Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdo- kumente und dergleichen mit einem Dünnschichtelement mit Farbkipp- effekt, das eine Reflexionsschicht, eine Absorberschicht und eine zwischen Reflexionsschicht und Absorberschicht angeordnete Abstandsschicht auf- weist. Die Erfindung betrifft auch ein Sicherheitspapier, ein Wertdokument, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitselements sowie eine Druckfarbe mit optisch variablen Farbpigmenten und ein Herstellungsver- fahren für eine solche Druckfarbe.

Wertdokumente, wie beispielsweise Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkun- den, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fäl- schungsgefährdete Papiere, wie Pässe oder sonstige Ausweisdokumente, werden in der Regel mit verschiedenen Sicherheitsmerkmalen zur Erhöhung der Fälschungssicherheit versehen. Das Sicherheitsmerkmal kann beispiels- weise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens, eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens oder eines selbsttragenden Transferele- ments, wie einem Patch oder einem Etikett, das nach seiner Herstellung auf ein Wertdokument aufgebracht wird, ausgebildet sein.

Es ist bekannt, Sicherheitsmerkmale mit mehrschichtigen Dünnschichtele- menten zu verwenden, deren Farbeindruck für den Betrachter sich mit dem Betrachtungswinkel ändert, beispielsweise von Grün nach Blau, von Blau nach Magenta oder von Magenta nach Grün. Der Farbeffekt beruht auf Inter- ferenzeffekten aufgrund von Mehrfachreflexionen in den verschiedenen Teil- schichten des Dünnschichtelements und ist beispielsweise in der Druck- schrift EP 0 395 410 B1 im Detail beschrieben. Derartige Farbänderungen beim Verkippen eines Sicherheitsmerkmals werden im Folgenden als Farb- kippeffekt oder Color-Shift-Effekt bezeichnet.

Als für den Farbeffekt hauptsächlich verantwortliche Schicht enthalten die Dünnschichtelemente eine ultradünne (meist etwa 100 bis 500 nm dicke) Dielektrikumsschicht, die typischerweise zwischen einer Absorberschicht und einer Reflexionsschicht angeordnet ist. Die dünnen Dielektrikums- schichten werden durch ein aufwändiges Vakuumaufdampfverfahren herge- stellt. Insbesondere bei den im Bereich von Sicherheitspapieren und Bank- noten erforderlichen Großflächenbeschichtungen sind die Anforderungen an die Präzision dabei extrem hoch, so dass derartige Beschichtungen weltweit nur an wenigen Orten ausgeführt werden können.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungs- gemäßes Sicherheitselement anzugeben, das gegenüber dem Stand der Tech- nik einfacher und kostengünstiger herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein Sicherheitspapier für die Herstellung von Si- cherheitsdokumenten, ein Wertdokument mit einem solchen Sicherheitsele- ment sowie ein Herstellungsverfahren für ein solches Sicherheitselement sind Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche. Die Erfindung enthält in einem weiteren Aspekt eine Druckfarbe mit optisch variablen Farbpigmen- ten und ein Herstellungsverfahren für eine solche Druckfarbe. Weiterbildun- gen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Sicherheitselement baut auf dem Stand der Technik dadurch auf, dass die Abstandsschicht durch eine Druckschicht mit Disper- sionspartikeln mit monomodaler oder oligomodaler Größenverteilung gebil- det ist. Da in der Druckschicht nur Dispersionspartikel mit einer bestimmten Größe (monomodale Verteilung) oder mit wenigen, voneinander abge- grenzten Größen (oligomodale Verteilung) vorliegen, kann eine sehr hohe

Schichtdickenkonstanz der Abstandsschicht erzielt werden, wie nachfolgend genauer erläutert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält die Druck- schicht eine Hauptspezies von im Wesentlichen kugelförmigen, monodisper- sen Dispersionspartikeln, deren Durchmesser die Dicke der Abstandsschicht bestimmt. Dabei werden Partikel im Rahmen der vorliegenden Erfindung als monodispers bezeichnet, wenn sie sehr eng teilchengrößenverteilt sind, be- vorzugt wenn für die Verteilung der Teilchengrößen crm/d. < 20%, beson- ders bevorzugt < 5% gilt, wobei dm den Mittelwert und Cm die Standardab- weichung der Größenverteilung darstellt. Anschaulich gesprochen haben die monodispersen Dispersionspartikel der Druckfarbe alle im Wesentlichen den gleichen Durchmesser dm. Monodisperse Partikel haben auch eine monomo- dale Größenverteilung, da der mittlere Durchmesser dm den einzigen Modus der Größenverteilung darstellt.

Die Dispersionspartikel der Hauptspezies weisen bevorzugt einen Durch- messer dm auf, der zwischen etwa 100 nm und etwa 1500 nm, bevorzugt zwi- schen etwa 200 nm und etwa 1000 nm, besonders bevorzugt zwischen etwa 200 nm und 500 nm liegt. Um einen gewünschten Farbeffekt zu erhalten, werden unter Berücksichtigung des Brechungsindex n des Materials Disper- sionspartikel mit einem Durchmesser dm gewählt, so dass die erforderliche optische Dicke n*dm der Abstandsschicht erreicht wird. Mit dem angegebe- nen Durchmesserbereich der Dispersionspartikel lässt sich praktisch jeder gewünschte Farbkippeffekt mittels der gedruckten Abstandsschicht ver- wirklichen.

Zweckmäßig umfasst die Druckschicht einen Monolayer oder Submonolayer der Dispersionspartikel der Hauptspezies. Wegen der gleichmäßigen Größe

der Dispersionspartikel weist auch der Monolayer oder Submonolayer eine sehr gleichmäßige Dicke auf. Durch diese Maßnahme lässt sich auch in ei- nem größeren Flächenbereich, insbesondere über die Bahnbreite einer Rolle, eine gleichmäßig Schichtdicke der Druckschicht gewährleisten.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Dispersions- partikel so ausgebildet, dass sie in einem dem Druckvorgang nachfolgenden Prozess aufschmelzen. Dazu weisen die Dispersionspartikel der Hauptspezi- es vorzugsweise eine Schmelztemperatur im Bereich von 50°C bis 250°C auf, besonders bevorzugt im Bereich von 80°C bis 120°C.

Durch das Aufschmelzen kann eine eventuell unebene Oberfläche der Druckschicht eingeebnet werden. Gleichzeitig wird die Haftung der Disper- sionspartikel untereinander und die Haftung der Partikel zur darunter lie- genden Schicht verbessert. Die Farbreinheit des Dünnschichtelements kann durch das Einebnen der Druckschicht deutlich verbessert werden.

Die Dispersionspartikel der Hauptspezies können beispielsweise aus Po- lystyrol, Styrol-Acryl-Nitril-Copolymerisate (SAN), aromatische Polyester oder Polyamide gebildet sein.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Dispersionspartikel der Hauptspezies einen Kern-Schale-Aufbau mit einem unschmelzbaren oder hochschmelzenden Kern und einer leicht filmbilden- den Schale auf. Bei einem solchen Aufbau bleibt der Kern der Dispersions- partikel während eines Temperaturschritts stabil, während die Schalen der Dispersionspartikel schmelzen und einen idealerweise durchgehenden Film ausbilden. Durch diesen Film wird eine sehr gute Einebnung der Druck- schicht erreicht. Darüber hinaus wird die Haftung der Druckschicht auf der

darunter liegenden Schicht und die Haftung der Dispersionspartikel unter- einander stark erhöht.

In vorteilhaften Ausgestaltungen ist der Kern der Dispersionspartikel aus einem Hartpolymer wie Polystyrol, PMMA, Styrol-Acryl-Nitril-Copoly- merisate (SAN), aromatische Polyester oder Polyamide und die Schale aus PMMA, Polybutadien oder Polyisopren gebildet.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung enthält die Druckschicht neben den Dispersionspartikeln der Hauptspezies auch Dispersionspartikel mit geringerer Größe, die in Zwischenräumen der im Wesentlichen kugel- förmigen Dispersionspartikel der Hauptspezies angeordnet sind. In diesem Fall ist die Größenverteilung der Dispersionspartikel oligomodal, da neben der Hauptspezies mit einem Durchmesser dm mindestens eine weitere Spezi- es mit einem Durchmesser dzw < dm vorhanden ist. Ist die Größe der weiteren Spezies deutlich kleiner als der Durchmesser der Hauptspezies, so führen die Dispersionspartikel der zusätzlichen Spezies zu einer Glättung und Eineb- nung der Druckschicht. Der Durchmesser der kleineren Spezies ist bevorzugt kleiner als 0, 5*dm, besonders bevorzugt kleiner als 0, 25*dm. Es versteht sich, dass die Größenverteilung der kleineren Dispersionspartikel nicht ebenso eng sein muss, wie die der Hauptspezies, da sie nicht die Dicke der Ab- standsschicht bestimmen.

In einer zweckmäßigen Gestaltung weisen die Dispersionspartikel geringerer Größe eine so niedrige Schmelztemperatur auf, dass sie beim Trocknen der Druckschicht aufschmelzen und verfilmen. Dadurch wird, wie oben be- schrieben, neben einer Einebnung der Druckschicht eine verbesserte Haftung der Dispersionspartikel untereinander sowie zur darunter liegenden Schicht erreicht.

Optional können zusätzlich Verlaufs-und/oder Verfilmungsadditive, wie beispielsweise PVA oder Polysorbat 20, eingesetzt werden, um die Filmbil- dung und die Einebnung der Oberfläche zu optimieren.

Die Reflexionsschicht ist in vorteilhaften Ausgestaltungen durch eine opake Reflektorschicht, insbesondere aus einem Metall, wie Aluminium, Silber, Nickel, Kupfer, Eisen, Chrom oder Gold, gebildet.

Das Sicherheitselement kann auch als semitransparentes Color-Shift-Sicher- heitselement ausgebildet sein. In diesem Fall wird als Reflexionsschicht an- stelle einer opaken Reflexionsschicht eine Absorberschicht, eine semitranspa- rente Metallschicht oder eine transparente Reflexionsschicht, deren Bre- chungsindex von dem der Druckschicht verschieden ist, eingesetzt. Als transparente Reflexionsschicht kommen grundsätzlich fast alle aufdampfba- ren, durchsichtigen Verbindungen infrage, insbesondere also auch höher brechende Beschichtungsmaterialien, wie Zr02, ZnS, Ti02 und Indium- zinnoxide (ITO). Die Schichtdicke der transparenten Reflexionsschicht liegt vorzugsweise im Bereich von 30 nm bis 300 nm, besonders bevorzugt 50 nm bis 60 nm.

Als Absorberschichten dienen typischerweise Metallschichten aus Materiali- en, wie Chrom, Eisen, Gold, Kupfer, Aluminium oder Titan, in einer Dicke von vorzugsweise 4 nm bis 20 nm. Als Absorberschichtmaterialien können auch Verbindungen, wie Nickel-Chrom-Eisen, oder seltenere Metalle, wie Vanadium, Palladium oder Molybdän, verwendet werden. Weitere geeignete Materialien sind z. B. Nickel, Cobalt, Wolfram, Niobium, Aluminium, Metall- verbindungen, wie Metallfluoride,-oxide,-sulfide,-nitride,-carbide,- phosphide,-selenide,-silicide und Verbindungen davon, aber auch Kohlen- stoff, Germanium, Cermet, Eisenoxid und dergleichen.

Die Absorber-und die Reflexionsschicht werden vorzugsweise im Vakuum- bedampfungsverfahren aufgedampft.

Unterschiedlichste Bedampfungsverfahren sind zur Erzeugung der Schich- ten geeignet. Eine methodische Gruppe bildet Physical Vapor Deposition (PVD) mit Schiffchenbedampfung, Bedampfung durch Widerstandsheizung, Bedampfung durch Induktionsheizung oder auch Elektronenstrahlbedamp- fung, Sputtern (DC oder AC) und Lichtbogenbedampfung. Andererseits kann die Bedampfung auch als Chemical Vapor Deposition (CVD) erfolgen, wie z. B. Sputtern im reaktiven Plasma oder jede andere plasmaunterstützte Bedampfungsart. Es besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, Dielektri- kumsschichten aufzudrucken.

Stehen Dispersionspartikel mit unterschiedlichem Brechungsindex zur Ver- fügung, kann das Color-Shift-Sicherheitselement auch so gestaltet werden, dass die Druckschicht zwei oder mehrere Teilschichten umfasst, die jeweils im Wesentlichen kugelförmige, monodisperse Dispersionspartikel mit von- einander verschiedenem Brechungsindex enthalten. Die Teilschichten kön- nen dabei durch eine semitransparente Metallschicht getrennt sein oder sie werden alternativ unter Verzicht auf dazwischen liegende semitransparente Metallschichten unmittelbar übereinander angeordnet. In diesem Fall ergibt sich ein nahezu volltransparentes Sicherheitselement mit unterschiedlichem Farbeindruck unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln. Seine optische Wirkung entfaltet ein derartiges Sicherheitselement am besten vor einem dunklen Hintergrund.

Wird zwischen den einzelnen Teilschichten eine semitransparente Metall- schicht aufgebracht, so erhält man bei geeignet gewählter Transmission der semitransparenten Schichten ein Sicherheitselement, das einen deutlich

wahrnehmbaren Farbkippeffekt auch ohne einen absorbierenden Hinter- grund zeigt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Dünn- schichtelement auf der von der Abstandsschicht abgewandten Seite der Re- flexionsschicht eine zweite Absorberschicht und eine zwischen der zweiten Absorberschicht und der Reflexionsschicht angeordnete zweite Abstands- schicht auf, so dass ein Dünnschichtelement mit von beiden Seiten sichtbaren Farbkippeffekten entsteht. Die zweite Abstandsschicht ist dabei durch eine zweite Druckschicht mit Dispersionspartikeln mit monomodaler oder oligo- modaler Größenverteilung gebildet. Bevorzugt enthält die zweite Druck- schicht eine Hauptspezies von im Wesentlichen kugelförmigen, monodisper- sen Dispersionspartikeln, wie sie oben in Zusammenhang mit der ersten Druckschicht beschrieben sind. Derartige symmetrisch ausgebildete Sicher- heitselemente können bei Sicherheitspapieren oder Wertdokumenten zum Einsatz kommen, die einen Fensterbereich oder ein Loch aufweisen. Das Si- cherheitselement wird über dem Fensterbereich oder Loch angebracht, so dass es von beiden Seiten her sichtbar ist.

Mit Vorteil enthalten die erste und zweite Druckschicht jeweils eine Haupt- spezies mit unterschiedlichem Durchmesser und/oder unterschiedlichem Brechungsindex, so dass bei dem Sicherheitselement auf beiden Seiten je- weils ein unterschiedlicher Farbkippeffekt erkennbar ist.

In den Zwischenräumen der Dispersionspartikel ist zweckmäßig eine Ma- trixfüllung aus Polymermaterial angeordnet, die die Druckschicht einebnet und eine gute Haftung der Dispersionspartikel untereinander und zur dar- unter liegenden Schicht herstellt. Eine solche Matrixfüllung kann in einem Temperaturschritt beispielsweise durch eine Verfilmung der Schalen von

Kern-Schale-Dispersionspartikeln oder durch eine Verfilmung einer zusätzli- chen Spezies von Dispersionspartikeln gebildet werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Dünnschichtele- ment mit einer flächigen Beugungsstruktur versehen, um ein Color-Shift- Hologramm zu bilden. In einer Variante sind dabei die Absorberschicht, die Abstandsschicht und die Reflektorschicht in dieser Reihenfolge auf einem Träger mit der flächigen Beugungsstruktur angeordnet. In einer anderen Va- riante ist die Reihenfolge der Schichten umgekehrt, so dass die Reflektor- schicht, die Abstandsschicht und die Absorberschicht in dieser Reihenfolge auf dem Träger angeordnet sind.

Der Träger kann beispielsweise durch eine mit einer Beugungsstruktur ver- sehene Prägelackschicht auf einer Kunststofffolie gebildet sein, welche einen Bestandteil des fertigen Sicherheitselements bildet. Die Beugungsstruktur der Prägelackschicht setzt sich dabei beim Aufbringen der weiteren Schich- ten in diesen vertikal nach oben fort. Die Schichten können auch auf einem Zwischenträger erzeugt werden, der bei Fertigstellung des Sicherheitsele- ments oder spätestens beim Aufbringen oder Einbringen des Sicherheitsele- ments in einen Gegenstand entfernt wird. Die Absorberschicht eines derarti- gen Color-Shift-Hologramms weist typischerweise eine Transmission zwi- schen 25% und 75% auf. Vorzugsweise ist der Dünnschichtaufbau der erfin- dungsgemäßen Sicherheitselemente auf ein Substrat aufgebracht. Bei dem Substrat handelt es sich vorzugsweise um eine transparente Kunststofffolie, wie z. B. Polyester.

Die oben beschriebenen Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines Sicherheitsstreifens, eines Sicherheitsfadens, eines Sicherheitsbandes, eines etikettenförmigen Einzelelements (Patch) oder eines Transferelements

zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen ausgebildet sein.

Die Erfindung umfasst auch ein Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheitsdokumenten, wie Banknoten, Ausweiskarten oder dergleichen, das mit einem oben beschriebenen Sicherheitselement ausgestattet ist. Das Sicherheitspapier kann insbesondere wenigstens einen durchgehenden Fen- sterbereich oder ein Loch enthalten, das mit dem Sicherheitselement bedeckt ist. In diesem Fall kommt mit Vorteil ein symmetrisches Sicherheitselement zum Einsatz, dessen Farbkippeffekte von beiden Seiten sichtbar sind.

Die Erfindung enthält ferner ein mit einem oben beschriebenen Sicherheits- element ausgestattetes Wertdokument, beispielsweise eine Banknote. Das Wertdokument kann ebenfalls einen mit dem Sicherheitselement bedeckten Fensterbereich oder ein damit abgedecktes Loch enthalten.

Das beschriebene Sicherheitselement, Sicherheitspapier oder Wertdokument kann unter anderem zur Sicherung von Waren beliebiger Art eingesetzt werden.

Zur Herstellung eines Sicherheitselements für Sicherheitspapiere, Wertdo- kumente und dergleichen, das ein Dünnschichtelement mit Farbkippeffekt enthält, welches eine Reflexionsschicht, eine Absorberschicht und eine zwi- schen Reflexionsschicht und Absorberschicht angeordnete Abstandsschicht aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Abstandsschicht in ei- nem Druckverfahren mit einer Druckfarbe mit Dispersionspartikeln mit mo- nomodaler oder oligomodaler Größenverteilung aufgebracht wird.

Die Abstandsschicht wird insbesondere mittels Tiefdruck, Flexodruck oder Offsetdruck aufgebracht. Bevorzugt wird dabei eine Druckfarbe verwendet, die eine Hauptspezies von im Wesentlichen kugelförmigen, monodispersen Dispersionspartikeln enthält. Der Feststoffanteil der Farbe und die Übertra- gungsmenge werden beim Druckvorgang zweckmäßig so eingestellt, dass sich auf der Reflexionsschicht überwiegend ein Monolayer oder Submono- layer mit den Dispersionspartikeln bildet.

Die aufgedruckte Abstandsschicht wird mit Vorteil einem Temperaturschritt unterworfen, in dem zumindest ein Bestandteil der Druckfarbe aufschmilzt.

Der aufschmelzende Bestandteil kann beispielsweise durch die Dispersions- partikel selbst, die Schale der Dispersionspartikel oder eine zusätzliche Dis- persionspartikel-Spezies gebildet sein. Der aufgeschmolzene Bestandteil ver- filmt und ebnet dadurch zum einen die aufgedruckte Schicht ein und verbes- sert zum anderen die Haftung der Dispersionspartikel untereinander und zum Untergrund.

Weist das Dünnschichtelement auf der von der Abstandsschicht abgewand- ten Seite der Reflexionsschicht eine zweite Abstandsschicht und eine zweite Absorberschicht auf, so wird erfindungsgemäß die zweite Abstandsschicht ebenfalls in einem Druckverfahren mit einer Druckfarbe mit Dispersionspar- tikeln mit monomodaler oder oligomodaler Größenverteilung aufgebracht.

Es ergibt sich ein symmetrisches Dünnschichtelement mit von beiden Seiten sichtbaren Farbkippeffekten. Für die zweite Abstandsschicht wird dabei wie für die erste Abstandsschicht bevorzugt eine Druckfarbe verwendet, die eine Hauptspezies von im Wesentlichen kugelförmigen, monodispersen Disper- sionspartikeln enthält.

Nach einer bevorzugten Weiterentwicklung werden für die erste und zweite Abstandsschicht Druckfarben verwendet, die jeweils eine Hauptspezies mit unterschiedlichem Durchmesser und/oder unterschiedlichem Brechungsin- dex enthalten, so dass bei dem Dünnschichtelement von den beiden Seiten unterschiedliche Farbkippeffekte erkennbar sind.

Das Aufdrucken der Abstandsschicht oder, im Fall eines symmetrischen Dünnschichtelements, beider Abstandsschichten erfolgt mit besonderem Vorteil von Rolle mit einer über die Bahnbreite gleichmäßigen Schichtdicke.

In einem weiteren Aspekt enthält die Erfindung eine Druckfarbe mit optisch variablen Farbpigmenten, die durch Interferenzschicht-Partikel gebildet sind.

Der Schichtaufbau der Interferenzschicht-Partikel umfasst eine Reflexions- schicht, eine Absorberschicht und eine zwischen Reflexionsschicht und Ab- sorberschicht angeordnete Abstandsschicht, wobei die Abstandsschicht durch eine Druckschicht mit Dispersionspartikeln mit monomodaler oder oligomodaler Größenverteilung gebildet ist. Bezüglich der vorteilhaften Durchmesser, des Aufbaus, der Materialwahl, der Anordnung und sonstiger Eigenschaften der Dispersionspartikel wird auf obige Ausführungen im Zu- sammenhang mit dem Sicherheitselement verwiesen, die für die Disper- sionspartikel der Druckfarbe ebenfalls gelten.

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Druckfarbe mit optisch variablen Farbpigmenten wird auf ein Substrat ein Dünnschichtelement mit Farbkipp- effekt aufgebracht, indem auf das Substrat eine Reflexionsschicht, eine Ab- sorberschicht und eine Abstandsschicht aufgebracht werden, wobei die Ab- standsschicht in einem Druckverfahren mit Dispersionspartikeln mit mono- modaler oder oligomodaler Größenverteilung aufgebracht wird, das Dünn-

schichtelement von dem Substrat abgelöst wird, das abgelöste Dünnschicht- element auf eine gegebene Partikelgröße gemahlen und die Partikel als op- tisch variable Farbpigmente in ein Bindemittel eingebracht werden.

Bei derartigen Druckfarben ist es von Vorteil, wenn unter der Reflexions- schicht ein dunkler Untergrund vorliegt, bevorzugt schwarze Farbe ver- druckt ist. Interferenzpigmente, die beim Verdrucken der Druckfarbe nicht mit dem gewünschten Interferenzschichtaufbau, sondern mit dem schwar- zen Untergrund nach oben zu liegen kommen, stören den Farbeindruck weit weniger als Pigmente, die mit der Reflexionsschicht nach oben zu liegen kommen. Letztere reflektieren weißes Licht relativ stark, was den ge- wünschten Farbeindruck durch den Interferenzschichtaufbau stört.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schichtaufbau der Inter- ferenzschicht-Partikel eine erste Absorberschicht, eine erste Abstandsschicht, eine Reflexionsschicht, eine zweite Abstandsschicht und eine zweite Absor- berschicht, wobei die erste Abstandsschicht zwischen der Reflexionsschicht und der ersten Absorberschicht angeordnet ist, und die zweite Abstands- schicht zwischen der Reflexionsschicht und der zweiten Absorberschicht an- geordnet ist. Die erste und zweite Abstandsschicht sind dabei durch eine er- ste beziehungsweise zweite Druckschicht mit Dispersionspartikeln mit mo- nomodaler oder oligomodaler Größenverteilung gebildet.

Die erste und zweite Abstandsschicht der Interferenzschicht-Partikel enthal- ten bevorzugt jeweils eine Hauptspezies von im Wesentlichen kugelförmi- gen, monodispersen Dispersionspartikeln, deren Durchmesser die Dicke der ersten bzw. zweiten Abstandsschicht bestimmen. Bezüglich der vorteilhaften Durchmesser, des Aufbaus, der Materialwahl, der Anordnung und sonstiger Eigenschaften der Dispersionspartikel wird auf die obigen Ausführungen in

Zusammenhang mit dem Sicherheitselement verwiesen, die für die Disper- sionspartikel der Druckfarbe ebenfalls gelten.

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Druckfarbe mit optisch variablen Farbpigmenten a) wird auf ein Substrat ein Dünnschichtelement mit Farbkippeffekt auf- gebracht, indem auf das Substrat in dieser Reihenfolge eine erste Ab- sorberschicht, eine erste Abstandsschicht, eine Reflexionsschicht, eine zweite Abstandsschicht und eine zweite Absorberschicht aufgebracht werden, wobei die erste und zweite Abstandsschicht jeweils in einem Druck- verfahren mit einer Druckfarbe mit Dispersionspartikeln mit mono- modaler oder oligomodaler Größenverteilung aufgebracht werden, b) wird das Dünnschichtelement von dem Substrat abgelöst, c) wird das abgelöste Dünnschichtelement auf eine gegebene Partikel- größe gemahlen, und d) werden die Partikel als optisch variable Farbpigmente in ein Binde- mittel eingebracht.

Für die Einzelheiten der Aufbringung der Abstandsschichten wird wieder auf die obigen Ausführungen in Zusammenhang mit dem Sicherheitsele- ment verwiesen. Die dort erwähnten vorteilhaften Ausgestaltungen gelten für die Herstellung der Druckfarbe ebenfalls.

Für alle erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele gilt auch, dass die Ab- standsschicht partiell aus unterschiedlichen Dispersionspartikeln aufgebaut ist. D. h., es ist möglich, an verschiedenen Stellen unterschiedliche Farbkipp- effekte zu erzielen. So können beispielsweise zwei oder mehrere Bereiche mit Dispersionspartikeln unterschiedlicher Kugelgröße nebeneinander gedruckt

werden. Es ist auch denkbar, eine vollflächige Abstandsschicht mit Disper- sionspartikeln einer bestimmten Größe mit einer weiteren Abstandsschicht mit Dispersionspartikeln einer anderen Größe motivabhängig zu überdru- cken. In den so ausgestatteten Sicherheitselementen kann der Betrachter an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Farbkippeffekte wahrnehmen.

Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nach- folgend anhand der Figuren erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabs-und proportionsgetreue Darstellung ver- zichtet.

Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem aufge- klebten Color-Shift-Transferelement nach einem Ausführungs- beispiel der Erfindung, Fig. 2 das Color-Shift-Element von Fig. 1 im Querschnitt, Fig. 3 in (a) eine Druckfarbe mit monodispersen Dispersionspartikeln mit Kern-Schale-Aufbau, und in (b) ein Color-Shift-Element mit einer mit der Druckfarbe von Fig. 3 (a) aufgedruckten Ab- standsschicht nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Er- findung, Fig. 4 in (a) eine Druckfarbe, die neben einer mondispersen Haupt- spezies auch hochschmelzende Dispersionspartikel geringeren Durchmessers enthält, und in (b) ein Color-Shift-Element mit einer mit der Druckfarbe von Fig. 4 (a) aufgedruckten Ab-

standsschicht nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Er- findung, Fig. 5 in (a) eine Druckfarbe, die neben einer mondispersen Haupt- spezies auch leicht filmbildende Dispersionspartikel geringeren Durchmessers enthält, und in (b) ein Color-Shift-Element mit einer mit der Druckfarbe von Fig. 5 (a) aufgedruckten Ab- standsschicht nach noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 6 ein Color-Shift-Element nach einem weiteren Ausführungsbei- spiel der Erfindung im Querschnitt, Fig. 7 einen Schnitt durch eine Banknote mit ausgestanzter Öffnung, die von einem Color-Shift-Element der in der Fig. 6 gezeigten Art abgedeckt wird, Fig. 8 ein Color-Shift-Hologramm nach einem weiteren Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt, und Fig. 9 eine Druckfarbe mit optisch variablen Farbpigmenten nach ei- nem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem aufgeklebten Color-Shift-Transferelement 12. Das Color-Shift-Element 12 kann, wie weiter unten gezeigt, einen Fensterbereich oder ein Loch in der Banknote überde- cken, oder es kann auf einem geschlossenen und im Wesentlichen undurch- sichtigen Teil der Banknote angebracht sein. In letztem Fall, der mit Bezug

auf die Fig. 1 bis 5 nunmehr näher erläutert wird, weist das Color-Shift- Element 12 nur einen von der Vorderseite her sichtbaren Farbkippeffekt auf.

Der Schichtaufbau des Color-Shift-Elements 12 nach einem ersten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 2 schematisch im Querschnitt dar- gestellt. Das Color-Shift-Element 12 weist eine Reflexionsschicht 14 auf, die durch eine opake Metallschicht gebildet ist, eine Absorberschicht 18 und eine zwischen diesen Schichten angeordnete Abstandsschicht 16.

Die Abstandsschicht 16 ist im Ausführungsbeispiel mit einer Druckfarbe mit monodispersen Dispersionspartikeln 20 aufgedruckt, welche einen Durch- messer von 400 nm aufweisen. Nach dem Trocknen der Druckfarbe bilden die Dispersionspartikel 20 eine gleichförmige und regelmäßige Struktur auf der Reflexionsschicht 14 aus. Der Feststoffanteil der Druckfarbe und die Übertragungsmenge wird dabei so eingestellt, dass sich im Wesentlichen ein Monolayer aus Dispersionspartikeln 20 auf der Oberfläche der Reflexions- schicht 14 einstellt.

Aufgrund des gleichmäßigen Durchmessers der monodispersen Disper- sionspartikel 20 weist die Abstandsschicht 16 eine sehr gleichmäßige Schichtdicke auf, die im Wesentlichen dem Durchmesser der Dispersions- partikel 20 entspricht. Fehlstellen oder Lücken in der geordneten Struktur ergeben formal einen Submonolayer an Dispersionspartikeln 20. Diese Ord- nungsfehler führen jedoch nicht zu einer Verschlechterung der Schicht- ckenkonstanz, solange die Belegungsdichte der Dispersionspartikel 20 nur groß genug ist.

Es versteht sich, dass der Durchmesser der Dispersionspartikel 20 entspre- chend der gewünschten Farbe des Color-Shift-Elements 12 unter Berücksich- tigung des Brechungsindex des Dispersionspartikelmaterials gewählt wird.

Fig. 3 zeigt in (a) eine Druckfarbe 22, bei der monodisperse Kern-Schale- Partikel 24 in Wasser dispergiert sind. Die Kern-Schale-Partikel 24 weisen einen hochschmelzenden Kern 26 und eine leicht filmbildende Hülle 28 auf.

Beispielsweise kann der Kern 26 aus Polystyrol und die Schale 24 aus Poly- butylacrylat bestehen. Nach dem Aufbringen der Druckfarbe 22 auf die Re- flexionsschicht 14 wird die Abstandschicht 16 in einem nachfolgenden Pro- zessschritt getrocknet. Dabei schmelzen die Schalen 28 der Dispersionsparti- keln 24 und verfilmen zu einer Einbettungsmatrix 30, wie in Fig. 3 (b) darge- stellt. Dadurch wird sowohl eine Einebnung der Druckschicht 16 erreicht, als auch die Haftung der verbleibenden Kerne 26 der Dispersionspartikel unter- einander und zur darunter liegenden Reflexionsschicht 14 verbessert.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Die Druckfarbe 32 der Fig. 4 (a) enthält neben einer mondispersen Hauptspezies 34 auch hochschmelzende Dispersionspartikel 36 geringeren Durchmessers.

Im Ausführungsbeispiel ist die Größenverteilung der Dispersionspartikel 34 und 36 daher bimodal. Beim Aufdrucken der Druckfarbe 32 auf die Refle- xionsschicht 14 füllen die kleineren Dispersionspartikel 36 die Zwischen- räume 38 zwischen den größeren Partikeln 34 und ebnen damit die Druck- schicht 16 ein. Es versteht sich, dass die Größenverteilung der kleineren Par- tikelspezies 36 nicht ebenso eng sein muss, wie die Verteilung der Hauptspe- zies 34, da sie für die Dicke der Abstandsschicht 16 von untergeordneter Be- deutung sind.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Druckfarbe 40, bei dem die kleineren Dispersionspartikel 42 im Unterschied zur eben beschrie- benen Druckfarbe 32 leicht filmbildend sind. Nach dem Aufbringen der Druckfarbe 40 auf die Reflexionsschicht 14 werden die Dispersionspartikel 42 in einem Temperaturschritt zu einem Film 44 verschmolzen. Wie in Zusam- menhang mit der Fig. 3 beschrieben, ergeben sich durch den Einbettungsfilm 44 eine Einebnung der Druckschicht 16 sowie eine verbesserte Haftung der Hauptspezies 34.

Ein Sicherheitselement mit symmetrischem Schichtaufbau, bei dem von bei- den Seiten her ein Farbkippeffekt sichtbar ist, ist in Fig. 6 illustriert. Das dort gezeigte Dünnschichtelement 50 enthält eine erste Absorberschicht 52, eine erste Abstandsschicht 54, eine opake Reflektorschicht 56, eine zweite Ab- standsschicht 58 und eine zweite Absorberschicht 60. Beide Abstandsschich- ten 54 und 58 sind, wie oben beschrieben, durch eine Druckschicht mit mo- nomodal oder oligomodal größenverteilten Dispersionspartikeln gebildet.

Die erste Abstandsschicht 54 ist im Ausführungsbeispiel mit einer Druckfar- be mit monodispersen Dispersionspartikeln 62 eines Durchmessers von 400 nm aufgedruckt, die zweite Abstandsschicht 58 mit einer Druckfarbe mit monodispersen Dispersionspartikeln 64 mit einem Durchmesser von 300 nm.

Entsprechend der unterschiedlichen Größe der Dispersionspartikel 62,64 treten auf der Vorder-und Rückseite des Dünnschichtelements 50 unter- schiedliche Farbkippeffekte auf. Es versteht sich, dass auch für das symme- trische Sicherheitselement Dispersionspartikel mit Kern-Schale-Aufbau oder Druckfarben mit zusätzlichen Dispersionspartikeln geringeren Durchmes- sers, wie in den Figuren 3 bis 5 gezeigt, verwendet werden können.

Eine Anwendung des symmetrischen Dünnschichtelements 50 ist in der Fig.

7 dargestellt, die eine Banknote 70 mit einer durchgehenden gestanzten Öff- nung 72 zeigt. Die Öffnung 72 ist auf der Vorderseite der Banknote 70 voll- ständig von dem Dünnschichtelement 50 der Fig. 6 abgedeckt. Wegen der opaken Reflexionsschicht 56 ist von der Vorderseite der Banknote 70 her be- trachtet nur der durch die obere Abstandsschicht 54 mit ihren 300 nm durchmessenden Dispersionspartikeln bestimmte Farbkippeffekt sichtbar.

Wird die Banknote 70 von der Rückseite her betrachtet, ist durch die Öff- nung 72 die Rückseite des Dünnschichtelementes 50, und damit nur der zweite, durch die untere Abstandsschicht 58 und die 220 nm großen Disper- sionspartikel bestimmte Farbkippeffekt erkennbar. Der von beiden Seiten unterschiedliche Farbkippeffekt ist auch für Laien leicht zu überprüfen, je- doch schwer nachzuahmen und erhöht somit die Sicherheit der mit dem Si- cherheitselement 50 versehenen Banknote beträchtlich.

Das Sicherheitselement 80 des in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels stellt ein so genanntes Color-Shift-Hologramm dar. Das Sicherheitselement 80 ent- hält ein Dünnschichtelement 82 mit Farbkippeffekt, das zusätzlich mit einer flächigen Beugungsstruktur 84 versehen ist. Dazu ist auf einer Trägerfolie 86 eine Prägelackschicht 88 aufgebracht, in die eine Beugungsstruktur 84 ein- geprägt ist. Auf die Prägelackschicht 88 ist eine semitransparente Absorber- schicht 90 mit einer Transmission zwischen 25% und 75%, im Ausführungs- beispiel von etwa 50%, aufgedampft.

Auf die Absorberschicht 90 ist eine Abstandsschicht 92 aufgebracht, die durch eine oben beschriebene Druckschicht mit Dispersionspartikeln mono- modaler oder oligomodaler Größenverteilung gebildet ist. Während in der Fig. 8 der Einfachheit halber lediglich der Fall einer monodispersen Spezies

von Dispersionspartikeln 94 illustriert ist, versteht es sich, dass auch alle an- deren beschriebenen Dispersionspartikel zum Einsatz kommen können.

Die Abstandsschicht 92 ist mit einer Reflektorschicht 96, im Ausführungsbei- spiel aus Aluminium, beschichtet. Beim Aufbringen der Absorberschicht 90, der Abstandsschicht 92 und der Reflektorschicht 96 setzt sich die flächige Beugungsstruktur 84 der Prägelackschicht 88 nach oben in die aufgebrachten Schichten fort, so dass beim fertig gestellten Color-Shift-Hologramm 80 alle Teilschichten eine Beugungsstruktur aufweisen. Das Anwendungsgebiet sol- cher drucktechnisch erzeugter Color-Shift-Hologramme 80 ist ebenso breit und vielseitig wie das herkömmlicher Beugungshologramme.

Die in Zusammenhang mit der Fig. 6 beschriebenen symmetrischen Dünn- schichtelemente 50 können zur Herstellung einer Druckfarbe mit optisch va- riablen Farbpigmenten genutzt werden. Eine solche Druckfarbe ist in Fig. 9 schematisch dargestellt. Zur Herstellung der Druckfarbe 100 wird auf ein Substrat ein Dünnschichtelement 50 mit Farbkippeffekt, wie in Zusammen- hang mit der Fig. 6 im Detail beschrieben, aufgebracht. Das Dünnschichtele- ment 50 wird dann von dem Substrat abgelöst und das abgelöste Dünn- schichtelement auf eine gegebene Partikelgröße gemahlen. Die Partikel wer- den dann als optisch variable Farbpigmente 102 in ein Bindemittel 100 einge- bracht. Auf diese Weise lassen sich optisch variable Farbpigmente für Druck- farben einfach und kostengünstig herstellen.