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Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen mit einem flächigen Träger und einem auf dem Träger angeordneten reflektiven Flächenbereich. Die Erfindung betritt auch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitselements sowie einen mit einem solchen Sicherheitselement ausgestatteten Datenträger.
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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.
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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.
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Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Fälschungssicherheit und die visuelle Attraktivität gattungsgemäßer optisch variabler Sicherheitselemente weiter zu erhöhen und insbesondere optisch variable Sicherheitselemente mit zwei oder mehr unterschiedlichen Erscheinungsbildern bzw. Effekten in unterschiedlichen Farben bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das optisch variable Sicherheitselement umfasst einen mehrfarbigen, reflektiven Flächenbereich. Die Flächenausdehnung des Sicherheitselements definiert eine auf der Fläche senkrecht stehende z-Richtung. Der mehrfarbige, reflektive Flächenbereich enthält zwei Reliefstrukturen enthält, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind. Die Reliefstrukturen sind jeweils mit einer Farbbeschichtung versehen sind, die einen unterschiedlichen Farbeindruck erzeugen. Die beiden Reliefstrukturen überlappen zudem in einem Merkmalsbereich.
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Vorliegend ist die Farbbeschichtung der höher liegenden Reliefstruktur in dem Merkmalsbereich als regelmäßiges oder unregelmäßiges Raster mit Rasterelementen und Rasterzwischenräumen ausgebildet ist. Die Abmessungen der Rasterelemente und/ oder der Rasterzwischenräume liegt zumindest in einer Richtung unterhalb von 140 µm liegen. Im Merkmalsbereich tritt für einen Betrachter unter zumindest einem Betrachtungswinkel die Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur durch die Rasterzwischenräume der Farbbeschichtung der höher liegenden Reliefstruktur in Erscheinung.
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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.
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Die Flächendeckung des Rasters durch die Rasterelemente liegt vorteilhaft zwischen 30% und 70%, vorzugsweise zwischen 40% und 60%, insbesondere bei etwa 50%. Mit Vorteil sind die Flächendeckung des Rasters und die Helligkeit der Farbbeschichtungen aufeinander abgestimmt, um bei Betrachtung eine im Wesentlichen gleiche Helligkeit der Farbbeschichtung der höher liegenden Reliefstruktur und der durch die Rasterzwischenräume in Erscheinung tretenden Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur zu erzeugen. Durch die Wahl der Flächendeckung können allerdings auch gezielt unterschiedliche helle Farbeindrücke der beiden Farbbeschichtungen erzeugt werden.
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Die Rasterelemente und/ oder Rasterzwischenräume können jeweils separate Elemente darstellen oder auch eine zusammenhängende Struktur bilden. Vorzugsweise liegen die Abmessungen sowohl der Rasterelemente als auch der Rasterzwischenräume zumindest in einer Richtung unterhalb von 140 µm. Insbesondere liegen die Abmessungen der Rasterelemente und/ oder der Rasterzwischenräume bevorzugt in einer oder beiden lateralen Richtungen zwischen 20 µm und 140 µm, vorzugsweise zwischen 40 µm und 120 µm, insbesondere zwischen 60 µm und 100 µm.
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Die Reliefstrukturen sind bevorzugt Prägestrukturen. Insbesondere eine Prägung in eine härtbare Schicht, wie nur beispielsweise UV-Lacke, ist weiter bevorzugt. Alternative Erstellungsverfahren, wie beispielsweise subtraktives Lasern oder additives Aufbauen, beispielsweise mittels 3D-Druck, sind denkbar aber weniger kostengünstig.
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Bevorzugt bilden die Reliefstrukturen des mehrfarbig reflektiven Flächenbereichs zusammen mit der Farbbeschichtung im Merkmalsbereich einfarbig reflektive Reliefstrukturen. Der mehrfarbig reflektive Flächenbereich ist vorzugsweise ein zweifarbig reflektiver Flächenbereich. Das Sicherheitselement kann mehrere unterschiedlich zweifarbige reflektive Flächenbereiche umfassen. Der zusätzliche (oder die zusätzlichen) reflektive Flächenbereich(e) kann(können) insbesondere angrenzend, umgebend oder beabstandet zum bisher beschriebenen mehrfarbig reflektiven Flächenbereich vorliegen. In weiteren Ausgestaltungen kann das Sicherheitselement einen zusätzlichen, anders zweifarbigen, Merkmalbereich oder mehrere zusätzliche, jeweils anders zweifarbige, Merkmalsbereiche enthalten. Der zusätzliche Merkmalsbereich kann (oder die zusätzlichen Merkmalsbereiche können) insbesondere angrenzend, umgebend oder beabstandet zum bisher beschriebenen Merkmalsbereich vorliegen.
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Die Farbbeschichtung der höher liegenden und/ oder der tiefer liegenden Reliefstruktur tritt vorliegend insbesondere nur betrachtungswinkelabhängig in Erscheinung. Bei Betrachtung in z-Richtung tritt die Farbbeschichtung der höher liegenden und/ oder der tiefer liegenden Reliefstruktur nicht in Erscheinung. Die Farbbeschichtung der tiefer liegenden (und der höher liegenden) Reliefstruktur tritt bei dem Betrachtungswinkel farbig reflektiv in Erscheinung. Bei dem Betrachtungswinkel wird das Licht von dieser Reliefstruktur zum Betrachter reflektiert und tritt somit im vorliegenden Sinne in Erscheinung, wobei die Farbbeschichtung den Farbeindruck bestimmt. Da auch das eintreffende Licht eine Vorzugsrichtung - insbesondere im Wesentlichen senkrecht - hat, entsteht für den Betrachter bekanntermaßen ein deutlich wahrnehmbarer farbiger Lichtreflex.
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Die höher liegende Reliefstruktur und ihre Farbbeschichtung könnten alternativ als erste (oder obere) Reliefstruktur sowie erste (oder obere) Farbbeschichtung und die tiefer liegende Reliefstruktur und deren Farbbeschichtung als zweite (oder untere) Reliefstruktur und zweite (oder untere) Farbbeschichtung bezeichnet werden.
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In Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass in einem Teil des Merkmalsbereichs (oder dem ganzen Merkmalsbereich) für den Betrachter betrachtungswinkelabhängig entweder die Farbbeschichtung der höher liegenden Reliefstruktur oder die Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur in Erscheinung tritt. Somit entsteht in dem Teil des Merkmalsbereichs - nur alternativ, nicht aber zugleich - entweder der erste Farbeindruck der ersten (bzw. oberen) Farbbeschichtung oder der zweite Farbeindruck der zweiten (bzw. unteren) Farbbeschichtung. Ein erster Betrachtungswinkelbereich, in welchem die tiefer liegende Farbbeschichtung in Erscheinung tritt, und ein zweiter Betrachtungswinkelbereich, in welchem die höher liegende Farbbeschichtung in Erscheinung tritt, überlappen nicht, grenzen vorzugsweise aneinander an. In einem optionalen dritten Betrachtungswinkelbereich tritt für den Betrachter keine der beiden Farbbeschichtungen in Erscheinung. Mit Vorteil ist die Größe des dritten Betrachtungswinkelbereichs größer als die Summe der Größen des ersten und zweiten Betrachtungswinkelbereichs.
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In einem weiteren Teil des Merkmalsbereichs können beide Farbbeschichtungen für den Betrachter unter zumindest einem Betrachtungswinkel zugleich sichtbar sein, insbesondere zugleich bei einem Betrachtungswinkel in Erscheinung treten bzw. betrachtungswinkelunabhängig sichtbar sein. Der Betrachter sieht den weiteren Teil in einem Mischfarbton.
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Weiterhin ist der Merkmalsbereich bevorzugt so gestaltet, dass bei dem Betrachtungswinkel in einem ersten Teil des Merkmalsbereichs die (zweite) Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur in Erscheinung tritt und in einem zweiten Teil des Merkmalsbereichs die Farbbeschichtung der höher liegenden Reliefstruktur (bzw. keine der beiden Farbbeschichtungen) in Erscheinung tritt. In einem optionalen dritten Teil des Merkmalsbereichs wird zugleich entsprechend keine der beiden Farbbeschichtungen (bzw. die Farbbeschichtung der höher liegenden Reliefstruktur) in Erscheinung treten.
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Die beiden Reliefstrukturen können betrachtungswinkelabhängig den Farbwechsel für ein unverändertes Motiv bereitstellen oder den Farbwechsel zusammen mit einem Motivwechsel bereitstellen. Die Motive der beiden Reliefstrukturen können sich insbesondere hinsichtlich Form (beispielsweise Kopf, Apfel oder Zahl), Bewegung (statisch zu bewegt oder bewegt zu bewegt- mit linear, rotierend und/ oder pumpender Bewegung) und/ oder Dreidimensionalität (zweidimensional zu dreidimensional oder unterschiedlich dreidimensional - mit positiv oder negativ gewölbter Erscheinung und/ oder vor bzw. hinter einer Ebene schwebend) unterscheiden. Solche Motive und auch bestimmte Motivwechsel mit Hilfe von Reliefstrukturen zu erzeugen, ist für sich genommen bekannt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die höher liegende Reliefstruktur ein erstes Motiv mit einem ersten Farbeindruck erzeugt, das aus einem ersten Betrachtungswinkelbereich sichtbar ist und die tiefer liegende Reliefstruktur ein zweites Motiv mit einem zweiten, unterschiedlichen Farbeindruck erzeugt, das aus einem zweiten Betrachtungswinkelbereich sichtbar ist, wobei sich der erste und zweite Betrachtungswinkelbereich nicht überschneiden. Das Sicherheitselement zeigt dann beim Kippen einen binären Farb- und Effektwechsel ohne Überschneidungsbereich. Vorzugsweise grenzen die beiden Betrachtungswinkelbereiche aneinander an oder sind nur durch einen Winkelabstand weniger Grad getrennt, so dass die zugehörigen Bildeindrücke für den Betrachter möglichst nahtlos umspringen. Erstes und zweites Motiv können auch identisch sein, so dass sich beim Kippen nur ein binärer Farbwechsel des Motivs ergibt.
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In einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die höher liegende Reliefstruktur ein erstes Bewegungsmotiv mit einem ersten Farbeindruck erzeugt und die tiefer liegende 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 Merkmalsbereichs bewegen.
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Bei einem Bewegungsmotiv bewegt sich beim Kippen ein Motivteil, beispielsweise ein heller Balken über die Motivfläche. Das Motivteil kann sich linear oder entlang einer gekrümmten Bahn bewegen und bei der Bewegung, etwa bei sogenannten Pump- oder Morpheffekten, auch seine Form und Größe verändern.
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Konkreter haben sich insbesondere folgende Varianten als optisch besonders attraktiv herausgestellt:
- - Ein binärer Motivflip zwischen gewölbten und/ oder dreidimensional erscheinenden Bildmotiven mit binärem Farbwechsel. Ein erster Betrachtungswinkelbereich erstreckt sich beispielsweise von +5° bis +20° bezogen auf eine Flächennormale des Sicherheitselements, ein zweiter Betrachtungswinkelbereich von -5° bis -20°. Das erste und zweite Motiv können auch identisch sein, so dass sich ein reiner binärer Farbwechsel ergibt.
- - Pump- oder Laufeffekte mit unterschiedlichen Farben, die sich örtlich kreuzen, beispielsweise entgegengesetzt laufen. Ein Betrachtungswinkelbereich für das erste Bewegungsmotiv erstreckt sich beispielsweise von -20° bis +20°, ein Betrachtungswinkelbereich für das zweite, gegenläufige Bewegungsmotiv umgekehrt von +20° bis -20°. Bei versetzt laufenden Bewegungsmotiven läuft ein Motiv beispielsweise von -20° bis +10°, das andere Motiv von -10° bis +20°.
- - Ein binärer Motivflip, bei dem die gewölbten und/ oder dreidimensional erscheinenden verschiedenfarbigen Bildmotive ineinander liegen und/ oder einander überschneiden. Beim Kippen findet insbesondere ein gleichzeitiger Farbtausch des inneren und des äußeren Motivs bzw. der überschneidenden Motivteile statt. Die Betrachtungswinkelbereiche können die z-Richtung einschließen oder nicht einschließen. Ebenso können die Betrachtungswinkel (der Bereiche) positiv und negativ, nur positiv oder nur negativ sein.
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In einer vorteilhaften Erfindungsvariante enthält der reflektive Flächenbereich genau zwei Reliefstrukturen, die jeweils auf einer bestimmten Höhenstufe angeordnet sind.
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Die Reliefstrukturen des reflektiven Flächenbereichs sind vorteilhaft jeweils durch eine maximale Ganghöhe charakterisiert, wobei der Abstand benachbarter Höhenstufen in z-Richtung größer als die maximale Ganghöhe des jeweils tiefer liegenden Prägestrukturbereichs ist. Vorzugsweise ist der Abstand größer als 150%, besonders bevorzugt 200%, der maximalen Ganghöhe. Weiter bevorzugt liegt der Abstand benachbarter Höhenstufen in z-Richtung zwischen 150% und 750%, besonders bevorzugt zwischen 200% und 500%, weiter bevorzugt zwischen 200% und 400% der maximalen Ganghöhe des tiefer liegenden Prägestrukturbereichs.
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Die Reliefstrukturen sind vorzugsweise Mikrospiegelanordnungen, insbesondere Mikrospiegelanordnungen mit gerichteten Mikrospiegeln. Die gerichteten Spiegel der Mikrospiegelanordnung zeichnen sich durch eine bevorzugte Reflexionsrichtung aus, die beispielsweise mittels Neigungswinkel und/ oder Azimutwinkel einstellbar ist. Parallel oder senkrecht zum mehrfarbig reflektiven Flächenbereich ausgerichtete Flächen sind keine gerichteten Spiegel im vorliegenden Sinne. Die gerichteten Mikrospiegel können regelmäßig oder unregelmäßig ausgebildet (z.b. gleiche Form oder variierende Form) und/ oder angeordnet sein (z.b. in einem Muster oder quasizufällig verteilt) sein. Als gerichtete Spiegel eignen sich besonders gut plane Spiegel. Alternativ sind gerichtete Hohlspiegel und/ oder gerichtete fresnelartige (also unterstukturierte) Spiegel verwendbar.
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Sind die Reliefstrukturen beispielsweise durch Mikrospiegelanordnungen gebildet, so hängt die Ganghöhe der Mikrospiegel von ihren lateralen Abmessungen und ihren Neigungswinkeln ab. Selbst bei gleichen lateralen Abmessungen sind die Neigungswinkel der Mikrospiegel typischerweise verschieden, so dass die Mikrospiegel unterschiedliche Ganghöhe aufweisen. Charakteristisch für die Mikrospiegelanordnung ist allerdings die maximale Ganghöhe ihrer Mikrospiegel. Die oben genannten maximalen Ganghögen („Ganghöhe weniger als“) sind bevorzugt. Weisen die Mikrospiegel beispielsweise eine Kantenlänge von 10 µm und einen maximalen Neigungswinkel von 30° auf, so ist die maximale Ganghöhe der Mikrospiegelanordnung durch
gegeben, wobei die einzelnen Mikrospiegel je nach Neigungswinkel eine Ganghöhe zwischen 0 und G
max haben können. Der Abstand der Mikrospiegelanordnung zur darüber liegenden Mikrospiegelanordnung ist dann vorteilhaft größer als 5,8 µm und liegt insbesondere zwischen 8,7 µm (150% von G
max) und 23,2 µm (400% von Gmax). In der Regel weisen die Mikrospiegel eine einheitliche Größe, insbesondere Kantenlänge, auf. In anderen bevorzugten Ausgestaltungen weisen die Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung eine maximale Ganghöhe jedoch unterschiedliche Kantenlängen auf. Wenn für Mikrospiegel mit höherem Winkel eine kleinere Kantenlänge gewählt wird, kann eine kleinere maximale Ganghöhe eingehalten werden. Vorzugsweise sind Mikrospiegel mit einem Neigungswinkel unter einem Grenzwinkel mit einer einheitlichen Größe (bzw. Kantenlänge) und Mikrospiegel mit einem Neigungswinkel über dem Grenzwinkel mit verringerter Größe (bzw. Kantenlänge) vorgesehen. Im oben berechneten Beispiel mit G
max= 5,8 µm in einer Mikrospiegelanordnung können auf diesem Weg Mikrospiegel bis zu einer maximalen Neigung von etwa 49 Grad vorliegen, wenn deren Kantenlänge nur 5 µm statt 10 µm beträgt.
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Auch wenn das Vorgehen anhand von Mikrospiegelanordnungen erläutert wurde, kann analog auch für andere geprägte Reliefstrukturen eine maximale Ganghöhe der Reliefstrukturen bestimmt werden.
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Die Farbbeschichtungen der Reliefstrukturen sind in vorteilhaften Gestaltungen durch lasierende Farben gebildet. Auch Metallisierungen, beispielsweise aus Aluminium, Silber oder einer Legierung, etwa aus Kupfer und Aluminium, kommen in Frage, ebenso Dünnschichtaufbauten, insbesondere farbkippende Dünnschichtaufbauten, Gold-Blau oder Silizium-Aluminium-Dünnschichten. Die Farbbeschichtungen können auch durch lasierende Farben mit einer hinterlegten metallischen Verspiegelung, beispielsweise aus Aluminium, gebildet sein. Die Farbbeschichtungen können dabei ein lasierendes Bild aus mehreren lasierenden Farben darstellen, das mit einer Verspiegelung, beispielsweise aus Aluminium, hinterlegt ist. Auch Lumineszenzfarben, insbesondere Fluoreszenzfarben mit einer metallischen Verspiegelung kommen als Farbbeschichtungen in Betracht. Die Farbbeschichtungen können auch durch Strukturfarben, insbesondere durch Nano- und Binärstrukturen, gebildet sein, welche auf oder in die Mikrospiegel einer Mikrospiegelanordnung geprägt sind. Schließlich kommen auch Nanopartikelfarben als Farbbeschichtungen in Betracht, wie etwa Gold-Blau-Partikel, verschiedene Effektpigmente, farbkippende Pigmente oder Supersilber.
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Verschiedenartige Farbbeschichtungen können auch bereichsweise nebeneinander oder übereinander vorliegen. Die Farbbeschichtungen sind vorzugsweise direkt auf die Prägestrukturen, insbesondere die Mikrospiegelanordnungen aufgebracht und folgen dem Reliefverlauf der Prägestrukturen. Bei mehrschichtig ausgebildeten Farbbeschichtungen, beispielsweise einer lasierenden Farbe mit Hintergrundmetallisierung ist es allerdings auch möglich, dass nur ein Teil der mehreren Schichten, beispielsweise die Hintergrundmetallisierung, direkt auf die Prägestrukturen aufgebracht ist. Der restliche Teil der Schichten, beispielsweise die lasierende Farbe, kann dann über den Prägestrukturen, beispielsweise zwischen dem beschichteten Prägestrukturbereich und dem benachbarten, höher liegenden Prägestrukturbereich angeordnet sein. Der restliche Teil der Schichten kann auch mit weiteren Schichten kombiniert sein, beispielsweise kann der Prägelack für den benachbarten, höher liegenden Prägestrukturbereich eingefärbt sein und so eine durchgehende Farb-Teilbeschichtung für den tiefer liegenden Prägestrukturbereich darstellen.
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Neben der Farbbeschichtung der höher liegenden Reliefstruktur kann auch die Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur nur bereichsweise vorliegen. Bereichsweise vorliegende Farbbeschichtungen können entweder bereichsweise aufgebracht und/ oder nach vollflächigem Aufbringen selektiv wieder entfernt sein. Nachfolgend werden einige vorteilhafte Verfahren beschrieben, mit denen die oben genannten Farbbeschichtungen nur bereichsweise vorgesehen werden können. Dem Fachmann ist bekannt, dass nicht jedes Verfahren für alle Arten von Farbbeschichtungen geeignet ist. Insbesondere wenn in einem Sicherheitselement mehrere unterschiedliche Farbbeschichtungen eingesetzt werden, können auch bei der Strukturierung mehrere unterschiedliche Verfahren angewandt werden.
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Strukturierte Farbbeschichtungen mit metallischen Farben, Dünnschicht-Farben, Strukturfarben oder Nanopartikeln können beispielsweise durch Einsatz einer Waschfarbe erzeugt werden. Hierzu wird im Insetterdruck Waschfarbe zur jeweiligen Prägestruktur gedruckt, anschließend vollflächig metallisiert und danach gewaschen. Die Verwendung eines gegebenenfalls eingefärbten Ätzresists ist insbesondere in Kombination mit lasierenden Farben vorteilhaft. Hierzu kann die Prägestruktur zuerst vollständig beschichtet werden, anschließend wird der Ätzresist gedruckt, wobei gewünschte Bereiche unbedruckt bleiben und schließlich wird die Beschichtung geätzt. Durch Laserbeaufschlagung lassen sich vor allem metallische Farben, metallische Verspiegelungen, sowie lasersensitive, lasierende Farben bereichsweise mit hoher Auflösung entfernen. Metallische Flakes, Nanopartikelfarbe oder Supersilber kann direkt im Register gedruckt werden. Anstelle des oben genannten Ätzresists 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 das darunterliegende Metall sich löst, während die vom Fotoreist überzogenen metallischen Bereiche vor der Ätze geschützt bleiben.
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Farbbeschichtungen können auch durch ein Metalltransferverfahren erzeugt werden. Dabei werden Bereiche, die demetallisiert werden sollen, mit Hilfe eines Prägewerkzeuges hochgeprägt. Im Anschluss wird die so vorbehandelte Folie vollständig metallisiert und das Metall auf den hochgeprägten Stellen selektiv mit einer anderen Folie wieder abgezogen, sodass nur Metall in den Vertiefungen verbleibt. Auch ein Farbübertrag kann auf ähnliche Weise erzeugt werden. Bereiche, die später farbig erscheinen sollen, werden dabei gegenüber den restlichen Bereichen hochgeprägt. Ein Farbmittel, beispielsweise Flakes, Nanopartikelfarbe, Supersilber oder eine lasierende Farbe wird auf eine Walze aufgebracht und selektiv auf die hochgeprägten Bereiche der Folie übertragen. Umgekehrt wird bei einem Farbfüllungsverfahren eine gewünschte Farbbeschichtungen dadurch erzeugt, dass Bereiche, die später farbig erscheinen sollen, gegenüber den restlichen Bereichen tiefgeprägt werden. Ein Farbmittel, beispielsweise Flakes, Nanopartikelfarbe, Supersilber oder eine lasierende Farbe wird vollflächig aufgedruckt und anschließend mit einem hart-angestellten Kammerrakel abgezogen oder mit einem Tuch abgewischt, so dass Farbe nur in den Vertiefungen zurückbleibt.
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Das beschriebene Sicherheitselement kann zusätzlich mit farblosen oder farbigen Negativkennzeichen ausgestattet sein. Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass der überlappende Bereich zusätzlich Teilbereiche mit einer Negativkennzeichnung enthält, in denen die Farbbeschichtung der höher liegenden Reliefstruktur und zumindest teilweise auch die Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur ausgespart ist.
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Dabei kann die Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur in den Negativkennzeichnungs-Teilbereichen vollständig ausgespart sein, so dass das Negativkennzeichen keinen der Farbeindrücke der beiden Farbbeschichtungen erzeugt. Das Negativkennzeichen erscheint insbesondere farblos und ist vor allem im Durchlicht gut zu erkennen.
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In einer anderen Gestaltung ist die Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur mehrschichtig ausgebildet, wobei in den Negativkennzeichnungs-Teilbereichen zumindest eine der mehreren Schichten ausgespart ist, so dass ein farbiges Negativkennzeichen entsteht. Mit Vorteil enthält die Farbbeschichtung des tiefer liegenden Reliefstruktur eine opake Teilschicht, insbesondere eine Metallisierung, und eine transluzente Farbschicht, wobei in den Negativkennzeichnungs-Teilbereichen die opake Teilschicht, nicht aber die transluzente Farbschicht ausgespart ist, so dass ein Negativkennzeichen mit der Farbwirkung der transluzenten Farbschicht entsteht.
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Die Linienstärken der übereinanderliegenden Aussparungen eines Negativkennzeichens liegen vorteilhaft oberhalb von 100 µm, bevorzugt oberhalb von 150 µm, besonders bevorzugt oberhalb von 300 µm, um eine gute Erkennbarkeit der Negativkennzeichen zu gewährleisten.
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Bei einem Negativkennzeichen sind die Aussparungen in der Farbbeschichtung des tiefer liegenden Reliefstruktur mit Vorteil mit einer etwas größeren Fläche ausgebildet als die Aussparungen in der Farbbeschichtung des höher liegenden Reliefstruktur, um Registerschwankungen zwischen den beiden Reliefstrukturen auszugleichen.
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Die Reliefstrukturen sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung auf gegenüberliegenden Seiten einer transparenten Trägerfolie angeordnet. Alternativ sind Reliefstrukturen übereinander auf derselben Seite einer Trägerfolie angeordnet. Die Reliefstrukturen können dabei unmittelbar übereinander angeordnet sein, oder durch eine Kleberschicht, beispielsweise eine Kaschierkleberschicht oder eine Kaschierfolie voneinander getrennt sein. Die Kaschierfolie kann auch den flächigen Träger des Sicherheitselements bilden. Nach dem Aufbringen des Sicherheitselements auf einen Zieldatenträger kann auch der Träger des Zieldatenträgers den flächigen Träger des Sicherheitselements darstellen.
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Die Erfindung enthält weiter einen Datenträger mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art. Bei dem Datenträger kann es sich insbesondere um ein Wertdokument, wie eine Banknote, insbesondere eine Papierbanknote, eine Polymerbanknote oder eine Folienverbundbanknote, um eine Aktie, eine Anleihe, eine Urkunde, einen Gutschein, einen Scheck, eine hochwertige Eintrittskarte, aber auch um eine Ausweiskarte, wie etwa eine Kreditkarte, eine Bankkarte, eine Barzahlungskarte, eine Berechtigungskarte, einen Personalausweis oder eine Passpersonalisierungsseite handeln.
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Die Erfindung enthält schließlich auch ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements der oben beschriebenen Art, bei dem
- - ein Träger bereitgestellt wird, dessen Flächenausdehnung eine x-y-Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert,
- - der Träger mit einem mehrfarbigen reflektiven Flächenbereich versehen wird, der mit zumindest zwei Reliefstrukturen ausgebildet wird, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen bezogen auf den flächigen Träger angeordnet werden,
- - die Reliefstrukturen jeweils mit einer Farbbeschichtung versehen werden, die bei Betrachtung aus +z-Richtung einen unterschiedlichen Farbeindruck der beiden Reliefstrukturen erzeugen, und
- - die beiden Reliefstrukturen überlappend ausgebildet werden und die Farbbeschichtung des höher liegenden Reliefstruktur im überlappenden Bereich in einem Merkmalsbereich als regelmäßiges oder unregelmäßiges Raster mit Rasterelementen und Rasterzwischenräumen ausgebildet wird, wobei die Abmessungen der Rasterelemente und/ oder Rasterzwischenräume zumindest in einer Richtung unterhalb von 140 µm liegen, so dass im Merkmalsbereich die Farbbeschichtung des tiefer liegenden Reliefstruktur durch die Rasterzwischenräume der Farbbeschichtung des höher liegenden Reliefstruktur in Erscheinung tritt.
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In Ausgestaltungen kann der Träger ein Teil des Sicherheitselements sein. In anderen Ausgestaltungen wird das Sicherheitselement vom Träger entfernt, beispielsweise bei einem Übertragen des Sicherheitselements vom Träger auf ein Zielsubstrat.
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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:
- 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement,
- 2 schematisch einen Ausschnitt des Sicherheitselements der 1 im Querschnitt,
- 3 in (a) bis (d) einige konkrete vorteilhafte Ausgestaltungen des Rasters der Farbbeschichtung der höher liegenden Mikrospiegelanordnung in Aufsicht,
- 4 bis 7 einige visuell attraktive Effekte, die sich mit erfindungsgemäßen Sicherheitselementen verwirklichen lassen, wobei in (a) und (b) jeweils der Merkmalsbereich eines Sicherheitselements in zwei unterschiedlichen Kippstellungen gezeigt ist,
- 8 in (a) bis (d) einige vorteilhafte Folienaufbauten erfindungsgemäßer Sicherheitselemente,
- 9 ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem zusätzlich Bereich mit einer Farbe-zu-Effekt-Passerung, und
- 10 ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem zusätzlich Bereich mit einer Negativkennzeichnung.
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Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Sicherheitselement 12 in Form eines aufgeklebten Transferelements. 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.
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Das in 1 gezeigte Sicherheitselement 12 ist selbst sehr flach ausgebildet, vermittelt dem Betrachter aber dennoch einen dreidimensionalen Eindruck und zeigt zudem einen binären Farb- und Effektwechsel beim Kippen der Banknote 10. Dabei zeigt das Sicherheitselement 12 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“, die mit einer ersten Farbe, beispielsweise Rot, erscheint. Aus einer zweiten Betrachtungsrichtung zeigt das Sicherheitselement 12 ein zweites, sich scheinbar aus der Ebene der Banknote 10 herauswölbendes Motiv 14-B, beispielsweise eine gewölbte Darstellung eines Wappens, das mit einer zweiten Farbe, beispielsweise Blau, erscheint.
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Bei 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 (Wertzahl bzw. Wappen) und der Farbe (Rot bzw. Blau) 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.
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Der besondere Aufbau erfindungsgemäßer optisch variabler Sicherheitselemente wird nun mit Bezug auf 2 näher erläutert, die einen Ausschnitt des Sicherheitselements 12 schematisch im Querschnitt zeigt. Das Sicherheitselement 12 enthält einen flächigen Träger 18, dessen Flächenausdehnung eine x-y-Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert.
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Auf dem Träger 18 ist ein mehrfarbiger reflektiven Flächenbereich 20 angeordnet, der zwei Prägestrukturbereiche 24, 34 enthält, die in z-Richtung in zwei bestimmten, unterschiedlichen Höhenstufen bezogen auf den flächigen Träger 20 angeordnet sind. Die Prägestrukturbereiche stellen im Ausführungsbeispiel jeweils Mikrospiegelprägungen bzw. Mikrospiegelanordnungen 24, 34 dar, welche jeweils aus einer Vielzahl von gegen die x-y-Ebene geneigten Mikrospiegeln gebildet sind. Die lokalen Neigungswinkel der Mikrospiegel sind dabei gerade so gewählt, dass die Reliefstruktur der Mikrospiegelanordnungen 24, 34 nach der Farbbeschichtung ein gewünschtes optisches Erscheinungsbild erzeugt. Die unterschiedlichen Höhenstufen sind durch die unterschiedlichen Höhen H1 , H2 der Grundflächen der Mikrospiegelanordnungen 24, 34 über dem Träger 18 gegeben.
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Konkret sind die Neigungswinkel der Mikrospiegel im Ausführungsbeispiel so gewählt, dass die Mikrospiegelanordnung 24 in einem auf die Flächennormale 42 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.
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Um einen visuellen Kontrast mit der gewünschten Farbwirkung zu erzeugen sind die Mikrospiegelanordnungen 24, 34 jeweils mit einer Farbbeschichtung 26, 36 versehen, die bei der Betrachtung von oben aus einer Betrachtungsposition 40-A oder 40-B des Betrachters 40 den unterschiedlichen Farbeindruck der Mikrospiegelanordnungen erzeugen. Im Ausführungsbeispiel ist die Mikrospiegelanordnung 24 mit einer roten lasierenden Farbe 26 beschichtet, während die Mikrospiegelanordnung 34 mit einer blauen lasierenden Farbe 36 beschichtet ist.
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Die Mikrospiegelanordnungen 24, 34 sind jeweils in eine transparente Prägelackschicht 22, 32 eingeprägt und nach dem Aufbringen und gegebenenfalls Strukturieren der jeweiligen Farbbeschichtung 26, 36 mit einer transparenten Decklackschicht 28 bzw. 38 eingeebnet. Die Decklackschichten weisen im Wesentlichen denselben Brechungsindex wie die Prägelackschichten 22, 32 auf, so dass die Mikrospiegel in Bereichen ohne Farbbeschichtung aufgrund des fehlenden Brechungsindexunterschieds zwischen Prägelackschicht und Decklackschicht visuell nicht in Erscheinung treten.
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Das Sicherheitselement 12 ist für eine Betrachtung von oben (in Reflexion) ausgelegt, so dass die weiter vom Betrachter 40 entfernte Mikrospiegelanordnung 24 als die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung und die näher am Betrachter 40 liegende Mikrospiegelanordnung 34 als die höher liegende Mikrospiegelanordnung bezeichnet wird.
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Die beiden Mikrospiegelanordnungen 24, 34 sind im Ausführungsbeispiel im gesamten Flächenbereich 20 des Sicherheitselements 12 übereinander angeordnet. Während die rote Farbbeschichtung 26 der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 durchgehend ist, ist die blaue Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 in einem Merkmalsbereich des Sicherheitselements in Form eines regelmäßigen Raster 50 aus Rasterelementen 52 und Rasterzwischenräumen 54 ausgebildet. Konkret bilden die Rasterelemente 52 und Rasterzwischenräume 54 im Ausführungsbeispiel ein Schachbrettmuster, bei dem jedes Feld, also jedes Rasterelement 52 und jeder Rasterzwischenraum 54, eine Abmessung von 100 µm × 100 µm aufweist. Da die Mikrospiegel in der Regel deutlich kleiner sind, beispielsweise eine Kantenlänge von nur 10 µm aufweisen, fällt das Raster 50 der Farbbeschichtung 36, anders als in der vereinfachten schematischen Darstellung der 2, im Allgemeinen nicht mit dem Raster der Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung 34 zusammen.
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Aus der Betrachtungsrichtung 40-A entfalten die Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung 34 in den Rasterzwischenräumen 54 aufgrund des fehlenden Brechungsindexunterschieds der Lackschichten 32, 38 keine optische Wirkung, so dass der Betrachter 40 dort auf die für die Betrachtungsrichtung 40-A im Wesentlichen im Glanzwinkel stehenden, rot beschichteten Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung 24 blickt. Im Bereich der Rasterelemente 52 sind die Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung 34 zwar grundsätzlich wahrnehmbar, ihre Ausrichtung ist allerdings weit vom Glanzwinkel entfernt und sie erscheinen daher aus der Betrachtungsrichtung 40-A unauffällig und tragen zum Bildeindruck praktisch nicht bei. Insgesamt zeigt sich dem Betrachter aus Betrachtungsrichtung 40-A somit im Wesentlichen das von der Mikrospiegelanordnung 24 erzeugte rote Erscheinungsbild 14-A der gewölbten Wertzahl „10“.
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Aus der Betrachtungsrichtung 40-B blickt der Betrachter im Bereich der Rasterelemente 52 auf die blau beschichteten Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung 34. Im Bereich der Rasterzwischenräume 54 kann der Betrachter zwar grundsätzlich die Mikrospiegel der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 wahrnehmen, allerdings ist deren Ausrichtung aus Betrachtungsrichtung 40-B weit vom Glanzwinkel entfernt. Die Mikrospiegelanordnung 24 erscheint daher unauffällig und trägt zum Bildeindruck praktisch nicht bei. Insgesamt zeigt sich dem Betrachter aus Betrachtungsrichtung 40-B somit im Wesentlichen das von der Mikrospiegelanordnung 34 erzeugte blaue Erscheinungsbild 14-B des gewölbten Wappens.
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Da die Rasterelemente 52 und die Rasterzwischenräume 54 jeweils gleiche Abmessung aufweisen, beträgt die Flächendeckung des Rasters 50 im Ausführungsbeispiel 50%, wodurch sich bei den gewählten Farbbeschichtungen 26, 36 auch gleiche Helligkeiten der beiden Erscheinungsbilder 14-A, 14-B ergeben. Falls Farben bzw. Farbbeschichtungen unterschiedlicher Helligkeit für die beiden Mikrospiegelanordnungen gewählt werden, kann auch eine von 50% abweichende Flächendeckung des Rasters 50 gewählt werden, um die unterschiedlichen Farbhelligkeiten auszugleichen und etwa gleich helle Erscheinungsbilder 14-A, 14-B zu erzeugen. Alternativ können durch die Flächendeckung auch gezielt unterschiedliche helle Erscheinungsbilder 14-A, 14-B erzeugt werden.
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3 zeigt einige konkrete vorteilhafte Ausgestaltungen des Rasters der Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 in Aufsicht. Dabei zeigt 3(a) ein Raster 50 wie es in 2 verwendet ist, bei dem die Rasterelemente 52 und die Rasterzwischenräume 54 ein Schachbrettmuster bilden. Die Abmessung der Rasterelemente und Rasterzwischenräume liegt vorteilhaft zwischen 20 × 20 µm2 und 140 × 140 µm2, die Flächendeckung beträgt 50%. Soll eine davon abweichende Flächendeckung erzeugt werden, kann ein Teil der Rasterelemente 52 entfallen oder ein Teil der Rasterzwischenräume 54 mit Rasterelementen belegt werden. In dieser, aber auch in den nachfolgend beschriebenen Gestaltungen liegt die Flächendeckung des Rasters mit Rasterelementen vorzugsweise zwischen 30% und 70%, insbesondere zwischen 40% und 60%.
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3(b) zeigt ein Raster 50 mit alternierend angeordneten streifenförmigen Rasterelementen 52 und Rasterzwischenräumen 54. Die Breite der Rasterelemente und Rasterzwischenräume liegt vorteilhaft zwischen 20 µm und 140 µm, die Länge ist beliebig und kann mehrere Millimeter oder sogar einige Zentimeter betragen. Die Flächendeckung kann einfach über die relative Breite der Rasterelemente und Rasterzwischenräume eingestellt werden.
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Die Rasterelemente und Rasterzwischenräume können auch andere polygonale Formen oder unregelmäßige Formen aufweisen. Beispielhaft zeigt 3(c) eine Ausgestaltung, bei der die Rasterelemente 52 und Rasterzwischenräume 54 des Rasters 50 durch Dreiecke gebildet sind. Bei dem Raster 50 der 3(d) sind die Rasterelemente 52 und Rasterzwischenräume 54 durch unregelmäßige Formen gebildet. Die Rasterelemente und/ oder Rasterzwischenräume können auch eine zusammenhängende Struktur bilden, wie etwa in 3(d) für die Rasterzwischenräume 54 gezeigt.
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Die 4 bis 7 illustrieren einige visuell attraktive Effekte, die sich mit erfindungsgemäßen Sicherheitselementen verwirklichen lassen. Dabei zeigen die Figuren in (a) und (b) jeweils den Merkmalsbereich eines Sicherheitselements in zwei unterschiedlichen Kippstellungen, beispielsweise nach unten bzw. oben gekippt oder nach links bzw. rechts gekippt.
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Bei dem Sicherheitselement 60 des Ausführungsbeispiels der 4 sind die Neigungswinkel der Mikrospiegel der tiefer liegenden, rot beschichteten Mikrospiegelanordnung 24 so gewählt, dass sie im Merkmalsbereich einen roten Rolling-Bar-Effekt erzeugen, also einen hellen roten Balken 62, der beim Kippen der Banknote je nach Kipprichtung entlang des Merkmalsbereichs des Sicherheitselements 60 auf bzw. ab zu laufen scheint, wie durch die Pfeile in 4(a) und (b) angedeutet. Die Neigungswinkel der Mikrospiegel der höher liegenden, blau beschichteten Mikrospiegelanordnung 34 sind so gewählt, dass sie im Merkmalsbereich gleichzeitig einen gegenläufigen blauen Rolling-Bar-Effekt erzeugen, also einen hellen blauen Balken 64, der beim Kippen des Sicherheitselements jeweils entgegengesetzt zu dem roten Balken der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnungen 24 läuft. Durch die Rasterung der höher liegenden, blauen Farbbeschichtung 36 sind stets, auch in der Überschneidungsstellung, in der beide Balken 62, 64 am selben Ort zu sein scheinen, sowohl der blaue Balken 64 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 als auch der rote Balken 62 der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 sichtbar, so dass die beiden Balken 62, 64 für den Betrachter durcheinander hindurch zu laufen scheinen. Der Höhenunterschied der beiden Mikrospiegelanordnungen 24, 34 liegt im Bereich von einigen Mikrometern oder einigen zehn Mikrometern und ist für den Betrachter daher nicht wahrnehmbar. In fast allen Teilen des Merkmalsbereichs tritt auch in diesem Beispiel für den Betrachter betrachtungswinkelabhängig entweder die Farbbeschichtung der höher liegenden Reliefstruktur oder die Farbbeschichtung der tiefer liegenden Reliefstruktur in Erscheinung. In dem Teil des Merkmalsbereiches, in dem die Balken übereinander liegen, sind zugleich beide Farbbeschichtungen sichtbar. Dass in diesem Teil ein gemischter Farbton entsteht, fällt aufgrund der Bewegung der Balken weniger auf.
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In nicht dargestellten Varianten kann das Sicherheitselement 60 angrenzend oder benachbart zum dargestellten Merkmalsbereich andere optische Effekte zeigen, beispielsweise rechts benachbart ein nicht bewegter - ggf. gewölbter - blauer Randstreifen, links benachbart ein nicht bewegter - ggf. gewölbter - roter Randstreifen und/ oder oberhalb sowie unterhalb (in Aufsicht) benachbart ein nicht bewegter - ggf. gewölbter - lila Randstreifen.
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5 zeigt eine Abwandlung der Gestaltung der 4, bei der die Mikrospiegelanordnungen 24, 34 wieder eine roten bzw. blauen Rolling-Bar-Effekt erzeugen. Im Unterschied zur Gestaltung der 4 sind die beiden farbigen Balken 62, 64 bei dem Sicherheitselement der 5 gegeneinander versetzt und bewegen sich beim Kippen gemeinsam in dieselbe Richtung, wie durch die Pfeile in der Figur angedeutet. Alternativ können sich die Balken 62, 64 auch mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und Amplitude in dieselbe Richtung bewegen, so dass bei der Kippbewegung ein Balken scheinbar von dem anderen Balken überholt wird. Durch die Rasterung der Farbbeschichtung sind stets, auch in der Überschneidungsstellung, in der beide Balken am selben Ort zu sein scheinen, beide Balken sichtbar.
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Das Sicherheitselement 70 der 6 zeigt eine attraktive Kombination aus Farbwechsel mit 3-D- und Bewegungseffekt. Die Neigungswinkel der Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnungen 24 sind dabei so gewählt, dass sie für den Betrachter jeweils zwei ineinander liegende Ringe 72 bzw. 74 mit dreidimensionalem Erscheinungsbild erzeugen, wobei die roten Ringe 72 der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 in einem Betrachtungswinkelbereich von +5° bis +20° sichtbar sind (6(a), entsprechend Betrachtungsposition 40-A in 2), und die blauen Ringe 74 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 in einem Betrachtungswinkelbereich von -5° bis -20° sichtbar sind (6(b), entsprechend Betrachtungsposition 40-B in 2).
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Beim Kippen des Sicherheitselements 70 zeigt sich neben dem dreidimensionalen Erscheinungsbild der Ringe 72, 74 auch ein binärer Farbwechsel von Rot nach Blau und zurück.
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7 zeigt eine Abwandlung der Gestaltung der 6, bei der die Mikrospiegelanordnungen 24, 34 wieder dreidimensional erscheinende Ringe erzeugen, hier allerdings so, dass in einem Betrachtungswinkelbereich von +5° bis +20° der innere rote Ring 72-A der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 und gleichzeitig der äußere blaue Ring 74-B der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 sichtbar sind (7(a)). In einem Betrachtungswinkelbereich von -5° bis -20° sind umgekehrt der äußere rote Ring 72-B der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 und der innere blaue Ring 74-A der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 sichtbar (7(b)). Das Sicherheitselement 70 der 7 zeigt daher jeweils ineinander liegende rote bzw. blaue Ringe mit dreidimensionalem Erscheinungsbild, wobei der äußere und innere Ring beim Kippen des Sicherheitselements jeweils binär die Farbe tauschen.
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Einige vorteilhafte Folienaufbauten erfindungsgemäßer Sicherheitselemente sind in 8 dargestellt. Bei dem Sicherheitselement 80 der 8(a) ist auf den beiden gegenüberliegenden Seiten einer transparenten PET-Trägerfolie 18 jeweils eine transparente Prägelackschicht 22, 32 mit der gewünschten Mikrospiegelprägung 24, 34, der Farbbeschichtung 26, 36 und der transparenten Decklackschicht 28, 38 angeordnet. Das Sicherheitselement 80 ist für Betrachtung von der Seite der Farbbeschichtung 36 ausgelegt, so dass die Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 als Raster mit Rasterelementen 52 und Rasterzwischenräumen 54 ausgebildet ist, durch das der Betrachter auf die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung 24 mit der Farbbeschichtung 26 blickt.
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Das Sicherheitselement 82 der 8(b) weist den bereits bei 2 beschriebenen Schichtaufbau auf. Beide Mikrospiegelprägungen 24, 34 sind auf derselben Seite der Trägerfolie 18 angeordnet, die bei dieser Ausgestaltung nicht transparent sein muss. Auf der Trägerfolie sind in dieser Reihenfolge die erste Prägelackschicht 22 mit der ersten, tiefenliegenden Mikrospiegelprägung 24, die erste Farbbeschichtung 26, die erste transparente Deckschicht 28, die zweite, transparente Prägelackschicht 32 mit der zweiten, höher liegenden Mikrospiegelprägung 34, die zweite Farbbeschichtung 36 und die zweite transparente Deckschicht 38 angeordnet. Das Sicherheitselement 82 ist für Betrachtung von der Seite der Farbbeschichtung 36 ausgelegt, so dass die Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 als Raster mit Rasterelementen 52 und Rasterzwischenräumen 54 ausgebildet ist, durch das der Betrachter auf die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung 24 mit der Farbbeschichtung 26 blickt.
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In anderen Gestaltungen können bei der Herstellung des Sicherheitselements auch zwei Folien 18-A, 18-B eingesetzt werden, die jeweils separat mit einer der Mikrospiegelstrukturen 22-28 bzw. 32-38 versehen und dann geeignet zusammenkaschiert werden.
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Beim dem Sicherheitselement 84 der 8(c) werden die beiden Trägerfolien 18-A, 18-B so zusammenkaschiert, dass die Mikrospiegelstrukturen 22-28 bzw. 32-38 innen liegen. Die Kaschierung 86 kann eine Kaschierfolie umfassen oder auch nur durch einen Kaschierkleber gebildet sein. Bei dieser Gestaltung kann eine oder beide der Trägerfolien 18-A, 18-B nach dem Kaschieren abgezogen werden, um das Sicherheitselement 84 möglichst dünn auszubilden. Insbesondere bei Verwendung einer Kaschierfolie können sogar beide Trägerfolien 18-A, 18-B abgezogen werden, da die Stabilität des Sicherheitselements 84 durch die Kaschierfolie, die dann als flächiger Träger des Sicherheitselements wirkt, gewährleistet ist. Auch das Sicherheitselement 84 ist für Betrachtung von der Seite der Farbbeschichtung 36 ausgelegt, so dass die Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 als Raster mit Rasterelementen 52 und Rasterzwischenräumen 54 ausgebildet ist, durch das der Betrachter auf die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung 24 mit der Farbbeschichtung 26 blickt.
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Beim Sicherheitselement 88 der 8(d) sind die Trägerfolien 18-A, 18-B so zusammenkaschiert, dass eine Mikrospiegelstruktur 22-28 innen und die andere Mikrospiegelstruktur 32-38 außen liegt. Die Kaschierung 86 kann eine Kaschierfolie umfassen oder nur durch einen Kaschierkleber gebildet sein. Die außen liegende Trägerfolie 18-A kann nach dem Kaschieren abgezogen werden, um das Sicherheitselement 88 möglichst dünn auszubilden. Auch hier ist die Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 als Raster mit Rasterelementen 52 und Rasterzwischenräumen 54 ausgebildet, um dem Betrachter den Blick auf die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung 24 mit der Farbbeschichtung 26 zu ermöglichen.
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Eine weitere, in den Figur nicht gezeigte Variante besteht schließlich darin, die Trägerfolien so zusammen zu kaschieren, beide Mikrospiegelstrukturen 22-28 bzw. 32-38, 52, 54 außen liegen.
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Wie weiter oben bereits genauer erläutert, können die Farbbeschichtungen 26, 36 nicht nur durch lasierende Farben, sondern beispielsweise auch durch Metallisierungen, durch Dünnfilmaufbauten, durch mit einer Metallisierung hinterlegte lasierende Farben, durch Lumineszenzfarben mit metallischer Verspiegelung, durch Strukturfarben oder durch Nanopartikelfarben gebildet sein.
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Die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente können neben dem beschriebenen Merkmalsbereich mit gerasterter Farbbeschichtung auch Teilbereiche mit anderen Effekten, beispielsweise einer Farbe-zu-Effekt-Passerung oder einer Negativkennzeichnungen aufweisen.
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Bei dem hierzu beispielhaft gezeigten Sicherheitselement 90 der 9 sind zur Vereinfachung nur die Mikrospiegelstrukturen 22-28 und 32-38 ohne Trägerfolien oder weitere Schichten des Schichtaufbaus abgebildet. Das Sicherheitselement 90 enthält einen Merkmalsbereich 92, in dem die Mikrospiegelanordnungen 24, 34 und Farbbeschichtungen 26, 36 wie oben beschrieben ausgebildet sind und insbesondere die Farbbeschichtung 36 in Form eines Rasters mit kleinen Rasterelementen 52 und Rasterzwischenräumen 54 ausgebildet ist.
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Zusätzlich zu dem Merkmalsbereich 92 weist das Sicherheitselement 90 einen Kennzeichenbereich 94 mit einer Farbe-zu-Effekt-Passerung auf. Dort ist in einem ersten Teilbereich 94-A ein sich scheinbar aus der Ebene des Sicherheitselements 90 herauswölbendes Motiv oder ein Bewegungseffekt mit einer ersten Farbe, beispielsweise Blau, sichtbar. Innerhalb des blauen Motivs ist in einem zweiten Teilbereich 94-B ein Bewegungseffekt mit einer zweiten Farbe sichtbar, beispielsweise ein roter Rolling-Bar-Effekt. Als Besonderheit sind die Bereiche unterschiedlicher Farbe (Rot bzw. Blau) und unterschiedlicher Effekte (herauswölbendes Motiv bzw. laufender Balken) exakt zueinander gepassert.
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Hierzu weist die Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 im Teilbereich 94-B eine großflächige Aussparung 96 mit einer Abmessung von mehr als 140 µm, insbesondere von mehr als 300 µm auf. Im Bereich der Aussparung 96 entfalten die Mikrospiegel durch den fehlenden Brechungsindexunterschied zwischen den Lackschichten 32, 38 keine optische Wirkung, so dass der Betrachter durch diese Lackschichten hindurch auf die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung 24 mit ihrer roten Farbbeschichtung 26 blickt. Außerhalb der Aussparung 96 wird der visuelle Eindruck des Kennzeichenbereichs 94 dagegen von der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 mit ihrer blauen Farbbeschichtung 36 bestimmt.
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Ein Betrachter nimmt daher außerhalb der Aussparung 96, also im Teilbereich 94-A, das von der Mikrospiegelanordnung 34 erzeugte blaue Motiv wahr, während innerhalb der Aussparung 96, im Teilbereich 94-B, der rote Rolling-Bar-Effekt der Mikrospiegelanordnung 24 in Erscheinung tritt. Der Höhenunterschied der beiden Mikrospiegelanordnungen 24, 34 liegt im Bereich von einigen Mikrometern oder einigen zehn Mikrometern und ist für den Betrachter daher nicht wahrnehmbar. Die beiden verschiedenfarbigen Motive und die unterschiedlichen Effekte der Teilbereiche 94-A, 94-B scheinen daher für den Betrachter in exaktem Passer nebeneinander angeordnet zu sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 10 weist das Sicherheitselement 100 neben einem Merkmalsbereich 92 der oben beschriebenen Art auch Teilbereiche 102 auf, in denen die Farbbeschichtungen 26, 36 beider Mikrospiegelanordnungen 24, 34 ausgespart sind (Aussparungen 96 bzw. 104), so dass das Sicherheitselement 100 in diesen Bereichen keinen der Farbeindrücke der beiden Farbbeschichtungen zeigt.
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Die Form der Teilbereiche 102 bildet ein Negativkennzeichen, insbesondere eine Negativschrift, welche bei einer zumindest transluzenten Ausgestaltung der weiteren Schichten des Sicherheitselements 100 besonders gut im Durchlicht erkennbar ist. In den Teilbereichen 102 sind die Aussparungen 104 der Farbbeschichtung 26 der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 mit einer etwas größeren Fläche ausgebildet als die zugehörigen Aussparungen 96 in der Farbbeschichtung 36, um Registerschwankungen zwischen den beiden Prägestrukturen 24, 34 aufzufangen. Die Linienstärken der übereinander liegenden Aussparungen 96, 104 sind größer als 100 µm, insbesondere größer als 300 µm, um eine gute Erkennbarkeit der Negativkennzeichen zu gewährleisten.
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Auch farbige Negativkennzeichen können vorgesehen sein. Hierzu kann beispielsweise die Farbbeschichtung 26 der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 mehrschichtig, beispielsweise durch eine mit einer Metallisierung hinterlegten lasierenden Farbe ausgebildet sein. In den Negativkennzeichnungs-Teilbereichen ist dann neben der Farbbeschichtung 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 auch die Metallisierung der Farbbeschichtung 26 der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 24 ausgespart, die lasierende Farbe aber erhalten. Die Negativkennzeichnung erscheint dann aufgrund der dort fehlenden Metallisierung farbig und transluzent.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Banknote
- 12
- Sicherheitselement
- 14-A
- herauswölbendes Motiv „10“
- 14-B
- herauswölbendes Motiv „Wappen“
- 16
- Kipprichtung
- 18
- Träger
- 18-A, 18-B
- Trägerfolien
- 20
- reflektiver Flächenbereich
- 22, 32
- Prägelackschicht
- 24, 34
- Mikrospiegelanordnung
- 26,36
- Farbbeschichtung
- 28,38
- Decklackschicht
- 40
- Betrachter
- 40-A, 40-B
- Betrachtungspositionen
- 50
- Raster
- 52
- Rasterelemente
- 54
- Rasterzwischenräume
- 60
- Sicherheitselement
- 62, 64
- Balken
- 70
- Sicherheitselement
- 72, 72-A, 72-B
- rote Ringe
- 74, 74-A, 74-B
- blaue Ringe
- 80, 82, 84
- Sicherheitselement
- 86
- Kaschierung
- 88
- Sicherheitselement
- 90
- Sicherheitselement
- 92
- Merkmalsbereich
- 94
- Kennzeichenbereich
- 94-A, 94-B
- Teilbereiche
- 96
- großflächige Aussparung
- 100
- Sicherheitselement
- 102
- Teilbereiche mit Negativkennzeichen
- 104
- Aussparungen