[0001] Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement, welches insbesondere zur Herstellung
eines Sicherheitspapiers, Wertdokuments oder abgesicherten Produkts vorgesehen ist,
wobei das Sicherheitselement eine optisch variable Prägestruktur aufweist, die eine
Vielzahl von Zellen hat, welche in einem 2D-Muster angeordnet sind, wobei die Zellen
eine zu einer Grundebene des Sicherheitselementes nicht parallel ausgerichtete Oberfläche
haben, welche durch eine Oberflächenhöhendifferenz und eine Richtung der Oberflächenausrichtung
charakterisiert ist, wobei die Prägestruktur mindestens zwei Arten von Zellen aufweist,
die sich hinsichtlich der Richtung der Oberflächenausrichtung und/ oder der Oberflächenhöhendifferenz
unterscheiden, wobei die Prägestruktur mit Farbe versehen ist.
[0002] Aus dem Stand der Technik sind zum Schutz gegen Nachahmung Sicherheitselemente bekannt,
um Wertdokumente, wie beispielsweise Banknoten, Wertpapiere, Kredit- oder Ausweiskarten,
Pässe, Urkunden etc. Labels, Verpackungen usw. vor Fälschungen schützen. Der Fälschungsschutz
beruht bei offenen Sicherheitselementen darauf, dass ein visuell einfach und deutlich
erkennbarer optischer Effekt besteht, der mit üblichen Reproduktionsgeräten, wie beispielsweise
Farbkopierern, nicht oder nur ungenügend wiedergegeben würde.
[0003] In
DE 10 2012 110 630 A1 wird die farbige Erscheinung eines Sicherheitselements durch eine Subwellenlängenstruktur
bestimmt, welche optional zusätzlich mit Farbe beschichtet werden kann.
[0004] Mit einer einheitlichen, farbkippenden Beschichtung versehene, reflektierende Mikrokavitäten
erzeugen in
DE 10 2010 052 665 A1 unterschiedliche Farben abhängig von der Ausgestaltung der Mikrokavitäten.
[0005] DE 10 2009 056 934 A1 offenbart ein Verfahren, um die Facetten einer reflektierenden Struktur so anzuordnen,
dass für den Betrachter ein plastischer Eindruck entsteht.
[0006] Aus der
WO 2013/045054 A1 ist ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art bekannt, bei dem rasterartig
bienenwabenförmige Zellen angeordnet sind, die durch Prägen Facetten mit unterschiedlich
geneigten Oberflächen haben. Die Facetten sind spiegelnd beschichtet und die unterschiedlichen
Oberflächenneigungen im 2D-Muster der Bienenwabenstruktur sind so verteilt, dass zwei
unterschiedliche Bilder oder Motive erkennbar sind, wobei es vom Blickwinkel abhängt,
welches der beiden Motive oder Bilder man sieht. Jedem Motiv oder Bild ist ein eigener
Blickwinkelbereich zugeordnet. Kippt man das Sicherheitselement im zugeordneten Blickwinkelbereich,
so ändert sich die Sichtbarkeit des Motivs. Die spiegelnde Schicht kann als Druckfarbe
aufgebracht werden.
[0007] Die
WO 2016/020066 A2 schlägt ein Sicherheitselement vor, das ebenfalls eine Vielzahl von Zellen hat, welche
in einem 2D-Muster angeordnet sind. Die Zellen sind jeweils halbkugelförmig, sodass
jede Zelle als Wölbspiegel wirkt. Über diesem 2D-Muster aus Wölbspiegeln sind linienförmige
Druckelemente angeordnet, die sich über eine Vielzahl von Wölbspiegeln erstrecken.
Die Position der Linien auf den Wölbspiegeln variiert längs des 2D-Musters, sodass
insgesamt ein Bild oder Motiv erzeugt wird, das bei Kippen oder Drehen des Sicherheitselementes
einen Bewegungseffekt hat.
[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten
Art so weiterzubilden, dass der visuelle optische Effekt prägnanter ausfällt und somit
der Schutz gegenüber Fälschungen weiter erhöht ist.
[0009] Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Weiterbildungen sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0010] Das Sicherheitselement zeigt dem Betrachter eine Information und weist hierfür Zellen
auf, deren Oberflächenneigung so gestaltet ist, dass Beleuchtung in einem bestimmten
Winkelbereich auf eine bestimmte Art und Weise reflektiert wird. Jede Zelle wirkt
als Pixel, das abhängig von der Oberflächenneigung der Zelle unter einem bestimmten
Betrachtungswinkel hell oder dunkel ist. Dadurch wird die Information dargestellt.
In einem bestimmten Betrachtungswinkelbereich ist die Information erkennbar, wobei
sie sich optional bei Variation des Betrachtungswinkels innerhalb des bestimmten Betrachtungswinkelbereichs,
also bei entsprechendem Kippen des Sicherheitselementes ändert. In bevorzugten Ausgestaltungen
sind die Zellen so gestaltet, dass der Betrachter die Informationen plastisch sieht
bzw. ein plastischer Eindruck entsteht. Die Information kann ein Motiv, wie ein Bild,
ein Logo oder eine Zahl etc. sein. Das Sicherheitselement bietet mindestens zwei verschiedene
Informationen dar, die in verschiedenen Betrachtungswinkelbereichen erkennbar sind.
Bei zwei Informationen sind eine erste Information in einem ersten Betrachtungswinkelbereich
und eine zweite Information in einem zweiten Betrachtungswinkelbereich zu sehen. Jede
Information ist einer Zellenart zugeordnet. Darunter wird eine Gruppe von Zellen verstanden,
die zusammen die Pixel bilden, welche die jeweilige Information darstellen. Die Zellen
der Zellenart haben in der Regel für einen von mehreren Parametern der Oberflächenausrichtung
denselben Wert, beispielsweise dieselbe Richtung der Falllinie. Die Zellenarten unterscheiden
sich dann in diesem Parameter; der Unterscheidungsparameter, indem sich die Zellenarten
unterscheiden (und ihrerseits einen konstanten Wert haben) bewirkt die Trennung des
Betrachtungswinkelbereichs für die beiden Informationen. Im Beispiel der Betrachtungswinkelbereiche
im Azimutwinkel, mit dem man auf das Sicherheitselement blickt.
[0011] In Ausführungsformen erzeugt eine Variation eines anderen Parameters der Oberflächenausrichtung,
z. B. ein Neigungswinkel, innerhalb einer Zellenart den plastischen Eindruck der von
dieser Zellenart dargestellten Information.
[0012] Im Sicherheitselement sind die Zellen individuell und unterschiedlich farbig. Die
individuelle Einfärbung der Zellen wird dadurch erreicht, dass einzelne Farbflächen
auf oder unter den Zellen vorgesehen sind. Die Farbflächen sind in einem flächigen
Muster angeordnet, das den Zentren des 2D-Musters entspricht, in welchem die Zellen
angeordnet sind. Das 2D-Muster der Prägestruktur der Zellen bestimmt die Anordnung
der individuellen Farbflächen. Die Farbflächen sind insbesondere kleiner als die Zellen.
Jede Zelle hat genau eine Farbfläche. Hierbei sind je nach Flächenfüllungsgrad der
Zellen mit den Farbflächen auch gewisse Abweichungen möglich, die Passerschwankungen
auffangen. Gestaltet man die Fläche des Farbauftrages etwas kleiner als die Zelle,
ist ein Versatz zwischen dem Muster, in dem die Farbflächen angeordnet sind, und dem
2D-Muster der Zellen zulässig, ohne dass eine Farbfläche außerhalb der ihr zugeordneten
Zelle liegen würde. Jede Farbfläche ist bevorzugt auf genau einer Zelle angeordnet.
Die Farbfläche entspricht mindestens 40% der Zellfläche, bevorzugt mehr als 50% der
Zellfläche, besonders bevorzugt mehr als 65% der Zellfläche. Insbesondere liegt dieser
Flächenfüllgrad dabei - also für jeden der vorgenannten Minimalwerte - unter 100%,
insbesondere unter 95%. Die Farbflächen können eine mit dem 2D-Muster der Zelle identische
Außenkontur (wie Wabe in Wabe) oder eine eigene Außenkontur (wie Kreis, Rechteck oder
Dreieck in Wabe) aufweisen. Die Farbe wird auf oder unter der Prägestruktur aufgetragen,
insbesondere durch Drucken. Die aufgetragene Farbe ist dabei vorzugsweise semitransparent
oder opak. Opake Farben eignen sich insbesondere, falls die Farbfläche unterhalb der
reflektierenden Zellfläche der Zelle angeordnet ist.
[0013] Durch die Farbgestaltung kann ein plastischer Eindruck erzeugt und/oder der plastische
Eindruck verstärkt werden. Der plastische Effekt entsteht im Blickwinkelbereich nicht
(nur) durch die unterschiedliche Oberflächenausrichtung der einzelnen Zellen, sondern
(auch) durch den individuellen Farbauftrag auf die Zellen.
[0014] Weiter ist es möglich, einzelne Zellen beim Farbauftrag auszusparen, z. B. nicht
farbig anzulegen. Dies kann dazu verwendet werden, die mindestens zwei Bilder oder
Motive besser gegeneinander abzugrenzen, insbesondere indem Hintergrundzellen vorgesehen
werden, die z. B. keine Oberflächenneigung aufweisen. Auch kann je nach Gestaltung
des Bildes oder Motives in einzelnen Abschnitten kein Farbeffekt erforderlich sein.
[0015] Mindestens zwei Informationen, wie Motive oder Bilder, können im Sicherheitselement
dargestellt werden, indem eine entsprechende Anzahl an Zellenarten vorgesehen werden.
Die Zellarten unterscheiden sich durch einen Parameter der Oberflächenausrichtung,
z. B. Neigungswinkel (lokaler Verlauf oder für die gesamte Oberfläche konstant), Oberflächenhöhendifferenz
oder Richtung der Falllinie. Dieser eine Parameter ist innerhalb jeder Zellenart konstant
(aber anders als in den übrigen Zellenarten). Auf diese Weise werden die Informationen,
die durch die Zellenarten kodiert werden, voneinander getrennt. Alle Zellen mindestens
einer ersten (und einer zweiten) Zellart sind hinsichtlich der Richtung der Oberflächenausrichtung
und/ oder der Oberflächenhöhendifferenz identisch. In Ausführungsformen kann ein anderer
Parameter innerhalb jeder Zellenart variiert werden, um den plastischen Eindruck der
Information zu vermitteln. Beispielsweise ist es möglich, die Zellenarten durch die
Richtung der Falllinie voneinander zu unterscheiden. Die Blickwinkelbereiche unterscheiden
sich dann durch die Drehlage des Sicherheitselementes in einer Ebene, die durch das
Sicherheitselement ausgespannt ist. Die Informationen sind bei unterschiedlichen Azimutwinkeln
erkennbar. Innerhalb jeder Zellenart kann z. B. die Oberflächenneigung variiert werden,
sodass beim Ändern des Elevationswinkels der Betrachtung sich die entsprechende Information,
welche durch die Zellenart zum passenden Azimutwinkel kodiert wird, in Art eines plastischen
Eindrucks ändert. Die farbige Anlage der Zellen verstärkt das. Auch ist es möglich,
auf eine plastische Gestaltung durch die Oberflächengeometrie zu verzichten. Damit
ist mit den Maßnahmen des hier geschilderten Sicherheitselementes dennoch kein vollständiger
Verlust des plastischen Eindrucks verbunden, da die Zellenarten farbig ausgestaltet
sind, sodass ein plastischer Effekt auch ausschließlich durch die farbige Anlage der
Zellen realisiert werden kann. Besonders stark ist der plastische Effekt natürlich,
wenn die Farbgebung der Zellen dazu genutzt wird, einen bereits durch die Oberflächenstrukturierung
der Prägestruktur erzeugten plastischen Effekt zu verstärken, beispielsweise indem
Glanzlichter gesetzt werden etc.
[0016] Die Zellen einer Zellenart können einheitlich farbig hinterlegt werden, sodass sich
die Information der einen Zellenart von der Information der anderen Zellenart durch
die Farbe unterscheidet. Es ist aber gleichermaßen möglich, die Zellen einer Zellenart
unterschiedlich farbig zu gestalten, indem sie unterschiedlich farbig belegt sind.
Dabei sind auch Farbmischungen möglich, die mit einem Mehr-Farbendruck, der nur eine
begrenzte Anzahl von Grundfarben hat, eine Mischfarbe erzeugen, indem Zellen einer
Zellenart nicht einheitlich mit derselben Farbe bedruckt werden, sondern mit verschiedenen
Grundfarben. Beispielsweise kann die Hälfte der Zellen einer Zellenart rot eingefärbt,
die andere Hälfte gelb eingefärbt werden, wodurch man als Mischfarbe die Farbe Orange
erhält. Als Grundfarben sind mindestens zwei, bevorzugt drei oder vier Farben gewählt.
Die gewählten Grundfarben sind nicht auf primäre Grundfarben, wie CYMK beschränkt,
sondern können auch beliebige andere (Sekundär- oder Tertiär-)Farben verwendet werden.
[0017] Die Zellen können eine semitransparente oder opake, reflektierende Schicht aufweisen.
Die reflektierende Schicht ist bevorzugt eine metallische oder hochbrechende Schicht.
Die reflektierende Schicht kann vor oder nach dem Einbringen der Prägestruktur - insbesondere
vollflächig - aufgebracht werden. Bevorzugt wird die reflektierende Schicht durch
Drucken einer Farbe (oder eines Lackes) mit metallischen Pigmenten erstellt. Die metallischen
Pigmente sind nanoskalige Pigmente oder flächige Pigmente, insbesondere mit einer
durchschnittlichen Länge im Bereich von 0,5 bis 10 µm. Die flächigen Pigmente können
starr sein oder derart flexibel, dass sie sich der Prägestruktur anpassen. Weniger
kostengünstig wäre es, die reflektierende Schicht aufzudampfen (CVD, PVD). Besonders
bevorzugt wird die reflektierende Schicht mittels Druckverfahren (z.B. Offset, Siebdruck)
erstellt, anschließend farbig bedruckt und dann geprägt. Alternativ wird die reflektierende
Schicht erst geprägt und dann farbig bedruckt. In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen
wird die reflektierende Schicht als Folienapplikation (z.B. als Heiß- oder Kalttransferfolie)
bzw. als kaschierte metallische Schicht auf die aufgebracht. Anschließend wird sie
mit einem Druckverfahren farbig bedruckt und (vor oder nach dem Drucken - optional)
geprägt.
[0018] Die Zellen haben eine Mindestgröße von mehr als 10µm, bevorzugt mehr als 30 µm, insbesondere
mehr als 100µm, sind maximal jedoch 1 mm groß. Die Mindestgröße, beispielsweise eine
Breite, eine Diagonale, ein Durchmesser oder eine Kantenlänge einer Zelle, wird lateral,
also in Bezug auf die Grundebene, gemessen. Die Prägehöhe beträgt maximal 300 µm,
bevorzugt maximal 150 µm, besonders bevorzugt maximal 100 µm, und liegt insbesondere
im Bereich von 10 bis 120 µm, bevorzugt 25 bis 100 µm, besonders bevorzugt 25 bis
50 µm. Bevorzugt liegt das Aspektverhältnis (Höhe zu Breite) bei 1 : 1,3. Die Fläche
der Zellen liegt zwischen 100 µm
2 und 1 mm
2, bevorzugt zwischen 900 µm
2 und 250.000 µm
2, insbesondere zwischen 10.000 µm
2 und 250.000 µm
2, weiter bevorzugt zwischen 90.000 µm
2 und 250.000 µm
2.
[0019] In einer Ausgestaltung ist es möglich, die Prägestruktur mit isotrop verteilten Zellen
verschiedener Oberflächenausrichtungen zu versehen. Ohne weitere Maßnahmen würde man
damit keine Information und keinen plastischen Eindruck erreichen. Die unter verschiedenen
Betrachtungswinkeln sichtbare Information wird dann durch die individuelle Bedruckung
der Zellen erzielt. Dies erlaubt es, mit ein und demselben Prägewerkzeug unterschiedliche
Motive zu gestalten je nach Farbauftrag, der individuell auf die Zellen erfolgt.
[0020] Die Zellen teilen die zweidimensionale Grundebene des Sicherheitselementes gemäß
einem 2D-Muster auf. Dabei sind regelmäßige Zellen natürlich besonders bevorzugt,
dies ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit. Bekannt sind (bienen)wabenförmige Zellen.
Gleichermaßen möglich sind dreieckige oder quadratische Zellen. Es besteht keine Beschränkung
auf punktsymmetrische Zellen. Fünfeckige Zellen oder rechteckige Zellen sind ebenso
möglich. Die Zellen sind mit Farbe versehen, wobei sie individuell mit Farbe belegt
sind. Die einfachste Ausführungsform besteht in einem Druckvorgang, der die Zellen
individuell bedruckt. Das 2D-Muster ist bevorzugt ein flächenfüllendes (lückenfreies)
Muster. Gleichermaßen ist es möglich, dass die Zellen geringfügig voneinander beabstandet
sind. Ein Abstand ist dann geringfügig, wenn er kleiner ist, als die lateralen Mindestabmessungen
der Zellen. Bei beabstandeten Zellen sind zwischen den Zellen kurze Abschnitte im
unverprägten Substrat angeordnet. Als Grundfläche einer Zelle ist die Fläche verstanden,
die sich bei senkrechter Draufsicht auf die Grundebene des Sicherheitselementes ergibt,
beispielsweise die Ebene eines Substrates, in das die Prägestruktur eingeprägt ist.
Diejenigen Oberflächen, welche für das Reflektionsverhalten der Prägestruktur wesentlich
sind, stellen Facetten dar. Es ist für diese Facetten ohne Relevanz, ob sie als erhabene
Strukturen oder als vertiefte Strukturen ausgebildet sind. Bei vertieften Strukturen
ragen die Zellen nicht aus der Ebene der Substratoberfläche hervor, sondern bilden
Vertiefungen in der Substratoberfläche; die Facetten ragen somit in das Substrat hinein.
Mischformen sind möglich.
[0021] Unterschiedliche der mindestens zwei Zellarten können in dem 2D-Muster wiederkehrend
- in einem Zellartmuster - angeordnet sein. Ein Zellartmuster enthält bevorzugt eine
sich regelmäßig wiederholende Anordnung von Zellen von zwei, bevorzugt drei, weiter
bevorzugt vier, unterschiedlichen Zellarttypen.
[0022] Das Sicherheitselement enthält mindestens zwei Arten von Zellen, die sich hinsichtlich
ihrer Oberflächenausrichtung unterscheiden. Der Begriff der Oberflächenausrichtung
ist dabei bei ebenen Facetten auf den Neigungswinkel und auch auf die Richtung der
Oberflächenneigung bezogen. Er ist aber nicht auf eine ebene Schrägfläche begrenzt,
sondern umfasst auch nichtlineare, d. h. gekrümmte Oberflächen. Die Oberflächenausrichtung
ist generell durch die Oberflächenhöhendifferenz, d. h. den Höhenunterschied zwischen
höchstem Punkt und tiefsten Punkt charakterisiert, zudem auch durch den Verlauf oder
die Lage der Falllinie. Im Falle ebener Facetten können diese Angaben durch den Azimutwinkel,
d. h. die Winkelangabe für die Falllinie, und den Neigungswinkel, d. h. die (ggf.
mittlere) Steigung der geneigten Oberfläche ausgedrückt werden. Die Grundhöhe, d.
h. der Abstand zu einer Bezugsebene, ist für die optische Wirkung der Facette nicht
relevant. Man kann sie also je nach Werkzeugfertigung und Prägeverfahren weitgehend
frei wählen.
[0023] Das Belegen der Zellen mit Farbe erfordert eine Passerung von Prägung und Farbauftrag,
beispielsweise durch Drucken. Als Druckverfahren kann beispielsweise ein Trocken-Offset,
Naß-Offset- oder Inkjet-Verfahren zum Einsatz kommen. Die Reihenfolge ist dabei je
nach Ausführungsform wählbar, d. h. es kann zuerst geprägt und dann gedruckt, zuerst
gedruckt und dann geprägt oder gleichzeitig geprägt und gedruckt werden. Möchte man
zuerst prägen und dann drucken, ist es zu bevorzugen, eine Passmarke zu prägen, beispielsweise
außerhalb eines Motives oder Symbols, das mit der Prägung gestaltet werden soll. Diese
geprägte Passmarke kann dann für die Steuerung des nachfolgenden Druckes verwendet
werden, um die korrekte Zuordnung des Musters der Farbflächen zum 2D-Muster der Zellen
sicherzustellen. Ein ähnliches Vorgehen kann man auch verwenden, wenn zuerst gedruckt
und dann geprägt werden soll. Dann wird eine gedruckte Passmarke verwendet. In einer
Ausführungsform das Substrat mit einer Lochung für eine exakte Greiferführung beim
Drucken ausgestaltet, sodass bogenweise mit gleicher Ausrichtung zunächst gedruckt
und dann geprägt wird. Bei einem Inlineprozess, der von Rolle zu Rolle arbeitet, können
Druck und Prägung auch anderweitig exakt aufeinander abgestimmt werden. Solche Mittel
sind dem Fachmann bekannt.
[0024] In einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Wertdokument - beispielsweise eine Banknote,
ein Ausweisdokument, ein Scheck, eine elektronisch auslesbare Karte, ein Produkt oder
eine Produktverpackung mit einem Sicherheitselement der genannten Art versehen. Das
Sicherheitselement kann mit seiner Prägestruktur auf den entsprechenden Gegenstand
aufgebracht sein oder mit im Gegenstand selbst, also insbesondere einer Prägestruktur
im Substrat des Gegenstandes, ausgebildet werden. In Ausgestaltungen ist zum Produktschutz
bzw. als Absicherung gegen Produktfälschungen ein Produkt oder eine Produktverpackung
mit dem Sicherheitselement ausgestattet.
[0025] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren
können, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung
und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht
dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Realisierung
notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente
oder Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder
Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbeispiele
können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen
und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben sind, können
auch auf andere Ausführungsbeispiele angewendet werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen
werden gleiche oder funktionelle oder strukturelle entsprechende Elemente in verschiedenen
Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. In den
Figuren zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine Banknote mit einem Sicherheitselement,
Figur 2 eine schematische Darstellung der Struktur des Sicherheitselementes der Figur
1,
Figuren 3a-3b Darstellungen von Zellen des Sicherheitselementes der Figur 1 in verschiedenen
Ansichten,
Figur 4 eine Draufsicht auf ein Sicherheitselement gemäß Figur 1 mit einem Bereich,
der zwei Informationen kodiert,
Figur 5 eine Darstellung ähnlich der Figur 4, wobei die zwei Informationen vor einem
Hintergrund angeordnet sind,
Figur 6 eine Ausgestaltung einer Prägestruktur für plastisch erscheinende Informationen,
Figur 7 eine Darstellung ähnlich der Figur 5 für die Erläuterung der Plastizität der
Informationen und
Figur 8 eine Darstellung ähnlich der Figur 6 zur Erläuterung einer Verstärkung der
Plastizität der Information der Figur 7.
[0026] Figur 1 zeigt eine Banknote B, die ein Sicherheitselement S hat. Das Sicherheitselement
S kann auch an anderen Stellen der Banknote angebracht sein.
[0027] Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das Sicherheitselement S, bei dem mehrere
wabenförmige Zellen 1, 2 vorgesehen sind, die sich hinsichtlich der zugeordneten Informationen
unterscheiden. Die Zellen 1 stellen auf noch zu erläuternde Weise eine erste Information
I und die Zellen 2 eine zweite Information II dar. Figur 2 zeigt nur zwei der hierfür
vorgesehenen Zellen; tatsächlich sind die Zellen in einem zweidimensionalen Muster
angeordnet, wie später noch erläutert werden wird. Die Höhe a einer wabenförmigen
Zelle, die z. B. mittels Stichtiefdruck in ein Substrat aus Papier eingeprägt wurde,
beträgt zwischen 10 µm und 2 mm, bevorzugt zwischen 30 µm und 0,5 mm und besonders
bevorzugt zwischen 50 µm und 0,3 mm. Jede Zelle ist mit einer in eine bestimmte Richtung
geneigten Facette versehen, die Licht aus einer Richtung reflektiert. Je nach Information
I oder II ist die Oberfläche der Zelle in eine andere Richtung ausgerichtet, sodass
die Zellen 1 die Information I aus einer ersten Betrachtungsrichtung darbieten und
sichtbar machen, die Zellen 2 die Information II aus einer anderen Richtung. Natürlich
ist dieses Vorgehen nicht auf zwei Informationen beschränkt; drei, vier, fünf usw.
Informationen sind möglich. Zellen, die keiner der Informationen zugeordnet sind,
werden als Hintergrundzellen bezeichnet und haben z.B. eine nicht als Facette ausgebildete
Oberfläche, sind also unverprägt, oder haben eine bestimmte, einheitliche Facettenorientierung.
[0028] Figur 3a zeigt exemplarisch die Orientierung der hier exemplarisch ebenen Facetten
durch Pfeile 3, 4 symbolisiert. Die Pfeile 3, 4 bezeichnen die Richtung der Falllinie,
entlang der eine Facette geneigt ist. Figur 3b zeigt einen Schnitt durch die Zelle
1 entlang des Pfeiles 3, Figur 3c durch die Zelle 2 entlang des Pfeiles 4. Die Zelle
1, die die Information I erzeugt, hat eine Facette 7 mit einem Neigungswinkel von
α1 und einer Tiefe von t1. Der Neigungswinkel ist dabei auf die Ebene E des Substrates
oder einer Prägenplattenoberfläche bezogen, mit der die Verprägung des Substrates
erfolgt. Die Zelle 2, welche die Information II erzeugt, hat eine Facette 9 mit einem
Neigungswinkel von α2 und einer Tiefe von t2. Die Tiefen t1, t2 geben die Oberflächenhöhendifferenz
der Facette 7, 9 an. Bei ebenen Facetten sind Tiefe t (und damit die Oberflächenhöhendifferenz)
und Neigungswinkel α durch die Ausdehnung a miteinander verknüpft. Der Neigungswinkel
ist für die Reflexionseigenschaften ausschlaggebend. Die Tiefe ist ein für die Herstellung
wichtiger Parameter. Beim Stichtiefdruck kann die Tiefe zwischen 0 und 350 µm eingestellt
werden, bevorzugt ist ein Bereich 10 und 120 µm. Abhängig von der Höhe a der Zelle
ergibt sich daraus ein Neigungswinkel α zwischen 0 und 80°, bevorzugt zwischen 10
und 70°. Da nachfolgend Zellen einheitlicher Ausdehnung und mit ebenen Facetten betrachtet
werden, kann deren Oberflächenausrichtung durch Richtung der Falllinie und Neigungswinkel
angegeben werden.
[0029] Der Kontrast der kodierten Information I bzw. II hängt unter anderem von der Steilheit
der Rücksprungflanke 8, 10 von der Facette 7, 9 auf das Oberflächenniveau E ab. Je
steiler die Rücksprungflanke 8, 10 ist und je näher sie einem Winkel von 90° bezogen
auf die Ebene E kommt, umso kontrastreicher zeichnen sich die Information I bzw. II
ab.
[0030] Die Zellen 1, 2 füllen einen gewünschten Bereich. Die Umrissform dieses Bereichs
kann beliebig gewählt werden.
[0031] Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem im Wesentlichen rechteckigen Bereich,
in welchem sechseckige Zellen zweier unterschiedlicher Zellarten angeordnet sind.
Die Zellen der verschiedenen Zellarten sind in einem wiederkehrenden Zellartenmuster,
hier spaltenweise, angeordnet. Neben dem hier gezeigten einfachen Zellartmuster mit
zwei Zellarten spaltenweise im Wechsel (hier Spalte A: 1,1; Spalte B: 2,2) sind Zellartmuster
denkbar, wie Spalte A: 1,2,1,2; Spalte B: 2,1,2,1. Ebenso sind Zellartmuster mit mehr
als zwei Zellarten denkbar, wie spaltenweise einheitlich oder Spalte A: 1,2,3; Spalte
B: 3,1,2; Spalte C: 2,3,1.
[0032] Figur 5 zeigt ein beispielhaftes 2D-Muster der Zellen 1, 2 zur Darstellung der zwei
Informationen I und II. Bei der Information I handelt es sich um den Großbuchstaben
"A", dessen Fläche mit Zellen 1 belegt ist. Die der Information II zugeordnete Fläche
entspricht dem Großbuchstaben "B" und ist mit Zellen 2 belegt. Die Flächen, die keine
der beiden Informationen I und II angehören, sind mit Zellen für einen Hintergrund
H gefüllt. Sind die Zellen 1, 2 entsprechend der Figur 3 ausgeführt, erscheint je
nach Azimutwinkel der Betrachtung die Informationen I oder II.
[0033] Wie nachfolgend noch erläutert werden wird, sind die Zellen 1, 2 und optional auch
die Zellen des Hintergrundes H mit Farbflächen versehen, wobei jede Farbfläche auf
genau einer Zelle angeordnet ist. Die Farbflächen auf den Zellen 1 haben dabei im
Beispiel nicht alle dieselbe Farbe, sondern sind so verteilt, dass sie den plastischen
Eindruck der Information I verstärken, beispielsweise Glanzpunkte setzen, etc. Gleiches
gilt für die Zellen 2.
[0034] Die in Figur 5 nicht mit Zellen gefüllten Bereiche innerhalb der Abschnitte, welche
die Informationen in I und II kodieren, können mit Zellen 1 oder 2 gefüllt werden,
so dass sich eine weitere Kontrasterhöhung für die Informationen ergibt. Sie können
auch mit Zellen für den Hintergrund H gefüllt werden, so dass sich ein gleichmäßigeres
Erscheinungsbild ergibt. Es können aber auch mehr als zwei Informationen in der Prägestruktur
kodiert werden.
[0035] In Figur 5 sind die Bereiche für die Information I und II nebeneinander liegend angeordnet.
Dies ist optional. Bevorzugt ist es im Sinne einer höheren Fälschungssicherheit, dass
die Bereiche sich mindestens teilweise überlappen, die Zellen 1 und 2 also, wie es
in Figur 4 gezeigt ist, ineinander verschachtelt angeordnet sind. Darunter ist zu
verstehen, dass Zellen 1 und Zellen 2 mehrfach aneinander grenzen, also nicht nur
an einer Grenze zwischen zwei Bereichen, wie dies in Figur 5 der Fall ist, sondern
dass Zellen 1 Zellen 2 umgeben und umgekehrt. Eine derartige Ausgestaltung hat den
Vorteil, dass auf derselben Fläche des Sicherheitselementes die Information I und
II je nach Azimutwinkel der Betrachtung erscheinen.
[0036] Figur 5 ist nicht nur unter dem Aspekt, dass die Farbbelegung der Zellen nicht eingezeichnet
ist, vereinfacht, sie stellt auch nicht dar, dass optional die Zellen 1 und 2 hinsichtlich
der Ausrichtung der Facetten 7, 9 eine bestimmte Variation haben, die dafür sorgt,
dass die kodierte Information I bzw. II dem Betrachter plastisch, d. h. räumlich erscheint.
Diese Eigenschaft ist in Figur 6 dargestellt.
[0037] In der Figur 6 ist durch die Richtung des Pfeils die Richtung der Falllinie angegeben
und durch die Winkelangabe der Neigungswinkel α1. Es sind damit unterschiedliche Zellen
für die Information I vorgesehen; sie sind in Figur 6 mit den Bezugszeichen 1a und
1b bezeichnet. Die Anfügung des Kleinbuchstabens bezeichnet die individuelle Ausgestaltung
der Zellen 1 für die erste Information I. Gleiches gilt für die Zellen 2, deren Falllinie
4 sich von der Falllinie 3 der Zellen 1 unterscheiden. Variierende Neigungswinkel
für die Zellen 2 sind in Figur 6 Zellen 2a und 2b dargestellt. Die Zellen des Hintergrundes
H haben eine einheitliche Falllinie und einen einheitlichen Neigungswinkel oder sind
umstrukturiert. Die Zellen 1 haben im Ausführungsbeispiel ebenfalls eine einheitliche
Falllinienrichtung, jedoch einen variierten Neigungswinkel α1. Er schwankt zwischen
-60° und +60° Grad. Durch diese Variation ist die Information I in einem bestimmten
Betrachtungswinkelbereich erkennbar und verändert sich im Sinne eines plastischen
Aussehens, wenn das Sicherheitselement S in diesem Betrachtungswinkelbereich gekippt
wird. Die Information II ist von der Information I dadurch unterschieden, dass die
Falllinie eine andere Richtung hat. Die Information I und II sind jeweils erkennbar,
wenn man das Sicherheitselement passend um die Flächennormale, die senkrecht zum Sicherheitselement
liegt, rotiert.
[0038] Figur 7 zeigt exemplarisch die Variation des Neigungswinkels für die Information
I. Die Prägestruktur der Figur 7 enthält keine Zellen für die zweite Information II.
Dies dient lediglich der vereinfachten Erläuterung.
[0039] Figur 8 zeigt die ineinander verschachtelte Anordnung von Zellen 1a, 1b, 1c und 1d
sowie 2a, 2b, 2c und 2d. Die Zellen 1 haben eine Falllinienrichtung, deren Pfeil in
Figur 8 nach oben weist, die Zellen 2 eine Falllinienrichtung, die schräg nach links
unten verläuft. Alle Zellen 1, 2 sind mit Farbfeldern 11 belegt, dies sich in ihrer
Farbe unterscheiden. Dies ist in Figur 8 durch die Schraffur und einen Index im Bezugszeichen
verdeutlicht. Der Index .1 steht für eine rote Farbfläche (Schraffur nach schräg links
oben), der Index .2 für eine grüne Farbfläche (Schraffur vertikal) sowie der Index
.3 für eine blaue Farbfläche (Schraffur waagrecht). Wie zu sehen ist, liegt jede Farbfläche
11 auf genau einer Zelle 1 oder 2. Die Zellen sind somit individuell. Weiter sind
die Zellen 1 und die Zellen 2 unterschiedlich mit Farben versehen. In der Ausführungsform
der Figur 8 sind alle Zellen im dargestellten Ausschnitt mit einer roten Farbfläche
11.1 belegt. Die Information I erscheint deshalb in diesem Bereich rot. Die Zellen
2 sind unterschiedlich farbig gehalten. Die Zellen 2a, 2c und 2d sind mit grünen Farbflächen
11.2 versehen, die Zelle 2b mit einer roten Farbfläche 2b. Auf diese Weise stellt
sich für das von den Zellen 2 erzeugte Motiv gemäß der Informationen II im betroffenen
Abschnitt eine Farbmischung ein, die zu einem grün-gelben Farbton führt. Natürlich
ist eine Farbmischung auch für die Zellen 1 möglich. Insbesondere ist die Farbigkeit
so gestaltet, dass sie den räumlichen Effekt, welcher durch die Variation des Neigungswinkels
innerhalb der Zellen 1 bzw. der Zellen 2 erzeugt wird, unterstützt.
[0040] Figur 8 zeigt weiter, dass die Farbflächen individuell auf den jeweiligen Zellen
liegen. Sie sind in der Darstellung rund ausgeführt, können jedoch gleichermaßen eine
andere geometrische Gestalt haben, beispielsweise quadratisch oder im selben Umriss
wie die Zellen 1, 2. Wesentlich ist jedoch, dass die Farbflächen 11 in einem Muster
zweidimensional angeordnet sind, das dem 2D-Muster der Zellen 1, 2 entspricht. Darunter
ist zu verstehen, dass die Zentren der Farbflächen 11 und die Zentren der Zellen 1,
2 dasselbe Grundmuster haben. Ein Versatz dieser Muster gegeneinander ist im Rahmen
von Passerschwankungen tolerierbar solange die Farbflächenzentren über den Zellen
bleiben.
[0041] Es ist möglich, einzelne Zellen und/oder Zellarten farbfrei, also ohne Farbflächen,
zu lassen.
[0042] Eine bevorzugte Ausführungsform ist die beschriebene Prägestruktur mit Zellen in
hexagonalen Gitterformen.
[0043] Ist unterhalb eines Farbfeldes eine zur Grundebene parallele Zelle angelegt, so erscheint
diese Stelle in direkter Draufsicht farbig. Liegen mehrere verschiedenfarbige Farbflächen
auf Bereichen solcher Zellen (bzw. ohne Zellen), ergibt sich ein entsprechender Mischton.
Es ist in diesem Sinne also durchaus möglich und in Anwendungsformen vorgesehen, die
Hintergrundbereiche oder Hintergrundzellen ebenfalls farbig anzulegen.
[0044] Weiter ist es in einer Ausführungsform bevorzugt, die den Informationen zugeordneten
Zellen in einer wiederholten Anordnung einer Grundfolge von Zellen 1, 2 usw. im 2D-Muster
vorzusehen. Die Information kann durch Weglassen oder Austauschen von Zellen erzielt
werden. Beispielsweise kann man alle Zellen, die keine Informationen tragen sollen,
durch Hintergrundzellen ohne geneigte Oberfläche ersetzen. Auch ist es möglich, in
einzelnen Abschnitten Zellen der einen Zellenart gegen Zellen einer anderen Zellenart
zu ersetzen. Für die Darstellung mehrerer Informationen kann es von Vorteil sein,
wenn zwei oder mehrere benachbarte Zellen der gleichen Zellenart nebeneinander liegen,
wie dies in Figur 7 der Fall ist. Im Extremfall kann die Information sogar als aneinanderhängende
Kette oder Fläche von Zellen derselben Zellenart vorliegen.
[0045] Die darzustellenden Informationen können allgemein in der Prägestruktur und/oder
im farbigen Druck enthalten sein. In einer Ausführungsform werden die in dem zweidimensionalen
Muster angeordneten Zellen individuell, mit einem mehrfarbigen, gleichmäßigen Farbmuster
bedruckt. Das Farbmuster ist insofern frei von der darzustellenden Information (bzw.
trägt nur optional mit seiner Außenkontur eine eigenständige weitere Information).
Bei dieser Variante liegt die Information nur in der Prägestruktur (bzw. im Prägewerkzeug).
Ebenso ist es in Ausführungsformen möglich, die Prägestruktur mit einer sich rein
wiederholenden Anordnung von Zellen 1 und Zellen 2 (bei zwei Informationen) bzw. zusätzlicher
Zellen (bei mehr als zwei Informationen) auszubilden, wobei innerhalb der Zellen 1,
2 (und ggf. weiterer Zellen) jeweils die Falllinienrichtung und der Neigungswinkel
konstant ist. Somit entsteht durch die Prägestruktur selbst keine Information. Die
Information und ggf. deren Räumlichkeit wird ausschließlich durch die Ausgestaltung
mit den Farbflächen erzielt. Auf diese Weise kann man mit ein und demselben Prägestempel
in Kombination mit einem farbigen Aufdruck der geprägten Zellen eine Information durch
eine Zellenart generieren.
Bezugszeichenliste
[0046]
- 1, 1a-d, 2, 2a-d
- Zelle
- 3, 4
- Falllinie
- 7, 9
- Facette
- 8, 10
- Rücksprungflanke
- 11.1, 11.2, 11.3
- Farbfeld
- S
- Sicherheitselement
- B
- Banknote
- I, II
- Information
- E
- Ebene
- t1, t2
- Tiefe
- α1, α2
- Neigungswinkel
1. Sicherheitselement, wobei das Sicherheitselement (S) eine optisch variable Prägestruktur
aufweist, die eine Vielzahl von Zellen (1, 2) hat, welche in einem 2D-Muster angeordnet
sind, wobei die Zellen (1, 2) eine zu einer Grundebene (E) des Sicherheitselementes
nicht parallel ausgerichtete Oberfläche haben, welche durch eine Oberflächenhöhendifferenz
(t) und eine Richtung (3, 4) der Oberflächenausrichtung charakterisiert ist, wobei
die Prägestruktur mindestens zwei Arten von Zellen (1, 2) aufweist, die sich hinsichtlich
der Richtung (3, 4) der Oberflächenausrichtung und/oder der Oberflächenhöhendifferenz
(t) unterscheiden, wobei die Prägestruktur mit Farbe versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zellen (1, 2) individuell und unterschiedlich farbig (11.1-11.3) angelegt sind.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (1, 2) mit jeweils einer Farbfläche (11) versehen sind, die kleiner als
die Zellfläche ist, insbesondere jedoch mindestens 40% der Zellfläche, bevorzugt mehr
als 50% der Zellfläche, entspricht.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (1, 2) Farbflächen (11) aufweisen, deren Farbe aus einer von mehreren
Grundfarben stammt, wobei Zellen (2) einer der Zellenarten zum Erzeugen einer Mischfarbe
mit Farbflächen (11.2, 11.3) in verschiedenen der Grundfarben versehen sind.
4. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens eine der Zellarten alle Zellen (2) einheitlich mit der gleichen Farbe
angelegt sind.
5. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede Art von Zellen eine
Information (I, II) kodiert und die farbige Anlage so gestaltet ist, dass ein plastischer
Eindruck der Information (I, II) erzeugt oder verstärkt wird.
6. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Arten von Zellen (1, 2) so ausgerichtet sind, dass die ihnen
zugeordneten Informationen (I, II) aus unterschiedlichen, voneinander getrennten Blickwinkelbereichen
erkennbar sind.
7. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb mindestens einer Zellart die Richtung (3, 4) der Oberflächenausrichtung
und die Oberflächenhöhendifferenz konstant ist und bevorzugt ein plastischer Eindruck
der entsprechenden Information (I, II) durch die farbige Anlage entsteht.
8. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb mindestens einer Zellart die Richtung (3, 4) der Oberflächenausrichtung
konstant und die Oberflächenhöhendifferenz unterschiedlich ist und bevorzugt ein plastischer
Eindruck der entsprechenden Information (I, II) durch die farbige Anlage und die unterschiedliche
Oberflächenhöhendifferenz entsteht.
9. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens eine weitere Zellart alle Zellen (2) farbfrei angelegt sind.
10. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (1, 2) eine semitransparente oder opake, reflektierende Schicht aufweisen.
11. Gegenstand, wie Wertdokument, Produkt oder Produktverpackung, mit einem Sicherheitselement
nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand ein Substrat umfasst und die Prägestruktur in der Oberfläche des Substrates
ausgebildet ist oder die Prägestruktur in dem Sicherheitselement ausgebildet ist,
welches auf dem Substrat aufgebracht ist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements (S), wobei in ein Substrat eine
optisch variable Prägestruktur geprägt wird, die eine Vielzahl von Zellen (1, 2) hat,
welche in einem 2D-Muster angeordnet sind, wobei die Zellen (1, 2) eine zu einer Grundebene
(E) des Sicherheitselementes nicht parallel ausgerichtete Oberfläche (3, 4) haben,
welche durch eine Oberflächenhöhendifferenz (t) und eine Richtung (3, 4) der Oberflächenausrichtung
charakterisiert ist, wobei in der Prägestruktur mindestens zwei Arten von Zellen (1,
2) vorgesehen werden, die sich hinsichtlich der Richtung (3, 4) der Oberflächenausrichtung
und/oder der Oberflächenhöhendifferenz (t) unterscheiden und die Prägestruktur mit
Farbe versehen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zellen (1, 2) individuell und unterschiedlich farbig (11.1-11.3) angelegt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf oder unter den Zellen (1, 2) Farbflächen (11) vorgesehen werden, deren Farbe
aus einer von mehreren Grundfarben stammt, wobei Zellen (2) einer der Zellenarten
zum Erzeugen einer Mischfarbe mit Farbflächen (11.2, 11.3) in verschiedenen der Grundfarben
versehen werden.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei jede Art von Zellen eine Information (I,
II) kodiert und die farbige Anlage so gestaltet wird, dass ein plastischer Eindruck
der Information (I, II) erzeugt oder verstärkt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Arten von Zellen (1, 2) so ausgerichtet werden, dass die ihnen
zugeordneten Informationen (I, II) aus unterschiedlichen, voneinander getrennten Blickwinkelbereichen
erkennbar sind, wobei innerhalb der mindestens zwei Zellarten die Richtung (3, 4)
der Oberflächenausrichtung und die Oberflächenhöhendifferenz konstant ist.