DE102019003945A1

DE102019003945A1 - Optisch variables Sicherheitselement mit mehrfarbigem reflektivem Flächenbereich

Info

Publication number: DE102019003945A1
Application number: DE102019003945.9A
Authority: DE
Inventors: Maik Rudolf Johann Scherer; Raphael Dehmel
Original assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2020-12-10
Also published as: WO2020244805A1; CN113905893B; CN113905893A; EP3980273B1; EP3980273A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement (12) zur Absicherung von Wertgegenständen, dessen Flächenausdehnung eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert, mit einem mehrfarbigen reflektiven Flächenbereich, wobei- der mehrfarbige reflektive Flächenbereich zwei optisch variable Reflexionsstrukturen (44,46; 32) enthält, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind, und die in Reflexion einen unterschiedlichen Farbeindruck erzeugen,- die höher liegende Reflexionsstruktur durch eine mit einer Farbbeschichtung (46) versehene Reliefstruktur (44) gebildet ist,- die tiefer liegende Reflexionsstruktur durch eine Schicht (30) mit plättchenförmigen, reflektierenden Effektpigmenten (32) gebildet ist, welche dreidimensional ausgerichtet sind,- die beiden Reflexionsstrukturen in einem Überlappungsbereich überlappen und die Farbbeschichtung (46) der höher liegenden Reflexionsstruktur in dem Überlappungsbereich zumindest eine Aussparung (54; 66) aufweist, in der bei Betrachtung die tiefer liegende Reflexionsstruktur (32) in Erscheinung tritt.Die Erfindung enthält auch einen Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement sowie ein zugehöriges Herstellungsverfahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement mit einem mehrfarbigen reflektiven Flächenbereich zur Absicherung von Wertgegenständen. Die Erfindung betritt auch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitselements sowie einen mit einem solchen Sicherheitselement ausgestatteten Datenträger.
Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Die Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens, einer Abdeckfolie für eine Banknote mit Loch, eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens, eines selbsttragenden Transferelements oder auch in Form eines direkt auf ein Wertdokument aufgedruckten Merkmalsbereichs ausgebildet sein.
Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitselemente mit betrachtungswinkelabhängigem oder dreidimensionalem Erscheinungsbild, da diese selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Dazu sind die Sicherheitselemente mit optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrachtungswinkel einen anderen Farb- oder Helligkeitseindruck und/oder ein anderes graphisches Motiv zeigen. Im Stand der Technik sind dabei als optisch variable Effekte beispielsweise Bewegungseffekte, Pumpeffekte, Tiefeneffekte oder Flipeffekte beschrieben, die mit Hilfe von Hologrammen, Mikrolinsen oder Mikrospiegeln realisiert werden.
Aus der Druckschrift WO 2015/078572 A1 ist ein Sicherheitselement mit magnetisch ausrichtbaren Magnetpigmenten bekannt. Die Druckschrift EP 3 254 863 A1 betrifft ein Sicherheitselement mit einer aufgedruckten Farbschicht, die neben ersten Pigmenten auch zweite Pigmente umfasst, die als Magnetpigmente ausgebildet sind.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Fälschungssicherheit und die visuelle Attraktivität gattungsgemäßer optisch variabler Sicherheitselemente weiter zu erhöhen und insbesondere optisch variable Sicherheitselemente mit zwei oder mehr unterschiedlichen Erscheinungsbildern bzw. Effekten in unterschiedlichen Farben bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung enthält zur Lösung der genannten Aufgabe ein optisch variables Sicherheitselement mit einem mehrfarbigen reflektiven Flächenbereich, welches insbesondere zur Absicherung von Wertgegenständen eingesetzt werden kann.
Die Flächenausdehnung des Sicherheitselements definiert dabei eine Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse. Der mehrfarbige reflektive Flächenbereich enthält erfindungsgemäß zwei optisch variable Reflexionsstrukturen, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind, und die in Reflexion einen unterschiedlichen Farbeindruck erzeugen.
Die höher liegende Reflexionsstruktur ist dabei durch eine mit einer Farbbeschichtung versehene Reliefstruktur gebildet, während die tiefer liegende Reflexionsstruktur durch eine Schicht mit plättchenförmigen, reflektierenden Effektpigmenten gebildet ist, welche räumlich ausgerichtet sind.
Die beiden Reflexionsstrukturen überlappen in einem Überlappungsbereich und die Farbbeschichtung der höher liegenden Reflexionsstruktur weist in dem Überlappungsbereich zumindest eine Aussparung auf, in der bei Betrachtung des Sicherheitselements die tiefer liegende Reflexionsstruktur in Erscheinung tritt.
Die genannte Überlappung kann teilweise oder vollständig sein, eine der Reflexionsstrukturen kann also auch die andere Reflexionsstruktur vollständig überdecken und die beiden Reflexionsstrukturen können sogar deckungsgleich ausgebildet sein. Die genannte Überlappung bezieht sich auf die relative laterale Position der Reflexionsstrukturen in der durch die Flächenausdehnung des Sicherheitselements definierten Ebene.
Die Bezeichnungen „höher liegend“ und „tiefer liegend“ beziehen sich auf eine Betrachtung des Sicherheitselements aus der positiven z-Richtung. Es versteht sich, dass in transparenten Bereichen oder Fensterbereichen eines Datenträgers ein aufgebrachtes Sicherheitselement typischerweise auch von der Rückseite, also der negativen z-Richtung her betrachtet werden kann. Der Betrachter blickt dann zunächst auf die Schicht mit den plättchenförmigen, reflektierenden Effektpigmenten, und in Bereichen, in denen diese Schicht lichtdurchlässig ist oder Aussparungen aufweise, auch auf die mit der Farbbeschichtung versehene Reliefstruktur.
Die plättchenförmigen Effektpigmente sind mit besonderem Vorteil durch ein Magnetfeld ausrichtbare plättchenförmige Magnetpigmente gebildet, es kann sich aber auch um plättchenförmige Effektpigmente handeln, die durch andere Felder, beispielsweise elektrische Felder, ausrichtbar sind. Diese Ausrichtbarkeit in Magnet- oder anderen Feldern ist eine Eigenschaft der Effektpigmente an sich. Beispielsweise sind Magnetpigmente aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften durch ein externes Magnetfeld beeinflussbar und in beweglichen Zustand auch ausrichtbar. Im fertigen Sicherheitselement sind die Effektpigmente bereits ausgerichtet und immobilisiert, ihre Ausrichtung also fixiert. Die ausgerichteten Effektpigmente liegen dabei nicht lediglich flach in der Ebene des Flächenbereichs, sondern sind zumindest teilweise gegen diese Ebene verkippt und daher räumlich ausgerichtet. Die Ausrichtung wird insbesondere durch Neigungswinkel und Azimutwinkel der Effektpigmente bestimmt. Aufgrund der Ausrichtung mit Hilfe eines externen Feldes ist die Ausrichtung der einzelnen Effektpigmente nicht frei wählbar. Die Ausrichtung der Effektpigmente ist vielmehr nicht individuell und insbesondere feldabhängig. Die Feldabhängigkeit bedingt beispielsweise, dass eine Ausrichtungsdifferenz benachbarter Effektpigmente der in diesem Abstand maximal möglichen Feldänderung entspricht, also eher klein ist. Die maximale Ausrichtungsdifferenz gemeinsam ausgerichteter, benachbarter Effektpigmente ist für beide Winkel jeweils kleiner als 30 Grad, vorzugsweise kleiner als 20 Grad.
Als Effektpigmente werden vorzugsweise metallisierte Pigmente, insbesondere Aluminium- oder Silberbeschichtete Pigmente eingesetzt. Auch Pigmente mit einer Dünnfilmbeschichtung, vor allen farbkippende Pigmente oder Aluminiumpigmente mit einer durch nasschemische Fällungsprozesse erzeugten farbgebenden Beschichtung kommen in Betracht. Darüber hinaus können auch reflektierende Metallpigmente, vorzugsweise Aluminiumpigmente, mit einer lasierenden Farbbeschichtung eingesetzt werden, oder Pigmente mit einer durch Strukturfarben, insbesondere durch Nano- und Binärstrukturen gebildeten Farbbeschichtung.
Die plättchenförmigen Effektpigmente weisen vorteilhaft ein Verhältnis des größten zum kleinsten Durchmesser (Durchmesser-zu-Dickenverhältnis) auf, das mehr als 5:1, bevorzugt mehr als 10:1, und besonders bevorzugt mehr als 15:1 oder sogar mehr als 50:1 beträgt. Der größte Durchmesser der plättchenförmigen Effektpigmente liegt bevorzugt zwischen 5 µm und 35 µm, vorzugsweise zwischen 15 µm und 25 µm oder zwischen 8 µm und 12 µm. Als plättchenförmige Effektpigmente kommen beispielsweise die in den Druckschriften EP 1 689 586 B1 , WO 2010/069823 A1 und WO 2013/090983 A1 beschriebenen Partikel und Pigmente in Frage.
Die Effektpigmente liegen zweckmäßig in einer Druckschicht mit einem transparenten oder transluzenten Bindemittel vor. Das Bindemittel kann dabei auch eingefärbt sein um eine zusätzliche Farbwirkung im Sicherheitselement zu erzeugen.
Die Reliefstruktur der höher liegenden Reflexionsstruktur ist in einer bevorzugten Gestaltung durch eine Mikrospiegelanordnung mit gerichteten Mikrospiegeln gebildet, insbesondere mit planen Spiegeln, Hohlspiegeln und/oder fresnelartigen Spiegeln. Die Ausrichtung (Neigungswinkel und Azimutwinkel) der Mikrospiegel der Reliefstruktur kann für jeden Mikrospiegel frei gewählt werden. Die Mikrospiegel sind unabhängig voneinander ausgerichtet, insbesondere mittels Prägung ausgerichtet. Eine maximale (oder mittlere) Ausrichtungsdifferenz benachbarter Mikrospiegel ist - für einen oder für beide Winkel - größer als 90 Grad. Benachbarte Mikrospiegel der Reliefstruktur unterscheiden sich in ihrer Ausrichtung, insbesondere im Neigungswinkel und im Azimutwinkel. Die lateralen Abmessungen der Mikrospiegel liegen dabei vorteilhaft unterhalb von 20 µm, bevorzugt unterhalb von 10 µm. Grundsätzlich können allerdings auch andere Reliefstrukturen, insbesondere geprägte Fresnellinsen, Hohlspiegel, Hologrammstrukturen, Nanostrukturen oder diffraktive geblazte Gitter eingesetzt werden.
Die Reliefstruktur der höher liegenden Reflexionsstruktur ist mit Vorteil in einer transparenten oder transluzenten Prägelackschicht abgeformt, insbesondere in diese Prägelackschicht eingeprägt. Die Prägelackschicht kann dabei auch eingefärbt sein um eine zusätzliche Farbwirkung im Sicherheitselement zu erzeugen.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante ist die Farbbeschichtung der höher liegenden Reflexionsstruktur als regelmäßiges oder unregelmäßiges Raster mit Rasterelementen und Rasterzwischenräumen ausgebildet. Die Rasterzwischenräume stellen dabei die oben genannten Aussparungen dar. Die Abmessungen der Rasterelemente und/ oder Rasterzwischenräume liegen in dieser Variante zumindest in einer Richtung unterhalb von 140 µm. Vorzugsweise liegen die Abmessungen der Rasterelemente und/ oder Rasterzwischenräume sogar in einer oder beiden lateralen Richtungen unterhalb von 140 µm, vorzugsweise zwischen 20 µm und 100 µm, insbesondere zwischen 20 µm und 60 µm.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Rasterelemente und Rasterzwischenräume des Rasters gleiche Form und vorzugsweise auch gleiche Größe auf. Die Rasterelemente und/ oder die Rasterzwischenräume können insbesondere durch streifenförmige, quadratische, dreieckige oder andere polygonale Elemente gebildet sein, können aber auch unregelmäßige Formen aufweisen. Das Raster selbst kann regelmäßig sein, also eine regelmäßige Anordnung von Rasterelementen und Rasterzwischenräumen aufweisen, kann aber auch ein unregelmäßige Raster, beispielsweise ein stochastisches Raster sein, bei dem die Rasterelemente und/oder Rasterzwischenräume unregelmäßige Abstände und/oder Größen und/ oder Formen aufweisen. Die Flächendeckung des Rasters durch die Rasterelemente liegt vorteilhaft zwischen 30% und 70%, vorzugsweise zwischen 40% und 60%, insbesondere bei etwa 50%.
In einer weiteren Erfindungsvariante wird die Farbbeschichtung alternativ oder zusätzlich zu dem genannten Raster vorteilhaft in Teilbereichen aufgebracht, die laterale Abmessungen von mehr als 140 µm aufweisen, und/oder die Farbbeschichtung wird mit Aussparungen erzeugt, die laterale Abmessungen von mehr als 140 µm aufweisen. Im erstgenannten Fall stellten die die aufgebrachten Teilbereiche umgebenden Flächenbereiche die oben genannten Aussparungen der Farbbeschichtung dar. Bevorzugt betragen die lateralen Abmessungen zumindest eines Teilbereichs und/ oder zumindest einer Aussparungen mehr als 250 µm, vorzugsweise mehr als 500 µm und insbesondere mehr als 1 mm.
Die Farbbeschichtung der genannten Reliefstruktur ist in einer vorteilhaften Gestaltungen durch lasierende Farben gebildet. Auch Metallisierungen, beispielsweise aus Aluminium, Silber oder einer Legierung, etwa aus Kupfer und Aluminium, kommen in Frage, ebenso Dünnschichtaufbauten, insbesondere farbkippende Dünnschichtaufbauten, Gold-Blau oder Silizium-Aluminium-Dünnschichten. Die Farbbeschichtung kann auch durch lasierende Farben mit einer hinterlegten metallischen Verspiegelung, beispielsweise aus Aluminium, gebildet sein. Die Farbbeschichtung kann dabei ein lasierendes Bild aus mehreren lasierenden Farben darstellen, das mit einer Verspiegelung, beispielsweise aus Aluminium, hinterlegt ist. Auch Lumineszenzfarben, insbesondere Fluoreszenzfarben mit einer metallischen Verspiegelung kommen als Farbbeschichtungen in Betracht. Die Farbbeschichtung kann auch durch Strukturfarben, insbesondere durch Nano- und Binärstrukturen, gebildet sein, welche auf oder in die Mikrospiegel einer Mikrospiegelanordnung geprägt sind. Schließlich kommen auch Nanopartikelfarben als Farbbeschichtung in Betracht, wie etwa Gold-Blau-Partikel, verschiedene Effektpigmente, farbkippende Pigmente oder Supersilber.
Die unterschiedlichen Höhenstufen, in denen die beiden Reflexionsstrukturen angeordnet sind, weisen in z-Richtung vorteilhaft einen Abstand zwischen 5 µm und 100 µm, vorzugsweise zwischen 10 µm und 50 µm auf. Der geringe vertikale Abstand der beiden Reflexionsstrukturen ist bei der Betrachtung des Sicherheitselements nicht wahrnehmbar. Die Höhenstufe einer Reliefstruktur ist dabei durch die Grundfläche der Reliefstruktur, beispielsweise einer Mikrospiegelprägung gegeben. Analog ist die Höhenstufe ausgerichteter Effektpigmente durch die mittlere Lage der gegen die Ebene des Flächenbereichs verkippten Pigmente gegeben. Auf die genaue Definition der Höhenstufe kommt es allerdings in der Regel nicht an, da unterschiedliche Höhenstufen in einfacher Weise beispielsweise dadurch realisiert sein können, dass die beiden Reflexionsstrukturen auf gegenüberliegenden Seiten einer Trägerfolie vorliegen, oder dass die beiden Reflexionsstrukturen übereinander auf derselben Seite einer Trägerfolie vorliegen.
Die beiden Reflexionsstrukturen des reflektiven Flächenbereichs stellen vorteilhaft betrachtungswinkelabhängig einen Farbwechsel für ein unverändertes Motiv bereit oder stellen einen Farbwechsel zusammen mit einem Motivwechsel bereit. Die Motive der beiden Reflexionsstrukturen können sich insbesondere hinsichtlich Form (beispielsweise Kopf, Apfel oder Zahl), Bewegung (statisch zu bewegt oder bewegt zu statisch, mit linearer, rotierender und/ oder pumpender Bewegung) und/oder Dimensionalität (2D zu 3D, bzw. unterschiedlich dreidimensional mit positiv bzw. negativ gewölbter Erscheinung bzw. vor bzw. hinter einer Ebene schwebend) des Motivs unterscheiden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die höher liegende Reflexionsstruktur ein erstes Motiv mit einem ersten Farbeindruck erzeugt, das aus einem ersten Betrachtungswinkelbereich sichtbar ist und die tiefer liegende Reflexionsstruktur ein zweites Motiv mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbeindruck erzeugt, das aus einem zweiten Betrachtungswinkelbereich sichtbar ist, wobei sich der erste und zweite Betrachtungswinkelbereich nicht überschneiden. Das Sicherheitselement zeigt dann beim Kippen einen binären Farb- und Effektwechsel ohne Überschneidungsbereich. Die beiden Betrachtungswinkelbereiche können aneinander angrenzen oder nur durch einen Winkelabstand von wenigen Grad getrennt sein, so dass die zugehörigen Bildeindrücke für den Betrachter fast nahtlos umspringen.
Die höher liegende Reflexionsstruktur kann auch ein erstes Bewegungsmotiv mit einem ersten Farbeindruck erzeugen und die tiefer liegende Reflexionsstruktur kann ein zweites Bewegungsmotiv mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbeindruck erzeugen, wobei sich das erste und zweite Bewegungsmotiv beim Kippen des Sicherheitselements zueinander versetzt bewegen oder gegeneinander bewegen und sich dabei in einer Überscheidungsstellung, in der beide Bewegungsmotive sichtbar sind, kreuzen.
Die beiden Reflexionsstrukturen können auch Motive bzw. Bewegungsmotive erzeugen, die gleichzeitig im selben Flächenbereich sichtbar sind, also zumindest teilweise überlappende Betrachtungswinkelbereiche aufweisen. Da der vertikale Abstand der beiden Reflexionsstrukturen sehr gering ist und deutlich unterhalb der Auflösungsgrenze des bloßen Auges liegt, scheinen die von den beiden Reflexionsstrukturen erzeugten Erscheinungsbilder für einen Betrachter gleichzeitig am selben Ort vorzuliegen.
Die nachfolgend beispielhaft genannten Varianten haben sich als optisch besonders attraktiv herausgestellt:

- Ein binärer Motivflip zwischen gewölbten und/ oder dreidimensional erscheinenden Bildmotiven mit binärem Farbwechsel. Ein erster Betrachtungswinkelbereich erstreckt sich beispielsweise von +5° bis +20° bezogen auf eine Flächennormale des Sicherheitselements, ein zweiter Betrachtungswinkelbereich von -5° bis -20°. Das erste und zweite Motiv können auch identisch sein, so dass sich ein reiner binärer Farbwechsel ergibt.
- Pump- oder Laufeffekte mit unterschiedlichen Farben, die sich örtlich kreuzen, beispielsweise entgegengesetzt laufen. Ein Betrachtungswinkelbereich für das erste Bewegungsmotiv erstreckt sich beispielsweise von -20° bis +20°, ein Betrachtungswinkelbereich für das zweite, gegenläufige Bewegungsmotiv umgekehrt von +20° bis -20°. Bei versetzt laufenden Bewegungsmotiven läuft ein Motiv beispielsweise von -20° bis +10°, das andere Motiv von -10° bis +20°.
- Ein binärer Motivflip, bei dem die gewölbten und/ oder dreidimensional erscheinenden verschiedenfarbigen Bildmotive ineinander liegen und/oder einander überschneiden. Beim Kippen findet insbesondere ein gleichzeitiger Farbtausch des inneren und des äußeren Motivs bzw. der überschneidenden Motivteile statt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann eine lasierende Farbschicht oder ein Bild aus mehreren lasierenden Farben zwischen den beiden Reflexionsstrukturen vorliegen um eine zusätzliche Farbwirkung im Sicherheitselement zu erzeugen. Dabei müssen die lasierenden Farben nicht direkt auf/ oberhalb der reflektierenden Effektpigmente aufgebracht sein, eine lasierende Farbe kann vielmehr an beliebiger Stelle zwischen den beiden Reflexionsstrukturen eingebracht werden. In anderen Gestaltungen kann eine lasierende Farbe auch in eine andere Schicht hineingemischt werden, beispielsweise indem ein eingefärbter UV-Lack für die genannte Prägelackschicht, eine farbige Folie oder ein eingefärbtes Bindemittel für die Druckschicht der Effektpigmente verwendet werden.
Das beschriebene Sicherheitselement kann zusätzlich mit farblosen oder farbigen Negativkennzeichen ausgestattet sein. Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Überlappungsbereich Teilbereiche mit einer Negativkennzeichnung enthält, in denen die Farbbeschichtung der höher liegenden Reflexionsstruktur und die Effektpigmente der tiefer liegenden Reflexionsstruktur ausgespart sind.
Liegen die Effektpigmente in einer Druckschicht vor, kann zur Erzeugung eines Negativkennzeichens die gesamte Druckschicht bereichsweise ausgespart sein. Alternativ kann die Druckschicht auch Bereiche aufweisen, in denen lediglich das Bindemittel vorliegt, die Effektpigmente aber, beispielsweise durch Laserbeaufschlagung entfernt oder in ihrer visuellen Wirkung deaktiviert wurden.
Die Erfindung enthält auch einen Datenträger mit einem optisch variablen Sicherheitselement der beschriebenen Art. In einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält der Datenträger einen Träger mit gegenüberliegenden Hauptflächen, auf denen jeweils eine der beiden optisch variablen Reflexionsstrukturen angeordnet ist. Der Träger ist dabei im Überlappungsbereich transparent oder enthält ein transparentes Durchsichtsfenster. Beispielsweise kann der Träger durch ein transparentes Polymersubstrat gebildet sein, oder durch ein Papiersubstrat oder Hybridsubstrat mit einem transparenten Fensterbereich. Alternativ können beide optisch variablen Reflexionsstrukturen auch auf einer Hauptfläche eines Trägers übereinander angeordnet sein.
Die Erfindung enthält schließlich auch ein Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements, vorzugsweise eines Sicherheitselements der oben genauer beschriebenen Art, bei dem

- ein Träger bereitgestellt wird, dessen Flächenausdehnung eine Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert,
- der Träger mit einem mehrfarbigen reflektiven Flächenbereich versehen wird, der mit zwei optisch variablen Reflexionsstrukturen ausgebildet wird, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet werden, und die in Reflexion einen unterschiedlichen Farbeindruck erzeugen,
- die höher liegende Reflexionsstruktur durch eine mit einer Farbbeschichtung versehene Reliefstruktur gebildet wird,
- die tiefer liegende Reflexionsstruktur durch eine Schicht mit plättchenförmigen, reflektierenden Effektpigmenten gebildet wird, welche räumlich ausgerichtet werden, und
- die beiden Reflexionsstrukturen in einem Überlappungsbereich überlappend ausgebildet werden und die Farbbeschichtung der höher liegenden Reflexionsstruktur in dem Überlappungsbereich mit zumindest einer Aussparung ausgebildet wird, in der bei Betrachtung des Sicherheitselements die tiefer liegende Reflexionsstruktur in Erscheinung tritt.

Zur Ausbildung der tiefer liegenden Reflexionsstruktur wird mit Vorteil eine Druckfarbe mit einem Bindemittel und mit magnetisch oder durch andere Felder ausrichtbaren Effektpigmenten aufgebracht, werden die Effektpigmente in noch flüssigem Zustand des Bindemittels mit einem externen Feld, insbesondere einem externen Magnetfeld ausgerichtet, um die gewünschte räumliche Ausrichtung zu erzeugen, und wird das Bindemittel verfestigt, um die Ausrichtung der Effektpigmente dauerhaft zu fixieren. Ein Verfestigen der Druckfarbe kann einen aktiven Schritt des Härtens, beispielsweise mittels Erwärmen oder Bestrahlens umfassen. Die Druckfarbe kann optional zusätzlich flüchtige Anteile umfassen, ist aber bevorzugt (im Wesentlichen) frei von flüchtigen Anteilen.
Zur Ausbildung der höher liegenden Reflexionsstruktur wird mit Vorteil eine Prägelackschicht auf eine Trägerfolie aufgebracht, mit der gewünschten Reliefstruktur geprägt und dann bereichsweise mit der Farbbeschichtung versehen. Zweckmäßig wird auf die geprägte und beschichtete Prägelackschicht eine weitere Lackbeschichtung aufgebracht, deren Brechungsindex um nicht mehr als 0,25 von dem Brechungsindex der Prägelackschicht abweicht. In einer vorteilhaften Verfahrensvariante wird die so erzeugte Schichtenfolge zumindest teilweise überlappend auf die Druckschicht mit den Effektpigmenten oder auf ein Zielsubstrat aufgebracht. Nach dem Aufbringen kann die für die Herstellung verwendete Trägerfolie abgezogen werden, oder, beispielsweise im Fall einer dünnen, transparenten Trägerfolie, auch im Sicherheitselement verbleiben.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Sicherheitselement,
2 schematisch einen Ausschnitt des Sicherheitselements der 1 im Querschnitt,
3 in (a) bis (d) einige konkrete vorteilhafte Ausgestaltungen des Rasters der Farbbeschichtung der Mikrospiegelprägung in Aufsicht,
4 als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Abwandlung der Ausgestaltung der 2,
5 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements im Querschnitt, und
6 in (a) bis (c) einige vorteilhafte Varianten von erfindungsgemäßen Datenträgern mit unterschiedlicher Schichtenfolge.

Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Sicherheitselement 12.
Das Sicherheitselement 12 zeigt im selben Flächenbereich gleichzeitig zwei Sicherheitsmerkmale mit unterschiedlichem visuellem Erscheinungsbild und Bewegungsverhalten. Wie im Detailausschnitt 20 der 1 schematisch dargestellt, zeigt ein erstes Sicherheitsmerkmal 14 des Sicherheitselements 12 ein metallisches, dreidimensional wirkendes Erscheinungsbild, bei dem eine Reihe größerer Ringe 22 über einer Reihe entsprechender kleinerer Ringe 24 zu schweben scheint. Beim Kippen des Sicherheitselements 12 bewegen sich die größeren und kleineren Ringe 22, 24 für den Betrachter gegeneinander und erzeugen so ein auffälliges dreidimensionales Bewegungsmerkmal.
Gleichzeitig ist im selben Flächenbereich des Sicherheitselements 12 ein zweites Sicherheitsmerkmal 16 zu erkennen, das in Form eines farbkippenden Zick-Zack-Musters 26 ausgebildet ist. Die Linien des Zick-Zack-Musters 26 zeigen ein nach außen gewölbtes dreidimensional anmutendes Erscheinungsbild, zudem wechselt der Farbeindruck des Musters 26 betrachtungswinkelabhängig von Grün bei senkrechter Betrachtung zu Blau bei schräger Betrachtung.
Der besondere Aufbau erfindungsgemäßer optisch variabler Sicherheitselemente wird nun anhand der Gestaltung von 2 näher erläutert, die einen Ausschnitt des Sicherheitselements 12 der 1 schematisch im Querschnitt zeigt.
Das Sicherheitselement 12 enthält einen flächigen Träger 18, dessen Flächenausdehnung eine x-y-Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert. Im Ausführungsbeispiel stellt der Träger 18 das Polymer- oder Papiersubstrat der Banknote 10 dar.
Zur Erzeugung des zweiten Sicherheitsmerkmals 16 enthält das Sicherheitselement 12 eine Druckschicht 30 mit magnetisch in Form des herausgewölbten Zick-Zack-Musters 26 ausgerichteten, farbkippenden, plättchenförmigen Magnetpigmenten 32. Dazu wurde auf den Träger 18 eine Druckschicht 30 mit magnetisch ausrichtbaren Magnetpigmenten 32 aufgedruckt, und die Magnetpigmente 32 wurden in noch feuchtem Zustand des Bindemittels 34 mit Hilfe eines externen Magnetfelds in Form des gewünschten Motivs ausgerichtet. Dann wurde das Bindemittel 34 verfestigt, beispielsweise durch eine UV-Beaufschlagung, um die Ausrichtung der Magnetpigmente 32 dauerhaft zu fixieren. Bei den Magnetpigmenten mit Farbkippeffekt kann es sich beispielsweise um magnetische Interferenzpigmente handeln, wie sie in der EP 1 366 380 A2 beschrieben sind und von der Sicpa Holding S.A. beispielsweise unter den Bezeichnungen OVMI Gold/Green 5 SK 1001 S, OVMI Green/ Blue 5 SK 5001 S und OVMI Magenta/ Green 5 SK 3001 S angeboten werden.
Zur Erzeugung des ersten Sicherheitsmerkmals 14 ist über der Druckschicht 30 eine Prägeschicht 40 angeordnet, die eine Prägelackschicht 42 mit einer Mikrospiegelprägung 44 umfasst. Die Mikrospiegelprägung 44 ist mit einer Farbbeschichtung 46, beispielsweise einer Metallschicht versehen, die nur bereichsweise vorliegt und die in ihren Aussparungen 54 den Blick auf die Druckschicht 30 freigibt. Die Mikrospiegelprägung 44 ist dabei aus einer Vielzahl von gegen die x-y-Ebene geneigten Mikrospiegeln einer typischen Kantenlänge von etwa 10 µm gebildet. Die lokalen Neigungswinkel der Mikrospiegel sind gerade so gewählt, dass die von den Mikrospiegeln gebildete Reliefstruktur zusammen mit der Farbbeschichtung 46 ein gewünschtes optisches Erscheinungsbild, beispielsweise die Darstellung der beiden Reihen ineinander liegender Ringe 22, 24 der 1 erzeugt.
Zur Herstellung der Prägeschicht 40 kann beispielsweise eine Prägelackschicht 42 auf eine Trägerfolie aufgebracht, mit der gewünschten Mikrospiegel-Reliefstruktur 44 geprägt und dann bereichsweise mit der Farbbeschichtung 46 versehen werden. Die beschichtete Prägelackschicht 44, 46 wird dann mit einer Lackbeschichtung 48 versehen, deren Brechungsindex im Wesentlichen dem Brechungsindex der Prägelackschicht 42 entspricht, und die so erzeugte Schichtenfolge wird schließlich zumindest teilweise überlappend auf die Druckschicht 30 aufgebracht. Dabei kann die Lackbeschichtung 48 selbst Klebeeigenschaften aufweisen oder es kann eine zusätzliche Klebeschicht verwendet werden. Nach dem Aufbringen kann die bei der Herstellung verwendete Trägerfolie von der Prägelackschicht abgezogen werden, oder, beispielsweise im Fall einer dünnen, transparenten Trägerfolie, auch auf der Banknote verbleiben.
Nach einer solchen Übereinanderanordnung der Druckschicht 30 und der Prägeschicht 40 bildet die beschichtete Mikrospiegelprägung 44, 46 der Prägeschicht 40 im Sicherheitselement 12 eine höher liegende Reflexionsstruktur, während die räumlich ausgerichteten Magnetpigmente 32 der Druckschicht 30 eine tiefer liegende Reflexionsstruktur bilden. Zusammen bilden die Schichten 30, 40 den mehrfarbigen reflektiven Flächenbereich des Sicherheitselements 12.
Wesentlich bei der tiefer liegenden Reflexionsstruktur ist dabei, dass die plättchenförmigen Magnetpigmente 32 durch die magnetische Ausrichtung nicht lediglich flach in der Ebene der Druckschicht 30 liegen, sondern lokal unterschiedlich stark gegen diese Ebene verkippt und daher räumlich ausgerichtet sind. Auf diese Weise reflektieren die Magnetpigmente 32 in unterschiedliche Raumrichtungen unterschiedlich stark und erzeugen so das besondere, beispielsweise dreidimensional und/oder dynamisch anmutende, Erscheinungsbild des Zick-Zack-Musters 26.
Wesentlich bei der höher liegenden Reflexionsstruktur ist, dass die Farbbeschichtung 46 mit Aussparungen 54 versehen ist, um einem Betrachter 56 trotz der durchgehenden Mikrospiegelprägung 44 in manchen Bereichen den Blick auf die darunterliegenden Magnetpigmente 32 zu ermöglichen.
Konkret ist die Farbbeschichtung 46 in der Ausgestaltung der 2 in Form eines regelmäßigen Rasters 50 aus Rasterelementen 52 und Rasterzwischenräumen 54 ausgebildet. Die Rasterelemente 52 und Rasterzwischenräume 54 bilden beispielsweise ein Schachbrettmuster, bei dem jedes Feld, also jedes Rasterelement 52 und jeder Rasterzwischenraum 54, eine Abmessung von 100 µm x 100 µm aufweist. Da die einzelnen Mikrospiegel der Mikrospiegelprägung 44 in der Regel deutlich kleiner sind, beispielsweise eine Kantenlänge von nur 10 µm aufweisen, fällt das Raster 50 der Farbbeschichtung 46, anders als in der vereinfachten schematischen Darstellung der 2, im Allgemeinen nicht mit dem Raster der Mikrospiegel zusammen.
Während im Bereich der Rasterelemente 52 die reflektierende Wirkung der Farbbeschichtung 46 dominiert, entfalten die Mikrospiegel der Mikrospiegelprägung 44 in den Rasterzwischenräumen 54 aufgrund des fehlenden Brechungsindexunterschieds zwischen den Lackschichten 42, 48 keine optische Wirkung, so dass der Betrachter 56 dort auf die Magnetpigmente 32 der Druckschicht 30 blickt. Auf diese Weise sind im selben Flächenbereich des Sicherheitselements 12 beide Sicherheitsmerkmale 14, 16 für den Betrachter sichtbar. Da die Dicken der Druckschicht 30 und der Prägeschicht 40 im Bereich einiger Mikrometer oder einiger zehn Mikrometer liegen, ist es für den Betrachter 56 nicht erkennbar, dass die beiden optisch variablen Reflexionsstrukturen tatsächlich in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind - sie scheinen vielmehr trotz ihres unterschiedlichen visuellen Erscheinungsbilds gleichzeitig am selben Ort vorzuliegen.
Im Ausführungsbeispiel weisen die Rasterelemente 52 und die Rasterzwischenräume 54 jeweils gleiche Abmessungen auf, so dass die Flächendeckung des Rasters 50% beträgt. Je nach der gewünschten relativen Helligkeit der beiden Erscheinungsbilder und der Reflexionseigenschaften der Farbbeschichtung 46 und der Magnetpigmente 32 können sich allerdings auch andere Flächendeckungen des Rasters 50 anbieten. Grundsätzlich liegt die Flächendeckung des Rasters mit Rasterelementen 52 vorzugsweise zwischen 30% und 70%, insbesondere zwischen 40% und 60%.
Ist das Sicherheitselement 12 der 1 und 2 in einem transparenten Bereich oder einem Fensterbereich der Banknote 10 angeordnet, kann es auch von der Rückseite her betrachtet werden. Der Betrachter 56 blickt dann zunächst auf die Druckschicht 30 mit den ausgerichteten Magnetpigmenten 32, so dass das Sicherheitsmerkmal 16 in Form des farbkippenden Zick-Zack-Musters 26 auch von der Rückseite her gut zu erkennen ist. Das erste Sicherheitsmerkmal 14 ist ebenfalls zu sehen, erscheint von der Rückseite her allerdings schwächer, da der Betrachter auch in den Bereichen ohne Magnetpigmente 32 durch das Bindemittel 34 der Druckschicht 30 hindurchblickt. Das metallische, dreidimensional wirkende Erscheinungsbild der Mikrospiegelprägung 44 erscheint von der Rückseite her zudem dreidimensional invertiert, so dass im Ausführungsbeispiel die kleineren Ringe 24 über den größeren Ringen 22 zu schweben scheinen.
3 zeigt einige konkrete vorteilhafte Ausgestaltungen des Rasters der Farbbeschichtung 46 der Mikrospiegelprägung 44 in Aufsicht. Dabei zeigt 3(a) ein Raster 50 wie es in 2 verwendet ist, bei dem die Rasterelemente 52 und die Rasterzwischenräume 54 ein Schachbrettmuster bilden. Die Abmessung der Rasterelemente und Rasterzwischenräume liegt vorteilhaft zwischen 20 × 20 µm² und 140 × 140 µm², die Flächendeckung beträgt 50%. Soll eine davon abweichende Flächendeckung erzeugt werden, kann ein Teil der Rasterelemente 52 entfallen oder ein Teil der Rasterzwischenräume 54 mit zusätzlichen Rasterelementen belegt werden.
3(b) zeigt ein Raster 50 mit alternierend angeordneten streifenförmigen Rasterelementen 52 und Rasterzwischenräumen 54. Die Breite der Rasterelemente und Rasterzwischenräume liegt vorteilhaft zwischen 20 µm und 140 µm, die Länge ist beliebig und kann mehrere Millimeter oder sogar einige Zentimeter betragen. Die Flächendeckung kann einfach über die relative Breite der Rasterelemente und Rasterzwischenräume eingestellt werden, und liegt vorzugsweise zwischen 30% und 70%, insbesondere zwischen 40% und 60%.
Die Rasterelemente und Rasterzwischenräume können auch andere polygonale Formen oder unregelmäßige Formen aufweisen. Beispielhaft zeigt 3(c) eine Ausgestaltung, bei der die Rasterelemente 52 und Rasterzwischenräume 54 des Rasters 50 durch Dreiecke gebildet sind. Bei dem Raster 50 der 3(d) sind die Rasterelemente 52 und Rasterzwischenräume 54 durch unregelmäßige Formen gebildet. Die Rasterelemente und/ oder Rasterzwischenräume können auch eine zusammenhängende Struktur bilden, wie etwa in 3(d) für die Rasterzwischenräume 54 gezeigt. Auch hier liegt die Flächendeckung mit Rasterelementen vorzugsweise zwischen 30% und 70%, insbesondere zwischen 40% und 60%.
4 zeigt eine Abwandlung der Ausgestaltung der 2, bei der die Neigungswinkel der Mikrospiegel der Mikrospiegelprägung 44 und die magnetische Ausrichtung der Magnetpigmente 32 so gewählt sind, dass die von den beiden Reflexionsstrukturen erzeugten Erscheinungsbilder in unterschiedlichen, nicht überlappenden Betrachtungswinkelbereichen sichtbar werden und dadurch einen binären Farb- und Effektwechsel beim Kippen des Sicherheitselements 12 erzeugen.
Konkret sind die Mikrospiegel der Mikrospiegelprägung 44 dazu beispielsweise so ausgerichtet, dass das von den Mikrospiegeln erzeugte Erscheinungsbild, beispielsweise eine metallisch wirkende Wölbdarstellung, in einem auf die Flächennormale N bezogenen Betrachtungswinkelbereich von +5° bis +20° (Betrachtungsrichtung 58-A) sichtbar wird. Die Magnetpigmente 32 wurden dagegen durch ein externes Magnetfeld so ausgerichtet, dass sie einen Laufeffekt erzeugen, der in einem Betrachtungswinkelbereich von -5° bis -20° bezogen auf die Flächennormale (Betrachtungsposition 58-B) sichtbar wird.
Aus der Betrachtungsrichtung 58-A blickt der Betrachter im Bereich der Rasterelemente 52 auf die beschichteten Mikrospiegel der Mikrospiegelprägung 44. Im Bereich der Rasterzwischenräume 54 kann der Betrachter zwar grundsätzlich die Magnetpigmente 32 der Druckschicht 30 wahrnehmen, allerdings ist deren Ausrichtung aus Betrachtungsrichtung 58-A weit vom Glanzwinkel entfernt. Die Magnetpigmente 32 erscheinen daher unauffällig und tragen, da sie von den im Wesentlichen im Glanzwinkel stehenden Mikrospiegeln stark überstrahlt werden, zum Bildeindruck praktisch nicht bei. Insgesamt zeigt sich dem Betrachter aus Betrachtungsrichtung 58-A somit im Wesentlichen die von der Mikrospiegelprägung 44 erzeugte Wölbdarstellung.
Aus der Betrachtungsrichtung 58-B entfalten die Mikrospiegel der Mikrospiegelprägung 44 in den Rasterzwischenräumen 54 aufgrund des fehlenden Brechungsindexunterschieds der Lackschichten 42, 48 keine optische Wirkung, so dass der Betrachter dort auf die in Betrachtungsrichtung 58-B im Wesentlichen im Glanzwinkel stehenden Magnetpigmente 32 blickt. Im Bereich der Rasterelemente 52 sind die Mikrospiegel der Mikrospiegelprägung 44 zwar grundsätzlich wahrnehmbar, ihre Ausrichtung ist allerdings aus Betrachtungsrichtung 58-B weit vom Glanzwinkel entfernt. Sie erscheinen daher unauffällig und tragen, da sie von den im Glanzwinkel stehenden Magnetpigmenten 32 stark überstrahlt werden, zum Bildeindruck praktisch nicht bei. Insgesamt zeigt sich dem Betrachter aus Betrachtungsrichtung 58-B somit im Wesentlichen der von den Magnetpimenten 32 erzeugte, optisch variable Laufeffekt.
Beim Kippen des Sicherheitselements 12 springt dessen Erscheinungsbild bei einem bestimmten Betrachtungswinkel plötzlich zwischen dem Erscheinungsbild der metallischen Wölbdarstellung und dem Erscheinungsbild des optisch variablen Laufeffekts. Die Änderung des Motivs und des Farbeffekts erfolgt dabei gleichzeitig und ohne eine Zwischen- oder Übergangsstufe, in der beide Motive bzw. Farben gleichzeitig sichtbar wären oder ein Motiv in der Farbe des anderen Motivs sichtbar wäre, und stellt daher einen binären Farb- und Effektwechsel dar.
Eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements 62 ist in 5 illustriert. Das Sicherheitselement 62 ist in weiten Teilen ähnlich wie das im Zusammenhang mit 2 beschriebene Sicherheitselement 12 aufgebaut, so dass einander entsprechende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Wie das Sicherheitselement 12 enthält auch das Sicherheitselement 62 einen flächigen Träger 18, eine Druckschicht 30 mit ausgerichteten, farbkippenden, plättchenförmigen Magnetpigmenten 32 und eine über der Druckschicht 30 angeordnete Prägeschicht 40 mit einer in eine Prägelackschicht 42 eingebrachte Mikrospiegelprägung 44, die mit einer bereichsweise vorliegenden Farbbeschichtung 46 versehen ist.
Im Unterschied zur Ausgestaltung der 2 weist die Farbbeschichtung 46 der Ausgestaltung der 5 eine großflächige Aussparung 66, beispielsweise in Form eines 5 mm breiten und 2 cm langen gekrümmten Streifens auf. Im Bereich der Aussparung 66 entfalten die Mikrospiegel der Mikrospiegelprägung 44 durch den fehlenden Brechungsindexunterschied zwischen den Lackschichten 42, 48 keine optische Wirkung, so dass ein Betrachter dort auf die tiefer liegenden Magnetpigmente 32 der Druckschicht 30 blickt. Im Außenbereich 64 außerhalb der Aussparung 66 wird der visuelle Eindruck des Sicherheitselements 62 dagegen von der höher liegenden Mikrospiegelprägung 44 und deren Farbbeschichtung 46 bestimmt.
Konkret kann die Mikrospiegelprägung 44 beispielsweise im Außenbereich 64 ein sich scheinbar aus der Ebene des Sicherheitselements 62 herauswölbendes Motiv 64 erzeugen, das in einer ersten Farbe erscheint. Innerhalb des Motivs 64 ist in einem Teilbereich 66 ein Bewegungseffekt in einer zweiten Farbe sichtbar, der von den ausgerichteten Magnetpigmenten 32 erzeugt wird. Dabei kann sich beispielsweise ein heller Balken beim Kippen des Sicherheitselements 62 entlang des Teilbereichs 66 auf und ab bewegen und einen sogenannten Rolling-Bar-Effekt erzeugen. Da der Rolling-Bar-Effekt gerade in der Aussparung 66 der Farbbeschichtung 46 sichtbar ist, erscheinen die Bereiche unterschiedlicher Farbe (erste und zweite Farbe) und unterschiedlicher Effekte (dreidimensionales Motiv bzw. laufender Balken) exakt zueinander gepassert.
Für den Schichtaufbau der Sicherheitselemente und den Schichtaufbau von Datenträgern mit solchen Sicherheitselementen bestehen zahlreiche Freiheitsgrade. Bereits beschrieben wurde die Möglichkeit, die Magnetpigmente in einer Druckschicht auf das Papier- oder Polymersubstrat eines Wertdokuments aufzubringen, und eine Sicherheitsfolie mit einer teilbeschichteten Mikrospiegelprägung über den Druck zu applizieren.
Weitere vorteilhafte Varianten sind in 6 illustriert, wobei die Prägeschicht 40 in allen Varianten jeweils mit oder ohne Trägerfolie ausgebildet sein kann und beispielsweise in Form eines Streifens oder Patches vorliegen kann.
Zunächst zeigt 6(a) eine Polymerbanknote 70 mit einem transparenten Polymersubstrat 72, bei dem die Druckschicht 30 und die Prägeschicht 40 auf gegenüberliegenden Seiten einander zumindest teilweise überlappend angeordnet sind.
Die Ausgestaltung der 6(b) zeigt eine Papierbanknote 80 mit einem Papiersubstrat 82 mit Fenster 84. Die Druckschicht 30 und die Prägeschicht 40 sind einander zumindest teilweise überlappend auf gegenüberliegenden Seiten des Fensters 84 angeordnet. Dabei könnten auch im Inneren des Fensters Magnetpigmente 32 vorliegen, wie in 6(b) illustriert.
6(c) zeigte eine Hybridbanknote 90 mit einem Folie/Papier/Folie-Hybridsubstrat 92 mit einem Fenster 94 im Papierkern 96. Die Druckschicht 30 und die Prägeschicht 40 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Hybridsubstrats 92 angeordnet und überdecken einander im Bereich des Fensters 94 zumindest teilweise. Die Prägeschicht 40 kann, wie in 6(c) gezeigt, außen auf dem Verbund des Hybridsubstrats 92 aufgebracht sein, sie kann aber beispielsweise auch zwischen dem Papierkern 96 und einer der Folienlagen 98 vorliegen und damit ein besonders stark geschütztes, innenliegendes Sicherheitsmerkmal darstellen.
Eine weitere Erfindungsvariante besteht darin, die Prägeschicht nicht in Form einer Sicherheitsfolie zu applizieren, sondern die Prägestruktur 44 direkt in das Polymersubstrat eines Werkdokuments einzubringen. Anschließend kann dann die Druckschicht 30 überlappend aufgedruckt werden.
Bezugszeichenliste

10: Banknote
12: Sicherheitselement
14,16: Sicherheitsmerkmale
18: Träger
20: Detailausschnitt
22, 24: größere bzw. kleinere Ringe
26: Zick-Zack-Muster
30: Druckschicht
32: Magnetpigmente
34: Bindemittel
40: Prägeschicht
42: Prägelackschicht
44: Mikrospiegelprägung
46: Farbbeschichtung
48: Lackbeschichtung
50: Raster
52: Rasterelemente
54: Rasterzwischenräume
56: Betrachter
58-A, 58-B: Betrachtungsrichtungen
62: Sicherheitselement
64: Außenbereich
66: Aussparung
70: Polymerbanknote
72: Polymersubstrat
80: Papierbanknote
82: Papiersubstrat
84: Fenster
90: Hybridbanknote
92: Hybridsubstrat
94: Fenster
96: Papierkern
98: Folienlage
N: Flächennormale

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/078572 A1 [0004]
EP 3254863 A1 [0004]
EP 1689586 B1 [0015]
WO 2010/069823 A1 [0015]
WO 2013/090983 A1 [0015]
EP 1366380 A2 [0043]

Claims

Optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, dessen Flächenausdehnung eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert, mit einem mehrfarbigen reflektiven Flächenbereich, wobei - der mehrfarbige reflektive Flächenbereich zwei optisch variable Reflexionsstrukturen enthält, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind, und die in Reflexion einen unterschiedlichen Farbeindruck erzeugen, - die höher liegende Reflexionsstruktur durch eine mit einer Farbbeschichtung versehene Reliefstruktur gebildet ist, - die tiefer liegende Reflexionsstruktur durch eine Schicht mit plättchenförmigen, reflektierenden Effektpigmenten gebildet ist, welche räumlich ausgerichtet sind, - die beiden Reflexionsstrukturen in einem Überlappungsbereich überlappen und die Farbbeschichtung der höher liegenden Reflexionsstruktur in dem Überlappungsbereich zumindest eine Aussparung aufweist, in der bei Betrachtung des Sicherheitselements die tiefer liegende Reflexionsstruktur in Erscheinung tritt.
Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die plättchenförmigen Effektpigmente magnetisch ausrichtbare Magnetpigmente oder durch andere Felder ausrichtbare plättchenförmige Effektpigmente darstellen.
Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Effektpigmente durch metallisierte Pigmente, durch Pigmente mit einer Dünnfilmbeschichtung, durch reflektierende Metallpigmente mit einer lasierenden Farbbeschichtung oder durch Pigmente mit Strukturfarben gebildet sind.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Effektpigmente in einer Druckschicht mit einem transparenten oder transluzenten Bindemittel vorliegen und/ oder die Reliefstruktur in einer transparenten oder transluzenten Prägelackschicht eingeprägt ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbbeschichtung der höher liegenden Reflexionsstruktur als regelmäßiges oder unregelmäßiges Raster mit Rasterelementen und Rasterzwischenräumen ausgebildet ist, wobei die Abmessungen der Rasterelemente und/ oder Rasterzwischenräume zumindest in einer Richtung unterhalb von 140 µm liegen, vorzugsweise, dass die Abmessungen der Rasterelemente und/oder Rasterzwischenräume in einer oder beiden lateralen Richtungen unterhalb von 140 µm, vorzugsweise zwischen 20 µm und 100 µm, insbesondere zwischen 20 µm und 60 µm liegen.
Sicherheitselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasterelemente und Rasterzwischenräume des Rasters gleiche Form und vorzugsweise auch gleiche Größe aufweisen, und/oder dass die Flächendeckung des Rasters durch die Rasterelemente zwischen 30% und 70%, vorzugsweise zwischen 40% und 60%, insbesondere bei etwa 50% liegt.
Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Überlappungsbereich die Farbbeschichtung der höher liegenden Reflexionsstruktur in Teilbereichen aufgebracht wird, die laterale Abmessungen von mehr als 140 µm aufweisen, und/oder dass die Farbbeschichtung der höher liegenden Reflexionsstruktur mit Aussparungen erzeugt wird, die laterale Abmessungen von mehr als 140 µm aufweisen.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur der höher liegenden Reflexionsstruktur durch eine Mikrospiegelanordnung mit gerichteten Mikrospiegeln gebildet ist, insbesondere mit planen Spiegeln, Hohlspiegeln und/oder fresnelartigen Spiegeln.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbbeschichtung durch lasierende Farben, durch Metallisierungen, Dünnschichtaufbauten, durch mit einer Metallisierung hinterlegte lasierende Farben, durch Lumineszenzfarben mit einer metallischen Verspiegelung, durch Strukturfarben und/ oder durch Nanopartikelfarben gebildet sind.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Überlappungsbereich zumindest ein Teilbereich mit einer Negativkennzeichnung vorgesehen ist, in dem die Farbbeschichtung der höher liegenden Reflexionsstruktur und die Effektpigmente der tiefer liegenden Reflexionsstruktur ausgespart sind.
Datenträger mit einem optisch variablen Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10.
Datenträger nach Anspruch 11, mit einem Träger mit gegenüberliegenden Hauptflächen, auf denen jeweils eine der beiden optisch variablen Reflexionsstrukturen angeordnet ist, wobei der Träger im Überlappungsbereich transparent ist oder ein transparentes Durchsichtsfenster enthält.
Datenträger nach Anspruch 10, mit einem Träger mit gegenüberliegenden Hauptflächen, wobei beide optisch variable Reflexionsstrukturen auf einer Hauptfläche des Trägers übereinander angeordnet sind.
Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem - ein Träger bereitgestellt wird, dessen Flächenausdehnung eine Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert, - der Träger mit einem mehrfarbigen reflektiven Flächenbereich versehen wird, der mit zwei optisch variablen Reflexionsstrukturen ausgebildet wird, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet werden, und die in Reflexion einen unterschiedlichen Farbeindruck erzeugen, - die höher liegende Reflexionsstruktur durch eine mit einer Farbbeschichtung versehene Reliefstruktur gebildet wird, - die tiefer liegende Reflexionsstruktur durch eine Schicht mit plättchenförmigen, reflektierenden Effektpigmenten gebildet wird, welche räumlich ausgerichtet werden, und - die beiden Reflexionsstrukturen in einem Überlappungsbereich überlappend ausgebildet werden und die Farbbeschichtung der höher liegenden Reflexionsstruktur in dem Überlappungsbereich mit zumindest einer Aussparung ausgebildet wird, in der bei Betrachtung des Sicherheitselements die tiefer liegende Reflexionsstruktur in Erscheinung tritt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der tiefer liegenden Reflexionsstruktur - eine Druckfarbe mit einem Bindemittel und mit magnetisch oder durch andere Felder ausrichtbaren Effektpigmenten aufgebracht wird, - die Effektpigmente in noch flüssigem Zustand des Bindemittels mit einem externen Feld, insbesondere einem externen Magnetfeld ausgerichtet werden, um die gewünschte räumliche Ausrichtung zu erzeugen, und - das Bindemittel verfestigt wird um die Ausrichtung der Effektpigmente dauerhaft zu fixieren.