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EP1798054A2 - Codierte optisch aktive Sicherheitselemente und Sicherheitsmerkmale - Google Patents

Codierte optisch aktive Sicherheitselemente und Sicherheitsmerkmale Download PDF

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Publication number
EP1798054A2
EP1798054A2 EP06025187A EP06025187A EP1798054A2 EP 1798054 A2 EP1798054 A2 EP 1798054A2 EP 06025187 A EP06025187 A EP 06025187A EP 06025187 A EP06025187 A EP 06025187A EP 1798054 A2 EP1798054 A2 EP 1798054A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
security element
metal compound
element according
security
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06025187A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1798054A3 (de
Inventor
Matthias Müller
Gottfried Brandstetter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hueck Folien GmbH
Original Assignee
Hueck Folien GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hueck Folien GmbH filed Critical Hueck Folien GmbH
Publication of EP1798054A2 publication Critical patent/EP1798054A2/de
Publication of EP1798054A3 publication Critical patent/EP1798054A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B42D25/373—Metallic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29—Securities; Bank notes
    • B42D2033/10—
    • B42D2033/18—
    • B42D2033/20—
    • B42D2035/24—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/328—Diffraction gratings; Holograms

Definitions

  • the invention relates to security elements and security features, which optionally have an optically active element and a colored coding, processes for their preparation and their use.
  • Data carriers and documents of value such as banknotes, identification papers or the like, or packaging materials for sensitive goods, such as electronic components, pharmaceutical products and the like, are provided with security elements, for example in the form of threads, strips, tapes, patches or other formats, for verifiability of their authenticity.
  • security elements for example in the form of threads, strips, tapes, patches or other formats, for verifiability of their authenticity.
  • the information and encodings such as electrical conductivity, magnetic encodings, holograms or diffractive structures, characters, patterns, recesses, color and / or luminescent effects or sequences and the like having these security features, are becoming increasingly complex and expensive for increased security against counterfeiting achieve and make an exact replica almost impossible.
  • an additional visually unambiguous and recognizable feature on the data carrier, the valuable document or the packaging which serves not only as an optional additional security feature.
  • an unambiguous assignment of the data carrier, the value document or the packaging For example, be provided for a particular place of origin, a particular value or content, a particular brand or the like.
  • the object of the invention was to propose a security element which has a colored metallic or metallic appearing coding and optionally an optically variable feature.
  • the invention therefore relates to a security element for uniquely assignable identification and identification of data carriers, value documents and / or packaging and the like, comprising a carrier substrate, characterized in that the security element optionally an optically active feature and at least one full or partial reflector or mirror layer and has at least one in the register to the optically active element or to another security feature applied colored or transparent metal compound layer.
  • Another object of the invention is a film material, characterized in that it comprises a security feature, optionally an optically active feature and at least one full or partial reflector or mirror layer and at least one in register with the optically active element or to another security element applied colored or transparent metal compound layer.
  • Transparent carrier foils for example, preferably made from Pl, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, are used as the carrier substrate for the security feature according to the invention.
  • the Carrier films preferably have a thickness of 5 to 700 .mu.m, preferably 5 to 200 .mu.m, particularly preferably 5 to 50 .mu.m.
  • the security feature may include an optically active feature.
  • Optically active features are diffraction structures, diffraction structures, nanostructures, holograms, kinegrams and the like. Such structures can be produced, for example, by embossing the corresponding structure in a radiation-curable, for example UV-curable or thermoplastic lacquer.
  • the carrier substrate is coated with a radiation-curable lacquer in a coating process such as, for example, a screen-printing, gravure or flexographic printing process.
  • a coating process such as, for example, a screen-printing, gravure or flexographic printing process.
  • the coating can be selective or full-surface.
  • the radiation-curable lacquer can contain, for example, a radiation-curable lacquer system based on a polyester, an epoxy or polyurethane system containing 2 or more different photoinitiators known to the person skilled in the art, which can initiate curing of the lacquer system to varying degrees at different wavelengths.
  • a photoinitiator can be activated at a wavelength of 200 to 400 nm, the second photoinitiator then activatable at a wavelength of 370 to 600 nm. Sufficient difference should be maintained between the activation wavelengths of the two photoinitiators to prevent over-excitation of the second photoinitiator while the first photoinitiator is activated.
  • the region in which the second photoinitiator is excited should be in the transmission wavelength range of the carrier substrate used.
  • electron radiation can also be used for the main cure (activation of the second photoinitiator) electron radiation can also be used.
  • a water-thinnable varnish can also be used. Preference is given to polyester-based paint systems.
  • the impression of the surface structure, ie the diffraction, diffraction or relief structure, for example, at controlled temperature by means of a die or using a stamping die in the radiation-curable lacquer layer, which was pre-cured by activation of the first photoinitiator to the gel point and at the time of molding in this stage is located. If a water-dilutable radiation-curable lacquer is used, it is optionally possible to precede predrying, for example by means of IR radiators.
  • the layer thickness of the applied radiation-curable lacquer can vary depending on the requirements of the end product and thickness of the substrate and is generally between 0.5 and 50 .mu.m, preferably between 1 and 10 .mu.m, more preferably between 1 and 5 .mu.m.
  • the carrier material or the embossed element is partially printed with a soluble in a solvent color.
  • the printed image is selected so that only a part of the optically active structure, or another security element is covered by the subsequent application of a layer of a metal compound.
  • the application of the paint can be done by any method, for example by gravure printing, flexographic printing, screen printing, digital printing and the like.
  • the paint or ink used is soluble in a solvent, preferably water, but it may be a color soluble in any solvent, for example in alcohol, esters and the like may be used.
  • the color or the colored lacquer can be customary compositions based on natural or artificial macromolecules.
  • the soluble color may be pigmented or unpigmented.
  • pigments all known pigments can be used. Particularly suitable are TiO 2 , ZnS, kaolin and the like.
  • Suitable coating materials are metal compounds, for example oxides or sulfides.
  • metal compounds are oxides or sulfides (or chromates) of metals, in particular TiO 2 , Cr oxides, ZnS, ITO, Bi oxide, ATO, FTO, ZnO, Al 2 O 3 , Zn chromate, Fe oxides, CuO and the like, or silicon oxides.
  • the metal compounds may also be doped with rare earth metals. This gives in addition to the desired color in addition a luminescent effect.
  • copper color pigments such as azurite or malachite can be vapor-deposited.
  • the layer thickness of the (vapor-deposited) layer essentially depends on the desired color and is usually between 100 and 1000 nm, preferably 100 to 500 nm.
  • the metal compound can be applied in one or more layers, wherein the layer thickness determines the resulting color impression.
  • a Bi oxide layer approximately at least 160-230 nm thick, as well as a TiO 2 layer blue transparent, a ZnS layer green, a Cd layer yellow, an Al layer in conjunction with Fe 2 O 3 orange to purple , where the hue is controlled by the energy input. Will Cu evaporated under oxygen excess, the coating appears blue. Evaporated ZnO appears reddish transparent.
  • the coating is applied in a PVD or CVD process.
  • a PVD process the coating is applied under vacuum (to 10 -12 mbar, preferably 10 -2 to 10 -6 mbar) at a temperature dependent on the vapor pressure and the thickness of the applied coating on the carrier substrate, for example by thermal evaporation, arc or Electron beam evaporation deposited.
  • Another possibility is the application of the coating by AC or DC sputtering, wherein, depending on the thickness of the layer to be applied and the material used, the corresponding method is selected.
  • a CVD process by mixing the substance to be applied with a gas, plasma or with an activation gas, for example CO, CO 2 , oxygen, silanes, methane, ammonia and the like, for example: caused by a ion beam, a chemical reaction and the resulting material deposited on the carrier.
  • an activation gas for example CO, CO 2 , oxygen, silanes, methane, ammonia and the like, for example: caused by a ion beam, a chemical reaction and the resulting material deposited on the carrier.
  • the layer bearing the optically active feature is previously treated by means of an inline plasma, corona or flame process, and then the coating according to the invention is applied either inline or in a subsequent process step in a PVD or CVD process, sputtering or the like.
  • High-energy plasma for example Ar or Ar / O 2 plasma, cleans the surface of possibly existing toning residues.
  • the adhesion of the partial or full surface coatings is further improved.
  • the surface is activated. In this case, terminal polar groups are generated on the surface.
  • a thin metal or metal oxide layer can be applied as adhesion promoter, for example by sputtering or vapor deposition.
  • adhesion promoter particularly suitable are Cr, Al, Ag, Ti, Cu, TiO 2 , Si oxides or chromium oxides.
  • This adhesion promoter layer generally has a thickness of 0.1 nm to 5 nm, preferably 0.2 nm to 2 nm, particularly preferably 0.2 to 1 nm.
  • the paint application is removed by means of a solvent, optionally combined with a mechanical action.
  • a solvent optionally combined with a mechanical action.
  • the described process can be repeated using one or more further different metal compound layers, in those areas that were not covered by the first layer or at least partially overlapping to these areas.
  • the pure shades as well as mixed colors can be generated.
  • the application takes place in register, for example with an insetter method.
  • the coating of metal compounds can additionally have respectively defined features, for example recesses in the form of patterns, characters, lines, guilloches and the like.
  • a reflector or mirror layer is made preferably of a metallic layer, for example, Al, Cu, Fe, Ag, Au, Pt, Pd, Sn, Cr, Ni, Zn, and the like.
  • the optical density of the reflector or mirror layer is greater than 1.5 OD.
  • the coating is preferably applied in a PVD or CVD process, but it is also possible to apply it in a known printing process. If this reflector or mirror layer is to be applied only partially, the method is preferably carried out analogously to the method described above for applying a partial metal compound layer using a solvent-soluble ink.
  • coding can take place by defined application of different partial metal compound layers.
  • different metal compound layers can be applied in one plane.
  • these layers are then combined with a full-surface reflector or mirror layer.
  • multicolored appearing holograms, kinegrams, nanostructures, diffraction structures and the like can be generated.
  • such multicolor holograms can also be produced by applying a metal compound layer in different layer thicknesses.
  • hologram motifs with different metal compound layers or different layer thicknesses of the same metal compound layer can be deposited.
  • the different motifs different colors.
  • the metal compound layers, as well as the reflector or mirror layer may be applied over the entire surface or partially, with unique combinations resulting from different combinations.
  • the carrier substrate can already have defined functional layers or such functional layers can subsequently be applied to the carrier substrate.
  • These layers may, for example, have certain chemical, physical and also optical properties.
  • optical properties of a further layer can be visualized by visible dyes or pigments, luminescent dyes or pigments which fluoresce or phosphoresce in the visible, in the UV region or in the IR region, effect pigments, such as liquid crystals, bronzes and / or heat-sensitive inks or pigments influence. These can be used in all possible combinations.
  • phosphorescent pigments can also be used alone or in combination with other dyes and / or pigments.
  • partial electrically conductive layers may be present on the substrate, or to be applied subsequently, for example electrically conductive polymeric layers or conductive paint or lacquer layers.
  • metal pigments for example, copper, aluminum, silver, gold, iron, chromium and the like
  • metal alloys such as copper-zinc or Copper-aluminum or amorphous or crystalline ceramic pigments such as ITO, ATO, FTO and the like
  • doped or non-doped semiconductors such as, for example, silicon, germanium or doped or undoped polymeric semiconductors or ionic conductors such as amorphous or crystalline metal oxides or metal sulfides can be used as an additive.
  • polar or partially polar compounds such as surfactants, or nonpolar compounds such as silicone additives or hygroscopic or non-hygroscopic salts can be used or added to the paint for adjusting the electrical properties of the layer.
  • a partial metal layer can also be applied, wherein the partial application can be effected by means of an etching process (application of a full-surface metal layer and subsequent partial removal by etching) or by means of a demetallization process.
  • an electrically conductive polymer layer can also be applied as the electrically conductive layer.
  • the electrically conductive polymers may be, for example, polyaniline or polyethylenedioxythiophene. Particular preference is given to using PEDT / TS as the electrically conductive polymer.
  • paramagnetic, diamagnetic and also ferromagnetic materials such as iron, nickel, barium and cobalt or their compounds or salts (for example oxides or sulfides) may be used.
  • ferromagnetic materials such as iron, nickel, barium and cobalt or their compounds or salts (for example oxides or sulfides)
  • iron, nickel, barium and cobalt or their compounds or salts for example oxides or sulfides
  • Fe (II) and Fe (III) oxides barium or cobalt ferrites, rare earths and the like.
  • inventive security elements or film materials can be provided with a protective lacquer layer on one or both sides.
  • the protective lacquer may be pigmented or unpigmented, using as pigments all known pigments or dyes, for example TiO 2 , ZnS, kaolin, ATO, FTO, aluminum, chromium and silicon oxides or, for example, organic pigments such as pthalocyanine blue, i-indolid yellow, dioxazine violet and the like can be used.
  • luminescent dyes or pigments which fluoresce or phosphoresce in the visible, in the UV range or in the IR range, effect pigments such as liquid crystals, pearlescent, bronzes and / or multilayer color change pigments and heat-sensitive inks or pigments can be added. These can be used in all possible combinations.
  • luminescent pigments can also be used alone or in combination with other dyes and / or pigments.
  • the security element according to the invention may be provided on one or both sides with a hot or cold seal adhesive or a self-adhesive coating for application to or at least partial embedding in a substrate, which adhesive or adhesive coatings may be pigmented.
  • the security element according to the invention is characterized by high light resistance of the color impression achieved and high security against counterfeiting. Since reflecting colors result according to the invention, the security feature according to the invention can not be reproduced by color copying
  • the security element according to the invention can be used as easily recognizable security feature or authenticity or identification feature on data carriers, labels, in particular value documents, such as identity cards, cards, banknotes, on packaging materials in the pharmaceutical, electronics or food industry, original spare parts for cars, vehicles, aircraft become.
  • both the packaging and the product packed therein or, if appropriate, information which is packed with information, such as technical data sheets, instructions for use, assembly instructions and the like, are advantageously provided with a coating having a security feature with a defined color impression.

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Abstract

Sicherheitselement zur eindeutig zuordenbaren Kennzeichnung von Datenträgern, Wertdokumenten und/oder Verpackungen und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement gegebenenfalls ein optisch aktives Merkmal und wenigstens eine vollflächige oder partielle Reflektor- oder Spiegelschicht und mindestens im Register zum optisch aktiven Element oder zu einem anderen Sicherheitselement aufgebrachte farbige oder transparente Metallverbindungsschicht aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft Sicherheitselemente und Sicherheitsmerkmale, die gegebenenfalls ein optisch aktives Element und eine farbige Codierung aufweisen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.
  • Datenträger und Wertdokumente, wie Banknoten, Ausweispapiere, oder dergleichen, oder Verpackungsmaterialien für sensible Güter wie Elektronikbauteile, pharmazeutische Produkte und dergleichen werden zur Nachprüfbarkeit ihrer Echtheit mit Sicherheitselementen, beispielsweise in Form von Fäden, Streifen, Bändern, Patches oder anderen Formaten versehen. Die Informationen und Codierungen, beispielsweise elektrische Leitfähigkeit, magnetische Codierungen, Hologramme oder Beugungsstrukturen, Zeichen, Muster, Aussparungen, farbliche und/oder lumineszierende Effekte oder Abfolgen und dergleichen, die diese Sicherheitsmerkmale aufweisen, werden zunehmend komplexer und aufwendiger um eine erhöhte Sicherheit gegen Fälschungen zu erzielen und einen exakten Nachbau nahezu unmöglich zu machen.
  • Allerdings sind die komplexen Informationen, Codierungen und dergleichen, die diese Sicherheitsmerkmale aufweisen, meist schwer optisch erkennbar bzw. ist eine einfache optische Erkennbarkeit bzw. Überprüfbarkeit nicht erwünscht. Bei derartigen Sicherheitsmerkmalen der 3. Stufe ist die Verifizierung nur aufwendig maschinell oder durch Spezialgeräte möglich um so die Echtheit des entsprechenden Datenträgers, des Wertdokuments oder der Verpackung zu überprüfen.
  • Vielfach ist es jedoch vorteilhaft ein zusätzliches optisch eindeutiges und erkennbares Merkmal auf dem Datenträger, dem Wertdokument oder der Verpackung anzubringen, das nicht nur als gegebenenfalls zusätzliches Sicherheitsmerkmal dient. Ferner kann gegebenenfalls eine eindeutige Zuordnung des Datenträgers, des Wertdokuments oder der Verpackung, beispielsweise zu einem bestimmten Herkunftsort, einem bestimmten Wert oder einem bestimmten Inhalt, einer bestimmten Marke oder dergleichen vorgesehen sein.
  • Aufgabe der Erfindung war es, ein Sicherheitselement vorzuschlagen, das eine farbige metallische oder metallisch erscheinende Codierung und gegebenenfalls ein optisch variables Merkmal aufweist.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher ein Sicherheitselement zur eindeutig zuordenbaren Identifizierung und Kennzeichnung von Datenträgern, Wertdokumenten und/oder Verpackungen und dergleichen, aufweisend ein Trägersubstrat, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement gegebenenfalls ein optisch aktives Merkmal und wenigstens eine vollflächige oder partielle Reflektor- oder Spiegelschicht und mindestens eine im Register zum optisch aktiven Element oder zu einem anderen Sicherheitsmerkmal aufgebrachte farbige oder transparente Metallverbindungsschicht aufweist.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Folienmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Sicherheitsmerkmal aufweist, das gegebenenfalls ein optisch aktives Merkmal und wenigstens eine vollflächige oder partielle Reflektor- oder Spiegelschicht und mindestens eine im Register zum optisch aktiven Element oder zu einem anderen Sicherheitselement aufgebrachte farbige oder transparente Metallverbindungsschicht aufweist.
  • Insbesondere in Verbindung mit einer Reflektor- oder Spiegelschicht ergibt sich mit der transparenten oder farbigen Metallschicht unabhängig vom Betrachtungswinkel ein eindeutiger Farbeindruck.
  • Als Trägersubstrat für das erfindungsgemäße Sicherheitsmerkmal kommen beispielsweise transparente Trägerfolien vorzugsweise flexible Kunststofffolien, beispielsweise aus Pl, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC in Frage. Die Trägerfolien weisen vorzugsweise eine Dicke von 5 - 700 µm, bevorzugt 5 - 200 µm, besonders bevorzugt 5 - 50 µm auf.
  • Das Sicherheitsmerkmal kann ein optisch aktives Merkmal aufweisen. Unter optisch aktiven Merkmalen werden Beugungsstrukturen, Diffraktionsstrukturen, Nanostrukturen, Hologramme, Kinegramme und dergleichen verstanden. Derartige Strukturen können beispielsweise durch Prägen der entsprechenden Struktur in einen strahlungshärtbaren, beispielsweise UV-härtbaren oder thermoplastischen Lack hergestellt werden.
  • Dabei können alle bekannten Prägeverfahren verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Trägersubstrat in einem Beschichtungsverfahren wie beispielsweise einem Siebdruck-, Tiefdruck- oder Flexodruckverfahren mit einem strahlungshärtbaren Lack beschichtet. Die Beschichtung kann selektiv oder vollflächig erfolgen.
  • Der strahlungshärtbare Lack kann beispielsweise ein strahlungshärtbares Lacksystem auf Basis eines Polyester-, eines Epoxy- oder Polyurethansystems das 2 oder mehr verschiedene, dem Fachmann geläufige Photoinitiatoren enthält, die bei unterschiedlichen Wellenlängen eine Härtung des Lacksystems in unterschiedlichem Ausmaß initiieren können. So kann beispielsweise ein Photoinitiator bei einer Wellenlänge von 200 bis 400 nm aktivierbar sein, der zweite Photoinitiator dann bei einer Wellenlänge von 370 bis 600 nm aktivierbar. Zwischen den Aktivierungswellenlängen der beiden Photoinitiatoren sollte genügend Differenz eingehalten werden, damit nicht eine zu starke Anregung des zweiten Photoinitiators erfolgt, während der erste Photoinitiator aktiviert wird. Der Bereich, in dem der zweite Photoinitiator angeregt wird, sollte im Transmissionswellenlängenbereich des verwendeten Trägersubstrats liegen. Für die Haupthärtung (Aktivierung des zweiten Photoinitiators) kann auch Elektronenestrahlung verwendet werden.
  • Als strahlungshärtbarer Lack kann auch ein wasserverdünnbarer Lack verwendet werden. Bevorzugt werden Lacksysteme auf Polyesterbasis.
  • Die Abformung der Oberflächenstruktur, also der Diffraktions-, Beugungs- oder Reliefstruktur erfolgt beispielsweise bei kontrollierter Temperatur mittels einer Matrize oder unter Verwendung einer Prägeform in die strahlungshärtbare Lackschicht, die durch Aktivierung des ersten Photoinitiators bis zum Gelpunkt vorgehärtet wurde und zum Zeitpunkt der Abformung sich in diesem Stadium befindet.
    Wird ein wasserverdünnbarer strahlungshärtbarer Lack verwendet kann gegebenenfalls eine Vortrocknung vorgeschaltet werden, beispielsweise durch IR-Strahler.
  • Die Schichtdicke des aufgebrachten strahlungshärtbaren Lacks kann je nach Anforderung an das Endprodukt und Dicke des Substrats variieren und beträgt im allgemeinen zwischen 0,5 und 50 µm, vorzugsweise zwischen 1 und 10 µm, besonders bevorzugt zwischen 1 und 5 µm.
  • Die Abformung der Oberflächenstruktur erfolgt registergenau zur Beschichtung des Trägersubstrats, wobei eine Toleranz von +/- 0,5 mm eingehalten werden kann. Dies wird durch eine Registersteuerung erreicht
  • Anschließend wird das Trägermaterial bzw. das geprägte Element partiell mit einer in einem Lösemittel lösbaren Farbe bedruckt. Dabei wird das Druckbild so gewählt, dass nur ein Teil der optisch aktiven Struktur, bzw. eines anderen Sicherheitselements durch die anschließende Aufbringung einer Schicht aus einer Metallverbindung abgedeckt wird.
  • Die Aufbringung des Farbauftrags kann durch ein beliebiges Verfahren, beispielsweise durch Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck, Digitaldruck und dergleichen erfolgen. Die verwendete Farbe bzw. der verwendete Farblack ist in einem Lösungsmittel, vorzugsweise in Wasser löslich, es kann jedoch auch eine in jedem beliebigen Lösungsmittel, beispielsweise in Alkohol, Estern und dergleichen lösliche Farbe verwendet werden. Die Farbe bzw. der Farblack können übliche Zusammensetzungen auf Basis von natürlichen oder künstlichen Makromolekülen sein. Die lösliche Farbe kann pigmentiert oder nicht pigmentiert sein. Als Pigmente können alle bekannten Pigmente verwendet werden. Besonders geeignet sind TiO2, ZnS, Kaolin und dergleichen. Um das Anlösen der abgedeckten Farbschicht weiter zu verbessern kann auch vollflächig oder passergenau eine dünne pigmentierte Farbschicht oder eine reine Pigmentschicht aufgebracht werden, wobei die Dicke dieser Schicht etwa 0,01 - 5 µm beträgt.
  • Als Beschichtungsmaterial kommen Metallverbindungen, beispielsweise Oxide oder Sulfide, in Frage. Als Metallverbindungen sind beispielsweise Oxide oder Sulfide (oder Chromate) von Metallen, insbesondere TiO2, Cr-Oxide, ZnS, ITO, Bi-Oxid, ATO, FTO, ZnO, Al2O3, Zn-Chromat, Fe-Oxide, CuO und dergleichen oder Siliciumoxide geeignet.
    Gegebenenfalls können die Metallverbindungen auch mit Seltenerdmetallen dotiert sein. Dadurch erhält man neben der gewünschten Farbe zusätzlich einen Lumineszenzeffekt. Ferner können beispielsweise Kupfer-Farbpigmente, wie Azurit oder Malachit aufgedampft werden.
  • Die Schichtdicke der (aufgedampften) Schicht richtet sich im wesentlichen nach der gewünschten Farbe und beträgt üblicherweise zwischen 100 - 1000 nm vorzugsweise 100 bis 500 nm.
    Die Metallverbindung kann in einer oder in mehreren Schichten aufgebracht werden, wobei die Schichtdicke den entstehenden Farbeindruck bestimmt.
  • So erscheint beispielsweise eine etwa mindestens 160 - 230 nm dicke Bi-Oxidschicht, ebenso wie eine TiO2 Schicht blau transparent, eine ZnS-Schicht grün, eine Cd- Schicht gelb, eine Al-Schicht in Verbindung mit Fe2O3 orange bis purpurrot, wobei der Farbton durch den Energieeintrag gesteuert wird. Wird Cu unter Sauerstoffüberschuss aufgedampft erscheint die Beschichtung blau. Aufgedampftes ZnO erscheint rötlich transparent.
  • Die Beschichtung wird in einem PVD- oder CVD-Verfahren aufgebracht. In einem PVD- Verfahren wird die Beschichtung unter Vakuum (bis 10-12 mbar, vorzugsweise 10-2 bis 10-6 mbar) bei einer vom Dampfdruck und der Dicke der aufzubringenden Beschichtung abhängigen Temperatur auf dem Trägersubstrat beispielsweise durch thermisches Verdampfen, Lichtbogen- oder Elektronenstrahlverdampfen abgeschieden. Eine weitere Möglichkeit ist das Aufbringen der Beschichtung durch AC- oder DC-Sputtem, wobei je nach Dicke der aufzubringenden Schicht und eingesetztem Material das entsprechende Verfahren gewählt wird.
  • In einem CVD-Verfahren wird durch Mischen des aufzubringenden Stoffs mit einem Gas, Plasma oder mit einem Aktivierungsgas, beispielsweise CO, CO2, Sauerstoff, Silane, Methan, Ammoniak und dergleichen, z.B.: mittels eines lonenstrahls eine chemische Reaktion hervorgerufen und der entstandene Stoff auf dem Träger abgeschieden. Auf diese Weise können mehrere reaktive Schichten gleichzeitig oder parallel aufgebracht werden, auf dem Trägersubstrat entsteht ein Farbeffekt.
  • Gegebenenfalls wird die das optisch aktive Merkmal tragende Schicht vorher mittels eines Inline-Plasma-, Corona- oder Flammprozesses behandelt und anschließend die erfindungsgemäße Beschichtung entweder inline oder in einem nachfolgenden Verfahrensschritt in einem PVD- oder CVD-Verfahren, Sputtern oder dergleichen, aufgebracht.
    Durch energiereiches Plasma, beispielsweise Ar- oder Ar/O2-Plasma wird die Oberfläche von eventuell vorhandenen Tonungsresten gereinigt. Dadurch wird die Haftung der partiell oder vollflächig Beschichtungen weiter verbessert. Dabei wird auch für eine partielle Aufbringung die notwendige scharfe Abgrenzung der Konturen der Aussparungen, die für die notwenige Präzision der Codierung notwendig ist, erreicht. Gleichzeitig wird die Oberfläche aktiviert. Dabei werden endständige polare Gruppen an der Oberfläche erzeugt.
  • Gegebenenfalls kann gleichzeitig mit der Anwendung der Plasma- bzw. Corona- oder Flammbehandlung eine dünne Metall- oder Metalloxidschicht als Haftvermittler, beispielsweise durch Sputtern oder Aufdampfen aufgebracht werden. Besonders geeignet sind dabei Cr, Al, Ag, Ti, Cu, TiO2, Si-Oxide oder Chromoxide. Diese Haftvermittlerschicht weist im allgemeinen eine Dicke von 0,1 nm - 5nm, vorzugsweise 0,2 nm - 2nm, besonders bevorzugt 0,2 bis 1 nm auf.
  • In einem weiteren Schritt wird der Farbauftrag mittels eines Lösungsmittels, gegebenenfalls kombiniert mit einer mechanischen Einwirkung entfernt. Durch das Ablösen des Farbauftrags mit den über dem Farbauftrag befindlichen Bereichen der Beschichtung wird die gewünschte partielle Beschichtung erhalten.
  • In einem weiteren Schritt kann der beschriebene Vorgang unter Verwendung einer oder mehrerer weiterer unterschiedlicher Metallverbindungsschicht(en), in jenen Bereichen, die durch die erste Schicht nicht abgedeckt wurden oder auch zumindest teilweise überlappend zu diesen Bereichen wiederholt werden.
    Dabei können bei Betrachtung im Durch- oder Auflicht jeweils die reinen Farbtöne als auch Mischfarben erzeugt werden.
  • Vorzugsweise erfolgt die Aufbringung registergenau, beispielsweise mit einem Insetter-Verfahren.
  • Die Beschichtung aus Metallverbindungen kann/können zusätzlich jeweils definierte Merkmale, beispielsweise Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen, Linien, Guillochen und dergleichen aufweisen.
    Anschließend wird der beschriebene Aufbau mit einer Reflektor- oder Spiegelschicht versehen. Diese Reflektor- oder Spiegelschicht besteht vorzugsweise aus einer metallischen Schicht, beispielsweise Al, Cu, Fe, Ag, Au, Pt, Pd, Sn, Cr, Ni, Zn, und dergleichen.
    Vorzugsweise beträgt die optische Dichte der Reflektor- oder Spiegelschicht größer 1,5 OD.
  • Die Beschichtung wird vorzugsweise in einem PVD- oder CVD-Verfahren aufgebracht, es ist allerdings auch eine Aufbringung in einem bekannten Druckverfahren möglich. Soll diese Reflektor- oder Spiegelschicht nur partiell aufgebracht werden, wird das Verfahren vorzugsweise analog zu dem zur Aufbringung einer partiellen Metallverbindungsschicht oben beschriebenen Verfahren unter Verwendung einer in einem Lösemittel löslichen Druckfarbe durchgeführt.
  • Ferner kann durch definierte Aufbringung unterschiedlicher partieller Metallverbindungsschichten eine Codierung erfolgen.
  • Dabei können beispielsweise in einer Ausführungsform unterschiedliche Metallverbindungsschichten in einer Ebene aufgebracht werden. Vorzugsweise werden diese Schichten dann mit einer vollflächigen Reflektor- oder Spiegelschicht kombiniert. Dadurch können mehrfarbig erscheinenden Hologramme, Kinegramme, Nanostrukturen, Diffraktionsstrukturen und dergleichen erzeugt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform können derartige mehrfarbige Hologramme auch durch Aufbringen einer Metallverbindungsschicht in unterschiedlichen Schichtdicken erzeugt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform können beispielsweise unterschiedliche Hologrammmotive mit unterschiedlichen Metallverbindungsschichten oder unterschiedlichen Schichtdicken derselben Metallverbindungsschicht hinterlegt werden. Dadurch weisen die unterschiedlichen Motive, unterschiedliche Farben auf.
  • Die Metallverbindungsschichten können, ebenso wie die Reflektor- oder Spiegelschicht vollflächig oder partiell aufgebracht sein, wobei sich durch unterschiedliche Kombinationen eindeutige Identifikationsmerkmale ergeben.
  • Ferner kann das Trägersubstrat bereits definierte funktionelle Schichten aufweisen oder es können derartige funktionelle Schichten anschließend auf das Trägersubstrat aufgebracht werden. Diese Schichten können beispielsweise bestimmte chemische, physikalische und auch optische Eigenschaften aufweisen.
  • Die optischen Eigenschaften einer weiteren Schicht lassen sich durch sichtbare Farbstoffe bzw. Pigmente, lumineszierende Farbstoffe bzw. Pigmente, die im sichtbaren, im UV-Bereich oder im IR-Bereich fluoreszieren bzw. phosphoreszieren, Effektpigmente, wie Flüssigkristalle, Bronzen und/oder wärmeempfindliche Farben bzw. Pigmente beeinflussen. Diese sind in allen möglichen Kombinationen einsetzbar. Zusätzlich können auch phosphoreszierende Pigmente allein oder in Kombination mit anderen Farbstoffen und/oder Pigmenten eingesetzt werden.
  • Ferner können auch partielle elektrisch leitfähige Schichten auf dem Substrat vorhanden sein, oder anschließend aufgebracht werden, beispielsweise elektrisch leitfähige polymere Schichten oder leitfähige Farb- oder Lackschichten.
  • Zur Einstellung der elektrischen Eigenschaften können der aufzubringenden Farbe bzw. dem aufzubringenden Lack, beispielsweise Graphit, Ruß, leitfähige organische oder anorganische Polymere, Metallpigmente (beispielsweise Kupfer, Aluminium, Silber, Gold, Eisen, Chrom und dergleichen), Metallegierungen wie Kupfer-Zink oder Kupfer-Aluminium oder auch amorphe oder kristalline keramische Pigmente wie ITO, ATO, FTO und dergleichen zugegeben werden. Weiters können auch dotierte oder nicht dotierte Halbleiter wie beispielsweise Silicium, Germanium oder dotierte oder nicht dotierte polymere Halbleiter oder lonenleiter wie amorphe oder kristalline Metalloxide oder Metallsulfide als Zusatz verwendet werden. Ferner können zur Einstellung der elektrischen Eigenschaften der Schicht polare oder teilweise polare Verbindungen wie Tenside, oder unpolare Verbindungen wie Silikonadditive oder hygroskopische oder nicht hygroskopische Salze verwendet oder dem Lack zugesetzt werden.
  • Als Schicht mit elektrischen Eigenschaften kann auch eine partielle Metallschicht aufgebracht werden, wobei die partielle Aufbringung mittels eines Ätzverfahrens (Aufbringung einer vollflächigen Metallschicht und anschließende partielle Entfernung durch Ätzen) oder mittels eine Demetallisierungsverfahrens erfolgen kann.
  • Ferner kann als elektrisch leitfähige Schicht auch eine elektrisch leitfähige Polymerschicht aufgebracht werden. Die elektrisch leitfähigen Polymeren können beispielsweise Polyanilin oder Polyethylendioxythiophen sein. Besonders bevorzugt wird als elektrisch leitfähiges Polymer PEDT/TS verwendet.
  • Zur Herstellung einer Schicht mit magnetischen Eigenschaften können paramagnetische, diamagnetische und auch ferromagnetische Stoffe, wie Eisen, Nickel, Barium, und Cobalt oder deren Verbindungen oder Salze (beispielsweise Oxide oder Sulfide) verwendet werden. Besonders geeignet sind Fe(II)- und Fe(III)-Oxide, Barium- bzw. Cobaltferrite, seltene Erden und dergleichen.
  • Es ist auch möglich der verwendeten Magnetfarbe, beispielsweise Ruß oder Graphit zuzusetzen, wodurch eine gleichzeitig magnetische als auch elektrisch leitfähige Schicht in definierter Codierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders vorteilhaft herstellbar ist.
  • Ferner können die erfindungsmäßigen Sicherheitselemente bzw. Folienmaterialien mit einer Schutzlackschicht ein- oder beidseitig versehen sein. Der Schutzlack kann pigmentiert oder nicht pigmentiert sein, wobei als Pigmente alle bekannte Pigmente oder Farbstoffe, beispielsweise TiO2, ZnS, Kaolin, ATO, FTO, Aluminium, Chrom- und Siliziumoxide oder beispielsweise organische Pigmente wie Pthalocyaninblau, i-Indolidgelb, Dioxazinviolett und dergleichen verwendet werden können. Ferner können lumineszierende Farbstoffe bzw. Pigmente, die im sichtbaren, im UV-Bereich oder im IR-Bereich fluoreszieren bzw. phosphoreszieren, Effektpigmente wie Flüssigkeitskristalle, Perlglanz, Bronzen und/oder Multilayer-Farbumschlagpigmente und wärmeempfindliche Farben bzw. Pigmente zugegeben werden. Diese sind in allen möglichen Kombinationen einsetzbar. Zusätzlich können auch lumineszierende Pigmente allein oder in Kombination mit anderen Farbstoffen und/oder Pigmenten eingesetzt werden.
  • Ferner kann das erfindungsgemäße Sicherheitselement ein- oder beidseitig mit einem Heiß- oder Kaltsiegelkleber oder einer Selbstklebebeschichtung zur Aufbringung auf oder zur zumindest teilweisen Einbettung in ein Substrat versehen sein, wobei diese Kleber bzw. Klebebeschichtungen pigmentiert sein können.
  • Ferner kann das erfindungsgemäße Sicherheitselement mit einem oder mehreren Trägersubstraten, die gegebenenfalls funktionelle und/oder dekorative Schichten aufweisen, gegebenenfalls unter Verwendung eines Kaschierklebers kaschiert sein, wobei dieser Kaschierkleber auch pigmentiert sein kann.
  • Das erfindungsgemäße Sicherheitselement zeichnet sich durch hohe Lichtbeständigkeit des erzielten Farbeindrucks und hohe Fälschungssicherheit aus. Da erfindungsgemäß reflektierende Farben entstehen, kann das erfindungsgemäße Sicherheitsmerkmal nicht durch Farbkopieren reproduziert werden Das erfindungsgemäße Sicherheitselement kann als leicht erkennbares Sicherheitsmerkmal bzw. Echtheits- oder Identifikationsmerkmal auf Datenträgern, Etiketten, insbesondere Wertdokumenten, wie Ausweisen, Karten, Banknoten, auf Verpackungsmaterialien in der pharmazeutischen, Elektronik- oder Lebensmittelindustrie, Originalersatzteile für Autos, Fahrzeuge, Flugzeuge usw. verwendet werden.
  • Vorteilhafterweise werden bei Verpackungen sowohl die Verpackung als auch das darin verpackte Produkt bzw. gegebenenfalls mitverpackte Informationen, wie Technische Datenblätter, Gebrauchsanleitungen, Aufbauanweisungen und dergleichen mit einer Beschichtung mit einem Sicherheitsmerkmal mit definiertem Farbeindruck versehen. Dadurch kann sowohl die Unversehrtheit der Verpackung als auch eine eventuelle Manipulation am Inhalt der Verpackung festgestellt werden.

Claims (13)

  1. Sicherheitselement zur eindeutig zuordenbaren Kennzeichnung von Datenträgern, Wertdokumenten und/oder Verpackungen und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement gegebenenfalls ein optisch aktives Merkmal und wenigstens eine vollflächige oder partielle Reflektor- oder Spiegelschicht und mindestens eine im Register zum optisch aktiven Element oder zu einem anderen Sicherheitselement aufgebrachte farbige oder transparente Metallverbindungsschicht aufweist.
  2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallverbindungsschicht eine partielle Schicht ist.
  3. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement zwei oder mehrere Metallverbindungsschichten aufweist.
  4. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallverbindungsschicht(en) unterschiedliche Dicke aufweist(en).
  5. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektor- oder Spiegelschicht eine vollflächige Schicht ist.
  6. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Metallverbindungsschicht eine vollflächige Schicht ist.
  7. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektor- oder Spiegelschicht eine partielle Schicht ist.
  8. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallverbindungsschicht eine Dicke von 100 bis 1000 nm aufweist.
  9. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallverbindungsschicht aus einer oder mehreren Schichten aus einem Oxid ausgewählt aus der Gruppe der Oxide von Al, Cu, Fe, Ag, Au, Pt, Pd, Sn, Cr, Ni, oder Zn besteht.
  10. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallverbindungsschicht in Form von Mustern, Zeichen, Linien, Guillochen vorliegt.
  11. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallverbindungsschicht im Vollton, im Halbton, oder gerastert vorliegt.
  12. Folienmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Sicherheitsmerkmal aufweist, das gegebenenfalls ein optisch aktives Merkmal und wenigstens eine vollflächige oder partielle Reflektor- oder Spiegelschicht und mindestens eine im Register zum optisch aktiven Element oder zu einem anderen Sicherheitselement aufgebrachte farbige oder transparente Metallverbindungsschicht aufweist.
  13. Verwendung des Sicherheitselements nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Sicherheitsmerkmale in oder auf Wertdokumenten, Datenträgern, Etiketten, Verpackungen und dergleichen.
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