass die Oberfläche des Dokuments abgedeckt wird und dadurch die darüber liegenden Volumenhologramme zumindest bereichsweise nicht von der Farbe und Form eines etwaigen Drucks auf dem Dokument überlagert werden. Außerdem kann sich die Sichtbarkeit der Volumenhologramme erhöhen, da die Absorptionsschicht 21 das einfallende Licht zumindest in bestimmten Wellenlängenbereichen absorbiert.
Fig. 23 zeigt ein siebentes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements. Ein Sicherheitselement 1 ist wie das in Fig. 17 beschriebene Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die Hintergrundschicht als eine
Mikrostrukturschicht 15s ausgebildet ist, die eine als eine Replizierschicht ausgebildete dritte Zwischenschicht 17c und eine auf einer Oberflächenmikrostruktur der Zwischenschicht 17c aufgebrachte metallische Schicht 20 aufweist.
Die als Replizierschicht ausgebildete dritte Zwischenschicht 17c kann aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildet sein, in dessen Oberseite Bereiche mit einer Oberflächenmikrostruktur ausgebildet sind. Die
Oberflächenmikrostruktur kann beispielsweise als ein lineares oder gekreuztes Sinusgitter, ein asymmetrisches Blazegitter, eine isotrope oder anisotrope Mattstruktur, eine Linsenstruktur oder Kombinationen aus obigen Strukturen oder als ein Oberflächenhologramm ausgebildet sein. Die Sinusgitter weisen Perioden in einem Bereich von 0,2 μιτι bis 10 μιτι, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 μιτι bis 2,0 μιτι, und Tiefen in einem Bereich von 30 nm bis 5000 nm, bevorzugt in einem Bereich von 80 nm bis 300 nm, auf. Die metallische Schicht 20 kann vollflächig, wie in Fig. 23 dargestellt, oder nur in Teilbereichen ausgebildet sein. Die metallische Schicht 20 besteht
vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Chrom, Zinn oder einer Legierung dieser Materialien und weist eine Dicke von 0,1 nm bis 1000 nm, bevorzugt von 5 nm bis 100 nm, auf. Zur Herstellung einer partiellen
metallischen Schicht 20 wird die dritte Zwischenschicht 17c vorzugsweise vollflächig mit einem Metall oder einer metallischen Legierung beschichtet und sodann das Metall oder die metallische Legierung nachträglich bereichsweise wieder entfernt, beispielsweise durch Positiv/Negativätzen oder mittels Ablation. Weiter ist es auch möglich, dass die metallische Schicht 20 lediglich
bereichsweise und unter Umständen musterförmig auf die dritte
Zwischenschicht 17c aufgebracht wird, beispielsweise mittels
Bedampfungsmasken. Die Mikrostrukturschicht 15s ist nach der Applikation des Sicherheitselements 1 auf ein Dokument unterhalb der Volumenhologrammschichten 13a und 13b angeordnet und bewirkt zum einen, dass die Oberfläche des Dokuments abgedeckt wird und dadurch die darüber liegenden Volumenhologramme zumindest in den metallisierten Bereichen nicht von der Farbe und Form eines etwaigen Druckbildes auf dem Dokument überlagert werden. Außerdem erhöht sich die Sichtbarkeit der Volumenhologramme, da die metallische Schicht 20 beim Abkippen des Dokuments außerhalb des Spiegelreflexes dunkel wird. Je nach Auslegung der verwendeten Hologramme werden die in den
Volumenhologrammschichten 13a und 13b ausgebildeten Volumenhologramme sowie ein in der Mikrostrukturschicht 15s ausgebildetes metallisiertes
Oberflächenhologramm beim selben Betrachtungswinkel oder aber in unterschiedlichen Betrachtungswinkeln sichtbar. Durch die Kombination der normalerweise monochrom erscheinenden Volumenhologramme mit den in mehreren Regenbogenfarben erscheinenden, metallisierten
Oberflächenhologrammen ergeben sich sehr interessante Farbeffekte, die zudem nur sehr schwer fälschbar sind. Fig. 24 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements. Ein Sicherheitselement 1 ist wie das in Fig. 23 beschriebene Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass anstelle der metallischen Schicht 20 eine HRI-Schicht 22 (HRI = High Refractive Index) mit hohem Brechungsindex vorgesehen ist. Die HRI-Schicht 22 kann beispielsweise aus ZnS ausgebildet sein und die Oberflächenstruktur der als Replizierschicht ausgebildeten dritten Zwischenschicht 17c vollflächig bedecken. Die HRI-Schicht 22 ist im sichtbaren Spektralbereich oberhalb von 500 nm nahezu transparent. Die aus der dritten Zwischenschicht 17c und der HRI-Schicht 22 ausgebildete Mikrostrukturschicht 15s ist nach der Applikation des Sicherheitselennents 1 auf ein Dokument unterhalb der Volumenhologrammschichten 13a und 13b angeordnet und bewirkt zum einen, dass ein in der dritten Zwischenschicht 17c ausgebildetes Oberflächenhologramm unter den Volumenhologrammen sichtbar ist und dass ein etwaiges Druckbild auf dem Dokument sichtbar bleibt.
Je nach Auslegung der verwendeten Hologramme sind die in den
Volumenhologrammschichten 13a und 13b ausgebildeten Volumenhologramme sowie das in der Mikrostrukturschicht 15s ausgebildete Oberflächenhologramm unter demselben Betrachtungswinkel oder unter unterschiedlichen
Betrachtungswinkeln sichtbar.
Fig. 25 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements. Ein Sicherheitselement 1 ist wie das weiter oben in Fig. 21 beschriebene
Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die Maskenschicht 15m eine bereichsweise vorhandene Farbschicht 15f, eine vierte
Zwischenschicht 17d, eine metallische Schicht 20 und eine optionale fünfte Zwischenschicht 17e aufweist. Auf der fünften Zwischenschicht 17e ist die Kleberschicht 16 angeordnet.
Die Farbschicht 15f wird mit den üblichen Druck- oder Beschichtungsverfahren auf die optional vorhandene dritte Zwischenschicht 17c oder direkt auf die zweite Volumenhologrammschicht 13b aufgebracht. Danach werden die vierte Zwischenschicht 17d und die metallische Schicht 20 vollflächig, wie in Fig. 25 dargestellt, oder bereichsweise aufgebracht. Die Farbschicht 15f und die metallische Schicht 20 sind nach der Applikation des Sicherheitselements 1 auf ein Dokument unterhalb der
Volumenhologrammschichten 13a und 13b angeordnet und können zum Einen bewirken, dass die Oberfläche des Dokuments abgedeckt ist und dadurch die darüber liegenden Volumenhologramme nicht von der Farbe und Form eines etwaigen Drucks auf dem Dokument überlagert werden. Außerdem kann sich die Sichtbarkeit der Volumenhologramme erhöhen, da die Farbschicht 15f insbesondere bei dunklen Farben Licht absorbiert und die metallische Schicht 20 beim Abkippen des Dokuments außerhalb des Spiegelreflexes dunkel wird. Durch den partiellen Druck der Farbschicht 15f ist die Metallisierung aber, insbesondere bei der Verwendung dunkler Farben, nicht vollflächig sichtbar, was einem Demetallisierungseffekt entspricht.
Ist die metallische Schicht 20 nicht vollflächig, sondern nur bereichsweise aufgebracht, so kann ein etwaiges Druckbild auf dem Dokument in den
Bereichen sichtbar bleiben, die weder eine Farbschicht 15f noch eine
Metallisierung 20 aufweisen.
Umgekehrt können die Farbschicht 15f und die Metallisierung 20 in den Betrachtungs- oder Beleuchtungssituationen besonders gut sichtbar sein, in denen die darüber liegenden Volumenhologramme nicht oder kaum sichtbar sind.
Fig. 26 zeigt ein zehntes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements. Ein Sicherheitselement 1 ist wie das in Fig. 25 beschriebene Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die vierte Zwischenschicht 17d als eine Replizierschicht ausgebildet ist, in die ein Oberflächenrelief abgeformt ist, wie weiter oben in Fig. 23 beschrieben. Die auf die vierte Zwischenschicht 17d aufgebrachte metallische Schicht 20 kann vollflächig oder, wie in Fig. 26 dargestellt, bereichsweise ausgebildet sein. Die Farbschicht 15f wird mit den üblichen Druck- oder Beschichtungsverfahren (z.B. Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck, Tintenstrahldruck) auf die optional vorhandene dritte
Zwischenschicht 17c oder direkt auf die zweite Volumenhologrammschicht 13b aufgebracht.
Die Farbschicht 15f und die metallisierte vierte Zwischenschicht 17d sind nach der Applikation des Sicherheitselements 1 auf ein Dokument unterhalb der Volumenhologrammschichten 13a und 13b angeordnet und bilden drei unterschiedliche Untergründe unterhalb der Volumenhologrammschichten 13a und 13b aus.
In den Bereichen, in denen die Farbschicht 15f vorliegt, wird die Oberfläche des Dokuments insbesondere bei der Verwendung dunkler Farben abgedeckt. Dadurch werden die darüber liegenden Volumenhologramme nicht von der Farbe und Form eines etwaigen Drucks auf dem Dokument überlagert, und die Volumenhologramme sind besser sichtbar. In den Bereichen, in denen keine Farbschicht 15f, aber auf der vierten
Zwischenschicht 17d eine Metallisierung 20 ausgebildet ist, wird die Oberfläche des Dokuments abgedeckt und es erscheint ein metallisiertes
Oberflächenhologramm oder eine metallisierte Spiegelfläche unter den
Volumenhologrammen.
In den Bereichen, in denen weder die Farbschicht 15f ausgebildet ist noch die vierte Zwischenschicht 17d metallisiert ausgebildet ist, erscheint ein Druckbild auf dem Dokument oder das Dokument ist unter den Volumenhologrammen sichtbar.
Fig. 27 zeigt ein elftes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements. Ein Sicherheitselement 1 ist wie das in Fig. 4 beschriebene Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die Hintergrundschicht als eine Fluoreszenzschicht 15fl ausgebildet ist. Die Fluoreszenzschicht 15fl kann vollflächig oder bereichsweise ausgebildet sein. Die Fluoreszenzschicht 15fl ist aus einem Lack aus in einem Thiophen-
Benzoaxol-Derivat gelösten fluoreszierenden organischen und anorganischen Pigmenten gebildet. Die Fluoreszenzschicht 15fl wird mit den üblichen
Druckverfahren, beispielsweise Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck,
Tintenstrahldruck oder mit anderen Beschichtungsverfahren vollflächig oder partiell im Dekordruck aufgebracht. Die Schichtdicke beträgt nach dem
Trocknen vorzugsweise zwischen 0,1 μιτι und 6 μιτι.
Die Fluoreszenzschicht 15fl ist nach der Applikation des Sicherheitselements 1 auf ein Dokument unterhalb der Volumenhologrammschichten 13a und 13b angeordnet. Während die Fluoreszenzschicht 15fl bei Bestrahlung mit
Tageslicht, bedingt durch die Eigenfarbe der fluoreszierenden Pigmente, in Grautönen erscheint, leuchtet sie bei Bestrahlung mit UV-Licht (Wellenlängen beispielsweise 365 nm oder 254 nm) farbig auf. Dadurch können die darüber liegenden Volumenhologramme besser sichtbar sein und/oder durch
Überlagerung können die Volumenhologramme in einem anderen Farbton erscheinen. Fig. 28 zeigt ein zwölftes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselennents. Ein Sicherheitselement 1 ist wie das in Fig. 27 beschriebene Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass anstelle der Fluoreszenzschicht eine Phosphoreszenzschicht 15p vorgesehen ist. Die Phosphoreszenzschicht 15p kann vollflächig oder bereichsweise ausgebildet sein.
Die Phosphoreszenzschicht 15p wird mit den üblichen Druckverfahren, beispielsweise Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck, Tintenstrahldruck oder mit anderen Beschichtungsverfahren vollflächig oder partiell im Dekordruck aufgebracht.
Die Phosphoreszenzschicht 15p ist nach der Applikation des
Sicherheitselements 1 auf ein Dokument unterhalb der
Volumenhologrammschichten 13a und 13b angeordnet. Während die
Phosphoreszenzschicht 15p bei Bestrahlung mit Tageslicht, bedingt durch die Eigenfarbe der phosphoreszierenden Pigmente, in Grautönen erscheint, leuchtet sie bei Bestrahlung mit UV-Licht farbig auf. Dadurch können die darüber liegenden Volumenhologramme besser sichtbar sein und/oder durch Überlagerung können die Volumenhologramme in einem anderen Farbton erscheinen. Dies ist von besonderem Interesse, weil die phosphoreszierenden Pigmente im Gegensatz zu fluoreszierenden Pigmenten eine bestimmte Zeit nachleuchten und dadurch die bessere Sichtbarkeit der Volumenhologramme und/oder der geänderte Farbton der Volumenhologramme für eine bestimmte Zeit nach der Beleuchtung mit UV-Licht erhalten bleibt.
Fig. 29 zeigt ein dreizehntes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements. Ein Sicherheitselement 1 weist folgenden Schichtaufbau auf: Auf einer insbesondere beschichteten oder auch unbeschichteten Trägerfolie 1 1 sind eine erste Zwischenschicht 17a und eine zweite Zwischenschicht 17b angeordnet. Die zweite Zwischenschicht 17b ist als Replizierschicht
ausgebildet, wie weiter oben in Fig. 23, 24 und 26 beschrieben. Auf die zweite Zwischenschicht 17b ist eine metallische Schicht 20 aufgebracht. Die zweite Zwischenschicht 17b kann aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildet sein, in dessen Oberseite Bereiche ausgebildet sind, in die bevorzugt als Blazegitter ausgebildete Reliefstrukturen abgeformt sind. Die Blazegitter weisen Perioden in einem Bereich von 0,2 μιτι bis 15 μιτι, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 μιτι bis 7,0 μιτι, und Tiefen in einem Bereich von 50 nm bis 5000 nm, bevorzugt in einem Bereich von 100 nm bis 1500 nm, auf. Alternativ können anstelle der Blazegitter auch Sinusgitter, Mattstrukturen, Linsenstrukturen etc. verwendet werden. Die metallische Schicht 20 ist, wie in Fig. 29 dargestellt, nur in Teilbereichen ausgebildet. Die metallische Schicht 20 besteht vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Chrom, Zinn oder einer Legierung dieser Materialien und weist eine Dicke von 0,1 nm bis 1000 nm, bevorzugt von 5 nm bis 100 nm, auf. Zur Herstellung einer partiellen metallischen Schicht 20 wird die zweite
Zwischenschicht 17b vorzugsweise vollflächig mit einem Metall oder einer metallischen Legierung beschichtet und sodann das Metall oder die metallische Legierung nachträglich bereichsweise wieder entfernt, beispielsweise durch Positiv/Negativätzen oder mittels Ablation. Weiter ist es auch möglich, dass die metallische Schicht 20 lediglich bereichsweise und unter Umständen
musterförmig auf die zweite Zwischenschicht 17b aufgebracht wird,
beispielsweise mittels Bedampfungsmasken.
Auf der zweiten Zwischenschicht 17b und damit auch auf der metallischen Schicht 20 ist eine dritte Zwischenschicht 17c angeordnet. Der weitere
Schichtaufbau sieht eine erste Volumenhologrammschicht 13a, eine vierte Zwischenschicht 17d, eine zweite Volumenhologrammschicht 13b, eine fünfte Zwischenschicht 17e und abschließend eine Kleberschicht 16 vor.
Die Volumenhologrammschichten 13a und 13b sind nach der Applikation des Sicherheitselements 1 auf ein Dokument unterhalb der bereichsweise metallisierten zweiten Zwischenschicht 17b angeordnet und sind in den
Bereichen, in denen keine Metallisierung vorliegt, sichtbar. In den Bereichen, in denen Metallisierung vorliegt, ist dagegen beispielsweise nur ein metallisiertes Oberflächenhologramm oder eine metallisierte Spiegelfläche, die in der zweiten Zwischenschicht 17b ausgebildet ist, sichtbar.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Sicherheitselements 1 ist in Fig. 30 dargestellt. Das Sicherheitselement 1 in Fig. 30 ist wie das in Fig. 29
beschriebene Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die metallische Schicht 20 rasterförmig ausgebildet ist, bevorzugt als Linienraster ausgebildet ist. Dadurch können beispielsweise ein metallisiertes
Oberflächenhologramm und die darunterliegenden Volumenhologramme nach Applikation des Sicherheitselements 1 auf ein Dokument in bestimmten
Betrachtungs- oder Beleuchtungssituationen gleichzeitig sichtbar sein.
Fig. 31 zeigt ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel des Sicherheitselements. Ein Sicherheitselement 1 ist wie das weiter oben in Fig. 29 beschriebene
Sicherheitselement ausgebildet, mit dem Unterschied, dass anstelle oder zusätzlich zu der metallischen Schicht 20 eine HRI-Schicht 22 vorgesehen ist, welche die Oberflächenstruktur der zweiten Zwischenschicht 17b vollflächig, wie in Fig. 31 gezeichnet, oder bereichsweise bedeckt. Die HRI-Schicht 22 weist einen hohen Brechungsindex auf und ist
beispielsweise aus S1O2, ZnS oder ΤΊΟ2 ausgebildet. Die HRI-Schicht ist im Spektralbereich oberhalb von etwa 500 nm nahezu transparent.
Die Volumenhologrammschichten 13a und 13b sind nach der Applikation des Sicherheitselements 1 auf ein Dokument unterhalb der mit der transparenten HRI-Schicht 22 hinterlegten zweiten Zwischenschicht 17b angeordnet. In Abhängigkeit vom Beleuchtungs- und Betrachtungswinkel sind somit
beispielsweise entweder das Oberflächenhologramm, das in der zweiten
Zwischenschicht 17b ausgebildet ist, oder die Volumenhologramme, oder aber das Oberflächenhologramm und die Volumenhologramme gleichzeitig sichtbar.
Fig. 32 zeigt ein zehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments 18. Bei dem Dokument 18 handelt es sich beispielsweise um eine Banknote oder ein Ausweisdokument. In dem in Fig. 32 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein erstes streifenförmiges
Sicherheitselement 1 auf der Oberseite des Dokuments 18 angeordnet und ein zweites Sicherheitselement V ist in einem Fenster 18f des Dokuments 18 angeordnet. Das erste Sicherheitselement 1 kann auch als nicht
streifenförmiger Patch oder als das Dokument 18 weitgehend vollflächig bedeckendes Overlay ausgebildet sein.
Das erste Sicherheitselement 1 wird von der weiter oben beschriebenen
Volumenhologrammfolie 1f auf das Dokument 18 übertragen. Wenn die
Volumenhologrammfolie 1f als Transferfolie ausgebildet ist, wird die Trägerfolie 1 1 nach der Applikation der Transferlage auf das Dokument 18 von der
Transferlage abgelöst. Ist die Volumenhologrammfolie 1f dagegen als Laminierfolie ausgebildet, so verbleibt die Trägerfolie 1 1 nach der Applikation als oberste Schicht des Sicherheitselements 1 auf dem Dokument 18.
Das Fenster 18f ist in dem in Fig. 32 dargestellten Ausführungsbeispiel als ein transparenter Bereich des Dokuments 18 ausgebildet. Das Fenster 18 kann beispielsweise als ein transparenter Bereich einer Polymer-Banknote
ausgebildet sein oder als ein ausgestanztes Loch einer Papier-Banknote.
Weiterhin kann es sich z.B. auch um einen transparenten Bereich in einer ID- Karte, z.B. aus Polycarbonat o.ä. handeln. Je nach Anwendungsfall kann die Volumenhologrammfolie 1f zur Applikation auf dem Fenster 18f als Transferfolie oder als Laminierfolie ausgebildet sein. Visuelle Merkmale in den transparenten Bereichen des Dokuments 18 können unterschiedlich ausgebildet sein und sind in drei Gruppen einteilbar:
Merkmale, die sichtbar sind in Reflexion, sichtbar bei Betrachtung der Vorderseite des Dokuments 18;
Merkmale, die sichtbar sind in Reflexion, sichtbar bei Betrachtung der Rückseite des Dokuments 18;
Merkmale, die sichtbar sind in Transmission, d.h. wenn das Dokument 18 vor eine Lichtquelle gehalten wird.
Insbesondere die Kombination eines Merkmales, welches in Reflexion sichtbar ist mit einem Merkmal, welches nur in Transmission sichtbar ist, ergibt einen Überraschungseffekt für den Betrachter, da die Bedingungen für das
Transmissionsmerkmal nur selten erfüllt sind, z.B. wenn eine Banknote gegen das Licht gehalten wird. So ist dieses Transmissionsmerkmal fast immer nicht sichtbar, nur in Transmission, gegen eine Lichtquelle betrachtet, erscheint eine Information (z.B. die Denomination der Banknote). Eine Kombinationsinformation ist ein visuell interessantes und zugleich sehr fälschungssicheres Merkmal.
Fig. 33 zeigt die allgemeinen geometrischen Gegebenheiten bei der
Betrachtung eines (Reflexions-) Volumenhologramms. Ein Sicherheitselement 1 , das auf einem Dokument 18 angeordnet ist, wird unter einem Einfallswinkel ß zur Oberfläche von einer Lichtquelle 7 (Sonne, Lampe) beleuchtet. Ein in dem Sicherheitselement 1 ausgebildetes Volumenhologramm ist in einem
Austrittswinkel γ zur Oberfläche sichtbar. Im allgemeinen Fall befindet sich ein Betrachter 8 (Person oder Kamera) in einem Betrachtungswinkel α und einem Abstand d zur Oberfläche des Dokuments. Unterscheiden sich der
Betrachtungswinkel α und der Reflexionswinkel γ, wie in Fig. 33 dargestellt, ist das Volumenhologramm für den Betrachter 8 nicht sichtbar. Fig. 34 ist eine beispielhafte Darstellung, die zeigt, unter welchen
Betrachtungswinkeln ein Volumenhologramm sichtbar ist. Die x-Achse des in Fig. 34 dargestellten Diagramms bezeichnet den Reflexionswinkel γ, unter dem das Volumenhologramm sichtbar ist. Die y-Achse des Diagramms bezeichnet die Intensität I des unter dem Reflexionswinkel γ austretenden Lichtes.
Im dargestellten Fall ist das Volumenhologramm unter drei verschiedenen Betrachtungswinkeln sichtbar, die den drei Reflexionswinkeln γι , γ2 und γ3 entsprechen. Bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln erscheint das
Volumenhologramm in unterschiedlichen Farben. Unter dem Reflexionswinkel γι erscheint das Volumenhologramm in einer ersten Farbe F1 , beispielsweise in Grün, unter dem Reflexionswinkel γ2 in einer zweiten Farbe F2, beispielsweise in Rot und unter dem Reflexionswinkel Y3 in einer dritten Farbe F3,
beispielsweise in Türkis. Es ist auch möglich, dass die Farben F1 , F2 und F3 gleich oder nahezu gleich sind. Die Reflexionswinkel γ weisen eine
Toleranzbreite Δγ auf, in der das Volumenhologramm sichtbar ist. Die
Toleranzbreite Δγ ist in dem in Fig. 34 dargestellten Ausführungsbeispiel symmetrisch um den Mittelwert des Reflexionswinkels γ ausgebildet. Die Toleranzbreite Δγ kann beispielsweise ±10° oder nur ±5° oder auch nur ±2° um den Mittelwert des Reflexionswinkels γ betragen.
Die Intensität und damit die Sichtbarkeit des jeweiligen Volumenhologramms ist in Fig. 34 durch die Höhe der Farbkurven wiedergegeben. In dem
Ausführungsbeispiel ist die erste Farbe F1 am deutlichsten sichtbar, während die zweite Farbe F2 und die dritte Farbe F3 weniger deutlich sichtbar sind.
Die jeweiligen Reflexionswinkel γ und die Farben F und Intensitäten I des Volumenhologramms werden insbesondere durch das Beugungsverhalten des Volumenhologramm-Masters, insbesondere durch dessen Oberflächenrelief und/oder die Gitterperiode und/oder den Azimutwinkel und/oder die Strukturtiefe und/oder die Dicke der Volumenhologrammschicht und/oder den
Brechungsindex des Volumenhologramm-Materials und/oder den
Aushärtungsprozess und/oder durch die Parameter der Belichtung, vor allem durch die Belichtungswellenlänge und/oder die Belichtungsintensität der Laserstrahlung und/oder der UV-Strahlung und/oder durch den
Belichtungswinkel und/oder durch Polarisation und/oder eine optionale
Behandlung des Volumenhologramm-Materials zur Schrumpfung oder
Schwellung der Volumenhologrammschicht bestimmt.
Zur Herstellung von Mehrfarben-Volumenhologrammen ist es beispielsweise möglich, die Volumenhologrammschicht durch unterschiedliche Aushärtungen und/oder unterschiedliche Nachbehandlungen bereichsweise zu schrumpfen oder zu quellen, und so Bereiche zu generieren, in denen das Volumenhologrannnn der Volumenhologrammschicht eine unterschiedliche Farbe F zeigt. Es werden einer oder mehrere Laser, bevorzugt zwei Laser, zur Belichtung der Volumenhologrammschicht verwendet. Hierbei ist es zum einen möglich, dass die Volumenhologrammschicht durch die von den jeweiligen Lasern generierten Lichtstrahlen unter unterschiedlichen Einfallswinkeln belichtet wird, so dass durch jeden der Laser ein Bildbereich des Volumenhologramms generiert wird, welcher einen anderen Farbwert aufweist. Weiter ist es auch möglich, dass die Laser Licht unterschiedlicher Wellenlängen aussenden und so durch die jeweiligen Laser Bildbereiche mit unterschiedlichen Farbwerten in der
Volumenhologrammschicht aufgezeichnet werden. Beispielsweise ist es möglich, diese Parameter so zu wählen, dass das
Volumenhologramm nur in einem Winkelbereich von +/- 10°, bevorzugt +/- 5° um einen einzigen Winkel γι und mit einer einzigen Farbe F1 oder in einem eng begrenzten Farbspektrum erscheint, allerdings mit vergleichsweise hoher Intensität, wie in Fig. 35 dargestellt.
Fig. 36 zeigt den Fall, in dem der Reflexionswinkel γ kleiner als 90° ist. In diesem Fall ist das Volumenhologramm für den Betrachter 8 sichtbar, wenn das Dokument 18 vom Betrachter 8 weg gekippt wird und wenn der
Betrachtungswinkel α und der Reflexionswinkel γ gleich oder ähnlich groß sind.
Fig. 37 zeigt den Fall, in dem der Reflexionswinkel γ größer als 90° ist. In diesem Fall ist das Volumenhologramm für den Betrachter 8 sichtbar, wenn das Dokument 18 zum Betrachter 8 hin gekippt wird und wenn der Betrachtungswinkel α und der Reflexionswinkel γ gleich oder ähnlich groß sind.
Fig. 38 zeigt die übliche Betrachtungsweise, bei der der Betrachter 8 senkrecht auf das Dokument 18 sieht und daher der Betrachtungswinkel α und der Reflexionswinkel γ im Bereich von 90° liegen müssen, damit das
Volumenhologramm sichtbar ist.
Das auf das Dokument 18 applizierte Sicherheitselement 1 weist
erfindungsgemäß, wie weiter oben beschrieben, mehrere
Volumenhologrammschichten auf, die übereinander angeordnet sind. Optional sind weitere Schichten als Zwischenschichten vorhanden, die optische
Funktionalitäten, beispielsweise vollflächige oder bereichsweise vorhandene Farbschichten und/oder Metallschichten und/oder diffraktive Strukturen oder Mattstrukturen aufweisen können und/oder als Haftschichten und/oder
Barriereschichten fungieren können.
Insbesondere bei Metallschichten als Reflexionsschichten ist es möglich, dass die Eigenfarbe des Volumenhologramms und/oder einbelichtete farbige optisch variable Effekte dazu führen, dass eine an sich silbern achromatische
Metallschicht (z.B. Aluminium) entsprechend farbig erscheint und dadurch ein besonderer optischer Effekt erzeugt wird.
Durch eine spezielle Auslegung des Volumenhologramm-Masters,
beispielsweise durch Variation der Strukturperioden und/oder der
Strukturformen und/oder der Azimute der Strukturen ist es möglich, einen breiteren Reflexionswinkel des Volumenhologramms zu erreichen. Fig. 39 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem ein erstes Volumenhologramm mit einer ersten Farbe F1 einen sehr großen Toleranzbereich Δγι, also einen Winkelbereich, in dem das Volumenhologramm sichtbar ist, aufweist. Ein sehr großer Toleranzbereich Δγ ist größer als +/- 45°, bevorzugt größer als +/- 60°. In dem in Fig. 39 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Toleranzbereich Δγι einen Wert von etwa 160° auf. Das erste Volumenhologramm ist daher nahezu für alle Betrachtungswinkel α zwischen 10° und 170° sichtbar. Das erste Volumenhologramm ist in einer ersten Volumenhologrammschicht des Sicherheitselements ausgebildet.
Als Master zur Herstellung von Volumenhologrammen mit großen
Toleranzbereichen Δγ eignen sich bevorzugt sinusförmige, diffraktive Gitter, deren Gitterperioden, -Orientierung und -tiefe entsprechend dem gewünschten holographischen Effekt, beispielsweise einem Bewegungseffekt, ausgelegt sind. Die Gitterperioden variieren von 0,3 μιτι bis 3,0 μιτι, bevorzugt von 0,5 μιτι bis 2,0 μιτι. Die Gittertiefen liegen im Bereich 50 nm bis 400 nm, vorzugsweise im Bereich 100 nm bis 200 nm.
Besonders interessante optische Effekte, beispielsweise eine sehr große Tiefe oder ein ausgeprägter Bewegungseffekt, ergeben sich durch Master mit
Reliefstrukturen mit einem optischen Effekt ähnlich einer makroskopisch konkaven oder konvexen Linse oder einer makroskopisch konkaven oder konvexen Freiformfläche. Derartige Master können beispielsweise aus
Gitterstrukturen mit sinusförmigen Profilen bestehen. Alternativ können auch asymmetrische Gitterstrukturen eingesetzt werden. Im Fall von runden Linsen sind die Gitter kreisförmig um ein Zentrum angeordnet. Die Gitterperioden sind im Zentrum der Linse größer und am Linsenrand kleiner und variieren von 0,3 μηη bis 2500 μητι, bevorzugt von 0,8 μηη bis 100 μηη. Die Gittertiefen liegen im Bereich 50 nm bis 10 μιτι, vorzugsweise im Bereich 100 nm bis 5 μιτι.
Alternativ können anstelle von Gittern auch isotrope oder anisotrope
Mattstrukturen als Master verwendet werden. Diese unregelmäßig
ausgebildeten Strukturen streuen das Licht und erzeugen ebenfalls
Volumenhologramme, die in einem sehr großen Winkelbereich sichtbar sind.
Hingegen weist ein zweites Volumenhologramm mit einer zweiten Farbe F2 nur einen kleinen Toleranzbereich Δγ2 auf, d.h. der Toleranzbereich Δγ2 ist kleiner als +/- 10°, bevorzugt kleiner als +/- 5°. Folglich ist das zweite
Volumenhologramm nur unter einem dementsprechend kleinen
Betrachtungswinkelbereich Δα sichtbar. Das zweite Volumenhologramm ist in einer zweiten Volumenhologrammschicht des Sicherheitselements ausgebildet. Die Farben F1 und F2 können auch gleich sein.
Die Farbe eines Volumenhologramms wird bevorzugt durch eine
Transmissionsmessung bestimmt. Dazu wird üblicherweise ein UV-VIS- Spektrometer verwendet. Bild 40 zeigt ein typisches Transmissionsspektrum. Hieraus werden als charakteristische Werte die Peak-Wellenlänge λΡ und die spektrale Bandbreite Bs ermittelt.
Die spektrale Bandbreite Bs ist definiert als die Bandbreite bei der Transmission TB, wobei TB = (TRef + Tmin)/2 ist.
Peak-Wellenlängen für rote Volumenhologramme liegen im Bereich von 600 nm bis 680 nm, typischerweise bei 610 nm bis 620 nm und für grüne
Volumenhologramme im Bereich von 520 nm bis 560 nm, typischerweise bei 535 nm bis 545 nm. Die spektralen Bandbreiten Bs betragen 5 nm bis 20 nm, typischerweise 10 nm.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass es sich bei den
Oberflächenstrukturen des Volumenhologramm-Masters um asymmetrische Oberflächenstrukturen handelt. Dies sind mit einer reflektierenden Oberfläche versehene Blazegitter mit sägezahnförmigen Oberflächen, beispielsweise mit einer Spatialfrequenz von 100 Linien/mm bis 2000 Linien/mm. Weiter kann vorgesehen sein, dass das Blazegitter eine Gittertiefe von 0,1 μιτι bis 2 μιτι aufweist. Blazegitter mit den vorstehend genannten Abmessungen können durch thermoplastische Verformung, beispielsweise mit einer beheizten
Prägewalze, oder photomechanisch durch Belichtung eines UV-härtbaren Lacks erzeugt werden. Allgemein kann es sich bei den Gittern des Masters um eine mosaikähnliche Nebeneinanderdarstellung einer großen Vielzahl unterschiedlicher Gitter handeln, z.B. um Blazegitter mit einer Gitterperiode von ca. 500 nm bis ca. 1500 nm und einer Gittertiefe zwischen 100 nm und 600 nm mit verschiedenen azimutalen Orientierungen, Kinoformen, asymmetrische achromatische Gitter, Mattstrukturen, Reliefstrukturen mit einem optischen Effekt ähnlich einer makroskopisch konkaven oder konvexen Linse oder einer makroskopisch konkaven oder konvexen Freiformfläche, etc. sowie
Kombinationsstrukturen hiervon.
Fig. 41 zeigt den Aufbau und die Funktionsweise eines Sicherheitselements 1 gemäß Fig. 39 mit einer ersten Volumenhologrammschicht 13a und einer zweiten Volumenhologrammschicht 13b. Eine erste Farbe F1 , beispielsweise Grün, wird in der ersten Volumenhologrammschicht 13a erzeugt und ist nur in einem engen Winkelbereich sichtbar. Eine zweite Farbe F2, beispielsweise Rot, wird durch die zweite Volumenhologrammschicht 13b erzeugt und ist in einem großen Winkelbereich sichtbar.
Fig. 42 zeigt einen als Oberflächenrelief-Master ausgebildeten
Volumenhologramm-Master im Querschnitt. Ein Volumenhologramm-Master 9 weist in dem in Fig. 42 dargestellten Ausführungsbeispiel ein erstes Blazegitter 91 ba mit einer Gitterperiode von 1 μιτι und einer Gittertiefe von 300 nm und ein zweites Blazegitter 91 bb mit einer Gitterperiode von 0,78 μιτι und einer
Gittertiefe von 280 nm auf. Die nicht mit dem ersten Blazegitter 91 ba oder mit dem zweiten Blazegitter 91 bb belegten Oberflächenbereiche des
Volumenhologramm-Masters 9 weisen ein Oberflächenrelief mit einer
Mattstruktur 91 m auf, welche einfallendes Licht diffus zerstreut und deshalb den optischen Eindruck eines„schwarzen Spiegels" hervorruft. Zusätzlich oder alternativ zu der Mattstruktur 91 m ist auch die Verwendung einer
lichtabsorbierenden, hochfrequenten Kreuzgitterreliefstruktur mit mehr als 2000 Linien/mm, insbesondere mit beispielsweise 3000 Linien/mm und einem Tiefen- Breiten-Verhältnis von mehr als 0,2 möglich. Der Volumenhologramm-Master 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus einer Nickel-Kobalt-Legierung
ausgebildet und kann flach bzw. eben oder gekrümmt ausgebildet sein.
In Fig. 43 ist das Prinzip der Herstellung eines Volumenhologramms gezeigt. Ein Volumenhologramm-Master 9 befindet sich im Kontakt mit einer mit einer Ablöseschicht 17t, einer Schutzschicht 17s, einer Zwischenschicht 17 und einer Photopolymerschicht 12 beschichteten Trägerfolie 1 1 . Der Volumenhologramm- Master 9 und die beschichtete Trägerfolie 1 1 werden in einer Vorschubrichtung v entlanggeführt. Im Falle einer Laminierfolie ist keine Ablöseschicht 17t vorgesehen. Die Photopolymerschicht 12 kann als eine viskose
Photopolymerschicht aufgebracht werden. Es kann vorgesehen sein, eine leichtflüssige Photopolymerschicht beim Drucken oder kurz danach mittels UV- Licht vorzuhärten, so dass die für die weitere Verarbeitung optimale Viskosität eingestellt ist. Zur Belichtung der Photopolymerschicht 12 ist ein Laser vorgesehen, der einen auf den Oberflächenrelief-Master 9 gerichteten
Laserstrahl 71 aussendet. Der Winkel, unter dem der Laserstrahl 71 auftrifft, kann durch Versuche optimiert sein und beispielsweise 14° zur Lotrechten betragen.
Der Volumenhologramm-Master 9 kann auf einen Zylinder aufgebracht sein und daher im gekrümmten Zustand verwendet werden.
Die Figuren 44 bis 62 zeigen weitere Ausführungsbeispiele eines mit dem Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments. Fig. 44 zeigt ein elftes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments 18. Das Sicherheitselement 1 weist ein erstes Volumenhologramm auf mit einem über die gesamte Fläche des
Sicherheitselements 1 erstreckten ersten Motiv 14a und einer Farbe F1 , das unter vielen Betrachtungswinkeln, das heißt sowohl beim Kippen um die Längsachse des Dokuments 18 als auch beim Schwenken um die Querachse des Dokuments 18 sichtbar ist. Bevorzugt werden für das erste
Volumenhologramm optische Effekte ähnlich einer makroskopisch konkaven oder konvexen Linse oder einer makroskopisch konkaven oder konvexen Freiformfläche , z.B. große Einzellinsenstrukturen oder auch repetitive Muster von kleinen Linsenstrukturen oder andere optische Effekte solcher
Freiformflächen, die visuell einen konkaven oder konvexen Wölbungseffekt erzeugen, eingesetzt, da diese aus nahezu allen Betrachtungsrichtungen sichtbar sind. Die oben erwähnten Linseneffekte können aufgrund der Rotationssymmetrie von gewöhnlichen Linseneffekten den kompletten Azimutbereich (Winkelbereich senkrecht zur Einfallsebene) an Betrachtungswinkeln abdecken (0-360°).
Zusätzlich wird typischerweise ein sehr großer Tiltwinkelbereich (Winkelbereich in der Einfallsebene) abgedeckt, da im Zentrum der Linse eine sehr große Gitterperiode vorherrscht (z.B. 0,1 mm bis 1 mm) und im Randbereich der Linse sehr kleine Gitterperioden (z.B. 0,5 μιτι bis 5 μιτι). Andererseits gibt es auch eine Vielzahl von anderen Strukturen, die geeignet sind, aus nahezu allen Betrachtungsrichtungen sichtbar zu sein. Dies sind z.B. isotrope oder anisotrope Mattstrukturen oder auch Raster von Linear- oder
Kreuzgitterstrukturen (mit einer Rasterweite unterhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges), die einen größeren Azimutbereich sowie einen größeren Tiltwinkelbereich abdecken. So kann beispielsweise ein Raster mit einer Pixelabmessung von 10 μιτι x 10 μιτι verwendet werden. In einem Feld der Abmessung 80 μιτι x 80 μιτι wären so 64 verschiedene Gitterstrukturen ineinander gerastert, die es erlauben, einen breiten Azimut-/Tiltwinkelbereich abzudecken für die Sichtbarkeit des Merkmals, wobei die Pixel mit dem bloßen Auge nicht auflösbar sind.
Ein zweites Volumenhologramm mit einem zweiten Motiv 14b und einer Farbe F2 ist so ausgebildet, dass es nur in einem bestimmten Winkelbereich oder in einigen wenigen diskreten Winkelbereichen sichtbar ist. In Fig. 44 ist der Fall beschrieben, in dem das zweite Volumenhologramm in der Mittelstellung, das heißt ohne Kippen und Schwenken, sichtbar ist. Bei dem zweiten Motiv 14b kann es sich um ein Einzelbild oder um ein Endlosmotiv handeln. In dem in Fig. 39 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zweite Motiv 14b als ein Einzelbild ausgebildet. Das erste und das zweite Volumenhologramm können in derselben Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei unterschiedlichen
Volumenhologrammschichten ausgebildet sein.
Fig. 45 zeigt ein zwölftes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments 18, das wie das in Fig. 39 beschriebene Dokument 18 ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass das zweite Volumenhologramm als ein 2-er-Flipp mit einem zweiten Motiv 14b in einer Farbe F2 und einem dritten Motiv 14c in einer Farbe F3 ausgebildet ist. Beim Schwenken nach links erscheint das zweite Motiv 14b, beispielsweise der Buchstabe„A", beim Schwenken nach rechts erscheint das dritte Motiv, beispielsweise der Buchstabe„B". Das zweite Motiv 14b und das dritte Motiv 14c sind jeweils nur in einem bestimmten, engen Winkelbereich sichtbar. Beim Kippen und in der Mittelstellung ist dagegen nur das erste Volumenhologramm 14a sichtbar. Das erste und das zweite Volumenhologramm können in derselben Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei
unterschiedlichen Volumenhologrammschichten ausgebildet sein.
Fig. 46 zeigt ein dreizehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments 18, das wie das in Fig. 45 beschriebene Dokument 18 ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass das zweite Motiv 14b und das dritte Motiv 14c im zweiten Volumenhologramm so ausgebildet sind, dass beim Kippen des Dokuments 18 vom Betrachter weg das zweite Motiv 14b, beispielsweise der Buchstabe„A" erscheint, und beim Kippen zum Betrachter hin das dritte Motiv 14c, beispielsweise der Buchstabe„B" erscheint. Beim Schwenken und in der Mittelstellung ist dagegen nur das erste Motiv 14a sichtbar. Das erste und das zweite Volumenhologramm können in derselben Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei
unterschiedlichen Volumenhologrammschichten ausgebildet sein. Fig. 47 zeigt ein vierzehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments 18, das wie das in Fig. 45 beschriebene Dokument 18 ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass das zweite Volumenhologramm als 3-er-Flipp mit einem zweiten Motiv 14b in einer Farbe F2, einem dritten Motiv 14c in einer Farbe F3 und einem vierten Motiv 14d in einer Farbe F4 ausgebildet ist. Beim Schwenken nach links erscheint das zweite Motiv 14b, beispielsweise der Buchstabe„A", in Mittelstellung erscheint das dritte Motiv 14c, beispielsweise der Buchstabe„B", und beim Schwenken nach rechts erscheint das vierte Motiv 14d, beispielsweise der Buchstabe„C". Die Motive 14b bis 14d sind jeweils nur einem bestimmten, engen Winkelbereich sichtbar. Beim Kippen vom Betrachter weg oder zum Betrachter hin ist jeweils nur das erste Motiv 14a sichtbar. Das erste und das zweite Volumenhologramm können in derselben Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei unterschiedlichen Volumenhologrammschichten ausgebildet sein.
Fig. 48 zeigt ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments 18, das wie das in Fig. 46 beschriebene Dokument 18 ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass beim Kippen des Dokuments 18 vom Betrachter weg das zweite Motiv 14b, beispielsweise der Buchstabe„A" erscheint, in Mittelstellung das dritte Motiv 14c, beispielsweise der Buchstabe„B" erscheint, und beim Kippen zum
Betrachter hin das vierte Motiv 14d, beispielsweise der Buchstabe„C", erscheint. Die Motive 14b bis 14d sind jeweils nur einem bestimmten, engen Winkelbereich sichtbar. Beim Schwenken nach links oder rechts ist jeweils nur das erste Motiv 14a sichtbar. Das erste und das zweite Volumenhologramm können in derselben Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei unterschiedlichen Volumenhologrammschichten ausgebildet sein.
Fig. 49 zeigt ein sechzehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments 18.
Das erste Volumenhologramm ist mit einem ersten Motiv 14a als zweifarbiges Volumenhologramm mit einer Farbe F1 und einer Farbe F2 ausgebildet. Das erste Volumenhologramm ist wiederum unter nahezu allen
Betrachtungswinkeln, das heißt sowohl beim Kippen als auch beim Schwenken als auch in Mittelstellung sichtbar. Das zweite Volumenhologramm mit einem zweiten Motiv 14b ist ebenfalls als zweifarbiges Volumenhologramm mit einer Farbe F3 und einer Farbe F4 ausgebildet. Das zweite Volumenhologramm ist wiederum nur in einem bestimmten oder in einigen wenigen diskreten
Winkelbereichen sichtbar. In Fig. 49 ist der Fall angegeben, bei dem das zweite Volumenhologramm nur in Mittelstellung sichtbar ist. Bei dem zweiten Motiv 14b kann es sich um ein Einzelbild oder um ein Endlosmotiv handeln. In dem in Fig. 49 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zweite Motiv 14b als ein Einzelbild ausgebildet. Das erste und das zweite Volumenhologramm können in derselben Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei unterschiedlichen
Volumenhologrammschichten ausgebildet sein.
Fig. 50 zeigt ein siebzehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments 18.
Sowohl das erste Volumenhologramm mit einem ersten Motiv 14a und einer Farbe F1 als auch das zweite Volumenhologramm mit einem zweiten Motiv 14b und einer Farbe F2 ist unter nahezu allen Betrachtungswinkeln, das heißt, sowohl beim Kippen als auch beim Schwenken des Dokuments 18 als auch in Mittelstellung, sichtbar. Bevorzugt werden für das erste und das zweite
Volumenhologramm die oben beschriebenen Linseneffekte, z.B. große
Einzellinsenstrukturen oder auch repetitive Muster von kleinen Linsenstrukturen oder andere optische Effekte solcher Freiformflächen, die visuell einen konkaven oder konvexen Wölbungseffekt erzeugen, eingesetzt, da diese aus nahezu allen Betrachtungsrichtungen sichtbar sind. Das erste und das zweite Volumenhologramm können in derselben Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei unterschiedlichen Volumenhologrammschichten ausgebildet sein.
Fig. 51 zeigt ein achtzehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments. Ein erstes Volumenhologramm mit einem ersten Motiv 14a und einer Farbe F1 ist nur dann sichtbar, wenn das Dokument 18 um seine Querachse nach links geschwenkt wird. Das erste Motiv 14a ist als ein Einzelbild mit dem Buchstaben „K" ausgebildet. Ein zweites Volumenhologramm mit einem zweiten Motiv 14b und einer Farbe F2 ist nur beim Schwenken des Dokuments 18 nach rechts sichtbar. Das zweite Motiv 14b ist als ein Endlosdesign mit den Zahlen„100" ausgebildet. Die beiden Motive 14a und 14b sind jeweils nur in einem
bestimmten, engen Winkelbereich sichtbar. Die Farben F1 und F2 können unterschiedlich oder identisch sein. Das erste und das zweite
Volumenhologramm können in derselben Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei unterschiedlichen Volumenhologrammschichten ausgebildet sein. Fig. 52 zeigt ein neunzehntes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments. Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 51 dargestellte Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass das erste Motiv 14a als ein Endlosdesign mit dem Buchstaben„K" ausgebildet ist. Das erste und das zweite Volumenhologramm können in derselben
Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei unterschiedlichen Volumenhologrammschichten ausgebildet sein.
Fig. 53 zeigt ein zwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments. Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 51 dargestellte Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass sowohl das erste Motiv 14a als auch das zweite Motiv 14b als ein Einzelbild ausgebildet ist. Das erste und das zweite Volumenhologramm können in derselben Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei
unterschiedlichen Volumenhologrammschichten ausgebildet sein.
Fig. 54 zeigt ein einundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments. Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 51 dargestellte Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass bei der Betrachtung des Dokuments 18 in Mittelstellung gleichzeitig beide Motive 14a und 14b sichtbar sind. Dabei werden die Farben der Volumenhologramme F1 und F2 bevorzugt unterschiedlich gewählt. Das erste und das zweite Volumenhologramm können in derselben Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei unterschiedlichen Volumenhologrammschichten ausgebildet sein.
Fig. 55 zeigt ein zweiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments. Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 54 dargestellte Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass das erste Motiv 14a als nicht als Einzelbild, sondern als ein Endlosdesign ausgebildet ist. Fig. 56 zeigt ein dreiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments. Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 54 dargestellte Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass beide Motive 14a und 14b als ein Einzelbild ausgebildet sind. Fig. 57 zeigt ein vierundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem
Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments.
Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 51 dargestellte Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass das erste Motiv 14a bei senkrechter Betrachtung des Dokuments 18 in der Querlage sichtbar ist, und dass das zweite Motiv 14b bei senkrechter Betrachtung und einer Drehung des Dokuments 18 um einen bestimmten Winkel, in Fig. 57 beispielsweise um 90°, in die Hochlage sichtbar ist. Beide Motive 14a und 14b sind jeweils nur in einem relativ schmalen Drehwinkelbereich von etwa 20° sichtbar, so dass eine klare Trennung der Motive erfolgt. Das erste und das zweite Motiv können in derselben
Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei unterschiedlichen Volumenhologrammschichten ausgebildet sein.
Fig. 58 zeigt ein fünfundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments. Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 57 dargestellte Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass das erste Motiv 14a nicht als ein Einzelbild, sondern als ein Endlosdesign ausgebildet ist. Fig. 59 zeigt ein sechsundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments.
Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 57 dargestellte Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass sowohl das erste Motiv 14a als auch das zweite Motiv 14b als ein Einzelbild ausgebildet ist.
Fig. 60 zeigt ein siebenundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments. Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 57 dargestellte Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass das erste Motiv 14a bei senkrechter Betrachtung des Dokuments 18 in einer ersten Querlage sichtbar ist, und dass das zweite Motiv 14b bei senkrechter Betrachtung und einer Drehung um 180° in eine zweite Querlage sichtbar ist. Beide Motive 14a und 14b sind jeweils nur in einem relativ schmalen Drehwinkelbereich von etwa 20° sichtbar, so dass eine klare Trennung der Motive erfolgt. Das erste und das zweite Motiv können in derselben Volumenhologrammschicht, bevorzugt jedoch in zwei
unterschiedlichen Volumenhologrammschichten ausgebildet sein. Fig. 61 zeigt ein achtundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments. Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 60 dargestellte Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass das erste Motiv 14a nicht als ein Einzelbild, sondern als ein Endlosdesign ausgebildet ist. Fig. 62 zeigt ein neunundzwanzigstes Ausführungsbeispiel eines mit dem Sicherheitselement 1 ausgebildeten Dokuments.
Das Dokument 18 ist wie das in Fig. 61 dargestellte Dokument ausgebildet, mit dem Unterschied, dass sowohl das erste Motiv 14a als auch das zweite Motiv 14b als ein Einzelbild ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste
1 , r Sicherheitselement
1f Volumenhologrammfolie
2 Vorrichtung
3a erste Fertigungsstation
3b zweite Fertigungsstation
4a dritte Fertigungsstation
4b vierte Fertigungsstation
5 fünfte Fertigungsstation
6 sechste Fertigungsstation
7 Lichtquelle
71 Laserstrahl
8 Betrachter
9 Volumenhologramm-Master
1 1 Trägerfolie
12 Photopolymerschicht
12f Photopolymerfolie
13a erste Volumenhologrammschicht
13b zweite Volumenhologrammschicht
13c dritte Volumenhologrammschicht
14a erstes Motiv
14b zweites Motiv
15 Hintergrundschicht
15a Absorptionsschicht
15d Dünnschichtelement
15f Farbschicht 15fl Fluoreszenzschicht
15m Maskenschicht
15o optisch variable Farbschicht
15p Phosphoreszenzschicht
15s M i krostru ktursch icht
16 Kleberschicht
17 Zwischenschicht
17a erste Zwischenschicht
17b zweite Zwischenschicht
17c dritte Zwischenschicht
17d vierte Zwischenschicht
17s Schutzschicht
17t Ablöseschicht
18 Dokument
18f Fenster
19a Abstandsschicht
19ra erste Reflexionsschicht
19rb zweite Reflexionsschicht
20 metallische Schicht
21 a erste Filterschicht
21 b zweite Filterschicht
21 c dritte Filterschicht
21 d vierte Filterschicht
22 HRI-Schicht
31 Vorratsrolle
32 Aufwickelrolle
41 Beschichtungsvornchtung
41 a erste Beschichtungsvorrichtung 41 b zweite Beschichtungsvorrichtung
41 v Vorratsrolle
41 w Andruckwalze
42 Belichtungsvorrichtung
42a erste Belichtungsstation
42b zweite Belichtungsstation
42la erster Laser
42lb zweiter Laser
42ma erste Optik und erster Modulator
42mb zweite Optik und zweiter Modulator
42u UV-Lichtquelle
42w Belichtungswalze
43 Härtungsvorrichtung
43a erste Härtungsvorrichtung
43b zweite Härtungsvorrichtung
91 ba erstes Blazegitter
91 bb zweites Blazegitter
91 m Mattstruktur
ai Längsachse
aq Querachse
A, B, C Volumenhologramm
Bs spektrale Bandbreite
F1 bis Fn Farbe
I Intensität
d Abstand
V Vorschubrichtung
α Betrachtungswinkel
ß Einfallswinkel γ Reflexionswinkel
Δγ Toleranzbreite des Reflexionswinkels λ Wellenlänge
λ1 erste Wellenlänge
K2 zweite Wellenlänge
A3 dritte Wellenlänge
AP Peakwellenlänge

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Ausbildung einer Volunnenhologrannnnfolie (1f) mit
Sicherheitselementen (1), die als Übertragungsabschnitt der
Volumenhologrammfolie (1f) ausgebildet sind, wobei die
Volumenhologrammfolie (1f) n übereinander angeordnete
Volumenhologrammschichten (13) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Herstellung der Volumenhologrammfolie (1f) in einem Rolle-zu- Rolle-Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten durchgeführt wird: a) Bereitstellen einer Trägerfolie (11 ) von einer Vorratsrolle (31 );
b) Aufbringen einer i-ten Photopolymerschicht (12) auf die Trägerfolie (11);
c) Ausbildung eines i-ten Volumenhologramms in der
Photopolymerschicht (12);
d) Ausbilden einer i-ten Volumenhologrammschicht (13i) durch Härtung der i-ten Photopolymerschicht (12). e) η-1-maliges Wiederholen der Prozessschritte b) bis d).
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Verfahrensschritt b) die Photopolymerschicht (12) durch
Anpressen einer Photopolymerfolie (12f) aufgebracht wird, wobei die Photopolymerfolie (12f) auf einer Vorratsrolle (41 v) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Verfahrensschritt b) die Photopolymerschicht (12) vollflächig oder partiell durch Drucken, Sprühen oder Gießen aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Verfahrensschritt c) die Ausbildung des i-ten
Volumenhologramms durch eine Laserbelichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die i-te Photopolymerschicht (12) zwischen dem Verfahrensschritt c) und dem Verfahrensschritt d) vorgehärtet wird und im Verfahrensschritt d) endgehärtet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf die n-te Volumenhologrammschicht eine Hintergrundschicht (15) aufgebracht wird. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf die Hintergrundschicht (15) eine Kleberschicht (16) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf die n-te Volunnenhologrannnnschicht eine Kleberschicht (16) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Volumenhologrammfolie (1f) auf eine Aufwickelrolle (32) aufgespult wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Ausbildung der Volumenhologrammfolie (1f) zu einer
Transferfolie vor dem Verfahrensschritt b) folgende weitere
Verfahrensschritte ausgeführt werden:
Aufbringen einer Trennschicht (17t);
Aufbringen einer Schutzschicht (17s).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Ausbildung der Volumenhologrammfolie (1f) zu einer Laminierfolie vor dem Verfahrensschritt b) folgender weiterer
Verfahrensschritt ausgeführt wird:
Aufbringen einer Haftvermittlerschicht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Verfahrensschritt b) eine Zwischenschicht (17) auf d Photopolymerschicht (12) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zwischenschicht (17) als eine Barriereschicht oder eine Haftvermittlerschicht ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zwischenschicht (17) als eine dekorative Schicht ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zwischenschicht (17) als eine partielle Reflexionsschicht ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Verfahrensschritt b) weitere Verfahrensschritte vorgeseh sind: - Aufbringen einer ersten und einer zweiten Zwischenschicht (17a, 17b) auf die Trägerfolie (11), wobei die zweite Zwischenschicht (17b) als eine Replizierschicht ausgebildet wird;
- Abformen einer Mikrostruktur in die zweite Zwischenschicht (17b);
- Aufbringen einer metallischen Schicht (20) auf die Mikrostruktur;
- Aufbringen einer dritten Zwischenschicht (17c).
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mikrostruktur als ein Blazegitter, ein lineares oder gekreuztes
Sinusgitter oder eine isotrope oder anisotrope Mattstruktur ausgebildet ist.
18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hintergrundschicht (15) eine Farbschicht (15f) aus
farbkonstanten Pigment- oder Farbmitteln aufweist.
19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hintergrundschicht (15) eine optisch variable Farbschicht (15o) aufweist.
20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hintergrundschicht (15) ein Dünnschichtelement (15d) aufweist.
21 Verfahren nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnschichtelement (15d) eine teildurchlässige erste
Reflexionsschicht (19ra), eine hochreflektierende zweite Reflexionsschicht (19rb) und eine zwischen der ersten Reflexionsschicht (19ra) und der zweiten Reflexionsschicht (19rb) angeordnete transparente
Abstandsschicht (19a) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abstandsschicht (19a) mit einer Dicke im Bereich von 100 nm bis 1000 nm ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hintergrundschicht (15) eine Maskenschicht (15m) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Maskenschicht (15m) als eine von einer Zwischenschicht (17d) überdeckte metallische Schicht (20) ausgebildet wird, die vollflächig oder bereichsweise ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Maskenschicht (15m) eine bereichsweise ausgebildete
Farbschicht (15f), eine erste Zwischenschicht (17d), eine metallische Schicht (20) und eine optionale zweite Zwischenschicht (17e) aufweist.
26. Verfahren nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Zwischenschicht (17d) als eine Replizierschicht ausgebildet wird,
dass in die erste Zwischenschicht (17d) eine Oberflächenmikrostruktur abgeformt wird, und
dass auf die Oberflächenmikrostruktur eine metallische Schicht (20) aufgebracht wird. 27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass die metallische Schicht (20) aus Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Chrom, Zinn oder einer Legierung dieser Materialien ausgebildet wird. 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass die metallische Schicht (20) mit einer Dicke im Bereich von 0,1 nm bis 1000 nm, vorzugsweise von 5 nm bis 100 nm, ausgebildet wird. 29. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hintergrundschicht (15) eine Absorptionsschicht (15a) aufweist.
30. Verfahren nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Absorptionsschicht (15a) als ein dielektrisches Filter ausgebildet wird.
31. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hintergrundschicht (15) eine Fluoreszenzschicht (15fl) aufweist. 32. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hintergrundschicht (15) eine Phosphoreszenzschicht (15p) aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hintergrundschicht (15) eine Mikrostrukturschicht (15s) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mikrostrukturschicht (15s) als eine Replizierschicht ausgebildet wird, wobei in die Replizierschicht eine Oberflächenmikrostruktur abgeformt wird und auf die Oberflächenmikrostruktur eine metallische Schicht (20) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet,
dass die metallische Schicht (20) bereichsweise aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mikrostrukturschicht (15s) als eine Replizierschicht ausgebildet wird, wobei in die Replizierschicht eine Oberflächenmikrostruktur abgeformt wird und auf die Oberflachenmikrostruktur eine HRI-Schicht (22) mit hohem Brechungsindex aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 36,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberflachenmikrostruktur als ein lineares oder gekreuztes Sinusgitter, als ein asymmetrisches Blazegitter, als eine isotope oder anisotrope Mattstruktur oder als ein Oberflächenhologramm ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberflachenmikrostruktur Perioden in einem Bereich von 0,2 μιτι bis 10 μιτι, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 μιτι bis 2,0 μιτι, und Tiefen in einem Bereich von 30 nm bis 5000 nm, bevorzugt in einem Bereich von 100 nm bis 300 nm, aufweist.
Sicherheitsdokument (18),
dadurch gekennzeichnet,
dass Sicherheitsdokument (18) ein Sicherheitselement (1) aufweist, das von einer Volumenhologrammfolie (1f) nach einem der vorangehenden Ansprüche auf das Sicherheitsdokument (18) übertragen ist.
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