Sicherheitsmerkmal und Verfahren zu dessen Herstellung

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsmerkmal aufweisend ein Trägersubstrat (1) auf das zumindest zwei partielle Schichten (3,4) aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schichten jeweils unterschiedliche Farben oder Farbeindrücke und jeweils zumindest teilweise transparente Aussparungen aufweisen, wobei die Schichten (3,4) absolut deckungsgleich zueinander ohne Toleranzen aufgebracht sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsmerkmal für Datenträger, wie Wertdokumente und dergleichen, das auf einen Datenträger appliziert oder zumindest teilweise in einen Datenträger eingebettet wird oder eine Durchbrechung des Datenträgers durch Applikation auf oder zumindest teilweise Einbettung in den Datenträger zumindest teilweise verschließt, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

[0002] Sicherheitselemente mit sogenannten Durchsichtsregistern, also im Durchlicht erkennbaren Aussparungen sind bekannt.
Sicherheitselemente mit visuell sichtbaren Merkmalen sind beispielsweise aus EP - A 0 330 733 bekannt. Es sind Sicherheitselemente, insbesondere Sicherheitsfäden bestehend aus einer lichtdurchlässigen Kunststofffolie, einer sich über das gesamte Sicherheitselement erstreckenden opaken Beschichtung, die Aussparungen in Form der einzubringenden Kodierung, insbesondere in Form von Zeichen und Mustern aufweist, beschrieben. Zumindest in den durch die Aussparungen definierten Bereichen können deckungsgleich farbgebende und/oder lumineszierende Substanzen vorhanden sein, durch die sich die Codierung von der opaken Beschichtung unter entsprechendem Lichteinfluss in farblich kontrastierender Form unterscheidet.

[0003] Aufgabe der Erfindung war es ein Sicherheitsmerkmal, das auf Vorder- und Rückseite unterschiedliche partielle optische Merkmale aufweist, die durch Aussparungen unterbrochen sind, wobei diese Aussparungen im Durchlicht ein eindeutiges scharf begrenztes Bild ergeben.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sicherheitsmerkmals bereitzustellen.

[0004] Gegenstand der Erfindung ist daher ein Sicherheitsmerkmal aufweisend ein Trägersubstrat mit zumindest zwei partiellen Schichten, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schichten unterschiedliche Farben oder Farbeindrücke und jeweils zumindest teilweise transparente Aussparungen aufweisen, wobei die Schichten absolut deckungsgleich zueinander ohne Toleranzen aufgebracht sind.

[0005] Als Trägersubstrat kommen beispielsweise Trägerfolien, vorzugsweise flexible Kunststofffolien, beispielsweise aus PI, PP, OPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC Fluorpolymere wie Teflon und dergleichen in Frage. Die Trägerfolien weisen vorzugsweise eine Dicke von 4 - 700 µm, bevorzugt 4 - 200 µm, besonders bevorzugt 4 - 125 µm auf.

[0006] Das Trägersubstrat kann bereits eine Schicht mit einer strukturierten Lackschicht aufweisen. Die Lackschicht kann eine strahlungshärtbare Lackschicht oder eine thermoplastische, mit Stabilisatoren versetzte Lackschicht sein, in die mittels bekannter Verfahren eine Struktur, beispielsweise ein Oberflächenrelief, eine Beugungsstruktur, ein Beugungsgitter oder ein Hologramm eingeprägt wird. Die Struktur wird anschließend stabilisiert, beispielsweise durch elektromagnetische Strahlung, oder durch Aushärtung der thermoplastischen Lackschicht, die durch die Stabilisatoren beeinflusst wird.

[0007] Auf dieses Trägersubstrat werden mindestens 2 partielle Schichten aufgebracht.
Erfindungsgemäß kommen vorzugsweise Metalle, Metallverbindungen oder Legierungen in Frage.
Als Metalle kommen beispielsweise Al, Cu, Fe, Ag, Au, Cr, Ni, Zn, Cd, Bi, Sn und dergleichen in Frage. Als Metallverbindungen sind beispielsweise Oxide oder Sulfide oder Chromate von Metallen, insbesondere TiO₂, Cr-Oxide, ZnS, ITO, Bi-Oxid, ATO, FTO, ZnO, Al₂O₃, unstöchiometrisches Aluminiumoxid, Zn-Chromat, Fe-Oxide, Cu-Oxide, unstöchiometrisches Cu-Oxid, Ag-Oxide und dergleichen oder Siliciumoxide geeignet.

[0008] Geeignete Legierungen sind beispielsweise Cu-Al Legierungen, Cu-Zn Legierungen, Eisenlegierungen, Stahl, beispielsweise Cr-Ni-Stahl und dergleichen.

[0009] Gegebenenfalls können die aufgedampften Metallverbindungen auch mit Seltenerdmetallen dotiert sein. Dadurch erhält man neben der gewünschten Farbe zusätzlich einen Lumineszenzeffekt. Ferner können beispielsweise Kupfer-Farbpigmente, wie Azurit oder Malachit aufgedampft werden.

[0010] Die Schichtdicke der aufgedampften Schicht richtet sich im Wesentlichen nach der gewünschten Farbe. So erscheint beispielsweise eine etwa mindestens 160 - 230 nm dicke Bi-Oxidschicht, ebenso wie eine TiO₂ Schicht blau transparent, eine ZnS-Schicht grün, eine Cd- Schicht gelb, eine Al-Schicht in Verbindung mit Fe₂O₃ orange bis purpurrot, wobei der Farbton durch den Energieeintrag gesteuert wird. Wird Cu unter Sauerstoffüberschuss aufgedampft erscheint die Beschichtung blau. Aufgedampftes ZnO erscheint rötlich transparent.

[0011] Die resultierende Farbe entsteht dabai aus dem Zusammenspiel von Schichtdicke und Absorptionsverhalten.

[0012] Zur Aufbringung der partiellen Schichten wird dabei in einem ersten Schritt auf einer Seite des Trägersubstrats ein in einem Lösungsmittel löslicher Materialauftrag aufgebracht, in einem zweiten Schritt gegebenenfalls diese Schicht gegebenenfalls mittels eines Inline-Plasma-, Corona- oder Flammprozesses behandelt wird und in einem dritten Schritt die Schichten nacheinander aufgebracht, worauf in einem vierten Schritt der Materialauftrag mit den im Bereich des Materialauftrags befindlichen Schichten gleichzeitig mittels eines Lösungsmittels, gegebenenfalls kombiniert mit einer mechanischen Einwirkung entfernt.

[0013] Die Aufbringung des Materialauftrags kann durch ein beliebiges Verfahren, beispielsweise durch Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck, Digitaldruck und dergleichen erfolgen. Das hierzu verwendete Material bzw. der verwendete Lack bzw. die verwendete Farbe ist in einem Lösungsmittel, vorzugsweise in Wasser löslich, es kann jedoch auch eine in jedem beliebigen Lösungsmittel, beispielsweise in Alkohol, Estern und dergleichen lösliche Farbe verwendet werden. Das Material bzw. der Lack bzw. die Farbe können übliche Zusammensetzungen auf Basis von natürlichen oder künstlichen Makromolekülen sein. Das lösliche Material kann pigmentiert oder nicht pigmentiert sein. Als Pigmente können alle bekannten Pigmente verwendet werden. Besonders geeignet sind TiO₂, ZnS, Kaolin und dergleichen.

[0014] Anschließend erfolgt die Behandlung mittels eines Inline-Plasma- (Niederdruck- oder Atmosphärenplasma-), Corona- oder Flammprozesses. Durch energiereiches Plasma, beispielsweise Ar- oder Ar/O₂-Plasma wird die Oberfläche von eventuell vorhandenen Tonungsresten gereinigt. Dabei wird auch für eine partielle Aufbringung die notwendige scharfe Abgrenzung der Konturen der Aussparungen, erreicht. Gleichzeitig wird die Oberfläche aktiviert. Dabei werden endständige polare Gruppen an der Oberfläche erzeugt. Dadurch wird die Haftung von Metallen und dergleichen an der Oberfläche verbessert.

[0015] Gegebenenfalls kann gleichzeitig mit der Anwendung der Plasma- bzw. Corona- oder Flammbehandlung eine dünne Metall- oder Metalloxidschicht als Haftvermittler, beispielsweise durch Sputtern oder Aufdampfen aufgebracht werden. Besonders geeignet sind dabei Cr, Al, Ag, Ti, Cu, TiO₂, Si-Oxide oder Chromoxide. Diese Haftvermittlerschicht weist im allgemeinen eine Dicke von 0,1 nm - 5nm, vorzugsweise 0,2 nm - 2nm, besonders bevorzugt 0,2 bis 1 nm auf.

[0016] Dadurch wird die Haftung der nachfolgenden Beschichtung auf dem Trägersubstrat weiter verbessert.

[0017] Die Beschichtung kann dabei auf übliche Weise, durch Abscheiden in einem PVD- oder CVD-Verfahren, durch Sputtern oder dergleichen erfolgen.

[0018] In einem PVD- Verfahren wird die Beschichtung unter Vakuum (bis 10^-12 mbar, vorzugsweise 10^-2 bis 10^-6 mbar) bei einer vom Dampfdruck und der Dicke der aufzubringenden Beschichtung abhängigen Temperatur auf dem Trägersubstrat beispielsweise durch thermisches Verdampfen, Lichtbogen- oder Elektronenstrahlverdampfen abgeschieden. Eine weitere Möglichkeit ist das Aufbringen der Beschichtung durch AC- oder DC-Sputtern, wobei je nach Dicke der aufzubringenden Schicht und eingesetztem Material das entsprechende Verfahren gewählt wird.

[0019] Sollen mehrere Schichten aufgebracht werden, können gegebenenfalls zwischen den einzelnen Schichten Trennschichten, beispielsweise Isolatoren, Polymerschichten und dergleichen inline oder in einem getrennten Verfahrensschritt aufgebracht werden.

[0020] In einem CVD-Verfahren werden die aufzubringenden Stoffe in Form von gasförmigen (z.B. organometallischen) Vorläuferverbindungen (sogenannten Precursoren) mittels eines inerten Trägergases (z.B. N₂, Argon) in ein Vakuumbeschichtungssystem eingebracht, durch Eintrag von Energie aufgebrochen und zur Reaktion gebracht. Ein Teil der Reaktionsprodukte kondensiert auf dem Substrat und bildet dort die gewünschte Schicht, die übrigen Reaktionsprodukte werden über ein Vakuumsystem entfernt. Gasförmige Precursoren können z.B. CO, CO₂, Sauerstoff, Silane, Methan, Ammoniak, Ferrocen, Trimethylaluminium, oder dergleichen sein. Die Einbringung der Energie kann z.B. mittels eines lonen- oder Elektronenstrahls, eines Plasmas oder über erhöhte Temperatur erfolgen. Auf diese Weise können mehrere reaktive Schichten gleichzeitig oder nacheinander aufgebracht werden, auf dem Trägersubstrat entsteht ein Farbeffekt.

[0021] Anschließend wird der Materialauftrag durch ein geeignetes Lösungsmittel, das auf die Zusammensetzung des Materialauftrags abgestimmt ist, entfernt. Bevorzugt ist der Materialauftrag wasserlöslich. Gegebenenfalls kann die Ablösung durch mechanische Einwirkung unterstützt werden.

[0022] Um das Anlösen der abgedeckten Schicht weiter zu verbessern, kann auch passergenau eine dünne pigmentierte Farbschicht oder eine reine Pigmentschicht aufgebracht werden, wobei die Dicke dieser Schicht etwa 0,01 - 5 µm beträgt.

[0023] Durch das Ablösen des Materialauftrags mit den über dem Materialauftrag befindlichen Bereichen der Beschichtungen wird die gewünschte partielle Beschichtung mit zu 100% deckungsgleichen Konturen erhalten. Eine derartige Präzision ist bei bekannten zweistufigen Verfahren nicht erreichbar.

[0024] Das beschriebene Verfahren kann auch mehrmals hintereinander ggf. mit unterschiedlichen Schichtkombinationen durchgeführt werden. Gegebenenfalls kann zwischen den unterschiedlichen Schichtkombinationen eine Schutzschicht aufgebracht werden.

[0025] Das Sicherheitsmerkmal kann gegebenenfalls weitere Schichten aufweisen, beispielsweise die bereits erwähnten diffraktiven Strukturen, aber auch vorzugsweise partielle flüssigkristalline Schichten, Schichten mit optischen Merkmalen, beispielsweise farbige Schichten, lumineszierende Schichten und/oder Schichten mit elektrisch leitfähigen und/oder magnetischen Merkmalen.

[0026] Das erfindungsgemäße Sicherheitsmerkmal kann je nach beabsichtigter Verwendung ggf. weitere Hilfsschichten, wie Kaschierklebeschichten, Heiß-Kaltsiegel- oder Selbstklebeschichten, Releaseschichten und dergleichen aufweisen.

[0027] In den Figuren 1 bis 3 sind erfindungsgemäße Sicherheitsmerkmale dargestellt. Darin bedeuten 1 das Trägersubstrat, 2 den löslichen Materialauftrag, 3, 4, 5, 6, die Schichten mit unterschiedlichen Farbeindrücken.

[0028] In Fig. 1 ist ein beispielhafter Aufbau vor der Demetallsierung dargestellt.

[0029] In Fig. 2 ist der in Fig. 1 dargestellte Aufbau nach der Demetallisierung dargestellt.

[0030] Fig. 3 stellt einen Aufbau mit zwei unterschiedlichen Schichtkombinationen dar.

[0031] Die erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmale werden gegebenenfalls nach entsprechender Konfektionierung (beispielsweise zu Fäden, Bändern, Streifen, Patches oder anderen Formaten) daher als Sicherheitsmerkmale zur zumindest teilweisen Einbettung in oder zur Applikation auf Datenträgern, insbesondere Wertdokumenten wie Ausweisen, Karten, Banknoten oder Etiketten, Siegeln und dergleichen, aber auch in Verpackungsmaterialien für sensible Güter, wie Pharmazeutika, Kosmetika, Datenträger, elektronische Bauteile und dergleichen verwendet.

[0032] Besonders vorteilhaft können die erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmale zum zumindest teilweisen Verschließen von Durchbrechungen in Datenträgern und Wertdokumenten verwendet werden. In diesem Fall ist das Sicherheitselement sowohl von vorne als auch in der Durchbrechung von der Rückseite sichtbar und die unterschiedlichen Farbeindrücke auf Vorder- und Rückseite sind deutlich erkennbar und unterscheidbar.

[0033] In der Ausführung eines Etiketts kommt der beidseitige Farbeindruck besonders vorteilhaft zur Geltung, wenn dieses auf einem transparenten oder transluzenten Träger aufgeklebt wird.

Beispiele

Beispiel 1: Etikett

[0034] 

PET 36 µm

Al partiell

Cu partiell

Kaschierlack

PET 23 µm

Selbstklebebeschichtung partiell

Silikonisierung partiell

Trennpapier

Beispiel 2: Folie für Ausweis

[0035] 

PET 15 µm

Releaseschicht

Hologrammprägung

Cu-Oxid - rot partiell

Cu partiell

Heißsiegellack

Beispiel 3: Streifen für Banknote mit Aussparung

[0036] 

PET Folie 4,5 µm

Hologramm partiell

Al-Oxid schwarz partiell

Al silber partiell

Heißsiegellack

Ansprüche

1. Sicherheitsmerkmal aufweisend ein Trägersubstrat auf das zumindest zwei partielle Schichten aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schichten jeweils unterschiedliche Farben oder Farbeindrücke und jeweils zumindest teilweise transparente Aussparungen aufweisen, wobei die Schichten absolut deckungsgleich zueinander ohne Toleranzen aufgebracht sind.

2. Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schichten aus unterschiedlichen Metallen und/oder deren Verbindungen und/oder deren Legierungen bestehen.

3. Sicherheitsmerkmal nach Anspruche 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schichten aus gleichem Material mit unterschiedlichen Schichtdicken und/oder Stöchiometrien bestehen.

4. Sicherheitsmerkmal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten aus Al, Cu, Fe, Ag, Au, Cr, Ni, Zn, Cd, Bi, Sn, TiO₂, Cr-Oxide, ZnS, ITO, Bi-Oxid, ATO, FTO, ZnO, Al₂O₃, unstöchiometrischem Aluminiumoxid, Zn-Chromat, Fe-oxide, Cu-Oxiden, unstöchiometrischem Cu-Oxid, Ag-Oxiden, Cu-Al Legierungen, Cu-Zn Legierungen, Eisenlegierungen, Stahl, Malachit oder Azurit bestehen.

5. Sicherheitsmerkmal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zwei oder mehrere unterschiedliche Schichtkombinationen mit jeweils unterschiedlichen Farbeindrücken oder Farben auf dem Trägersubstrat vorhanden sind.

6. Sicherheitsmerkmal nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsmerkmal zusätzliche Schichten, wie diffraktive Schichten, flüssigkristalline Schichten, Schichten mit optischen Merkmalen, beispielsweise farbige Schichten, lumineszierende Schichten und/oder Schichten mit elektrisch leitfähigen und/oder magnetischen Merkmalen aufweist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt auf einer Seite des Trägersubstrats ein in einem Lösungsmittel löslicher Materialauftrag aufgebracht, in einem zweiten Schritt diese Schicht gegebenenfalls mittels eines Inline-Plasma-, Corona- oder Flammprozesses behandelt wird und in einem dritten Schritt die Schichten nacheinander aufgebracht, worauf in einem vierten Schritt der Materialauftrag mit den im Bereich des Materialauftrags befindlichen Schichten gleichzeitig mittels eines Lösungsmittels, gegebenenfalls kombiniert mit einer mechanischen Einwirkung entfernt wird.

8. Verwendung des Sicherheitsmerkmals nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur zumindest teilweisen Einbettung in oder zur Applikation auf Datenträgern, insbesondere Wertdokumenten wie Ausweisen, Karten, Banknoten oder Etiketten, Siegeln, oder Verpackungsmaterialien für sensible Güter, wie Pharmazeutika, Kosmetika, Datenträger, elektronische Bauteile.

Zeichnung