POLYMERES WERTDOKUMENTSUBSTRAT, SICHERHEITSELEMENT, WERTDOKUMENT UND HERSTELLUNGSVERFAHREN

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement, aufweisend einen polymeren Träger, der in einem vorbestimmten Bereich in der Reihenfolge mit einer Replikationsschicht und einer mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht versehen ist, wobei in die der Flüssigkristallmaterialschicht zugewandten Oberfläche der Replikationsschicht eine die mit dichroitischem Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht ausrichtende Reliefstruktur eingeprägt ist und die eingeprägte Reliefstruktur mindestens zwei Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein polymeres Wertdokumentsubstrat, ein Sicherheitselement zur Absicherung von Wertdokumenten, ein Wertdokument und ein Verfahren zum Herstellen des polymeren Wertdokumentsubstrats und des Sicherheitselements.

[0002] Bei einem Wertdokument im Sinne der Erfindung kann es sich insbesondere um Banknoten, aber auch um Aktien, Urkunden, Briefmarken, Schecks, Eintrittskarten, Fahrkarten, Flugscheine, Sicherheitspapier und Ähnliches handeln.

[0003] Sicherheitselemente zur Absicherung von Wertdokumenten sind insbesondere Sicherheitsfäden, Sicherheitsstreifen oder Sicherheitspatche bzw. Sicherheitsetiketten.

[0004] Polymere Wertdokumentsubstrate zur Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, sind im Stand der Technik bekannt, siehe z.B. E. L. Prime, D. H. Solomon: "Australiens Plastikbanknoten: eine wirksame Waffe gegen Geldfälschungen", Angew. Chem., 2010,122, Seiten 2-13.

[0005] Weiterhin ist es bekannt, Wertdokumente oder Sicherheitselemente zur Absicherung von Wertdokumenten mit Sicherheitsmerkmalen auf Grundlage von flüssigkristallinem Material auszustatten, siehe z.B. WO 2005/037570 A2, WO 2005/105475 A1, WO 2007/140887 A2, WO 2008/067932 A2, WO 2008/067932 A2 und EP 1894736 A2.

[0006] Die EP 2508358 A1 beschreibt ein mit einem dichroitischen Farbstoff dotiertes flüssigkristallines Material in Form einer Schicht, das in Fluoreszenz linear polarisiertes Licht aussendet, zur Absicherung eines Wertdokuments. Der Betrachter kann bei Betrachtung mit polarisiertem Licht, sowohl bei Betrachtung der Vorderseite als auch der Rückseite, versteckte Motive wahrnehmen.

[0007] Für doppelseitige Durchsichtselemente, wie z.B. in der EP 2508358 A1 beschrieben, werden allerdings erhebliche Mengen an Flüssigkristallen und dichroitischen Farbstoffen benötigt. Des Weiteren ist es bei der Überprüfung der Echtheit des jeweiligen Wertdokuments erforderlich, sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite des Wertdokuments genauer zu betrachten, was umständlich und zeitaufwändig ist.

[0008] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes polymeres Wertdokumentsubstrat zur Herstellung von Wertdokumenten, ein verbessertes Sicherheitselement zur Absicherung von Wertdokumenten, ein auf dem polymeren Wertdokumentsubstrat basierendes Wertdokument, ein das Sicherheitselement enthaltendes Wertdokument und Verfahren zum Herstellen des polymeren Wertdokumentsubstrats und des Sicherheitselements bereitzustellen.

[0009] Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zusammenfassung der Erfindung

[0010] 

1. (Erster Aspekt der Erfindung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement, aufweisend einen polymeren Träger, der in einem vorbestimmten Bereich in der Reihenfolge mit einer Replikationsschicht und einer mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht versehen ist, wobei in die der Flüssigkristallmaterialschicht zugewandten Oberfläche der Replikationsschicht eine die mit dichroitischem Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht ausrichtende Reliefstruktur eingeprägt ist und die eingeprägte Reliefstruktur mindestens zwei Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweist.

2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach Klausel 1, wobei die in die Replikationsschicht eingeprägte Reliefstruktur mindestens zwei Bereiche mit orthogonal zueinander angeordneten Orientierungsrichtungen aufweist.

3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach Klausel 1, wobei die in die Replikationsschicht eingeprägte Reliefstruktur mindestens drei Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweist, wobei die drei Orientierungsrichtungen relativ zueinander Winkel annehmen, die insbesondere von der Gruppe bestehend aus 0°, 45°, 90° und 135° gewählt sind.

4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach Klausel 1, wobei die in die Replikationsschicht eingeprägte Reliefstruktur mindestens vier Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweist, wobei die vier Orientierungsrichtungen relativ zueinander insbesondere die Winkel 0°, 45°, 90° und 135° annehmen.

5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 4, wobei die in die Replikationsschicht eingeprägte, mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweisende und die mit dichroitischem Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht ausrichtende Reliefstruktur ein verstecktes Motiv in der mit dichroitischem Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht erzeugt, das für den Betrachter bei Beleuchtung mit polarisiertem Licht mit bloßem Auge erkennbar ist.

6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 4, wobei die in die Replikationsschicht eingeprägte, mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweisende und mit dichroitischem Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht ausrichtende Reliefstruktur mindestens zwei versteckte Motive in der mit dichroitischem Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht erzeugt, die für den Betrachter bei Beleuchtung mit polarisiertem Licht mit bloßem Auge durch Drehung der Polarisationsrichtung des polarisierten Lichts erkennbar sind.

7. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 6, wobei die Flüssigkristallmaterialschicht mit unterschiedlichen dichroitischen Farbstoffen dotiert ist, wobei vorzugsweise unterschiedlich ausgerichtete Flüssigkristallmaterialschicht-Bereiche unterschiedliche dichroitische Farbstoffe aufweisen.

8. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 7, wobei die in die Replikationsschicht eingeprägte, mindestens zwei Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweisende und die mit dichroitischem Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht ausrichtende Reliefstruktur eine diffraktive Struktur ist.

9. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach Klausel 8, wobei die diffraktive Struktur einen ersten Bereich zur Orientierung von Flüssigkristallmaterial aufweist, der von der Flüssigkristallmaterialschicht bedeckt ist, und einen zweiten Bereich zur Erzeugung eines optischen Beugungseffekts, insbesondere zur Erzeugung eines Hologramms, aufweist.

10. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach Klausel 8 oder 9, wobei die diffraktive Struktur einen Bereich aufweist, in dem die diffraktive Struktur aus einer Überlagerung einer Grobstruktur zur Erzeugung eines optischen Effekts mit einer Feinstruktur höherer Spatialfrequenz zur Orientierung des Flüssigkristallmaterials gebildet ist, wobei die Feinstruktur insbesondere mit einer Periode von weniger als 400 nm gebildet ist und die Grobstruktur insbesondere mit einer Periode von 500 nm bis 1 Mikrometer gebildet ist.

11. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 10, wobei die mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht die Replikationsschicht bereichsweise musterförmig bedeckt.

12. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 11, wobei der polymere Träger außerhalb des vorbestimmten, mit der Replikationsschicht und der Flüssigkristallmaterialschicht versehenen Bereichs eine opake, bedruckbare und drucktechnisch erhältliche Farbschicht aufweist.

13. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach Klausel 12, wobei sowohl die opake, bedruckbare und drucktechnisch erhältliche Farbschicht als auch die mit dichroitischem Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht und/oder die Replikationsschicht zum Teil mit einer musterförmigen, drucktechnisch erhältlichen, auf plättchenförmigen Metallpigmenten basierenden Reflexionsschicht versehen sind.

14. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 13, wobei der polymere Träger eine Folie, ein Folie/Papier/Folie-Verbundsubstrat oder ein Papier/ Folie/Papier-Verbundsubstrat ist.

15. (Bevorzugte Ausgestaltung) Polymeres Wertdokumentsubstrat nach einer der Klauseln 1 bis 14, wobei das polymere Wertdokumentsubstrat zur Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, geeignet ist.

16. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 14, wobei das Sicherheitselement zur Absicherung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, geeignet ist und bevorzugt ein Sicherheitsfaden, ein Sicherheitsstreifen oder ein Sicherheitspatch ist.

17. (Zweiter Aspekt der Erfindung) Wertdokument, insbesondere eine Banknote, umfassend das polymere Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einer der Klauseln 1 bis 16.

18. (Dritter Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen eines polymeren Wertdokumentsubstrats oder Sicherheitselements nach einer der Klauseln 1 bis 17, umfassend:

• das Bereitstellen eines polymeren Trägers;
• optional das Versehen des polymeren Trägers mit einer Aussparungen aufweisenden, opaken, bedruckbaren Farbschicht;
• das Aufbringen einer Replikationsschicht auf den polymeren Träger;
• das Versehen der der Replikationsschicht mit einer eingeprägten Reliefstruktur, die mindestens zwei Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweist und zur Ausrichtung einer mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht geeignet ist;
• das Aufbringen einer mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht auf die die eingeprägte Reliefstruktur aufweisende Replikationsschicht.

19. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren zum Herstellen eines polymeren Wertdokumentsubstrats oder Sicherheitselements nach Klausel 18, wobei der Schritt des Versehens des polymeren Trägers mit einer Aussparungen aufweisenden, opaken, bedruckbaren Farbschicht zwingend ist und die Replikationsschicht in den Bereichen der Aussparungen der Farbschicht auf den polymeren Träger aufgebracht wird.

20. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Klausel 19, wobei der Schritt des Versehens des polymeren Trägers mit einer Aussparungen aufweisenden, opaken, bedruckbaren Farbschicht in Form einer ersten Farbschicht erfolgt, die Replikationsschicht in den Bereichen der Aussparungen der ersten Farbschicht auf den polymeren Träger aufgebracht wird, die mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht auf die die eingeprägte Reliefstruktur aufweisende Replikationsschicht aufgebracht wird und eine weitere opake, bedruckbare Farbschicht in Form einer zweiten Farbschicht so auf die erste Farbschicht aufgebracht wird, dass die zweite Farbschicht auch die Flüssigkristallmaterialschicht und/oder die Replikationsschicht zum Teil abdeckt.

21. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Klausel 19, wobei der Schritt des Versehens des polymeren Trägers mit einer Aussparungen aufweisenden, opaken, bedruckbaren Farbschicht erfolgt, die Replikationsschicht in den Bereichen der Aussparungen der Farbschicht auf den polymeren Träger aufgebracht wird, die mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht auf die die eingeprägte Reliefstruktur aufweisende Replikationsschicht aufgebracht wird und eine auf plättchenförmigen Metallpigmenten basierende Reflexionsschicht so aufgebracht wird, dass sie sowohl die opake, bedruckbare Farbschicht als auch die Flüssigkristallmaterialschicht und/oder die Replikationsschicht zum Teil abdeckt.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

[0011] In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines polymeren Wertdokumentsubstrats wird ein bahnförmiges polymeres Material vorzugsweise zunächst mit einer Farbannahmeschicht bedruckt, z.B. mittels einer Tiefdruckmaschine. Die Farbannahmeschicht kann vorzugsweise so auf das polymere Wertdokumentsubstrat aufgedruckt werden, dass Aussparungen zur Erzeugung von Durchsichtsfenstern in der Farbannahmeschicht vorliegen. Anstelle einer einzigen Farbannahmeschicht kann alternativ eine Mehrzahl von Farbannahmeschichten aufgedruckt werden, wie z.B. in der WO 2010/130755 A2 beschrieben. Die Farbannahmeschicht ist insbesondere eine opake, bedruckbare und drucktechnisch erhältliche Farbschicht. Die Druckfarbe für das Erzeugen der Farbannahmeschicht basiert vorzugsweise auf einem Füllstoff, z.B. Kieselgel, einem Vernetzer und einem Bindemittel. Als Bindemittel werden beispielsweise Polyvinylalkohol, modifizierter Polyvinylalkohol, Polyurethandispersionen, Acrylatdispersionen, sowie Derivate oder Mischungen derselben verwendet. Der Vernetzer kann insbesondere aus der Stoffklasse Isocyanat, Aziridin, Carbodiimid oder Glycidether gewählt werden. Weiterhin können Zusatzstoffe, z.B. Verlaufsadditive, Entlüfter und/oder einprotonige Säuren, enthalten sein. Als Füllstoff kann anstelle von Kieselgel ein Pigment oder ein Gemisch mehrerer Pigmente der Gruppe bestehend aus Böhmit, pseudo-Böhmit, Zeolith und Al₂O₃ gewählt werden. Des Weiteren können Pigmente zur Steigerung der Opazität enthalten sein, z.B. TiO₂, BaSO₄, CaCO₃, Kieselsäuren, oder Hohlkugelpigmente auf Polymerbasis wie z.B. "ROPAQUE" der Firma Rohm & Haas oder auch Effektpigmente, die einen Perlglanz oder einen metallischen Glanz erzeugen.

[0012] Auf das mit der Farbannahmeschicht versehene bahnförmige polymere Material wird anschließend im Bereich der Aussparungen der Farbannahmeschicht eine Replikationsschicht aufgebracht, z.B. ein UV-Lack. Die Replikationsschicht wird in einem darauffolgenden Schritt mit einer Reliefstruktur versehen, insbesondere mittels Prägen. Auf die mit einer Reliefstruktur versehene Replikationsschicht kann in einem beliebigen Applikations- oder Druckverfahren, z.B. mittels eines Inkjet-, Tiefdruck-, Flexodruck- oder Siebdruckverfahrens, ein mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotiertes Flüssigkristallmaterial aufgebracht werden. Das Auftragen der flüssigkristallinen Substanz kann insbesondere aus der Schmelze bei erhöhter Temperatur oder mithilfe eines Lösungsmittels bei Raumtemperatur erfolgen. Nach einer gewissen Zeit (z.B. einem Bahnvorschub von etwa 4m bei einer Bahngeschwindigkeit von etwa 100m pro Minute, wobei die Temperatur entsprechend der Art des flüssigkristallinen Materials und der Temperaturstabilität des bahnförmigen polymeren Materials z.B. in einem Bereich von 70°C bis 110°C eingestellt wird) ist die mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierte flüssigkristalline Schicht mithilfe der in die Replikationsschicht eingeprägten Reliefstruktur ausgerichtet und kann durch UV-Strahlung vernetzt werden. Die Vernetzung der flüssigkristallinen Schicht verläuft vorzugsweise in einem inertisierten Zustand, der Anteil des Restsauerstoffs sollte insbesondere weniger als 1000ppm betragen.

[0013] In optionalen weiteren Schritten können für das Ermöglichen weiterer optischer Effekte zusätzliche Schichten aufgebracht werden. Insbesondere kann drucktechnisch eine auf plättchenförmigen Metallpigmenten basierende Reflexionsschicht erzeugt werden, wobei die plättchenförmigen Metallpigmente bevorzugt so beschaffen sind, dass sie sich räumlich entlang der Reliefstruktur einer Prägelackschicht ausrichten. Die Metallpigmente beruhen insbesondere auf einem von der Gruppe bestehend aus Aluminium, Edelstahl, Nichrome, Gold, Silber, Platin und Kupfer gewählten Metall, vorzugsweise auf Aluminium, wobei der mittlere Teilchendurchmesser bevorzugt in einem Bereich von 2 µm bis 50 µm, weiter bevorzugt in einem Bereich von 5 µm bis 15 µm liegt. Die auf diese Weise erhaltene Metallisierung erscheint in Form einer silbernen Spiegelschicht. Solche plättchenförmigen Metallpigmente sind z.B. aus der WO 2013/186167 A2, WO 2010/069823 A1, WO 2005/051675 A2 (siehe darin z.B. die Beschreibung auf Seite 11, Zeile 10, bis Seite 12, vorletzter Absatz) und WO 2011/064162 A2 bekannt. Plättchenförmige Metallpigmente haben den Vorteil, dass sie sich einem Untergrund mit Reliefstruktur, insbesondere einem Relief mit Mikrostrukturen und/oder Nanostrukturen, so gut anpassen, dass der Unterschied zu einer herkömmlichen, mittels Aufdampfen erhältlichen Metallisierung fast nicht mehr zu erkennen ist. Die einfache, drucktechnische Erzeugung der Reflexionsschicht ermöglicht den Verzicht auf aufwändige Verfahrensschritte, wie etwa das Bedrucken des Substrats mit einer löslichen Waschfarbe in Form einer gewünschten Aussparung innerhalb der zu erzeugenden Reflexionsschicht, das Erzeugen einer Metallisierung durch Aufdampfen und das Abwaschen der Waschfarbe zusammen mit der oberhalb der Waschfarbe aufgebrachten Metallisierung. Darüber hinaus können die Metallpigment-Zusammensetzungen (z.B. gelb) eingefärbt sein.

[0014] Die oben beschriebene, auf plättchenförmigen Metallpigmenten basierende Reflexionsschicht eignet sich insbesondere im Falle einer darunterliegenden, mit mangelnder Kantenschärfe angeordneten flüssigkristallinen Schicht als Maske für das Maskieren der Bereiche der mit Mängeln behafteten flüssigkristallinen Schicht.

[0015] Das Aufbringen der auf plättchenförmigen Metallpigmenten basierenden Reflexionsschicht als Maske ist lediglich optional. Als Maske für das Maskieren der Bereiche der mit mangelnder Kantenschärfe (d.h. mit unregelmäßigen Rändern) behafteten flüssigkristallinen Schicht kann im einfachsten Fall die Farbannahmeschicht selbst verwendet werden. Dabei kann ein Teil der Farbannahmeschicht vor dem Aufbringen des flüssigkristallinen Materials (insbesondere vor dem Aufbringen der Replikationsschicht) in Form einer ersten Farbannahmeschicht auf das polymere Substrat aufgebracht werden. Ein weiterer Teil der Farbannahmeschicht kann nach dem Aufbringen der Replikationsschicht und des flüssigkristallinen Materials in Form einer zweiten Farbannahmeschicht für das Maskieren der Bereiche der mit mangelnder Kantenschärfe behafteten flüssigkristallinen Schicht aufgedruckt werden. Die Maßnahme des Anordnens der ersten Farbannahmeschicht vor dem Auftragen der flüssigkristallinen Schicht ist darüber hinaus mit dem Vorteil verbunden, dass bei der Betrachtung des polymeren Wertdokumentsubstrats von der der Farbannahmeschicht gegenüberliegenden Seite her, d.h. bei Betrachtung durch das Substrat hindurch, eine optisch ansprechende Begrenzung des flüssigkristallinen Bereichs erzeugbar ist.

[0016] Das auf diese Weise hergestellte polymere Wertdokumentsubstrat kann in optionalen weiteren Schritten mit weiteren Schichten, z.B. einer Haftvermittlerschicht, einem Schutzlack oder einer dünnen Schutzfolie, versehen werden.

[0017] Geeignete dichroitische Farbstoffe für den Einsatz in flüssigkristallinen Polymernetzwerken sind im Stand der Technik bekannt. Der dichroitische Farbstoff kann insbesondere eine funktionelle Gruppe aufweisen, welche es ermöglicht, den Farbstoff in das Netzwerk einzubauen. Ein Beispiel sind Farbstoffe mit einer Acrylatkopfgruppe (die z.B. in das Netzwerk von Flüssigkristall-Diacrylaten eingebaut werden können). Des Weiteren kann der dichroitische Farbstoff im sichtbaren Wellenlängenbereich absorbieren, aber auch Fluoreszenz zeigen und z.B. mit UV-Licht anregbar sein. Flüssigkristalle für sich genommen zeigen keine auffällige Lichtabsorption oder Lichtreflexion. Die Lichtabsorption wird durch den dichroitischen Farbstoff bestimmt. Geeignet sind z.B. Fluoreszenzfarbstoffe mit polarisierter Fluoreszenz, wie etwa Fluoreszenzfarbstoffe mit einem 9,10-Diphenylanthracen-Fluorophor oder einem Coumarin-Fluorophor. Ein blauer Anthrachinonfarbstoff und ein roter Azofarbstoff für den Einbau in flüssigkristalline Polymernetzwerke werden z.B. in der WO 02/37147 A1 beschrieben.

[0018] Geeignete polymere Träger, auf denen das erfindungsgemäße polymere Wertdokumentsubstrat basiert, sind im Stand der Technik bekannt. Geeignet sind z.B. BOPP-Filme, insbesondere in Form coextrudierter Laminate wie etwa ein LLDPE/BOPP/LLDPE-Film, wobei insbesondere zwei oder drei solcher Filme heißlaminiert sein können, um eine Schichtabfolge LLDPE/ BOPP/ LLDPE/ LLDPE/ BOPP/ LLDPE oder dergleichen zu bilden. Geeignete polymere Träger sind des Weiteren ein Folie/Papier/Folie-Verbundsubstrat, siehe z.B. die WO 2004/028825 A2, oder ein Papier/ Folie/Papier-Verbundsubstrat.

[0019] Das vorangehend beschriebene Verfahren zum Herstellen eines polymeren Wertdokumentsubstrats eignet sich aber auch zum Herstellen von Sicherheitselementen zur Absicherung von Wertdokumenten, insbesondere folienartige Sicherheitselemente wie etwa Sicherheitsfäden, Folienstreifen, Patches bzw. Etiketten. Ein solches Sicherheitselement basiert insbesondere auf einer Kunststofffolie, auf der optional eine Farbannahmeschicht aufgebracht ist. Ein solches Sicherheitselement kann z.B. mittels einer Klebschicht (wie etwa eine Heißsiegelklebschicht) direkt auf einem zu sichernden Wertdokument appliziert werden oder auf einem separaten Träger als Transferelement vorbereitet werden. Für das Folienmaterial kommen dabei Kunststoffe wie PET (Polyethylenterephthalat), PBT (Polybutylenterephthalat), PEN (Polyethylennaphthalat), PP (Polypropylen), PA (Polyamid) und PE (Polyethylen) in Betracht. Dieses Folienmaterial kann ferner monoaxial oder biaxial gereckt sein. PET als Kunststofffolie zur Herstellung von Sicherheitselementen wird bevorzugt.

[0020] Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten Proportionen, insbesondere Schichtdicken, entsprechen nicht unbedingt den in der Realität vorliegenden Verhältnissen und dienen vornehmlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit.

[0021] Es zeigen:

Figur 1

ein erfindungsgemäßes polymeres Wertdokumentsubstrat;

Figuren 2-4

die Herstellung eines erfindungsgemäßen polymeren Wertdokumentsubstrats gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Figur 5

ein erfindungsgemäßes polymeres Wertdokumentsubstrat gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Figuren 6-7

den Durchsichtsfensterbereich des polymeren Wertdokumentsubstrats bei Beleuchtung mit polarisiertem Licht, wobei je nach Drehung der Polarisationsrichtung des polarisierten Lichts ein unterschiedliches Erscheinungsbild erkennbar ist;

Figur 8

ein erfindungsgemäßes polymeres Wertdokumentsubstrat gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;

Figur 9

ein erfindungsgemäßes polymeres Wertdokumentsubstrat gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;

Figur 10

eine Banknote mit erfindungsgemäßen Sicherheitselementen.

[0022] Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes polymeres Wertdokumentsubstrat 1, das für die Herstellung einer Banknote geeignet ist. Das Wertdokumentsubstrat beruht auf einem polymeren Träger, im vorliegenden Fall ein Polymerfilm mit der Schichtabfolge LLDPE/ BOPP/ LLDPE/ LLDPE/ BOPP/ LLDPE. Das Wertdokumentsubstrat 1 verfügt über einen Durchsichtsfensterbereich 2 mit einem versteckten Motiv, das für den Betrachter bei Beleuchtung mit polarisiertem Licht mit bloßem Auge erkennbar ist. Je nach Drehung der Polarisationsrichtung des polarisierten Lichts sind unterschiedliche Motive wahrnehmbar. Im Bereich außerhalb des Durchsichtsfensters 2 ist das Wertdokumentsubstrat 1 mit einer weißen, opaken Farbannahmeschicht versehen.

[0023] Figuren 2 bis 4 veranschaulichen jeweils in Querschnittansicht die Herstellung des in der Figur 1 gezeigten polymeren Wertdokumentsubstrats 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

[0024] Gemäß der Figur 2 wird der polymere Träger 3 zunächst mittels eines Tiefdruckverfahrens mit einer Farbannahmeschicht 4 versehen. Die Farbannahmeschicht 4 ist aus einer auf Kieselgel, einem Vernetzer, einem Verlaufsadditiv und einem Bindemittel basierenden Druckfarbe erhältlich und weist im zentralen Bereich eine Aussparung auf. Im Bereich der Aussparung der Farbannahmeschicht wird der polymere Träger 3 in einem darauffolgenden Schritt mit einer UV-Lack versehen. In den UV-Lack wird anschließend eine Reliefstruktur eingeprägt, um auf diese Weise eine mit einer eingeprägten Reliefstruktur versehene Replikationsschicht 5 zu erhalten.

[0025] Gemäß der Figur 3 wird in einem optionalen Schritt eine weitere Farbannahmeschicht 6 so aufgetragen, dass sie die darunter befindliche Farbannahmeschicht 4 und teilweise die mit einer eingeprägten Reliefstruktur versehene Replikationsschicht 5 bedeckt. Die zusätzliche Farbannahmeschicht 6 ist lediglich bevorzugt und dient gewissermaßen als Maske für das Maskieren von Passerschwankungen zwischen der Farbannahmeschicht 4, der mit einer eingeprägten Reliefstruktur versehenen Replikationsschicht 5 und der noch aufzubringenden flüssigkristallinen Schicht.

[0026] Gemäß der Figur 4 erfolgt das Auftragen einer mit einem dichroitischen Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht 7 mittels eines Siebdruckverfahrens. Das Auftragen der flüssigkristallinen Substanz erfolgt aus der Schmelze bei erhöhter Temperatur. Nach einer gewissen Zeit, nämlich einem Bahnvorschub von etwa 4m bei einer Bahngeschwindigkeit von etwa 100m pro Minute, wobei die Temperatur entsprechend der Art des flüssigkristallinen Materials und der Temperaturstabilität des bahnförmigen polymeren Materials z.B. in einem Bereich von 70°C bis 110°C eingestellt wird, ist die mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierte flüssigkristalline Schicht 7 mithilfe der in die Replikationsschicht 5 eingeprägten Reliefstruktur ausgerichtet und kann durch UV-Strahlung vernetzt werden.

[0027] Figur 6 zeigt den Durchsichtsfensterbereich 2 des polymeren Wertdokumentsubstrats 1 bei Beleuchtung mit polarisiertem Licht. Der Betrachter nimmt bei Beleuchtung mit polarisiertem Licht, z.B. bei Beleuchtung mittels eines Handy- oder Notebookdisplays, ein bislang verstecktes Motiv mit bloßem Auge wahr. Der schwarz schraffierte Bereich ist für den Betrachter je nach Wahl des dichroitischen Farbstoffs und des flüssigkristallinen Polymernetzwerks z.B. in der Farbe Dunkelblau oder Dunkelrot wahrnehmbar, der weiß dargestellte Bereich in der Farbe Hellblau oder Hellrot. Alternativ kann die Beleuchtung selbstverständlich auch mit unpolarisiertem Licht erfolgen, wobei der Betrachter den Durchsichtsfensterbereich 2 mittels eines Polarisators betrachtet.

[0028] Figur 7 zeigt den Durchsichtsfensterbereich 2 des polymeren Wertdokumentsubstrats 1 bei Beleuchtung mit polarisiertem Licht, wobei die Polarisationsrichtung des polarisierten Lichts verglichen mit der Polarisationsrichtung der in Figur 6 gezeigten Darstellung gedreht ist. Aus den Figuren 6 und 7 ist ersichtlich, dass der Betrachter je nach Drehung der Polarisationsrichtung des polarisierten Lichts ein unterschiedliches Erscheinungsbild wahrnimmt.

[0029] Figur 5 zeigt ein erfindungsgemäßes polymeres Wertdokumentsubstrat gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Verglichen mit dem in der Figur 4 gezeigten polymeren Wertdokumentsubstrat ist die zusätzliche Farbannahmeschicht 6 so aufgetragen, dass sie die darunter befindliche Farbannahmeschicht 4 und teilweise die mit einem dichroitischen Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht 7 bedeckt. Die zusätzliche Farbannahmeschicht 6 dient als Maske für das Maskieren von Passerschwankungen zwischen der Farbannahmeschicht 4 und der flüssigkristallinen Schicht 7. Bei der Herstellung des in der Figur 5 gezeigten polymeren Wertdokumentsubstrats wird so vorgegangen, dass der polymere Träger 3 zunächst mittels eines Tiefdruckverfahrens mit einer Farbannahmeschicht 4 versehen wird. Im Bereich der Aussparung der Farbannahmeschicht wird der polymere Träger 3 in einem darauffolgenden Schritt mit einer UV-Lack versehen. In den UV-Lack wird anschließend eine Reliefstruktur eingeprägt, um auf diese Weise eine mit einer eingeprägten Reliefstruktur versehene Replikationsschicht 5 zu erhalten. Dann erfolgt das Auftragen einer mit einem dichroitischen Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht 7 mittels eines Siebdruckverfahrens, das Ausrichten der mit einem dichroitischen Farbstoff dotierten flüssigkristallinen Schicht 7 mithilfe der in die Replikationsschicht 5 eingeprägten Reliefstruktur und das Vernetzen durch UV-Strahlung. Schließlich wird die weitere Farbannahmeschicht 6 so aufgetragen, dass sie die darunter befindliche Farbannahmeschicht 4 und teilweise die mit einem dichroitischen Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht 7 bedeckt.

[0030] Figur 8 zeigt ein erfindungsgemäßes polymeres Wertdokumentsubstrat gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Verglichen mit den in den Figuren 4 und 5 gezeigten polymeren Wertdokumentsubstraten, in denen zwei Farbannahmeschichten vorliegen, liegt in der Figur 8 lediglich eine Farbannahmeschicht 4 vor. Für das Maskieren von Passerschwankungen zwischen der Farbannahmeschicht 4 und der mit einer eingeprägten Reliefstruktur versehenen Replikationsschicht 5 dient eine drucktechnisch erhältliche silberne Reflexionsschicht 8. Die Reflexionsschicht 8 basiert auf plättchenförmigen Metallpigmenten und wird bevorzugt musterförmig erzeugt. Bei der Herstellung des in der Figur 8 gezeigten polymeren Wertdokumentsubstrats wird so vorgegangen, dass der polymere Träger 3 zunächst mittels eines Tiefdruckverfahrens mit einer Farbannahmeschicht 4 versehen wird. Im Bereich der Aussparung der Farbannahmeschicht wird der polymere Träger 3 in einem darauffolgenden Schritt mit einer UV-Lack versehen. In den UV-Lack wird anschließend eine Reliefstruktur eingeprägt, um auf diese Weise eine mit einer eingeprägten Reliefstruktur versehene Replikationsschicht 5 zu erhalten. Dann erfolgt das Aufdrucken einer auf plättchenförmigen Metallpigmenten basierenden Zusammensetzung, um auf diese Weise eine silberne Reflexionsschicht 8 zu erzeugen. Die Reflexionsschicht 8 wird so erzeugt, dass sie die darunter befindliche Farbannahmeschicht 4 und teilweise die mit einer eingeprägten Reliefstruktur versehene Replikationsschicht 5 bedeckt. Dann erfolgt das Auftragen einer mit einem dichroitischen Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht 7 mittels eines Siebdruckverfahrens, das Ausrichten der mit einem dichroitischen Farbstoff dotierten flüssigkristalline Schicht 7 mithilfe der in die Replikationsschicht 5 eingeprägten Reliefstruktur und das Vernetzen durch UV-Strahlung.

[0031] Figur 9 zeigt ein erfindungsgemäßes polymeres Wertdokumentsubstrat gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Verglichen mit dem in der Figur 8 gezeigten polymeren Wertdokumentsubstrat ist die silberne Reflexionsschicht 8 so aufgedruckt, dass sie die darunter befindliche Farbannahmeschicht 4 und teilweise die mit einem dichroitischen Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht 7 bedeckt. Die silberne Reflexionsschicht 8 dient als Maske für das Maskieren von Passerschwankungen zwischen der Farbannahmeschicht 4 und der flüssigkristallinen Schicht 7. Bei der Herstellung des in der Figur 9 gezeigten polymeren Wertdokumentsubstrats wird so vorgegangen, dass der polymere Träger 3 zunächst mittels eines Tiefdruckverfahrens mit einer Farbannahmeschicht 4 versehen wird. Im Bereich der Aussparung der Farbannahmeschicht 4 wird der polymere Träger 3 in einem darauffolgenden Schritt mit einer UV-Lack versehen. In den UV-Lack wird anschließend eine Reliefstruktur eingeprägt, um auf diese Weise eine mit einer eingeprägten Reliefstruktur versehene Replikationsschicht 5 zu erhalten. Dann erfolgt das Auftragen einer mit einem dichroitischen Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht 7 mittels eines Siebdruckverfahrens, das Ausrichten der mit einem dichroitischen Farbstoff dotierten flüssigkristallinen Schicht 7 mithilfe der in die Replikationsschicht 5 eingeprägten Reliefstruktur und das Vernetzen durch UV-Strahlung. Schließlich wird die auf plättchenförmigen Metallpigmenten basierende, silberne Reflexionsschicht 8 so aufgedruckt, dass sie die darunter befindliche Farbannahmeschicht 4 und teilweise die mit einem dichroitischen Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht 7 bedeckt.

[0032] Figur 10 veranschaulicht eine auf einem Papiersubstrat 10 basierende Banknote 9 mit erfindungsgemäßen Sicherheitselementen, nämlich einem mittels einer Klebschicht auf das Papiersubstrat 10 aufgeklebten Sicherheitspatch 11 und einem mittels einer Klebschicht auf das Papiersubstrat 10 aufgeklebten Sicherheitsstreifen 12.

[0033] Sowohl der Sicherheitspatch 11 als auch der Sicherheitsstreifen 12 können jeweils einen analogen Aufbau aufweisen, wie er in einer der Figuren 4, 5, 8 oder 9 gezeigt ist.

Ansprüche

1. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement, aufweisend einen polymeren Träger, der in einem vorbestimmten Bereich in der Reihenfolge mit einer Replikationsschicht und einer mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht versehen ist, wobei in die der Flüssigkristallmaterialschicht zugewandten Oberfläche der Replikationsschicht eine die mit dichroitischem Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht ausrichtende Reliefstruktur eingeprägt ist und die eingeprägte Reliefstruktur mindestens zwei Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweist.

2. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach Anspruch 1, wobei die in die Replikationsschicht eingeprägte Reliefstruktur mindestens zwei Bereiche mit orthogonal zueinander angeordneten Orientierungsrichtungen aufweist.

3. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach Anspruch 1, wobei die in die Replikationsschicht eingeprägte Reliefstruktur mindestens drei Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweist, wobei die drei Orientierungsrichtungen relativ zueinander Winkel annehmen, die insbesondere von der Gruppe bestehend aus 0°, 45°, 90° und 135° gewählt sind.

4. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach Anspruch 1, wobei die in die Replikationsschicht eingeprägte Reliefstruktur mindestens vier Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweist, wobei die vier Orientierungsrichtungen relativ zueinander insbesondere die Winkel 0°, 45°, 90° und 135° annehmen.

5. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die in die Replikationsschicht eingeprägte, mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweisende und die mit dichroitischem Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht ausrichtende Reliefstruktur ein verstecktes Motiv in der mit dichroitischem Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht erzeugt, das für den Betrachter bei Beleuchtung mit polarisiertem Licht mit bloßem Auge erkennbar ist.

6. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die in die Replikationsschicht eingeprägte, mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweisende und die mit dichroitischem Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht ausrichtende Reliefstruktur mindestens zwei versteckte Motive in der mit dichroitischem Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht erzeugt, die für den Betrachter bei Beleuchtung mit polarisiertem Licht mit bloßem Auge durch Drehung der Polarisationsrichtung des polarisierten Lichts erkennbar sind.

7. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Flüssigkristallmaterialschicht mit unterschiedlichen dichroitischen Farbstoffen dotiert ist, wobei vorzugsweise unterschiedlich ausgerichtete Flüssigkristallmaterialschicht-Bereiche unterschiedliche dichroitische Farbstoffe aufweisen.

8. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die in die Replikationsschicht eingeprägte, mindestens zwei Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweisende und die mit dichroitischem Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht ausrichtende Reliefstruktur eine diffraktive Struktur ist.

9. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach Anspruch 8, wobei die diffraktive Struktur einen ersten Bereich zur Orientierung von Flüssigkristallmaterial aufweist, der von der Flüssigkristallmaterialschicht bedeckt ist, und einen zweiten Bereich zur Erzeugung eines optischen Beugungseffekts, insbesondere zur Erzeugung eines Hologramms, aufweist.

10. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach Anspruch 8 oder 9, wobei die diffraktive Struktur einen Bereich aufweist, in dem die diffraktive Struktur aus einer Überlagerung einer Grobstruktur zur Erzeugung eines optischen Effekts mit einer Feinstruktur höherer Spatialfrequenz zur Orientierung des Flüssigkristallmaterials gebildet ist, wobei die Feinstruktur insbesondere mit einer Periode weniger als 400 nm gebildet ist und die Grobstruktur insbesondere mit einer Periode von 500 nm bis 1 Mikrometer gebildet ist.

11. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht die Replikationsschicht bereichsweise musterförmig bedeckt.

12. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der polymere Träger außerhalb des vorbestimmten, mit der Replikationsschicht und der Flüssigkristallmaterialschicht versehenen Bereichs eine opake, bedruckbare und drucktechnisch erhältliche Farbschicht aufweist.

13. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach Anspruch 12, wobei sowohl die opake, bedruckbare und drucktechnisch erhältliche Farbschicht als auch die mit dichroitischem Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht und/oder die Replikationsschicht zum Teil mit einer musterförmigen, drucktechnisch erhältlichen, auf plättchenförmigen Metallpigmenten basierenden Reflexionsschicht versehen sind.

14. Polymeres Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der polymere Träger eine Folie, ein Folie/ Papier/Folie-Verbundsubstrat oder ein Papier/Folie/Papier-Verbundsubstrat ist.

15. Polymeres Wertdokumentsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das polymere Wertdokumentsubstrat zur Herstellung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, geeignet ist.

16. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Sicherheitselement zur Absicherung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, geeignet ist und bevorzugt ein Sicherheitsfaden, ein Sicherheitsstreifen oder ein Sicherheitspatch ist.

17. Wertdokument, insbesondere eine Banknote, umfassend das polymere Wertdokumentsubstrat oder Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 16.

18. Verfahren zum Herstellen eines polymeren Wertdokumentsubstrats oder Sicherheitselements nach einem der Ansprüche 1 bis 17, umfassend:

- das Bereitstellen eines polymeren Trägers;

- optional das Versehen des polymeren Trägers mit einer Aussparungen aufweisenden, opaken, bedruckbaren Farbschicht;

- das Aufbringen einer Replikationsschicht auf den polymeren Träger;

- das Versehen der der Replikationsschicht mit einer eingeprägten Reliefstruktur, die mindestens zwei Bereiche mit unterschiedlichen Orientierungsrichtungen aufweist und zur Ausrichtung einer mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht geeignet ist;

- das Aufbringen einer mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierten Flüssigkristallmaterialschicht auf die die eingeprägte Reliefstruktur aufweisende Replikationsschicht.

19. Verfahren zum Herstellen eines polymeren Wertdokumentsubstrats oder Sicherheitselements nach Anspruch 18, wobei der Schritt des Versehens des polymeren Trägers mit einer Aussparungen aufweisenden, opaken, bedruckbaren Farbschicht zwingend ist und die Replikationsschicht in den Bereichen der Aussparungen der Farbschicht auf den polymeren Träger aufgebracht wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Versehens des polymeren Trägers mit einer Aussparungen aufweisenden, opaken, bedruckbaren Farbschicht in Form einer ersten Farbschicht erfolgt, die Replikationsschicht in den Bereichen der Aussparungen der ersten Farbschicht auf den polymeren Träger aufgebracht wird, die mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht auf die die eingeprägte Reliefstruktur aufweisende Replikationsschicht aufgebracht wird und eine weitere opake, bedruckbare Farbschicht in Form einer zweiten Farbschicht so auf die erste Farbschicht aufgebracht wird, dass die zweite Farbschicht auch die Flüssigkristallmaterialschicht und/oder die Replikationsschicht zum Teil abdeckt.

21. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Versehens des polymeren Trägers mit einer Aussparungen aufweisenden, opaken, bedruckbaren Farbschicht erfolgt, die Replikationsschicht in den Bereichen der Aussparungen der Farbschicht auf den polymeren Träger aufgebracht wird, die mit mindestens einem dichroitischen Farbstoff dotierte Flüssigkristallmaterialschicht auf die die eingeprägte Reliefstruktur aufweisende Replikationsschicht aufgebracht wird und eine auf plättchenförmigen Metallpigmenten basierende Reflexionsschicht so aufgebracht wird, dass sie sowohl die opake, bedruckbare Farbschicht als auch die Flüssigkristallmaterialschicht und/ oder die Replikationsschicht zum Teil abdeckt.

Zeichnung