EP3980274B1 - Verfahren zum herstellen eines optisch variablen sicherheitselements - Google Patents

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EP3980274B1
EP3980274B1 EP20731792.6A EP20731792A EP3980274B1 EP 3980274 B1 EP3980274 B1 EP 3980274B1 EP 20731792 A EP20731792 A EP 20731792A EP 3980274 B1 EP3980274 B1 EP 3980274B1
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EP
European Patent Office
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coating
colour
varnish layer
embossing
layer
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EP20731792.6A
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English (en)
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EP3980274A1 (de
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Andreas Rauch
Tobias Sattler
Winfried HOFFMÜLLER
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Publication date
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    • B42D25/43—Marking by removal of material
    • B42D25/445—Marking by removal of material using chemical means, e.g. etching

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an optically variable security element.
  • Data storage media such as valuables or identification documents, as well as other valuable items such as branded goods, are often provided with security elements for security purposes. These elements allow verification of the authenticity of the data storage media and also serve as protection against unauthorized reproduction.
  • These security elements can, for example, take the form of a security thread embedded in a banknote, a cover foil for a banknote with a hole, an applied security strip, a self-supporting transfer element, or even a feature area printed directly onto a valuable document.
  • optically variable elements that convey a different image impression to the viewer at different viewing angles, for example, displaying a different color or brightness impression and/or a different graphic motif depending on the viewing angle.
  • optically variable effects include, for example, motion effects, pump effects, depth effects, or flip effects, which are realized using holograms, microlenses, or micromirrors.
  • the printed matter EP 1 879 154 A2 discloses a method for producing a security element for a security paper or value document comprising a substrate provided with a two-layer coating.
  • the method comprises the steps of applying a first layer to the substrate, applying at least one second layer to the first layer, wherein the first layer is not fully cured before applying the second layer, embossing at least one layer of the coating, and curing the coating.
  • the printed matter WO 2014/060089 A2 relates to an optically variable surface pattern with a carrier which has a first and a second surface region, wherein the two surface regions are designed such that the first surface region presents a curved-appearing first view in a first solid angle range and the second surface region presents a curved-appearing second view in a second solid angle range which is different from the first solid angle range.
  • An optically variable surface pattern which has two partial regions with reflective elements, wherein the reflective elements of the first partial region, on the one hand, and the reflective elements of the second partial region, on the other hand, reflect incident light in different reflection directions.
  • the first partial region is covered with a first translucent color layer in such a way that, when the viewing angle at which the viewer views the optically variable surface pattern is changed, a viewer sees the first partial region glowing in a first color upon reaching a first viewing angle and the second partial region glowing in a second color different from the first color upon reaching a second viewing angle.
  • the invention is based on the object of providing a simple and cost-effective method for producing counterfeit-proof and visually attractive optically variable security elements.
  • the method should enable security elements with two or more different appearances or effects in different colors to be produced with a few work steps.
  • the security elements should ideally be able to be produced with a thin layer to facilitate their incorporation or application into security and valuable documents.
  • the first and/or second embossing lacquer layer are preferably applied in steps A1) and A2) respectively by screen printing, offset printing, flexographic printing, or gravure printing.
  • the embossing lacquer of the first and/or second embossing lacquer layer can, in particular, be a UV lacquer, a thermoplastic lacquer, or a so-called dual-cure system, i.e., a combination of a UV lacquer and a thermoplastic lacquer.
  • the second embossing lacquer layer is advantageously applied in register with the first relief structure in step A2).
  • the first and second embossing lacquer layers are cured in advantageous embodiments, particularly when a UV lacquer or a dual cure system is used.
  • step M the coating is applied directly to the two embossing lacquer layers.
  • the phrase "apply to” does not otherwise exclude the presence of intermediate layers between the applied layer and the target object.
  • other layers may have already been applied to the carrier before the first embossing lacquer layer is applied to the carrier in step A1), such as a translucent color coating.
  • the first embossing lacquer layer is then applied to the carrier provided with this color coating.
  • the color coating can be applied both to the side of the first embossing lacquer layer and to the opposite side of the carrier.
  • step M the coating is applied simultaneously to the first and (the free portion of) the second relief structure.
  • the applied coating is preferably a full-surface coating.
  • an optionally colored photoresist can also be applied first over the entire surface and then exposed in sections. Depending on the resist used, the exposed or unexposed areas will then dissolve in the etching bath, releasing the underlying coating while the coating areas covered by the photoresist remain protected from the etching.
  • the recesses in the coating are preferably in the form of drawings, patterns, or coding. They advantageously represent negative markings, for example, negative writing, which is particularly visible when the security element is viewed through transmitted light.
  • the recesses or negative markings can generally be placed anywhere on the security element. Depending on their placement and product structure, the recesses or negative markings can create different color impressions. Transparent negative markings are possible, i.e. negative markings that are neither covered by a translucent color nor by metallization. Colored negative markings can also be created, in which the negative markings are covered by at least one translucent color.
  • the coating applied in step M) is also referred to herein as a color coating (unless it is clearly transparent).
  • the coating applied in step M) is preferably metallized (colored or achromatic) or a thin-film structure containing a metal layer. formed.
  • the metallization can, for example, be a layer of aluminum, silver, or an alloy, such as copper and aluminum.
  • Color-shifting thin-film structures, particularly with absorber-dielectric-absorber or reflector-dielectric-absorber as a layer sequence, for example with silicon and aluminum or chromium sublayers, are particularly suitable as thin-film structures.
  • the color coating can also be formed by a translucent paint with a metallic mirror coating, for example, made of aluminum.
  • a luminescent paint, especially a fluorescent paint with a metallic mirror coating can also be considered as a color coating.
  • the color coating can also be formed by a nanoparticle paint, such as gold-blue particles, various effect pigments, color-shifting pigments, or supersilver.
  • color typically distinguishes between chromatic colors and achromatic colors, with chromatic colors being characterized not only by their brightness but also by their hue and saturation.
  • Achromatic colors include white, black, and gray, and silvery metallic colors, such as the color of a reflective aluminum or silver coating, are also considered achromatic colors for the purposes of this application.
  • color In order to also include colorless layers, a further distinction is made in this description between “color” and “color effect,” whereby the more general term “color effect” encompasses both color and colorlessness.
  • a colored or colored layer is a layer with the color effect of a chromatic color (for example, a red laser-like layer) or an achromatic color (for example, a silvery, shiny aluminum layer).
  • a colorless layer has no color, its colorlessness nevertheless defines a color effect.
  • the term "color impression" is ultimately used for the overall color impression created by one or more layers.
  • the layers in the uncovered but coated portion
  • create a first color impression which results from the combination of the color effect of at least the first embossing lacquer layer and the color effect of the color coating.
  • a covered portion creates a second, different color impression through the color effects of at least the first embossing lacquer layer, the second embossing lacquer layer, and the color coating.
  • red color effect red color effect
  • a deposited metallization achromatic color effect
  • blue color effect blue translucent layer
  • transparent colorless layer colorless color effect
  • a deposited metallization achromatic color effect
  • a covered portion can be a surface area or can be present as raster elements within a surface area. In a security element, preferably, several covered portions can also be present.
  • the first embossing lacquer layer is colorless, while the second embossing lacquer layer is colored with a translucent color or achromatic color.
  • the second embossing lacquer layer is colored with a translucent color or achromatic color.
  • other designs are also advantageous, in which one or both embossing lacquer layers are colored with a translucent color, a luminescent color, or a nanoparticle color. The only requirement is that the color effects of the first and second embossing lacquer layers differ from each other.
  • a further color coating in particular a translucent color coating, is applied to the side of the carrier opposite the embossing lacquer layers, or between the carrier and the first embossing lacquer layer.
  • a further color coating in particular a translucent color coating, is applied to the side of the carrier opposite the embossing lacquer layers, or between the carrier and the first embossing lacquer layer.
  • the first and/or second relief structure are formed by micromirror arrangements with directional micromirrors, in particular with flat mirrors, concave mirrors, and/or Fresnel-type mirrors.
  • the lateral dimensions of the micromirrors are advantageously below 20 ⁇ m, preferably below 10 ⁇ m.
  • the first and second color impressions are perceptible to the observer separately, in particular depending on the viewing angle and/or separately in certain areas.
  • the micromirrors of the first and/or second relief structure are preferably configured to generate only one of the two color impressions for the viewer in an effect area, depending on the viewing angle.
  • the micromirrors of the first and/or the second relief structure are alternatively or additionally configured to generate the two color impressions in two (adjacent or separate) surface areas.
  • each of the micromirrors is aligned with a predetermined spatial orientation (azimuth angle and inclination angle).
  • the orientation is adapted to a motif and to a viewing angle dependency of the motif.
  • a viewing angle dependency can cause a movement effect, a three-dimensional impression, or a motif change for a motif in the (respective) surface area.
  • a transparent carrier is provided as the carrier, or the carrier is removably bonded to the first embossing lacquer layer to enable viewing of the security element from the side of the first embossing lacquer layer.
  • a transparent carrier viewing can take place through the carrier; a non-transparent carrier must be removed for viewing from the side of the first embossing lacquer layer, for example, after the security element has been transferred to a target substrate.
  • the transparent carrier is advantageously colorless, but it can also be tinted to create an additional color effect.
  • the second embossing lacquer layer is applied at least in a partial area in the form of a regular or irregular grid with grid elements and grid spaces, wherein the dimensions of the grid elements and/or grid spaces are at least in one direction between 20 ⁇ m and 200 ⁇ m, preferably between 60 ⁇ m and 150 ⁇ m, in particular between 80 ⁇ m and 120 ⁇ m.
  • the grid elements and grid spaces of the grid have the same shape and preferably also the same size.
  • the grid elements and/or the grid spaces can in particular be formed by strip-shaped, square, triangular or other polygonal elements, but can also have irregular shapes.
  • the grid itself can be regular, i.e. have a regular arrangement of grid elements and grid spaces, but can also be an irregular grid, for example a stochastic grid in which the grid elements and/or grid spaces have irregular spacings and/or sizes and/or shapes.
  • the area coverage of the grid by the grid elements is advantageously between 30% and 70%, preferably between 40% and 60%, in particular approximately 50%.
  • an effect area is formed in which an uncovered portion forms (at least) a first surface area with the first relief structure, and a covered portion forms (at least) a second surface area with the second relief structure.
  • the dimensions of the surface areas are above the resolution limit of the naked eye, so that each surface area can be recognized without aids.
  • an effect area is formed in which the second embossing lacquer layer is applied in partial areas which have lateral dimensions of more than 140 ⁇ m, and/or in which the second An embossing lacquer layer is applied with cutouts that have lateral dimensions of more than 140 ⁇ m.
  • the lateral dimensions of at least one partial area and/or at least one cutout are preferably more than 250 ⁇ m, preferably more than 500 ⁇ m and in particular more than 1 mm.
  • the partial areas or cutouts of the effect area therefore typically extend over many micromirrors or relief elements.
  • the said dimensions can only be exceeded by the partial areas or cutouts in one lateral direction, but the cutouts are advantageously larger than the said dimensions in every lateral direction.
  • the dimensions are particularly advantageous if they are above the resolution limit of the naked eye, so that the surface area of the partial areas or cutouts can be recognized without aids.
  • the two relief structures advantageously provide a color change for an unchanged motif, depending on the viewing angle, or provide a color change along with a motif change.
  • the motifs of the two relief structures can differ, in particular, in terms of shape (e.g., head, apple, or tail), movement (static to moving or moving to static, with linear, rotating, and/or pumping movement), and/or dimensionality (2D to 3D, or different three-dimensionality with a positively or negatively curved appearance, or floating in front of or behind a plane).
  • the first relief structure creates a first motif that is visible from a first viewing angle range with a first color impression that is created by the combination of the color effects of at least the first embossing lacquer layer and the color coating is created
  • the second relief structure creates a second motif that is visible from a second viewing angle range with a second, different color impression that arises from the combination of the color effects of at least the first embossing lacquer layer, the second embossing lacquer layer and the color coating, whereby the first and second viewing angle ranges do not overlap.
  • the security element displays a binary color and effect change without an overlap area.
  • the two viewing angle ranges are adjacent to one another or are only separated by an angular distance of a few degrees, so that the associated image impressions overlap practically seamlessly for the viewer.
  • the first relief structure creates a first movement motif with a first color impression and the second relief structure creates a second movement motif with a second, different color impression, wherein the first and second movement motifs move offset from one another or move against one another when the security element is tilted and thereby cross in an overlapping position in which both movement motifs are visible and/or move successively through the same part of the common area.
  • the first color impression is created by the combination of the color effects of at least the first embossing lacquer layer and the color coating
  • the second color impression is created by the combination of the color effects of at least the first embossing lacquer layer, the second embossing lacquer layer, and the color coating.
  • the proposed process allows the production of security elements of the type mentioned above in only a few steps.
  • the layer structure described also allows the production of security elements with a Total thickness of less than 45 ⁇ m can be produced, making them ideal for use in banknotes and other value documents.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with two optically variable security elements 12 and 62, each in the form of an adhesively bonded transfer element. It is understood, however, that the invention is not limited to transfer elements and banknotes, but can be used for all types of security elements, for example, labels on goods and packaging or for securing documents, ID cards, passports, credit cards, health cards, and the like. For banknotes and similar documents, in addition to transfer elements, security threads or security strips, for example, can also be considered.
  • the two security elements 12, 62 of the Fig. 1 are themselves very flat, but still give the viewer a three-dimensional impression.
  • the first security element 12 displays a binary color and effect change when the banknote 10 is tilted.
  • a first motif 14-A appears, seemingly bulging out of the plane of the banknote 10, for example, a curved representation of the value "10," with a first, for example, shiny silver color impression.
  • a second motif 14-B appears, seemingly bulging out of the plane of the banknote 10, for example, a curved representation of a coat of arms with a second color impression, for example, a shiny red color impression.
  • Fig. 2 schematically shows a section of the security element 12 applied to the banknote 10 in cross section and Fig. 3 shows various intermediate steps in the production of the security element 12.
  • the security element 12 contains a flat, transparent, colorless carrier 18, the surface area of which defines an xy plane and a z-axis perpendicular thereto.
  • a multicolored reflective surface area which contains an embossed structure area 25 with two nested micromirror embossments 24, 34 at two different heights.
  • a first embossed area 24 is formed by micromirror embossments whose base areas lie at a height H 1 above the carrier 18.
  • a second embossed area 34 is formed by micromirror embossments whose base areas lie at a height H 2 > H 1 above the carrier 18. The height as well as the direction of the positive z-axis are always measured starting from the carrier 18. Since the security element 12, when viewed from the underside, i.e. the side of the carrier 18 is designed, the z-axis in the illustration extends Fig. 2 downwards away from the wearer.
  • micromirror embossings 24, 34 each contain a plurality of micromirrors inclined relative to the x-y plane, the local angles of inclination of which are selected such that the relief structures of the micromirror embossings 24, 34, in interaction with the color effects of the embossing lacquer layers 22, 32 and the color effect of a uniform color coating 26, produce a desired optical appearance.
  • the inclination angles of the micromirrors in the exemplary embodiment are selected such that the micromirror arrangement 24 generates the curved representation of the value "10" in a viewing angle range of +5° to +20° relative to the surface normal (viewing position 40-A), and the micromirror arrangement 34 generates the curved representation of the coat of arms in a viewing angle range of -5° to -20° (viewing position 40-B).
  • the micromirrors of the micromirror embossments 24, 34 themselves have a lateral dimension of 10 x 10 ⁇ m 2 and a maximum height h of 3.5 ⁇ m in the exemplary embodiment.
  • the micromirror arrangements 24, 34 are produced by embossing two different embossing lacquer layers 22, 32 with different color effects. While the embossing lacquer layer 22, in which the micromirror arrangement 24 is embossed, is transparent and colorless, the embossing lacquer layer 32, in which the micromirror arrangement 34 is embossed, is colored translucent red. Both micromirror arrangements 32, 34 are provided with a uniform color coating 26, which in the exemplary embodiment is formed by a metal coating, specifically by a thin, vapor-deposited aluminum layer, which has a silvery metallic and thus achromatic color effect.
  • the desired visual contrast of the micromirror arrangements 24, 34 from the viewing positions 40-A or 40-B of the observer 40 is created by the interaction of the different color effects of the embossing lacquer layers 22, 32 with the color effect of the uniform color coating 26.
  • the two micromirror arrangements 24, 34 are in the embodiment of the Fig. 2 nested in the entire surface area of the security element 12 in the form of a regular grid 50, wherein in the first grid areas 52 only the micromirror embossings 24 of height level H 1 are present, while in the complementary second grid areas 54, the overlap area, the second embossing lacquer layer 32 with the micromirror embossings 34 at height level H 2 are additionally present and are optically effective.
  • the grid areas 52, 54 in the exemplary embodiment form a checkerboard pattern in which each field, i.e. each grid area 52, 54 has a dimension of 100 ⁇ m x 100 ⁇ m.
  • the grid 50 unlike in the simplified schematic representation of the Figures 2 and 3 , generally do not coincide with the grid of the micromirrors of the micromirror arrays 24, 34.
  • the described arrangement results in the desired appearance. Since the carrier 18 and the first embossing lacquer layer 22 are transparent and colorless, the micromirror arrangement 24 with the silvery metallic appearance of the aluminum layer 26 is visible from the viewing position 40-A, forming the curved representation 14-A. the value "10". Due to the red translucent coloring of the second embossed lacquer layer 32 and the backing of the second embossed lacquer layer with the aluminum layer 26, the coat of arms 14-B appears with a shiny red appearance from viewing position 40-B.
  • the embossing lacquer layer 22 is subsequently cured.
  • a second, translucent red colored embossing lacquer layer 32 is then printed onto the first embossing lacquer layer 22 in a regular grid 50 using a printing cylinder (not shown), as in Fig. 3(b)
  • the grid 50 is formed in the form of grid elements 54 and grid spaces 52, and corresponds, for example, to the checkerboard pattern described above with field dimensions of 100 ⁇ m x 100 ⁇ m.
  • the grid elements 54 create the overlapped portion or overlap area mentioned above, in which the second embossing lacquer layer 32 is applied to the first embossing lacquer layer 22.
  • the second embossing lacquer layer 32 is provided with the micromirror embossing 34, which represents the coat of arms, using an embossing tool (not shown). 14-B, provided as in Fig. 3(c) shown.
  • the embossing varnish layer 32 is subsequently cured.
  • a key advantage of the manufacturing process according to the invention is the very small number of required work steps compared to conventional processes.
  • the proposed layer structure also results in very thin product thicknesses of less than 45 ⁇ m, which is particularly important for the use of security elements in banknotes and other valuable documents.
  • the security elements can also be easily provided with transparent or colored negative markings using the described process, as explained in more detail elsewhere.
  • Figure 4 shows some concrete advantageous embodiments of the grid 50 of the second embossing lacquer layer 32 in a top view.
  • the grid elements 54 are each hatched, and the grid spaces 52 are each shown without hatching.
  • Figure 4(a) shows a grid 50 as it is in Figures 2 and 3 is used, in which the grid elements 54 and grid spaces 52 form a checkerboard pattern.
  • the dimensions of the grid areas are advantageously between 20 x 20 ⁇ m 2 and 140 x 140 ⁇ m 2 , in particular between 20 x 20 ⁇ m 2 and 60 x 60 ⁇ m 2 , the area coverage is 50%. If an area coverage other than 50% is to be achieved, some of the grid elements 54 can be omitted, or some of the grid spaces 52 can be occupied with grid elements.
  • the area coverage of the grid with grid elements 54 is preferably between 30% and 70%, in particular between 40% and 60%.
  • the brightness of the generated appearances can be adjusted as desired by adjusting the area coverage of the first and second grid areas.
  • Figure 4(b) shows a grid 50 with alternating strip-shaped grid elements 54 and grid spaces 52.
  • the width of the grid areas is advantageously between 20 ⁇ m and 140 ⁇ m, in particular between 20 ⁇ m and 60 ⁇ m.
  • the length of the grid areas is arbitrary and can be several millimeters or even several centimeters. The area coverage can be easily adjusted via the relative width of the grid elements and grid spaces.
  • the grid elements and grid spaces can also have other polygonal shapes or irregular shapes.
  • Fig. 4(c) a configuration in which the grid elements 54 and grid spaces 52 of the grid 50 are formed by triangles.
  • the grid elements 54 and grid spaces 52 are formed by irregular shapes.
  • the grid elements and/or grid spaces can form a coherent structure, such as in Fig. 4(d) for the grid spaces 52.
  • the second security element 62 transferred to the banknote 10 is itself very flat, but nevertheless gives the viewer the three-dimensional impression of a motif 64 that appears to bulge out from the plane of the banknote 10 and appears with a first color impression.
  • the motif 64 can, for example, represent a value number, a portrait, or another graphic motif.
  • a movement effect with a second color impression is visible in a partial area 66.
  • a light bar can move up and down along the partial area 66, creating a so-called rolling bar effect.
  • a key special feature is that the areas with different color impressions (first and second color impressions) and different effects (three-dimensional motif or moving bar) are precisely registered to one another. This registration is therefore also referred to below as color-to-effect registration.
  • the security element 62 contains a negative inscription 68 in the form of the value number "10," which is formed by a transparent portion of the security element 62. If the security element 62 is arranged over an opaque area of the banknote 10, the surface of the banknote, for example, the white banknote paper, becomes visible there. If the security element 62 is arranged over a window area of the banknote, the negative inscription 68 forms a transparent see-through area in the security element 62, which illuminates brightly when viewed through transmitted light.
  • Fig. 5 schematically a section of the banknote 10 Safety element 62 in cross section
  • Fig. 6 shows various intermediate steps in the production of the security element 62.
  • the security element 62 is similar to that used in connection with Fig. 2
  • the security element 62 is constructed from the previously described security element 12, so that corresponding elements are each designated by the same reference numerals.
  • the security element 62 contains a flat, transparent, colorless carrier 18, the surface area of which defines an xy plane and a z axis perpendicular thereto.
  • Arranged on the carrier 18 is a multicolored reflective surface area containing an embossed structure area with micromirror embossments with two different height levels.
  • a first embossed area 24 is provided by micromirror embossments, the base areas of which are located at a height H 1 above the carrier 18, while a second embossed area is provided by micromirror embossments 34, the base areas of which are located at a height H 2 > H 1 above the carrier 18.
  • the micromirror embossments or micromirror arrangements 24, 34 contain, as in the embodiment of the Fig.
  • each case a plurality of micromirrors inclined relative to the xy plane, the local angles of inclination of which are selected such that the relief structures of the micromirror embossings 24, 34, in interaction with the color effects of the embossing lacquer layers 22, 32 and the color effect of a uniform color coating 26, produce a desired optical appearance.
  • angles of inclination of the micromirrors in the exemplary embodiment are selected such that the micromirror arrangements 24, 26 create the curved three-dimensional impression of the motif 64 and the rolling bar effect of the partial area 66.
  • the sizes and heights of the micromirrors can be selected as in the exemplary embodiment of the Fig. 2 be elected.
  • the embossing lacquer layer 32 in which the micromirror arrangement 24 is embossed, is transparent and colorless
  • the embossing lacquer layer 32 in which the micromirror arrangement 34 is embossed, is colored translucent blue.
  • Both micromirror arrangements 32, 34 are provided with a uniform color coating 26, which in the embodiment of the Fig. 5 is formed by a metal coating, specifically by a thin, vapor-deposited silver layer, which has a silvery metallic and thus achromatic color effect.
  • the desired visual contrast of the micromirror arrangements 24, 34 from the different viewing positions of the observer is created by the interaction of the different color effects of the embossing lacquer layers 22, 32 with the color effect of the uniform color coating 26.
  • the two micromirror arrangements 24, 34 are in the embodiment of the Fig. 5 in the surface area of the security element 62, each arranged directly adjacent to one another.
  • the partial area 66 is formed, for example, by a 5 mm wide and 2 cm long curved strip within a 2.5 x 2.5 cm 2 surface area 64. While the observer in the partial area 66, which represents the above-mentioned overlap area, looks through the translucent blue embossing lacquer layer 32 onto the micromirror arrangement 34 with the silver layer 26 located at height level H 2 , the visual impression in area 64, i.e. outside the overlap area 66, is determined by the micromirror arrangement 24 located at height level H 1 and thus solely by the color effect of the silver layer 26.
  • the observer therefore perceives the silvery shining motif 64 generated by the micromirror arrangement 24, while within the In partial area 66, the blue-metallic rolling bar effect appears, in which a blue-reflecting bar appears to move back and forth along the curved stripe when the banknote 10 is tilted. Since the height difference between the two micromirror arrangements 24, 34 is in the range of a few micrometers, it is imperceptible to the observer, so that the two differently colored motifs and the different effects 64, 66 appear to be arranged next to one another in exact registration.
  • the security element 62 also has a smaller sub-area 68 in the area 64, which is shaped like the value number "10" and in which the ink coating 26 is left out. Due to the lack of an ink coating and the transparency of the other layers present in sub-area 68, a negative mark is created in the security element 62. Depending on the arrangement of the security element, sub-area 68 forms a transparent window in the banknote or it provides a view of the banknote's surface.
  • a second, translucent blue colored embossing lacquer layer 32 is printed onto the first embossing lacquer layer 22 using a printing cylinder (not shown) in the desired overlap area 66 of the running bar, as shown in Fig. 6(b) With reference to Fig. 6(c)
  • the second embossing lacquer layer 32 is then provided with the micromirror embossing 34 that creates the rolling bar effect using an embossing tool (not shown).
  • the embossing lacquer layer 32 is subsequently cured.
  • a uniform, full-surface metal coating 26, for example the aforementioned silver layer, is then applied to the overall structure thus produced, which is formed by the first relief structure 24 of the first embossing lacquer layer 22, the second relief structure 34 of the second embossing lacquer layer 32 present in the overlapping region 66 and the wash ink 70 printed in the partial regions 68, as shown in Fig. 6(e) shown.
  • Fig. 7 a modification of the embodiment of the Fig. 2 , in which both the motif 14-A (value number "10") and the coat of arms motif 14-B appear with a colorful impression.
  • the security element 80 in addition to the Fig. 2 already described elements, a continuous translucent color layer 82 is provided on the side of the carrier 18 facing away from the micromirror embossings 24, 34.
  • the motif 14-A of the micromirror embossing 24 then appears shiny with a first color due to the combined effect of the color layer 82 and the metallization 26, and the motif 14-B of the micromirror embossing 34 appears shiny with a second color due to the combined effect of the color layer 82, the colored embossing lacquer layer 32 and the metallization 26, which is created by a subtractive color mixture of the colors of the color layer 82 and the embossing lacquer layer 32.
  • the embossing lacquer layer 32 is colored translucent cyan and the color layer 82 is colored translucent yellow, the motif 14-A appears with a yellow glossy color and the motif 14-B appears with a green glossy color due to the subtractive color mixture of cyan and yellow.
  • the ink layer 82 can also be provided between the carrier 18 and the first embossing lacquer layer 22.
  • a translucently colored first embossing lacquer layer 22 or a translucently colored carrier film 18 can also be used. These measures can also increase the color variety of the appearances.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements.
  • 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.
  • Die Druckschrift EP 1 879 154 A2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements für ein Sicherheitspapier oder Wertdokument mit einem Substrat, das mit einer zwei Schichten umfassenden Beschichtung ausgestattet ist. Das Verfahren umfasst die Schritte Aufbringen einer ersten Schicht auf das Substrat, Aufbringen von zumindest einer zweiten Schicht auf die erste Schicht, wobei vor dem Aufbringen der zweiten Schicht keine vollständige Härtung der ersten Schicht erfolgt, Prägen von zumindest einer Schicht der Beschichtung und Härten der Beschichtung.
  • Die Druckschrift WO 2014/060089 A2 betrifft ein optisch variables Flächenmuster mit einem Träger, der einen ersten und einen zweiten Flächenbereich aufweist, wobei die beiden Flächenbereiche so ausgebildet sind, dass der erste Flächenbereich in einem ersten Raumwinkelbereich eine gewölbt erscheinende erste Ansicht und der zweite Flächenbereich in einem zweiten Raumwinkelbereich, der verschieden zum ersten Raumwinkelbereich ist, eine gewölbt erscheinende zweite Ansicht darbietet.
  • Aus der Druckschrift WO 2014/121908 A1 ist ein optisch variables Flächenmuster bekannt, das zwei Teilbereiche mit Reflexionselementen aufweist, wobei die Reflexionselemente des ersten Teilbereichs einerseits und die Reflexionselemente des zweiten Teilbereichs andererseits einfallendes Licht in unterschiedliche Reflexionsrichtungen reflektieren. Der erste Teilbereich ist so mit einer ersten lasierenden Farbschicht bedeckt, dass ein Betrachter, wenn der Betrachtungswinkel, unter dem der Betrachter das optisch variable Flächenmuster betrachtet, geändert wird, bei Erreichen eines ersten Betrachtungswinkels den ersten Teilbereich in einer ersten Farbe und bei Erreichen eines zweiten Betrachtungswinkels den zweiten Teilbereich in einer von der ersten Farbe verschiedenen zweiten Farbe leuchten sieht.
  • In DE 10 2014 001842 A1 wird eine Metallpigmente enthaltene und auf einer ersten Prägestruktur angeordnete Schicht geprägt, so dass die Metallpigmente der Schicht sich unten entlang der ersten Prägestruktur und oben entlang der zweiten Prägung ausrichten. In EP 3 466 711 A1 wird auf eine mit einer ersten Alignment-Struktur geprägten Lackschicht eine Flüssigkristallschicht aufgebracht, in die eine zweite Alignment-Struktur eingebracht wird, so dass die Flüssigkristallschicht von beiden Seiten unterschiedlich wirkt. Auch in US 2015/352887 A1 wird eine Schicht für die Betrachtung von unterschiedlichen Seiten mit zwei unterschiedlichen Strukturen versehen. Das Dokument zeigt den Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung fälschungssicherer und visuell attraktiver optisch variabler Sicherheitselemente anzugeben. Mit dem Verfahren sollen insbesondere Sicherheitselemente mit zwei oder mehr unterschiedlichen Erscheinungsbildern bzw. Effekten in unterschiedlichen Farben mit wenigen Arbeitsschritten erzeugt werden können. Zudem sollen die Sicherheitselemente idealerweise mit einer geringen Schichtdicke hergestellt werden können, um das Ein- oder Aufbringen in Sicherheits- und Wertdokumenten zu erleichtern.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß der Erfindung ist zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements vorgesehen, dass
    • B) ein Träger bereitgestellt wird, dessen Flächenausdehnung eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert,
    • A1) in einem Flächenbereich eine erste Prägelackschicht auf den Träger aufgebracht wird,
    • wobei als Träger ein transparenter Träger bereitgestellt wird oder der Träger ablösbar mit der ersten Prägelackschicht verbunden wird,
    • P1) in die erste Prägelackschicht eine erste Reliefstruktur geprägt wird,
    • A2) eine zweite, gefärbte Prägelackschicht auf die ersten Prägelackschicht aufgebracht wird, wobei sich die Farbwirkung der zweiten Prägelackschicht von der Farbwirkung der ersten Prägelackschicht unterscheidet, wobei die erste Reliefstruktur teilweise von der zweiten, gefärbten Prägelackschicht überdeckt wird und teilweise nicht überdeckt wird,
    • P2) in die zweite Prägelackschicht eine zweite, sich von der ersten Reliefstruktur unterscheidende Reliefstruktur geprägt wird, so dass die erste Reliefstruktur und die zweite Reliefstruktur in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen bezogen auf den Träger angeordnet sind, und
    • M) eine Beschichtung aufgebracht wird auf die zweite Reliefstruktur und auf einen nicht überdeckte Anteil der ersten Reliefstruktur, so dass, bei Betrachtung des Sicherheitselements von der Seite der ersten Prägelackschicht her, durch die Kombination der Farbwirkungen zumindest der ersten Prägelackschicht und der Farbbeschichtung ein erster Farbeindruck entsteht, und durch die Kombination der Farbwirkungen zumindest der ersten Prägelackschicht, der zweiten Prägelackschicht und der Farbbeschichtung ein zweiter, unterschiedlicher Farbeindruck entsteht.
  • Die erste und/oder zweite Prägelackschicht werden im Schritt A1) bzw. A2) vorzugsweise mittels Siebdruck, Offsetdruck, Flexodruck oder Tiefdruck aufgebracht. Bei dem Prägelack der ersten und/oder zweiten Prägelackschicht kann es sich insbesondere um einen UV- Lack, um einen thermoplastischen Lack, oder um ein sogenanntes dual cure System handelt, also eine Kombination aus einem UV-Lack und einem thermoplastischen Lack. Die zweite Prägelackschicht wird in Schritt A2) dabei vorteilhaft im Register zur ersten Reliefstruktur aufgebracht.
  • Nach den Prägeschritten P1) bzw. P2) wird die erste bzw. zweite Prägelackschicht in vorteilhaften Ausgestaltungen, also insbesondere wenn ein UV-Lack oder ein dual cure System zu Einsatz kommt, gehärtet.
  • In Schritt M wird die Beschichtung unmittelbar auf die beiden Prägelackschichten aufgebracht. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung schließt die Wendung "aufbringen auf" ansonsten jeweils nicht aus, dass zwischen der aufgebrachten Schicht und dem Zielobjekt Zwischenschichten vorliegen. Beispielsweise können vor dem Aufbringen der ersten Prägelackschicht auf den Träger in Schritt A1) bereits andere Schichten auf den Träger aufgebracht worden sein, etwa eine lasierende Farbbeschichtung. Die erste Prägelackschicht wird dann auf den mit dieser Farbbeschichtung versehene Träger aufgebracht. Dabei kann die Farbbeschichtung sowohl auf der Seite der ersten Prägelackschicht als auch der gegenüberliegenden Seite des Trägers aufgebracht sein.
  • Die Beschichtung wird in Schritt M gleichzeitig auf die erste und (den freien Anteil der) zweiten Reliefstruktur aufgebracht. In einem beschichteten Bereich ist die aufgebrachte Beschichtung bevorzugt eine vollflächige Beschichtung.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die (vorzugsweise vollflächige) Beschichtung nach Schritt M) mit Aussparungen versehen. Dazu wird vorzugsweise entweder
    • vor Schritt M) eine Waschfarbe auf die erste und/oder zweite Prägelackschicht aufgedruckt und die Waschfarbe zusammen mit der Beschichtung nach Schritt M) ausgewaschen, oder es wird
    • nach Schritt M) ein Resistlack auf die Farbbeschichtung aufgebracht, und die Beschichtung wird in den nicht mit Resistlack versehenen Bereichen durch einen Ätzschritt entfernt.
  • Anstelle des oben genannten Resistlacks kann auch ein optional eingefärbter Fotoresist zunächst vollflächig aufgebracht und im Anschluss bereichsweise belichtet werden. Je nach verwendetem Resist lösen sich dann die belichteten oder unbelichteten Bereiche im Ätzbad, sodass sich die darunterliegende Beschichtung löst, während die vom Fotoreist überzogenen Beschichtungsbereiche vor der Ätze geschützt bleiben.
  • Die Aussparungen in der Beschichtung sind vorzugsweise in Form von Zeichnen, Mustern oder einer Codierung ausbildet. Sie stellen vorteilhaft Negativkennzeichnungen, beispielsweise eine Negativschrift dar, die insbesondere bei Durchlichtbetrachtung des Sicherheitselements in Erscheinung tritt. Die Aussparungen bzw. Negativkennzeichnungen können grundsätzlich an allen Stellen des Sicherheitselements platziert werden. Je nach Platzierung und Produktaufbau können die Aussparungen bzw. Negativkennzeichnungen unterschiedliche Farbeindrücke erzeugen. Möglich sind einerseits transparente Negativkennzeichnungen, also Negativkennzeichnungen, die weder von einer lasierenden Farbe noch von einer Metallisierung überdeckt sind. Andererseits können auch farbige Negativkennzeichnungen erzeugt werden, bei denen die Negativkennzeichnungen von mindestens einer lasierenden Farbe überdeckt sind.
  • Die im Schritt M) aufgebrachte Beschichtung wird vorliegend auch als Farbbeschichtung bezeichnet (sofern sie nicht klar transparent ist). Die im Schritt M) aufgebrachte Beschichtung wird bevorzugt durch eine Metallisierung (buntfarben oder unbunt) oder einen eine Metallschicht enthaltenden Dünnschichtaufbau gebildet. Die Metallisierung kann beispielsweise eine Schicht aus Aluminium, Silber oder einer Legierung, etwa aus Kupfer und Aluminium, darstellen. Als Dünnschichtaufbauten kommen insbesondere farbkippende Dünnschichtaufbauten, insbesondere mit Absorber-Dielektrikum-Absorber oder Reflektor-Dielektrikum-Absorber als Schichtenfolge, beispielsweise mit Silizium- und Aluminium- oder Chrom-Teilschichten in Frage.
  • Die Farbbeschichtung kann auch durch eine lasierende Farbe mit einer hinterlegten metallischen Verspiegelung, beispielsweise aus Aluminium, gebildet sein. Auch eine Lumineszenzfarbe, insbesondere Fluoreszenzfarbe mit einer metallischen Verspiegelung kommt als Farbbeschichtung in Betracht. Die Farbbeschichtung kann schließlich auch durch eine Nanopartikelfarbe, wie etwa Gold-Blau-Partikel, verschiedene Effektpigmente, farbkippende Pigmente oder Supersilber gebildet sein.
  • Beim Begriff "Farbe" wird üblicherweise zwischen Buntfarben und Unbuntfarben unterschieden, wobei Buntfarben nicht nur durch ihre Helligkeit, sondern auch durch ihren Farbton und Sättigung gekennzeichnet sind. Unbuntfarben sind Weiß, Schwarz und Grau, und auch die silbrig metallischen Farben, beispielsweise die Farbe einer reflektierenden Aluminium- oder Silberschicht, werden im Rahmen dieser Anmeldung als Unbuntfarben angesehen.
  • Um auch farblose Schichten einschließen zu können, wird im Rahmen dieser Beschreibung weiter zwischen "Farbe" und "Farbwirkung" unterschieden, wobei der allgemeinere Begriff Farbwirkung sowohl Farbe als auch Farblosigkeit umfasst. Eine farbige bzw. gefärbte Schicht ist eine Schicht mit der Farbwirkung einer Buntfarbe (beispielsweise eine rot laseriende Schicht) oder einer Unbuntfarbe (beispielsweise eine silbrig glänzende Aluminiumschicht). Eine farblose Schicht hat zwar keine Farbe, ihre Farblosigkeit definiert aber dennoch eine Farbwirkung.
  • Der Begriff "Farbeindruck" wird schließlich für den Farb-Gesamteindruck verwendet, den eine oder mehrere Schichten erzeugen. So erzeugen die Schichten (im nicht überdeckten aber beschichteten Anteil) einen ersten Farbeindruck, der durch die Kombination der Farbwirkung zumindest der ersten Prägelackschicht und der Farbwirkung der Farbbeschichtung entsteht. Ein überdeckter Anteil erzeugt durch die Farbwirkungen zumindest der ersten Prägelackschicht, der zweiten Prägelackschicht und der Farbbeschichtung einen zweiten, unterschiedlichen Farbeindruck. Konkret erzeugt beispielsweise die Kombination einer rot lasierenden Schicht (rote Farbwirkung) mit einer hinterlegten Metallisierung (unbunte Farbwirkung) einen rot glänzenden Farbeindruck, oder die Kombination einer blau lasierenden Schicht (blaue Farbwirkung) mit einer transparenten farblosen Schicht (farblose Farbwirkung) und einer hinterlegten Metallisierung (unbunte Farbwirkung) einen blau glänzenden Farbeindruck.
  • Im Folgenden wird der von der zweiten Prägelackschicht überdeckte Anteil der ersten Reliefstruktur teilweise vereinfachend auch als Überdeckungsbereich bezeichnet. Wie später zu verschiedenen Ausgestaltungen genauer beschrieben wird, kann ein überdeckter Anteil ein Flächenbereich sein oder in einem Flächenbereich als Rasterelemente vorliegen. In einem Sicherheitselement können vorzugsweise zudem mehrere überdeckte Anteile vorliegen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Prägelackschicht farblos, während die zweite Prägelackschicht mit einer lasierenden Buntfarbe oder Unbuntfarbe eingefärbt ist. Vorteilhaft sind allerdings auch andere Gestaltungen, bei denen eine oder beide Prägelackschichten mit einer lasierenden Farbe, einer Lumineszenzfarbe oder einer Nanopartikelfarbe eingefärbt sind. Bedingung ist dabei lediglich, dass sich die Farbwirkungen der ersten und zweiten Prägelackschicht voneinander unterscheiden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass auf der den Prägelackschichten gegenüberliegenden Seite des Trägers, oder zwischen dem Träger und der ersten Prägelackschicht eine weitere Farbbeschichtung, insbesondere eine lasierende Farbbeschichtung aufgebracht wird. Dies ermöglicht eine Vielzahl von Farbkombinationen bei der Betrachtung des Sicherheitselements zu erzeugen. Insbesondere ergibt sich im nicht überdeckten, beschichteten Anteil durch die Kombination der Farbwirkungen der weiteren Farbbeschichtung, der ersten Prägelackschicht und der oben bereits genannten Beschichtung ein erster Farbeindruck, und in dem überdeckten Anteil (Überdeckungsbereich) durch die Kombination der Farbwirkungen der weiteren Farbbeschichtung, der ersten Prägelackschicht, der zweiten Prägelackschicht und der oben bereits genannten Beschichtung ein zweiter Farbeindruck.
  • Die erste und/oder zweite Reliefstruktur werden in einer besonders bevorzugten Gestaltung durch Mikrospiegelanordnungen mit gerichteten Mikrospiegeln gebildet, insbesondere mit planen Spiegeln, Hohlspiegeln und/oder fresnelartigen Spiegeln. Die lateralen Abmessungen der Mikrospiegel liegen dabei vorteilhaft unterhalb von 20 µm, bevorzugt bei unterhalb von 10 µm.
  • Der erste und der zweite Farbeindruck sind für den Betrachter getrennt voneinander wahrnehmbar sind, insbesondere betrachtungswinkelabhängig und/oder bereichsweise getrennt voneinander wahrnehmbar. Die Mikrospiegel der ersten und/oder der zweiten Reliefstruktur sind bevorzugt eingerichtet, um für den Betrachter in einem Effektbereich betrachtungswinkelabhängig jeweils nur einen der beiden Farbeindrücke zu erzeugen. Die Mikrospiegel der ersten und/oder der zweiten Reliefstruktur sind alternativ oder zusätzlich eingerichtet, die beiden Farbeindrücke in zwei (benachbarten oder getrennten) Flächenbereichen zu erzeugen. In den vorliegenden Reliefstrukturen ist jeder der Mikrospiegel mit einer vorbestimmten räumlichen Ausrichtung (Azimutwinkel und Neigungswinkel) ausgerichtet. Die Ausrichtung ist an ein Motiv und an eine Betrachtungswinkelabhängigkeit des Motivs angepasst. Eine Betrachtungswinkelabhängigkeit kann für ein Motiv in dem (jeweiligen) Flächenbereich einen Bewegungseffekt, einen dreidimensionalen Eindruck oder eine Motivveränderung bewirken.
  • Mit Vorteil wird als Träger ein transparenter Träger bereitgestellt, oder der Träger wird ablösbar mit der ersten Prägelackschicht verbunden, um eine Betrachtung des Sicherheitselements von der Seite der ersten Prägelackschicht her zu ermöglichen. Bei einem transparenten Träger kann die Betrachtung durch den Träger hindurch erfolgen, ein nicht-transparenter Träger muss für die Betrachtung von der Seite der ersten Prägelackschicht her abgelöst werden, etwa nach dem Übertragen des Sicherheitselements auf ein Zielsubstrat. Der transparente Träger ist mit Vorteil farblos transparent, er kann allerdings auch lasierend eingefärbt sein, um eine zusätzliche Farbwirkung zu erzeugen.
  • In einer vorteilhaften Erfindungsvariante wird die zweite Prägelackschicht zumindest in einem Teilbereich in Form eines regelmäßigen oder unregelmäßigen Rasters mit Rasterelementen und Rasterzwischenräumen aufgebracht, wobei die Abmessungen der Rasterelemente und/oder Rasterzwischenräume zumindest in einer Richtung zwischen 20 µm und 200 µm, vorzugsweise zwischen 60 µm und 150 µm, insbesondere zwischen 80 µm und 120 µm liegen.
  • 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%.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem genannten Raster wird ein Effektbereich ausgebildet, in welchem ein nicht überdeckter Anteil (mindestens) einen ersten Flächenbereich mit der ersten Reliefstruktur bildet und ein überdeckter Anteil (mindestens) einen zweiten Flächenbereich mit der zweiten Reliefstruktur bildet. Vorteilhaft liegen die Abmessungen der Flächenbereiche über der Auflösungsgrenze des bloßen Auges, so dass jeder Flächenbereich ohne Hilfsmittel erkannt werden kann.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem genannten Raster und/oder den genannten Flächenbereichen wird ein Effektbereich ausgebildet, in welchem die zweite Prägelackschicht in Teilbereichen aufgebracht wird, die laterale Abmessungen von mehr als 140 µm aufweisen, und/oder in welchem die zweite Prägelackschicht mit Aussparungen aufgebracht wird, die laterale Abmessungen von mehr als 140 µm aufweisen. 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. Bei Mikrospiegelanordnungen oder anderen Reliefstrukturen, die aus kleinen Reliefelementen gebildet sind, erstrecken sich die Teilbereiche bzw. Aussparungen des Effektbereichs daher typischerweise über viele Mikrospiegel bzw. Reliefelemente. Die genannten Abmessungen können von den Teilbereichen bzw. Aussparungen nur in einer lateralen Richtung überschritten werden, vorteilhaft sind die Aussparungen aber in jeder lateralen Richtung größer als die genannten Abmessungen. Besonders vorteilhaft liegen die Abmessungen über der Auflösungsgrenze des bloßen Auges, so dass der Flächenbereich der Teilbereiche bzw. Aussparungen ohne Hilfsmittel erkannt werden kann.
  • Die beiden Reliefstrukturen stellen vorteilhaft betrachtungswinkelabhängig einen Farbwechsel für ein unverändertes Motiv bereit oder stellen einen Farbwechsel zusammen mit einem Motivwechsel bereit. Die Motive der beiden Reliefstrukturen 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 erste Reliefstruktur ein erstes Motiv erzeugt, das aus einem ersten Betrachtungswinkelbereich mit einem ersten Farbeindruck sichtbar ist, der durch die Kombination der Farbwirkungen zumindest der ersten Prägelackschicht und der Farbbeschichtung entsteht, und dass die zweite Reliefstruktur ein zweites Motiv erzeugt, das aus einem zweiten Betrachtungswinkelbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbeindruck sichtbar ist, der durch die Kombination der Farbwirkungen zumindest der ersten Prägelackschicht, der zweiten Prägelackschicht und der Farbbeschichtung entsteht, wobei sich der erste und zweite Betrachtungswinkelbereich nicht überschneiden. Das Sicherheitselement zeigt dann beim Kippen einen binären Farb- und Effektwechsel ohne Überscheidungsbereich. Vorteilhaft grenzen die beiden Betrachtungswinkelbereiche aneinander oder sind nur durch einen Winkelabstand von wenigen Grad getrennt, so dass die zugehörigen Bildeindrücke für den Betrachter praktisch nahtlos überspringen.
  • In einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Reliefstruktur ein erstes Bewegungsmotiv mit einem ersten Farbeindruck erzeugt und die zweite Reliefstruktur ein zweites Bewegungsmotiv mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbeindruck erzeugt, 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, und/oder nacheinander durch denselben Teil des gemeinsamen Bereichs bewegen. Auch hier entsteht der erste Farbeindruck durch die Kombination der Farbwirkungen zumindest der ersten Prägelackschicht und der Farbbeschichtung, und der zweite Farbeindruck durch die Kombination der Farbwirkungen zumindest der ersten Prägelackschicht, der zweiten Prägelackschicht und der Farbbeschichtung.
  • Das vorgeschlagene Verfahren erlaubt die Herstellung von Sicherheitselementen der eingangs genannten Art mit nur wenigen Arbeitsschritten. Auch können durch den beschriebenen Schichtaufbau Sicherheitselemente mit einer Gesamtdicke von weniger als 45 µm erzeugt werden, die sich ideal für den Einsatz in Banknoten und anderen Wertdokumenten eignen.
  • 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:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Banknote mit zwei erfindungsgemäßen Sicherheitselementen,
    Fig. 2
    schematisch einen Ausschnitt des ersten Sicherheitselements der Fig. 1 im Querschnitt,
    Fig. 3
    in (a) bis (d) Zwischenschritte bei der Herstellung des Sicherheitselements der Fig. 2,
    Fig. 4
    in (a) bis (d) einige konkrete vorteilhafte Ausgestaltungen des Rasters der Prägestruktur des Sicherheitselements der Fig. 2 in Aufsicht,
    Fig. 5
    schematisch einen Ausschnitt des zweiten Sicherheitselements der Fig. 1 im Querschnitt,
    Fig. 6
    in (a) bis (f) Zwischenschritte bei der Herstellung des Sicherheitselements der Fig. 5, und
    Fig. 7
    eine Abwandlung des Sicherheitselements der Fig. 2 im Querschnitt.
  • Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. Figur 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit zwei optisch variablen Sicherheitselementen 12 und 62, die jeweils in Form eines aufgeklebten Transferelements ausgebildet sind. Es versteht sich allerdings, dass die Erfindung nicht auf Transferelemente und Banknoten beschränkt ist, sondern bei allen Arten von Sicherheitselementen eingesetzt werden kann, beispielsweise bei Etiketten auf Waren und Verpackungen oder bei der Absicherung von Dokumenten, Ausweisen, Pässen, Kreditkarten, Gesundheitskarten und dergleichen. Bei Banknoten und ähnlichen Dokumenten kommen neben Transferelementen beispielsweise auch Sicherheitsfäden oder Sicherheitsstreifen in Betracht. Die beiden Sicherheitselemente 12, 62 der Fig. 1 sind selbst sehr flach ausgebildet, vermitteln dem Betrachter aber dennoch einen dreidimensionalen Eindruck.
  • Das erste Sicherheitselement 12 zeigt neben dem dreidimensionalen Erscheinungsbild einen binären Farb- und Effektwechsel beim Kippen der Banknote 10, bei dem aus einer ersten Betrachtungsrichtung ein erstes, sich scheinbar aus der Ebene der Banknote 10 herauswölbendes Motiv 14-A, beispielsweise eine gewölbte Darstellung der Wertzahl "10", mit einem ersten, beispielsweise silbrig glänzenden Farbeindruck erscheint. Aus einer zweiten Betrachtungsrichtung zeigt sich ein zweites, sich scheinbar aus der Ebene der Banknote 10 herauswölbendes Motiv 14-B, beispielsweise eine gewölbte Darstellung eines Wappens mit einem zweiten Farbeindruck, beispielsweise einem rot glänzenden Farbeindruck.
  • Beim Kippen 16 der Banknote 10 oder einer entsprechenden Änderung der Betrachtungsrichtung springt das Erscheinungsbild des Sicherheitselements 12 plötzlich von dem ersten zum zweiten Erscheinungsbild bzw. beim Zurückkippen vom zweiten zum ersten Erscheinungsbild. Die Änderung des Motivs und der Farbe 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. Das Erscheinungsbild springt daher übergangslos zwischen zwei Erscheinungsbildern 14-A, 14-B und wird daher als binärer Farb- und Effektwechsel bezeichnet.
  • Der besondere Aufbau und die erfindungsgemäße Herstellung des ersten Sicherheitselements 12 wird nun mit Bezug auf die Figuren 2 und 3 näher erläutert, wobei Fig. 2 schematisch einen Ausschnitt des auf der Banknote 10 aufgebrachten Sicherheitselements 12 im Querschnitt und Fig. 3 verschiedene Zwischenschritte bei der Herstellung des Sicherheitselements 12 zeigt.
  • Das Sicherheitselement 12 enthält einen flächigen, transparent farblosen Träger 18, dessen Flächenausdehnung eine x-y-Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert. Auf dem Träger 18 ist ein mehrfarbiger reflektiver Flächenbereich angeordnet, der einen Prägestrukturbereich 25 mit zwei ineinander verschachtelten Mikrospiegel-Prägungen 24, 34 in zwei unterschiedlichen Höhenstufen enthält. Ein erster Prägebereich 24 ist dabei durch Mikrospiegel-Prägungen gegeben, deren Grundflächen in einer Höhe H1 über dem Träger 18 liegen. Ein zweiter Prägebereich 34 ist durch Mikrospiegel-Prägungen gegeben, deren Grundflächen in einer Höhe H2 > H1 über dem Träger 18 liegen. Die Höhe wie auch die Richtung der positiven z-Achse wird dabei stets vom Träger 18 ausgehend gemessen. Da das Sicherheitselement 12 auf Betrachtung von der Unterseite, also der Seite des Trägers 18 her ausgelegt ist, erstreckt sich die z-Achse in der Darstellung Fig. 2 vom Träger weg nach unten.
  • Die Mikrospiegelprägungen 24, 34 (nachfolgend auch Mikrospiegelanordnungen genannt) enthalten jeweils eine Vielzahl von gegen die x-y-Ebene geneigten Mikrospiegeln, deren lokalen Neigungswinkel gerade so gewählt sind, dass die Reliefstrukturen der Mikrospiegelprägungen 24, 34 im Zusammenspiel mit den Farbwirkungen der Prägelackschichten 22, 32 und der Farbwirkung einer einheitlichen Farbbeschichtung 26 ein gewünschtes optisches Erscheinungsbild erzeugen.
  • Konkret sind die Neigungswinkel der Mikrospiegel im Ausführungsbeispiel so gewählt, dass die Mikrospiegelanordnung 24 in einem auf die Flächennormale bezogenen Betrachtungswinkelbereich von +5° bis +20° (Betrachtungsposition 40-A) die gewölbte Darstellung der Wertzahl "10" erzeugt und die Mikrospiegelanordnung 34 in einem Betrachtungswinkelbereich von -5° bis -20° (Betrachtungsposition 40-B) die gewölbte Darstellung des Wappens erzeugt. Die Mikrospiegel der Mikrospiegelprägungen 24, 34 selbst weisen im Ausführungsbeispiel eine laterale Abmessung von 10 x 10 µm2 und eine maximale Höhe h von 3,5 µm auf. Der auf die Grundflächen bezogene Höhenversatz ΔH = H2 - H1 kann beispielsweise ΔH=6 µm betragen.
  • Wie im Zusammenhang mit Fig. 3 genauer erläutert, werden die Mikrospiegelanordnungen 24, 34 durch Prägen zweier unterschiedlicher Prägelackschichten 22, 32 mit unterschiedlicher Farbwirkung erzeugt. Während die Prägelackschicht 22, in der die Mikrospiegelanordnung 24 geprägt ist, transparent farblos ist, ist die Prägelackschicht 32, in der die Mikrospiegelanordnung 34 geprägt ist, lasierend rot eingefärbt. Beide Mikrospiegelanordnung 32, 34 sind mit einer einheitlichen Farbbeschichtung 26 versehen, die im Ausführungsbeispiel durch eine Metallbeschichtung, konkret durch eine dünne, aufgedampfte Aluminiumschicht gebildet ist, die eine silbrig metallische, und damit unbunte Farbwirkung hat.
  • Der gewünschte visuelle Kontrast der Mikrospiegelanordnungen 24, 34 aus den Betrachtungspositionen 40-A oder 40-B des Betrachters 40 entsteht durch das Zusammenspiel der verschiedenen Farbwirkungen der Prägelackschichten 22, 32 mit der Farbwirkung der einheitlichen Farbbeschichtung 26.
  • Die beiden Mikrospiegelanordnungen 24, 34 sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 im gesamten Flächenbereich des Sicherheitselements 12 in Form eines regelmäßigen Rasters 50 ineinander verschachtelt, wobei in den ersten Rasterbereichen 52 nur die Mikrospiegelprägungen 24 der Höhenstufe H1 vorliegen, während in den komplementären zweiten Rasterbereichen 54, dem Überdeckungsbereich zusätzlich die zweite Prägelackschicht 32 mit den Mikrospiegelprägungen 34 auf der Höhenstufe H2 vorliegen und optisch wirksam sind. Konkret bilden die Rasterbereiche 52, 54 im Ausführungsbeispiel ein Schachbrettmuster, bei dem jedes Feld, also jeder Rasterbereich 52, 54 eine Abmessung von 100 µm x 100 µm aufweist. Da die Mikrospiegel in der Regel deutlich kleiner sind, hier beispielsweise eine Kantenlänge von nur 10 µm aufweisen, fällt das Raster 50, anders als in der vereinfachten schematischen Darstellung der Figuren 2 und 3, im Allgemeinen nicht mit dem Raster der Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnungen 24, 34 zusammen.
  • Insgesamt ergeben sich durch die beschriebene Anordnung die gewünschten Erscheinungsbilder. Da der Träger 18 und die erste Prägelackschicht 22 transparent farblos ausgebildet sind, ist aus der Betrachtungsposition 40-A die Mikrospiegelanordnung 24 mit dem silbrig metallischen Erscheinungsbild der Aluminiumschicht 26 sichtbar, die die gewölbte Darstellung 14-A der Wertzahl "10" zeigt. Aufgrund der rot lasierenden Einfärbung der zweiten Prägelackschicht 32 und der Hinterlegung der zweiten Prägelackschicht mit der Aluminiumschicht 26 zeigt sich aus Betrachtungsposition 40-B das Wappen 14-B mit einem rot glänzenden Erscheinungsbild.
  • Die erfindungsgemäße Herstellung des Sicherheitselements 12 wird nun mit Bezug auf die Figur 3 näher beschrieben, wobei (a) bis (d) jeweils Zwischenschritte bei der Herstellung des Sicherheitselements zeigen.
  • Zunächst wird mit Bezug auf Fig. 3(a) ein transparenter Träger 18, beispielsweise eine transparent farblose PET-Folie bereitgestellt und mit einer ersten, transparenten und farblosen Prägelackschicht 22 versehen. Mit einem selbst nicht gezeigten Prägewerkzeug wird die Mikrospiegelprägung 24, die die Darstellung 14-A der Wertzahl "10" erzeugt, in die erste Prägelackschicht 22 eingeprägt. Beim Einsatz eines UV-Prägelacks wird die Prägelackschicht 22 anschließend gehärtet.
  • Auf die erste Prägelackschicht 22 wird dann mit einem selbst nicht gezeigten Druckzylinder eine zweite, lasierend rot eingefärbte Prägelackschicht 32 in einem regelmäßigen Raster 50 aufgedruckt, wie in Fig. 3(b) dargestellt. Das Raster 50 ist in Form von Rasterelementen 54 und Rasterzwischenräumen 52 ausgebildet, und entspricht beispielsweise dem oben beschriebene Schachbrettmuster mit Feldabmessungen von 100 µm x 100 µm. Die Rasterelemente 54 erzeugen in diesem Ausführungsbeispiel den weiter oben angesprochenen überdeckten Anteil bzw. den Überdeckungsbereich, in dem die zweite Prägelackschicht 32 auf die erste Prägelackschicht 22 aufgebracht wird.
  • Anschließend wird die zweite Prägelackschicht 32 mit einem selbst nicht gezeigten Prägewerkzeug mit der Mikrospiegelprägung 34, die die Wappendarstellung 14-B erzeugt, versehen, wie in Fig. 3(c) gezeigt. Beim Einsatz eines UV-Prägelacks wird die Prägelackschicht 32 anschließend gehärtet.
  • Auf die so gebildete Gesamt-Reliefstruktur 25, die durch die erste Reliefstruktur 24 der ersten Prägelackschicht 22 und die zweite Reliefstruktur 34 der zweiten Prägelackschicht 32 gebildet ist, wird dann eine vollflächige Metallbeschichtung 26, beispielsweise eine Aluminiumschicht aufgebracht, wie in Fig. 3(d) dargestellt. Zuletzt wird die Strukturseite der metallisierten Gesamt-Reliefstruktur 25 mit einer Lackbeschichtung 48 und gegebenenfalls weiteren Beschichtungen versehen und das Sicherheitselement 12 dadurch fertiggestellt.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens besteht in der verglichen mit herkömmlichen Verfahren sehr geringen Zahl an erforderlichen Arbeitsschritten. Auch ergeben sich durch den vorgeschlagenen Schichtaufbau sehr geringe Produktdicken von weniger als 45 µm, was insbesondere für den Einsatz der Sicherheitselemente in Banknoten und anderen Wertdokumenten von großer Bedeutung ist. Darüber hinaus können die Sicherheitselemente mit dem beschriebenen Verfahren auch in einfacher Weise mit transparenten oder farbigen Negativkennzeichen versehen werden, wie an anderer Stelle genauer erläutert.
  • Figur 4 zeigt einige konkrete vorteilhafte Ausgestaltungen des Rasters 50 der zweiten Prägelackschicht 32 in Aufsicht. Dabei sind die Rasterelemente 54 jeweils schraffiert und Rasterzwischenräume 52 jeweils ohne Schraffur dargestellt. Figur 4(a) zeigt ein Raster 50 wie es in Figuren 2 und 3 verwendet ist, bei dem die Rasterelemente 54 und Rasterzwischenräume 52 ein Schachbrettmuster bilden. Die Abmessung der Rasterbereiche liegt vorteilhaft zwischen 20 x 20 µm2 und 140 x 140 µm2, insbesondere zwischen 20 x 20 µm2 und 60 x 60 µm2, die Flächendeckung beträgt 50%. Soll eine von 50% abweichende Flächendeckung erzeugt werden, kann ein Teil der Rasterelemente 54 entfallen, oder ein Teil der Rasterzwischenräume 52 mit Rasterelementen belegt werden.
  • In dieser, aber auch in den nachfolgend beschriebenen Gestaltungen liegt die Flächendeckung des Rasters mit Rasterelementen 54 vorzugsweise zwischen 30% und 70%, insbesondere zwischen 40% und 60%. Durch die Flächendeckung der ersten bzw. zweiten Rasterbereiche kann die Helligkeit der jeweils erzeugten Erscheinungsbilder nach Wunsch eingestellt werden.
  • Figur 4(b) zeigt ein Raster 50 mit alternierend angeordneten streifenförmigen Rasterelementen 54 und Rasterzwischenräumen 52. Die Breite der Rasterbereichen liegt vorteilhaft zwischen 20 µm und 140 µm, insbesondere zwischen 20 µm und 60 µm. Die Länge der Rasterbereiche 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.
  • Die Rasterelemente und Rasterzwischenräume können auch andere polygonale Formen oder unregelmäßige Formen aufweisen. Beispielhaft zeigt Fig. 4(c) eine Ausgestaltung, bei der die Rasterelemente 54 und Rasterzwischenräume 52 des Rasters 50 durch Dreiecke gebildet sind. Bei dem Raster 50 der Fig. 4(d) sind die Rasterelemente 54 und Rasterzwischenräume 52 durch unregelmäßige Formen gebildet. Die Rasterelemente und/oder Rasterzwischenräume können eine zusammenhängende Struktur bilden, wie etwa in Fig. 4(d) für die Rasterzwischenräume 52 gezeigt.
  • Zurückkommend auf die Darstellung der Fig. 1 ist auch das zweite auf die Banknote 10 übertragene Sicherheitselement 62 selbst sehr flach ausgebildet, vermittelt dem Betrachter aber dennoch den dreidimensionalen Eindruck eines sich scheinbar aus der Ebene der Banknote 10 herauswölbenden Motivs 64, das mit einem ersten Farbeindruck erscheint. Das Motiv 64 kann beispielsweise eine Wertzahl, ein Portrait oder ein anderes graphisches Motiv darstellen. Innerhalb des Motivs 64 mit dem ersten Farbeindruck ist in einem Teilbereich 66 ein Bewegungseffekt mit einem zweiten Farbeindruck sichtbar. Beispielsweise kann sich ein heller Balken beim Kippen der Banknote 10 entlang des Teilbereichs 66 auf und ab bewegen und einen sogenannten Rolling-Bar-Effekt erzeugen. Als eine wesentliche Besonderheit sind die Bereiche unterschiedlichen Farbeindrucks (erster und zweiter Farbeindruck) und unterschiedlicher Effekte (dreidimensionales Motiv bzw. laufender Balken) dabei exakt zueinander gepassert. Diese Passerung wird daher nachfolgend auch als Farbe-zu-Effekt-Passerung bezeichnet.
  • Zusätzlich enthält das Sicherheitselement 62 eine Negativschrift 68 in Form der Wertzahl "10", die durch einen transparenten Teilbereich des Sicherheitselements 62 gebildet ist. Ist das Sicherheitselement 62 über einem opaken Bereich der Banknote 10 angeordnet, so wird dort die Oberfläche der Banknote, beispielsweise das weiße Banknotenpapier sichtbar. Ist das Sicherheitselement 62 über einem Fensterbereich der Banknote angeordnet, bildet die Negativschrift 68 einen transparenten Durchsichtsbereich im Sicherheitselement 62, der bei Durchlichtbetrachtung hell aufleuchtet.
  • Der besondere Aufbau und die erfindungsgemäße Herstellung des Sicherheitselements 62 wird nun mit Bezug auf die Figuren 5 und 6 näher erläutert, wobei Fig. 5 schematisch einen Ausschnitt des auf der Banknote 10 aufgebrachten Sicherheitselements 62 im Querschnitt und Fig. 6 verschiedene Zwischenschritte bei der Herstellung des Sicherheitselements 62 zeigt.
  • Das Sicherheitselement 62 ist ähnlich wie das im Zusammenhang mit Fig. 2 bereits beschriebene Sicherheitselement 12 aufgebaut, so dass einander entsprechende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden. Das Sicherheitselement 62 enthält einen flächigen, transparent farblosen Träger 18, dessen Flächenausdehnung eine x-y-Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert. Auf dem Träger 18 ist ein mehrfarbiger reflektiver Flächenbereich angeordnet, der einen Prägestrukturbereich mit Mikrospiegel-Prägungen mit zwei unterschiedlichen Höhenstufen enthält.
  • Wie bei Fig. 2 ist ein erster Prägebereich 24 durch Mikrospiegelprägungen gegeben, deren Grundflächen in einer Höhe H1 über dem Träger 18 liegen, während ein zweiter Prägebereich durch Mikrospiegelprägungen 34 gegeben ist, deren Grundflächen in einer Höhe H2 > H1 über dem Träger 18 liegen. Die Mikrospiegelprägungen bzw. Mikrospiegelanordnungen 24, 34 enthalten wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 jeweils eine Vielzahl von gegen die x-y-Ebene geneigten Mikrospiegeln, deren lokalen Neigungswinkel gerade so gewählt sind, dass die Reliefstrukturen der Mikrospiegelprägungen 24, 34 im Zusammenspiel mit den Farbwirkungen der Prägelackschichten 22, 32 und der Farbwirkung einer einheitlichen Farbbeschichtung 26 ein gewünschtes optisches Erscheinungsbild erzeugen.
  • Konkret sind die Neigungswinkel der Mikrospiegel im Ausführungsbeispiel so gewählt, dass die Mikrospiegelanordnungen 24, 26 den herausgewölbten dreidimensionalen Eindruck des Motivs 64 und den Rolling-Bar-Effekt des Teilbereichs 66 erzeugen. Die Größen und Höhen der Mikrospiegel können wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 gewählt sein.
  • Während die Prägelackschicht 22, in der die Mikrospiegelanordnung 24 geprägt ist, transparent farblos ist, ist die Prägelackschicht 32, in der die Mikrospiegelanordnung 34 geprägt ist, lasierend blau eingefärbt. Beide Mikrospiegelanordnung 32, 34 sind mit einer einheitlichen Farbbeschichtung 26 versehen, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 durch eine Metallbeschichtung, konkret durch eine dünne, aufgedampfte Silberschicht gebildet ist, die eine silbrig metallische, und damit unbunte Farbwirkung hat.
  • Der gewünschte visuelle Kontrast der Mikrospiegelanordnungen 24, 34 aus den verschiedenen Betrachtungspositionen des Betrachters entsteht durch das Zusammenspiel der verschiedenen Farbwirkungen der Prägelackschichten 22, 32 mit der Farbwirkung der einheitlichen Farbbeschichtung 26.
  • Die beiden Mikrospiegelanordnungen 24, 34 sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 im Flächenbereich des Sicherheitselements 62 jeweils unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet. Der Teilbereich 66 ist beispielsweise durch einen 5 mm breiten und 2 cm langen gekrümmten Streifen innerhalb eines 2,5 x 2,5 cm2 großen Flächenbereichs 64 gebildet. Während der Betrachter im Teilbereich 66, der den oben genannten Überdeckungsbereich darstellt, durch die lasierende blaue Prägelackschicht 32 hindurch auf die auf Höhenstufe H2 liegende Mikrospiegelanordnung 34 mit der Silberschicht 26 blickt, wird der visuelle Eindruck im Bereich 64, also außerhalb des Überdeckungsbereichs 66 von der auf Höhenstufe H1 liegenden Mikrospiegelanordnung 24 und damit lediglich von der Farbwirkung der Silberschicht 26 bestimmt.
  • Im Bereich 64 nimmt der Betrachter daher das von der Mikrospiegelanordnung 24 erzeugte, silbrig glänzende Motiv 64 wahr, während innerhalb des Teilbereichs 66 der blau-metallische wirkende Rolling-Bar-Effekt in Erscheinung tritt, bei dem beim Kippen der Banknote 10 ein blau reflektierender Balken entlang des gekrümmten Streifens hin- und her zu laufen scheint. Da der Höhenunterschied der beiden Mikrospiegelanordnungen 24, 34 im Bereich von einigen Mikrometern liegt, ist er für den Betrachter nicht wahrnehmbar, so dass die beiden verschiedenfarbigen Motive und die unterschiedlichen Effekte 64, 66 in exaktem Passer nebeneinander angeordnet zu sein scheinen.
  • Das Sicherheitselement 62 weist im Bereich 64 zudem einen kleineren Teilbereich 68 auf, der in Form der Wertzahl "10" ausgebildet ist und in dem die Farbbeschichtung 26 ausgespart ist. Durch die fehlende Farbbeschichtung und die Transparenz der anderen im Teilbereich 68 vorliegenden Schichten wird dort ein Negativkennzeichen im Sicherheitselement 62 geschaffen. Je nach Anordnung des Sicherheitselements bildet der Teilbereich 68 ein transparentes Durchsichtsfenster in der Banknote oder er gibt den Blick auf die Oberfläche der Banknote frei.
  • Die erfindungsgemäße Herstellung des Sicherheitselements 62 wird nun mit Bezug auf die Figur 6 näher beschrieben, wobei (a) bis (f) jeweils Zwischenschritte bei der Herstellung des Sicherheitselements zeigen.
  • Zunächst wird mit Bezug auf Fig. 6(a) ein transparenter Träger 18, beispielsweise eine transparent farblose PET-Folie bereitgestellt und mit einer ersten, transparenten und farblosen Prägelackschicht 22 versehen. Mit einem selbst nicht gezeigten Prägewerkzeug wird die Mikrospiegelprägung 24, die das Motiv 64 des Sicherheitselements 62 erzeugt, in die erste Prägelackschicht 22 eingeprägt. Beim Einsatz eines UV-Prägelacks wird die Prägelackschicht 22 anschließend gehärtet.
  • Auf die erste Prägelackschicht 22 wird mit einem selbst nicht gezeigten Druckzylinder im gewünschten Überdeckungsbereich 66 des laufenden Balkens eine zweite, lasierend blau eingefärbte Prägelackschicht 32 aufgedruckt, wie in Fig. 6(b) dargestellt. Mit Bezug auf Fig. 6(c) wird die zweite Prägelackschicht 32 dann mit einem selbst nicht gezeigten Prägewerkzeug mit der den Rolling-Bar-Effekt erzeugenden Mikrospiegelprägung 34 versehen. Beim Einsatz eines UV-Prägelacks wird die Prägelackschicht 32 anschließend gehärtet.
  • Für die Erzeugung der Negativschrift wird in den Teilbereichen 68, die nachfolgend demetallisiert werden sollen, Waschfarbe 70 aufgedruckt, wie in Fig. 6(d) gezeigt.
  • Auf die so erzeugte Gesamtstruktur, die durch die erste Reliefstruktur 24 der ersten Prägelackschicht 22, die zweite Reliefstruktur 34 der im Überlappungsbereich 66 vorliegenden zweiten Prägelackschicht 32 und die in den Teilbereichen 68 aufgedruckte Waschfarbe 70 gebildet ist, wird dann eine einheitliche vollflächige Metallbeschichtung 26, beispielsweise die genannte Silberschicht aufgebracht, wie in Fig. 6(e) dargestellt.
  • Anschließend wird die Waschfarbe 70 zusammen mit dem auf der Waschfarbe liegenden Teil der Metallbeschichtung 26 ausgewaschen und dadurch der in Fig. 6(f) dargestellte, bereichsweise demetallisierte Flächenbereich 68 erhalten. Zuletzt wird die Strukturseite der teilweise metallisierten Reliefstruktur mit einer Lackbeschichtung 48 und gegebenenfalls weiteren Beschichtungen versehen und das Sicherheitselement 62 dadurch fertiggestellt. Die Farbvielfalt der Erscheinungsbilder der beiden Mikrospiegelprägungen kann im Rahmen der Erfindung weiter vergrößert werden. Zur Illustration zeigt Fig. 7 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der Fig. 2, bei der sowohl das Motiv 14-A (Wertzahl "10"), als auch das Wappenmotiv 14-B mit einem Buntfarbeindruck erscheinen. Dazu ist bei dem Sicherheitselement 80 zusätzlich zu den bei Fig. 2 bereits beschriebenen Elementen auf der den Mikrospiegelprägungen 24, 34 abgewandten Seite des Trägers 18 eine durchgehende lasierende Farbschicht 82 vorgesehen.
  • Bei Betrachtung erscheint das Motiv 14-A der Mikrospiegelprägung 24 dann durch die kombinierte Wirkung der Farbschicht 82 und der Metallisierung 26 glänzend mit einer ersten Buntfarbe, und das Motiv 14-B der Mikrospiegelprägung 34 durch die kombinierte Wirkung der Farbschicht 82, der gefärbten Prägelackschicht 32 und der Metallisierung 26 glänzend mit einer zweiten Buntfarbe, welche durch eine subtraktive Farbmischung der Farben der Farbschicht 82 und der Prägelackschicht 32 entsteht. Wird beispielsweise die Prägelackschicht 32 lasierend cyan eingefärbt und die Farbschicht 82 lasierend gelb eingefärbt, so erscheint das Motiv 14-A mit gelb glänzender Farbe und das Motiv 14-B durch die subtraktive Farbmischung von Cyan und Gelb mit grün glänzender Farbe.
  • Alternativ kann die Farbschicht 82 auch zwischen dem Träger 18 und der ersten Prägelackschicht 22 vorgesehen sein. Statt eine zusätzliche Farbschicht 82 vorzusehen, kann auch eine lasierend eingefärbte erste Prägelackschicht 22 oder eine lasierend eingefärbte Trägerfolie 18 verwendet werden. Auch durch diese Maßnahmen kann die Farbvielfalt der Erscheinungsbilder vergrößert werden.
  • Auch wenn die Ausführungsbeispiele zur illustration konkret mit Metallschichten und lasierenden Buntfarben beschrieben wurden, versteht es sich, dass für die Farbbeschichtung 26 und die Prägelackschichten 22, 32 auch die weiteren oben genannten Farben zum Einsatz kommen können.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Banknote
    12
    erstes Sicherheitselement
    14-A, 14-B
    herauswölbende Motive
    16
    Kipprichtung
    18
    Träger
    22
    erste Prägelackschicht
    24
    erster Prägebereich
    25
    Gesamt-Reliefstruktur
    26
    Farbbeschichtung
    32
    zweite Prägelackschicht
    34
    zweiter Prägebereich
    40, 40-A, 40-B
    Betrachter
    48
    Lackbeschichtung
    50
    Raster
    52
    Rasterzwischenräume
    54
    Rasterelemente
    62
    zweites Sicherheitselement
    64
    herauswölbendes Motiv
    66
    Teilbereich, Überdeckungsbereich
    68
    Negativschrift
    70
    Waschfarbe
    80
    Sicherheitselement
    82
    lasierende Farbschicht

Claims (16)

  1. Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements, bei dem
    B) ein Träger (18) bereitgestellt wird, dessen Flächenausdehnung eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert,
    A1) in einem Flächenbereich eine erste Prägelackschicht (22) auf den Träger aufgebracht wird,
    wobei als Träger ein transparenter Träger bereitgestellt wird oder der Träger ablösbar mit der ersten Prägelackschicht verbunden wird,
    P1) in die erste Prägelackschicht (22) eine erste Reliefstruktur (24) geprägt wird,
    A2) eine zweite, gefärbte Prägelackschicht (32) auf die ersten Prägelackschicht (22) aufgebracht wird, wobei sich eine Farbwirkung der zweiten Prägelackschicht (32) von einer Farbwirkung der ersten Prägelackschicht (22) unterscheidet, und
    wobei die erste Reliefstruktur (24) teilweise von der zweiten, gefärbten Prägelackschicht (32) überdeckt wird und teilweise nicht überdeckt wird,
    P2) in die zweite Prägelackschicht (32) eine zweite, sich von der ersten Reliefstruktur unterscheidende Reliefstruktur (34) geprägt wird, so dass die erste Reliefstruktur (24) und die zweite Reliefstruktur (34) in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen bezogen auf den Träger (18) angeordnet sind, und
    M) eine Beschichtung (26) auf einen nicht überdeckten Anteil (52; 64) der ersten Reliefstruktur (24) und auf die zweite Reliefstruktur (34) aufgebracht wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    für einen Betrachter des Sicherheitselements von der Seite der ersten Prägelackschicht (22) her,
    durch die Kombination zumindest der Farbwirkungen der ersten Prägelackschicht (22) und der Beschichtung (26) ein erster Farbeindruck entsteht, und
    durch die Kombination der Farbwirkungen zumindest der ersten Prägelackschicht (22), der zweiten Prägelackschicht (32) und der Beschichtung (26) ein zweiter, unterschiedlicher Farbeindruck entsteht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Prägelackschicht mittels Siebdruck, Offsetdruck, Flexodruck oder Tiefdruck aufgebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Prägelackschicht (32) in Schritt A2) im Register zur ersten Reliefstruktur aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (26) nach Schritt M) mit Aussparungen versehen wird, vorzugsweise indem entweder
    - vor Schritt M) eine Waschfarbe (70) auf die erste und/oder zweite Prägelackschicht aufgedruckt wird und die Waschfarbe zusammen mit der Beschichtung (26) nach Schritt M) ausgewaschen wird, oder
    - nach Schritt M) ein Resistlack auf die Beschichtung (26) aufgebracht wird, und die Beschichtung in den nicht mit Resistlack versehenen Bereichen durch einen Ätzschritt entfernt wird.
  5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (26) durch eine, vorzugsweise buntfarbene, Farbbeschichtung gebildet wird, insbesondere durch eine Metallisierung mit lasierender Farbschicht, eine buntfarbene Metallisierung oder einen eine Metallschicht enthaltenden Dünnschichtaufbau.
  6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (26) durch eine unbunte Beschichtung gebildet wird, insbesondere durch eine Metallisierung, als unbunte Farbbeschichtung, oder durch eine transparente reflexionserhöhende Schicht.
  7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Prägelackschicht (22) farblos ist und die zweite Prägelackschicht (32) mit einer lasierenden Buntfarbe oder Unbuntfarbe eingefärbt ist.
  8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der den Prägelackschichten (22,32) gegenüberliegenden Seite des Trägers (18), oder zwischen dem Träger (18) und der ersten Prägelackschicht (22) eine weitere Farbbeschichtung, insbesondere eine lasierende Farbbeschichtung (82) aufgebracht wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Reliefstruktur durch Mikrospiegelanordnungen mit gerichteten Mikrospiegeln gebildet werden, insbesondere mit planen Spiegeln, Hohlspiegeln und/ oder fresnelartigen Spiegeln, wobei die lateralen Abmessungen der Mikrospiegel vorteilhaft unterhalb von 20 µm, bevorzugt unterhalb von 10 µm, liegen.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Prägelackschicht (32) zumindest in einem Teilbereich in Form eines regelmäßigen oder unregelmäßigen Rasters mit Rasterelementen (54) und Rasterzwischenräumen (52) aufgebracht wird, wobei die Abmessungen der Rasterelemente und/oder Rasterzwischenräume zumindest in einer Richtung zwischen 20 µm und 200 µm, vorzugsweise zwischen 60 µm und 150 µm, insbesondere zwischen 80 µm und 120 µm liegen.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Prägelackschicht in Teilbereichen (66) aufgebracht wird, die laterale Abmessungen von mehr als 140 µm aufweisen, und/oder in welchem die zweite Prägelackschicht mit Aussparungen aufgebracht wird, die laterale Abmessungen von mehr als 140 µm aufweisen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die laterale Abmessungen zumindest eines Teilbereichs und/oder zumindest einer Aussparungen mehr als 250 µm, vorzugsweise mehr als 500 µm und insbesondere mehr als 1 mm beträgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Farbeindruck getrennt voneinander wahrnehmbar sind, insbesondere betrachtungswinkelabhängig und/oder bereichsweise getrennt voneinander wahrnehmbar sind.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Reliefstrukturen betrachtungswinkelabhängig einen Farbwechsel für ein unverändertes Motiv bereitstellen oder einen Farbwechsel zusammen mit einem Motivwechsel bereitstellen, wobei sich die Motive der beiden Reliefstrukturen insbesondere hinsichtlich Form, Bewegung und/oder Dimensionalität des Motivs unterscheiden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reliefstruktur ein erstes Motiv erzeugt, das aus einem ersten Betrachtungswinkelbereich mit einem ersten Farbeindruck sichtbar ist, der durch die Kombination der Farbwirkungen der ersten Prägelackschicht und der Farbbeschichtung entsteht, und dass die zweite Reliefstruktur ein zweites Motiv erzeugt, das aus einem zweiten Betrachtungswinkelbereich mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbeindruck sichtbar ist, der durch die Kombination der Farbwirkungen der ersten Prägelackschicht, der zweiten Prägelackschicht und der Farbbeschichtung entsteht, wobei sich der erste und zweite Betrachtungswinkelbereich nicht überschneiden.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reliefstruktur ein erstes Bewegungsmotiv mit einem ersten Farbeindruck erzeugt und die zweite Reliefstruktur ein zweites Bewegungsmotiv mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbeindruck erzeugt, 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, und/oder
    - nacheinander durch denselben Teil eines gemeinsamen Bereiches bewegen.
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