-
Die
Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen. Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen
Sicherheitselements, ein Sicherheitspapier sowie einen Wertgegenstand,
der mit einem solchen Sicherheitselement ausgestattet ist.
-
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.
-
Die
Sicherheitselemente können
beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens,
eines Aufreißfadens
für Produktverpackungen,
eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens oder eines selbsttragenden
Transferelements ausgebildet sein, wie einem Patch oder einem Etikett, das
nach seiner Herstellung auf ein Wertdokument aufgebracht wird.
-
Um
die Nachstellung der Sicherheitselemente selbst mit hochwertigen
Farbkopiergeräten
zu verhindern, weisen die Sicherheitselemente vielfach optisch variable
Elemente auf, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln
einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln und etwa einen unterschiedlichen
Farbeindruck oder unterschiedliche graphische Motive zeigen.
-
In
diesem Zusammenhang ist bekannt, Sicherheitselemente mit Sicherheitsmerkmalen
in Form beugungsoptisch wirksamer Mikro- und Nanostrukturen auszustatten,
wie z. B. mit konventionellen Prägehologrammen
oder Gitterstrukturen, wie Kinegram® und
Pixelgram und dergleichen. Der Fälschungsschutz
dieser Elemente beruht auf dem vom Betrachtungswinkel abhängigen Farbspiel,
das diese Elemente zeigen. Derartige Sicherheitselemente werden
häufig
in Form von Folienstreifen oder Folienetiketten auf der Oberfläche von
Wertdokumenten aufgebracht.
-
Die
Druckschrift
EP 0 330
733 A1 beschreibt derartige beugungsoptische Strukturen
im Zusammenhang mit Sicherheitsfäden.
Die beugungsoptischen Strukturen liegen hier beispielsweise direkt
als Prägungen
im Trägermaterial
eines Kunststofffadens vor oder in einer zusätzlichen Schicht. Die bei Reflexionshologrammen
oder Gittern vorhandene reflektierende Metallschicht kann für die Erzeugung
eines im Durchlicht sichtbaren Schriftzuges oder Musters unterbrochen
sein.
-
Als
Absicherung gegen Fälschungen
von Wertdokumenten sind ferner auch Sicherheitselemente bekannt,
bei denen ein dreidimensionales Hologramm und eine zweidimensionale
Beugungsstruktur überlagert
sind. Ein Verfahren zur Herstellung derartiger „2D-/3D-Hologramme" ist beispielsweise
in der Druckschrift
EP
0 064 067 A1 beschrieben.
-
Da
derartige Hologramme inzwischen nicht nur als Sicherheitselement,
sondern in sicherheitstechnisch unkritischen Anwendungen häufig rein
dekorativ Verwendung finden, lässt
die Aufmerksamkeit des Betrachters gegenüber als Sicherheitselementen eingesetzten
Hologrammen nach. Der visuelle Effekt wird vom Betrachter nicht
mehr als Sicherheitsmerkmal, sondern zunehmend als bloße Designvariante aufgefasst,
so dass der Nutzen solcher Sicherheitsmerkmale als Fälschungsschutz
abnimmt. Des Weiteren lassen sich die dadurch erzeugten Bildeindrücke nur
unter bevorzugten Betrachtungsrichtungen und unter bestimmten Lichtverhältnissen
wahrnehmen. Insbesondere bei schlechten Lichtverhältnissen ist
die Erkennbarkeit der holographisch erzeugten Motive stark eingeschränkt.
-
Es
ist auch bekannt, Linsensysteme als Sicherheitsmerkmale einzusetzen.
So ist beispielsweise in der
EP 0 238 043 A2 ein Sicherheitsfaden aus einem
transparenten Material beschrieben, auf dessen Oberfläche ein
Raster aus mehreren parallel laufenden Zylinderlinsen eingeprägt ist.
Die Dicke des Sicherheitsfadens ist dabei so gewählt, dass sie in etwa der Fokuslänge der
Zylinderlinsen entspricht. Auf der gegenüberliegenden Oberfläche ist
ein Druckbild registergenau aufgebracht, wobei das Druckbild unter
Berücksichtigung
der optischen Eigenschaften der Zylinderlinsen gestaltet ist. Aufgrund der
fokussierenden Wirkung der Zylinderlinsen und der Lage des Druckbilds
in der Fokusebene sind je nach Betrachtungswinkel unterschiedliche
Teilbereiche des Druckbilds sichtbar. Durch entsprechende Gestaltung
des Druckbilds können
damit Informationen eingebracht werden, die jedoch lediglich unter bestimmten
Blickwinkeln sichtbar sind. Durch entsprechende Ausgestaltung des
Druckbilds können zwar
auch „bewegte" Bilder erzeugt werden.
Das Motiv bewegt sich bei Drehung des Dokuments um eine zu den Zylinderlinsen
parallel laufende Achse allerdings nur annähernd kontinuierlich von einem
Ort auf dem Sicherheitsfaden zu einem anderen Ort.
-
Davon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Sicherheitselement
mit hoher Fälschungssicherheit
anzugeben, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
-
Diese
Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des
Hauptanspruchs gelöst.
Ein Herstellungsverfahren für
das Sicherheitselement, ein Sicherheitspapier sowie einen Wertgegenstand
mit einem solchen Sicherheitselement sind in den nebengeordneten
Ansprüchen
angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Gemäß der Erfindung
weist das Sicherheitselement wenigstens ein erstes und ein zweites
Echtheitsmerkmal auf. Das erste Echtheitsmerkmal umfasst dabei eine
erste Anordnung mit einer Vielzahl von linsenförmigen Elementen, die in einem
ersten Raster vorliegen, sowie eine zweite Anordnung mit einer Vielzahl
von mikroskopischen Strukturen, die in einem zweiten Raster vorliegen.
Die erste und die zweite Anordnung sind zueinander derart angeordnet,
dass die mikroskopischen Strukturen der zweiten Anordnung bei Betrachtung
durch die linsenförmigen
Elemente der ersten Anordnung in Vergrößerung zu sehen sind. Neben
einem derartigen Vergrößerungseffekt
kann das erfindungsgemäße Sicherheitselement
eine charakteristische Tiefe bzw. ein dreidimensionales Erscheinungsbild
sowie Bewegungseffekte zeigen, die weiter unten im Detail erläutert sind.
Das zweite Echtheitsmerkmal ist maschinell und/oder visuell prüfbar und
wird durch die erste Anordnung des ersten Echtheitsmerkmals nicht
beeinflusst.
-
Die
mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement
erzeugten Bilder können
in einem weiten Bereich von Betrachtungswinkeln und unter im Wesentlichen
allen üblichen
Lichtverhältnissen
deutlich wahrgenommen werden und stellen zudem ein optisch sehr
ansprechendes Sicherheitselement bereit. Durch die sehr einprägsamen,
neuartigen optischen Effekte wird das Augenmerk des Betrachters noch
stärker
auf das Sicherheitselement gezogen.
-
Um
den Vergrößerungseffekt,
die charakteristische Tiefe bzw. das dreidimensionale Erscheinungsbild
sowie die Bewegungseffekte der Erfindung zu erzielen, sind die erste
und zweite Anordnung mit Vorteil so ausgestaltet, dass die Ortsfrequenzen
des ersten und zweiten Rasters geringfügig unterschiedlich sind. Dies
kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das erste Raster
und zweite Raster der ersten bzw. zweiten Anordnung eine geringfügig unterschiedliche
Rasterweite aufweisen. Die Rasterweite der beiden Raster liegt dabei
zweckmäßig in der
gleichen Größenordnung
vor.
-
Gemäß einer
alternativen Ausgestaltung können
die erste und zweite Anordnung auch so ausgestaltet sein, dass das
erste Raster und das zweite Raster eine im Wesentlichen identische
Rasterweite aufweisen. Dadurch lassen sich Wechselbildeffekte erzielen,
die weiter unten im Detail erläutert
sind. Gemäß einer
speziellen Ausführungsform
können
das erste und zweite Raster eine im Wesentlichen identische Rasterweite
aufweisen, wobei die Raster gegeneinander geringfügig gedreht
angeordnet sind.
-
Die
linsenförmigen
Elemente der ersten Anordnung bzw. die mikroskopischen Strukturen
der zweiten Anordnung sind vorzugsweise in einem Raster mit festen
geometrischen Beziehungen und Beabstandungen zueinander angeordnet.
Insbesondere die linsenförmigen
Elemente der ersten Anordnung weisen dabei eine möglichst
hohe Flächendeckung auf.
-
In
einer bevorzugten Ausgestaltung liegt die Rasterweite des ersten
und zweiten Rasters zwischen ungefähr 3 μm und ungefähr 50 μm, vorzugsweise zwischen ungefähr 5 μm und ungefähr 35 μm, besonders
bevorzugt zwischen ungefähr
10 μm und ungefähr 20 μm. Die vorstehenden
Abmessungen gewährleisten
unter anderem, dass sich ein Sicherheitselement mit Abmessungen
herstellen lässt,
mit denen es insbesondere für
die Verwendung in einem Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen geeignet
ist. Ein solches Sicherheitselement weist vorzugsweise eine Gesamtdicke
von weniger als 50 μm
auf.
-
Zur
Erzielung zusätzlicher
Effekte kann die erste Anordnung in einer Variante der Erfindung
auch derart ausgestaltet sein, dass sie eine Kombination von linsenförmigen Elementen
unterschiedlicher Größe und Rasterweite
umfasst.
-
Um
eine automatische Echtheitsprüfung
und gegebenenfalls eine weitergehende sensorische Erfassung und
Bearbeitung der mit dem Sicherheitselement ausgestatteten Wertgegenstände zu ermöglichen,
umfasst das zweite Echtheitsmerkmal vorzugsweise eine maschinenlesbare
Schicht. Die maschinenlesbare Schicht enthält mit Vorteil maschinenlesbare
Merkmalstoffe, insbesondere reflektierende, magnetische, elektrisch
leitfähige,
phosphoreszierende, fluoreszierende oder sonstige lumineszierende
Stoffe.
-
Gemäß einer
bevorzugten Variante kann die maschinenlesbare Schicht durch eine
Schicht aus hochbrechendem Material gebildet sein. Alternativ kann
die maschinenlesbare Schicht auch durch eine opake, gerasterte oder
eine sehr dünne,
semitransparente Metallschicht gebildet sein.
-
In
einer Weiterbildung der Erfindung enthält das zweite Echtheitsmerkmal
eine zweidimensionale Information. Die zweidimensionale Information
kann eine motivbildende Schicht umfassen, die in Form von Zeichen,
Mustern oder Codierungen vorliegt und/oder Aussparungen in Form
von Zeichen, Mustern oder Codierungen aufweist. Die motivbildende Schicht
ist dabei zweckmäßig als
eine Reflexionsschicht, vorzugsweise eine Metallschicht, oder eine Druckschicht
ausgebildet.
-
In
einer bevorzugten Variante können
gezielt Aussparungen in die Metallschicht eingebracht sein. Dabei
kann es sich beispielsweise um ein beliebiges Muster, eine Codierung
oder um Textinformationen handeln. Die Aussparungen werden vorzugsweise mittels
eines in der WO 99/13157 A1 beschriebenen Waschverfahrens oder eines
der zahlreichen, in derselben Druckschrift genannten Demetallisierungsverfahren
hergestellt. Beim Waschverfahren wird der zu entfernende Teilbereich
der Metallschicht mit einer porösen,
löslichen
Druckfarbe bedruckt, die in einem späteren Verfahrensschritt mit
der in diesem Teilbereich erzeugten Metallschicht unter Verwendung
eines Lösungsmittels
wieder entfernt wird. Das Waschverfahren bietet den Vorteil, dass
die Aussparungen mit besonderer Konturenschärfe erzeugbar sind.
-
Grundsätzlich kommen
aber auch andere Verfahren zur Entfernung von Teilbereichen der
Metallschicht infrage. So lassen sich Aussparungen in der Metallschicht
unter Verwendung einer ätzenden Druckfarbe
erzeugen, mit deren Hilfe ein Druckbild auf die Metallschicht aufgedruckt
wird. Alternativ kann auf die Metallschicht mit Ausnahme der später zu entfernenden
Bereiche eine Schutzschicht aufgedruckt werden und die Metallschicht
dann in den ungeschützten
Bereichen entfernt, z. B. weggeätzt, werden.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden Aussparungen dadurch
erzeugt, dass die entsprechenden Bereiche unmittelbar vor der Vakuumaufdampfung
der Metallschicht mit einem flüchtigen Öl bedruckt
werden. An den ölbedruckten
Stellen scheidet sich dann im Vakuumaufdampfungsverfahren kein Metall
ab. Weitere bevorzugte Möglichkeiten zur
Erzeugung von Aussparungen in der Metallschicht bieten die Laserabtragung
oder das Verfahren der Elektroerosion.
-
Anstelle
einer Metallschicht kann die Reflexionsschicht auch durch ein reflektierendes
Dünnschichtelement
gebildet sein. Das Dünnschichtelement
kann dabei mit Vorteil eine Reflexionsschicht, eine Absorberschicht
und eine zwischen der Reflexionsschicht und der Absorberschicht
angeordnete dielektrische Abstandsschicht umfassen. In der Reflexionsschicht
können
zudem auch Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen vorgesehen
sein, die transparente oder semitransparente Bereiche in dem Dünnschichtelement
bilden.
-
In
einer Weiterbildung der Erfindung liegen die mikroskopischen Strukturen
der zweiten Anordnung in Form von Mikrozeichen oder Mikromustern vor.
Die mikroskopischen Strukturen können
dabei insbesondere gedruckt sein. In einer alternativen Ausgestaltung
können
die mikroskopischen Strukturen geprägte Mikrostrukturen, insbesondere
linsenförmige
Elemente, umfassen.
-
Zur
Erzeugung der linsenförmigen
Elemente der ersten Anordnung bzw. der geprägten Mikrostrukturen der zweiten
Anordnung kommen unterschiedliche Verfahren zur Anwendung. Insbesondere können mithilfe
klassischer Techniken der Halbleitertechnologie (Photolithographie,
Elektronenstrahllithographie) geeignete Strukturen in Resistmaterialien
belichtet, eventuell veredelt, galvanisch abgeformt und zur Fertigung
von Prägewerkzeugen
für die
Folienprägung
verwendet werden. Besonders geeignet zur Herstellung großer Flächen sind
die bekannten Verfahren zur Prägung
in thermoplastische Folien oder in mit strahlungshärtenden
Lacken beschichteten Folien. Alternativ sind auch Techniken bekannt, Mikrolinsensysteme
durch Ink-Jet-Druckverfahren oder
durch Selbstorganisationsprozesse von Mikropartikeln auf Oberflächen aufzubringen.
-
Die
erste und die zweite Anordnung sind mit Vorteil derart angeordnet,
dass die als Erhebungen ausgebildeten linsenförmigen Elemente der ersten Anordnung
und geprägten
Mikrostrukturen der zweiten Anordnung in die gleiche Richtung zeigen.
Die geprägten
Mikrostrukturen umfassen mit Vorteil linsenförmige Elemente, die einen sphärischen,
trapezförmigen
oder dreieckigen Querschnitt haben, und/oder weisen eine Basisfläche in Form
von Zeichen, Mustern oder Codierungen auf. Vorzugsweise besitzen
die linsenförmigen
Elemente der ersten und gegebenenfalls der zweiten Anordnung kreisförmige oder
elliptische Basisflächen.
-
In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind das erste und
zweite Echtheitsmerkmal derart zueinander angeordnet, dass ein visuell
erkennbarer 2D-/3D-Effekt entsteht. Die mikroskopischen Strukturen
umfassen dabei zweckmäßig linsenförmige Elemente,
die mit einer das zweite Echtheitsmerkmal bereitstellenden Reflexionsschicht, vorzugsweise
einer Metallschicht beschichtet sind. Zur Erhöhung des Fälschungsschutzes bietet es
sich an, in der Reflexionsschicht Aussparungen in Form von Zeichen,
Mustern oder Codierungen vorzusehen.
-
Die
linsenförmigen
Elemente der ersten Anordnung und/oder mikroskopischen Strukturen
der zweiten Anordnung sind bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement mit
Vorteil auf einem Trägermaterial
angeordnet. Um die erste und zweite Anordnung zueinander hinsichtlich
eines geeigneten, auf die Brennweite der ersten Anordnung abgestimmten Abstands
auszurichten, kann eine Abstandsschicht und/oder Klebstoffschicht
vorgesehen sein. Eine solche Abstandsschicht kann im Falle von geprägten, linsenförmigen Elementen
durch das Trägermaterial gebildet
werden.
-
Die
erfindungsgemäßen linsenförmigen Elemente
können
als transmissive, refraktive oder diffraktive Linsen oder als eine
Mischform daraus vorliegen. Alternativ können die linsenförmigen Elemente durch
Polymer- oder Glaskugeln gebildet werden, die bis zu einer gewissen
Höhe in
Lack eingebettet sind.
-
Bei
Verwendung von refraktiven Linsen sollte zwischen dem Brechungsindex
der Linsen und dem der angrenzenden Umgebung ein genügend großer Unterschied
bestehen, um eine Linsenwirkung zu erzielen. Da Linsen typischerweise
aus Lacken mit einem Brechungsindex von 1,2 bis 1,5 hergestellt
werden, ist die Wirkung der Linsen stark, wenn die an die Linsen
angrenzende Schicht durch Luft mit einem Brechungsindex von 1 bereitgestellt
wird. Freiliegende Linsen weisen allerdings den Nachteil auf, dass diese
sich einerseits leicht abformen lassen und andererseits im Umlauf
der mit dem Sicherheitselement versehenen Wertgegenstände durch
Einwirkung von Schmutz, Chemikalien oder mechanischen Einflüssen leiden
können.
-
Es
ist daher oftmals wünschenswert,
die Linsen einzubetten. Dazu können
insbesondere hochbrechende Schutzschichten verwendet werden, welche
Brechungsindizes aufweisen, die sich um wenigstens 0,3 von dem Brechungsindex
der Linsen unterscheiden. Es bieten sich hierfür z.B. Lacke an, die mit Nanopartikeln
aus Titanoxid gefüllt
sind. Solche und ähnliche
Systeme mit Brechungsindizes zwischen 1, 7 und 2 sind kommerziell
erhältlich.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die linsenförmigen Elemente
mit einer Reflexionsschicht versehen und wirken so als eine Art
Hohlspiegel.
-
Bevorzugt
ist das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden, ein Aufreißfaden,
ein Sicherheitsband, ein Sicherheitsstreifen, ein Patch oder ein
Etikett zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder
dergleichen. Beispielsweise kann das Sicherheitselement in einer
bevorzugten Ausgestaltung transparente oder freitragende Bereiche
(Löcher) überspannen,
wobei seine auf beiden Seiten unterschiedlichen optischen Erscheinungsbilder
von beiden Seiten sichtbar werden.
-
Die
Erfindung enthält
auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements der
oben beschriebenen Art, bei dem ein erstes Echtheitsmerkmal durch
Kombination einer ersten und einer zweiten Anordnung gebildet wird.
Die erste Anordnung mit einer Vielzahl von in einem ersten Raster vorliegenden
linsenförmigen
Elementen wird über
einer zweiten Anordnung mit einer Vielzahl von in einem zweiten
Raster vorliegenden mikroskopischen Strukturen derart angeordnet,
dass die mikroskopischen Strukturen der zweiten Anordnung bei Betrachtung
durch die linsenförmigen
Elemente der ersten Anordnung in Vergrößerung zu sehen sind. Das erste
Echtheitsmerkmal wird ferner wenigstens mit einem zweiten Echtheitsmerkmal
kombiniert, das maschinell und/oder visuell prüfbar ist und durch die erste
Anordnung des ersten Echtheitsmerkmals nicht beeinflusst wird.
-
Ein
Sicherheitspapier für
die Herstellung von Sicherheitsdokumenten, wie Banknoten, Ausweiskarten
oder dergleichen, ist bevorzugt mit einem Sicherheitselement der
oben beschriebenen Art ausgestattet. Insbesondere kann das Sicherheitspapier
ein Trägersubstrat
aus Papier oder Kunststoff umfassen.
-
Die
Erfindung enthält
auch einen Wertgegenstand, wie einen Markenartikel, ein Wertdokument oder
dergleichen, der mit einem oben beschriebenen Sicherheitselement
versehen ist. Der Wertgegenstand kann insbesondere ein Sicherheitspapier,
ein Wertdokument oder eine Produktverpackung sein.
-
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. Unter dem Begriff „Sicherheitspapier" wird die noch nicht
umlauffähige
Vorstufe zu einem Wertdokument verstanden, die neben dem Sicherheitselement
weitere Echtheitsmerkmale, wie z.B. im Volumen vorgesehene Lumineszenzstoffe, aufweisen
kann. Sicherheitspapier liegt üblicherweise
in quasi endloser Form vor und wird zu einem späteren Zeitpunkt weiterverarbeitet.
-
Weitere
Ausführungsbeispiele
sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren
erläutert,
bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue
Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung einer Banknote mit einem eingebetteten
Sicherheitsfaden und einem aufgeklebten Sicherheitselement,
-
2 in
(a) einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement und
in (b) eine Explosionsdarstellung einer ersten und zweiten Anordnung
dieses Sicherheitselements,
-
3 ein
Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt,
-
4 eine
Aufsicht auf eine zweite Anordnung des Sicherheitselements von 3,
-
5 ein
Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt,
-
6 ein
Sicherheitselement nach einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt,
-
7 eine
Explosionsdarstellung einer ersten Anordnung und einer zweiten,
als Mikrotextraster ausgestalteten Anordnung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements,
-
8 eine
Aufsicht auf die zweite Anordnung des Sicherheitselements von 7,
-
9 in (a) und (b) Schritte zur Herstellung mikroskopischer
Strukturen für
die zweite Anordnung eines Sicherheitselements nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
-
10 ein
Sicherheitselement mit nach dem Ausführungsbeispiel der 9 herstellbaren mikroskopischen Strukturen
im Querschnitt,
-
11 ein
Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt,
-
12 ein
Sicherheitselement nach einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt,
-
13 ein
Sicherheitselement nach einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt,
-
14 ein
Sicherheitselement nach einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt,
-
15 ein
Sicherheitselement nach einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt,
-
16 ein
als Transferelement ausgestaltetes Sicherheitselement nach einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung im Querschnitt,
-
17 ein
doppelseitiges Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
-
18 in (a) einen Querschnitt durch ein
erfindungsgemäßes Sicherheitselement,
in (b) und (c) Aufsichten auf spezielle Ausgestaltungen der mikroskopischen
Strukturen der zweiten Anordnung dieses Sicherheitselements,
-
19 ein
Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt,
-
20 ein
Sicherheitselement nach einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt,
-
21 ein
Sicherheitselement nach einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt, und
-
22 ein
Sicherheitselement nach einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt.
-
Die
Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote näher erläutert. 1 zeigt
dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 1 mit
zwei Sicher heitselementen 2 und 6, die jeweils
nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung gebildet sind. Das erste Sicherheitselement stellt
einen Sicherheitsfaden 2 dar, der in bestimmten Fensterbereichen 4 an
der Oberfläche
der Banknote 1 hervortritt, während er in den dazwischen
liegenden Bereichen im Inneren der Banknote 1 eingebettet
ist. Das zweite Sicherheitselement ist durch ein aufgeklebtes Sicherheitselement 6 beliebiger
Form gebildet.
-
Zur
Erläuterung
des erfindungsgemäßen Prinzips
zeigt 2 schematisch den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements 10 im
Querschnitt (2(a)) sowie zur besseren Übersicht
in Explosionsdarstellung (2(b)). Das
Sicherheitselement 10 kann beispielsweise in Form eines
Sicherheitsfadens vorliegen. Es ist allerdings im Rahmen der Erfindung
ebenso möglich,
dem Sicherheitselement jede beliebige andere Umrissform zu geben.
-
Auf
einem Trägersubstrat 14,
beispielsweise einer PET-Folie, ist in einen strahlungshärtenden Lack,
z. B. einen UV-Lack, eine Linsenanordnung 12 eingeprägt. Die
Linsenanordnung 12 weist eine Vielzahl von sphärischen
linsenförmigen
Elementen bzw. Mikrolinsen 112 auf, die in einem Raster
mit fester Geometrie, z.B. einem hexagonalen Raster angeordnet sind.
Die Mikrolinsen liegen in Form einer konvexen Erhebung vor und wirken
als konvexe Linsen, wenn das Sicherheitselement aus der Richtung
der Linsenanordnung 12 betrachtet wird. Im Beispiel weisen
die Mikrolinsen der Linsenanordnung 12 eine Linsenapertur
von 10 μm,
einen Linsenradius von ungefähr
12 μm sowie
einen Linsenabstand von 11 μm auf.
-
Die
Linsenanordnung 12 ist zusammen mit dem Trägersubstrat 14 über eine
Klebstoffschicht 11 mit einer Anordnung von mikroskopischen
Strukturen bzw. einer Mikrostrukturanordnung 16 verbunden, die
auf einem Träger substrat 18 vorliegt
und zusammen mit der Linsenanordnung 12 ein erstes Echtheitsmerkmal
bildet. Auch die Mikrostrukturanordnung 16 weist im Beispiel
sphärische
linsenförmige Elemente
bzw. Mikrolinsen 116 auf, die in der gleichen geometrischen
Anordnung wie die Linsenanordnung 12, d.h. in einem hexagonalen
Raster, angeordnet sind. Im Beispiel weisen die Mikrolinsen 116 auch
die gleichen geometrischen Abmessungen auf wie die Mikrolinsen 112.
Der Abstand a der ersten Linsenanordnung 12 von der Mikrostrukturanordung bzw.
zweiten Linsenanordnung 16 liegt vorzugsweise in der Größenordnung
der Brennweite der Mikrolinsen 112 der ersten Linsenanordnung.
Selbstverständlich
können
die Mikrolinsen 112 und 116 statt in einem hexagonalen
Raster alternativ auch in polygonalen Rastern, wie z.B. dreieckigen
oder rechteckigen Rastern, angeordnet sein.
-
Wie
in 2(a) angedeutet ist, unterscheidet
sich der zwischen den einzelnen Mikrolinsen 112 in der
Schnittebene vorliegende Abstand von dem zwischen den Mikrolinsen 116 vorliegenden
Abstand. Ein solcher geringfügiger
Unterschied in den Ortsfrequenzen der Mikrolinsen 112, 116 der
ersten und zweiten Linsenanordnung 12 bzw. 16 dient,
wie nachstehend im Detail erläutert,
zur Erzeugung des gewünschten
Moiré-Vergrößerungseffekts.
Es wird an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass die Darstellung
in den Figuren aus Gründen
der besseren Anschaulichkeit keine maßstabs- und proportionsgetreue
Wiedergabe des erfindungsgemäßen Sicherheitselements
zeigt.
-
Der
Unterschied in den Ortsfrequenzen kann beispielsweise dadurch erzeugt
werden, dass die Raster der ersten und zweiten Linsenanordnung 12, 16 eine
im Wesentlichen identische Rasterweite aufweisen, gegeneinander
jedoch geringfügig
gedreht bzw. rotiert angeordnet sind. In diesem Fall stimmt der
tatsächliche
Linsenabstand der Mikrolinsen 116 der zweiten Linsenanord nung 16 mit
dem der Mikrolinsen 112 der ersten Linsenanordnung 12 überein. Alternativ
kann dieser Effekt auch dadurch erzeugt werden, dass die erste und
die zweite Linsenanordnung 12, 16 einen geringfügig abweichenden
Linsenabstand aufweisen. Entscheidend ist lediglich, dass sich die
Ortsfrequenzen der beiden Raster geringfügig unterscheiden. Darüber hinaus
ist zu berücksichtigen,
dass die Vergrößerungswirkung
zunimmt, je kleiner der Unterschied in der Rasterweite ist. Die
Mikrolinsen 116 der zweiten Linsenanordnung 16 werden
also abhängig
von ihrer Ortsfrequenz mehr oder weniger durch die Mikrolinsen 112 vergrößert. Je nach
erwünschter
Vergrößerungswirkung
kann somit ein geeigneter Unterschied in den Ortsfrequenzen der
Mikrolinsen 112, 116 vorgesehen werden.
-
Die
Mikrolinsen 116 der Linsenanordnung 16 sind mit
einer durchgehenden Metallschicht 15 versehen, die beispielsweise
aufgedampft ist. Betrachtet man das Sicherheitselement 10 aus
Richtung der Seite der ersten Linsenanordnung 12, wirken
die Mikrolinsen 116 somit nicht als Linsen im eigentlichen Sinne,
sondern als reflektierende Elemente bzw. Mikrostrukturen, die abhängig von
dem Ort und Winkel des auftreffenden Lichts unterschiedlich stark
reflektieren. Durch Aufbringen der Metallschicht 15 erhält man zudem
ein zweites Echtheitsmerkmal in Form einer leitfähigen Schicht, wobei das Echtheitsmerkmal maschinell überprüft werden
kann.
-
Die
Metallschicht 15 kann auch als semitransparente Metallschicht
ausgebildet sein. Eine solche semitransparente Metallschicht kann
beispielsweise durch eine sehr dünne
Metallschicht oder eine gerasterte Metallschicht hergestellt werden.
-
Zum Übertragen
des Sicherheitselements 10 auf ein Sicherheitspapier bzw.
zur Verbesserung der Haftung eines als Sicherheitsfaden ausgestalteten Sicherheitselements
kann ferner ein aktivierbarer Kleber 17 auf das Trägersubstrat 18 der
zweiten Linsenanordnung aufgebracht sein.
-
Der
Aufbau eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements
in einer weiteren Ausgestaltung wird nun mit Bezug auf die 3 und 4 näher erläutert. 3 stellt
dabei einen Querschnitt durch das Sicherheitselement 20 dar, 4 zeigt
eine Aufsicht auf eine zweite Linsenanordnung 16 des Sicherheitselements 20.
-
Das
in den 3 und 4 dargestellte erfindungsgemäße Sicherheitselement 20 entspricht im
Aufbau im Wesentlichen dem Sicherheitselement 10 aus 2.
Allerdings ist hier zur Erhöhung
des Fälschungsschutzes
als weiteres Echtheitsmerkmal eine Aussparung 30 in der
Metallschicht 15 vorgesehen, welche in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
eine konkrete Information im Klartext zeigt, nämlich den Buchstaben „B". Es sind vielfältige Verfahren
bekannt, um derartige Aussparungen zu erzeugen. Bevorzugt wird jedoch
die Erzeugung der Aussparung im Waschverfahren, wie in der Druckschrift
WO 99/13157 A1 beschrieben. Die Aussparungen 30 sind im
Durchlicht besonders gut erkennbar, in Auflicht ist im Wesentlichen
das durch die Linsenanordnung 12 erzeugte Bewegungsbild
mit Moiré-Vergrößerungseffekt
erkennbar.
-
Das
erfindungsgemäße Sicherheitselement 20 zeigt
bei Betrachtung ein extrem vergrößertes dreidimensionales
Bild der Mikrolinsen 116 der zweiten Linsenanordnung 16,
das eine charakteristische Tiefe sowie Bewegungseffekte aufweist.
Die Mikrolinsen 116 erscheinen hierbei als vergrößerte „Hügel". Durch die Vergrößerungswirkung
können
die Mikrolinsen 116 der zweiten Linsenanordnung 16,
die tatsächlich
in Dimensionen vorliegen, die unterhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen
Auges liegen, nun visuell vom Be trachter wahrgenommen werden. Die
Dreidimensionalität
des Bildes wird durch die geprägten
und daher als solche bereits dreidimensionalen Mikrolinsen 116 noch
verstärkt.
Die Bewegungseffekte zeichnen sich dadurch aus, dass das vergrößerte Bild über, unter
oder in der Oberfläche
des Sicherheitselements zu schweben und sich in einer ortho-parallaktischen
Art und Weise zu bewegen scheint. Die so erzeugten dreidimensionalen
Bilder weisen den Vorteil auf, dass sie unter im Wesentlichen allen üblichen
Lichtverhältnissen
wahrgenommen werden können.
Darüber
hinaus stellen sie zudem sehr einprägsame optische Effekte bereit.
-
Die
beschriebene Vergrößerungswirkung
der Mikrolinsen 112 der ersten Linsenanordnung 12 betrifft
nur die in einem Raster angeordneten Mikrolinsen 116 der
zweiten Linsenanordnung 16, nicht jedoch die durch die
Aussparungen 30 in der Metallschicht 15 erzeugte
Information. Wie sich 4 entnehmen lässt, kann
sich eine solche Information über eine
Vielzahl von Mikrolinsen erstrecken. Eine Wiederholung der Information
in einem regelmäßigen Raster
ist im vorliegenden Beispiel nicht gegeben, aber in der Praxis üblich. Bei
Betrachtung in Reflexion, insbesondere dann, wenn das Sicherheitselement 20 auf
einem dunklen Untergrund angeordnet ist, erscheint dem Betrachter
der durch die Aussparungen 30 erzeugte Buchstabe daher
als zweidimensionales Bild in Originalgröße, wobei das Bild auf dem
dreidimensional erscheinenden vergrößerten Bild der Linsenanordnung 16 zu
schweben scheint.
-
Die 5 und 6 zeigen
weitere Ausführungsbeispiele
der Erfindung, bei denen die Ausgestaltung der Mikrostrukturanordnung
variiert wurde. Im Rahmen der Erfindung sind außerdem Variationen der Mikrolinsen 112 bzw.
der Linsenanordnung 12 hinsichtlich Linsenform, Raster,
Linsenapertur, Linsenradius und Linsenabstand denkbar.
-
Das
Ausführungsbeispiel
der 5 zeigt ein Sicherheitselement 40 mit
einer auf einem Trägersubstrat 14 angeordneten
Linsenanordnung 12, die eine Vielzahl von Mikrolinsen 112 aufweist.
Die Mikrolinsen 112 weisen im Beispiel eine Linsenapertur von
20 μm, einen
Linsenradius von ungefähr
12 μm sowie
einen Linsenabstand von 21 μm
auf.
-
Eine
Mikrostrukturanordnung 46, die ebenfalls auf einem Trägersubstrat 48,
beispielsweise einer PET-Folie, vorliegt, ist in einen strahlungshärtenden
Lack eingeprägt.
Die Mikrostrukturanordnung 46 weist eine Vielzahl von linsenförmigen,
geprägten Elementen
auf, die eine sphärische
Grundfläche
sowie einen trapezförmigen
Querschnitt aufweisen. Die linsenförmigen Elemente sind in der
gleichen geometrischen Anordnung wie die Mikrolinsen 112 der
Linsenanordnung 12, im Beispiel in einem hexagonalen Raster
angeordnet. Je nach erwünschter
Vergrößerungswirkung
kann der Unterschied in der Ortsfrequenz des jeweiligen Rasters
der ersten Linsenanordnung 12 und Mikrostrukturanordnung
bzw. zweiten Linsenanordnung 46 geeignet gewählt werden. Dies
kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die linsenförmige Elemente
der zweiten Linsenanordnung 46 einen im Vergleich zu dem
Abstand der Mikrolinsen 112 geringfügig größeren Abstand untereinander
aufweisen oder bei einem mit dem Abstand der Mikrolinsen 112 im
Wesentlichen identischen Abstand geringfügig gegeneinander gedreht angeordnet
sind. Bei Betrachtung aus Richtung der Linsenanordnung 12 zeigt
sich ein dreidimensionales, vergrößertes Bild der linsenförmigen Elemente
der zweiten Linsenanordnung 46. Dieses weist eine charakteristische
Tiefe sowie Bewegungseffekte auf und zeigt die linsenförmigen Elemente
dabei als vergrößerte „Hügel".
-
Auf
die Linsenanordnung 46 ist ferner eine Metallschicht 15 aufgebracht,
z.B. aufgedampft, in der zur Erhöhung
des Fälschungsschutzes
Aussparungen 30 vorgesehen sein können, die eine konkrete, dem
Betrachter zweidimensional erscheinende Information zeigen.
-
Das
in 6 dargestellte erfindungsgemäße Sicherheitselement 50 entspricht
im Aufbau im Wesentlichen dem Sicherheitselements 40 aus 5. Die
auf einem Trägersubstrat 58 angeordnete
Mikrostrukturanordnung bzw. zweite Linsenanordnung 56 umfasst
hier allerdings eine Vielzahl von in einem Raster angeordneten,
linsenförmigen,
geprägten Elementen
mit sphärischer
Grundfläche,
die einen dreieckigen Querschnitt aufweisen. Dem Betrachter zeigt
sich daher ein dreidimensionales vergrößertes Bild der als „Kegel" wahrnehmbaren linsenförmigen Elemente.
Die Dreidimensionalität
des Bildes wird durch die als solche bereits dreidimensionalen,
linsenförmigen
Elemente noch verstärkt.
-
Mittels
klassischer Verfahren der Halbleitertechnologie lassen sich auch
Mikrostrukturen mit beliebigen Formen und Konturen herstellen. So
können beispielsweise
geprägte
Mikrostrukturen in Form von Buchstaben oder Ziffern vorliegen. Wird
ein solches System mit Licht beleuchtet, entsteht ein Helligkeitsmuster
des Schriftzugs. Derartig gestaltete Mikrostrukturen sind daher
ebenfalls für
das erfindungsgemäße Sicherheitselement
geeignet.
-
Der
Aufbau eines derartigen erfindungsgemäßen Sicherheitselements, bei
dem eine Mikrostrukturanordnung als geprägtes Mikrotextraster ausgebildet
ist, wird nun mit Bezug auf die 7 und 8 näher erläutert. 7 zeigt
dabei zur besseren Übersicht
eine Explosionsdarstellung des Sicherheitselements 60, 8 zeigt
eine Aufsicht auf einen Teilbereich der Mikrostrukturanordnung 66 des
Sicherheitselements 60.
-
Das
Sicherheitselement 60 unterscheidet sich von den vorstehend
beschriebenen, erfindungsgemäßen Sicherheitselementen
dadurch, dass hier anstelle einer Anordnung von linsenförmigen Elementen
eine Anordnung 66 von in einem Raster vorliegenden geprägten Mikrotextstrukturen 166 verwendet
wird. Die Mikrotextstrukturen 166 zeigen in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
eine konkrete Information, nämlich
die Buchstabenfolge „A", die in Dimensionen
vorliegt, die in etwa denen der Mikrolinsen 112 entsprechen
und somit unterhalb der Auflösungsgrenze
des menschlichen Auges liegen. Die Mikrotextstrukturen 166 der
Anordnung 66 sind ferner in der gleichen geometrischen
Anordnung wie die Linsenanordnung 12, im Beispiel in einem
hexagonalen Raster, angeordnet. In der auf die Anordnung 66 aufgebrachten
Metallschicht 15 ist außerdem eine Aussparung 30 vorgesehen,
die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
eine konkrete Information in Form des Buchstabens „B" zeigt.
-
Auch
in diesem Beispiel dient ein geringfügiger Unterschied in den Ortsfrequenzen
der Mikrolinsen 112 und der Mikrostrukturen 166,
der durch die oben beschriebenen Maßnahmen erreicht werden kann,
zur Erzeugung des gewünschten
Moiré-Vergrößerungseffekts.
Das erfindungsgemäße Sicherheitselement 60 zeigt
entsprechend bei Betrachtung ein extrem vergrößertes dreidimensionales Bild
der Mikrotextstrukturen 166, das eine charakteristische Tiefe
sowie Bewegungseffekte aufweist und die Mikrotextstrukturen 166 als
vergrößerte Buchstabenfolge „A" zeigt. Diesem Bild
als zweidimensionales Bild überlagert
kann der Betrachter die als Aussparung 30 vorliegende konkrete
Information, nämlich
den Buchstaben „B", in Originalgröße erkennen.
-
Die
dreidimensionale Wirkung der beschriebenen, geprägten mikroskopischen Strukturen
entsteht durch die Anordnung der mikroskopischen Strukturen in einem
Raster, und zwar unabhängig
davon, ob die mikroskopischen Strukturen als solche bereits dreidimensional
sind. Die durch die Aussparung 30 in der Metallschicht 15 erzeugte
Information, die sich über
eine Vielzahl der Mikrolinsen 112 erstreckt, liegt dagegen
nicht in einem regelmäßigen Raster
vor. Sie erscheint dem Betrachter daher lediglich als zweidimensionales
Bild in Originalgröße, das auf
dem dreidimensionalen, vergrößerten Bild
der als Mikrolinsen, linsenförmige
Elemente bzw. Mikrostrukturen vorliegenden, geprägten, mikroskopischen Strukturen
angeordnet zu sein scheint.
-
Idealerweise
weisen Sicherheitselemente eine Gesamtdicke von weniger als 50 μm auf. Dadurch
bedingt werden Mikrolinsen und damit mikroskopische Strukturen mit
sehr hoher Auflösung
notwendig. Die Herstellung von mikroskopischen Strukturen in einer
Größenordnung,
wie sie für
Sicherheitsanwendungen und insbesondere für die Verwendung damit ausgestatteter
Sicherheitselemente in einem Sicherheitspapier, Wertdokument oder
dergleichen, geeignet ist, ist allerdings mit gewissen Schwierigkeiten
behaftet.
-
Werden
für eine
Linsenanordnung z. B. Mikrolinsen mit einem Linsendurchmesser von
etwa 30 μm
verwendet, müssen
die mikroskopischen Strukturen der Mikrostrukturanordnung ebenso
in der Größenordnung
von etwa 30 μm
liegen. Sollen dabei nicht lediglich punktförmige Mikrostrukturen, sondern komplexere
Mikrostrukturen, wie Buchstaben, Ziffern, Zeichen wie z. B. „EUR"- oder „$"-Zeichen, Logos oder
gar Bilder, verwendet werden, muss die Auflösung der mikroskopischen Strukturen
bei wenigen Mikrometern oder sogar noch deutlich darunter liegen.
Mikroskopische Strukturen dieser Größenordnung lassen sich mit
klassischen Drucktechniken oftmals nicht ohne weiteres herstellen.
-
Im
Folgenden werden daher einige Ausführungsbeispiele dargestellt,
bei denen die mikroskopischen Strukturen auf andere Art und Weise
hergestellt sind.
-
Mit
Bezug auf 9 wird zunächst ein
Verfahren zur Herstellung einer Mikrostrukturanordnung mit geprägten, farbigen
Mikrostrukturen näher
erläutert.
Bei dem im 9 dargestellten Verfahren
wird unter anderem ausgenutzt, dass sich mithilfe von Prägetechniken
sehr kleine Strukturen erzeugen lassen. Im Ausführungsbeispiel werden diese
Strukturen dabei nicht, wie üblich,
mit einem farblosen Prägelack
erzeugt und zur Erzielung eines optischen Effekts mit einer spiegelnden
Metallschicht bedampft, sondern es wird ein deutlich eingefärbter, insbesondere
opaker Prägelack 72 verwendet.
Geeignete Prägelacke
sind z. B. Farbpigmente enthaltende UV-Lacke.
-
Wie
in 9(a) gezeigt ist, wird der eingefärbte Prägelack 72 in
einem ersten Schritt durch herkömmliche
Drucktechniken auf ein transparentes Trägersubstrat 74, beispielsweise
eine PET-Folie, in einer geeigneten Schichtdicke von in etwa 1 bis
30 μm vollflächig aufgetragen.
Die Mikrostrukturierung des Prägelacks 72 erfolgt
dann mittels bekannter Prägetechniken.
Dabei wird die Prägelackschicht 72 zu
dünnen,
d.h. nahezu farblosen, Bereichen 75 und dickeren, Mikrostrukturen
bildenden Bereichen 76 strukturiert, wodurch ein farbiges
Mikrobild bzw. eine Mikrostrukturanordnung mit hoher Auflösung entsteht
(9(b)).
-
Alternativ
ist es auch denkbar, ein eingefärbtes
Trägersubstrat
mit einem weiß oder
anders eingefärbten,
opaken Prägelack
zu beschichten. Auf diese Weise lassen sich (negative) Mikrostrukturen durch
bereichsweises „Ausblenden" des darunter liegenden
(farbigen) Trägersubstrats
erzeugen.
-
Die
mit dem vorstehenden Verfahren erzeugten geprägten Mikrostrukturen 76 sind
in einem Raster angeordnet, das in Größenordnung und geometrischer
Beziehung dem Raster einer nicht gezeigten Linsenanordnung entspricht,
mit der die Mikrostrukturanordnung zur Ausbildung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements
kombiniert werden kann.
-
Das
Sicherheitselement kann weitere Echtheitsmerkmale in Form einer
maschinenlesbaren Schicht aufweisen, die maschinenlesbare Merkmalsstoffe,
beispielsweise magnetische, elektrisch leitfähige, phosphoreszierende oder
fluoreszierende Stoffe, enthält.
Auch die Prägelackschicht 72 als
solche kann maschinenlesbare Merkmalsstoffe enthalten. Beispielsweise
können
dem Prägelack
magnetische Pigmente zugesetzt sein.
-
In
einem weiteren, hier nicht gezeigten Schritt können die mit dem vorstehenden
Verfahren erhaltenen geprägten
Mikrostrukturen 76 gegebenenfalls mittels elektromagnetischer
Strahlung, z. B. ultravioletter Strahlung, gehärtet werden.
-
Eine
weitere Möglichkeit
zur Herstellung geprägter
Mikrostrukturen wird nun anhand eines in 10 gezeigten
Sicherheitselements 80 näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel
wird die Prägung
in einem lasierend eingefärbten
Prägelack 82, z.
B. einem lasierend eingefärbten
UV-Lack, vorgenommen, der auf ein transparentes Trägersubstrat 14,
z. B. eine PET-Folie, aufgetragen ist. Die geprägten Mikrostrukturen 86 können anschließend z.
B. in Form von Zeichen oder Mustern vorliegen. Auf der anderen
Seite des Trägersubstrats 14 ist
in einen strahlungshärtenden
Lack, z. B. einen UV-Lack,
eine Linsenanordnung 12 eingeprägt, die eine Vielzahl von in
einem Raster angeordneten sphärischen
linsenförmigen
Elementen bzw. Mikrolinsen 112 aufweist.
-
Unter
der Prägelackschicht 82 ist
eine reflektierende Metallschicht oder eine opake, z. B. weiße Farbschicht 84 aufgebracht.
Bei Verwendung unterschiedlicher eingefärbter Prägelacke und Abdeckfarben lassen
sich auf diese Weise insbesondere subtraktive und additive Farbeffekte
erzeugen.
-
Der
gewünschte
Vergrößerungseffekt
kann durch einen geringfügigen
Unterschied in den Ortsfrequenzen der Mikrolinsen 112 und
der geprägten Mikrostrukturen 86,
der durch die oben beschriebenen Maßnahmen erreicht werden kann,
erzeugt werden. Das erfindungsgemäße Sicherheitselement 80 zeigt
entsprechend bei Betrachtung ein extrem vergrößertes dreidimensionales Bild
der Mikrostrukturen 86, das eine charakteristische Tiefe
sowie Bewegungseffekte aufweist und die Mikrostrukturen 86 als vergrößerte Zeichen-
oder Musterfolge zeigt.
-
Zum Übertragen
des Sicherheitselements 80 auf ein Sicherheitspapier bzw.
zur Verbesserung der Haftung eines als Sicherheitsfaden ausgestalteten Sicherheitselements
kann ferner ein aktivierbarer Kleber 17 auf die Metall- oder Farbschicht 84 aufgebracht
sein.
-
In
einer alternativen, hier nicht gezeigten Variante dieses Ausführungsbeispiels
ist der lasierend eingefärbte
Prägelack
auf einer Seite eines Trägersubstrats
angeordnet, während
die Metall- oder Farbschicht auf der gegenüber liegenden Seite des Trägersubstrats
aufgebracht sind. Die auf diese Weise erzeugte Mikrostrukturanordnung
ist dann über
eine Klebstoffschicht mit einer Linsenanordnung zur Ausbildung eines
erfindungsgemäßen Sicherheitselements
verbunden.
-
Im
Folgenden sollen weitere Herstellungsvarianten für mikroskopische Strukturen
zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement dargestellt
werden.
-
Mikroskopische
Strukturen in einer für
Sicherheitsanwendungen geeigneten Größenordnung können bei
der Originalherstellung beispielsweise unter Verwendung von Elektronenstrahllithographie mit
lateralen Auflösungen
von weniger als 100 nm erzielt werden. Auf diese Weise lassen sich
daher beispielsweise mikroskopische Strukturen mit Mikrobildern
erzeugen, bei denen sich eine einzelne Mikrostruktur aus unterschiedlichen
diffraktiven und/oder hologrammartigen Gitterstrukturen zusammensetzt. Dabei
können
sich die Mikrostrukturen in einem sehr genau festlegbaren Raster
wiederholen.
-
Außerdem ist
die Verwendung von nicht diffraktiven Gitterstrukturen, insbesondere
streuenden Gittern, wie z. B. Mattstrukturbildern, zur Herstellung der
Mikrostrukturen denkbar.
-
Metallisierte,
geprägte
Mikrostrukturen dieser Art weisen allerdings den Nachteil auf, dass
bei vollflächiger
Metallisierung unter Umständen
eine fast in allen Bereichen ähnlich
hohe Lichtreflexion vorherrscht und damit der Kontrast der Mikrostrukturen
im Vergleich zu den umgebenden, nicht geprägten Bereichen nicht optimal
ist.
-
Zur
Verbesserung des Kontrasts können
daher neben oder zusätzlich
zu den hologrammartigen Gitterstrukturen spezielle Oberflächenstrukturen
verwendet werden, welche die Reflexionseigenschaften einer metallisierten
Fläche
gezielt absenken und deshalb einen dunklen Farbeindruck vermitteln
(so genannte „diffractive
black"-Strukturen).
-
Der
prinzipielle Schichtaufbau eines derartige Mikrostrukturen aufweisenden
Sicherheitselements wird nun am Beispiel eines Sicherheitselements 90 in 11 näher erläutert, bei
dem eine Mikrostrukturanordnung mit geprägten Mikrostrukturen 92,
z. B. in Form von nicht diffraktiven Gitterstrukturen, ausgebildet
ist. Die geprägten
Mikrostrukturen 92 sind in eine Prägelackschicht 94,
z. B. eine UV-Lackschicht, eingeprägt und auf einem transparenten
Trägersubstrat 98,
z. B. einer PET-Folie, in der gleichen geometrischen Anordnung wie
die Linsenanordnung 12 angeordnet. Dabei kann der Unterschied
in der Ortsfrequenz des jeweiligen Rasters der Linsenanordnung und
der Mikrostrukturanordnung geeignet gewählt werden.
-
Jede
der geprägten
Mikrostrukturen 92 bildet für sich genommen jeweils ein
Zeichen oder Muster, das in Dimensionen vorliegt, die in etwa denen
der Mikrolinsen der Linsenanordnung 12 entsprechen. Zur
Erhöhung
des Fälschungsschutzes
ist in der auf die geprägten
Mikrostrukturen aufgebrachten Metallschicht 95 als weiteres
Echtheitsmerkmal ferner eine Aussparung 96, z. B. in Form
eines Motivs, vorgesehen.
-
Das
erfindungsgemäße Sicherheitselement 90 zeigt
bei Betrachtung ein extrem vergrößertes dreidimensionales
Bild der als nicht diffraktive Gitterstrukturen ausgebildeten Mikrostrukturen 92,
das eine charakteristische Tiefe sowie Bewegungseffekte aufweist
und die nicht diffraktiven Gitterstrukturen z. B. als eine Folge
vergrößerter Mattstrukturbilder zeigt.
Diesem Bild als zweidimensionales Bild überlagert kann der Betrachter
die als Aussparung 96 vorliegende Information in Originalgröße erkennen.
-
Gemäß einer
alternativen, hier nicht gezeigten Variante dieses Ausführungsbeispiels
können
die geprägten
Mikrostrukturen 92 statt mit einer Metallschicht 95 mit
einem aufgedampften Dünnschichtaufbau
versehen werden. Dadurch erhält
man ein weiteres Echtheitsmerkmal in Form eines zusätzlichen Farbkippeffekts.
-
Werden
geprägte
Mikrostrukturen geeigneter Prägetiefen
und Strukturbreiten schräg
metallisiert, entstehen je nach Bedampfungswinkel größere oder
kleinere nicht metallisierte Bereiche. Der prinzipielle Schichtaufbau
eines mit einem solchen Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Sicherheitselements 100 soll
nun mit Bezug auf 12 näher erläutert werden.
-
Das
Sicherheitselement 100 unterscheidet sich von den vorstehend
beschriebenen erfindungsgemäßen Sicherheitselementen
in der Ausgestaltung der Mikrostrukturanordnung.
-
Die
Mikrostrukturanordnung liegt auf einem transparenten Trägersubstrat 108,
z. B. einer PET-Folie, vor. Alternativ kann das Trägersubstrat auch
eingefärbt
sein. Die Mikrostrukturanordnung weist eine Vielzahl von in einen
Prägelack 104,
z. B. einen UV-Lack, geprägten
Mikrostrukturen 106 auf. Die Mikrostrukturen 106 sind
dabei in der gleichen geometrischen Anordnung wie die Mikrolinsen
einer Linsenanordnung 12 angeordnet und weisen außerdem eine
Metallschicht 105 auf, die durch schräge Bedampfung der Mikrostrukturen
nur partiell auf diesen vorliegt.
-
Optional
können
vor Aufbringen einer aktivierbaren Klebstoffschicht 17,
die zum Übertragen des
Sicherheitselements 100 auf ein Sicherheitspapier bzw.
zur Verbesserung der Haftung des Sicherheitselements im Papier dient,
weitere Schichten, z. B. Farbschichten, auf das Trägersubstrat 108 aufgebracht
werden.
-
Daneben
kann das Sicherheitselement 100 weitere Echtheitsmerkmale
in Form einer maschinenlesbaren Schicht aufweisen, die maschinenlesbare
Merkmalsstoffe, beispielsweise magnetische, elektrisch leitfähige, phosphoreszierende
oder fluoreszierende Stoffe, enthält. Auch die Prägelackschicht 104 als
solche kann maschinenlesbare Merkmalsstoffe enthalten. Beispielsweise
können
dem Prägelack 104 lumineszierende
Stoffe zugesetzt sein.
-
In
einer weiteren, hier nicht gezeigten Variante dieses Ausführungsbeispiels
ist die Mikrostrukturanordnung nicht wie in 12 gezeigt über eine Klebstoffschicht 11 mit
der Linsenanordnung 12 verbunden. Stattdessen sind die
Mikrolinsen der Linsenanordnung 12 und die geprägten Mikrostrukturen 106 auf
gegenüber
liegenden Seiten des gleichen Trägersubstrats
angeordnet.
-
Die 13 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem die Mikrostrukturanordnung eines Sicherheitselements 120 durch
das Zusammenspiel eines Beugungsgitters nullter Ordnung 126 (ZOG-Strukturen)
mit einer Mikrostrukturanordnung in Form von gedruckten, absorbierenden mikroskopischen
Strukturen bzw. Mikrostrukturen 122 gebildet ist.
-
Das
Beugungsgitter nullter Ordnung 126 ist in Form von Rechteckstrukturen
in eine Schicht 124, z. B. eine UV-Lackschicht, eingeprägt, wobei
die geprägten
Rechteckstrukturen noch mit einer hochbrechenden Schicht 127,
z. B. aus ZnS oder TiO2, bedampft sind. Auf die nicht geprägte, gegenüber liegende Oberfläche der
Schicht 124 ist eine Anordnung von absorbierenden, z. B.
schwarzen Mikrostrukturen 122 in einem Raster aufgedruckt,
das in Größenordnung
und geometrischer Beziehung dem Raster einer Linsenanordnung 12 entspricht,
mit der die Mikrostrukturanordnung über eine Klebstoffschicht 11 verbunden
ist.
-
Angrenzend
an die gedruckten Mikrostrukturen 122 kann ferner noch
eine Metallschicht 125 vorgesehen sein, die auf einem Trägersubstrat 128 vorliegt.
In der Metallschicht 125 können zudem Aussparungen 129,
z. B. in Form eines Motivs, vorgesehen sein.
-
In 14 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt, bei dem die Mikrostrukturanordnung eines
Sicherheitselements 130 geprägte Mikrostrukturen 136 aufweist,
die hier als Alignment- bzw. Ausrichtungsstrukturen für eine Flüssigkristallschicht
dienen. Durch Aufbringen von Flüssigkristallschichten
auf ausrichtende, geprägte
Mikrostrukturen lassen sich polarisierende Mikrostrukturanordnungen
erzeugen, die mithilfe einfacher Verifikationsvorrichtungen, wie
z. B. Linearpolarisatoren, sichtbar gemacht werden können.
-
Die
auf einem Trägersubstrat 138 angeordnete
Alignmentschicht 134 umfasst eine Vielzahl von in einem
Raster angeordneten geprägten
Mikrostrukturen 136, an denen die darüber angeordnete Schicht 132 aus
z. B. nematischem flüssigkristallinem
Material ausgerichtet wird. Alternativ kann als Alignmentschicht
für die
Ausrichtung von Flüssigkristallen
auch eine durch Ätzen
oder Einritzen hergestellte feinstrukturierte Schicht oder eine
entsprechend belichtete Schicht aus einem linearen Photopolymer.
-
Neben
einer auf einem Trägersubstrat 14 vorliegenden
Linsenanordnung 12, die mit der Flüssigkristallschicht 132 über eine
Klebstoffschicht 11 verbunden ist, weist das Sicherheitselement 130 ferner
eine Metallschicht 135 auf. Diese kann optional mit Aussparungen,
beispielsweise in Form eines Motivs, versehen sein.
-
Mit
bloßem
Auge sind die geprägten
Mikrostrukturen 136 nicht zu erkennen. Ohne Hilfsmittel betrachtet,
hat das Sicherheitselement lediglich ein metallisch glänzendes
Erscheinungsbild, gegebenenfalls mit Aussparungen. Der gewünschte Vergrößerungseffekt
zeigt sich nur bei Betrachtung des Sicherheitselements 130 durch
einem Polarisator.
-
Das
Sicherheitselement 130 zeigt dann ein extrem vergrößertes dreidimensionales
Bild der durch die geprägten
Mikrostrukturen 136 erzeugten polarisierenden Bereiche,
das eine charakteristische Tiefe sowie Bewegungseffekte aufweist,
wobei die polarisierenden Bereiche als vergrößerte Zeichen oder Muster in
Erscheinung treten.
-
Gemäß einer
hier nicht gezeigten Variante dieses Ausführungsbeispiels sind die Mikrolinsen
der Linsenanordnung 12 und die Alignmentschicht 134 mit
den geprägten
Mikrostrukturen 136 auf gegenüberliegenden Seiten des gleichen
Trägersubstrats angeordnet.
Entsprechend liegen die Alignmentschicht 134 und die Flüssigkristallschicht
in umgekehrter Reihenfolge vor.
-
Ein
weiteres, hier nicht gezeigtes Verfahren zur Herstellung von mikroskopischen
Strukturen für eine
erfindungsgemäße Mikrostrukturanordnung stellt
das so genannte Micro Contact Printing (μCP) dar. Dieses erlaubt bereits
eine Auflösung
von weniger als 1 μm
und ist daher für
die Herstellung von sehr kleinen, hoch aufgelösten gedruckten mikroskopischen
Strukturen besonders geeignet.
-
Bei
diesem Verfahren werden die mikroskopischen Strukturen mittels Techniken
der Halbleiterstrukturierung hergestellt (Photolithographie, Elektronenstrahllithographie, Ätz- und
Lift-Off-Verfahren, Nanoimprint-Lithographie,
usw.) und anschließend mit
einem Elastomer (z. B. PDMS) abgeformt. Dadurch entsteht ein flexibler,
detailliert strukturierter Stempel bzw. Druckzylinder, der bei Verwendung spezieller
Druckfarben und Oberflächenbehandlung des
Drucksubstrats für
den Transfer dünnster
Farbschichtdicken geeignet ist.
-
Durch
Aufbringen einer geeigneten Farbe mithilfe eines auf diese Weise
hergestellten Druckzylinders lassen sich gedruckte mikroskopische
Strukturen mit hoher Auflösung
erzeugen.
-
Die 15 bis 21 zeigen
weitere Ausführungsbeispiele
der Erfindung, bei denen die Mikrostrukturanordnung gedruckte Mikrostrukturen
umfasst.
-
Das
Ausführungsbeispiel
der 15 zeigt ein Sicherheitselement 140 mit
einer auf einem Trägersubstrat 14 angeordneten
Linsenanordnung 12. Auf der Rückseite des Trägersubstrats 14 sind
Mikrostrukturen 142 in einem Raster aufgedruckt, wobei die
Mikrostrukturen 142 in Form von Zeichen oder Mustern, z.
B. als Buchstaben oder Logos, vorliegen können. Daneben können die
gedruckten Mikrostrukturen 142 zwei oder mehr Muster mit
unterschiedlicher Farbe und in unterschiedlicher Rasterweite umfassen.
-
Auf
die Mikrostrukturen 142 der Mikrostrukturanordnung ist
ferner eine reflektierende Metallschicht 145 aufgebracht,
die Aussparungen 146, z. B. in Form eines Motivs, aufweist.
Derartige Sicherheitselemente erscheinen im Durchlicht opak. Lediglich die
Aussparungen 146 sind für
den Betrachter erkennbar. Daneben bietet eine solche Ausgestaltung den
Vorteil, dass die Metallisierung die optische Brillanz der gedruckten
Mikrostrukturen erhöht.
-
Optional
kann unter der Metallschicht 145 eine opake, z. B. weiße Farbschicht 144 aufgebracht sein.
Daneben kann das Sicherheitselement 140 weitere Echtheitsmerkmale
in Form einer maschinenlesbaren Schicht aufweisen, die maschinenlesbare Merkmalsstoffe,
beispielsweise magnetische, elektrisch leitfähige, phosphoreszierende oder
fluoreszierende Stoffe, enthält.
Auch die gedruckten Mikrostrukten 142 als solche können maschinenlesbare Merkmalsstoffe
enthalten. Beispielsweise können der
Druckfarbe magnetische Pigmente oder Lumineszenzstoffe zugesetzt
sein.
-
Auch
in diesem Ausführungsbeispiel
dient ein geringfügiger
Unterschied in den Ortsfrequenzen der Mikrolinsen 112 und
der gedruckten Mikrostrukturen 142, der durch die oben
beschriebenen Maßnahmen
erreicht werden kann, zur Erzeugung des gewünschten Moiré-Vergrößerungseffekts.
Entsprechend zeigt das Sicherheitselement 140 bei Betrachtung
ein extrem vergrößertes dreidimensionales
Bild der gedruckten Mikrostrukturen 142. Dieses weist eine
charakteristische Tiefe sowie Bewegungseffekte auf. Dem Betrachter
erscheinen die Mikrostrukturen 142 dabei z. B. als vergrößerte Buchstaben-
oder Logo-Folge. Es gilt auch hier zu berücksichtigen, dass die Vergrößerungswirkung
zunimmt, je kleiner der Unterschied in der Rasterweite der Linsenordnung und
der Mikrostrukturanordnung ist. Überlagert
zu diesem vergrößerten Bild
nimmt der Betrachter die Aussparungen 146 als zweidimensionales
Bild, z. B. einen Text, in Originalgröße wahr.
-
Werden
die gedruckten Mikrostrukturen 142 zusätzlich oder alternativ mit
Lumineszenzfarben hergestellt, treten die vorstehend beschriebenen
Vergrößerungseffekte
nur bei Bestrahlung mit die Lumineszenzstoffe anregender Strahlung,
z. B. mit ultravioletter Strahlung, in Erscheinung.
-
Gemäß einer
alternativen Ausgestaltung dieses Ausführungsbeispiels können die
gedruckten Mikrostrukturen 142 der Mikrostrukturanordnung
und die Mikrolinsen 112 der Linsenanordnung 12 auch
in einer im Wesentlichen identischen Rasterweite vorliegen. Dazu
werden die Mikrostrukturen 142 der Mikrostrukturanordnung
genau in der Rasterweite der Mikrolinsen der Linsenanordnung 12 gedruckt.
Auf diese Weise lassen sich Wechselbildeffekte erzielen. Beispielsweise
kann dadurch ein so genanntes „Flash"-Bild erzeugt werden.
Darunter versteht man ein Bild, bei welchem die Mikrostrukturen
für einen Beobachter
nur aus einer bestimmten Betrachtungsrichtung sichtbar sind, während die
Bildinformation aus allen anderen Richtungen nicht erkennbar ist.
Mit anderen Worten, die Mikrostrukturen tauchen für einen
Beobachter bei Blickrichtungsänderungen scheinbar
aus dem Nichts auf und verschwinden ebenso wieder.
-
Gemäß einer
weiteren, in 20 gezeigten Ausgestaltung eines
erfindungsgemäßen Sicherheitselements 200 kann
die durch die reflektierende Metallschicht 145 in 15 bereitgestellte
Verspiegelung auch durch einen aufgedampften Dünnschichtaufbau 207 bereitgestellt
werden. Der Dünnschichtaufbau 207 setzt
sich aus einer Absorberschicht 204, einer dielektrischen
Abstandsschicht 205 sowie einer Reflexionsschicht 206 zusammen, wobei
die Reflexionsschicht 206 gegebenenfalls Aussparungen aufweisen
kann. Im Übrigen
entspricht der Aufbau des in 20 dargestellten
Sicherheitselements 200 dem des Sicherheitselements 140 aus 15.
-
Vor
Aufbringen einer aktivierbaren Klebstoffschicht 17, die
zum Übertragen
des Sicherheitselements 100 auf ein Sicherheitspapier bzw.
zur Verbesserung der Haftung des Sicherheitselements im Papier dient,
können
optional weitere Schichten 209, z. B. Farbschichten, auf
das Sicherheitselement 200 aufgebracht werden.
-
Neben
der gezeigten vollflächigen
Ausgestaltung sind auch Varianten denkbar, bei denen sowohl Linsenanordnung 12,
die Mikrostrukturanordnung 202 als auch die einzelnen Schichten
des Dünnschichtaufbaus 207 nur
teilflächig
aufgebracht sind.
-
Anstelle
eines Dünnschichtelements,
wie es in 20 schematisch dargestellt ist,
können
bereichsweise farbkippende Effektfarben verwendet werden, wodurch
sich bereichsweise unterschiedliche Farbkippeffekte erzielen lassen,
die außerdem von
beiden Seiten aus sichtbar sind.
-
Neben
den gezeigten vollflächigen
Ausgestaltungsformen sind auch Varianten denkbar, bei denen sowohl
die Mikrolinsen der Linsenanordnung, die gedruckten Mikrostrukturen
der Mikrostrukturanordnung als auch die reflektierende Schicht nur
teilflächig
aufgebracht sind.
-
Beispielsweise
kann in Bereichen des Sicherheitselements, in denen die Linsenanordnung 12 keine
Mikrolinsen 112 aufweist, anstelle einer reflektierenden
Metallschicht ein Beugungsgitter vorgesehen sein. Eine solche Ausgestaltung
ist in 22 gezeigt.
-
Das
in 22 dargestellte Sicherheitselement 220 entspricht
im Aufbau im Wesentlichen dem Sicherheitselement 140. Allerdings
ist hier zur weiteren Erhöhung
des Fälschungsschutzes
ein Beugungsgitter 224, beispielsweise ein Prägehologramm,
vorgesehen, das in die reflektierende Metallschicht 245 in
Bereichen eingeprägt
ist, die nicht von den Mikrolinsen der Linsenanordnung 12 überlagert sind.
Ein Betrachter nimmt nun neben dem durch die Linsenanordnung 12 in
Zusammenwirkung mit den gedruckten Mikrostrukturen 242 der
Mikrostrukturenanordnung erzeugten Vergrößerungseffekt zusätzlich den
optisch variablen Effekt des quasi eingebetteten Prägehologramms
wahr.
-
Es
sind auch Varianten denkbar, bei denen die Metallschicht nicht auf
die Mikrostrukturanordnung aufgebracht wird, sondern auf die Profile
linsenförmiger
Elemente. Mit einer solchen Anordnung aus Mikrohohlspiegeln lassen
sich ähnliche
Effekte wie mit der in den vorangegangenen Figuren gezeigten Linsenanordnung 12 erzielen.
-
Die
Mikrostrukturanordnung enthält
bei einem solchen Schichtaufbau in der Regel deckende und transparente
Elemente, beispielsweise auf ein transparentes Trägersubstrat
gedruckte Mikrostrukturen. Einfallendes Licht fällt durch die transparenten Bereiche
auf die Hohlspiegelanordnung und wird dort durch die Ebene der Mikrostrukturanordnung
hindurch reflektiert, welche nach dem oben erläuterten Prinzip vergrößert. Das
Sicherheitselement zeigt neben einem derartigen Vergrößerungseffekt
eine charakteristische Tiefe bzw. ein dreidimensionales Erscheinungsbild
sowie Bewegungseffekte. Auch hier erkennt der Betrachter nur das
schwebende vergrößerte Bild,
nicht hingegen die Mikrostrukturen, die in Dimensionen unterhalb
der Auflösungsgrenze
des menschlichen Auges vorliegen.
-
Eine
solche Ausgestaltung wird nun am Beispiel eines als Transferelement
ausgestalteten Sicherheitselements 150 in 16 näher erläutert. Das
Transferelement 150 kann in einem Transferprozess auf ein
Sicherheitspapier oder Wertdokument übertragen werden. Dabei ist
die Schichtenfolge auf einem Trägersubstrat 158 so
aufgebaut, dass die Haftung auf dem Trägersubstrat relativ gering
ist. Im Einzelfall können
hierfür
auch Release- bzw. Trennschichten 159 auf dem Trägersubstrat 158 aufgebracht
sein. Es wird dann auf das Sicherheitselement 150 eine
Klebstoffschicht 157 aufgebracht und das Sicherheitselement
auf das Sicherheitspapier oder Wertdokument übertragen. Das Trägersubstrat 158 wird
im Allgemeinen abgezogen.
-
Das
Transferelement 150 kann aber auch so ausgebildet sein,
dass es auf dem Trägersubstrat 158 gut
haftet. Das Trägersubstrat
verbleibt in diesem Fall dann nach dem Transfer auf dem Sicherheitselement.
Mit einem derart ausgestalteten Sicherheitselement lassen sich beispielsweise
transparente oder frei tragende Bereiche und insbesondere im Sicherheitspapier
vorliegende Fenster überspannen.
Je nach Ausgestaltung des Sicherheitselements werden dann gegebenenfalls
auf beiden Seiten unterschiedliche optische Erscheinungsbilder sichtbar.
-
Optional
kann das Sicherheitselement vor Aufbringen der Klebstoffschicht 157 auch
mit einer hier nicht gezeigten Schutzschicht versehen werden.
-
Anstelle
einer Linsenanordnung 12 mit Mikrolinsen 112 weist
das in 16 dargestellte Transferelement
eine Hohlspiegelanordnung 152 mit einer Vielzahl von in
eine Folie geprägten
linsenförmigen Elementen
bzw. Linsenstrukturen auf, die in einem Raster mit fester Geometrie,
z. B. in einem hexagonalen Raster angeordnet sind. Alternativ kann
die Hohlspiegelanordnung in eine verformbare Prägelackschicht geprägt sein,
welche auf einem Trägersubstrat
aufgebracht ist. Zur Verspiegelung sind die Profile der Linsenstrukturen
der Hohlspiegelanordnung 152 mit einer reflektierenden
Metallschicht 155 versehen, die z. B. aufgedampft ist.
Im Gegensatz zu lichtbrechenden Mikrolinsen ändern Hohlspiegel beim Einbetten
ihre optischen Eigenschaften nur unwesentlich.
-
Darüber hinaus
können
in die Metallschicht 155 nach einem der oben beschriebenen
Verfahren auch Aussparungen 156 in Form von Zeichen oder Muster
eingebracht sein.
-
Alternativ
kann anstelle der Metallschicht 155 eine Schicht aus hochbrechendem
Material, eine gerasterte oder eine sehr dünne, semitransparente Metallschicht
vorgesehen sein. Dadurch lassen sich insbesondere Ausgestaltungen
realisieren, bei denen die Erkennbarkeit weiterer Echtheitsmerkmale, z.
B. Druckbildern, die von einer Richtung 160 aus betrachtet
hinter der Verspiegelung liegen, gewährleistet sein soll.
-
Gemäß einer
weiteren alternativen, hier nicht gezeigten Variante dieses Ausführungsbeispiels kann
die Verspiegelung auch durch einen aufgedampften Dünnschichtaufbau
bereitgestellt werden. Man erhält
dadurch ein weiteres Echtheitsmerkmal in Form eines zusätzlichen
Farbkippeffekts.
-
Der
Dünnschichtaufbau
kann dabei auf den Linsenstrukturen einerseits in der Reihenfolge
Linsenstrukturen, Absorberschicht, dielektrische Abstandsschicht,
Reflexionsschicht oder in der Reihenfolge Linsenstrukturen, Reflexionsschicht,
dielektrische Abstandsschicht, Absorberschicht aufgebracht sein,
wobei in der Reflexionsschicht ferner Aussparungen vorgesehen sein
können.
Im ersten Fall erhält man
Hohlspiegelanordnungen, die mit einer farbkippenden, reflektierenden
Schicht versehen sind. Im zweiten Fall erhält man eine metallisch glänzende, reflektierende
Hohlspiegelanordnung, wobei man bei Betrachtung von der anderen
Seite zusätzlich
einen betrachtungswinkelabhängigen
Farbkippeffekt erkennen kann.
-
Auf
die nicht geprägte
Oberfläche
der die Linsenstrukturen aufweisenden Schicht ist eine Anordnung
von opaken Mikrostrukturen 154 in einem Raster aufgedruckt,
das in Größenordnung
und geometrischer Beziehung dem Raster der Hohlspiegelanordnung 152 entspricht.
Die gedruckten Mikrostrukturen 154 liegen dabei in der
Brennebene der Hohlspiegel. Der Abstand vom Hohlspiegelscheitel
zu der Ebene der Mikrostrukturen ist gleich dem halben Krümmungsradius
der (sphärischen)
Hohlspiegel.
-
Auf
der Anordnung der gedruckten Mikrostrukturen 154 sowie
auf der auf der Rückseite
der Hohlspiegelanordnung 152 kann jeweils eine Schutzschicht
vorgesehen sein.
-
Darüber hinaus
kann das Transferelement 150, wie in 16 dargestellt,
als weiteres Echtheitsmerkmal auch neben und/oder zwischen die Linsenstrukturen
der Hohlspiegelanordnung 152 eine geprägte diffraktive oder streuende
Struktur 164, z. B. ein Prägehologramm oder eine Mattstruktur,
umfassen. Die geprägte
Struktur 164 kann mit der Metallschicht 155 versehen
sein, die gegebenenfalls Aussparungen 156 aufweist.
-
Es
können
auch interessante Effekte erzielt werden, wenn anstelle einer einzigen
Kombination einer Linsenanordnung mit einer Mikrostrukturanordnung
eine solche Kombination auf beiden Seiten des Sicherheitselements
bereitgestellt wird. Besonders interessante Effekte lassen sich
dabei erzielen, wenn Linsenanordnungen mit unterschiedlichen Rasterweiten
verwendet werden. Derartige Sicherheitselemente können bevorzugt
als Sicherheitsfäden
eingesetzt werden, die auf beiden Seiten eines Sicherheitspapiers
bzw. Wertdokuments zum Vorschein kommen, oder für Transferelemente, welche über transparenten
oder frei tragenden Bereichen zu liegen kommen.
-
Eine
solche Ausgestaltung wird nun mit Bezug auf 17 anhand
des Sicherheitselements 170 näher erläutert, das im Aufbau im Wesentlichen
dem Sicherheitselement aus 15 entspricht.
Allerdings sind liegt hier das in 15 dargestellte
Sicherheitselement quasi gespiegelt vor. Insbesondere sind auf beiden
Seiten des Sicherheitselements Linsenanordnungen 12, 172 vorgesehen,
wobei die Linsenanordnung 172 zusätzlich auf einem Trägersubstrat 178 angeordnet
ist. Es liegt auf der Hand, dass alternativ oder zusätzlich auch
die Linsenanordnung 12 auf einem Trägersubstrat angeordnet sein
kann.
-
Des
Weiteren umfasst das Sicherheitselement 170 gedruckte Mikrostrukturen 174, 176,
wobei die Mikrostrukturen 176 im Wesentlichen nur in den mit
einer opaken Metallschicht 175 versehenen Bereichen vorliegen.
Dadurch kann der erfindungsgemäße Moiré-Vergrößerungseffekt
für die
Mikrostrukturen 176 nur mithilfe der Linsenanordnung 172 sichtbar
gemacht werden. Der Vergrößerungseffekt
für die Mikrostrukturen 174 dagegen
kann bei geeigneter Wahl der Mikrolinsen der jeweiligen Linsenanordnung 12, 172 zumindest
bereichsweise von beiden Seiten, gegebenenfalls mit unterschiedlicher
Vergrößerungswirkung,
wahrgenommen werden.
-
Die
Metallschicht 175 ist hier nur bereichsweise, z. B. in
Form eines Motivs, zwischen den Mikrostrukturen 174 und
den Mikrostrukturen 176 vorgesehen und stellt auf diese
Weise ein weiteres Echtheitsmerkmal in Form einer visuell prüfbaren,
konkreten Information bereit.
-
Der
Aufbau eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements
in einer weiteren Ausgestaltung wird nun mit Bezug auf 18 näher
erläutert. 18(a) stellt dabei einen Querschnitt durch
ein erfindungsgemäßes Sicherheitsele ment 180 dar,
die 18(b) und (c) zeigen
Aufsichten auf spezielle Ausgestaltungen der gedruckten Mikrostrukturen
dieses Sicherheitselements.
-
Der
in 18(a) gezeigte Schichtaufbau ermöglicht die
Realisierung eines Farbkippeffekts. Im Ausführungsbeispiel sind unter den
Mikrolinsen einer Linsenanordnung 12 passergenau Mikrostrukturen 182 mit
abwechselnd unterschiedlichen Farben in der Rasterweite der Mikrolinsen
aufgedruckt, wodurch ein betrachtungswinkelabhängiger Farbkippeffekt entsteht.
Durch die Linsen werden blickwinkelabhängig entweder die einen oder
die anderen Mikrostrukturen 182 sichtbar.
-
Auf
einem Trägersubstrat 188 ist
ferner eine reflektierende Metallschicht 185 vorgesehen.
In dieser sind zur Erhöhung
des Fälschungsschutzes
als weiteres Echtheitsmerkmal ferner Aussparungen 183,
z. B. in Form eines Motivs, vorgesehen.
-
Optional
können
vor Aufbringen einer aktivierbaren Klebstoffschicht 17,
die zum Übertragen des
Sicherheitselements 180 auf ein Sicherheitspapier bzw.
zur Verbesserung der Haftung des Sicherheitselements im Papier dient,
weitere Schichten, z. B. Farbschichten, auf das Trägersubstrat 188 aufgebracht
werden.
-
Passt
man die gedruckten Mikrostrukturen in der in den 18(b) und (c) gezeigten Weise an die Basisfläche der
Mikrolinsen der Linsenanordnung 12 an, lassen die im folgenden
beschrieben Effekte erzielen.
-
Durch
die Anordnung verschieden farbiger Bereiche in konzentrischen Kreisen
in der Mikrostrukturanordnung 184 (18(b)),
die an die kreis förmige
Basisfläche
einer z. B. sphärischen
Mikrolinse angepasst ist, erfolgt der Farbkippeffekt unabhängig von
der Blickrichtung.
-
Durch
die als Rasterpunkte angeordneten verschieden farbigen Mikrostrukturen
der Mikrostrukturanordnung 186 in 18(c) kann
z. B. ein Farbkippeffekt von grün
nach rot bei einer Kippung von Ost nach West und ein Farbkippeffekt
von grün
nach blau bei einer Kippung von Nord nach Süd erzielt werden.
-
Die
Anordnung der farbigen Bereiche in den Mikrostrukturen kann auf
verschiedenste Weise gelöst
werden. Es sind beispielsweise auch Mikrostrukturanordnungen denkbar,
bei denen die Anordnung der verschieden farbigen Bereiche in den
Mikrostrukturen durch Kreissegmente oder Linien bereitgestellt wird.
-
Gemäß einer
Variante dieses Ausführungsbeispiels
kann man einen unter ultravioletter Strahlung betrachtungswinkelabhängigen Farbkippeffekt erzielen,
indem die Mikrostrukturen mit zwei oder mehreren unterschiedlichen
Lumineszenzfarben gedruckt werden. Ohne Hilfsmittel betrachtet weist
das Sicherheitselement dann lediglich ein metallisch glänzendes
Erscheinungsbild, gegebenenfalls mit Aussparungen, auf. Der gewünschte Farbkippeffekt zeigt
sich hingegen nur bei Bestrahlung des Sicherheitselements mit z.
B. UV-Strahlung.
-
Im
Gegensatz zu herkömmlichen
Farbkippeffekten, wie sie mittels Interferenz in Dünnschichtelementen
Schichten oder mit Flüssigkristallen
erzeugt werden können,
die immer eine vorgegebene Abfolge der aufeinander folgenden Farben
aufweisen, sind die mithilfe der Mikrolinsen erzeugten Farbkippeffekte
frei wählbar.
Es lässt
sich damit im Wesentlichen jeder beliebige Farbkippeffet erzeugen,
d. h. jede beliebige Farbe A kann in irgendeine Farbe B übergehen.
-
Selbstverständlich kann
der vorstehend beschriebene Farbkippffekt auch mit dem Effekt der Moiré-Vergrößerung kombiniert
werden. Dazu sind die Mikrostrukturen in bestimmten Bereichen passergenau
zu den Mikrolinsen der Linsenanordnung angeordnet, während sie
in anderen Bereichen in einer im Vergleich zur Linsenanordnung unterschiedlichen Rasterweite
vorliegen.
-
Das
in 19 dargestellte Sicherheitselement 190 entspricht
im Aufbau im Wesentlichen dem Sicherheitselement 140 aus 15.
Es umfasst neben einer Linsenanordnung 192, die auf einem
Trägersubstrat 194 angeordnet
ist, eine Mikrostrukturanordnung 196, die beispielsweise
gedruckte Mikrostrukturen aufweist, sowie eine auf einem Trägersubstrat 198 vorliegende
Metallschicht 195, die gegebenenfalls Aussparungen enthält.
-
Des
Weiteren ist neben oder zwischen den Mikrolinsen der Linsenanordnung 192 eine
geprägte diffraktive
oder streuende Struktur 199, z. B. eine Mattstruktur oder
ein Prägehologramm,
vorgesehen, auf die gegebenenfalls eine Metallschicht aufgebracht
ist. Die Aufbringung einer Metallschicht auf die geprägte Struktur 199 hat
den Vorteil, dass diese besonders gut sichtbar ist. Zur Realisierung
transparenter Varianten ist es denkbar, die erwähnte Metallbeschichtung durch
hochbrechendene Schichten, z. B. aus ZnS oder TiO2,
zu ersetzen.
-
Durch
entsprechende Herstellungsverfahren ist es möglich, diffraktive oder streuende
Strukturen direkt neben entsprechende Linsenanordnungen zu setzen.
Alternativ können
die Mikrolinsen der Linsenanordnung bzw. gegebenenfalls die in 16 beschriebenen
metallisierten Hohlspiegelanord nungen und die diffraktiven oder
streuenden Strukturen auch überlagert
werden.
-
Anstelle
von geprägten
diffraktiven oder streuenden Strukturen können auch Beugungsgitter nullter
Ordnung bereichsweise neben einer Linsenanordnung oder in Überlagerung
mit dieser vorgesehen sein. Idealerweise werden diese noch mit einer hochbrechenden
Schicht, z. B. aus ZnS, TiO2, bedampft.
Man erhält
dann in dem Bereich, in dem die Beugungsgitter nullter Ordnung liegen,
einen Farbeindruck, der sich bei Rotation des Sicherheitselements ändert.
-
Eine
weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements 210 wird
nun mit Bezug auf 21 näher erläutert. Das Sicherheitselement 210 umfasst
neben einer auf einem Trägersubstrat 14 angeordneten
Linsenanordnung 12 eine Anordnung mit gedruckten Mikrostrukturen 212 sowie
eine Metallschicht 215.
-
Zwischen
der Mikrostrukturanordnung 212 und der Metallschicht 215 ist
ferner eine Schicht 214 aus flüssigkristallinem Material,
z. B. aus cholesterischem flüssigkristallinem
Material, sowie eine gegebenenfalls bereichsweise vorliegende dunkle,
insbesondere schwarze Farbschicht 216 vorgesehen. Die Metallschicht 215 kann,
wie in 21 dargestellt, nur bereichsweise
vorliegen, gegebenenfalls passergenau zu der dunklen Farbschicht 216,
oder als semitransparente oder gerasterte Metallschicht. Eine solche
Anordnung bewirkt neben dem oben beschriebenen Moiré-Vergrößerungseffekt
außerdem
einen Farbkippeffekt.
-
Optional
können
vor Aufbringen einer aktivierbaren Klebstoffschicht 17,
die zum Übertragen des
Sicherheitselements 100 auf ein Sicherheitspapier bzw. zur
Verbesserung der Haftung des Sicherheitselements im Papier dient,
weitere Schichten 219, z. B. Farbschichten, auf das Sicherheitselement 210 aufgebracht
werden.
-
Neben
der gezeigten vollflächigen
Ausgestaltung sind auch Varianten denkbar, bei denen sowohl Linsenanordnung 12,
die Mikrostrukturanordnung 212 als auch die Flüssigkristallschicht 214 bzw. die
dunkle Farbschicht 216 nur teilflächig aufgebracht sind. Daneben
kann der oben beschriebene Schichtaufbau 214, 216 auch
anstelle einer Metallschicht auf die Profile der Linsenstrukturen
einer Hohlspiegelanordnung aufgebracht werden Es versteht sich,
dass die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen
Sicherheitselemente mit weiteren Schichten, insbesondere mit maschinenlesbaren
Schichten kombiniert werden können. Solche
Schichten enthalten beispielsweise reflektierende, magnetische,
elektrisch leitfähige
oder lumineszierende Stoffe.
-
Um
Magnetschichten zu verbergen, werden diese idealerweise zwischen
zwei opake Schichten eingebettet. Sind auf dem Sicherheitselement
bereits metallisierte Bereiche vorhanden, kann die Magnetschicht
beispielsweise mithilfe einer Haftvermittlerschicht auf diese übertragen
werden. Anschließend kann
die Magnetschicht mittels einer weiteren Metallschicht oder einer
opaken Farbschicht mit hoher optischer Dichte oder einer Schicht,
die z.B. Metallpigmente enthält,
abgedeckt werden. Die Magnetbereiche können als durchgehende Bereiche
entlang des Sicherheitselements oder in Form einer Codierung vorliegen.
-
Die
elektrische Leitfähigkeit
kann z. B. über eine
durchgehende Metallschicht erreicht werden. Da die Stabilität von Metallschichten
gegenüber
mechanischen Beanspruchungen oft nicht ausreichend ist, können alternativ
oder zusätzlich
im Wesentlichen transparente, elektrisch leitfähige Beschichtun gen vollflächig oder
bereichsweise auf das Sicherheitselement aufgebracht werden. Diese
Schichten haben den Vorteil, dass sie das optische Erscheinungsbild
des Sicherheitselements nicht stören.
-
Es
können
aber auch farbige und/oder metallisch glänzende Beschichtungen verwendet
werden. Bei Verwendung von Druckfarben mit Rußpigmenten wird eine damit
hergestellte Schicht bevorzugt zwischen zwei opaken Schichten im
Sicherheitselement eingebettet, um eine Beeinträchtigung des Erscheinungsbilds
des Sicherheitselements zu vermeiden.
-
Daneben
können
an beliebiger Stelle im Schichtaufbau der erfindungsgemäßen Sicherheitselemente
lumineszierende, insbesondere fluoreszierende oder phosphoreszierende
Stoffe eingesetzt werden. Insbesondere können solche Stoffe in die Mikrolinsen
bzw. Linsenstrukturen von Hohlspiegeln eingebracht werden. Die Mikrolinsen
bzw. Linsenstrukturen sind, verglichen mit üblichen Druckfarben, verhältnismäßig dick
(mehrere Mikrometer) und bieten daher ausreichend Raum für derartige
Stoffe. Allerdings ist dabei zu berücksichtigen, dass die lumineszierenden
Stoffe im Wesentlichen optisch transparent sein sollten.
-
Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung kann ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement auch
mit einer Schicht kombiniert werden, die phasenschiebende Eigenschaften
aufweist. Dazu wird das Sicherheitselement mit einer Schicht aus
flüssigkristallinem
Material, das diese Eigenschaften aufweist, partiell beschichtet.
Insbesondere werden metallisierte Bereiche entweder partiell in
Form von Druckmustern mit orientierten Flüssigkristallen beschichtet oder
das Sicherheitselement wird vollflächig mit Flüssigkristallen beschichtet,
die eine doppelbrechende Eigenschaft aufweisen und deren Hauptachsen
bereichsweise in unterschiedlichen Richtungen liegen. Damit kann
durch Auflegen von Zirkular- oder Linearpolarisatoren ein sonst
nicht sichtbares Muster zum Vorschein gebracht werden.
-
Alternativ
kann ein Sicherheitselement auch mit polarisierenden Substanzen
beschichtet werden.