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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen
Sicherheitselements, das zumindest eine Effektschicht aufweist,
die einen speziellen Untergrund benötigt.
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Wertgegenstände wie
etwa Markenartikel oder Wertdokumente werden zur Absicherung oft
mit Sicherheitselementen ausgestattet, die eine Überprüfung der Echtheit des Wertgegenstands
gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion
dienen. Wertgegenstände
im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Banknoten, Aktien,
Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten,
aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere,
wie Pässe
und sonstige Ausweisdokumente, sowie Produktsicherungselemente wie
Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen. Der Begriff „Wertgegenstand" schließt im Folgenden
alle derartigen Gegenstände,
Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.
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Vielfach
werden als Sicherheitselemente optisch variable Elemente eingesetzt,
die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen
unterschiedlichen Bildeindruck, beispielsweise einen unterschiedlichen
Farbeindruck vermitteln. Vielfach werden zur Echtheitsabsicherung
auch Hologramme, holographische Gitterbilder und andere hologrammähnliche
Beugungsstrukturen eingesetzt, die dem Betrachter ein betrachtungswinkelabhängiges Beugungsbild
darbieten.
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Sicherheitselemente
mit hologrammartigen Beugungsstrukturen werden unter anderem im Transferverfahren
auf das Zielsubstrat, beispielsweise eine Banknote übertragen.
Die Ablösung
des Sicherheitselements von der Trägerfolie erfolgt dabei entweder über sogenannte
Releaseschichten, die meist thermisch aktivierbar sind, oder durch
die geringe Haftung des Sicherheits elements auf der Trägerfolie.
Um einen Verbund zum Papier zu ermöglichen, ist das Sicherheitselement
darüber
hinaus mit einem geeigneten Klebstoffsystem beschichtet. Andere
Sicherheitsmerkmale, wie beispielsweise Glanzpigmente oder andere
optisch variable Effektfarben, werden dagegen meist direkt auf ein
Papiersubstrat aufgedruckt. Die Brillanz und der optische Eindruck
des jeweiligen Sicherheitselements hängen dabei stark vom Untergrund
ab.
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Ausgehend
davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
das die Nachteile des Stands der Technik vermeidet.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei
Multischicht-Sicherheitselementen ist oft eine gewünschte Schichtreihenfolge
nicht möglich, da
bestimmte Sicherheitsmerkmale bevorzugt auf glatten, nicht porösen Substraten
hergestellt werden oder zum Teil sogar auf solchen Substraten hergestellt
werden müssen.
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Gemäß der Erfindung
wird deshalb die einen speziellen Untergrund benötigende Effektschicht auf einer
separaten Kunststoffträgerfolie
vorbereitet und anschließend
auf den tatsächlichen
als Sicherheitselement dienenden Schichtverbund übertragen. Die Kunststoffträgerfolie
wird hierbei speziell an die Bedürfnisse
der Effektschicht angepasst.
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So
haben beispielsweise bestimmte Kunststofffolien aufgrund ihrer inneren
Struktur die Eigenschaft, dass sie flüssigkristallines Material ausrichten.
So können
flüssigkristalline
Materialien auf einfache Weise ausgerichtet und anschließend auf
eine beliebige andere Schichtenfolge übertragen werden, die an sich
keine entsprechenden Eigenschaften aufweist.
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Aber
auch wenn das flüssigkristalline
Material mittels Alignmentschichten ausgerichtet wird, bietet die
Erfindung den Vorteil, dass die Alignmentschicht nicht im Schichtverbund
des Sicherheitselements vorgesehen werden muss. Denn die Ausrichtung
des flüssigkristallinen
Materials erfolgt auf einer separaten Trägerfolie und anschließend wird
lediglich das flüssigkristalline
Material auf den Schichtaufbau des Sicherheitselements übertragen.
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Es
gibt jedoch auch andere Beispiele für Effektschichten, die einen
speziellen Untergrund benötigen.
Aufgedampfte, optisch variable Schichten, Interferenzschichtpigmente,
Flüssigkristallpigmente oder
Metallefffektpigrnente beispielsweise benötigen einen sehr glatten Untergrund,
um einen brillanten Farbeindruck bzw. eine spiegelnde Oberfläche zu erreichen.
Wenn die Untergrundschicht in der gewünschten Schichtfolge des Sicherheitselements nicht
ausreichend glatt ist, wie dies z.B. bei Magnetschichten der Fall
ist, können
derartige Schichten auf einen optimal vorbereiteten Untergrund einer
Kunststoffträgerfolie
vorbereitet und anschließend
an gewünschter
Stelle im Schichtaufbau des Sicherheitselements eingefügt werden,
wie z.B. auf einer rauen Magnetschicht. Für den Übertrag wird vorzugsweise eine
Klebeschicht verwendet, die ebenfalls den rauen Untergrund ausgleicht.
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Selbstverständlich kann
das Sicherheitselement mit weiteren funktionalen Schichten, wie
elektrisch leitenden, lumineszierenden, magnetischen Schichten oder
beliebigen Aufdrucken versehen werden. Auch weitere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte Schichten können
eingefügt werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von flüssigkristallinen Effektschichten
stellvertretend für beliebige
andere Effektschichten näher
beschrieben. Solche flüssigkristallinen
Effektschichten zeigen, wie weiter unten im Detail erläutert, bestimmte
Polarisations- bzw. Farbeffekte. Der Verbund aus Kunststoffträgermaterial
und spezieller Effektschicht wird nachfolgend als Transfermaterial
bezeichnet.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Transfermaterials
zum Übertragen
auf ein Zielsubstrat die Verfahrensschritte:
- a)
Bereitstellen einer Kunststoff-Trägerfolie,
- b) partielles Aufbringen einer Schicht aus einem flüssigkristallinem
Material auf die Trägerfolie,
- c) vollflächiges
Aufbringen einer Transferhilfsschicht auf die flüssigkristalline Schicht und
die Trägerfolie,
wobei die Haftung der Transferhilfsschicht zur Trägerfolie
geringer ist als zur flüssigkristallinen
Schicht, und
- d) Aufbringen einer Klebeschicht zum Übertragen des gebildeten Schichtenverbunds
auf das Zielsubstrat.
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Das
flüssigkristalline
Material wird vorzugsweise ohne weitere Alignmentschichten direkt
auf die Kunststoffträgerfolie
aufgebracht, vorzugsweise aufgedruckt. Vorzugsweise wird das flüssigkristalline Material
partiell aufgebracht.
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Durch
den erfindungsgemäßen Einsatz
einer Transferhilfsschicht können
auch nicht vollflächig vorliegende,
beispielsweise als Motiv gedruckte Sicherheitselemente aus flüssigkristallinem
Material auf ein Zielsubstrat übertragen
werden. Falls gewünscht
oder erforderlich, kann die Trägerfolie
für die flüssigkristalline
Schicht und die Transferhilfsschicht beim oder nach dem Aufbringen
des Transfermaterials auf das Zielsubstrat entfernt werden. Die
beschädigungsfreie
Ablösbarkeit
der Trägerfolie
ist durch die größere Haftung
der Transferhilfsschicht zur flüssigkristallinen
Schicht sichergestellt.
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Darüber hinaus
können
durch wiederholtes Aufeinandertransferieren von einzelnen Schichten oder
Schichtverbunden sehr komplexe Schichtaufbauten geschaffen werden,
wobei für
die einzelnen Schichten oder Schichtverbunde durch die separate Herstellung
jeweils optimale Herstellungsbedingungen gewählt werden können. So
können
erfindungsgemäß auch Schichtverbunde
kombiniert werden, die einander ausschließende Herstellungsbedingungen
oder einander störende
Trägerfolien
benötigen, da
die Trägerfolien
beim oder nach dem Zusammenfügen
der Teil-Schichtverbunde entfernt werden können.
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Alternativ
kann die Herstellung eines Transfermaterials zum Übertragen
auf ein Zielsubstrat auch durch folgende Verfahrensschritte erfolgen:
- a) Bereitstellen einer Kunststoff-Trägerfolie
mit einer thermisch aktivierbaren Releaseschicht,
- b) partielles Aufbringen einer Schicht aus einem flüssigkristallinen
Material auf die Trägerfolie,
- c) vollflächiges
Aufbringen einer Transferhilfsschicht auf die flüssigkristalline Schicht und
die Trägerfolie,
und
- d) Aufbringen einer Klebeschicht zum Übertragen des gebildeten Schichtenverbunds
auf das Zielsubstrat.
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Bei
dieser Alternative ist die Ablösbarkeit
der Trägerfolie
durch eine unter Heißsiegelbedingungen thermisch
aktivierbare Releaseschicht gewährleistet.
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In
beiden Verfahrensvarianten wird die flüssigkristalline Schicht bevorzugt
in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen aufgebracht.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können zwischen
der flüssigkristallinen
Schicht und der Transferhilfsschicht weitere Schichten aus flüssigkristallinem
Material partiell, insbesondere in Form von Mustern, Zeichen oder
Codierungen, aufgebracht werden. Dabei können diese mit Vorteil zumindest
teilweise mit der zuerst aufgebrachten flüssigkristallinen Schicht überlappen.
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Die
flüssigkristallinen
Schichten werden mit Vorteil als Lackschicht aus smektischem, nematischem
oder cholesterischem flüssigkristallinem
Material aufgebracht, vorzugsweise aufgedruckt. Als Drucktechniken
für die
flüssigkristallinen
Schichten und/oder die Transferhilfsschicht bieten sich dabei insbesondere
Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck, Knife- oder Curtaincoating an.
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Als
Transferhilfsschicht wird vorzugsweise eine UV-härtende Lackschicht aufgebracht,
insbesondere aufgedruckt. Zweckmäßig enthält die UV-härtende Lackschicht Photoinitiatoren.
Im Einzelfall muss jeweils eine Ab wägung zwischen ausreichend hoher
Haftung der Transferhilfsschicht zur abzulösenden flüssigkristallinen Schicht und
ausreichend geringer Haftung zur Trägerfolie gesucht werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird als Transferhilfsschicht
eine Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem Material aufgebracht, insbesondere
aufgedruckt. Auch eine Prägelackschicht
kann mit Vorteil als Transferhilfsschicht eingesetzt werden. In
diesem Fall wird die Prägelackschichtzweckmäßig aufgedruckt
und nachfolgend geprägt,
metallisiert und gegebenenfalls bereichsweise demetallisiert, um
beispielsweise eine Negativschrift in die metallisierte Beugungsstruktur
einzubringen.
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Um
eine bessere Haftung nachfolgend aufgebrachten Schichten, beispielsweise
einer nachfolgend aufgebrachten Prägelackschicht zu erreichen, kann
die Transferhilfsschicht mit Vorteil einer Koronabehandlung unterworfen
oder mit einem Haftvermittler ausgestattet werden.
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Vor
dem Aufbringen der Klebeschicht in Schritt d) können eine oder mehrere weitere
Schichten auf die Transferhilfsschicht aufgebracht, insbesondere
aufgedruckt werden, um komplexere Schichtaufbauten herzustellen.
Eine weitere Schicht kann beispielsweise mit einer Druckfarbe, vorzugsweise
einer Magnetfarbe auf die Transferhilfsschicht aufgedruckt werden.
Auch eine Prägelackschicht kann
als weitere Schicht aufgebracht, insbesondere aufgedruckt werden.
Die Prägelackschicht
wird nach dem Aufbringen mit Vorteil geprägt, metallisiert und gegebenenfalls
bereichsweise demetallisiert.
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Die
bereits beschriebenen Schichtenverbunde werden mit einem oder mehreren
weiteren Schichtenverbund(en), beispielsweise über Kaschierlackschichten verbunden.
Auf diese Weise lassen sich vielfältige und komplexe Sicher heitsschichtaufbauten
verwirklichen. Insbesondere kann erfindungsgemäß ein auf einer zweiten Trägerfolie vorliegender
zweiter Sicherheitsschichtverbund bereitgestellt werden, der vor
dem Aufbringen der Klebeschicht in Schritt d) über eine zweite Klebeschicht mit
dem Schichtverbund aus Trägerfolie,
flüssigkristalliner
Schicht und Transferhilfsschicht verbunden wird.
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Der
zweite Sicherheitsschichtverbund wird in einer ersten Erfindungsvariante
durch Aufbringen einer Prägelackschicht
auf die zweite Trägerfolie,
Prägen,
Metallisieren und gegebenenfalls bereichsweises Demetallisieren
der Prägelackschicht
hergestellt.
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Nach
einer anderen Erfindungsvariante wird der zweite Sicherheitsschichtverbund
dadurch hergestellt, dass auf der zweiten Trägerfolie eine gerasterte Metallschicht
mit Aussparungen oder eine semitransparente Metallschicht aufgebracht
wird und dass auf der Metallschicht eine Magnetschicht, insbesondere
in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen hergestellt wird.
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In
allen Varianten kann der zweite Sicherheitsschichtverbund eine reflektierende
Schicht umfassen, die vorzugsweise durch eine Metallschicht oder,
bei komplexeren Aufbauten, durch ein reflektierendes Dünnschichtelement
gebildet wird. In letzterem Fall ist das Dünnschichtelement vorzugsweise mit
einer Reflexionsschicht, einer Absorberschicht und einer zwischen
der Reflexionsschicht und der Absorberschicht angeordneten dielektrischen
Abstandsschicht ausgebildet. Die Reflexionsschicht des Dünnschichtelements
ist bevorzugt aus einer opaken oder semitransparenten Metallschicht
gebildet.
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Das
Dünnschichtelement
kann auch mit zumindest einer Absorberschicht und zumindest einer dielektrischen
Abstandsschicht gebildet werden, wobei die Absorberschichten und
die dielektrischen Abstandsschichten alternierend übereinander
angeordnet werden. Nach einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit
wird das Dünnschichtelement
mit mehreren dielektrischen Abstandsschichten gebildet, wobei aneinander
angrenzende Schichten mit stark unterschiedlichen Brechungsindizes
ausgebildet werden.
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Nach
einer weiteren Erfindungsvariante umfasst der zweite Sicherheitsschichtverbund
eine optisch wirksame Mikrostruktur, die bevorzugt als diffraktive
Beugungsstruktur, als Mattstruktur, als Anordnung aus Mikrolinsen
oder als Anordnung aus Mikrospiegeln gebildet wird.
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Als
Trägerfolie
wird bei den erfindungsgemäßen Verfahren
vorzugsweise eine glatte Folie mit guter Oberflächenqualität bereitgestellt. Insbesondere kann
eine speziell für
die Ausrichtung von Flüssigkristallen
ausgelegte Folie bereitgestellt werden. Beispielsweise kann mit
Vorteil eine Kunststofffolie als Trägerfolie eingesetzt werden.
Als Beispiele für Kunststoff-Trägerfolien
sind Folien aus PET, OPP, BOPP oder PE zu nennen. Die Trägerfolie
kann auch selbst mehrere Teilschichten umfassen, beispielsweise
kann die Trägerfolie
mit einer Alignmentschicht für die
Ausrichtung von Flüssigkristallen
versehen werden. Als Alignmentschicht kommt insbesondere eine Schicht
aus einem linearen Photopolymer, eine feinstrukturierte Schicht
oder eine durch Ausübung
von Scherkräften
ausgerichtete Schicht in Frage. Eine geeignete feinstrukturierte
Schicht kann beispielsweise durch Prägen, Ätzen oder Einritzen hergestellt werden.
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Die
Erfindung enthält
auch ein Transfermaterial zum Übertragen
auf ein Zielsubstrat, das insbesondere nach einem der oben beschriebenen
Herstellungsverfahren herstellbar ist, und das eine Sicherheitsschichtenfolge
enthält
mit einer ersten, partiell vorliegenden Schicht eines flüssigkristallinen
Mate rials, einer zweiten, vollflächig
vorliegenden Tansferhilfsschicht, die unmittelbar über der
ersten Schicht angeordnet ist, sowie eine Klebeschicht zum Übertragen
der Sicherheitsschichtenfolge auf das Zielsubstrat.
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Die
erste Schicht des Transfermaterials ist vorzugsweise aus einem nematischen
flüssigkristallinen
Material gebildet. Die zweite Schicht besteht bevorzugt aus einer
UV-härtenden
Lackschicht oder aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegt zwischen der
ersten partiell vorliegenden Schicht und der vollflächig vorliegenden
Transferhilfsschicht zumindest eine weitere Schicht aus flüssigkristallinem
Material vor. Bevorzugt ist die zumindest eine weitere flüssigkristalline
Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem
Material gebildet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung liegen die erste und
zweite Schicht auf einer Kunststoff-Trägerfolie vor, wobei die Haftung
der zweiten, vollflächig
vorliegenden Schicht zur Trägerfolie
geringer ist als zur ersten, partiell vorliegenden Schicht. Die
erste und zweite Schicht können
auch auf einer Kunststoff-Trägerfolie
vorliegen, die eine thermisch aktivierbare Releaseschicht aufweist.
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Die
Erfindung enthält
darüber
hinaus auch ein Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen mit
einer partiell vorliegenden Schicht eines flüssigkristallinen Materials,
einer vollflächig
vorliegenden Transferhilfsschicht, die unmittelbar über der
partiell vorliegenden Schicht angeordnet ist, sowie mit einer optisch
variablen Schicht.
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Die
partiell vorliegende Schicht des Sicherheitselements ist vorzugsweise
aus einem nematischen flüssigkristallinen
Material gebildet. Die Transferhilfsschicht besteht bevorzugt aus
einer UV-härtbaren
Lackschicht.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die optisch variable Schicht
eine optisch effektive Mikrostruktur oder ein reflektierendes Dünnschichtelement.
Die optisch effektive Mikrostruktur kann mit Vorteil durch eine
diffraktive Beugungsstruktur, eine Mattstruktur, eine Anordnung
aus Mikrolinsen oder eine Anordnung aus Mikrospiegeln gebildet sein. Zwischen
der Transferhilfsschicht und der optisch variablen Schicht kann
zweckmäßig eine
Klebeschicht vorliegen.
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Die
Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Übertragen eines Transferelements
auf ein Zielsubstrat, bei dem ein Transfermaterial der beschriebenen
Art mit der Klebeschicht auf das Zielsubstrat gelegt und durch Wärme- und/oder
Druckeinwirkung mit dem Zielsubstrat verbunden wird. Die Kunststoff-Trägerfolie
der partiell vorliegenden, flüssigkristallinen
Schicht wird dabei zweckmäßig beim
oder kurz nach dem Aufbringen auf das Zielsubstrat entfernt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann zum Herstellen beliebiger Sicherheitselemente, insbesondere
eines Sicherheitsfadens, eines transferierbaren Sicherheitsstreifens
oder eines Patches, verwendet werden. Das fertige Sicherheitselement
wird beispielsweise in ein Sicherheitspapier oder Wertgegenstand,
insbesondere Wertdokument, eingebettet oder auf dessen Oberfläche aufgebracht.
Das Sicherheitselement enthält
dabei bevorzugt ein Trägersubstrat
aus Papier oder Kunststoff.
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Bei
einem Verfahren zum Herstellen eines Wertgegenstands, wie einem
Sicherheitspapier oder einem Wertdokument wird ein Transfermaterial
der beschriebenen Art auf einen abzusichernden Gegenstand aufgebracht,
insbesondere durch Wärme- und/oder
Druckeinwirkung aufgeklebt. Dabei kann die Oberfläche des
Sicherheitspapiers oder Wertgegenstands speziell behandelt werden,
um die Haftwirkung des Sicherheitselements auf der Oberfläche sowie
dessen optische Effizienz zu verbessern. Dazu kann insbesondere
ein Haftvermittler eingesetzt werden, der auf die Oberfläche des
Sicherheitspapier aufgebracht wird.
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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.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Banknote mit einem eingebetteten
Sicherheitsfaden und einem aufgeklebten Sicherheitsstreifen, jeweils nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 eine
Aufsicht auf einen Teilbereich des Sicherheitsstreifens der 1,
wie er bei Betrachtung ohne Hilfsmittel bzw. bei Betrachtung durch
einen Polarisator erscheint,
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3 in
Querschnittsdarstellung einen Zwischenschritt bei der Herstellung
eines erfindungsgemäßen Transfermaterials,
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4 bis 6 Darstellungen
wie in 3 von Transfermaterialien nach weiteren Ausführungsbeispielen
der Erfindung,
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7 die Herstellung eines mehrschichtigen Sicherheitselements
nach einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei (a) und (b) einen ersten und zweiten Schichtenverbund
vor dem Kaschieren und (c) das fertige Sicherheitselement zeigt,
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8 Darstellung
eines mehrschichtigen Sicherheitselements nach einem nach weiteren
Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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9 Darstellung
wie in 3 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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10 die Herstellung eines mehrschichtigen
Sicherheitselements nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
wobei (a) und (b) einen ersten und zweiten Schichtenverbund vor
dem Kaschieren und (c) das fertige Sicherheitselement zeigen,
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11 eine
Variante des Ausführungsbeispiels
von 10(c), das sich von diesem nur
in der Ausgestaltung des zweiten Sicherheitsschichtverbunds unterscheidet,
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12 die Herstellung eines mehrschichtigen
Sicherheitselements nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
wobei (a), (b) und (c) einen ersten, zweiten und dritten Schichtenverbund vor
dem Kaschieren und (d) das fertige Sicherheitselement zeigen, und
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13 die Übertragung
des mehrschichtigen Sicherheitselements der 7 auf
ein Zielsubstrat.
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Die
Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote näher erläutert. 1 zeigt
dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit zwei
Sicherheitselementen 12 und 16, die jeweils mit Hilfe
eines erfindungsgemäßen Transfermaterials hergestellt
sind.
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Das
erste Sicherheitselement stellt einen Sicherheitsfaden 12 dar,
der an bestimmten Fensterbereichen 14 an der Oberfläche der
Banknote 10 hervortritt, während er in den dazwischenliegenden
Bereichen im Inneren der Banknote 10 eingebettet ist. Das
zweite Sicherheitselement ist durch einen breiten, mit einem Heißsiegelkleber
auf das Banknotenpapier aufgeklebten Sicherheitsstreifen 16 gebildet.
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2 zeigt
eine Aufsicht auf einen Teilbereich des Sicherheitsstreifens 16,
wie er bei Betrachtung ohne Hilfsmittel bzw. bei Betrachtung durch
einen Linear-Polarisator 20 erscheint. Ohne Hilfsmittel betrachtet,
zeigt der Sicherheitsstreifen 16 metallische glänzende,
optisch variable Diffraktionsstrukturen 22, wie etwa Hologramme
oder Kinegramme. Derartige Diffraktionsstrukturen sind dem Fachmann bekannt
und werden daher im Folgenden nicht weiter erläutert.
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Wird
der Sicherheitsstreifen 16 durch einen Linear-Polarisator 20 betrachtet,
so treten zusätzliche
Strukturen, im Ausführungsbeispiel
ein Wabenmuster 24, in Erscheinung. Diese mit bloßem Auge nicht
erkennbaren Strukturen können
zur Echtheitsprüfung
der Banknote 10 eingesetzt werden. Alternativ können die
Strukturen auch mit einem Zirkularpolarisator sichtbar gemacht werden.
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Der
Aufbau und die Herstellung erfindungsgemäßer Sicherheitselemente wird
zunächst
anhand einfacherer und dann zunehmend komplexerer Sicherheitselementaufbauten
erläutert.
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3 zeigt
in Querschnittsdarstellung einen Zwischenschritt bei der Herstellung
eines Transfermaterials 30, das beispielsweise bei einem
Sicherheitsfaden 12 oder einen Sicherheitsstreifen 16 der
in 1 gezeigten Art eingesetzt werden kann. Dazu wird
auf eine transparente Trägerfolie 32,
beispielsweise eine glatte Kunststofffolie guter Oberflächenqualität, partiell
eine Schicht 34 aus nematischem flüssigkristallinem Material aufgedruckt.
Die Nematenschicht 34 wird typischerweise in Form eines
Motivs aus Mustern, Zeichen oder einer Codierung aufgedruckt, beispielsweise
in Form des in 2 gezeigten Wabenmusters.
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Auf
die Nematenschicht kann mit dieser zumindest teilweise überlappend
eine weitere, hier nicht gezeigte Schicht aus flüssigkristallinem Material,
z.B. aus cholesterischem flüssigkristallinem
Material in Form eines Motivs ebenfalls partiell aufgedruckt sein.
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Um
die nur bereichsweise vorliegende Nematenschicht 34 und
gegebenenfalls die weitere Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem
Material in einem späteren
Arbeitsgang auf ein Zielsubstrat, wie etwa ein Sicherheitspapier
oder ein Wertdokument transferieren zu können, wird auf die Nematenschicht 34 und
die Trägerfolie 32 vollflächig eine Transferhilfsschicht 36,
z.B. eine UV-vernetzbare Transferhilfsschicht, aufgedruckt, deren
Haftung zur Trägerfolie 32 geringer
ist als zur Nematenschicht 34. Als UV-vernetzbare Transferhilfsschicht 36 kann
insbesondere eine Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem Material eingesetzt
werden.
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Anschließend wird
eine Kaschierklebeschicht 38 auf die Transferhilfsschicht 36 aufgebracht,
mit der der Schichtverbund aus Trägerfolie 32, Nematenschicht 34 und
(cholesterischer) Transferhilfsschicht 36 auf ein Zielsubstrat,
wie etwa ein Sicherheitspapier, ein Wertdokument oder auch einen weiteren
Faden- oder Streifenaufbau 35 aufkaschiert werden kann.
Falls gewünscht
oder erforderlich, kann die Trägerfolie 32 für die flüssigkristallinen
Materialien 34 und 36 zuletzt durch Trennwicklung
wieder entfernt werden. Die beschädigungslose Ablösbarkeit
der Trägerfolie 32 ist
durch die größere Haftung
der Transferhilfsschicht 36 zur Nematenschicht 34 sichergestellt.
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Bei
dem Transfermaterial 40 des in 4 gezeigten
Ausführungsbeispiels
ist die Ablösbarkeit
der Trägerfolie 42 beim
Transfer durch eine unter Heißsiegelbedingungen
thermisch aktivierbare Releaseschicht 44 gewährleistet.
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Da
Releaseschichten in der Regel die Ausrichtung nachfolgend aufgebrachter
Flüssigkristallschichten
stören,
wird die releasefähige
Trägerfolie 42 mit
einer ausrichtungsfördernden
Alignmentschicht 48 versehen. Dabei kann es sich beispielsweise
um eine Schicht aus einem linearen Photopolymer, eine feinstrukturierte
Schicht oder eine durch Ausübung
von Scherkräften
ausgerichtete Schicht handeln.
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Der
Einsatz von Aligmentschichten ist allerdings nicht auf Transfermaterialien
mit releasefähigen
Trägerfolien
beschränkt. 5 zeigt
einen Zwischenschritt der Herstellung von Transfermaterial wie in 3 nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Das Transfermaterial 50 der 5 weist
eine Trägerfolie 32 mit
einer Alignmentschicht 52 auf, beispielsweise aus einem
linearen Photopolymer, die der Ausrichtung der Flüssigkristalle
in den nachfolgend aufgebrachten nematischen und cholesterischen
Flüssigkristallschichten 34 bzw. 36 dient. Vor
dem Aufbringen des Kaschierklebers 38 wird eine weitere
Schicht 54 auf die Transferhilfsschicht 36 aufgedruckt.
Die weitere Schicht 54 kann insbesondere mit Aussparungen
oder in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen vorgesehen sein. Um
eine gute Erkennbarkeit der Farb- und Polarisationseffekte der nematischen
bzw. cholesterischen Flüssigkristallschichten
zu ermöglichen,
kann die Schicht 54 duch einen absorbierenden Aufdruck
oder eine spiegelnde Metallschicht bereitgestellt werden. Beispielsweise
kann die Schicht durch Bedrucken der Hilfsschicht 36 mit
einer handelsüblichen,
insbesondere schwarzen Druckfarbe hergestellt werden. Unter der
Schicht 54 kann eine weitere, z.B. maschinenlesbare Schicht
aufgedruckt werden. Es können auch
in der Schicht 54 selbst weitere, insbesondere maschinenlesbare
Sicherheitsmerkmale untergebracht sein. Der weitere Herstellungsprozess
verläuft dann,
wie bereits in Zusammenhang mit 3 beschrieben.
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Bei
dem holographischen Transfermaterial mit Negativschrift 60 der 6 wird
auf eine Trägerfolie 32,
die wiederum mit einer Alignmentschicht versehen sein kann, eine
nematische Flüssigkristallschicht 34 aufgedruckt. Über die
Trägerfolie 32 und die
Nematenschicht 34 wird vollflächig eine UV-härtbare Prägelackschicht 62 aufgedruckt,
deren Haftung zur Trägerfolie 32 geringer
ist als zur Nematenschicht 34, so dass die Prägelackschicht 62 beim Transfer
auf ein Zielsubstrat die Funktion der oben beschriebenen Transferhilfsschicht
erfüllt.
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Anschließend wird
in die Prägelackschicht 62 eine
gewünschte
Beugungsstruktur 64 eingeprägt und eine Metallschicht 66 aufgedampft,
in die durch partielle Demetallisierung Aussparungen 68,
im Ausführungsbeispiel
in Form einer Negativschrift eingebracht werden. Zuletzt wird für den Transfer
auf das Zielsubstrat eine Klebeschicht 38 auf den Schichtverbund
aufgebracht.
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Vor
Aufbringen der Klebeschicht 38 können weitere, insbesondere
funktionelle und/oder dekorative Schichten auf die teilweise demetallisierte
Prägelackschicht 62,
insbesondere auch in Überlappung mit
der Metallschicht 66 aufgebracht werden. Beispielsweise
kann eine handelsübliche
Druckfarbe aufgedruckt werden, die dann in den Aussparungen bzw.
demetallisierten Bereichen der Prägelackschicht bei Betrachtung
des auf ein Substrat aufgebrachten Folienmaterials erkennbar ist.
Die Druckfarbe kann darüber
hinaus maschinenlesbare Merkmalsstoffe, wie z.B. magnetische, elektrisch
leitfähige,
phosphoreszierende oder fluoreszierende Stoffe enthalten.
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7 illustriert die Herstellung eines mehrschichtigen
Sicherheitselements 70 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Dabei wird, wie in 7(a) gezeigt,
ein erster Schichtenverbund 72 aus einer ersten Trägerfolie 32,
einer nematischen Flüssigkristallschicht 34 und
einer Transferhilfsschicht 36 aus cholesterischem Flüssigkristallmaterial
erzeugt, wie in Zusammenhang mit 3 beschrieben.
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Daneben
wird, wie in 7(b) gezeigt, ein zweiter
Sicherheitsschichtverbund 74 hergestellt, indem auf eine
zweite Trägerfolie 80 eine
Prägelackschicht
aufgedruckt wird, eine gewünschte
Beugungsstruktur in den Prägelack
eingeprägt
wird, auf die geprägte
Schicht 82 eine Metallschicht 84 aufgedampft wird,
und durch partielle Demetallisierung der Metallschicht 84 Aussparungen 86,
beispielsweise in Form einer Negativschrift erzeugt werden.
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Der
zweite Sicherheitsschichtverbund 74 wird über eine
Klebeschicht 76 ( 7(c)) auf
den ersten Schichtverbund 72 aufkaschiert, wie durch den
die 7(b) und 7(a) verbindenden
Pfeil 78 angedeutet. Anschließend wird die zweite Trägerfolie 80 durch
Trennwicklung entfernt und für
den Transfer eine Kaschierklebeschicht 38 auf den so erzeugten Schichtverbund
aufge bracht, wie in 7(c) dargestellt.
Nach dem Aufbringen des Sicherheitselements 70 auf das
Zielsubstrat kann auch die Trägerfolie 32 entfernt
werden, so dass der gesamte Sicherheitsschichtverbund dann ohne
Trägerfolien
vorliegt. Die mit Polarisationseffekten arbeitenden Merkmale werden
so in ihrer Wirkung nicht durch Folien beeinträchtigt und können mit
hohem Kontrast betrachtet werden.
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Die
durch die Ablösung
der zweiten Trägerfolie 80 verringerten
Schutzfunktion für
die Metallisierung kann durch Schutzlackschichten ausgeglichen werden. Übliche Schutzlackschichten
sind optisch weitgehend isotrop und beeinträchtigen die Erkennbarkeit polarisierender
Effekt daher nicht.
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Der
zweite Sicherheitsschichtverbund kann anstelle der Prägestruktur
auch nur eine metallische Reflexionsschicht enthalten, die vorzugsweise
mit großen
Demetallisierungsanteilen in ein Druckmotiv integriert wird. Verglichen
mit herkömmlichen
Gestaltungen weist das erfindungsgemäße Transfermaterial dann mit
der Nematenschicht 34 eine zusätzliche Prüfebene auf, die mit einem Polarisator
authentisiert werden kann.
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Bei
allen Gestaltungen mit einer metallischen Reflexionsschicht kann
diese auch durch einen komplexeren Reflexionsschichtaufbau mit besonderen
Reflexionseffekten, wie etwa einem Farbkippeffekt ersetzt werden. 8 zeigt
dazu ein Ausführungsbeispiel,
dessen Herstellung analog zu dem bei 7 beschriebenen
Herstellungsprozess verläuft.
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Zur
Herstellung des mehrschichtigen Sicherheitselements 90 der 8 wird
ein erster Schichtenverbund aus einer ersten Trägerfolie 32, einer
nematischen Flüssigkristallschicht 34 und
einer UV-vernetzbaren Transferhilfsschicht 36, z.B. aus
cholesterischem Flüssigkristallmaterial,
erzeugt, sowie ein zweiter Sicherheitsschichtverbund aus einer zweiten Trägerfolie,
auf die ein Dünnschichtelement 92 mit Farbkippeffekt
aufgebracht wird.
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Das
Dünnschichtelement 92 weist
im Ausführungsbeispiel
eine Reflexionsschicht 94, eine Absorberschicht 98 und
eine zwischen der Reflexionsschicht und der Absorberschicht angeordnete
dielektrische Abstandsschicht 96 auf. Der Farbkippeffekt beruht
bei solchen Dünnschichtelementen
auf betrachtungswinkelabhängigen
Interferenzeffekten durch Mehrfachreflexionen in den verschiedenen Teilschichten
des Elements. Die Absorberschicht 98 und/ oder die dielektrische
Abstandsschicht 96 können
Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen aufweisen,
in denen kein Farbkippeffekt erkennbar ist. Auch die Reflexionsschicht 94 kann
Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen aufweisen,
die dann transparente oder semitransparente Bereiche in dem Dünnschichtelement 92 bilden.
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Die
Reihenfolge der Schichten des Dünnschichtelements
kann auch umgekehrt sein. Alternativ kann das Dünnschichtelement eine Schichtenfolge
aus Absorberschicht/Dielektrikumsschicht/Absorberschicht oder eine
Abfolge mehrerer Schichten aus alternierend hochbrechenden und niedrigbrechenden
Dielektrika aufweisen. Auch eine Schichtenfolge aus Reflexionsschicht
und einer absorbierenden Dielektrikumsschicht kommt in Betracht.
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Der
so erzeugte zweite Sicherheitsschichtverbund wird dann über eine
Klebeschicht 76 auf den ersten Schichtverbund aufkaschiert
und die zweite Trägerfolie
durch Trennwicklung entfernt. Für
den Transfer auf das Zielsubstrat wird eine Klebeschicht 38 auf
die nunmehr freiliegende Rückseite
des Dünnschichtelements 92 aufgebracht.
Vor dem Aufbringen der Klebeschicht 38 können auf
die freiliegende Rückseite
des Dünnschichtelements
weitere funktionelle und/ oder dekorative Schichten, z.B. mit einer Magnetfarbe
auf gebracht werden. Nach dem Transfer kann auch die erste Trägerfolie 32 abgelöst werden.
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9 zeigt
ein Transfermaterial 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem wie in 3 auf eine
glatte Kunststoff-Trägerfolie 32 eine
nematische Flüssigkristallschicht 34 und eine
UV-vernetzbare Transferhilfsschicht 36,
z.B. aus cholesterischem Flüssigkristallmaterial,
aufgedruckt werden. Auf die Transferhilfsschicht 36 wird
weiter eine Prägelackschicht
aufgedruckt, eine gewünschte Beugungsstruktur
in die Prägelackschicht
eingeprägt,
und eine Metallschicht 104 auf die geprägte Schicht 102 aufgedampft.
In die Metallschicht 104 werden durch partielle Demetallisierung
Aussparungen 106 in Form einer Negativschrift eingebracht.
Anstelle der Metallschicht 104 kann auch eine transparente
hochbrechende Schicht eingesetzt werden, die einen Brechungsindex
größer 2 aufweist.
Dadurch sind auf einem dunklen Untergrund, der durch eine zusätzliche
Schicht, beispielsweise einen schwarzen Aufdruck, bereitgestellt
werden oder auch auf dem Zielsubstrat vorliegen kann, sowohl die
Beugungsstruktur als auch die flüssigkristallinen
Schichten 34 und 36 vollflächig wahrnehmbar.
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Um
die Haftung der Prägelackschicht 102 auf
der Transferhilfsschicht 36 zu verbessern, wird Letztere
mit Vorteil zuvor einer Koronabehandlung unterworfen oder sie wird
mit einem geeigneten Haftvermittler ausgestattet. Auf den gesamten
Schichtverbund wird für
den Transfer auf das Zielsubstrat noch eine Klebeschicht 38 aufgebracht.
Je nach Wahl der vermittelnden Schicht und den Ansprüchen an
die Brillanz kann die Trägerfolie 32 nach
dem Aufbringen des Transfermaterials 100 entfernt oder
an dem Aufbau belassen werden.
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Die
Herstellung eines mehrschichtigen Sicherheitselements 110,
z.B eines Sicherheitsfadens mit einem flüssigkristallbasierten Farbkippeffekt,
einer Negativschrift und einer Magnetcodierung nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nun anhand der 10 erläutert.
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Zunächst wird,
wie in 10(a) gezeigt, ein erster Schichtenverbund 112 aus
einer ersten Trägerfolie 32,
einer nematischen Flüssigkristallschicht 34 und
einer Transferhilfsschicht 36, z.B. aus cholesterischem
Flüssigkristallmaterial,
erzeugt, wie bei 3 beschrieben. Ein zweiter Sicherheitsschichtverbund 114 wird
hergestellt, indem auf eine zweite Trägerfolie 120 eine
gerasterte Aluminiumschicht 122 mit Aussparungen in Form
einer Negativschrift aufgebracht wird, und auf die Aluminiumschicht
eine Magnetschicht 124, im Ausführungsbeispiel in Form einer
Codierung, aufgebracht wird. Dieser zweite Sicherheitsschichtverbund 114 ist
in 10(b) dargestellt.
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Der
zweite Sicherheitsschichtverbund 114 wird dann über eine
Klebeschicht 116 (10(c))
auf den ersten Schichtverbund 112 aufkaschiert. Anschließend können weitere
Schichten 118, wie etwa eine Deckweißschicht, die für die Einbettung
des Sicherheitsfadens in ein Sicherheitspapier benötigt werden,
auf die Rückseite
der zweiten Trägerfolie 120 aufgebracht
werden. Abschließend
wird für
den Transfer auf das Zielsubstrat eine Klebeschicht 38, beispielsweise
ein Heißsiegellack
aufgebracht. Die Trägerfolie 32 kann
durch Trennwickeln entfernt werden und es können weitere Schichten des
Fadenaufbaus, wie etwa ein Haftvermittler und ein Heißsiegellack
auf den dann freiliegenden Flüssigkristallschichten 34 und 36 aufgebracht
werden.
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Eine
Variante des Ausführungsbeispiels
von 10, das sich nur in der Ausgestaltung
des zweiten Sicherheitsschichtverbunds unterscheidet, ist in 11 dargestellt.
Der zweite Sicherheitsschichtverbund 132 des mehrschichti gen
Sicherheitselements 130 der 11 enthält an Stelle
der gerasterten Aluminiumschicht eine auf eine Trägerfolie 134 aufgebrachte
vollflächige
semitransparente Metallschicht 136, auf der eine Magnetschicht 138 in
Form einer Codierung angeordnet ist. Die weitere Vorgehensweise
bei der Herstellung des Sicherheitsfadens 130 folgt der
oben in Zusammenhang mit 10 gegebenen
Beschreibung.
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12 illustriert die Herstellung eines mehrschichtigen
Sicherheitselements 140, insbesondere eines Hologramm-Sicherheitsfadens
mit Magnetcodierung und Nematendruck nach einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Zunächst wird
ein erster Schichtenverbund 150 aus einer ersten Kunststoff-Trägerfolie 152,
einer nematischen Flüssigkristallschicht 154,
einer Transferhilfsschicht 156 aus einem modifizierten
UV-härtenden
Lack und einer ersten Klebeschicht 158 hergestellt, wie
in 12(a) gezeigt.
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Zur
Herstellung eines zweiten Sicherheitsschichtverbunds 160,
der in 12(b) dargestellt ist, wird
auf eine zweite Kunststoff-Trägerfolie 162 eine Prägelackschicht
aufgedruckt, eine gewünschte
Beugungsstruktur in den Prägelack
eingeprägt
und auf die geprägte
Schicht 164 eine Aluminiumschicht 166 aufgedampft,
in der, wie bereits in Zusammenhang mit 7 beschrieben,
durch partielle Demetallisierung Aussparungen 168, beispielsweise
in Form einer Negativschrift erzeugt werden. Auf die nicht mit Prägelack beschichtete
Rückseite
der Trägerfolie 162 wird
eine Magnetschicht 170 in Form einer Codierung aufgebracht.
Die Magnetbits der Magnetcodierung werden dann mit einer Deckschicht 172 überdeckt.
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Ein
dritter Schichtverbund 180, der im fertigen Sicherheitsfaden
als Abdeckelement fungiert, wird durch Aufbringen einer vollflächigen Metallschicht 184 auf
eine dritte, besonders dünne
Kunststoff-Trägerfolie 182 und
dem Versehen der Metallschicht 184 mit einer weiteren vollflächigen Klebeschicht 186 erzeugt,
wie in 12(c) gezeigt.
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Nun
wird der erste Schichtverbund 150 mit dem Nematendruck
mit Hilfe der Klebeschicht 158 auf die Oberseite des Hologrammschichtverbunds 160 aufkaschiert
(Pfeil 142) und der Abdeckschichtverbund 180 wird über die
Klebeschicht 186 auf die den Magnetcode tragende Unterseite
des Hologrammschichtverbunds 160 kaschiert (Pfeil 144).
Auf die Rückseite
der dritten Trägerfolie 182 können dann
weitere Schichten 146, wie etwa eine Deckweißschicht,
die für
die Einbettung des Sicherheitsfadens in ein Sicherheitspapier benötigt werden,
aufgebracht werden. Abschließend
wird für
den Transfer auf das Zielsubstrat eine Klebeschicht 38,
beispielsweise ein Heißsiegellack
aufgebracht, wie in 12(d) dargestellt.
Die Trägerfolie 152 des
ersten Schichtverbunds 150 kann dann durch Trennwickeln entfernt
werden und es können
weitere Schichten des Fadenaufbaus, wie etwa ein Haftvermittler
und ein Heißsiegellack
auf den dann freiliegenden Flüssigkristallschichten 154 und 156 aufgebracht
werden.
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Das
Aufbringen der beschriebenen Sicherheitselemente auf ein Zielsubstrat 200 wird
mit Bezug auf 15 beispielhaft anhand
des mehrschichtigen Sicherheitselements 70 der 7 erläutert.
Das Sicherheitselement 70 wird dazu mit der Heißsiegelklebeschicht 38 auf
das Zielsubstrat 200 gelegt und bereichsweise angepresst.
Das Anpressen kann beispielsweise mit einem nicht dargestellten
beheizten Transferstempel oder einer Transferrolle erfolgen. Unter
Druck- und Wärmeeinwirkung
verbindet sich die Klebeschicht 38 in den gewünschten
Bereichen 202 mit dem Zielsubstrat 200, so dass
ein Trans ferelement gegebenenfalls mit einer vorbestimmten Umrissform,
entsteht. Die Trägerfolie 32 der
Flüssigkristallschichten 34, 36 kann
beim Applikationsprozess oder auch kurz danach entfernt werden.
Vor Aufbringen des Transferelements 70 auf das Zielsubstrat 200 kann
die Oberfläche
des Zielsubstrats 200 speziell behandelt werden. Dadurch
lassen sich insbesondere die Haftwirkung des Transferelements und die
optische Effizienz der durch dieses bereitgestellten Sicherheitsmerkmale
verbessern. Beispielsweise kann auf die Oberfläche des Zielsubstrats 200 ein Haftvermittler
aufgebracht werden.