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WO2019233625A1 - Effektpigment, druckfarbe, sicherheitselement, datenträger und herstellungsverfahren - Google Patents

Effektpigment, druckfarbe, sicherheitselement, datenträger und herstellungsverfahren Download PDF

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Publication number
WO2019233625A1
WO2019233625A1 PCT/EP2019/000172 EP2019000172W WO2019233625A1 WO 2019233625 A1 WO2019233625 A1 WO 2019233625A1 EP 2019000172 W EP2019000172 W EP 2019000172W WO 2019233625 A1 WO2019233625 A1 WO 2019233625A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
platelet
substrate
layer
security element
effect pigment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2019/000172
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Sattler
Jörg Anders
Maik Rudolf Johann Scherer
Kai Hermann SCHERER
Raphael DEHMEL
Christian Fuhse
Michael Rahm
Thomas Mang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH filed Critical Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority to EP19729441.6A priority Critical patent/EP3802142A1/de
Publication of WO2019233625A1 publication Critical patent/WO2019233625A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B42D25/369—Magnetised or magnetisable materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/0015—Pigments exhibiting interference colours, e.g. transparent platelets of appropriate thinness or flaky substrates, e.g. mica, bearing appropriate thin transparent coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/0078—Pigments consisting of flaky, non-metallic substrates, characterised by a surface-region containing free metal

Definitions

  • the invention relates to a platelet-shaped magnetic effect pigment for use in a printing ink, a printing ink, a security element for securing a value document or a valuable article, a data carrier, in particular a banknote, and methods for producing the effect pigment and the security element.
  • Data carriers such as valuables or identity documents, or other items of value, such as branded articles, are often provided with security elements for securing purposes, which permit a verification of the authenticity of the data carriers and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • Security elements with viewing-angle-dependent effects play a special role in the authentication of authenticity since they can not be reproduced even with the very latest copiers.
  • the security elements are thereby equipped with optically variable elements which give the viewer a different image impression under different viewing angles and, for example, depending on the viewing angle, show a different color or brightness impression and / or another graphic motif.
  • Thin-film systems which produce a viewing angle-dependent color impression on the viewer by means of interference are known in the prior art.
  • This optical effect can serve as an optically variable security element.
  • a large-scale thin-film system can be comminuted by various techniques.
  • the size of the resulting flakes or platelets can be laterally up to a few micrometers, but the size is usually in a range of 2gm to lOOmih.
  • the vertical structure of a platelet is given by the requirements of the inter ference layers and is usually as thin as possible, eg in a range of 200 nm to 800 nm.
  • Such platelets are used, for example, in optically variable color (so-called OVI® color), which serves to provide a security element.
  • the pigment platelets have a magnetic moment.
  • Magnetically orienable effect pigments are e.g. commercially available under the trade name OVMI® from SICPA (the abbreviation OVMI stands for the term "optically variable magnetic ink”.)
  • the pigments typically have a platelet-like structure and are in the form of a layer composite which often comprises two layers of optical effect layers With regard to the optical effect layers, metallic-reflecting layers as well as color-shifting layer systems, eg with an absorber, are used
  • the embedded magnetic layer is usually not visible, but is required to align the pigments.
  • the magnetic pigments can rotate about axes parallel to their magnetization with the symbol "m” arranged perpendicular to the normal vector of the thin films Pigments in one direction are substantially uniform while being essentially randomly distributed in another direction, thus not always showing a color surface of the pigment upwards (see attached Figure 2) .
  • the object of the present invention is to provide a method by which the control over the arrangement of the magnetic color pigments can be improved to allow a more attractive optical effect in this way.
  • Platelet-shaped magnetic effect pigment according to Clause 2 wherein at least one reflective layer, preferably each of the two reflective layers, additionally with a translucent color layer or with an interference layer or with at least one further layer, which is used to produce a multilayer interference layer arrangement is combined. 4.
  • Security element for securing a value document or a valuable article obtainable by printing technology applying the ink according to one of the clauses 7 to 9 on a substrate.
  • Security element according to clause 10 wherein the printing substrate is a value document substrate, preferably a paper substrate, a polymer substrate, a paper / polymer composite substrate or a paper-like substrate. 12. (Preferred embodiment) A security element according to clause 10 or 11, wherein for the viewer when viewing the security element, a viewing angle-dependent optical effect is perceptible based on the fixed in an external magnetic field and fixed in the cured binder pigments.
  • step of crushing e.g. by grinding until particles having an adequate size distribution are obtained;
  • a method of manufacturing the security element according to any one of clauses 10 to 13, comprising printing by applying the ink according to any one of clauses 7 to 9 to a printing material, wherein in the step of printing applying the ink external magnetic field is applied and the color is cured, preferably by UV radiation or by heat, so that the particles become immobile.
  • FIG. 1 shows the possible magnetization (with the symbol “m") of an OVMI® pigment and the consequent orientation of the pigment in a magnetic field (with the symbol “H”);
  • Figure 2 shows possible alignments of an OVMI® pigment in the magnetic field (with the symbol “H”) by a rotation about an axis with the symbol “m”;
  • FIG. 3 shows the rotation of the OVMI® pigment around the surface normal in the case of a magnetization that is parallel to the surface normal; At the same time, the intensity of the optical reflex does not change.
  • the present invention is a printing technology available security element based on platelet-shaped magnetic advisingpigmen th whose magnetic moment is aligned substantially perpendicular to the platelet plane.
  • the magnetic pigments according to the invention can be oriented in a static external magnetic field so that their magnetic moments are substantially parallel to the magnetic field lines.
  • the platelets can rotate about an axis which is arranged parallel to its magneti's moment, without changing their potential energy in the magnetic field.
  • Mag netpigmenten rotation in the case of the pigments of the invention, however, has no significant influence on the reflection properties of the Pig ments. The reflection properties can therefore be better controlled who the.
  • the viewer sees a large number of small pigments each having a substantially random brightness. Consequently, the security elements obtained in this way have a granular or a so-called "noisy" optical texture, whereas homogeneous pigments can be produced by means of the pigments according to the invention.
  • a layer structure is he testifies, wherein the layer structure has a arranged between two reflective layers magnetic layer.
  • the reflective ones Layers can additionally be combined with translucent colors or with interference layers (or with further layers which lead to the generation of a multi-layer interference layer arrangement).
  • the layer structure is detached from the carrier substrate and, if appropriate, comminuted, for example by means of grinding, until particles with an adequate size distribution are obtained.
  • the resulting particles may be mixed with a UV-curing binder to form a screen printing ink.
  • an external magnetic field is expediently applied and the color cured, for example, by UV radiation or by primagon effect, so that the particles are immobile.
  • This layer is magnetized by means of an external magnetic field perpendicular to the layer plane.
  • the layers and / or pigments may only be exposed to external magnetic fields whose field strength is significantly lower than the coercive field strength of the magnetic layer.
  • Second preferred production method A ferromagnetic or ferrimagnetic material having a very high coercive force is comminuted by grinding until a particle size of less than 10 mpi, preferably less than Impi, is obtained.
  • the powder is introduced into a liquid medium which can be solidified in a controlled manner, and the mixture is applied to a carrier substrate.
  • the particles are then aligned by means of an external magnetic field so that their magnetization direction is arranged in each case perpendicular to the substrate plane, and the liquid medium is solidified, so that the particles are immobile and the magnetization of the layer is so to speak frozen.
  • an external magnetic field it may be advantageous to increase the temperature of the layer for a short time significantly and / or to exert a high pressure on the material.
  • the layers and / or pigments may only be exposed to magnetic fields whose field strength is significantly lower than the coercive field strength of the magnetic layer.
  • a magnetic layer is formed of such a material in which the shape anisotropy is not dominant and the magnetic moment is preferably perpendicular to the layer plane.
  • the above-described first preferred manufacturing method and the second preferred manufacturing method are each based on the prior art production of rare earth magnets, e.g. Neodymium iron boron or samarium cobalt.
  • the above-described third preferred manufacturing method is based on the well-known in the art manufacturing a hard disk or hard disk (ie, a magnetic storage medium of computer technology), in the Examples of materials which can be used are, inter alia, Co / Cr alloys or layer structures based on the configuration NiFe / TiCr / CoCr-TaPt deposited on an Al / NiP substrate. Substrate, for example, by sputtering.
  • the use of the particles according to the invention makes it possible to realize optically variable patterns, the surfaces produced in this way having an extremely homogeneous and brilliant effect compared to the patterns known in the prior art.
  • novel patterns can be produced which can not be realized on the basis of the pigments known hitherto in the art, e.g. Micromirror bulging effects.
  • the particles according to the invention can additionally be mixed with particles according to the prior art. When the resulting mixture is exposed to an external magnetic field, the principal planes of the two types of particles are locally perpendicular to each other, so that the pattern produced in this way is visible from widely different viewing angles.
  • the two particle types can have a different coloration, so that a color change can be made visible.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein plättchenförmiges magnetisches Effektpigment zur Verwendung in einer Druckfarbe, wobei das Effektpigment ein im Wesentlichen senkrecht zur Plättchenebene ausgerichtetes magnetisches Moment aufweist.

Description

Effektpigment, Druckfarbe, Sicherheitselement, Datenträger und
Herstellungsverfahren
Die Erfindung betrifft ein plättchenförmiges magnetisches Effektpigment zur Verwendung in einer Druckfarbe, eine Druckfarbe, ein Sicherheitselement zur Absicherung eines Wertdokuments oder eines Wertgegenstands, einen Datenträger, insbesondere eine Banknote, sowie Verfahren zum Herstellen des Effektpigments und des Sicherheitselements.
Datenträger, wie etwa Wert- oder Ausweisdokumente, oder andere Wertge genstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicher heitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitsele- mente mit betrachtungswinkelabhängigen Effekten, da diese selbst mit mo dernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheit- selemente werden dabei mit optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unter schiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrach tungswinkel einen anderen Färb- oder Helligkeitseindruck und/ oder ein anderes graphisches Motiv zeigen.
Dünnschichtsysteme, die beim Betrachter mittels Interferenz einen betrach tungswinkelabhängigen Farbeindruck erzeugen, sind im Stand der Technik bekannt. Dieser optische Effekt kann als ein optisch variables Sicherheit selement dienen. Ein großflächiges Dünnschichtsystem kann mittels ver schiedener Techniken zerkleinert werden. Die Größe der entstehenden Flo cken bzw. Plättchen kann lateral bis zu wenige Mikrometer betragen, die Größe bewegt sich jedoch zumeist in einem Bereich von 2gm bis IOOmih. Der vertikale Aufbau eines Plättchens ist durch die Anforderungen an die Inter ferenzschichten gegeben und ist in der Regel so dünn wie möglich, z.B. in einem Bereich von 200 nm bis 800 nm. Solche Plättchen kommen z.B. in op tisch variabler Farbe (sogenannte OVI®-Farbe) zum Einsatz, die zur Bereit stellung eines Sicherheitselements dient.
Weiterhin bekannt ist die Möglichkeit, die einen Farbeindruck erzeugenden Dünnschichtsysteme auf ein ferromagnetisches Material aufzubringen. Somit besitzen die Pigmentplättchen ein magnetisches Moment. Magnetisch orien tierbare Effektpigmente sind z.B. kommerziell unter dem Handelsnamen OVMI® der Firma SICPA erhältlich (die Abkürzung OVMI steht für den Be griff„optically variable magnetic ink"). Die Pigmente besitzen typischer weise einen plättchenförmigen Aufbau und liegen in Form eines Schichtver bunds vor, der häufig zwei Lagen optischer Effektschichten und eine dazwi schen eingebettete magnetische Schicht beinhaltet. Mit Bezug auf die opti schen Effektschichten kommen metallisch-spiegelnde Schichten ebenso wie farbschiebende Schichtsysteme, z.B. mit einem Absor
ber/Dielektrikum/Reflektor-Aufbau, infrage. Die eingebettete Magnet schicht ist in der Regel nicht sichtbar, ist aber zur Ausrichtung der Pigmente erforderlich.
Im Stand der Technik ist es weiterhin bekannt, solche Farbpigmente, die ein magnetisches Moment besitzen, für das Bereitstellen optisch variabler Si cherheitselemente einzusetzen. Hierzu werden die Pigmente in ein transpa rentes Bindemittel eingebracht. Mittels eines externen Magnetfelds kann die Ausrichtung der Pigmente unmittelbar nach dem Druck auf einen Bedruck stoff beeinflusst werden. Anschließend wird das Bindemittel z.B. mittels UV- Bestrahlung ausgehärtet, um die Ausrichtungen der Pigmente zu fixieren. Durch ein geschicktes Einstellen des räumlichen Verlaufs der Pigmentaus richtungen ist es möglich, das bedruckte Substrat mit optischen Bewegungs effekten auszustatten. Da die Magnetisierungsrichtung der Pigmente infolge der Formanisotropie vorzugsweise entlang der Richtung der größten Ab- messung der Pigmente verläuft, ist das magnetische Moment der Partikel senkrecht zum Normalenvektor der Dünnschichten ausgerichtet. Wird ein Magnetfeld mit einer Feldstärke mit dem Formelzeichen„H" angelegt, wer- den die Pigmente so ausgerichtet, dass ihre magnetischen Momente mög lichst parallel zum Feld vektor liegen (siehe die beigefügte Figur 1).
Als Konsequenz können die Magnetpigmente um Achsen parallel zu ihrer Magnetisierung mit dem Formelzeichen„m", die senkrecht zum Normalen- vektor der Dünnschichten angeordnet sind, rotieren. Bei der im Stand der Technik bekannten Verwendung der Magnetpigmente kann man davon ausgehen, dass die Ausrichtung der Pigmente in einer Richtung im Wesent- lichen einheitlich ist, während sie in einer anderen Richtung im Wesentli chen zufallsverteilt ist, somit zeigt nicht immer eine Farbfläche des Pigments nach oben (siehe die beigefügte Figur 2). Dies führt zu einer Aufweitung der Lichtreflexion und zu einer verringerten Brillanz und Schärfe des optisch variablen Effektes.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfah- rens, durch das die Kontrolle über die Anordnung der magnetischen Farb- pigmente verbessert werden kann, um auf diese Weise einen attraktiveren optischen Effekt zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird auf Grundlage der in den unabhängigen Ansprüchen definierten Merkmalskombinationen gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Zusammenfassung der Erfindung
1. (Erster Aspekt der Erfindung) Plättchenförmiges magnetisches Effektpig- ment zur Verwendung in einer Druckfarbe, wobei das Effektpigment ein im Wesentlichen senkrecht zur Plättchenebene ausgerichtetes magnetisches Moment aufweist.
2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Plättchenförmiges magnetisches Effektpig ment nach Klausel 1, wobei das Effektpigment einen Schichtaufbau mit einer zwischen zwei reflektierenden Schichten angeordneten magnetischen
Schicht aufweist.
3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Plättchenförmiges magnetisches Effektpig ment nach Klausel 2, wobei zumindest eine reflektierende Schicht, bevorzugt jede der beiden reflektierenden Schichten, zusätzlich mit einer lasierenden Farbschicht oder mit einer Interferenzschicht oder mit mindestens einer wei teren Schicht, die zur Erzeugung einer mehrschichtigen Interferenzschicht anordnung führt, kombiniert ist. 4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Plättchenförmiges magnetisches Effektpig ment nach einer der Klauseln 2 oder 3, wobei die magnetische Schicht auf einem ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Material mit einer hohen Koerzitivfeldstärke basiert. 5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Plättchenförmiges magnetisches Effektpig ment nach einer der Klauseln 2 bis 4, wobei die magnetische Schicht auf ei nem Seltenerdmetall basiert und bevorzugt auf Neodym-Eisen-Bor oder auf Samarium-Cobalt basiert. 6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Plättchenförmiges magnetisches Effektpig ment nach einer der Klauseln 2 bis 4, wobei die magnetische Schicht auf ei ner Co/Cr-Legierung oder auf einem Schichtaufbau auf Basis der Konfigura tion NiFe/TiCr/CoCr-TaPt, aufgebracht auf einem Al/NiP-Substrat, basiert.
7. (Zweiter Aspekt der Erfindung) Druckfarbe, umfassend plättchenförmige magnetische Effektpigmente nach einer der Klauseln 1 bis 6.
8. (Bevorzugte Ausgestaltung) Druckfarbe nach Klausel 7, wobei die Druck farbe ein Bindemittel, bevorzugt ein UV-härtendes Bindemittel oder ein wärmehärtendes Bindemittel, umfasst.
9. (Bevorzugte Ausgestaltung) Druckfarbe nach Klausel 7 oder 8, wobei die Druckfarbe neben den plättchenförmigen magnetischen Effektpigmenten nach einer der Klauseln 1 bis 6 zusätzlich konventionelle magnetisch orien tierbare Effektpigmente, die z.B. kommerziell unter dem Handelsnamen OVMI® erhältlich sind, aufweist.
10. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement zur Absicherung eines Wertdokuments oder eines Wertgegenstands, erhältlich durch drucktechni sches Aufbringen der Druckfarbe nach einer der Klauseln 7 bis 9 auf einen Bedruckstoff.
11. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Klausel 10, wobei der Bedruckstoff ein Wertdokumentsubstrat, vorzugsweise ein Papiersub strat, ein Polymersubstrat, ein Papier/ Po ly mer- Verbundsubstrat oder ein papierähnliches Substrat, ist. 12. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Klausel 10 oder 11, wobei für den Betrachter beim Betrachten des Sicherheitselements ein be- trachtungswinkelabhängiger optischer Effekt wahrnehmbar ist, der auf den in einem externen Magnetfeld ausgerichteten und im gehärteten Bindemittel fixierten Pigmenten basiert.
13. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einer der Klauseln 10 bis 12, wobei die Pigmente entlang des Sicherheitselements bereichsweise in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vor liegen.
14. (Dritter Aspekt der Erfindung) Datenträger mit einem Sicherheitselement nach einer der Klauseln 10 bis 13.
15. (Bevorzugte Ausgestaltung) Datenträger nach Klausel 14, wobei der Da- tenträger eine Banknote oder ein anderes Wertdokument, ein Pass, eine Ur kunde, Bezahlkarte oder eine Ausweiskarte ist.
16. (Vierter Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen des plättchen- förmigen magnetischen Effektpigments nach einer der Klauseln 1 bis 6, um fassend
a) den Schritt das Erzeugen eines Schichtaufbaus oberhalb eines Träger sub- strats, wobei der Schichtaufbau eine zwischen zwei reflektierenden Schich ten angeordnete magnetische Schicht aufweist;
b) den Schritt des Ablösens des Schichtaufbaus vom Träger substrat;
optional c) den Schritt des Zerkleinerns, z.B. mittels Zermahlen, bis Partikel mit einer adäquaten Größenverteilung erhalten werden;
optional d) den Schritt des Vermischens der erhaltenen Partikel mit einem UV-härtenden oder wärmehärtenden Bindemittel zu einer (Sieb-)Druckfarbe. 17. (Fünfter Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen des Sicherheit- selement nach einer der Klauseln 10 bis 13, umfassend das drucktechnische Aufbringen der Druckfarbe nach einer der Klauseln 7 bis 9 auf einen Be druckstoff, wobei im Schritt des drucktechnischen Aufbringens der Farbe ein externes Magnetfeld angelegt wird und die Farbe ausgehärtet wird, bevor zugt durch UV-Strahlung oder durch Wärmeeinwirkung, sodass die Partikel unbeweglich werden.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der schematisch stark vereinfachten Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß- stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die An schaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:
Figur 1 die mögliche Magnetisierung (mit dem Formelzeichen„m") eines OVMI®-Pigments und die daraus folgende Ausrichtung des Pigments in einem Magnetfeld (mit dem Formelzeichen„H");
Figur 2 mögliche Ausrichtungen eines OVMI®-Pigments im Magnet feld (mit dem Formelzeichen„H") durch eine Rotation um eine Achse mit dem Formelzeichen„m"; und
Figur 3 die Rotation des OVMI®-Pigments um die Flächennormale bei einer Magnetisierung, die parallel zur Flächennormale zeigt; dabei ändert sich die Intensität des optischen Reflexes nicht. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein drucktechnisch erhältliches Sicherheitselement, das auf plättchenförmigen magnetischen Effektpigmen ten basiert, deren magnetisches Moment im Wesentlichen senkrecht zur Plättchenebene ausgerichtet ist.
Ähnlich wie bei den im Stand der Technik bekannten Magnetpigmenten können sich die erfindungsgemäßen Magnetpigmente in einem statischen externen Magnetfeld so ausrichten, dass ihre magnetischen Momente im Wesentlichen parallel zu den Magnetfeldlinien stehen. Genau wie bei den im Stand der Technik bekannten Magnetpigmenten verbleibt ein Freiheitsgrad: die Plättchen können um eine Achse rotieren, die parallel zu ihrem magneti schen Moment angeordnet ist, ohne ihre potentielle Energie im Magnetfeld zu verändern. Im Gegensatz zu den im Stand der Technik bekannten Mag netpigmenten hat die Rotation im Falle der erfindungsgemäßen Pigmente aber keinen wesentlichen Einfluss auf die Reflexionseigenschaften der Pig mente. Die Reflexionseigenschaften können folglich besser kontrolliert wer den. Im Falle der im Stand der Technik bekannten Magnetpigmente sieht der Betrachter eine Vielzahl kleiner Pigmente mit einer jeweils im Wesentlichen zufälligen Helligkeit. Die auf diese Weise erhaltenen Sicherheitselemente haben folglich eine granuläre bzw. eine sozusagen„verrauschte" optische Textur. Demgegenüber können mittels der erfindungsgemäßen Pigmente homogen glänzende Flächen erzeugt werden. Auf diese Weise lassen sich z.B. sogenannte Mikrospiegel- Wölbeffekte erzielen.
Bezüglich der Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmente bestehen ver schiedene Möglichkeiten. Allen Methoden ist gemeinsam, dass zunächst oberhalb eines Trägersubstrats, z.B. eine Trägerfolie, ein Schichtaufbau er zeugt wird, wobei der Schichtaufbau eine zwischen zwei reflektierende Schichten angeordnete magnetische Schicht aufweist. Die reflektierenden Schichten können zusätzlich mit lasierenden Farben oder mit Interferenz- schichten (oder mit weiteren Schichten, die zur Erzeugung einer mehrschich tigen Interferenzschichtanordnung führen) kombiniert werden. Anschlie ßend wird der Schichtaufbau vom Trägersubstrat abgelöst und gegebenen falls zerkleinert, z.B. mittels Zermahlen, bis Partikel mit einer adäquaten Größenverteilung erhalten werden. Danach können die erhaltenen Partikel mit einem UV-härtenden Bindemittel zu einer Siebdruckfarbe vermischt werden. Im Schritt des drucktechnischen Aufbringens der Farbe auf einen Bedruckstoff wird zweckmäßigerweise ein externes Magnetfeld angelegt und die Farbe ausgehärtet, z.B. durch UV-Strahlung oder durch Wärmeein wirkung, sodass die Partikel unbeweglich werden.
Im Folgenden werden bevorzugte Verfahren zur Herstellung der Magnet schichten in erfindungsgemäßen Pigmenten beschrieben.
Erstes bevorzugtes Herstellungsverfahren:
Es wird eine Schicht aus ferromagnetischem oder ferrimagnetischem Materi al, das eine hohe Koerzitivfeldstärke aufweist, auf ein Trägersubstrat aufge bracht. Diese Schicht wird mittels eines externen Magnetfelds senkrecht zur Schichtebene magnetisiert. Während der Magnetisierung kann es von Vorteil sein, die Temperatur der Schicht kurzzeitig deutlich zu erhöhen, z.B. mittels IR-Strahlung oder mittels Laserstrahlung), und/ oder einen hohen Druck auf das Material auszuüben. In den weiteren Verarbeitungsschritten dürfen die Schichten und/ oder Pigmente nur noch externen Magnetfeldern ausgesetzt werden, deren Feldstärke deutlich geringer als die Koerzitivfeldstärke der Magnetschicht ist.
Zweites bevorzugtes Herstellungsverfahren: Ein ferromagnetisches oder ferrimagnetisches Material mit einer sehr hohen Koerzitivfeldstärke wird mittels Zermahlen zerkleinert, bis eine Partikelgrö ße von weniger als 10 mpi, vorzugsweise weniger als Impi, vor Hegt. Das Pul ver wird in ein flüssiges Medium eingebracht, welches kontrolliert verfestigt werden kann, und die Mischung wird auf ein Trägersubstrat aufgebracht.
Die Partikel werden dann mittels eines externen Magnetfelds so ausgerichtet, dass ihre Magnetisierungsrichtung jeweils senkrecht zur Substratebene an geordnet ist, und das flüssige Medium wird verfestigt, sodass die Partikel unbeweglich werden und die Magnetisierung der Schicht sozusagen einge froren wird. Während des Ausrichtens mittels eines externen Magnetfelds kann es von Vorteil sein, die Temperatur der Schicht kurzzeitig deutlich zu erhöhen und/ oder einen hohen Druck auf das Material auszuüben. In den weiteren Verarbeitungsschritten dürfen die Schichten und/ oder Pigmente nur noch Magnetfeldern ausgesetzt werden, deren Feldstärke deutlich ge ringer als die Koerzitivfeldstärke der Magnetschicht ist.
Drittes bevorzugtes Herstellungsverfahren:
Eine Magnetschicht wird aus einem solchen Material erzeugt, bei dem die Formanisotropie nicht dominant ist, und das magnetische Moment vor zugsweise senkrecht zur Schichtebene angeordnet ist.
Das oben beschriebene erste bevorzugte Herstellungsverfahren und das zweite bevorzugte Herstellungsverfahren basiert jeweils auf der im Stand der Technik bekannten Herstellung von Magneten aus seltenen Erden, z.B. Neodym-Eisen-Bor oder Samarium-Cobalt.
Das oben beschriebene dritte bevorzugte Herstellungsverfahren basiert auf der im Stand der Technik bekannten Herstellung einer Festplatte bzw. Hard Disk (d.h. ein magnetisches Speichermedium der Computertechnik), bei der dünne Schichten senkrecht zur Schichtebene magnetisiert werden („perpen- dicular recording"). Beispiele für verwendbare Materialien sind unter ande rem Co/Cr-Legierungen oder Schichtaufbauten auf Basis der Konfiguration NiFe/TiCr/ CoCr-TaPt, aufgebracht auf einem Al/NiP-Substrat. Die Herstel- lung kann z.B. durch Sputtern erfolgen.
Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Partikel können optisch va- riable Muster verwirklicht werden, wobei die auf diese Weise erzeugten Flä- chen verglichen mit den im Stand der Technik bekannten Mustern ausge- sprochen homogen und brillant wirken. Darüber hinaus können neuartige Muster erzeugt werden, die auf Grundlage der bislang im Stand der Technik bekannten Pigmente nicht verwirklicht werden können, z.B. Mikrospiegel- Wölbeffekte. Weiterhin können die erfindungsgemäßen Partikel zusätzlich mit Partikeln gemäß dem Stand der Technik vermischt werden. Wenn die erhaltene Mi schung einem externen Magnetfeld ausgesetzt wird, sind die Hauptebenen der beiden Partikelarten lokal senkrecht zueinander angeordnet, sodass das auf diese Weise erzeugte Muster aus stark unterschiedlichen Betrachtungs- winkeln sichtbar ist. So kann beim Kippen eines auf diese Weise erzeugten Sicherheitselements erstens ein Betrachtungswechsel zwischen zwei ver schiedenen optisch variablen Mustern sichtbar gemacht werden, zweitens können die beiden Partikelarten eine unterschiedliche Färbung aufweisen, sodass ein Farbumschlag sichtbar gemacht werden kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment zur Verwendung in ei- ner Druckfarbe, wobei das Effektpigment ein im Wesentlichen senkrecht zur Plättchenebene ausgerichtetes magnetisches Moment aufweist.
2. Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach Anspruch 1, wo bei das Effektpigment einen Schichtaufbau mit einer zwischen zwei re- flektierenden Schichten angeordneten magnetischen Schicht aufweist.
3. Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach Anspruch 2, wo bei zumindest eine reflektierende Schicht, bevorzugt jede der beiden re- flektierenden Schichten, zusätzlich mit einer lasierenden Farbschicht oder mit einer Interferenzschicht oder mit mindestens einer weiteren Schicht, die zur Erzeugung einer mehrschichtigen Interferenzschichtanordnung führt, kombiniert ist.
4. Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach einem der An sprüche 2 oder 3, wobei die magnetische Schicht auf einem ferromagneti- schen oder ferrimagnetischen Material mit einer hohen Koerzitivfeldstär- ke basiert.
5. Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach einem der An- sprüche 2 bis 4, wobei die magnetische Schicht auf einem Seltenerdmetall basiert und bevorzugt auf Neodym-Eisen-Bor oder auf Samarium-Cobalt basiert.
6. Plättchenförmiges magnetisches Effektpigment nach einem der An sprüche 2 bis 4, wobei die magnetische Schicht auf einer Co/ Cr- Legierung oder auf einem Schichtaufbau auf Basis der Konfiguration Ni- Fe/TiCr/CoCr-TaPt, aufgebracht auf einem Al/NiP-Substrat, basiert.
7. Druckfarbe, umfassend plättchenförmige magnetische Effektpigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
8. Druckfarbe nach Anspruch 7, wobei die Druckfarbe ein Bindemittel, bevorzugt ein UV-härtendes Bindemittel oder ein wärmehärtendes Bin- demittel, umfasst.
9. Druckfarbe nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Druckfarbe neben den plättchenförmigen magnetischen Effektpigmenten nach einem der An- sprüche 1 bis 6 zusätzlich konventionelle magnetisch orientierbare Ef fektpigmente, die kommerziell unter dem Handelsnamen OVMI® erhält- lich sind, aufweist.
10. Sicherheitselement zur Absicherung eines Wertdokuments oder eines Wertgegenstands, erhältlich durch drucktechnisches Aufbringen der Druckfarbe nach einem der Ansprüche 7 bis 9 auf einen Bedruckstoff.
11. Sicherheitselement nach Anspruch 10, wobei der Bedruckstoff ein Wertdokumentsubstrat, vorzugsweise ein Papiersubstrat, ein Poly mersubstrat, ein Papier/ Polymer- Verbundsubstrat oder ein papier ähnli- ches Substrat, ist.
12. Sicherheitselement nach Anspruch 10 oder 11, wobei für den Betrach- ter beim Betrachten des Sicherheitselements ein betrachtungswinkelab hängiger optischer Effekt wahrnehmbar ist, der auf den in einem exter- nen Magnetfeld ausgerichteten und im gehärteten Bindemittel fixierten Pigmenten basiert.
13. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Pigmente entlang des Sicherheitselements bereichs weise in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegen.
14. Datenträger mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 10 bis 13.
15. Datenträger nach Anspruch 14, wobei der Datenträger eine Banknote oder ein anderes Wertdokument, ein Pass, eine Urkunde, Bezahlkarte o- der eine Ausweiskarte ist.
16. Verfahren zum Herstellen des plättchenförmigen magnetischen Ef- fektpigments nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend
a) den Schritt das Erzeugen eines Schichtaufbaus oberhalb eines Trä gersubstrats, wobei der Schichtaufbau eine zwischen zwei reflektierenden Schichten angeordnete magnetische Schicht aufweist;
b) den Schritt des Ablösens des Schichtaufbaus vom Trägersubstrat;
optional c) den Schritt des Zerkleinerns, z.B. mittels Zermahlen, bis Parti- kel mit einer adäquaten Größenverteilung erhalten werden;
optional d) den Schritt des Vermischens der erhaltenen Partikel mit ei nem UV-härtenden oder wärmehärtenden Bindemittel zu einer (Sieb- Druckfarbe.
17. Verfahren zum Herstellen des Sicherheitselement nach einem der An sprüche 10 bis 13, umfassend das drucktechnische Aufbringen der Druck farbe nach einem der Ansprüche 7 bis 9 auf einen Bedruckstoff, wobei im Schritt des drucktechnischen Aufbringens der Farbe ein externes Magnet feld angelegt wird und die Farbe ausgehärtet wird, bevorzugt durch UV- Strahlung oder durch Wärmeeinwirkung, sodass die Partikel unbeweg lich werden.
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