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WO2006018232A1 - Datenträger mit einer optisch variablen struktur - Google Patents

Datenträger mit einer optisch variablen struktur Download PDF

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Publication number
WO2006018232A1
WO2006018232A1 PCT/EP2005/008758 EP2005008758W WO2006018232A1 WO 2006018232 A1 WO2006018232 A1 WO 2006018232A1 EP 2005008758 W EP2005008758 W EP 2005008758W WO 2006018232 A1 WO2006018232 A1 WO 2006018232A1
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WO
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embossing
coating
elements
security element
element according
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/008758
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Astrid Heine
Roger Adamczyk
Christof Baldus
Karlheinz Mayer
Peter Franz
Original Assignee
Giesecke & Devrient 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
Family has litigation
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Priority to CN2005800252389A priority Critical patent/CN1989529B/zh
Priority to PL05791307T priority patent/PL1779335T3/pl
Priority to EP05791307A priority patent/EP1779335B1/de
Priority to DE502005010446T priority patent/DE502005010446D1/de
Priority to CA2577246A priority patent/CA2577246C/en
Application filed by Giesecke & Devrient Gmbh filed Critical Giesecke & Devrient Gmbh
Priority to AT05791307T priority patent/ATE486335T1/de
Priority to RU2006145356/09A priority patent/RU2395842C2/ru
Priority to US11/660,144 priority patent/US8100436B2/en
Priority to EP10172219.7A priority patent/EP2284805B1/de
Publication of WO2006018232A1 publication Critical patent/WO2006018232A1/de
Priority to HK07113915.8A priority patent/HK1105559A1/xx

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    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/003—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using security elements
    • B42D2033/24—

Definitions

  • the invention relates to a data carrier having an optically variable structure, which has an embossed structure and a coating contrasting with the surface of the data carrier, wherein the embossed structure and the coating are combined in such a way that at least parts of the coating are completely visible when viewed perpendicularly but are concealed when viewed obliquely and at least one predetermined viewing angle a first information is recognizable, which is not or only very weak when viewed vertically.
  • optically variable security elements For protection against counterfeiting, in particular with color copiers or other reproduction methods, data carriers such as banknotes, securities, credit or identity cards, passports, certificates and the like, labels, packaging or other elements for product protection are provided with optically variable security elements fitted.
  • the protection against counterfeiting is based on the fact that the visually simple and clearly recognizable optically variable effect is not or only insufficiently reproduced by the abovementioned reproductive devices.
  • a banknote is known from CA 10 19 012, which is provided with a parallel linear printing pattern in a partial region of its surface.
  • a line structure is additionally embossed in the data carrier in the area of this line print pattern so that flanks arise that are only visible at certain viewing angles.
  • these lines are visible in oblique viewing of the flanks provided with the lines; if the rear flanks are viewed obliquely, the line pattern can not be recognized. If one sees phase jumps in subareas of the embossed area in the line grid or in the embossing grid, information is thus displayed.
  • adjustable which are recognizable either only from the first oblique viewing angle or only from the second viewing angle.
  • the object of the present invention is to improve an optically variable security element with regard to its security against forgery and its visual verifiability.
  • the optically variable structure consists of a coating and an embossing structure superimposed on this coating.
  • the embossed structure does not have line-shaped embossing elements which are combined with the coating in such a way that different information becomes visible when the viewing direction is changed.
  • the non-line-shaped embossing elements are characterized in particular by at least three flanges, wherein these flanks have dimensions which enable the shading effect according to the invention. That is to say, the flanks must be dimensioned such that, for a viewer who looks at such a flank, information lying behind this flank is at least partially obscured.
  • flanks of the non-linear shaped embossing elements therefore form planar or curved surfaces which either merge into one another continuously, for example, in the case of lateral surfaces of rotationally symmetrical spatial forms (eg ball sections / truncated cones) or at a certain angle, they abut each other, as for example in polygonal spatial forms (eg pyramids, tetrahedrons).
  • rotationally symmetrical spatial forms eg ball sections / truncated cones
  • polygonal spatial forms eg pyramids, tetrahedrons
  • the nonlinear embossing elements can have flanks of planar and / or curved surfaces; in particular, the embossing elements can be, for example, the shape of n-sided pyramids, tetrahedrons, truncated pyramids, cylindrical sections, cones, conic sections, paraboloids, polyhedra, cuboids, prism spherical cutouts, spherical aberrations cut, spherical segments, hemispheres, barrel bodies or tori.
  • the nonlinear embossing elements can also be designed as a so-called split torus, the torus being divided parallel to the plane in which the large radius of the torus lies. Particularly preferred were ⁇ the embossing elements in the form of spherical sections, or three or administratseiti ⁇ gen pyramids used.
  • the non-linear embossing elements are preferably tactile detectable.
  • the non-linear embossing elements according to the invention also have the advantage that more than two pieces of information can be accommodated in the optically variable element in a simple manner, which are visible at different viewing angles, since the non-linear embossing elements have a plurality of flanks on which the Information or parts of the information can be arranged specifically and separately from one another.
  • nonlinear embossing elements Depending on the shape, height and extent of the nonlinear embossing elements, specific visual effects can be generated deliberately. For example, nonlinear embossing elements in pyramid or truncated conical shape with steeper flanks provide a more contrast-rich effect in the event of tilting. movement as z. B. non-linear embossed elements in the form of flattened th spherical segments at the same embossing height.
  • An embossing structure with top-tapered embossing elements typically exhibits a different appearance of the same information than one with top-flattened protuberances, e.g. Train plateaus.
  • pyramid-shaped, spherical segment-shaped or hemispherical embossing elements are preferably used for the invention.
  • the nonlinear embossing elements can be arranged in any desired manner with one another in order to produce a specific embossing structure. At least part of the embossed structure may consist of grid-shaped, non-linear embossed elements. The non-linear embossed elements form the grid points.
  • halftone dots is to be understood in the manner known in printing technology.
  • the halftone dots in this case have an areal extent in the substrate plane and are not punctiform in the mathematical sense.
  • the analogy used is between the dot-sized (or areal extent)
  • the base area of the nonlinear embossing elements in the data carrier plane is actually a projection of the embossing element geometry into the data carrier plane.
  • halftone dots can be arranged in a constant periodic grid, in which an arrangement with the same dot pitch, the same dot size and the more constant one is used Understands Commentf orm over the entire grid.
  • the possibility of varying the point size results in a so-called amplitude-modulated periodic raster.
  • a structure having dots with variable dot pitch, variable dot size, and dot shape is referred to as a second order non-periodic screen. It has been shown that an embossing structure suitable for the invention can also be produced analogously thereto.
  • a raster is also conceivable in which all three parameters may be varied and which bears the designation of the non-periodic 3rd order raster.
  • An analogous configuration and arrangement of the non-linear embossed structures is likewise conceivable.
  • the coating of the optically variable structure may be a metal layer, a metal effect layer or an optically variable layer, which is present in full surface or structured on the object to be protected.
  • the coating may also be any desired, preferably printed, geometric pattern.
  • the coating of differently colored pattern basic elements, such as lines, triangles, etc. be gebil ⁇ det. These pattern primitives may be randomized be chosen in their dimensions so that the viewer perceives the coating as a homogeneous colored surface.
  • the pattern primitives can also have at least one colored surface, geometric patterns, alphanumeric characters or any desired image motifs.
  • the different colored surfaces and / or information of the pattern base element are preferably arranged on different flanks of the non-linear embossed element, so that the individual colored surfaces and / or information from different viewing angles become visible.
  • the pattern primitives may also be part of any print image, such as a guilloche pattern or an image motif.
  • the pattern elements can form crossing points of the guilloche lines.
  • the basic element here consists of intersecting, differently colored line segments whose length is ultimately determined by the nonlinear embossing element arranged in this region.
  • the basic pattern elements form the raster points of a preferably printed raster.
  • embossed structures and coating are therefore formed in the form of a grid.
  • the raster elements of the coating are formed by pattern primitives, each of which has three individual elements in the colors red, green and blue.
  • the individual elements are in the form of triangles or circle segments.
  • the raster elements of the embossed structure are in the form of three-sided pyramids, which form the nonlinear embossed elements.
  • Each pyramid is assigned a basic pattern element, with the differently colored individual elements of the basic pattern element being arranged on different flanks of the pyramid and the individual color components of the basic pattern elements being arranged on the flanks of the same orientation.
  • the individual elements of the basic pattern element are of the same size and all pattern base elements of the coating have the same structure, so that the coating appears almost white when viewed vertically from the optically variable structure.
  • the portions of the pattern base elements are concealed, which are arranged on the side facing away from the viewer flanks of the pyramids. Since these components no longer contribute to the color impression of the coating, the viewer perceives a color different from white. Ideally, the observer looks exclusively at the flanks of a color, so that the perceivable color impression changes from red to blue or green. Since the transitions are more fluid depending on the viewing angle, the viewer perceives a rainbow effect. This color-changing play can be easily recognized by the observer without further aids and therefore forms an easily testable authenticity feature. At the same time, due to the embossing structures used and the necessary registration between coating and embossing structure, such a security element can only be imitated with great effort. It therefore offers a high counterfeit protection.
  • special optical effects can be achieved by varying the shape of the nonlinear embossing elements, the design of the coating, variations of the arrangement of the nonlinear embossing elements. elements and / or the coating as well as the color choice for the coating.
  • additional information may be generated, for example, by varying the coating, e.g. by omitting individual raster elements or variation of the shape of the raster elements.
  • the coating grid remains the same and the grid of the embossed structure is varied.
  • the non-line-shaped embossing elements can be arranged offset to the environment. Another possibility is to increase the spacings of the nonlinear embossing elements, i. the raster width of the embossing structure to vary continuously so that a beating occurs with respect to the coating grid.
  • individual non-linear embossed elements may be missing or the shape of the non-linear embossed elements may vary.
  • the combination of a basic pattern element and a nonlinear embossing element is referred to below as a "structural element.”
  • the combination of pyramid and three-color pattern base element thus forms the structural element.
  • the pattern base element of the structural element for example, only have a colored surface which is arranged on one of the flanks of the non-linear embossing element.
  • the remaining flanks of the non-linear embossing element show the color of the embossed background, for example the white color of a security.
  • the security element is tilted and / or rotated, the observer perceives an interplay between different brightness levels of the color used. Under certain circumstances Under certain circumstances, the observer only perceives the color impression caused by the unprinted paper.
  • such structural elements according to the invention can also be configured as complicated and complicated as desired, whereby the counterfeit protection is increased.
  • the structural elements can be configured and arranged in such a way that no information can be recognized in incident light and the information only emerges at certain viewing angles.
  • the coating can be monochrome, so that all recognizable infomations have the same color.
  • a mixed color can also be recognizable when viewed perpendicularly.
  • oblique viewing reveals various information in different colors.
  • the structural elements can also be designed in such a way that, when the optically variable structure is viewed vertically, a multicolored image motif can be recognized, the visual impression of which varies, however, when the viewing angle is changed. This variation ranges from a pure color change to a change in the displayed image information.
  • the structural elements correspond to the
  • Pixels of a multicolor image motif to which certain color components of a primary color system are assigned are assigned.
  • the color components assigned to the respective pixel form the basic pattern element which is combined with a matching nonlinear embossed element.
  • the total area assigned to the pattern element is hereby preferably divided into areas which are occupied by the respective colors of the primary color system.
  • the color impression of the basic pattern element results hereby from the size of the areas occupied by the respective colors. These surfaces can be directly adjacent to one another or arranged overlappingly be.
  • the color areas also do not have to fill the total area of the pattern base element. In this case, the color impression of the pattern element is also determined by the color of the substrate.
  • the primary color system cyan, magenta and yellow are used, then three color areas are provided in the total area provided for the pattern basic element, which areas are arranged such that one color area in each case comes to lie on one flank of the nonlinear-shaped embossing element used.
  • the nonlinear embossing elements When viewing obliquely or when rotating such an optically variable structure, individual color components of the image information are obscured by the nonlinear embossing elements, so that the image information appears in a mixed color of the color surfaces of the pattern basic elements lying in the viewing direction.
  • the nonlinear embossing element is designed, for example, as a spherical section
  • the three preferably differently sized color surfaces of cyan, magenta and yellow lie on the round lateral surface of the embossing element.
  • the structural element consists of an embossing element in the form of a spherical section, on the lateral surface of which differently sized colored surfaces of cyan, magenta and yellow are arranged such that the different colors are successively visible when the structural element is rotated about its axis of symmetry.
  • the size of the color areas must vary from one structural element to another structural element.
  • the coating may have differently colored geometric structures as a basic pattern element, but these are arranged randomly and randomly.
  • the nonlinear embossing elements are designed in their dimensioning in such a way that they produce a tactile structure which is easily perceptible to humans.
  • the tactile, optically variable structure provides additional protection against imitation by color photocopying or scanning the media.
  • the optically variable structure may have additional information that arises due to variation of the coating and / or the embossed structure.
  • the additional information for example, by a variation of the shape, the size or the height of the Vietnamese linienf örmigen embossing elements arise.
  • a variation of the arrangement of the nonlinear-shaped embossing elements such as an area-wise offset or a region-wise change of the screen width or an omission of one or more nonlinear embossed elements, is also conceivable. If the coating is varied in the region of an information, this can be caused, for example, by a variation of the shape or the color of the coating.
  • the embossed structure may additionally be subdivided into partial regions in which different partial embossing structures are arranged.
  • the partial embossing structures are arranged in at least two adjoining subregions by a fraction, in particular one third, of the grid width.
  • parts of the partial embossed structures may also have an unembossed edge contour.
  • optically variable structure forms a security element which is difficult to imitate and can be arranged directly on any data carrier.
  • the optically variable structure can also be part of a safety element which, in addition to the optically variable structure, has further safety features.
  • the security element may have, for example in the region of the optically variable structure, a further color layer, which is preferably translucent and which is arranged congruently with the raised regions of the embossed structure.
  • a further color layer which is preferably translucent and which is arranged congruently with the raised regions of the embossed structure.
  • the security element can have further layers or authenticity features, such as eg a metallic layer, an additional translucent, optically variable layer or a film. lieneler ⁇ ent. Such layers or elements can be superimposed or underlaid on the optically variable structure.
  • the optically variable structure according to the invention or the security element according to the invention is preferably applied to data carriers, such as security and value documents, such as banknotes, shares, bonds, certificates, vouchers, credit or identity cards, passports or the like.
  • data carriers such as security and value documents, such as banknotes, shares, bonds, certificates, vouchers, credit or identity cards, passports or the like.
  • the optically variable structure or the inventive security element can also be used very advantageously in the area of product protection.
  • the optically variable structure or the security element can be applied to corresponding labels or packages or the product itself.
  • paper is used as data carrier material, in particular cotton vellum papers, paper-like materials consisting of plastic films, paper coated or laminated with plastic films or multi-layered composite materials are suitable.
  • the security element according to the invention or of the optically variable structure preference is given to an arbitrary substrate first provided with the coating and then produced in register to this coating the embossed structure. In principle, however, it is also possible to provide the method steps in reverse order.
  • the coating is preferably printed or transferred to the substrate by the thermal transfer process.
  • the coating can be produced in any printing process, for example in planographic printing, for example in offset printing, in high-pressure printing, for example in letterpress or flexographic printing, in screen printing, gravure printing, for example in screen gravure or intaglio printing, or in a thermographic process.
  • the embossed structure is preferably produced by means of a stamping tool, which may be, for example, a gravure printing plate.
  • the embossing is generated with the aid of a non-ink-bearing intaglio printing plate as blind embossing.
  • the embossed structure can also be produced in ink-conducting intaglio printing. This production variant is particularly suitable for the embodiments in which a further colored layer is provided congruently to the embossed structure.
  • a plate surface is milled with an engraving stylus or a laser.
  • Platten ⁇ surface any material, such as copper, steel, nickel or der ⁇ same, can be used.
  • the engraving stylus used for the milling preferably has a flank angle of approximately 40 ° and a rounded tip that approximates a spherical segment or sector.
  • the embossing tool can be milled as a single-piece or as a multiple-use. In principle, the order of the two process steps is freely selectable. As a rule, the coating is first applied and then embossed.
  • FIG. 3 shows an embossing structure according to the invention in plan view
  • FIGS. 3 and 4 shows a coating according to the invention in supervision
  • 5 shows a perspective view of an optically variable structure according to the invention, consisting of the elements shown in FIGS. 3 and 4,
  • FIGS. 14 and 15 shows optically variable structure according to the invention in plan view
  • FIG. 18 shows a coating according to FIG. 4 in plan view with a sample part area
  • FIGS. 18 and 19 show a perspective view of an optically variable structure according to the invention, consisting of the elements shown in FIGS. 18 and 19,
  • FIG. 22 shows an embossing structure according to FIG. 3 with a partial embossing structure
  • FIGS. 21 and 22 show a perspective view of an optically variable structure according to the invention, consisting of the elements shown in FIGS. 21 and 22,
  • FIG. 24 shows a further embodiment of the optically variable structure with a partial embossed structure
  • FIG. 25 coating according to FIG. 4 in top view
  • FIG. 26 shows a stamping structure according to FIG. 3 with a partial stamping structure
  • FIGS. 25 and 26 shows an embodiment of the optically variable structure in view
  • FIG. 29 is a perspective view of a detail of the optically variable structure shown in FIG. 28;
  • FIGS. 32a-g show various embodiments of the embossed structure according to the invention in a plan view
  • FIG. 33 coating according to the invention in top view, FIG.
  • FIG. 35 perspective view of the optically variable structure, consisting of the elements shown in FIGS. 33 and 34, FIG.
  • FIG. 36 structural element according to the invention in plan view and in perspective view
  • FIG. 38 structural element according to the invention in plan view and in perspective view
  • FIG. 39 in accordance with the invention structural element in plan view and in perspective view
  • FIG. 42 shows a structural element in a plan view, as used for the production of the colored image according to FIG. 41, FIG.
  • FIG. 43 structural elements of the optically variable structure, according to FIG. 41 in plan view, FIG.
  • FIG. 44 shows an embossed structure according to the invention in top view
  • FIG. 46 shows an optically variable structure according to the invention and the coating according to FIG. 45 is used, FIG.
  • FIG. 47 shows a data carrier according to the invention in cross-section before embossing
  • FIG. 48 shows an inventive data carrier in cross section according to FIG.
  • FIG. 49 an inventive data carrier in cross-section before
  • FIG. 50 shows data carriers according to the invention after the color-carrying embossing
  • FIG. 52 shows an optically variable structure in accordance with FIG. 51
  • FIG. 52 perspective view of the optically variable structure according to FIG. 52, FIG. 53 perspective view of the optically variable structure according to FIG. 52, FIG. 53;
  • FIG. 55 shows detail A from FIG. 54 in enlargement
  • Fig. 57 alternative method for printing the embossed structure.
  • the optically variable structure 3 is according to the invention as a so-called human feature, ie as a testable by humans without aids feature, in addition to ge ⁇ possibly further features to determine the authenticity of the data carrier used.
  • the provision of such features is particularly useful for banknotes, but also for other monetary documents, such as stocks, checks and the like.
  • a data carrier in the context of the invention are also labels, passports or cards into consideration, as they are today z. For example, to identify persons or goods or to carry out transactions or services.
  • the optically variable structure 3 can be of different construction, combined with the resulting different effects from different viewing directions.
  • the optically variable structure 3 consists of a monochrome or multicolor coating, which contrasts with the surface of the data carrier, such as a pattern, image or alphanumeric information, which can be printed or otherwise, for example by means of a transfer process. is produced.
  • the effects according to the invention which can be used for checking the authenticity are produced by the embossing structure interacting with the coating.
  • All optically variable structures according to the invention have in common that they and the resulting effects mit Anlagen e of today's reproduction techniques, in particular copying machines, can not be imitated, since the copiers can reflect the optically variable structure only from a line of sight, so that the optical variable effect is lost.
  • the embodiments described in the following examples are reduced to the essential core information for ease of understanding.
  • significantly more complex patterns or images can be used in single or multi-color printing as a coating.
  • the information presented in the following examples can likewise be replaced by arbitrarily complex image or text information.
  • the production of the coating e.g. As a print usually uses the possibilities of printing technology. Typical diameters of pattern elements from about 10 ⁇ m are used.
  • the nonlinear embossing elements which form the embossed structure generally have an embossing height in the range from 20 to 250 ⁇ m and preferably a diameter in the range from 40 to 1000 ⁇ m.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration along the line AA (see FIG. 1) and, in conjunction with FIGS. 3, 4 and 5, an optically variable structure, in which the embossing structure 4 is arranged on a regular basis, not in the form of a line Embossed elements 5 is formed, that is designed as peri ⁇ odisches grid.
  • the non-line-shaped embossing elements 5 are provided with a coating 7, which is in the form of a multicolored pattern whose individual color surfaces lie on the flanks of the non-linear embossing elements.
  • non-line-shaped embossing elements 5 as elevations which are preferably produced by embossing of the data carrier, can be clearly recognized in the sectional representation on the upper side of the data carrier. If the media is mechanically deformed with an embossing tool, the bottom of the data carrier material will show the negative deformation. The deformation is shown here only schematically. As a rule, the back of the data carrier will not have such a pronounced embossing-true embossing. In the following, only the upper or front side of the data carrier essential for the understanding of the invention will be considered. The deformation of the lower or rear side is not essential to the invention, but is merely a concomitant of special embossing techniques, such as e.g. the intaglio printing. However, it can serve as another authenticity feature.
  • the nonlinear embossing elements 5 have the shape of spherical sections in the example shown.
  • the coating 7 is shown as a pattern of repeating circular surfaces 8 and squares 9, wherein all of the circular surfaces 8 are a first color, e.g. Cyan, and all squares 9 a second color, e.g. As magenta wear.
  • a circular area 8 and a square 9 are a spherical section, i. a non-linear embossing element 5, assigned and form the er ⁇ inventive pattern primitives.
  • a non-linear embossing element 5 assigned and form the er ⁇ inventive pattern primitives.
  • the circular area 8 and the square 9 lie diagonally opposite one another.
  • FIG. 5 shows a perspective view of the interaction of the components of the optically variable structure 3 shown in FIGS. 3 and 4.
  • the non-linear embossing element 5 according to FIG. 3 and the associated coating 7 according to FIG. 4 form here a structural element 10. For reasons of clarity, only a horizontal row of the structural elements 10 has been shown.
  • magenta squares 9 can be seen, which thus characterize the color impression of the optically variable structure 3 from this viewing direction.
  • mixed colors between cyan and magenta with different mixing ratios are visible to the viewer, as well as pure magenta, the latter, for example, from a position of the observer according to FIG. 5 opposite position.
  • the viewer thus perceives a color change game.
  • the optically variable structure 3 uniformly appears largely homogeneous in the mixed color of cyan and magenta.
  • the principle described above can also be used for more complicated image information.
  • two or more images are decomposed into individual pixels, which are arranged such that the pixels belonging to an image come to lie on the flanks of the same orientation.
  • the pixels belonging to an image come to lie on the flanks of the same orientation.
  • only one uniformly colored surface or overall information can be recognized. With oblique viewing, the individual images become visible.
  • the embossing structure 4 may alternatively have embossing elements of any other geometric shapes, with a particular expression of the effect being achieved in each case. For example, provide embossing elements in pyramidal or truncated cone shape with steeper edges a more contrast-rich effect in a tilting movement than z. B. embossing elements in the form of flattened Ku ⁇ gelabroughen at the same embossing height.
  • FIGS. 6a to 13a show a perspective view
  • FIGS. 6b to 13b show a plan view of various nonlinear embossing elements according to the invention.
  • embossing elements are in the form of a tetrahedron (FIG. 6), a four-sided pyramid (FIG. T) 1 of a truncated pyramid (FIG. 8), a truncated cone (FIG. 9), a spherical segment (FIG. a torus (FIG. 11), an oval (FIG. 12) and a drop (FIG.
  • the embossing height is in the range of 20 to 250 microns, in particular in the range of 50 to 120 microns.
  • embossing element shapes and dimensions may be particularly advantageous.
  • the advantageous value ranges can be quite far away from the values determined for security paper.
  • the generation of the non-line-shaped embossing elements is preferably carried out by mechanical deformation of the data carrier material.
  • an embossing tool according to the invention is used which is produced with an engraving tool according to the invention. So far, a engraved chisel has proven to be particularly suitable, in which the tip was adapted to the specific requirements by the tip was flattened. This adapted engraving tool preferably has a flank angle of about 40 °.
  • the producible embossing element geometries depend on the engraving tool used. If, for example, instead of a gravure stylus, a laser engraving is selected as the method for producing the embossing tool also create embossing element geometries with perpendicular to the disk plane side surfaces. For example, cylindrical embossing elements can be produced by means of laser engraving.
  • FIG. 14 shows another embodiment of the embossing structure 4 according to the invention in plan view, in which the nonlinear embossed elements 11 consist of four-sided pyramids.
  • FIG. 15 shows in plan view the associated coating 7 according to the invention. It consists of regularly arranged rectangles 12, 13 of different color. In each case, two differently colored rectangles 12, 13 form a basic pattern element and in this case belong to a structural element 10 and are arranged such that they are arranged on opposite flanks of the pyramid-shaped embossing elements 11.
  • FIG. 16 shows the perspective view of a row of structural elements 10 in which the rectangle 12 can be seen in each case.
  • FIG. 17 Another variant of the Prin ⁇ invention explained in Example 2 zips is shown in Fig. 17.
  • the optically variable structure 3 has four different images which can be recognized in each case under the directions of sight marked by the arrows 1, 2, 3, 4.
  • the associated embossing structure consists, as in Example 2, of quadrilateral pyramids 11.
  • Permitted coating 7 consists of basic pattern elements with basically identical structure.
  • a pattern primitive is composed of four triangles, wherein in each of the triangles an image portion of one of the four images is arranged.
  • the triangle with the designation "1" belongs to the image detectable under viewing direction 1, the triangle "2" to the image which can be seen under viewing direction 2, etc.
  • image information may be recognizable under certain circumstances, but this differs from the images that can be recognized under the different viewing directions.
  • the coating and / or the embossed structure Due to the special design of the coating and / or the embossed structure, information can additionally be introduced into the optically variable structure 3 that is not or only very slightly recognizable in a viewing direction perpendicular to the data carrier plane, but easily accessible to an observer when viewed obliquely is. This information can not be reproduced with the conventional reproduction techniques and thus increases the security against forgery of a data carrier thus equipped.
  • Example 4 describes the introduction of such information 14 into the optically variable structure 3 by varying the coating 7.
  • Starting point is the coating 7 according to Example 1, wherein for individual structural elements 10 the arrangement of the circles 8 and rectangles 9 has been changed.
  • this Inf ormations Scheme is characterized by the fürgezo ⁇ gene border 14.
  • the circles 8 and the rectangles 9 were interchanged.
  • FIG. 19 again shows the periodic embossed structure 4 with embossing elements 5 in the form of spherical sections.
  • FIG. 20 shows a perspective view of a combination of the coating 7 and embossed structure 5 shown in FIGS. 18 and 19. For reasons of clarity, only the middle row of the structural elements 10 is shown. In the right-hand area, the viewer sees cyan-shaped circular areas 8 at an oblique viewing angle, and perceives the magenta-colored squares 9 in the left area.
  • FIG. 21 shows the coating 7 from example 1.
  • Fig. 22 shows an embossed structure 4, in plan view, which consists of different Vietnamese linienf örmigen embossing elements 5, 15.
  • the largest part of the embossed structure 4 consists of embossing elements 5 in the form of spherical sections, as already shown in example 1.
  • the embossing elements 15 are in the form of spherical segments.
  • FIG. 24 shows a further alternative for generating information 16 by varying the embossing element geometries used.
  • differently high ball sections 5, 17 are used as embossing elements.
  • the coating 7 in this example corresponds to that shown in FIG. 21.
  • the embossed structure is also constructed analogously to that shown in FIG. Only the ball segments represented in FIG. 22 in the region of the information 16 are replaced by ball sections whose height is smaller than that of the surrounding ball sections 5.
  • FIG. 24 shows a corresponding row of structural elements 10. Due to the changed flank angle and the smaller height of the embossing elements 17, both the rectangles 9 and also parts of the circular surfaces 8 can be seen in this area. From the perspective of FIG. 24, a mixed color between cyan (circular area 8) and magenta (square 9) can be seen in the area of information 16, while in the area of the embossing elements 5 only the square squares 9 are available recognize. In turn, an information can be displayed.
  • FIG. 1 Another possibility for forming information 16 by varying the embossing structure 4 is shown in FIG.
  • oval recuperge ⁇ elements 18 are used.
  • the length L of these oval embossing elements 18 is twice the embossing elements 5 arranged outside the region 16. Accordingly, in this embodiment also the structural elements 19 lying in the information area 16 are twice the length L, even if the periodicity of the coating 7 is optical over the entire length variable structure remains the same. In the case of security paper, the length L can be up to 2 cm.
  • the structural elements 19 forming the information area 16 consist of oval embossing elements on which two magenta-colored squares 9 and two cyan circles 8 (not shown in the figure) are arranged. Due to the particular shape of the embossing elements 18, the orientation of the squares 9 changes with respect to the viewing direction. This change is perceived by the observer as a color contrast to the environment, and the information 16 thus becomes recognizable to him.
  • information is generated by offsetting the nonlinear emboss elements.
  • the coating 7 is identical to the coating explained in Example 1 and consists of basic pattern elements which each contain a colored quadrate 9 and a colored circle 8.
  • the embossed structure consists of embossing elements 5 in the form of spherical sections.
  • FIG. 28 schematically shows both the coating formed from the squares 9 and circles 8 and the embossing elements 5 in plan view.
  • the basic pattern elements are shown in a dashed square grid 6.
  • This grid 6 corresponds to the repeat of the pattern primitives.
  • the embossing elements 5 have the same repeat as the pattern basic elements and are arranged so that all the circles 8 as well as all the squares lie on the flanks of the embossing elements 5.
  • the embossing elements 5 by the distance a offset to the right. In this way, only the squares 9 lie on the flanks of the embossing elements 5.
  • the embossing elements 5 are additionally offset downward by the distance b.
  • FIG. 29 shows a perspective view of a series of structural elements according to FIG. 28 from the viewing direction BE.
  • the column designations A 7 B, C, D are also shown.
  • the observer perceives the squares 9.
  • the circles 8 which are not arranged on one flank of the embossing element 5 also contribute to the color impression of the structural element.
  • the square 9 is located on the side of the embossing element 5 facing away from the observer, so that the color impression is predominantly determined by the circles 8.
  • FIG. 30 shows further possibilities for shifting the nonlinear embossed elements against each other.
  • the distance c corresponds to the distance between two embossing element centers.
  • the embossing elements can be offset by fractions or multiples of c or d in the x and / or y direction. In the example above, an offset of 1.5 c in the x-direction and 0.5 d in the y-direction has occurred.
  • FIG. 31 shows geiata 25, which are rotated by 90 ° and embossing elements 26 which are 45 ° in the Thus ⁇ level against each other. Other angle relationships can also be used to advantage.
  • a further development provides for combining the rotation of the nonlinear embossed elements with a displacement, that is to say an offset. This results in a wide range of possible partial embossing structures for introducing information.
  • FIG. 32 special embossed structures 4 are shown in plan view in order to explain the range of possible arrangements, configurations and combination possibilities of the nonlinear embossing elements. These can be used for the entire embossed structure 4 or only in the area of additional information in the form as explained with reference to the above examples.
  • Fig. 32a shows the periodic arrangement of ball sections of Example 1.
  • the embossing elements 5 are arranged at a distance.
  • the distance can be very small, for example less than 10 microns. Particularly advantageous is a distance between the embossing elements of 2 microns. Since the embossing tool can not be produced with the conventional etching technique for such a small distance, this refinement further increases the security against forgery of the optically variable structure.
  • FIG. 32b shows a stamping element arrangement placed as close as possible to one another on the gap.
  • Fig. 32c an alternating arrangement of ball sections with a large and a small diameter of their bases is shown.
  • four small embossing elements 20 find space on the surface occupying the base of a large embossed element 5.
  • Fig. 32d shows alternating embossing elements 5, 21 with a circular and with a rectangular area as a base.
  • FIG. 32e illustrates oval embossing elements 18 in alternation with stamping elements 5 in the form of spherical sections.
  • two embossing elements 5 are provided in the longitudinal extent of an oval embossing element 18.
  • the oval embossing element 18 can be seen as a distorted spherical segment embossing element that has been stretched or compressed in a preferred direction.
  • FIGS. 32f and g finally show an embossed structure in which the embossing elements 5 are arranged overlapping one another in certain areas, that is to say in the case of an embossing element. H.
  • the embossing elements were overlapped or engraved into one another, resulting in an embossed structure in the form of a hill chain.
  • the coating 7 is preferably designed as a printed pattern and also offers a wide range of possibilities for variation.
  • Figure 33 shows a bicolor coating consisting of squares 27a, e.g. magenta, and 27b, e.g. cyan, is built up.
  • the dashed square grid 6 indicates the area which is available for a sample base element.
  • the squares 27a, 27b each occupy about a quarter of this area.
  • the coating 7 is divided into three areas A, B, C, which can be recognized by the solid lines 22.
  • the squares 27a, 27b are arranged in a color-changing manner in the vertical direction and adjoin one another.
  • squares 27a, 27b of a color are spaced from each other.
  • the intermediate space 27c is preferably unprinted, so that the substrate material is visible. This pattern is referred to below as the "basic pattern”.
  • the pattern portion B is formed by shifting the basic pattern by one square side length in the vertical and horizontal directions.
  • a first information can be displayed in the optically variable structure, which is visible under certain viewing directions.
  • a pattern subregion Q is created with which second information is displayed, which is clearly visible from another viewing angle range.
  • the Begren- Lines 22 serve only the clarity to separate the individual sample subregions A, B, C visually better each other.
  • a complex optically variable structure is available, which shows a viewer different information for several different viewing angle ranges.
  • a suitable periodic embossing element arrangement is shown in FIG. 34.
  • FIG. 35 shows the second row of structural elements 28 from above from FIG. 33 in a perspective view to illustrate the different visual impressions of the different pattern subregions (A, B and C) from an exempline viewing direction BE.
  • FIGS. 36 to 40 show structural elements 29, from which further suitable optically variable structures can be generated, in plan view (a) and by way of example combined with an embossing element 5 in the form of a spherical section in a perspective view (b).
  • FIG. 36 shows the structural element 10 according to example 1 in plan view (a) and in perspective view (b).
  • FIG. 37 shows a structural element 29 which has a pattern printed in two colors, for example a cyan-colored circular area 8 and a magenta-colored semicircular area 30.
  • the semicircular surface 30 determines the color impression from the perspective of FIG. 37b.
  • the cyan circular surface 8 determines the color impression. On the way there are changing mixed colors to see.
  • FIG. 38 likewise shows a magenta-colored semicircular surface 30 and a yellow semicircular surface 31 partially overlapping this surface. In the overlap region 32, a mixed color results, from which a color effect similar to that of a three-color printed pattern results.
  • a three-color pattern base element is shown, which is constructed from circular sectors 34, 35, 36 which are each arranged like a spoke. Ideally, in each case a group of three 34, 35, 36 is placed on a nub 5. When turning and / or tilting appear in succession, the colored circular sectors 34, 35, 36th
  • FIG. 40 shows a stamping element 5 printed with a section of a strip pattern 37.
  • This strip pattern 37 is printed in monochrome, so that the viewer perceives the color of the strip 37 from the perspective of FIG. 40 b. Since the back of the stamping element 5 is unprinted, the viewer perceives only the color of the substrate when changing the viewing angle by 180 °. This results in the rotation and / or tilting of the optically variable element an interplay of the brightness of the colors used for the color stripes.
  • This embodiment also has an attractive, rather discreet effect.
  • the stripe pattern 37 can also be constructed of curved lines and / or designed multicolored.
  • a guilloche-containing pattern is also suitable for the invention.
  • a further advantageous variation of the coating consists in reducing or enlarging the individual color areas of the pattern belonging to the pattern base element, wherein the pattern repeat preferably does not change in its dimensions. It has been found that in this way a very noticeable color-changing, optically variable element can be produced.
  • the coating according to the invention can be a complicated image, which is preferably printed in multicolor printing.
  • FIG. 41 shows an example of an optically variable structure in which such a colored image 40 is used.
  • the image 40 When viewed vertically, the image 40 appears in the usual variegation. On the other hand, when viewed from the viewing directions A, B and C, one color prevails.
  • the image 40 is decomposed into pixels of equal size and the associated color components cyan, magenta and yellow are assigned to each pixel. These color components are arranged in the present case in Kreis ⁇ segments 41, 42, 43, which are indicated in Fig. 42 by the dashed lines 38.
  • the color of the pixel is determined by the occupancy of the pixel Circular segments 41, 42, 43 set with color. However, in the circle segments 41, 42, 43, the pixel shown in FIG.
  • the color areas 41a, 42a, 43a in this case form the inventive basic pattern element.
  • the projection of a nonlinear embossed element 5 is shown in order to show how the embossing element is ideally arranged relative to the circle segments 41, 42, 43.
  • This spatial arrangement between the color components cyan, magenta and yellow and embossing element 5 is fixed for the entire image 40, as shown in Fig.43.
  • the embossing element 5 and the associated color components 41a, 42a, 43a therefore form a structural element 39 in the sense of the invention.
  • FIG. 43 shows a detail of the image 40 in plan view in a high magnification, so that the individual pixels or pattern primitives and the respectively associated color components are visible.
  • the embossing elements 5 are also shown schematically as a projection, so that it can be seen that the non-linear embossed elements and the associated color components 41a, 42a, 43a of the pixel form the structural elements 39. From this it follows that, when viewing the image 40 from the direction A (FIG. 41), the cyan components determine the image impression, while from the viewing direction B the magenta components and from the viewing direction C the yellow components predominate. When turning and / or tilting the optically variable element, there are interesting color changes that can not be adjusted by other means.
  • color surfaces of the pattern primitives can also be arranged as overlapping and / or asymmetrical and / or randomly generated.
  • the special choice of the geometry of the nonlinear embossed elements produces soft and sharp transitions between the information which are visible at the different viewing angles.
  • FIG. 44 shows a corresponding embossed structure in a plan view. It consists of a square box 50, in which four-sided pyramids 51 are arranged as Vietnameselinienf örmige embossing elements. This field 50 is surrounded by embossing elements in the form of spherical segments 52.
  • the sharp-edged flanks of the pyramids 51 generate a sharp transition between the individual information arranged on the flanks during rotation and / or tilting of the optically variable element.
  • the spherical segments due to their round shape, result in a continuous and thus white transition between the information.
  • the coating 7 consists of a vollflä ⁇ chigen monochrome background pressure 53, the recesses 54 has in the form of semicircles.
  • This coating is combined with an embossing structure in the form of spherical sections 55, wherein the cut surfaces 56 of the spherical sections 55 coincide with the recesses 54 (FIG. 46). In this way it is achieved that the recesses are recognizable only from a defined viewing direction and in a narrow angular range.
  • the recesses can, of course, have any desired shape.
  • the coating may consist of a metal layer, which is transferred by transfer to a corresponding substrate.
  • the optically variable element is produced by printing technology.
  • the coating is printed on a substrate, preferably the document material, in an arbitrary printing process, preferably in offset printing, and then this coating is embossed correspondingly by means of an embossing tool.
  • a stamping tool a gravure printing plate is preferably used. This procedure is shown in FIGS. 47 and 48.
  • FIG. 47 shows a data carrier according to the invention in cross-section before the embossing process.
  • the data carrier substrate 44 is first with a background layer 45 z. B. printed over the entire surface.
  • the Beschich ⁇ device 7 is applied.
  • the background layer 45 can also be present in the form of information and patterns. It is also possible to use special printing inks which further increase the counterfeit protection effect of the optically variable element. These may be optically variable printing inks, such as inkjet pigments or liquid crystal pigments containing printing inks, or metallic effect paints, such as gold or silver effect paints.
  • FIG. 48 shows a sectional view of the data carrier after the embossing, which in the example shown was produced as a blind embossing by intaglio printing.
  • the embossment is placed so that the coating 7 comes to lie on the flanks of the embossed structure.
  • the substrate 45 can also be applied in a different process, for example in a transfer process, over the entire surface or likewise provided with recesses or a pattern.
  • metallic pattern elements or coatings can be applied in the transfer process.
  • the background layer 45 can also be completely dispensed with, as shown in FIG. 49.
  • embossing which is produced, for example, in steel gravure printing, is carried out in a color-guiding manner.
  • FIG. 49 shows the structure prior to embossing with substrate 44 and coating 7.
  • FIG. 50 shows the situation after embossing.
  • the structure shown in FIG. 49 was embossed in a color-guiding manner, so that a color layer 46 is present in coincidence with the embossing.
  • the additional color layer 46 comes to lie as the uppermost layer, since this embossing was carried out here as a last procedural step.
  • An at least translucent color is preferably used for the color layer 46.
  • the color-guiding intaglio printing can be carried out in a modification so that an application of paint takes place only on the non-linear embossed elements, but the valleys between the nonlinear embossed elements remain free of color.
  • a color with machine-readable additives such as, for example, luminescent substances, can be used for the color layer 46.
  • This example describes an alternative for the production of the optically variable element, in which first the substrate material is embossed and then the embossed surface is provided with the coating.
  • FIG. 51 shows a detail of a document material 44 in a top view.
  • the material 44 is provided with an embossed structure which has periodically blind embossed embossing elements in the form of spherical sections 5.
  • This document material 44 passes through a marking device 47, which has means for non-contact marking, such as, for example, one or more inkjet printheads.
  • the marking device 47 produces the coating according to the invention on the already existing embossed structure.
  • the coating consists of grid-like patterned basic elements, most of the basic pattern elements having a circular area 8 and a square 9. For some pattern primitives the square 9 is replaced by the information 48 in the form of the letters "A", so that the coating has additional information 48.
  • FIG. 52 shows the finished printed substrate cutout 44 in plan view.
  • FIG. 53 shows a perspective view of the middle row of pattern basic elements according to FIG. 52.
  • the marking device 47 in addition to or as an alternative to the inkjet printheads, may have one or more laser scan heads that individually select pattern elements that can be selected for each location on the embossed pattern, for example.
  • As the letter A write by introducing the energy of the laser beam in the substrate of the data carrier or in a coating.
  • Register management between embossed structure and coating can also be effected by means of registration marks or by the use of a device for image detection and processing.
  • embossing element peaks or valleys must be detected, for example, by the image acquisition and processing, and their position must be made available as input values for the control of the marking device.
  • FIGS. 54 to 57 show alternative possibilities for producing the inventive security element, in which first the embossed structure is produced and subsequently the coating is applied to the individual non-linear embossed elements.
  • the already embossed substrate 100 is guided over a roller past two inkjet heads 101, 102. Due to the curvature of the roll, the embossed structure 103 is pulled apart and fanned out somewhat, so that the inkjet heads 101, 102 can each print an embossing element on the respective flanges. This is shown in the detail A in FIG. 55. Another possibility is shown in FIG. 56.
  • the already provided with the embossed structure substrate 100 is transported in the plane.
  • the inkjet heads 101, 102 are arranged in such a way that they can each print one of the non-linear shaped embossing elements.
  • the inkjet heads 101, 102 are moved according to the arrows shown in Fig. 56. As soon as one line of nonlinear embossing elements is printed, the inkjet heads 101, 102 are moved one line further down and the next line of nonlinear embossing elements can be printed.
  • the substrate 100 can be moved.
  • 57 shows an arrangement with which a nonlinear embossed element can be printed with four different print images. Such an arrangement can also be used in the embodiments described above.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement mit einer optisch variablen Struktur, die eine Prägestruktur und eine Beschichtung aufweist, wobei die Prägestruktur und die Beschichtung so kombiniert sind, dass wenigstens Teile der Beschichtung bei senkrechter Betrachtung vollständig sichtbar sind, bei Schrägbetrachtung aber verdeckt werden. Die Prägestruktur weist dabei nicht linienförmige Prägeelemente auf, die mit der Beschichtung so kombiniert sind, dass bei Änderung der Betrachtungsrichtung unterschiedliche Informationen sichtbar werden.

Description

Datenträger mit einer optisch variablen Struktur
Die Erfindung betrifft einen Datenträger mit einer optisch variablen Struk¬ tur, die eine Prägestruktur und eine zur Oberfläche des Datenträgers kon- trastierende Beschichtung aufweist, wobei die Prägestruktur und die Be- schichtung so kombiniert sind, dass wenigstens Teile der Beschichtung bei senkrechter Betrachtung vollständig sichtbar sind, bei Schrägbetrachtung aber verdeckt werden und unter mindestens einem vorgegebenen Betrach¬ tungswinkel eine erste Information erkennbar ist, die bei senkrechter Be- trachtung nicht oder nur sehr schwach zu sehen ist.
Zum Schutz gegen Nachahmung, insbesondere mit Farbkopierern oder an¬ deren Reproduktionsverfahren, werden Datenträger, wie beispielsweise Banknoten, Wertpapiere, Kredit- oder Ausweiskarten, Pässe, Urkunden und Ähnliches, Labels, Verpackungen oder andere Elemente für die Produktsi¬ cherung, mit optisch variablen Sicherheitselementen ausgestattet. Der Fäl¬ schungsschutz beruht dabei darauf, dass der visuell einfach und deutlich erkennbare optisch variable Effekt von den oben genannten Reproduktions¬ geräten nicht oder nur ungenügend wiedergegeben wird.
Hierzu ist beispielsweise aus der CA 10 19 012 eine Banknote bekannt, wel¬ che in einem Teilbereich ihrer Oberfläche mit einem parallelen Liniendruck¬ muster versehen ist. Zur Erzeugung des optisch variablen Effekts wird in den Datenträger im Bereich dieses Liniendruckmusters zusätzlich eine Li- nienstruktur eingeprägt, so dass Flanken entstehen, die jeweils nur unter bestimmten Betrachtungswinkeln sichtbar sind. Durch gezielte Anordnung des Linienmusters auf Flanken gleicher Orientierung sind bei schräger Be¬ trachtung der mit den Linien versehenen Flanken diese Linien sichtbar, bei schräger Betrachtung der rückseitigen Flanken ist das Linienmuster nicht erkennbar. Sieht man im Linienraster oder im Prägeraster in Teilbereichen der geprägten Fläche Phasensprünge vor, sind damit Informationen dar- stellbar, die entweder nur aus dem ersten schrägen Betrachtungswinkel oder nur aus dem zweiten Betrachtungswinkel erkennbar sind.
Bei einem derartigen optisch variablen Sicherheitselement ist der Kippeffekt zwar sehr scharf, tritt aber nur in einem sehr schmalen Betrachtungswinkel¬ bereich auf. Für die visuelle Überprüfung der bekannten optisch variablen Elemente muss daher genau dieser Betrachtungswinkelbereich gefunden werden, so dass diese optisch variablen Elemente für eine einfache visuelle Überprüfung weniger geeignet sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein optisch vari¬ ables Sicherheitselement hinsichtlich seiner Fälschungssicherheit und hin¬ sichtlich seiner visuellen Überprüfbarkeit zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche ge¬ löst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung besteht die optisch variable Struktur aus einer Be- schichtung und einer dieser Beschichtung überlagerten Prägestruktur. Die Prägestruktur weist dabei nicht linienf örmige Prägeelemente auf, die mit der Beschichtung so kombiniert sind, dass bei Änderung der Betrachtungsrich¬ tung unterschiedliche Informationen sichtbar werden. Die nicht linienf örmi- gen Prägeelemente zeichnen sich insbesondere durch wenigstens drei Flan¬ ken aus, wobei diese Flanken Dimensionen aufweisen, die den erf indungs- gemäßen Abschattungseffekt ermöglichen. D.h., die Flanken müssen so di¬ mensioniert sein, dass für einen Betrachter, der auf eine solche Flanke blickt, eine hinter dieser Flanke liegende Information zumindest teilweise verdeckt wird. Die Flanken der nicht linienf örmigen Prägeelemente bilden demnach ebene oder gekrümmte Flächen, die entweder stetig ineinander übergehen, wie beispielsweise bei Mantelflächen rotationssymmetrischer Raumformen (z.B. Kugelabschnitten/ Kegelstümpfen) oder unter einem bestimmten Win¬ kel aneinander stoßen, wie beispielsweise bei vieleckigen Raumformen (z.B. Pyramiden, Tetraeder). Die nicht linienförmigen Prägeelemente können Flanken ebener und/ oder gekrümmter Flächen aufweisen, insbesondere können die Prägeelemente z.B. die Form von n-seitigen Pyramiden, Tetra¬ edern, Pyramidenstümpfen, Zylinderabschnitten, Kegeln, Kegelschnitten, Paraboloiden, Polyedern, Quadern, Prismen Kugelausschnitten, Kugelab¬ schnitten, Kugelsegmenten, Halbkugeln, Tonnenkörpern oder Tori aufwei- sen. Die nicht linienförmigen Prägeelemente können auch als so genannter geteilter Torus ausgebildet sein, wobei der Torus parallel zu der Ebene ge¬ teilt ist, in der der große Radius des Torus liegt. Besonders bevorzugt wer¬ den Prägeelemente in Form von Kugelabschnitten, oder drei- oder vierseiti¬ gen Pyramiden verwendet. Die nicht linienförmigen Prägeelemente sind vorzugsweise taktil erfassbar.
Die erfindungsgemäßen nicht linienförmigen Prägeelemente haben zudem den Vorteil, dass auf einfache Weise mehr als zwei Informationen in dem optisch variablen Element untergebracht werden können, die unter unter- schiedlichen Betrachtungswinkeln sichtbar werden, da die nicht linienförmi¬ gen Prägeelemente mehrere Flanken aufweisen, auf welchen die Informatio¬ nen oder Teile der Informationen gezielt und getrennt voneinander ange¬ ordnet werden können.
Je nach Form, Höhe und Ausdehnung der nicht linienförmigen Prägeele¬ mente lassen sich gezielt besondere visuelle Effekte erzeugen. Beispielsweise liefern nicht linienf örmige Prägeelemente in Pyramiden- oder Kegelstumpf¬ form mit steileren Flanken einen kontrastreicheren Effekt bei einer Kippbe- wegung als z. B. nicht linienförmige Prägeelemente in Form von abgeflach¬ ten Kugelsegmenten bei gleicher Prägehöhe.
Eine Prägestruktur mit oben spitz zulaufenden Prägeelementen zeigt in der Regel ein anderes Erscheinungsbild der gleichen Information als eine mit oben abgeflachten Noppen, die z.B. Plateaus ausbilden. Bevorzugt werden jedoch pyramidenförmige, kugelsegmentförmige oder halbkugelförmige Prägeelemente für die Erfindung eingesetzt.
Die nicht linienförmigen Prägeelemente können auf beliebige Weise zuein¬ ander angeordnet werden, um damit eine bestimmte Prägestruktur zu er¬ zeugen. Zumindest ein Teil der Prägestruktur kann aus rasterf örmig ange¬ ordneten, nicht linienförmigen Prägeelementen bestehen. Die nicht linien¬ förmigen Prägeelemente bilden dabei die Rasterpunkte.
Der Begriff „Rasterpunkte" soll in der in der Drucktechnik bekannten Art und Weise verstanden werden. Die Rasterpunkte weisen dabei eine flächige Ausdehnung in der Substratebene auf und sind nicht im mathematischen Sinne punktförmig. Die verwendete Analogie besteht zwischen der Punkt- große (oder flächigen Ausdehnung) der Rasterpunkte und der Grundfläche der nicht linienförmigen Prägeelemente in der Datenträgerebene. Dabei ist die Grundfläche der nicht linienförmigen Prägeelemente in der Datenträger¬ ebene eigentlich eine Projektion der Prägeelementgeometrie in die Datenträ¬ gerebene.
Die folgende Erläuterung ist an das „Handbuch der Printmedien", Springer Verlag, Seite 44 ff. angelehnt. Rasterpunkte können demnach in einem kon¬ stanten periodischen Raster angeordnet werden, worin man eine Anordnung mit gleichem Punktabstand, gleicher Punktgröße und gleich bleibender Punktf orm über das gesamte Raster versteht. Durch die Möglichkeit, die Punktgröße zu variieren, entsteht ein so genanntes amplitudenmoduliertes periodisches Raster. Von einem nichtperiodischen frequenzmodulierten Ras¬ ter 1. Ordnung spricht man, wenn der Punktabstand variabel und Punktgrö- ße und Punktform gleich bleibend gewählt werden. Beide Möglichkeiten ergeben angewandt auf die Anordnung der nicht linienförmigen Prägeele¬ mente vorteilhafte Prägestrukturen.
Eine Struktur, die Rasterpunkte mit variablem Punktabstand zueinander, variabler Punktgröße und gleich bleibender Punktform aufweist, wird als nichtperiodisches Raster 2. Ordnung bezeichnet. Es hat sich gezeigt, dass auch analog dazu eine für die Erfindung geeignete Prägestruktur erzeugt werden kann.
Schließlich ist auch ein Raster denkbar, in dem alle drei Parameter variiert werden dürfen und das die Bezeichnung nichtperiodisches Raster 3. Ord¬ nung trägt. Eine dazu analoge Ausgestaltung und Anordnung der nicht line¬ aren Prägestrukturen ist ebenfalls denkbar.
Alle diese Arten von Rastern können im Sinne der Erfindung eingesetzt werden.
Die Beschichtung der optisch variablen Struktur kann eine Metallschicht, eine Metalleffektschicht oder eine optisch variable Schicht sein, die jeweils vollflächig oder strukturiert auf dem zu sicherenden Gegenstand vorliegt. Alternativ kann die Beschichtung auch ein beliebiges, vorzugsweise ge¬ drucktes geometrisches Muster sein. So kann die Beschichtung aus unter¬ schiedlich farbigen Mustergrundelementen, wie Linien, Dreiecke etc., gebil¬ det werden. Diese Mustergrundelemente können zufallsbedingt angeordnet werden, aber in ihren Dimensionen so gewählt werden, dass der Betrachter die Beschichtung als homogene farbige Fläche wahrnimmt.
Die Mustergrundelemente können aber auch wenigstens eine farbige Fläche, geometrische Muster, alphanumerische Zeichen oder beliebige Bildmotive aufweisen. Die unterschiedlichen farbigen Flächen und/ oder Informationen des Mustergrundelements werden dabei vorzugsweise auf unterschiedlichen Flanken des nicht linienf örmigen Prägeelements angeordnet, so dass die ein¬ zelnen farbigen Flächen und/ oder Informationen aus unterschiedlichen Be- trachtungswinkeln sichtbar werden.
Alternativ können die Mustergrundelemente auch Teil eines beliebigen Druckbildes, wie eines Guillochemusters oder eines Bildmotivs, dastellen. Im Falle eines mehrfarbigen Guillochemusters beispielsweise können die Mus- tergrundelemente Kreuzungspunkte der Guillochelinien bilden. Das Mus¬ tergrundelement besteht hier aus sich kreuzenden, unterschiedlich farbigen Linienabschnitten, deren Länge letztlich durch das in diesem Bereich ange¬ ordnete nicht linienf örmige Prägeelement bestimmt wird.
Im einfachsten Fall bilden die Mustergrundelemente allerdings die Raster¬ punkte eines vorzugsweise gedruckten Rasters.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der optisch variablen Struktur sind Prägestrukturen und Beschichtung daher in Form eines Rasters ausgebildet. Die Rasterelemente der Beschichtung werden von Mustergrundelementen gebildet, von denen jedes drei Einzelelemente in den Farben Rot, Grün und Blau aufweist. Die Einzelelemente haben die Form von Dreiecken oder Kreissegmenten. Die Rasterelemente der Prägestruktur haben die Form von dreiseitigen Py¬ ramiden, welche die nicht linienf örmigen Prägeelemente bilden. Jeder Pyra¬ mide ist ein Mustergrundelement zugeordnet, wobei die unterschiedlich far¬ bigen Einzelelemente des Mustergrundelements auf unterschiedlichen Flan- ken der Pyramide und die einzelnen Farbanteile der Mustergrundelemente auf den Flanken gleicher Orientierung angeordnet sind. Die Einzelelemente des Mustergrundelements sind von gleicher Größe und alle Mustergrund¬ elemente der Beschichtung sind gleich aufgebaut, so dass bei senkrechter Betrachtung der optisch variablen Struktur die Beschichtung nahezu weiß erscheint.
Beim Drehen und/ oder Kippen dieser optisch variablen Struktur werden die Anteile der Mustergrundelemente verdeckt, die auf den vom Betrachter ab¬ gewandten Flanken der Pyramiden angeordnet sind. Da diese Anteile nicht mehr zum Farbeindruck der Beschichtung beitragen, nimmt der Betrachter eine von weiß verschiedene Farbe wahr. Im Idealfall blickt der Betrachter ausschließlich auf die Flanken einer Farbe, so dass der wahrnehmbare Farb¬ eindruck von rot nach blau bzw. grün wechselt. Da die Übergänge je nach Betrachtungswinkel eher fließend sind, nimmt der Betrachter einen Regen- bogeneffekt wahr. Dieses Farbwechselspiel ist ohne weitere Hilfsmittel für den Betrachter gut zu erkennen und bildet daher ein einfach prüfbares Echt¬ heitsmerkmal. Gleichzeitig ist ein derartiges Sicherheitselement aufgrund der verwendeten Prägestrukturen und der notwendigen Registerführung zwischen Beschichtung und Prägestruktur nur mit hohem Aufwand nach- ahmbar. Es bietet daher einen hohen Fälschungsschutz.
Spezielle optische Effekte lassen sich erfindungsgemäß durch Variation der Form der nicht linienf örmigen Prägeelemente, der Ausgestaltung der Be¬ schichtung, Variationen der Anordnung der nicht linienf örmigen Prägeele- mente und/ oder der Beschichtung sowie der Farbwahl für die Beschichtung erreichen.
Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel können zusätzliche Inf ormatio- nen beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass die Beschichtung variiert wird, z.B. durch Weglassen einzelner Rasterelemente oder Variation der Form der Rasterelemente. Alternativ bleibt das Beschichtungsraster gleich und das Raster der Prägestruktur wird variiert. So können in bestimmten Bereichen die nicht linienf örmigen Prägeelemente zur Umgebung versetzt angeordnet werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Abstände der nicht linienförmigen Prägeelemente, d.h. die Rasterweite der Prägestruk¬ tur, kontinuierlich zu variieren, so dass bezüglich des Beschichtungsrasters eine Schwebung auftritt. Ebenso können einzelne nicht linienf örmige Präge¬ elemente fehlen oder die Form der nicht linienförmigen Prägeelemente vari- ieren.
Die Kombination aus einem Mustergrundelement und einem nicht linien¬ förmigen Prägeelement wird im Folgenden als „Strukturelement" bezeich¬ net. Im oben beschriebenen Beispiel bildet somit die Kombination aus Pyra- mide und dreifarbigem Mustergrundelement das Strukturelement.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Mustergrundelement des Strukturelements beispielsweise lediglich eine farbige Fläche aufweisen, die auf einer der Flanken des nicht linienförmigen Prägeelements angeordnet ist. Die übrigen Flanken des nicht linienförmigen Prägeelements zeigen die Far¬ be des geprägten Untergrunds, z.B. die weiße Farbe eines Wertpapiers. In diesem Fall nimmt der Betrachter beim Kippen und/ oder Drehen des Si¬ cherheitselements ein Wechselspiel zwischen unterschiedlichen Hellig¬ keitstufen der verwendeten Farbe wahr. Unter bestimmten Betrachtungs- winkeln nimmt der Betrachter unter Umständen lediglich den durch das un¬ bedruckte Papier hervorgerufenen Farbeindruck wahr.
Derartige erfindungsgemäße Strukturelemente können aber auch beliebig aufwändig und kompliziert gestaltet werden, wodurch der Fälschungs¬ schutz erhöht wird. Die Strukturelemente können so ausgestaltet und ange¬ ordnet werden, dass im Auflicht keine Information erkennbar ist und die Information erst unter bestimmten Betrachtungswinkeln hervortritt. Dabei kann die Beschichtung einfarbig sein, so dass alle erkennbaren Inf ormatio- nen die gleiche Farbe aufweisen. Es kann aber auch bei senkrechter Betrach¬ tung eine Mischfarbe erkennbar sein. Bei schräger Betrachtung dagegen werden verschiedene Informationen in unterschiedlichen Farben erkennbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Struktur- elemente auch so gestaltet werden, dass bei senkrechter Betrachtung der op¬ tisch variablen Struktur ein mehrfarbiges Bildmotiv erkennbar ist, dessen visueller Eindruck allerdings bei Änderung des Betrachtungswinkels vari¬ iert. Diese Variation reicht dabei von einer reinen Farbveränderung bis hin zu einer Änderung der dargestellten Bildinformation.
In einer speziellen Ausführungsform entsprechen die Strukturelemente den
Bildpunkten eines mehrfarbigen Bildmotivs, denen bestimmte Farbanteile eines Grundfarbensystems zugeordnet sind. Die dem jeweiligen Bildpunkt zugeordneten Farbanteile bilden das Mustergrundelement, das mit einem passenden nicht linienf örmigen Prägeelement kombiniert ist. Die dem Mus¬ tergrundelement zugeordnete Gesamtfläche wird hierbei vorzugsweise in Flächen unterteilt, die mit den jeweiligen Farben des Grundfarbensystems belegt werden. Der Farbeindruck des Mustergrundelements ergibt sich hier¬ bei aus der Größe der mit den jeweiligen Farben belegten Flächen. Diese Flä- chen können direkt aneinander grenzen oder auch überlappend angeordnet sein. Die Farbflächen müssen auch nicht die Gesamtfläche des Mustergrund¬ elements ausfüllen. In diesem Fall wird der Farbeindruck des Mustergrund¬ elements auch durch die Farbe des Untergrunds rnitbestirnrnt.
Verwendet man beispielsweise das Grundfarbensystem Cyan, Magenta und Gelb, so werden in der für das Mustergrundelement vorgesehenen Gesamt¬ fläche drei Farbflächen vorgesehen, die so angeordnet sind, das jeweils eine Farbfläche auf eine Flanke des verwendeten nicht linienf örmigen Prägeele¬ ments zu liegen kommt. Bei schräger Betrachtung bzw. beim Drehen einer solchen optisch variablen Struktur werden einzelne Farbanteile der Bildin¬ formation durch die nicht linienförmigen Prägeelemente verdeckt, so dass die Bildinformation in einer Mischfarbe der in Betrachtungsrichtung liegen¬ den Farbflächen der Mustergrundelemente erscheint.
Wird das nicht linienförmige Prägeelement beispielsweise als Kugelabschnitt ausgeführt, so liegen die drei vorzugsweise unterschiedlich großen Farbflä¬ chen aus Cyan, Magenta und Gelb auf der runden Mantelfläche des Präge¬ elements. Das Strukturelement besteht in diesem Fall aus einem Prägeele¬ ment in Form eines Kugelabschnitts, auf dessen Mantelfläche unterschiedlich große farbige Flächen aus Cyan, Magenta und Gelb angeordnet sind, dass beim Drehen des Strukturelements um seine Symmetrieachse die unter¬ schiedlichen Farben nacheinander sichtbar werden. Um aus derartigen Strukturelementen eine optisch variable Struktur erzeugen zu können, die bei senkrechter Betrachtung eine farbige Bildinformation zeigt, muss die Größe der Farbflächen von Strukturelement zu Strukturelement variieren.
Für die Farbflächen müssen nicht notwendigerweise Grundfarben verwen¬ det werden, es können vielmehr beliebige vom gewünschten Effekt abhängi¬ ge Farbsysteme verwendet werden. Es sei hier ausdrücklich darauf hingewiesen, dass auch mit weniger geordne¬ ten Ausgestaltungen, bei denen der Rapport der Mustergrundelemente und die Wiederholfrequenz der Prägestruktur nicht gleich sind oder es gar kei¬ nen Rapport gibt, interessante optisch variable Strukturen im Sinne der Er- findung erzeugt werden können. So kann die Beschichtung beispielsweise als Mustergrundelement unterschiedlich farbige geometrische Strukturen aufweisen, die allerdings ungeordnet, zufallsbedingt angeordnet werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die nicht linien- förmigen Prägeelemente in ihrer Dimensionierung so ausgestaltet, dass sie eine für den Menschen gut wahrnehmbare taktile Struktur erzeugen. Die taktil wahrnehmbare, optisch variable Struktur bietet einen zusätzlichen Schutz gegen Nachahmung durch Farbfotokopieren oder Abscannen der Datenträger.
Die optisch variable Struktur kann eine Zusatzinformation aufweisen, die durch Variation der Beschichtung und/ oder der Prägestruktur entsteht. So kann die Zusatzinformation beispielsweise durch eine Variation der Form, der Größe oder der Höhe der nicht linienf örmigen Prägeelemente entstehen. Auch eine Variation der Anordnung der nicht linienf örmigen Prägeelemen¬ te, wie ein bereichsweiser Versatz oder eine bereichsweise Änderung der Rasterweite oder ein Weglassen einzelner oder mehrerer nicht linienf örmi- ger Prägeelemente, ist denkbar. Wird die Beschichtung im Bereich einer In¬ formation variiert, so kann dies beispielsweise durch eine Variation der Form oder der Farbe der Beschichtung entstehen. Auch hier ist selbstver¬ ständlich eine Variation der Anordnung der Beschichtung möglich, wie bei¬ spielsweise ein Versatz, eine Änderung der Rasterweite, Spiegelung oder Weglassen einzelner oder mehrerer Mustergrundelemente. Die Prägestruktur kann zusätzlich in Teilbereiche unterteilt sein, in denen unterschiedliche Teilprägestrukturen angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Teilprägestrukturen in wenigstens zwei aneinander grenzenden Teilbe¬ reichen um einen Bruchteil, insbesondere ein Drittel der Rasterweite, ver- setzt angeordnet. Zur besseren Erkennbarkeit können auch Teile der Teil¬ prägestrukturen eine ungeprägte Randkontur aufweisen.
Im Zusammenhang mit dieser matrixartigen Anordnung der Teilprägestruk¬ turen sowie der Erzeugung von Zusatzinformationen im Bereich der Präge- strukturen bzw. der Beschichtung wird hier ausdrücklich auf die WO 97/17211 sowie die WO 02/20280 Al Bezug genommen.
Die erfindungsgemäße optisch variable Struktur bildet ein schwer nachahm¬ bares Sicherheitselement und kann direkt auf beliebige Datenträger ange- ordnet werden. Die optisch variable Struktur kann aber auch Teil eines Si¬ cherheitselements sein, das neben der optisch variablen Struktur weitere Si¬ cherheitsmerkmale aufweist.
Das Sicherheitselement kann beispielsweise im Bereich der optisch variablen Struktur eine weitere Farbschicht aufweisen, die vorzugsweise transluzent ist und die deckungsgleich zu den erhabenen Bereichen der Prägestruktur angeordnet ist. Auch hier sind unterschiedlichste Ausführungsformen mög¬ lich. Einige sind beispielsweise bereits in der WO 2004/022355 A2 beschrie¬ ben, auf welche in diesem Zusammenhang ebenfalls ausdrücklich Bezug ge- nommen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Sicherheitselement weite¬ re Schichten oder Echtheitsmerkmale aufweisen, wie z.B. eine metallische Schicht, eine zusätzliche transluzente, optisch variable Schicht oder ein Fo- lienelerαent. Derartige Schichten oder Elemente können der optisch variab¬ len Struktur überlagert oder unterlegt sein.
Schließlich ist es auch möglich, die Beschichtung bzw. die für die Erzeugung der Mustergrundelemente verwendeten Druckfarben und/ oder die de¬ ckungsgleich zu den erhabenen Bereichen der Prägestruktur angeordnete Farbschicht zumindest partiell mit maschinenlesbaren Eigenschaften auszu¬ statten. Hierfür kommen magnetische, elektrisch leitfähige, lumineszierende Zusätze in Betracht.
Die erfindungsgemäße optisch variable Struktur bzw. das erfindungsgemäße Sicherheitselement wird vorzugsweise auf Datenträger, wie beispielsweise Sicherheits- und Wertdokumente, wie Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkun¬ den, Gutscheine, Kredit- oder Ausweiskarten, Pässe oder dergleichen aufge- bracht. Die Datenträger werden auf diese Weise mit einem auch für Laien leicht erkennbaren Sicherheitselement zur Erhöhung der Fälschungssicher¬ heit ausgestattet. Allerdings kann die optisch variable Struktur bzw. das er¬ findungsgemäße Sicherheitselement auch sehr vorteilhaft im Bereich des Produktschutzes verwendet werden. Hierbei kann die optisch variable Struktur bzw. das Sicherheitselement auf entsprechende Etiketten oder Ver¬ packungen oder die Ware selbst aufgebracht werden.
Wird als Datenträgermaterial Papier verwendet, so kommen insbesondere Baumwoll-Velinpapiere, aus Kunststofffolien bestehende, papierartige Mate- rialien, mit Kunststofffolien beschichtetes oder kaschiertes Papier oder mehr¬ schichtige Kompositmaterialien infrage.
Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements bzw. der optisch variablen Struktur wird vorzugsweise ein beliebiges Substrat zuerst mit der Beschichtung versehen und anschließend registerhaltig zu dieser Beschichtung die Prägestruktur erzeugt. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die Verfahrensschritte in umgekehrter Reihenfolge vorzusehen. Die Beschichtung wird dabei vorzugsweise aufgedruckt oder im Thermotrans- f erverfahren auf das Substrat übertragen. Die Beschichtung kann in einem beliebigen Druckverfahren, wie beispielsweise im Flachdruck, z.B. im Off¬ setverfahren, im Hochdruck, z.B. im Buchdruck- oder Flexodruckverfahren, im Siebdruck, im Tiefdruck, z.B. im Rastertiefdruck oder Stichtiefdruck, oder in einem Thermografieverfahren erzeugt werden.
Für die Erzeugung der Prägestruktur kommen ebenfalls beliebige Verfahren in Betracht. Vorzugsweise wird die Prägestruktur mittels eines Prägewerk¬ zeugs erzeugt, das beispielsweise eine Stichtiefdruckplatte sein kann. Hierbei wird die Prägung mithilf e einer nicht farbführenden Stichtiefdruckplatte als Blindprägung erzeugt. Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die Prägestruktur allerdings auch im farbführenden Stichtiefdruck erzeugt wer¬ den. Diese Herstellungsvariante kommt insbesondere für die Ausführungs¬ formen in Betracht, bei welchen deckungsgleich zur Prägestruktur eine wei¬ tere Farbschicht vorgesehen ist.
Für die Herstellung des Prägewerkzeugs wird beispielsweise eine Platten¬ oberfläche mit einem Gravierstichel oder einem Laser gefräst. Als Platten¬ oberfläche kann ein beliebiges Material, wie Kupfer, Stahl, Nickel oder der¬ gleichen, verwendet werden. Der für die Fräsung verwendete Gravurstichel weist vorzugsweise einen Flankenwinkel von ca. 40° und eine an ein Kugel¬ segment oder -sektor angenäherte abgerundete Spitze auf. Das Prägewerk¬ zeug kann dabei als Einzelnutzen oder bereits als Mehrfachnutzen gefräst werden. Prinzipiell ist die Reihenfolge der beiden Verfahrensschritte frei wählbar. In der Regel wird zuerst die Beschichtung aufgebracht und dann geprägt. Da¬ mit bleibt die Reliefhöhe und Ausformung der Prägung von weiteren Ein¬ flüssen, die beispielsweise in einem nachfolgenden Druckvorgang auftreten, verschont. Die Alternative dazu, nämlich zuerst zu Prägen und dann die Be¬ schichtung aufzubringen, bietet jedoch den Vorteil einer höheren Farbbril¬ lanz und eines schärfer konturierten Aufdrucks. Dieser Effekt rührt daher, dass beim Prägevorgang das Substrat gleichzeitig kalandriert wird und so¬ mit eine glattere, weniger saugfähige Oberfläche erhält.
Anhand der nachfolgenden Beispiele und ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die beschriebenen Einzelmerkmale und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind für sich genommen erfinderisch, aber auch in Kombination erfinderisch. Die Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keiner¬ lei Weise beschränkt sein soll. Die in den Figuren gezeigten Proportionen entsprechen nicht den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit.
Im Einzelnen zeigen schematisch:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Datenträger,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 1,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Prägestruktur in Aufsicht,
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Beschichtung in Aufsicht, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen optisch variablen Struktur, bestehend aus den in den Fig. 3 und 4 dar¬ gestellten Elementen,
Fig. 6a,b ein tetraederf örmiges Prägeelement,
Fig. 7a,b ein vierseitiges pyramidenförmiges Prägeelement,
Fig. 8a,b ein pyramindenstumpfförmiges Prägeelement,
Fig. 9a,b ein kegelstumpff örmiges Prägeelement,
Fig. 10a,b ein Prägeelement in Form eines Zylinderabschnittes,
Fig. lla,b ein Prägeelement in Form eines Torus,
Fig. 12a,b ein ovales Prägeelement,
Fig. 13a,b ein tropfenförmiges Prägeelement,
Fig. 14 Prägestruktur aus pyramidenförmigen Prägeelementen in Auf¬ sicht,
Fig. 15 erfindungsgemäße Beschichtung in Aufsicht,
Fig. 16 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen optisch variablen Struktur, bestehend aus den in Fig. 14 und 15 darge¬ stellten Elementen, Fig. 17 erfindungsgemäße optisch variable Struktur in Aufsicht,
Fig. 18 Beschichtung gemäß Fig. 4 in Aufsicht mit einem Musterteilbe¬ reich,
Fig. 19 eine der Fig. 3 entsprechende Prägestruktur in Aufsicht,
Fig. 20 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen optisch variablen Struktur, bestehend aus den in den Fig. 18 und 19 dargestellten Elementen,
Fig. 21 Beschichtung gemäß der Fig. 4 in Aufsicht,
Fig. 22 eine Prägestruktur gemäß Fig. 3 mit einer Teilprägestruktur,
Fig. 23 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen optisch variablen Struktur, bestehend aus den in den Fig. 21 und 22 dargestellten Elementen,
Fig. 24 eine weitere Ausführungsform der optisch variablen Struktur mit einer Teilprägestruktur,
Fig. 25 Beschichtung gemäß Fig. 4 in Aufsicht,
Fig. 26 eine Prägestruktur gemäß Fig. 3 mit einer Teilprägestruktur,
Fig. 27 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen optisch variablen Struktur, bestehend aus den in den Fig. 25 und 26 dargestellten Elementen, Fig. 28 eine Ausführungsform der optisch variablen Struktur in Auf¬ sicht,
Fig. 29 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts aus der in Fig. 28 dargestellten optisch variablen Struktur,
Fig. 30 Ausführungsform der Prägestruktur in Aufsicht,
Fig. 31 Ausführungsform der Prägestruktur in Aufsicht,
Fig. 32a-g verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Prägestruktur in Aufsicht,
Fig. 33 erfindungsgemäße Beschichtung in Aufsicht,
Fig. 34 erfindungsgemäße Prägestruktur in Aufsicht,
Fig. 35 perspektivische Ansicht der optisch variablen Struktur, beste¬ hend aus den in den Fig. 33 und 34 dargestellten Elemente,
Fig. 36 erfindungsgemäßes Strukturelement in Aufsicht und in per¬ spektivischer Ansicht,
Fig. 37 erfindungsgemäßes Strukturelement in Aufsicht und in per- spektivischer Ansicht,
Fig. 38 erfindungsgemäßes Strukturelement in Aufsicht und in per¬ spektivischer Ansicht, Fig. 39 erf indungsgemäjßes Strukturelement in Aufsicht und in per¬ spektivischer Ansicht,
Fig. 40 erfindungsgemäßes Strukturelement in Aufsicht und in per- spektivischer Ansicht,
Fig. 41 eine optisch variable Struktur in Form eines farbigen Bildmo¬ tivs in Aufsicht, das jeweils für die Betrachtungsrichtungen A, B und C eine einfarbige Darstellung zeigt,
Fig. 42 Strukturelement in Aufsicht, wie es für die Herstellung des far¬ bigen Bildes gemäß Fig. 41 verwendet wird,
Fig. 43 Strukturelemente der optisch variablen Struktur, gemäß Fig. 41 in Aufsicht,
Fig. 44 erfindungsgemäße Prägestruktur in Aufsicht,
Fig. 45 erfindungsgemäße Beschichtung,
Fig. 46 erfindungsgemäße optisch variable Struktur und Verwendung der Beschichtung gemäß Fig. 45,
Fig. 47 ein erfindungsgemäßer Datenträger im Querschnitt vor der Verprägung,
Fig. 48 ein erfindungsgemäßer Datenträger im Querschnitt nach der
Verprägung, Fig. 49 ein erfindungsgemäßer Datenträger im Querschnitt vor der
Verprägung,
Fig. 50 erfindungsgemäßer Datenträger nach der farbführend ausge- führten Verprägung,
Fig. 51 Aufbringen der Beschichtung auf eine Prägestruktur mit berüh¬ rungslosen Verfahren,
Fig. 52 gemäß Fig. 51 hergestellte, optisch variable Struktur in Auf¬ sicht,
Fig. 53 perspektivische Darstellung der optisch variablen Struktur ge¬ mäß Fig. 52,
Fig. 54 Verfahren zum nachträglichen Bedrucken der Prägestruktur,
Fig. 55 Ausschnitt A aus Fig. 54 in Vergrößerung,
Fig. 56 alternatives Verfahren zum Bedrucken der Prägestruktur,
Fig. 57 alternatives Verfahren zum Bedrucken der Prägestruktur.
Die Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Datenträger 1 in Form einer Bank- note mit einer optisch variablen Struktur 3, die im Druckbildbereich 2 des Datenträgers 1 und im druckfreien Bereich platziert ist. Die optisch variable Struktur 3 wird gemäß der Erfindung als so genanntes Humanmerkmal, d. h. als ein durch den Menschen ohne Hilfsmittel prüfbares Merkmal, neben ge¬ gebenenfalls weiteren Merkmalen zur Feststellung der Echtheit des Daten- trägers verwendet. Das Vorsehen derartiger Merkmale ist besonders sinnvoll bei Banknoten, aber auch bei anderen geldwerten Dokumenten, wie Aktien, Schecks und dergleichen. Als Datenträger im Sinne der Erfindung kommen auch Etiketten, Pässe oder Karten in Betracht, wie sie heute z. B. zur Identifi- kation von Personen oder Waren oder zur Durchführung von Transaktionen oder Dienstleistungen eingesetzt werden.
Die optisch variable Struktur 3 kann von unterschiedlichem Aufbau sein, verbunden mit den sich daraus ergebenden unterschiedlichen Effekten aus unterschiedlichen Blickrichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs¬ form besteht die optisch variable Struktur 3 aus einer zur Oberfläche des Da¬ tenträgers kontrastierenden ein- oder mehrfarbigen Beschichtung, wie einem Muster, Bild oder einer alphanumerischen Information, die drucktechnisch oder auf andere Weise, wie beispielsweise mittels eines Transferverfahrens, erzeugt wird. Durch die mit der Beschichtung zusammenwirkende Präge¬ struktur werden je nach Ausbildung von Beschichtung und Prägestruktur und deren Zuordnung zueinander die zur Echtheitsüberprüfung verwend¬ baren erfindungsgemäßen Effekte erzeugt.
Allen optisch variablen Strukturen gemäß der Erfindung ist gemeinsam, dass sie und die daraus resultierenden Effekte mithilf e der heute bekannten Reproduktionstechniken, insbesondere Kopiergeräten, nicht nachgeahmt werden können, da die Kopiergeräte die optisch variable Struktur lediglich aus einer Blickrichtung wiedergeben können, so dass der optisch variable Effekt verloren geht.
Im Folgenden werden anhand der Figuren Beispiele verschiedener bevor¬ zugter Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Die Darstellungen in den Figuren sind des besseren Verständnisses wegen stark schematisiert und spiegeln nicht die realen Gegebenheiten wider.
Die in den folgenden Beispielen beschriebenen Ausführungsformen sind der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Umsetzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder im Ein- oder Mehrfarbendruck als Beschichtung zur An¬ wendung kommen. Dasselbe gilt für die Prägestrukturen. Die in den folgen¬ den Beispielen dargestellten Informationen können ebenfalls durch beliebig aufwändige Bild- oder Textinformationen ersetzt werden. Die Erzeugung der Beschichtung z.B. als Aufdruck nutzt üblicherweise die Möglichkeiten der Drucktechnik aus. Es kommen typische Durchmesser von Musterele¬ menten ab ca. 10 μm zur Anwendung. Die nicht linienförmigen Prägeele¬ mente, die die Prägestruktur bilden, weisen im Regelfall eine Prägehöhe im Bereich von 20 bis 250 μm und bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 40 bis 1000 μm auf.
Die verschiedenen Ausführungsbeispiele sind auch nicht auf die Verwen¬ dung in der beschriebenen Form beschränkt, sondern können zur Erhöhung der Effekte auch untereinander kombiniert werden.
Ferner werden in den folgenden Beispielen lediglich die Ausgestaltung und gegenseitige Zuordnung der Prägestruktur und der Beschichtung darge¬ stellt, um die optischen Effekte der erfindungsgemäßen optisch variablen Struktur anschaulich darstellen zu können. Beispiel 1 (Fig. 2 bis 13)
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie A-A (s. Fig. 1) und in Verbindung mit den Fig. 3, 4 und 5 eine optisch variable Struktur, bei der die Prägestruktur 4 von regelmäßig angeordneten, gleich¬ förmigen nicht linienf örmigen Prägeelementen 5 gebildet wird, also als peri¬ odisches Raster ausgebildet ist. Die nicht linienf örmigen Prägeelemente 5 sind mit einer Beschichtung 7 versehen, die als mehrfarbiges Muster ausge¬ bildet ist, dessen einzelne Farbflächen auf den Flanken der nicht linienf örmi- gen Prägeelemente liegen.
Die Ausbildung der nicht linienf örmigen Prägeelemente 5 als Erhebungen, die vorzugsweise durch Prägen des Datenträgers erzeugt werden, sind in der Schnittdarstellung an der Oberseite des Datenträgers deutlich zu erken- nen. Wird der Datenträger mit einem Prägewerkzeug mechanisch verformt, zeigt die Unterseite des Datenträgermaterials die negative Verformung. Die Verformung ist hier nur schematisch dargestellt. Die Datenträgerrückseite wird in aller Regel keine so stark ausgeprägte und prägeformtreue Verprä- gung aufweisen. Im Weiteren wird nur die für das Verständnis der Erfin- düng wesentliche Ober- oder Vorderseite des Datenträgers betrachtet. Die Verformung der Unter- oder Rückseite ist nicht erfindungswesentlich, son¬ dern lediglich eine Begleiterscheinung spezieller Prägetechniken, wie z.B. dem Stichtiefdruck. Sie kann allerdings als weiteres Echtheitsmerkmal die¬ nen.
Die Fig.3 und 4 zeigen anhand eines Ausschnitts die einzelnen Komponen¬ ten der optisch variablen Struktur 3 in Aufsicht. In beiden Figuren wurde ein strichliertes Quadratraster 6 eingezeichnet, um dem Betrachter die Orientie¬ rung zu erleichtern. Der Musterrapport der Beschichtung 7 und die Wieder- holfrequenz der Prägestruktur 4 decken sich in diesem Beispiel mit einer Sei¬ tenlänge X des Quadratrasters 6. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, haben die nicht linienförmigen Prägeelemente 5 im gezeigten Beispiel die Form von Kugel¬ abschnitten.
In Fig. 4 ist die Beschichtung 7 als Muster aus sich wiederholenden Kreisflä¬ chen 8 und Quadraten 9 dargestellt, wobei alle Kreisflächen 8 eine erste Far¬ be, z. B. Cyan, und alle Quadrate 9 eine zweite Farbe, z. B. Magenta, tragen. Je eine Kreisfläche 8 und ein Quadrat 9 sind dabei einem Kugelabschnitt, d.h. einem nicht linienförmigen Prägeelement 5, zugeordnet und bilden die er¬ findungsgemäßen Mustergrundelemente. Auf jedem nicht linienförmigen Prägeelement 5 kommt daher je eine cyanfarbige Kreisfläche 8 und je eine magentafarbige quadratische Farbfläche 9 zu liegen. Bezüglich des nicht li¬ nienförmigen Prägeelements 5 liegen sich die Kreisfläche 8 und das Quadrat 9 diagonal gegenüber.
Die Fig. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung das Zusammenwirken der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Komponenten der optisch variablen Struktur 3. Das innerhalb eines Quadrats angeordnete, nicht linienförmige Prägeele- ment 5 gemäß Fig. 3 und die zugehörige Beschichtung 7 gemäß Fig.4 bilden hierbei ein Strukturelement 10. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde lediglich eine horizontale Reihe der Strukturelemente 10 dargestellt.
Aus der in der Fig. 5 gewählten Blickrichtung sind lediglich die magentafar- bigen Quadrate 9 zu sehen, die somit den Farbeindruck der optisch variablen Struktur 3 aus dieser Blickrichtung prägen. Durch eine Dreh- und/ oder Kippbewegung des Datenträgers 1 bzw. der optisch variablen Struktur 3 werden für den Betrachter Mischfarben zwischen Cyan und Magenta mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen sichtbar sowie reines Magenta, letzteres z.B. aus einer der Position des Betrachters gemäß der Fig. 5 gegen¬ überliegenden Position. Der Betrachter nimmt also ein Farbwechselspiel wahr. Bei senkrechter Betrachtung erscheint die optisch variable Struktur 3 einheitlich weitgehend homogen in der Mischfarbe aus Cyan und Magenta.
Das oben beschriebene Prinzip kann auch für kompliziertere Bildinformatio¬ nen verwendet werden. Hierbei werden zwei oder mehrere Bilder in einzel¬ ne Bildpunkte zerlegt, die so angeordnet werden, dass die zu einem Bild ge¬ hörenden Bildpunkte auf den Flanken gleicher Orientierung zu liegen kom- men. Bei senkrechter Betrachtung ist je nach Ausgestaltung nur eine einheit¬ lich farbige Fläche oder eine Gesamtinformation erkennbar. Bei schräger Be¬ trachtung werden die einzelnen Bilder sichtbar.
Die Prägestruktur 4 kann alternativ Prägeelemente beliebiger anderer geo- metrischer Formen aufweisen, wobei jeweils eine spezielle Ausprägung des Effekts erzielt wird. Beispielsweise liefern Prägeelemente in Pyramiden- oder Kegelstumpfform mit steileren Flanken einen kontrastreicheren Effekt bei einer Kippbewegung als z. B. Prägeelemente in Form von abgeflachten Ku¬ gelabschnitten bei gleicher Prägehöhe.
Eine Auswahl möglicher Geometrien der nicht linienförmigen Prägelemente zeigen die Fig. 6(a,b) bis 13(a,b). Die Fig. 6a bis 13a zeigen dabei eine per¬ spektivische Ansicht und die Fig. 6b bis 13b eine Aufsicht verschiedener er¬ findungsgemäßer nicht linienf örmiger Prägeelemente. Ohne Beschränkung der Erfindung werden Prägeelemente in der Form eines Tetraeders (Fig. 6), einer vierseitigen Pyramide (Fig. T)1 eines Pyramidenstumpfes (Fig. 8), eines Kegelstumpfes (Fig. 9), eines Kugelsegments (Fig. 10), eines Torus (Fig. 11), eines Ovals (Fig. 12) sowie eines Tropfens (Fig. 13) dargestellt. Für Sicherheitspapier, wie zum Beispiel Baumwollvelinpapier, haben sich nicht linienförmige Prägeelemente in Form von Kugelabschnitten mit einem Durchmesser im Bereich von 40 bis 1000 μm, insbesondere von 100 bis 600 μm, besonders bevorzugt von 470 bis 530 μm als besonders vorteilhaft erwie- sen. Die Prägehöhe liegt dabei im Bereich von 20 bis 250 μm, insbesondere im Bereich von 50 bis 120 μm.
Für ovale Prägeelemente gilt in Breite und Prägehöhe das Gleiche, in der Länge wurden Ausdehnungen bis zu 2 cm erfolgreich eingesetzt.
Je nach Substratmaterial, wie dünnes Papier oder starken Karton, Kunststoff - und Kunststoffverbundmaterialien, wie mit Kunststoff kaschiertes oder be¬ schichtetes Papier oder mehrschichtige Kompositmaterialien, können be¬ stimmte Prägeelementformen und -dimensionen besonders vorteilhaft sein. Die vorteilhaften Wertebereiche können dabei durchaus weit von den für Sicherheitspapier ermittelten Werten entfernt liegen.
Die Erzeugung der nicht linienf örmigen Prägeelemente erfolgt vorzugsweise durch mechanisches Verformen des Datenträgermaterials. Hierfür wird ein erfindungsgemäßes Prägewerkzeug eingesetzt, das mit einem erfindungs¬ gemäßen Gravierwerkzeug hergestellt wird. Bisher hat sich ein Gravursti¬ chel als besonders geeignet erwiesen, bei dem die Spitze an die speziellen Erfordernisse angepasst wurde, indem die Spitze abgeflacht wurde. Dieses angepasste Gravierwerkzeug weist bevorzugt einen Flankenwinkel von ca. 40° auf.
Die erzeugbaren Prägeelementgeometrien sind vom verwendeten Gravier¬ werkzeug abhängig. Wählt man statt eines Gravurstichels beispielsweise eine Lasergravur als Verfahren zur Herstellung des Prägewerkzeugs, lassen sich auch Prägeelementgeometrien mit zur Datenträgerebene senkrechten Seitenflächen erzeugen. Beispielsweise können zylinderförmige Prägeele¬ mente mithilfe der Lasergravur erzeugt werden.
Beispiel 2 (Fig. 14, 15 und 16)
Fig. 14 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Präge¬ struktur 4 in Aufsicht, bei welcher die nicht linienf örmigen Prägeelemente 11 aus vierseitigen Pyramiden bestehen. Fig. 15 zeigt in Aufsicht die zugehörige erfindungsgemäße Beschichtung 7. Sie besteht aus regelmäßig angeordneten Rechtecken 12, 13 unterschiedlicher Farbe. Jeweils zwei unterschiedlich far¬ bige Rechtecke 12, 13 bilden ein Mustergrundelement und gehören hierbei zu einem Strukturelement 10 und sind so angeordnet, dass sie auf gegenü¬ berliegenden Flanken der pyramidenförmigen Prägeelemente 11 angeordnet sind. Fig. 16 zeigt die perspektivische Ansicht einer Reihe von Strukturele¬ menten 10, bei welchen jeweils das Rechteck 12 zu erkennen ist.
Bei senkrechter Betrachtung nimmt der Betrachter je nach Dimension der Rechtecksflächen wieder einen einheitlichen flächigen Farbeindruck oder die Rechtecksflächen selbst wahr. Beim Drehen und/ oder Kippen des Datenträ¬ gers ergibt sich wieder ein Farbwechselspiel.
Beispiel 3 (Fig. 17)
Eine weitere Variante des in Beispiel 2 erläuterten erfindungsgemäßen Prin¬ zips ist in Fig. 17 dargestellt. Die optisch variable Struktur 3 weist vier unter¬ schiedliche Bilder auf, die jeweils unter den mit den Pfeilen 1, 2, 3, 4 gekenn¬ zeichneten Blickrichtungen erkennbar sind. Die zugehörige Prägestruktur besteht wie in Beispiel 2 aus vierseitigen Pyramiden 11. Die erfindungsge- mäße Beschichtung 7 besteht aus Mustergrundelementen mit grundsätzlich identischem Aufbau.
Ein Mustergrundelement setzt sich aus vier Dreiecken zusammen, wobei in jedem der Dreiecke ein Bildanteil eines der vier Bilder angeordnet ist. Das Dreieck mit der Bezeichnung „1" gehört zu dem unter Blickrichtung 1 er¬ kennbaren Bild, das Dreieck „2" zu dem unter Blickrichtung 2 erkennbaren Bild usw.
Sind alle Bildanteile in der gleichen Farbe dargestellt, so ist bei senkrechter Betrachtung keinerlei Bildinformation erkennbar. Bei einer farbigen Ausge¬ staltung ist unter Umständen eine Bildinformation erkennbar, die aber von den unter den verschiedenen Blickrichtungen erkennbaren Bildern verschie¬ den ist.
Beispiel 4 (Fig. 18, 19 und 20)
Durch besondere Gestaltung der Beschichtung und/ oder der Prägestruktur kann in die optisch variable Struktur 3 zusätzlich eine Information einge- bracht werden, die in einer Betrachtungsrichtung senkrecht zur Datenträger¬ ebene nicht oder nur sehr schwach zu erkennen ist, bei Schrägbetrachtung jedoch einem Betrachter leicht zugänglich ist. Diese Information kann mit den herkömmlichen Reproduktionstechniken nicht wiedergegeben werden und erhöht somit die Fälschungssicherheit eines so ausgestatteten Datenträ- gers.
Beispiel 4 beschreibt das Einbringen einer solchen Information 14 in die op¬ tisch variable Struktur 3 durch Variation der Beschichtung 7. Ausgangspunkt bildet die Beschichtung 7 gemäß Beispiel 1, wobei für ein¬ zelne Strukturelemente 10 die Anordnung der Kreise 8 und Rechtecke 9 ge¬ ändert wurde. In Fig. 18 ist dieser Inf ormationsbereich durch die durchgezo¬ gene Umrandung 14 gekennzeichnet. Hier wurden die Kreise 8 und die Rechtecke 9 gegeneinander vertauscht.
Die Fig. 19 zeigt wieder die periodische Prägestruktur 4 mit Prägeelementen 5 in Form von Kugelabschnitten.
In der Fig. 20 ist in perspektivischer Ansicht eine Zusammenschau der in den Fig. 18 und 19 dargestellten Beschichtung 7 und Prägestruktur 5 gezeigt. Aus Gründen der Anschaulichkeit ist lediglich die mittlere Reihe der Struktur¬ elemente 10 abgebildet. Im rechten Bereich sieht der Betrachter unter einem schrägen Betrachtungswinkel cyanf arbige Kreisflächen 8, im linken Bereich nimmt er die magentafarbigen Quadrate 9 wahr.
Durch entsprechende Ausgestaltung und Anordnung beliebig vieler derartig veränderter Strukturelemente sind beliebig gestaltete Informationen dar¬ stellbar. Beispielweise können Buchstaben, Firmenlogos, Kontrollziffern oder dekorative Elemente als Information eingebracht werden. Die Beschichtung im Bereich einzelner Strukturelemente kann dabei auch vollständig fehlen oder durch beliebige zur Umgebung kontrastierende Muster oder Informati¬ onen ersetzt werden.
Beispiel 5 (Fig. 21, 22 und 23^
Dieses Beispiel zeigt die Einbringung einer Information durch Variation in der Prägestruktur. In der Fig. 21 ist die Beschichtung 7 aus dem Beispiel 1 zu sehen.
Fig. 22 zeigt eine Prägestruktur 4, in Aufsicht, die aus unterschiedlichen nicht linienf örmigen Prägeelementen 5, 15 besteht. Der größte Teil der Prä- gestruktur 4 besteht aus Prägeelementen 5 in Form von Kugelabschnitten, wie bereits in Beispiel 1 dargestellt. Im Bereich der Information 16, die durch die durchgezogene Umrandung gekennzeichnet ist, liegen die Prägeelemen¬ te 15 in Form von Kugelsegmenten vor.
In der perspektivischen Darstellung der Fig. 23 kann man erkennen, dass im Bereich 16 ein wesentlicher Teil der Beschichtung (hier das magentaf arbige Quadrat 9 der Beschichtung) in den zwischen den Erhebungen liegenden Tälern zu liegen kommt. Da die Farbflächen 9 in den Tälern unter bestimm¬ ten Betrachtungswinkeln wesentlich stärker durch die umliegenden Präge- elemente abgeschattet werden als die Farbflächen 9 auf den Flanken der Prä¬ geelemente 5 in Form von Kugelabschnitten, kann auf diese Weise eine In¬ formation dargestellt werden, die unter bestimmten Betrachtungsbedingun¬ gen deutlich hervortritt.
Beispiel 6 (Fig. 241
Die Fig. 24 zeigt eine weitere Alternative zur Erzeugung einer Information 16 durch Variation der verwendeten Prägeelementgeometrien. In diesem Fall werden unterschiedlich hohe Kugelabschnitte 5, 17 als Prägeelemente ver- wendet. Die Beschichtung 7 entspricht in diesem Beispiel der in Fig. 21 dar¬ gestellten. Auch die Prägestruktur ist analog zu der in Fig. 22 dargestellten aufgebaut. Lediglich die in Fig. 22 im Bereich der Information 16 dargestell¬ ten Kugelsegmente sind durch Kugelabschnitte ersetzt, deren Höhe kleiner ist als die der umgebenden Kugelabschnitte 5. Fig. 24 zeigt eine entsprechende Reihe von Strukturelementen 10. Durch den geänderten Flankenwinkel und die geringere Höhe der Prägeelemente 17 sind in diesem Bereich sowohl die Rechtecke 9 als auch Teile der Kreisflä¬ chen 8 erkennbar. Aus der Perspektive der Fig. 24 ist im Bereich der Inf orma- tion 16 eine Mischfarbe zwischen Cyan (Kreisfläche 8) und Magenta (Quad¬ rat 9) zu sehen, während im Bereich der Prägeelemente 5 lediglich die ma- gentaf arbigen Quadrate 9 zu erkennen sind. Damit kann wiederum eine In¬ formation dargestellt werden.
Beispiel 7 (Fig. 25, 26, 27)
Eine weitere Möglichkeit, eine Information 16 durch Variation der Präge¬ struktur 4 auszubilden, ist in Fig. 26 dargestellt. Hier werden ovale Präge¬ elemente 18 verwendet. Die Länge L dieser ovalen Prägeelemente 18 beträgt das Doppelte der außerhalb des Bereichs 16 angeordneten Prägeelemente 5. Dementsprechend haben in dieser Ausführungsform auch die im Informati¬ onsbereich 16 liegenden Strukturelemente 19 die doppelte Länge L, auch wenn die Periodizität der Beschichtung 7 über die gesamte optisch variable Struktur gleich bleibt. Im Falle von Sicherheitspapier kann die Länge L bis zu 2 cm betragen.
Im Bereich der Produktsicherung und im Verpackungsbereich können sich durch die dort verwendeten Substrate, wie z. B. Kunststofffolien, Kartonagen oder Papier mit vom Sicherheitspapier stark abweichenden Eigenschaften, ganz andere Prägeelementgeometrien als vorteilhaft erweisen, insbesondere sind wesentlich längere ovale Prägeelemente denkbar. Im Verpackungsbe¬ reich finden jedoch auch Muster mit einer höheren Anzahl von Farben breite Anwendung, die beispielsweise im 8-Farben-Druck hergestellt werden. Wie bereits erläutert, wird die Prägestruktur 4 der in Fig. 25 dargestellten Beschichtung 7 überlagert. Fig. 27 zeigt die mittlere Reihe der durch die Überlagerung erzeugten Strukturelemente 10, 19 in perspektivischer An¬ sicht. Die den Informationsbereich 16 bildenden Strukturelemente 19 beste- hen aus ovalen Prägeelementen, auf welchen zwei magentaf arbige Quadrate 9 sowie zwei cyanfarbige Kreise 8 (in der Figur nicht dargestellt) angeordnet sind. Durch die besondere Form der Prägeelemente 18 verändert sich die Orientierung der Quadrate 9 bezüglich der Betrachtungsrichtung. Diese Än¬ derung nimmt der Betrachter als farblichen Kontrast zur Umgebung wahr und die Information 16 wird für ihn somit erkennbar.
Beispiel 8 (Fig. 28 und 29)
In diesem Beispiel wird eine Information durch Versatz der nicht linienför- migen Prägeelemente erzeugt.
Die Beschichtung 7 ist identisch zu der im Beispiel 1 erläuterten Beschich¬ tung und besteht aus Mustergrundelementen, die jeweils ein farbiges Quad¬ rat 9 und einen farbigen Kreis 8 enthalten. Die Prägestruktur besteht aus Prägeelementen 5 in Form von Kugelabschnitten.
Fig. 28 zeigt schematisch sowohl die aus den Quadraten 9 und Kreisen 8 ge¬ bildete Beschichtung wie auch die Prägeelemente 5 in Aufsicht. Um den Ver¬ satz der Prägeelemente zu verdeutlichen, sind die Mustergrundelemente in einem strichlierten Quadratraster 6 dargestellt. Dieses Raster 6 entspricht dem Rapport der Mustergrundelemente. In der Spalte A dieses Quadratras¬ ters 6 haben die Prägeelemente 5 den gleichen Rapport wie die Muster¬ grundelemente und sind so angeordnet, dass sowohl alle Kreise 8 als auch alle Quadrate auf den Flanken der Prägeelemente 5 zu liegen kommen. In der Spalte B des Quadratrasters 6 sind die Prägeelemente 5 um die Strecke a nach rechts versetzt. Auf diese Weise liegen nur mehr die Quadrate 9 auf den Flanken der Prägeelemente 5. In den Spalten C und D des Quadrat¬ rasters 6 sind die Prägelemente 5 zusätzlich um die Strecke b nach unten ver¬ setzt.
Fig. 29 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Reihe von Strukturelementen gemäß Fig. 28 aus der Betrachtungsrichtung BE. Zur Veranschaulichung werden die Spaltenbezeichnungen A7 B, C, D ebenfalls dargestellt. Im Be¬ reich der zur Spalte A gehörenden Strukturelemente nimmt der Betrachter die Quadrate 9 wahr. Im Bereich der Spalte B tragen auch die nicht auf einer Flanke des Prägeelements 5 angeordneten Kreise 8 zum Farbeindruck des Strukturelements bei. Im Bereich der Spalten C und D befindet sich das Quadrat 9 auf der dem Betrachter abgewandten Seite des Prägeelements 5, so dass der Farbeindruck vorwiegend durch die Kreise 8 bestimmt wird.
Beispiel 9 (Fig. 30)
Die Fig. 30 zeigt weitere Möglichkeiten, die nicht linienf örmigen Präge¬ elemente gegeneinander zu versetzen. Beispielsweise entspricht die Strecke c dem Abstand zwischen zwei Prägeelementmittelpunkten. Die Prägeelemen¬ te können um Bruchteile oder Vielfache von c bzw. d in x- und/ oder in y- Richtung versetzt werden. Im vorstehenden Beispiel ist ein Versatz um 1,5 c in x-Richtung und um 0,5 d in y-Richtung erfolgt.
Beispiel 10 (Fig. 31)
Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung einer Information ist durch Dre¬ hung von nicht rotationssymmetrischen Prägeelementformen, wie z. B. eines Prägeelements in Form eines Kugelsegments, gegeben. Die Fig. 31 zeigt Prä- geelemente 25, die um 90° und Prägeelemente 26, die um 45° in der Zeichen¬ ebene gegeneinander verdreht sind. Auch andere Winkelbeziehungen kön¬ nen vorteilhaft zum Einsatz kommen.
Eine Weiterbildung sieht vor, die Drehung der nicht linienf örmigen Präge¬ elemente mit einer Verschiebung, also einem Versatz zu kombinieren. Dar¬ aus ergeben sich eine breite Palette von möglichen Teilprägestrukturen zum Einbringen einer Information.
Beispiel 11 (Fig. 32a bis g)
In Fig. 32 werden spezielle Prägestrukturen 4 in Aufsicht dargestellt, um die Bandbreite der möglichen Anordnungen, Ausgestaltungen und Kombinati¬ onsmöglichkeiten der nicht linienförmigen Prägeelemente zu erläutern. Die- se können für die gesamte Prägestruktur 4 oder nur im Bereich einer Zusatz¬ information in Form, wie sie anhand der obigen Beispiele erläutert wurde, verwendet werden.
Fig. 32a zeigt die periodische Anordnung von Kugelabschnitten aus Beispiel 1. Die Prägeelemente 5 sind dabei beabstandet angeordnet. Der Abstand kann sehr gering sein, beispielsweise weniger als 10 μm. Besonders vorteil¬ haft ist ein Abstand zwischen den Prägeelementen von 2 μm. Da für einen so geringen Abstand das Prägewerkzeug nicht mit der herkömmlichen Ätz¬ technik herstellbar ist, erhöht diese Ausgestaltung die Fälschungssicherheit der optisch variablen Struktur weiter.
Beliebig größere Abstände können ebenfalls eingesetzt werden. Bevorzugte Abstände sind dabei 10 bis 300 μm. Fig. 32b zeigt eine auf Lücke möglichst eng aneinander gesetzte Prägeele- mentanordnung.
In der Fig. 32c ist eine alternierende Anordnung aus Kugelabschnitten mit einem großen und einem kleinen Durchmesser ihrer Grundflächen gezeigt. Beispielsweise finden auf der Fläche, die die Grundfläche eines großen Prä¬ geelements 5 einnimmt, vier kleine Prägeelemente 20 Platz.
Fig. 32d zeigt alternierend Prägeelemente 5, 21 mit einer Kreis- und mit einer Rechtecksfläche als Grundfläche.
Fig. 32e stellt ovale Prägeelemente 18 im Wechsel mit Prägelementen 5 in Form von Kugelabschnitten dar. Dabei sind in der Längsausdehnung eines ovalen Prägeelements 18 zwei Prägeelemente 5 vorgesehen. Prinzipiell kann das ovale Prägeelement 18 als verzerrtes Kugelabschnitts-Prägeelement an¬ gesehen werden, das in einer Vorzugsrichtung gestreckt oder gestaucht wurde.
Fig. 32f und g schließlich zeigt eine Prägestruktur, bei welcher die Präge- elemente 5 in bestimmten Bereichen überlappend zueinander angeordnet sind, d. h. die Prägeelemente wurden beispielsweise bei der Herstellung des Prägewerkzeugs überlappend oder ineinander graviert, so dass sich eine Prägestruktur in Form einer Hügelkette ergibt.
Es hat sich gezeigt, dass Informationen, die über eine Variation in der Präge¬ struktur erzeugt werden, bei senkrechter Betrachtung kaum erkennbar sind, so dass auf diese Weise versteckte Informationen erzeugt werden können. Änderungen in der Beschichtung dagegen sind bei senkrechter Betrachtung in der Regel geringfügig wahrnehmbar. Eine weitere Verbesserung des Effekts kann durch geeignete Kombination der beiden Möglichkeiten zur Informationseinbringung erzielt werden.
Beispiel 12 (Fig. 33, 34, 35)
Die Beschichtung 7 ist vorzugsweise als aufgedrucktes Muster ausgeführt und bietet ebenso eine breite Palette an Möglichkeiten zur Variation.
Die Fig. 33 zeigt eine zweifarbige Beschichtung, die aus Quadraten 27a, z.B. magentafarbig, und 27b, z.B. cyanfarbig, aufgebaut ist. Das strichliert ge¬ zeichnete Quadratraster 6 deutet die Fläche an, die für ein Mustergrundele¬ ment zur Verfügung steht. Die Quadrate 27a, 27b nehmen jeweils ca. ein Viertel dieser Fläche ein. Die Beschichtung 7 ist in drei Bereiche A, B, C un¬ terteilt, die durch die durchgezogenen Linien 22 zu erkennen sind. Im Be- reich A sind die Quadrate 27a, 27b in vertikaler Richtung farblich abwech¬ selnd und aneinander grenzend angeordnet. In horizontaler Richtung sind Quadrate 27a, 27b einer Farbe voneinander beabstandet angeordnet. Der Zwischenraum 27c ist vorzugsweise unbedruckt, so dass das Substratmateri¬ al sichtbar ist. Dieses Muster wird im Folgenden als „Grundmuster" be- zeichnet.
Der Musterteilbereich B wird durch Verschiebung des Grundmusters um eine Quadratseitenlänge in vertikaler und horizontaler Richtung erzeugt. Damit kann eine erste Information in der optisch variablen Struktur darge- stellt werden, die unter bestimmten Betrachtungsrichtungen sichtbar ist. Durch Vertauschen der Reihen und Spalten des Grundmusters entsteht ein Musterteilbereich Q mit dem eine zweite Information dargestellt wird, die aus einem anderen Betrachtungswinkelbereich gut sichtbar ist. Die Begren- zungslinien 22 dienen dabei lediglich der Anschaulichkeit, um die einzelnen Musterteilbereiche A, B, C optisch besser voneinander trennen zu können.
Zusätzlich können weitere Musterteilbereiche z. B. durch eine weitere Ver- Schiebung um einen Bruchteil einer Quadratseitenlänge erzeugt werden.
Es hat sich gezeigt, dass gerade durch Integration von freier, d. h. nicht oder lediglich transparent bedruckter oder beschichteter Substratfläche in das Muster ein sehr lebhaftes und auffälliges Farbwechselspiel erzeugt wird, bei dem die Information für einen Betrachter besonders gut zu erkennen ist.
In Kombination mit einer geeigneten Prägestruktur steht eine komplexe op¬ tisch variable Struktur zur Verfügung, die einem Betrachter für mehrere ver¬ schiedene Betrachtungswinkelbereiche verschiedene Informationen zeigt. Eine dafür geeignete periodische Prägeelementanordnung ist in der Fig. 34 gezeigt.
Die Fig. 35 zeigt zur Verdeutlichung des unterschiedlichen visuellen Ein¬ drucks der verschiedenen Musterteilbereiche (A, B und C) aus einer exem- planschen Betrachtungsrichtung BE die zweite Reihe von Strukturelementen 28 von oben aus der Fig. 33 in perspektivischer Ansicht.
Beispiele 13 bis 17 (Fig. 36 bis 40)
Die Fig. 36 bis 40 zeigen Strukturelemente 29, aus denen weitere geeignete optisch variable Strukturen generiert werden können, in Aufsicht (a) und exemplarisch kombiniert mit einem Prägeelement 5 in Form eines Kugelab¬ schnitts in perspektivischer Ansicht (b). Fig. 36 zeigt das Strukturelement 10 gemäß Beispiel 1 in Aufsicht (a) und in perspektivischer Ansicht (b).
Die Fig. 37 zeigt ein Strukturelement 29, das ein zweifarbig gedrucktes Mus- ter, beispielsweise eine cyanfarbige Kreisfläche 8 und eine magentafarbige Halbkreisfläche 30, aufweist. Die Halbkreisfläche 30 bestimmt aus der Per¬ spektive der Fig. 37b den Farbeindruck. Bei einer Drehung des Datenträgers um 180° bestimmt die cyanfarbige Kreisfläche 8 den Farbeindruck. Auf dem Weg dorthin sind sich verändernde Mischfarben zu sehen.
Die Fig. 38 zeigt ebenfalls eine magentafarbige Halbkreisfläche 30 sowie eine diese Fläche teilweise überlappende gelbe Halbkreisfläche 31. Im Überlap¬ pungsbereich 32 entsteht eine Mischfarbe, woraus sich eine Farbwirkung ähnlich der eines dreifarbig gedruckten Musters ergibt.
In der Fig. 39 ist ein dreifarbiges Mustergrundelement gezeigt, das aus Kreis¬ sektoren 34, 35, 36 aufgebaut ist, die jeweils speichenartig angeordnet sind. Im Idealfall ist jeweils eine Dreiergruppe 34, 35, 36 auf einer Noppe 5 plat¬ ziert. Beim Drehen und/ oder Kippen erscheinen nacheinander die farbigen Kreissektoren 34, 35, 36.
Fig. 40 schließlich zeigt eine mit einem Teilstück eines Streifenmusters 37 bedrucktes Prägeelement 5. Dieses Streifenmuster 37 ist einfarbig gedruckt, so dass der Betrachter aus der Perspektive der Fig. 40b die Farbe des Strei- fens 37 wahrnimmt. Da die Rückseite des Prägelements 5 unbedruckt ist, nimmt der Betrachter bei Änderung des Betrachtungswinkels um 180° nur die Farbe des Substrats wahr. Dadurch ergibt sich beim Drehen und/ oder Kippen des optisch variablen Elements ein Wechselspiel der Helligkeit des für die Farbstreifen verwendeten Farbtons. Dieser Ausgestaltung ist eben¬ falls eine ansprechende, eher dezente Wirkung zu eigen.
Das Streifenmuster 37 kann auch aus geschwungenen Linien aufgebaut und/ oder mehrfarbig gestaltet sein. Auch ein Guillochen enthaltendes Mus¬ ter ist für die Erfindung geeignet.
Eine weitere vorteilhafte Variation der Beschichtung besteht im Verkleinern oder Vergrößern der einzelnen Farbflächen des zum Mustergrundelement gehörenden Musters, wobei sich der Musterrapport bevorzugt nicht in sei¬ nen Abmessungen verändert. Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise ein sehr auffällig farblich wechselndes, optisch variables Element erzeugt wer¬ den kann.
Beispiel 18 (Fig. 41, 42 und 43)
Die erfindungsgemäße Beschichtung kann gemäß einer weiteren Ausfüh¬ rungsform statt aus einem einfachen geometrischen Muster ein komplizier¬ tes Bild sein, das vorzugsweise im Mehrfarbendruck aufgedruckt wird.
Fig. 41 zeigt ein Beispiel für eine optisch variable Struktur, bei der ein derar¬ tiges farbiges Bild 40 verwendet wird. Bei senkrechter Betrachtung erscheint das Bild 40 in der üblichen Vielfarbigkeit. Bei Betrachtung aus den Blickrich¬ tungen A, B und C dagegen herrscht jeweils eine Farbe vor. Für die Erzeu- gung dieses optisch variablen Effekts wird das Bild 40 in gleich große Pixel zerlegt und jedem Pixel die zugehörigen Farbanteile Cyan, Magenta und Gelb zugeordnet. Diese Farbanteile werden im vorliegenden Fall in Kreis¬ segmenten 41, 42, 43 angeordnet, die in Fig. 42 durch die strichlierten Linien 38 angedeutet werden. Die Farbe des Pixels wird durch die Belegung der Kreissegmente 41, 42, 43 mit Farbe eingestellt. Das in Fig.42 dargestellte Pi¬ xel ist in den Kreissegmenten 41, 42, 43 allerdings nur in den Bereichen 41a, 42a, 43a mit den Farben Cyan (c), Magenta (m) und Gelb (y) belegt, so dass dieses Pixel bei senkrechter Betrachtung einen der Farbmischung entspre- chenden Farbton zeigt. Die Farbbereiche 41a, 42a, 43a bilden hierbei das er¬ findungsgemäße Mustergrundelement. In Fig. 42 ist zugleich die Projektion eines nicht linienf örmigen Prägeelements 5 dargestellt, um zu zeigen, wie das Prägeelement im Idealfall relativ zu den Kreissegmenten 41, 42, 43 ange¬ ordnet ist. Diese räumliche Anordnung zwischen den Farbanteilen Cyan, Magenta und Gelb und Prägeelement 5 ist für das gesamte Bild 40 festgelegt, wie aus Fig.43 ersichtlich. Das Prägeelement 5 und die zugehörigen Farban¬ teile 41a, 42a, 43a bilden daher ein Strukturelement 39 im Sinne der Erfin¬ dung.
In Fig.43 ist ein Ausschnitt aus dem Bild 40 in Aufsicht in starker Vergröße¬ rung dargestellt, so dass die einzelnen Pixel bzw. Mustergrundelemente und die jeweils zugehörigen Farbanteile sichtbar sind. Auch die Prägeelemente 5 sind als Projektion schematisch dargestellt, so dass erkennbar ist, dass die nicht linienf örmigen Prägeelemente und die zugehörigen Farbanteile 41a, 42a, 43a des Pixels die Strukturelemente 39 bilden. Hieraus ergibt sich, dass bei Betrachtung des Bildes 40 aus der Richtung A (Fig. 41) die Cyananteile den Bildeindruck bestimmen, während aus Blickrichtung B die Magentaan- teile und aus der Blickrichtung C die Gelbanteile überwiegen. Beim Drehen und/ oder Kippen des optisch variablen Elements ergeben sich interessante Farbwechsel, die mit anderen Mitteln nicht nachgestellt werden können.
Selbstverständlich können alle erdenklichen anderen Farbsysteme sowie be¬ liebige Farben oder Lacke zum Einsatz kommen. Anstelle einzelner Farban¬ teile oder aller Farbanteile können auch spezielle Lacke verwendet werden, die matte oder glänzende Flächen erzeugen. Eine Einbindung von Matt- Glanz-Effekten im Aufdruck kann die Wirkung der optisch variablen Struk¬ tur noch verstärken. Die Farbflächen der Mustergrundelemente können al¬ ternativ auch überlappend und/ oder unsymmetrisch und/ oder zufallsgene- riert angeordnet werden.
Beispiel 19 (Fig.44t
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden durch die spezielle Wahl der Geometrie der nicht linienf örmigen Prägeelemente weiche und scharfe Übergänge zwischen den Informationen erzeugt, die unter den ver¬ schiedenen Betrachtungswinkeln sichtbar sind.
Fig.44 zeigt eine entsprechende Prägestruktur in Aufsicht. Sie besteht aus einem quadratischen Feld 50, in welchem vierseitige Pyramiden 51 als nicht linienf örmige Prägeelemente angeordnet sind. Dieses Feld 50 ist von Präge¬ elementen in Form von Kugelsegmenten 52 umgeben. Die scharfkantigen Flanken der Pyramiden 51 erzeugen beim Drehen und/ oder Kippen des op¬ tisch variablen Elements einen scharfen Übergang zwischen den einzelnen auf den Flanken angeordneten Informationen. Die Kugelsegmente dagegen ergeben aufgrund ihrer runden Form einen kontinuierlichen und damit wei¬ chen Übergang zwischen den Informationen.
Wenn auf den pyramidenförmigen Prägeelementen ein einfarbiges Bildmo- tiv und auf den Kugelsegmenten ein mehrfarbiges Hintergrundmotiv ange¬ ordnet ist, so erscheint und verschwindet beim Drehen und/ oder Kippen des Sicherheitselements das einfarbige Bildmotiv abrupt vor einem farbigen Hintergrund, der weich von einer Farbe zur anderen variiert und beispiels¬ weise einen Regenbogeneffekt zeigt. Beispiel 20 (Fig. 45, 46)
In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Beschichtung 7 aus einem vollflä¬ chigen einfarbigen Untergrunddruck 53, der Aussparungen 54 in Form von Halbkreisen aufweist. Diese Beschichtung ist mit einer Prägestruktur in Form von Kugelabschnitten 55 kombiniert, wobei die Schnittflächen 56 der Kugelabschnitte 55 mit den Aussparungen 54 zusammenfallen (Fig. 46). Auf diese Weise wird erreicht, dass die Aussparungen nur aus einer definierten Blickrichtung und in einem schmalen Winkelbereich erkennbar sind.
Die Aussparungen können selbstverständliche jede beliebige Form aufwei¬ sen. Auch kann die Beschichtung aus einer Metallschicht bestehen, die im Transferverfahren auf ein entsprechendes Substrat übertragen wird.
Beispiel 21 (Fig. 47 und 48)
Vorzugsweise wird das optisch variable Element drucktechnisch erzeugt. Hierfür wird die Beschichtung in einem beliebigen Druckverfahren, vor¬ zugsweise im Offsetdruck, auf ein Substrat, vorzugsweise das Dokumen- tenmaterial, aufgedruckt und anschließend wird diese Beschichtung mit ei¬ nem Prägewerkzeug entsprechend verprägt. Als Prägewerkzeug wird dabei vorzugsweise eine Stichtiefdruckplatte verwendet. Diese Vorgehensweise wird in den Fig. 47 und 48 dargestellt.
Die Fig. 47 zeigt einen erfindungsgemäßen Datenträger im Querschnitt vor dem Prägevorgang. Dabei ist das Datenträgersubstrat 44 zunächst mit einer Untergrundschicht 45 z. B. vollflächig bedruckt. Darüber ist die Beschich¬ tung 7 aufgebracht. Die Untergrundschicht 45 kann auch in Form von Informationen und Mus¬ tern vorliegen. Es können auch spezielle Druckfarben verwendet werden, die den Fälschungsschutzeffekt des optisch variablen Elements weiter erhö¬ hen. Hierbei kann es sich um optisch variable Druckfarben, wie Interf erenz- schichtpigmente oder Flüssigkristallpigmente enthaltende Druckfarben, oder Metalleffektfarben, wie Gold- oder Silbereffektfarben, handeln.
Die Fig. 48 zeigt eine Schnittdarstellung des Datenträgers nach der Verprä- gung, die im gezeigten Beispiel als Blindprägung im Stichtiefdruckverfahren erzeugt wurde. Die Prägung wird so platziert, dass die Beschichtung 7 auf den Flanken der Prägestruktur zu liegen kommt.
Alternativ kann der Untergrund 45 auch in einem anderen Verfahren, bei¬ spielsweise in einem Transferverfahren, vollflächig oder ebenfalls mit Aus- sparungen oder einem Muster versehen aufgebracht sein. Dabei können im Transferverfahren auch metallische Musterelemente oder Beschichtungen aufgebracht werden.
Beispiel 22 (Fig. 49 und 5(T)
Auf die Untergrundschicht 45 kann auch vollständig verzichtet werden, wie in Fig. 49 dargestellt. Dagegen wird die Prägung, die beispielsweise im Stahl¬ stichtiefdruck erzeugt ist, farbführend ausgeführt.
Die Fig. 49 zeigt den Aufbau vor der Prägung mit Substrat 44 und Beschich¬ tung 7. In der Fig. 50 ist die Situation nach der Prägung dargestellt. Der in der Fig. 49 gezeigte Aufbau wurde farbführend verprägt, so dass deckungs¬ gleich zur Prägung eine Farbschicht 46 vorliegt. Die zusätzliche Farbschicht 46 kommt als oberste Schicht zu liegen, da diese Prägung hier als letzter Ver¬ fahrensschritt durchgeführt wurde.
Bevorzugt wird für die Farbschicht 46 eine zumindest transluzente Farbe verwendet. Der farbführende Stichtiefdruck kann in einer Abwandlung so ausgeführt sein, dass ein Farbauftrag lediglich auf den nicht linienf örmigen Prägeelementen stattfindet, die Täler zwischen den nicht linienf örmigen Prä¬ geelementen jedoch frei von Farbe bleiben.
In einer Weiterbildung kann für die Farbschicht 46 eine Farbe mit maschi¬ nenlesbaren Zusätzen, wie beispielsweise Lumineszenzstoffe, eingesetzt werden.
Beispiel 23 (Fig. 51 bis 53)
Dieses Beispiel beschreibt eine Alternative für die Herstellung des optisch variablen Elements, bei der zuerst das Substratmaterial geprägt und an¬ schließend die geprägte Fläche mit der Beschichtung versehen wird.
Die Fig. 51 zeigt einen Ausschnitt aus einem Dokumentenmaterial 44 in Auf¬ sicht. Das Material 44 ist mit einer Prägestruktur versehen, die periodisch blindgeprägte Prägeelemente in Form von Kugelabschnitten 5 aufweist. Die¬ ses Dokumentenmaterial 44 passiert eine Markierungseinrichtung 47, die Mittel zur berührungslosen Markierung, wie beispielsweise ein oder mehre- re Inkjet-Druckköpfe, aufweist. Die Markierungseinrichtung 47 erzeugt die erfindungsgemäße Beschichtung auf der bereits vorhandenen Prägestruktur. Die Beschichtung besteht in diesem Fall aus rasterförmig angeordneten Mus¬ tergrundelementen, wobei die meisten Mustergrundelemente eine Kreisflä¬ che 8 und ein Quadrat 9 aufweisen. Bei einigen Mustergrundelementen ist das Quadrat 9 durch die Information 48 in Form der Buchstaben „ A" ersetzt, so dass die Beschichtung eine zusätzliche Information 48 aufweist.
Die Fig. 52 zeigt den fertig bedruckten Substratausschnitt 44 in Aufsicht. In der Fig.53 ist eine perspektivische Ansicht der mittleren Reihe von Muster¬ grundelementen gemäß Fig. 52 gezeigt.
Die Markierungsvorrichtung 47 kann zusätzlich oder alternativ zu den Ink- jet-Druckköpfen ein oder mehrere Laser-Scanköpfe aufweisen, die individu- eil für jeden Ort auf der Prägestruktur wählbare Musterelemente, z. B. die Buchstaben A, durch Einbringen der Energie des Laserstrahls in das Substrat des Datenträgers oder in eine Beschichtung einschreiben.
Die Registerführung zwischen Prägestruktur und Beschichtung kann auch mittels Passmarken oder durch den Einsatz einer Einrichtung zur Bilderfas¬ sung und -Verarbeitung erfolgen. Dazu müssen beispielsweise von der Bil¬ derfassung und -Verarbeitung Prägeelementscheitel oder -täler erfasst und deren Lage als Eingangswerte für die Steuerung der Markierungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden.
Die Fig.54 bis 57 zeigen alternative Möglichkeiten zur Herstellung des er¬ findungsgemäßen Sicherheitselements, bei welchen zuerst die Prägestruktur erzeugt und anschließend die Beschichtung auf die einzelnen nicht linien- f örmigen Prägeelemente aufgebracht wird.
Gemäß Fig. 54 wird das bereits geprägte Substrat 100 über eine Rolle an zwei Inkjet-Köpfen 101, 102 vorbeigeführt. Durch die Krümmung der Rolle wird die Prägestruktur 103 auseinander gezogen und etwas aufgefächert, so dass die Inkjet-Köpfe 101, 102 jeweils ein Prägeelement auf den jeweiligen Flan¬ ken bedrucken können. Dies wird in dem Ausschnitt A in Fig. 55 dargestellt. Eine weitere Möglichkeit ist in Fig. 56 gezeigt. Hier wird das bereits mit der Prägestruktur versehene Substrat 100 in der Ebene transportiert. Die InkJet- Köpfe 101, 102 sind dabei so angeordnet, dass sie jeweils eines der nicht Ii- nienf örmigen Prägeelemente bedrucken können. Nachdem eines der nicht linienförrnigen Prägeelemente entsprechend bedruckt ist, werden die Inkjet- Köpfe 101, 102 gemäß den in Fig. 56 gezeigten Pfeilen weiterbewegt. Sobald eine Zeile von nicht linienförrnigen Prägeelementen bedruckt ist, werden die Inkjet-Köpfe 101, 102 eine Zeile weiter nach unten bewegt und die nächste Zeile von nicht linienförrnigen Prägeelementen kann bedruckt werden.
Alternativ kann selbstverständlich auch das Substrat 100 bewegt werden.
Fig. 57 zeigt eine Anordnung, mit welcher ein nicht linienf örmiges Präge¬ element mit vier unterschiedlichen Druckbildern bedruckt werden kann. Eine derartige Anordnung kann auch in den oben beschriebenen Ausfüh¬ rungsformen verwendet werden.
Da Beschichtung und Prägestruktur getrennt voneinander erzeugt werden, kann es allerdings immer zu Passerschwankungen kommen, die dazu füh¬ ren, dass die in den Figuren als Idealausführungen dargestellten Zuordnun¬ gen zwischen Prägestruktur und Beschichtung nicht immer eingehalten werden können. Da der optisch variable Effekt jedoch dennoch gut sichtbar auftritt, werden selbstverständlich auch diese Ausführungsformen von der Erfindung erf asst.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Sicherheitselement mit einer optisch variablen Struktur, die eine Prä¬ gestruktur und eine Beschichtung aufweist, wobei die Prägestruktur und die Beschichtung so kombiniert sind, dass wenigstens Teile der
Beschichtung bei senkrechter Betrachtung vollständig sichtbar sind, bei Schrägbetrachtung aber verdeckt werden, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Prägestruktur nicht linienförmige Prägeelemente auf¬ weist, die mit der Beschichtung so kombiniert sind, dass bei Ände- rung der Betrachtungsrichtung unterschiedliche Informationen sicht¬ bar werden.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der nicht linienf örmigen Prägeelemente rasterf ör- mig angeordnet ist.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der nicht linienförmigen Prägeelemente taktil erfassbar ausgestaltet ist.
4. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass zumindest ein Teil der nicht linienförmigen Prä¬ geelemente im Wesentlichen die Form eines Tetraeders, Kugelab¬ schnittes, Pyramidenstumpfes, Kegelstumpfes, Zylinderabschnittes, Torus, Ovals, Tropfens oder einer Pyramide aufweist.
5. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Beschichtung in Form eines Rasters, vorzugs¬ weise eines Druckrasters, vorliegt.
6. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Beschichtung eine Metallschicht, eine Metall¬ effektschicht oder eine optisch variable Schicht ist.
7. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Beschichtung wenigstens ein Mustergrund¬ element aufweist, das im Bereich eines nicht linienförmigen Präge¬ elements angeordnet ist.
8. Sicherheitselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mustergrundelement zumindest teilweise auf den Flanken des nicht linienförmigen Prägeelements angeordnet ist.
9. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Mustergrundelement wenigstens eine farbige
Fläche aufweist.
10. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Mustergrundelement mehrere farbige Flächen aufweist, die zumindest teilweise auf unterschiedlichen Flanken des nicht linienförmigen Prägeelements angeordnet sind.
11. Sicherheitselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mustergrundelemente farbige Flächen in den Farben eines Grund- farbensystems aufweisen.
12. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Mustergrundelement ein geometrisches Mus¬ ter und/ oder alphanumerische Informationen aufweist.
13. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Beschichtung zumindest teilweise aus vonein¬ ander beabstandet angeordneten Mustergrundelementen und die Prägestruktur zumindest teilweise aus voneinander beabstandet an- geordneten nicht linienf örmigen Prägeelementen besteht, wobei we¬ nigstens ein Mustergrundelement zumindest teilweise auf den Flan¬ ken eines nicht linienf örmigen Prägeelements angeordnet ist, so dass das Mustergrundelement und das nicht linienf örmige Prägeelement ein Strukturelement bilden.
14. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die optisch variable Struktur eine Vielzahl von Strukturelementen aufweist, die bei senkrechter Betrachtung ein mehrfarbiges Bildmotiv darstellen, dessen visueller Eindruck bei Än- derung des Betrachtungswinkels variiert.
15. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente Bildpunkten des Bildmo¬ tivs entsprechen, denen bestimmte Farbanteile eines Farbensystems zugeordnet sind, und dass die Mustergrundelemente farbige Flächen in deri Farben des Farbensystems aufweisen, wobei die Größe der far¬ bigen Flächen der Mustergrundelemente dem jeweiligen Farbanteil der Bildpunkte entspricht, so dass bei Änderung des Betrachtungs¬ winkels der Farbeindruck der optisch variablen Struktur variiert.
16. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die optisch variable Struktur eine Zusatzinforma¬ tion aufweist, die durch Variation der Beschichtung und /oder der Prägestruktur entsteht.
17. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Zusatzinformation durch eine Variation der Form, der Größe oder der Höhe der nicht linienförmigen Prägeele¬ mente entsteht.
18. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Zusatzinformation durch Variation der An¬ ordnung der nicht linienförmigen Prägeelemente, wie Versatz, Ände¬ rung der Rasterweite, Weglassen einzelner oder mehrerer nicht linien- förmiger Prägeelemente, entsteht.
19. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Zusatzinformation durch eine Variation der Form oder Farbe der Beschichtung entsteht.
20. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Zusatzinformation durch eine Variation der Anordnung der Beschichtung, wie Versatz, Änderung der Rasterwei¬ te, Spiegelung oder Weglassen einzelner oder mehrerer Mustergrund- demente, entsteht.
21. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die optisch variable Struktur eine weitere Farb¬ schicht aufweist, die vorzugsweise transluzent ist und die deckungs- gleich zu den erhabenen Bereichen der Prägestruktur angeordnet ist.
22. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die optisch variable Struktur eine metallische Un¬ tergrundschicht aufweist.
23. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Beschichtung und/ oder die weitere Farb¬ schicht zumindest bereichsweise maschinell lesbare Eigenschaften aufweist.
24. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Beschichtung und/ oder die weitere Farb¬ schicht magnetische, elektrisch leitfähige oder lumineszierende Eigen¬ schaften aufweist.
25. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die optisch variable Struktur mit einer zusätzli¬ chen transluzenten, optisch variablen Schicht oder einem Folienele¬ ment überlagert oder unterlegt ist.
26. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Prägestruktur in Teilbereiche unterteilt ist, in denen unterschiedliche Teilprägestrukturen angeordnet sind.
27. Sicherheitselement nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilprägestrukturen in wenigstens zwei aneinander grenzenden Teilbereichen um einen Bruchteil, insbesondere ein Drittel der Ras¬ terweite, versetzt angeordnet sind.
28. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Teilprägestrukturen eines Teil¬ bereichs eine ungeprägte Randkontur aufweisen.
29. Datenträger mit einem Sicherheitelement gemäß einem der Ansprü¬ che 1 bis 28.
30. Datenträger nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger ein Wertpapier, insbesondere eine Banknote ist.
31. Verwendung eines Sicherheitselements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28 oder eines Datenträgers gemäß Anspruch 29 oder 30 für die Produktsicherung.
32. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements mit einer optisch variablen Struktur, die eine Prägestruktur und eine Beschichtung aufweist, wobei die Prägestruktur und die Beschichtung so kombi¬ niert werden, dass wenigstens Teile der Beschichtung bei senkrechter Betrachtung vollständig sichtbar sind, bei Schrägbetrachtung aber ver¬ deckt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat mit einer Prägestruktur versehen wird, die nicht linienf örmige Prägeelemente aufweist, und dass die Prägeelemente so mit der Beschichtung kom¬ biniert werden, dass bei Änderung der Betrachtungsrichtung unter- schiedliche Informationen sichtbar werden.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Be¬ schichtung auf das Substrat aufgedruckt wird.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Auf¬ druck im Flachdruck, wie z. B. im Offsetverfahren, im Hochdruck, wie z.B. im Buchdruck oder im Flexodruckverfahren, im Siebdruck, im Tiefdruck, wie z. B. im Rastertiefdruck oder im Stichtiefdruck, oder in einem Thermografieverf ahren, wie beispielsweise im Thermotransf er- verfahren, erzeugt wird.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Prägestruktur mittels eines Prägewerkzeugs er¬ zeugt wird.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Prägestruktur im Stichtiefdruck erzeugt wird.
37. Prägewerkzeug, wie Prägestempel oder Druckplatte, mit einer Ober¬ fläche, die eine Gravur aufweist, mit der ein Sicherheitselement ge- maß einem der Ansprüche 1 bis 28 erzeugt wird.
38. Prägewerkzeug nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerkzeug eine Stichtiefdruckplatte ist.
39. Gravierwerkzeug für ein Prägewerkzeug nach Anspruch 37 oder 38, das als Gravurstichel ausgebildet ist und einen Flankenwinkel von ca. 40° und eine an ein Kugelsegment oder -sektor angenäherte, abge¬ rundete Spitze aufweist.
40. Verfahren zur Herstellung eines Prägewerkzeugs nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerkzeug in eine Plattenoberfläche mit einem Gravierstichel oder mit einem Laser ge¬ fräst wird.
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