EP0435029A2

EP0435029A2 - Data carrier with a liquid crystal security element

Info

Publication number: EP0435029A2
Application number: EP90123341A
Authority: EP
Inventors: Christoph Heckenkamp; Gerhard Schwenk; Jürgen Moll
Original assignee: GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH
Current assignee: GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1990-12-05
Publication date: 1991-07-03
Anticipated expiration: 2010-12-05
Also published as: ES2075871T5; DE3942663A1; CA2032587A1; JP3244278B2; ATE126135T1; EP0435029A3; ES2075871T3; EP0435029B2; CA2032587C; DE59009504D1; EP0435029B1; JPH04144796A

Abstract

Data carriers protected against forgery attempts using colour copiers, such as an identity card or a security, which include an optically variable security element of a liquid crystal material. This security element, such as for example a security thread, has a layer similar to plastic of a liquid crystal polymer, which exhibits a pronounced iridescence at room temperature. The plastic-like properties of the liquid crystal polymers permit easy processing to form a semi-finished or finished product, so that very diverse types of security elements can be produced. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft Datenträger, insbesondere Wertpapiere, Dokumente, Ausweiskarten oder dgl. mit einem optisch variablen Sicherheitselement, das ein Flüssigkristallmaterial enthält. Wegen der leichteren Lesbarkeit wird im folgenden häufig die Abkürzung FK für Flüssigkristall verwendet.The invention relates to data carriers, in particular securities, documents, identity cards or the like. With an optically variable security element that contains a liquid crystal material. Because of the easier readability, the abbreviation FK for liquid crystal is often used in the following.

Die zunehmende technische Reife von Farbkopierern führt zu Kopien, die in Farbe, Auflösung und Qualität immer weniger von den Originalen zu unterscheiden sind. Als Schutz vor Fälschung mit Hilfe von Farbkopierern oder Scannern wird für Datenträger mehr und mehr die Verwendung von optisch variablen Elementen als Sicherheitselemente propagiert. Solche Elemente haben gemeinsam, daß sie je nach Beleuchtungs- und Betrachtungsbedingungen unterschiedliche Farb- oder Helligkeitswiedergaben aufweisen. Zu den gebräuchlichsten optisch variablen Elementen zählen Beugungsgitter, Hologramme, Interferenzbeschichtungen, metamere Farben und polarisierenden Beschichtungen.The increasing technical maturity of color copiers leads to copies that are less and less distinguishable from the originals in terms of color, resolution and quality. To protect against counterfeiting with the help of color copiers or scanners, the use of optically variable elements as security elements is increasingly being propagated for data carriers. Such elements have in common that they have different color or brightness renditions depending on the lighting and viewing conditions. The most common optically variable elements include diffraction gratings, holograms, interference coatings, metameric colors and polarizing coatings.

Hologramme und Gitter basieren auf Beugungswirkungen. Interferenzbeschichtungen bestehen meist aus mehreren übereinanderliegenden Schichten, wobei die Schichtdicken in der Größe der Wellenlänge des Lichts liegen.Holograms and gratings are based on diffraction effects. Interference coatings usually consist of several superimposed layers, the layer thicknesses being the size of the wavelength of the light.

Metamere Druckfarben bestehen üblicherweise aus Mischungen von Pigmenten mit unterschiedlichen Remissionsbanden. Diese Zusammensetzung bewirkt, daß bei einem Wechsel der Beleuchtungsart die metameren Farben ihren visuellen Farbeindruck verändern.Metameric printing inks usually consist of mixtures of pigments with different reflectance bands. This composition causes the metameric colors to change their visual color impression when the type of lighting is changed.

Dichroitische Farbstoffe haben die Eigenschaft, weißes Licht je nach Polarisationsrichtung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen zu absorbieren. Die Folge ist ein polarisationsabhängiger Farbeindruck.Dichroic dyes have the property of absorbing white light in different wavelength ranges depending on the direction of polarization. The result is a polarization-dependent color impression.

Nachteilig ist bei den bekannten optisch variablen Echtheitsmerkmalen, daß diese entweder in der Herstellung sehr teuer, mit herkömmlichen Herstellverfahren nicht verarbeitbar oder mit anderen Echheitsmerkmalen oder Kartenelementen nur begrenzt kompatibel sind.A disadvantage of the known optically variable authenticity features is that they are either very expensive to manufacture, cannot be processed with conventional manufacturing processes, or are only compatible to a limited extent with other authenticity features or card elements.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein als kopierschutzwirksames Merkmal vorzuschlagen, das betrachtungswinkelabhängige Effekte aufweist, das kostengünstig und mit konventionellen Verfahren herstellbar und mit anderen Merkmalen verträglich bzw. kombinierbar ist.The object of the invention is to propose a feature which is effective as a copy protection and which has viewing angle-dependent effects, which can be produced inexpensively and by conventional methods and is compatible or combinable with other features.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs genannten Merkmale gelöst. Weiterbildungen sind in den neben- und untergeordneten Ansprüchen genannt.The object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of the main claim. Developments are mentioned in the secondary and subordinate claims.

Die Erfindung beruht auf der Verwendung von Flüssigkristall-Polymeren als Sicherheitselemente. Diese Polymere stellen nach geeigneter orientierter Herstellung bei Raumtemperatur einen kunststoffähnlichen Festkörper mit einem ausgeprägten Farbwechselspiel dar. Ein derart geeignetes Herstellverfahren besteht beispielsweise im Aufrakeln des noch flüssigen Materials auf eine Unterlage und das anschließende Aushärten durch UV-Bestrahlung. Als Flüssigkristall-Polymere eignen sich insbesondere Flüssigkristall-Silikonpolymere und cholesterinische Organopolysiloxane. Geeignete Flüssigkristallpolymere, deren chemische Struktur und deren Herstellung sind in den veröffentlichten Patentanmeldungen EP-OS 0 136 501, EP-OS 0 060 335 und EP-PS 0 066 137 beschrieben. Auf den Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften wird ausdrücklich Bezug genommen.The invention is based on the use of liquid crystal polymers as security elements. After suitable oriented production at room temperature, these polymers represent a plastic-like solid with a pronounced interplay of colors. Such a suitable production process consists, for example, of doctoring the still liquid material onto a base and then curing it by UV radiation. Liquid crystal polymers and cholesteric organopolysiloxanes are particularly suitable as liquid crystal polymers. Suitable liquid crystal polymers, their chemical structure and their preparation are described in the published patent applications EP-OS 0 136 501, EP-OS 0 060 335 and EP-PS 0 066 137. Reference is expressly made to the disclosure content of these publications.

Die Verwendung von konventionellen Flüssigkristallen als Sicherheitselement ist bereits bekannt und wird beispielsweise in der AU-PS 488 652 (Commonwealth) vorgeschlagen. Diese Druckschrift beschreibt eine laminierte Banknote mit einer Zwischenschicht, in der ein Sicherheitselement in Form eines Flüssigkristallmaterials eingelagert ist. Das FK-Material wird drucktechnisch auf ein Inlett aufgetragen. Die Flüssigkristalle befinden sich in einem flüssigen Aggregatzustand und werden, eingebettet in allseits geschlossene Mikrokapseln, einer Druckfarbe zugemischt. Die Prüfung auf Echtheit erfolgt durch Farbwechsel des Sicherheitselements infolge einer Temperaturänderung.The use of conventional liquid crystals as a security element is already known and is proposed, for example, in AU-PS 488 652 (Commonwealth). This document describes a laminated Banknote with an intermediate layer in which a security element in the form of a liquid crystal material is embedded. The FK material is printed on an ticking. The liquid crystals are in a liquid state and, embedded in microcapsules that are closed on all sides, are mixed with a printing ink. The authenticity is checked by changing the color of the security element as a result of a change in temperature.

Flüssigkristalle verhalten sich trotz einer strukturellen Anisotropie üblicherweise wie eine Flüssigkeit, weshalb es erforderlich ist, diese Materialien in Kapseln oder Hohlräume einzuschließen. Hieraus resultiert eine komplizierte Fertigungstechnik. Neben der aufwendigen Einkapselung der FK-Materialien ist es wegen der Verletzungsgefahr der Hohlräume oder Kapseln nicht möglich, die vorgeschlagenen Sicherheitselemente in der herkömmlichen Art und Weise unter Druck- und Wärmeanwendung (klassische Kaschiertechnik) in Folien oder Ausweispapiere einzubetten. Ebenso ungeeignet sind gekapselte Flüssigkristalle als Sicherheitselement auf Banknoten oder Wertpapieren mit Stahltiefdruck, da die in diesem Herstellverfahren notwendigen hohen Druckbelastungen zur Zerstörung der Kapseln und Hohlräume führen.In spite of structural anisotropy, liquid crystals usually behave like a liquid, which is why it is necessary to enclose these materials in capsules or cavities. This results in a complicated manufacturing technique. In addition to the complex encapsulation of the LC materials, it is not possible due to the risk of injury to the cavities or capsules to embed the proposed security elements in the conventional manner under pressure and heat (classic laminating technology) in foils or identity papers. Encapsulated liquid crystals are also unsuitable as security elements on banknotes or securities with steel intaglio printing, since the high pressure loads required in this manufacturing process lead to the destruction of the capsules and cavities.

Flüssigkristalle können aber auch nach entsprechender Verarbeitung in fester Form vorliegen und vom Verarbeitungsverfahren abhängig eine hochgradige Ausrichtung ihrer Moleküle aufweisen, wodurch die optisch variablen Eigenschaften in vollem Umfang und in voller Brillanz hervortreten. Bei den erfindungsgemäßen FK-Systemen überschreitet die Farbreinheit des reflektierten Lichts nur selten einen Bereich von 100 nm, die Farbwechseleffekte mit der Änderung des Betrachtungswinkels sind sehr ausgeprägt, das reflektierte und transmittierte Licht weist eine ausgeprägte zirkulare Polarisation auf. Die vollausgebildeten optisch variablen Eigenschaften machen derartige FK-Polymere in besonderer Weise geeignet für die Verwendung als Sicherheitselement auf Datenträger, Wertpapieren und Ausweisen. Die Farbwechselspiele sind selbst für Laien leicht beobachtbar. Die wellenlängenselektive Reflektivität und die Polarisationseffekte machen das Material in hohem Maß geeignet für eine automatisierte Prüfung. Die Vielfalt und Ausgeprägtheit der optischen Effekte erschwert die Anfertigung von Eindrucksfälschungen. In praktisch allen Ausführungsformen lassen sich die FK-Elemente zusätzlich sowohl als maschinenlesbare Echtheitsmerkmale als auch zusammen mit anderen Maschinenmerkmalen verwenden. Aufgrund der IR-Durchlässigkeit der FK-Polymere können die weiteren Maschinenmerkmale unter Umständen auch unter den FK-Polymeren angeordnet sein.However, liquid crystals can also be in solid form after appropriate processing and, depending on the processing method, have a high-grade alignment of their molecules, as a result of which the optically variable properties emerge in full and in full brilliance. In the LC systems according to the invention, the color purity of the reflected light rarely exceeds a range of 100 nm, the color change effects with the change in the viewing angle are very pronounced, and the reflected and transmitted light has a pronounced circular polarization. The fully trained Optically variable properties make such LC polymers particularly suitable for use as a security element on data carriers, securities and ID cards. The color changing games are easy to observe even for laypeople. The wavelength-selective reflectivity and the polarization effects make the material highly suitable for automated testing. The variety and distinctiveness of the optical effects make it difficult to create fake impressions. In practically all embodiments, the FK elements can also be used both as machine-readable authenticity features and together with other machine features. Due to the IR permeability of the LC polymers, the other machine features can also be arranged under the LC polymers under certain circumstances.

Die Festkörpereigenschaften der FK-Polymere erleichtern es in beträchtlichem Maß, aus ihnen Sicherheitselemente herzustellen. Zum ersten entfällt das Einschließen der Flüssigkristalle in einen Hohlkörper, zum zweiten besteht keine Gefahr des Aufplatzens und des Austritts der Flüssigkristalle während nachfolgender Bearbeitungsschritte und während der Lebensdauer des Datenträgers. Die Fertigungsprozesse und die Anwendung gestalten sich dadurch äußerst problemlos.The solid state properties of the FK polymers make it considerably easier to manufacture security elements from them. Firstly, there is no need to enclose the liquid crystals in a hollow body, and secondly there is no risk of the liquid crystals bursting open and escaping during subsequent processing steps and during the lifetime of the data carrier. The manufacturing processes and the application are extremely easy.

Die kunststoffähnlichen Eigenschaften der Flüssigkristallpolymere ermöglichen eine leichte Verarbeitung zu Halbzeug oder zum fertigen Produkt. Das Ausgangsmaterial liegt im allgemeinen als Granulat vor und kann mit den aus der Kunststoffertigung bekannten Verfahren und Maschinen geformt und weiterverarbeitet werden. Dadurch wird es auf dem Gebiet der Sicherheitstechnik möglich, auf der Basis von FK-Polymeren ganz unterschiedliche Arten von Sicherheitselementen herzustellen und verschiedene Anwendungsfälle abzudecken.The plastic-like properties of the liquid crystal polymers enable easy processing into semi-finished or finished products. The starting material is generally in the form of granules and can be shaped and further processed using the methods and machines known from plastics production. This makes it possible in the field of security technology to manufacture completely different types of security elements on the basis of LC polymers and to cover different applications.

So können Trägerbahnen aus einem reißfesten Kunststoff mit einer Schicht aus FK-Polymeren beschichtet werden. Die resultierende Materialbahn kann anschließend zu schmalen Bahnen oder Fäden geschnitten werden, die als Sicherheitsfäden in Papier oder anderen Stoffen eingebettet werden können.Carrier webs made of a tear-resistant plastic can be coated with a layer of LC polymers. The resulting web of material can then be cut into narrow webs or threads that can be embedded as security threads in paper or other materials.

Alternativ dazu können auch mehrschichtige Folienbahnen hergestellt werden, die eine eingebettete Schicht aus einem FK-Polymer enthalten. Solche Bahnen können als Klebe- oder Transferbänder gestaltet werden, die sich zum Aufkleben oder Aufstempeln von Transferelementen auf Papier- oder Kunststoffoberflächen eignen.As an alternative to this, multilayer film webs can also be produced which contain an embedded layer made of an LC polymer. Such webs can be designed as adhesive tapes or transfer tapes, which are suitable for gluing or stamping transfer elements on paper or plastic surfaces.

Schließlich lassen sich FK-Polymere auch als selbsttragende Folien herstellen. Diese Folien können beispielsweise als Folienlagen für mehrschichtige Ausweiskarten verwendet werden.Finally, LC polymers can also be produced as self-supporting films. These foils can be used, for example, as foil layers for multi-layer ID cards.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den neben- und untergeordneten Ansprüchen sowie den nachfolgenden Figuren und Ausführungsbeispielen.Further advantages and features of the invention result from the subordinate and subordinate claims as well as the following figures and exemplary embodiments.

Show it:

Fig. 1Fig. 1: die spektralen Transmissions- und Reflexionseigenschaften von FK-Polymeren unter verschiedenen Betrachtungswinkeln, the spectral transmission and reflection properties of LC polymers under different viewing angles,
Fig. 2Fig. 2: eine Banknote mit einem Fenster-Sicherheitsfaden mit einer oder mehreren Schichten aus FK-Polymeren, a banknote with a window security thread with one or more layers of LC polymers,
Fig. 3Fig. 3: einen Sicherheitsfaden mit einer Schicht aus einem FK-Polymer, a security thread with a layer of an FK polymer,
Fig. 4Fig. 4: einen symmetrisch aufgebauten Sicherheitsfaden mit außenliegenden Schichten aus FK-Polymeren,a symmetrical security thread with external layers of FK polymers,
Fig. 5Fig. 5: einen symmetrisch aufgebauten Sicherheitsfaden mit innenliegenden Schichten aus FK-Polymeren, a symmetrical security thread with internal layers made of FK polymers,
Fig. 6a, b6a, b: einen bedruckten, symmetrischen Fenster-Sicherheitsfaden im Querschnitt und Aufsicht, a printed, symmetrical window security thread in cross-section and top view,
Fig. 7a, b7a, b: einen bedruckten Sicherheitsfaden mit Bewegungseffekten im Querschnitt und Aufsicht, a printed security thread with movement effects in cross-section and supervision,
Fig. 8a, b8a, b: eine Ausweiskarte mit einem Transferelement mit einer FK-Schicht in Aufsicht und als Schnittbild, an identification card with a transfer element with an LC layer in supervision and as a sectional view,
Fig. 9a, b9a, b: eine Ausweiskarte mit einer visuell nicht lesbaren, durch das Sicherheitselement abgedeckten Kodierung, an identification card with a visually unreadable coding that is covered by the security element,
Fig. 10Fig. 10: einen Querschnitt durch ein Transferband, a cross section through a transfer belt,
Fig. 11Fig. 11: den Transfer eines FK-Sicherheitselements auf ein Substrat, the transfer of an LC security element to a substrate,
Fig. 12Fig. 12: eine Ausweiskarte mit einer einkaschierten Schicht aus FK-Polymer, an ID card with a laminated layer of FK polymer,
Fig. 13Fig. 13: eine Prüfanordnung für FK-Sicherheitselemente, a test arrangement for FK security elements,
Fig. 14, 1514, 15: Detektoranordnungen zum Nachweis von FK-Sicherheitselementen. Detector arrangements for the detection of LC security elements.

Um die in den Figuren und Ausführungsbeispielen erläuterten Anwendungen und Effekte der Flüssigkristallpolymere leicht verständlich zu machen, werden vorab einige wichtige Eigenschaften dieser Stoffe erläutert.The applications and effects of the liquid crystal polymers explained in the figures and exemplary embodiments To make it easy to understand, some important properties of these substances are explained in advance.

FK-Polymere sind eine spezielle Variante von Flüssigkristallen, bei denen der flüssigkristalline Zustand in einer Polymermatrix "eingefroren" ist, wodurch die optischen Eigenschaften besonders signifikant hervortreten. So absorbieren Flüssigkristallpolymere normalerweise kein Licht, ihre Färbung entsteht durch Mehrfach-Interferenz von Licht an den einzelnen Kristallebenen. Der Farbeindruck im Auf- und Durchlicht ist dementsprechend unterschiedlich. Das reflektierte Farbspektrum enthält nur einen schmalen Frequenzbereich um eine zentrale Wellenlänge und zeigt dadurch eine hohe Farbsättigung. Das transmittierte Spektrum ist komplementär zum reflektierten und weist einen Einbruch im Bereich um die Zentralwellenlänge auf.LC polymers are a special variant of liquid crystals, in which the liquid crystalline state is "frozen" in a polymer matrix, whereby the optical properties are particularly significant. For example, liquid crystal polymers normally do not absorb light, and their color is created by multiple interference of light at the individual crystal planes. The color impression in reflected and transmitted light is accordingly different. The reflected color spectrum contains only a narrow frequency range around a central wavelength and therefore shows a high color saturation. The transmitted spectrum is complementary to the reflected spectrum and has a dip in the region around the central wavelength.

Bei einer Anwendung der FK-Polymere auf opaken Substraten wird eine besonders hohe Farbreinheit für alle Betrachtungswinkel erzielt, wenn die Flüssigkristallschicht auf einem schwarzen Untergrund aufgebracht wird. Das reflektierte Spektrum ist dann ungestört von Sekundärreflexionen am Untergrund.When using the LC polymers on opaque substrates, a particularly high color purity is achieved for all viewing angles if the liquid crystal layer is applied to a black background. The reflected spectrum is then undisturbed by secondary reflections on the background.

Die Gitterkonstanten von erfindungsgemäßen, orientierten FK-Polymeren können im Bereich von 300 nm bis 1 000 nm eingestellt bzw. bei der Synthese definiert werden, so daß die reflektierte Zentralwellenlänge bei senkrechtem Einfall im nahen Infrarot oder im Sichtbaren liegt. Mit flacher werdenden Beobachtungswinkel verschiebt sich die Zentralwellenlänge des Reflexionsbandes in Richtung kürzerer Wellenlängen. So ist beispielsweise die in Aufsicht reflektierte Wellenlänge im Vergleich zur Reflexion bei 60° um ca. 20 % größer.The lattice constants of oriented LC polymers according to the invention can be set in the range from 300 nm to 1000 nm or defined in the synthesis, so that the reflected central wavelength is in the near infrared or in the visible in the case of perpendicular incidence. As the observation angle becomes flatter, the central wavelength of the reflection band shifts in the direction of shorter wavelengths. For example, the wavelength reflected in the top view is about 20% larger than the reflection at 60 °.

Fig. 1 zeigt die spektrale Reflexion R einer FKSchicht bei senkrecht einfallender Beleuchtung in Kurve 1 sowie bei einer Beleuchtungsrichtung von 60° in Kurve 2. Der Farbeindruck kann demnach für spezielle FK-Polymere von grün nach violett, von gelb nach blau, von hellrot nach grün oder bei einer IR-Reflexionsbande von schwarz nach rot wechseln. Die Gitterkonstante und damit die Grundfarbe des Flüssigkristallpolymers hängt von der genauen chemischen Struktur des Flüssigkristalls ab und kann durch die Synthesebedingungen im Bereich zwischen 300 und 1 000 nm definiert eingestellt werden.1 shows the spectral reflection R of an FC layer with vertically incident illumination in curve 1 and with an illumination direction of 60 ° in curve 2. The color impression can accordingly for special LC polymers from green to violet, from yellow to blue, from light red to change green or, in the case of an IR reflection band, from black to red. The lattice constant and thus the basic color of the liquid crystal polymer depends on the exact chemical structure of the liquid crystal and can be set in a defined manner in the range between 300 and 1000 nm by the synthesis conditions.

Fig. 2 zeigt eine Anwendung eines FK-Polymers für einen Fenstersicherheitsfaden. In eine Banknote 11 mit einem Sicherheitsdruckbild 12 ist ein Sicherheitsfaden 13 während der Papierherstellung in der Weise eingebettet worden, daß er in den Fenstern 14 an der Oberfläche des Papiers zu liegen kommt und somit visuell erkennbar ist. Je nach Ausführungsform schwankt die Breite solcher Sicherheitsfäden zwischen 0,5 und einigen wenigen Millimetern.Fig. 2 shows an application of an FK polymer for a window security thread. A security thread 13 has been embedded in a bank note 11 with a security print image 12 during the paper production in such a way that it comes to rest on the surface of the paper in the windows 14 and is thus visually recognizable. Depending on the embodiment, the width of such security threads fluctuates between 0.5 and a few millimeters.

Um durch optisch variable Effekte der Banknote einen Kopierschutz zu verleihen, wird der Sicherheitsfaden 13 so ausgebildet, daß er einen oder mehrere Schichten aus einem FK-Polymer enthält. Varianten für die Herstellung und für den Aufbau von Sicherheitsfäden werden in den Fig. 3 - 7 wiedergegeben.In order to provide copy protection for the banknote by optically variable effects, the security thread 13 is formed in such a way that it contains one or more layers of an LC polymer. Variants for the production and for the construction of security threads are shown in FIGS. 3-7.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine erste Variante für einen Sicherheitsfaden 13a; er besteht aus einem Kunststoffträger 20, vorzugsweise wird hierfür eine Polyesterfolie mit einer typischen Dicke von 20 - 100 Mikrometer verwendet. Der Träger 20 ist auf einer Seite mit einer mehrere Mikrometer dicken Schicht 21 aus einem FK-Polymer beschichtet. Um die Farbwechselspiele der Flüssigkristalle optisch hervorzuheben, wird die Folie 20 vorzugsweise schwarz eingefärbt. Der Faden wird während der Papierherstellung so orientiert, daß die Flüssigkristallschicht an der sichtbaren Außenfläche vorliegt.3 shows in cross section a first variant for a security thread 13a; it consists of a plastic carrier 20, preferably a polyester film with a typical thickness of 20-100 micrometers is used for this. The carrier 20 is coated on one side with a layer 21 made of an LC polymer that is several micrometers thick. In order to optically emphasize the color change interactions of the liquid crystals, the film 20 is preferred colored black. The thread is oriented during papermaking so that the liquid crystal layer is on the visible outer surface.

Fig. 4 zeigt im Querschnitt als weitere Variante einen Sicherheitsfaden 13b mit einem symetrischen Lagenaufbau. Symetrisch aufgebaute Sicherheitsfäden haben den Vorteil, daß man während der Einbettung in das Papier nicht auf die Orientierung des Fadens achten muß. Der Faden 13b besteht aus zwei Trägerfolien 20, die beide einseitig aus einer Schicht 21 aus FK-Polymeren beschichtet sind. Die Trägerfolien 20 sind mit einem Kaschiervermittler 22 so miteinander verbunden, daß ein symmetrischer Lagenaufbau mit außenliegenden FK-Schichten entsteht. Um den Farbreichtum zu erhöhen, kann man wahlweise die Trägerbahnen 20 und/oder den Kaschiervermittler 22 mit Transparent- oder Pigmentfarben einfärben. Eine fertigungstechnisch einfache Lösung ist es, nur den Kaschiervermittler 22 einzufärben, vorzugsweise wird hierfür ein deckendes Schwarz verwendet.4 shows in cross section as a further variant a security thread 13b with a symmetrical layer structure. Symmetrically constructed security threads have the advantage that one does not have to pay attention to the orientation of the thread during embedding in the paper. The thread 13b consists of two carrier films 20, both of which are coated on one side from a layer 21 of LC polymers. The carrier films 20 are connected to one another by a laminating agent 22 in such a way that a symmetrical layer structure with external LC layers is produced. In order to increase the color richness, the carrier webs 20 and / or the lamination mediator 22 can optionally be colored with transparent or pigment colors. A solution that is simple in terms of production technology is to color only the lamination mediator 22, preferably an opaque black is used for this.

Fig. 5 zeigt eine weitere Variante eines symmetrisch aufgebauten Sicherheitsfadens 13c im Querschnitt. Im Gegensatz zur Fig. 3 liegen jetzt die-Trägerfolien 20 auf den Außenseiten des Fadens 13c und schützen so die innenliegenden FK-Schichten 21 vor Beschädigung. In dieser Variante wird vorzugsweise nur der Kaschiervermittler mit einem Farbstoff eingefärbt. Da die außenliegenden Trägerschichten 20 transparent bleiben müssen, werden sie entweder gar nicht oder nur schwach gefärbt.5 shows a further variant of a symmetrically constructed security thread 13c in cross section. In contrast to FIG. 3, the carrier films 20 now lie on the outer sides of the thread 13c and thus protect the internal LC layers 21 from damage. In this variant, preferably only the laminating agent is colored with a dye. Since the outer carrier layers 20 must remain transparent, they are either not colored at all or only weakly.

Die Fig. 6a und 6b zeigen eine weitere Variante eines Sicherheitsfadens 13d im Querschnitt (Fig. 6a) und in Aufsicht (Fig. 6b). Der Faden 13d besitzt analog zur Fig. 5 einen symmetrischen Lagenaufbau aus zwei Trägerfolien 20, zwei FK-Schichten 21 und einer Klebeschicht 22. Im Rahmen eines Fertigungsprozesses wurde der Faden aus zwei beschichteten Folienpaaren 30, 31 zusammengefügt. Vor dem Zusammenfügen wurde die Oberfläche 33 eines der beiden Folienpaare mit einem Druckbild 34 aus schwarzer Farbe versehen und zwar wurden auf die Oberfläche einer FK-Polymerschicht in einem konventionellen Druckverfahren alphanumerische Zeichen in Mikroschrift aufgebracht. Zusätzlich wurde ein transparenter Kaschiervermittler 22 verwendet. Im Durchlicht erscheinen jetzt in den Fensterbereichen des Papiers die Schriftzeichen schwarz vor dem optisch variablen Farbhintergrund der Polymerschicht. Im Auflicht dagegen zeigen nur die Mikroschriftzeichen einen Farbwechsel.6a and 6b show a further variant of a security thread 13d in cross section (FIG. 6a) and in supervision (FIG. 6b). 5, the thread 13d has a symmetrical layer structure consisting of two carrier films 20, two LC layers 21 and an adhesive layer 22. As part of a manufacturing process, the thread was assembled from two coated pairs of foils 30, 31. Before the assembly, the surface 33 of one of the two pairs of foils was provided with a printed image 34 made of black color, and alphanumeric characters were applied to the surface of an LC polymer layer in a conventional printing process in micro script. In addition, a transparent laminating agent 22 was used. In transmitted light, the characters appear black in the window areas of the paper against the optically variable color background of the polymer layer. In contrast, only the micro characters show a color change in reflected light.

In einer anderen Variante des Sicherheitsfadens der Fig. 6a und 6b werden die Schriftzeichen 34 in grünem Mikrodruck auf einer der FK-Schichten aufgetragen, während der Kaschiervermittler 22 schwarz eingefärbt wird. Gleichzeitig wird das FK-Material so gewählt, daß es unter einem bestimmten Betrachtungswinkel, beispielsweise unter senkrechtem Einfall auf dem schwarzen Untergrund grün erscheint. Bei Beobachtung des Sicherheitsfadens unter diesem Winkel erscheint dann die Gesamtfläche grün. Bei einer Änderung des Betrachtungswinkels wechselt der Farbton der FK-Polymerschicht, während in der Schrift der grüne Farbton dominant bleibt. Das Resultat ist ein Sicherheitsfaden, dessen Schrift erst beim Verkippen des Fadens sichtbar wird.In another variant of the security thread of FIGS. 6a and 6b, the characters 34 are applied in green microprint on one of the LC layers, while the lamination agent 22 is colored black. At the same time, the LC material is selected so that it appears green under a certain viewing angle, for example under vertical incidence on the black background. When observing the security thread at this angle, the entire area appears green. When the viewing angle changes, the color of the FK polymer layer changes, while in the font the green color remains dominant. The result is a security thread, the writing of which only becomes visible when the thread is tilted.

Die Fig. 7a und 7b zeigen eine weitere Variante 13e im Querschnitt (Fig. 7a) und in Aufsicht (Fig. 7b). Der Sicherheitsfaden besteht aus einer Trägerfolie 20 und einer Schicht 21 aus FK-Polymeren. Die Polymerschicht wurde in einem konventionellen Druckverfahren mit einem Muster aus verschiedenfarbigen, diagonal verlaufenden Streifen 40 bedruckt. Als spezielle Farbfolge für das Muster 40 wurde am dargestellten Beispiel rot 41, gelb 42 , grün 43 , blau 44 ausgewählt, wobei sich das Muster beliebig oft über die Fadenlänge wiederholt. Beim Betrachten dieses Sicherheitsfadens 13e erscheinen die farbigen Flächenbereiche 40 durch die FK-Schicht hindurch jeweils mit unterschiedlichen Farbeffekten. Das Farbspektrum der einzelnen Bereiche setzt sich zusammen aus dem Reflexionsband der aufgedruckten Farbstoffe. Zusätzlich werden die Farben der Flüssigkristallschicht additiv zugemischt. Aufgrund der winkelabhängigen Reflexionscharakteristik der FK-Polymere kann bei entsprechender farblicher Abstimmung des FK-Polymers mit den Farbstreifen mit der dargestellten Anordnung bei einer Verkippung des Fadens die Illusion eines sich längs des Fadens bewegenden farbigen Streifens hervorgerufen werden. Analog zur Fig. 5 läßt sich auch diese Ausführungsvariante zu einem Sicherheitsfaden mit einem symmetrischen Schichtaufbau erweitern.7a and 7b show a further variant 13e in cross section (FIG. 7a) and in supervision (FIG. 7b). The security thread consists of a carrier film 20 and a layer 21 made of LC polymers. The polymer layer was printed in a conventional printing process with a pattern of differently colored, diagonally extending strips 40. In the example shown, red 41, yellow 42, green 43, blue 44 was selected as a special color sequence for the pattern 40, the pattern changing as often as desired repeated over the thread length. When looking at this security thread 13e, the colored surface areas 40 each appear with different color effects through the LC layer. The color spectrum of the individual areas is made up of the reflection band of the printed dyes. In addition, the colors of the liquid crystal layer are mixed in additively. Due to the angle-dependent reflection characteristics of the LC polymers, with an appropriate color coordination of the LC polymer with the color strips with the arrangement shown, when the thread is tilted, the illusion of a colored strip moving along the thread can be created. Analogously to FIG. 5, this embodiment variant can also be expanded to form a security thread with a symmetrical layer structure.

Die in den Fig. 3 - 7 gezeigten Varianten können je nach gewünschtem Erscheinungsbild auf vielfältige Weise variiert werden. Die optisch variablen Effekte der FK-Polymere lassen sich durch Einfärben beliebiger Schichten mit "klassischen" Farben kombinieren, wobei als Farbstoffe sowohl transparente Farbstoffe als auch PigmentFarbstoffe verwendet werden können. Die Farbstoffe selbst können in einer beliebigen Schicht (auch in der FK-Schicht, dann allerdings nur in geringen Konzentrationen) des Sicherheitsfadens eingebracht sein und/oder als Druckbild auf einer ebenfalls beliebigen Schicht des Fadens aufgebracht sein.The variants shown in FIGS. 3-7 can be varied in many ways depending on the desired appearance. The optically variable effects of the FK polymers can be combined by coloring any layers with "classic" colors, whereby both transparent dyes and pigment dyes can be used as dyes. The dyes themselves can be incorporated in any layer (also in the LC layer, but then only in low concentrations) of the security thread and / or can be applied as a printed image on any layer of the thread.

Die in den Figurenbeschreibungen angegebenen Einfärbungen sind lediglich als Vorschlag zu verstehen, die angegebenen Farben können beliebig durch andere Farbstoffe ersetzt werden. Diese Kombinationsmöglichkeiten ergeben eine enorme Vielfalt an möglichen Farbvariationen, Farbillusionen und kinetischen Effekten.The colors indicated in the description of the figures are only to be understood as suggestions; the colors indicated can be replaced by other dyes as desired. These possible combinations result in an enormous variety of possible color variations, color illusions and kinetic effects.

Die in den Fig. 3 - 7 gezeigten Varianten von Sicherheitsfäden lassen sich auf der Basis eines einzigen Halbzeugs produzieren. Zur Herstellung des Halbzeugs wird eine Folienbahn 20 aus einem Trägermaterial wie Polyesterkunststoff mit einer Schicht 21 aus FK-Polymeren beschichtet. Je nach Farbdesign des Sicherheitsfadens verwendet man bedruckte, transparente oder eingefärbte Trägerfolien. Die Dicke der Folienbahn liegt vorzugsweise im Bereich von weniger als einem zehntel Millimeter, für die FKBeschichtung ist meist eine Filmdicke von ca. 10 Mikrometer ausreichend. Fertigungsbedingt liegen die typischen Bahnbreiten des Halbzeugs im Bereich von einem Meter.The variants of security threads shown in FIGS. 3-7 can be produced on the basis of a single semi-finished product. To produce the semi-finished product, a film web 20 made of a carrier material such as polyester plastic is coated with a layer 21 made of LC polymers. Depending on the color design of the security thread, printed, transparent or colored carrier foils are used. The thickness of the film web is preferably in the range of less than a tenth of a millimeter, and a film thickness of approximately 10 micrometers is usually sufficient for the LC coating. Due to the manufacturing process, the typical web widths of the semi-finished product are in the range of one meter.

Zur Herstellung bedruckter Sicherheitsfäden werden die Trägerbahn und/oder die FK-Schicht in einem geeigneten Fertigungsverfahren mit den gewünschten Mustern oder Zeichen auf bekannten Druckmaschinen bedruckt. Zur Fertigung mehrschichtiger, vor allem symetrisch aufgebauter Sicherheitsfäden werden die beschichteten und eventuell bedruckten Folienbahnen aufeinandergelegt und mit einem Kaschiervermittler verbunden.To produce printed security threads, the carrier web and / or the LC layer are printed with the desired patterns or characters on known printing machines in a suitable manufacturing process. For the production of multi-layer, above all symmetrically constructed security threads, the coated and possibly printed film webs are placed on top of one another and connected with a laminating agent.

Erst nachdem die Bahnen den gewünschten Lagenaufbau besitzen, werden sie auf bekannten Schneidvorrichtungen zu den Fäden geschnitten. Die endgültige Fadenbreite liegt dabei je nach dem gewünschten Einsatzzweck zwischen einem Bereich von 0,5 - 5,0 mm. Die so erhaltenen Fäden eignen sich insbesondere zur Einbettung in Papier, können aber auch zwischen den Kunststoffschichten einer Ausweiskarte eingebettet werden.Only after the webs have the desired layer structure are they cut into the threads on known cutting devices. The final thread width is between 0.5 and 5.0 mm, depending on the intended use. The threads thus obtained are particularly suitable for embedding in paper, but can also be embedded between the plastic layers of an identification card.

Eine andere Klasse von Sicherheitselementen bilden die Transferelemente, sie werden häufig auf Kreditkarten, Ausweiskarten, Banknoten, Wertpapiere und dergleichen aufgebracht, um sie vor Fälschung und insbesondere vor Vervielfältigung durch Kopieren zu schützen. Für diese Zwecke eignen sich auch Sicherheitselemente auf der Basis von FK-Polymeren aufgrund ihrer optisch variablen Eigenschaften. Die Transferelemente werden nach dem Transferverfahren von Trägerbändern auf die Oberfläche der zu schützenden Objekte übertragen.Another class of security elements are the transfer elements, they are often applied to credit cards, ID cards, banknotes, securities and the like in order to protect them against counterfeiting and in particular against copying. Security elements on the basis are also suitable for these purposes of FK polymers due to their optically variable properties. The transfer elements are transferred from carrier tapes to the surface of the objects to be protected using the transfer method.

Die Fig. 8a und 8b zeigen eine Ausweiskarte 50 mit einem symbolisch angedeuteten Datensatz 49 und mit einem Transfer-Sicherheitselement 51 in Aufsicht und als Schnittbild. Das Sicherheitselement 51 enthält eine Schicht aus einem FK-Polymer, weshalb es die für diese Materialien typischen Farbwechselspiele aufweist.8a and 8b show an identification card 50 with a symbolically indicated data record 49 and with a transfer security element 51 in supervision and as a sectional view. The security element 51 contains a layer made of an FK polymer, which is why it has the color change interactions typical of these materials.

Transferelemente bestehen üblicherweise aus mehreren Schichten, die Fig. 8b zeigt einen Schnitt durch die Ausweiskarte entlang der Linie I/I. In der Figur ist die Höhe des Elementes stark übertrieben dargestellt, gewöhnlich beträgt sie nur wenige 10 Mikrometer. Auf dem Substrat 53 liegen nacheinander eine Klebeschicht 54, eine Schutzlackschicht 55, eine FK-Schicht 56 und nach außen abschließende Schutzlackschicht 57. Dieses Sicherheitselement, das hier in einer sehr einfachen Ausführungsform dargestellt ist, läßt sich in vielfältiger Weise variieren.Transfer elements usually consist of several layers, FIG. 8b shows a section through the identification card along the line I / I. In the figure, the height of the element is shown exaggerated, usually it is only a few 10 micrometers. An adhesive layer 54, a protective lacquer layer 55, an LC layer 56 and a protective lacquer layer 57 that closes off on the outside lie one after the other on the substrate 53. This security element, which is shown here in a very simple embodiment, can be varied in many different ways.

Die Möglichkeiten zur Farbgestaltung der FK-Elemente sind analog zu den Sicherheitsfäden. Wenn man Wert auf visuell deutlich erkennbare Farbwechselspiele legt, dann färbt man den Untergrund vorzugsweise schwarz. Zum Zumischen einer Farbe zum reflektierten Spektrum wurde, wie in Fig. 8a gezeigt, das Element 51 auf einem bedruckten Untergrund 60 aufgebracht. Das Druckbild kann dabei vielfach variiert werden, eine einfache Gestaltung ist ein einfarbiger Untergrund, eine verbesserte optische Wirkung hat ein mehrfabrig bedruckter Untergrund mit kontrastierenden alphanumerischen Zeichen oder Mustern wie diagonal verlaufenden bunten Streifen, ineinandergeschachtelten farbigen Kreisen usw.. Besonders interessante Effekte ergeben sich, wenn der Untergrund 60 eine schwarzweiße oder farbige Fotografie, eine Unterschrift und dergleichen enthält.The possibilities for the color design of the FK elements are analogous to the security threads. If you attach importance to visually clearly recognizable color changes, then you prefer to color the surface black. To add a color to the reflected spectrum, as shown in FIG. 8a, the element 51 was applied to a printed background 60. The printed image can be varied in many ways, a simple design is a single-colored background, an improved optical effect has a multi-color printed background with contrasting alphanumeric characters or patterns such as diagonally running colored stripes, nested colored circles, etc. Particularly interesting effects if the background 60 contains a black and white or color photograph, a signature, and the like.

Ähnliche Farbwirkungen wie beim Bedrucken des Untergrunds kann man erreichen durch Färben, Bedrucken oder Beschriften geeigneter optisch wirksamer Schichten des Transferelements, die sich beim Transfer nicht verändern.Similar color effects as when printing on the background can be achieved by dyeing, printing or labeling suitable optically effective layers of the transfer element, which do not change during transfer.

Wie später noch erläutert wird, ermöglicht es das Transferprinzip dem optischen Element einen beliebigen äußeren Umriß zu geben. Die in der Fig. 8 dargestellte Wappenform 61 steht deshalb stellvertretend für einen Streifen, ein Siegel, ein Firmenlogo, ein alphanumerischen Zeichen, eine Zifferung, Guillochenmuster usw.. Durch die Form des Umrisses 61 erhält das optisch variable Element einen individuellen Ausdruck.As will be explained later, the transfer principle enables the optical element to be given any external outline. The coat of arms shape 61 shown in FIG. 8 therefore represents a stripe, a seal, a company logo, an alphanumeric character, a number, guilloche pattern, etc. The shape of the outline 61 gives the optically variable element an individual expression.

Die Fig. 9a und 9b zeigen in Aufsicht und als Schnittbild eine Anwendungsvariante, in der Kartendaten mit einem FK-Element zugleich unauffällig getarnt und vor Verfälschung geschützt werden. FK-Polymere mit visuell sichtbaren Farbwechselspielen sind im Infraroten meist transparent und können somit mühelos mit im infraroten Bereich lesbaren Kodierungen kombiniert werden. In einem ersten Druckprozeß wurde hierzu auf die Oberfläche einer Karte 70 mit einer IR-absorbierenden Druckfarbe 71 eine Kodierung 72 aufgetragen. Im nächsten Schritt wurde diese IR-Kodierung 72 mit einer IR-transparenten, im sichtbaren Spektralbereich aber undurchlässigen Deckfarbe 73 überdruckt. Im letzten Schritt wurde dann ein FK-Sicherheitselement 74 auf diesen Bereich auf die Deckfarbe 73 aufgesiegelt.9a and 9b show a top view and a sectional view of an application variant in which map data are concealed with an FK element and are concealed and protected from falsification. FK polymers with visually visible color change interactions are mostly transparent in the infrared and can therefore be effortlessly combined with codes that can be read in the infrared range. In a first printing process, a code 72 was applied to the surface of a card 70 with an IR-absorbing ink 71. In the next step, this IR coding 72 was overprinted with an IR-transparent opaque color 73, but opaque in the visible spectral range. In the last step, an LC security element 74 was then sealed onto the covering color 73 in this area.

Aus fertigungstechnischen Gründen bevorzugt man zum Aufbringen von Sicherheitselementen aus FK-Polymer auf die Oberfläche eines Substrats das Transferprinzip. Bei diesem Prinzip wird in einem ersten Verfahrensschritt ein Transferband hergestellt, anschließend wird in einem zweiten Verfahrensschritt das Sicherheitselement vom Transferband gelöst und mit dem Substrat verbunden.For reasons of production technology, the transfer principle is preferred for applying security elements made of LC polymer to the surface of a substrate. With this In principle, a transfer belt is produced in a first process step, then in a second process step the security element is detached from the transfer belt and connected to the substrate.

Fig. 10 zeigt den Aufbau eines Transferbandes 100 im Querschnitt, wie es zum Aufbringen von Sicherheitselementen mit einer FK-Schicht auf eine Substratoberfläche geeignet ist. Auf eine Trägerfolie 101 befinden sich nacheinander eine Wachsschicht 102, eine Schutzlackschicht 103, eine Schicht aus einem FK-Polymer 104, eine Farbschicht 105 und eine Heißklebeschicht 106. Die Trägerfolie besteht vorzugsweise aus einem reißfesten Kunststoff Polyester mit einer Dicke im Bereich von weniger als einem zehntel Millimeter. Die übrigen Schichten eines Transferbandes weisen üblicherweise eine Dicke von wenigen Mikrometern bis einigen 10 Mikrometern auf. Die auf der Wachsschicht liegenden Schichten 103 - 106 bilden das spätere Sicherheitselement. Zur Erzielung von Farbeffekten kann das Transferband während seiner Herstellung in verschiedenen Schichten eingefärbt oder bedruckt werden.10 shows the structure of a transfer belt 100 in cross section, as is suitable for applying security elements with an LC layer to a substrate surface. On a carrier film 101 there are successively a wax layer 102, a protective lacquer layer 103, a layer made of an FK polymer 104, a color layer 105 and a hot glue layer 106. The carrier film preferably consists of a tear-resistant plastic polyester with a thickness in the range of less than one tenths of a millimeter. The remaining layers of a transfer belt usually have a thickness of a few micrometers to a few tens of micrometers. The layers 103-106 lying on the wax layer form the later security element. To achieve color effects, the transfer ribbon can be colored or printed in different layers during its manufacture.

Zum Aufbringen des Sicherheitselements auf das Substrat wird das Transferband 100, wie in Fig. 11 gezeigt, mit der Heißklebeschicht 106 auf das Substrat 111 aufgelegt und angepreßt. Das Anpressen erfolgt mit einem beheizten Transferstempel 112 oder alternativ auch mit einer Transferrolle. Unter Druck- und Wärmeeinwirkung verbindet sich die Heißklebeschicht mit dem Substrat. Gleichzeitig schmilzt die Trennschicht 102 und ermöglicht das Abziehen des Trägermaterials 101. Die Verbindung des Sicherheitselements mit dem Substrat erfolgt nur in den Flächenbereichen, in denen die Trennschicht flüssig geworden ist, d. h. nur in den vom Transferstempel erhitzten Flächenbereichen. In den anderen Flächenbereichen bleibt der Schichtaufbau und das Trägermaterial fest miteinander verbunden. Beim Abziehen des Trägerfilms vom Substrat reißt der Schichtaufbau entlang der Konturkanten 113 des Transferstempels, wodurch die Kontur 113 des transferierten Sicherheitselements stets der Kontur des Prägestempels entspricht. Auf diese Weise sind auch komplizierte Umrißstrukturen realisierbar wie beispielsweise Firmenlogos, Blockbuchstaben und ähnliches. Der Prozeß des Heißsiegelns als solches ist bekannt und wird beispielsweise in der DE-OS 33 08 831 beschrieben.To apply the security element to the substrate, the transfer tape 100, as shown in FIG. 11, is placed with the hot-melt adhesive layer 106 on the substrate 111 and pressed. The pressing takes place with a heated transfer stamp 112 or alternatively also with a transfer roller. The hot-melt adhesive layer bonds to the substrate under the influence of pressure and heat. At the same time, the separating layer 102 melts and enables the carrier material 101 to be pulled off. The security element is only connected to the substrate in the surface areas in which the separating layer has become liquid, ie only in the surface areas heated by the transfer stamp. In the other surface areas, the layer structure and the carrier material remain firmly connected. When removing the carrier film from the substrate the layer structure tears along the contour edges 113 of the transfer stamp, whereby the contour 113 of the transferred security element always corresponds to the contour of the embossing stamp. In this way, even complicated outline structures such as company logos, block letters and the like can be realized. The process of heat sealing as such is known and is described for example in DE-OS 33 08 831.

FK-Polymere lassen sich auch zu Folien verarbeiten. In dieser Form eignen sie sich insbesondere als groß- oder vollflächige Sicherheitselemente für mehrschichtige Ausweiskarten.FK polymers can also be processed into films. In this form, they are particularly suitable as large or full-surface security elements for multi-layer ID cards.

Die Fig. 12a und 12b zeigen beispielsweise eine kaschierte Ausweiskarte 120, die aus einem Papierinlett 121 und zwei außenliegenden thermoplastischen Deckfolien 122 und 123 besteht. Die Schichten werden unter Druck und Wärmeanwendung zu einer kompakten Ausweiskarte verpreßt. Die Karteninformationen sind üblicherweise auf dem Inlett aufgedruckt, das im gezeigten Beispiel ein Bild des Inhabers 124, Kartendaten 125 und ein Firmenlogo 126 aufweist. Zur Erhöhung der Fälschungssicherheit wurde in den Kartenaufbau zwischen dem Inlett und der oberen Deckfolie in der linken Kartenhälfte eine Folie aus FK-Polymer 127 eingefügt. Die Farbwechselspiele der Flüssigkristallfolie lassen sich durch die transparente Deckfolie beobachten, wobei das farbige gedruckte Firmenlogo 126 zusätzlich Farbeffekte hinzufügt.12a and 12b show, for example, a laminated identification card 120, which consists of a paper insert 121 and two external thermoplastic cover foils 122 and 123. The layers are pressed into a compact ID card under pressure and heat. The card information is usually printed on the ticker, which in the example shown has an image of the holder 124, card data 125 and a company logo 126. To increase the security against counterfeiting, a film made of FK polymer 127 was inserted into the card structure between the ticking and the top cover film in the left half of the card. The color change interactions of the liquid crystal film can be observed through the transparent cover film, with the colored printed company logo 126 additionally adding color effects.

Manche FK-Verbindungen vernetzen unter Einwirkung energiereicher (z. B. UV-) Strahlung und bilden erst dadurch einen chemisch stabilen Film. Unbelichtete, d. h. nicht ausgehärtete Bereiche können mit Lösungsmitteln entfernt werden. Analog zu den bekannten phototechnischen Verfahren der Halbleiter- und Druckplattenherstellungstechnik kann auf diese Weise eine definierte Fläche eines FK-Filmes durch eine Maske belichtet und anschließend in den unbelichteten Bereichen die Beschichtung chemisch entfernt werden, so daß Muster, Buchstaben, Ziffern etc. entstehen.Some LC compounds cross-link under the influence of high-energy (e.g. UV) radiation and only then form a chemically stable film. Unexposed, ie uncured areas can be removed with solvents. Analogous to the known phototechnical processes in semiconductor and printing plate production technology, a defined area of an LC film can be produced in this way exposed through a mask and then the coating is chemically removed in the unexposed areas, so that patterns, letters, numbers etc. are formed.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die gesamte Kartenfläche mit der Folie aus Flüssigkristallpolymer abzudecken. Als Alternative zum Beifügen einer Folie in den Kartenaufbau bietet sich an, vor dem Kaschieren das Flüssigkristallelement nach dem Transferprinzip auf das Inlett zu übertragen. Eine weitere Variante besteht darin, im gewöhnlichen Aufbau von kaschierten Karten eine oder beide Deckfolien 122, 123 als Gesamtes durch eine FK-Folie zu ersetzen.Of course, it is also possible to cover the entire card area with the film made of liquid crystal polymer. An alternative to adding a film to the card structure is to transfer the liquid crystal element to the ticking in accordance with the transfer principle before laminating. A further variant consists in replacing one or both cover foils 122, 123 as a whole in the usual construction of laminated cards with an FK foil.

Als groß- oder vollflächige Sicherheitselemente eignen sich Folien aus Fk-Materialien. Solche Folien werden vorzugsweise aus einer Flüssigkristall-Substanz hergestellt. Um eine für die Sicherheitszwecke geeignete Folie zu erhalten, wird die FK-Substanz auf einem Walzenstuhl verarbeitet. Die für die optischen Effekte notwendige Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle erfolgt durch Scherkräfte, die beim Walzen auftreten. Das so hergestellte Folienmaterial eignet sich so insbesondere zur Herstellung von Ausweiskarten, läßt sich aber auch zu anderen Echtheitskennzeichen, wie beispielsweise einem Sicherheitsfaden, verarbeiten.Films made of Fk materials are suitable as large or full-surface security elements. Such films are preferably made from a liquid crystal substance. In order to obtain a film suitable for security purposes, the LC substance is processed on a roller mill. The alignment of the liquid crystal molecules necessary for the optical effects takes place through shear forces that occur during rolling. The film material produced in this way is particularly suitable for the production of identity cards, but can also be processed into other authenticity indicators, such as a security thread.

Zur maschinellen Prüfung von Echtheitskennzeichen auf der Basis der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Polymeren eignen sich in besonderer Weise deren Polariationseigenschaften und deren Wellenlängenselektivität. Das reflektierte Licht ist zunächst spektral auf einem Bereich um die Zentralwellenlänge eingeengt, darüber hinaus wird unpolarisiertes Licht in Flüssigkristallploymeren in rechts- und linksdrehende Komponenten zerlegt. Je nach chemischer Zusammensetzung des Polymers wird nur einer der beiden Anteile reflektiert, während der komplementäre Anteil transmittiert wird.The polarization properties and their wavelength selectivity are particularly suitable for machine testing of authenticity indicators on the basis of the liquid crystal polymers according to the invention. The reflected light is initially narrowed spectrally over a range around the central wavelength, furthermore unpolarized light is broken down into liquid-crystal components into right and left rotating components. Depending on the chemical composition of the polymer, only one of the two parts is reflected, while the complementary part is transmitted.

Eine Möglichkeit der maschinellen Prüfung wird am folgenden an einem Film aus FK-Polymer dargestellt, der sich auf einem schwarzen, vollständig absorbierenden Träger 128 befindet. Wie in Fig. 13 gezeigt, wird das Element 130 unter einem vorbestimmten Winkel mit einem unpolarisierten Lichtstrahl 131, beispielsweise einer Glühlampe 129 beleuchtet. Nach der Reflexion trifft der Lichtstrahl 132 auf das in Fig. 14 dargestellte Detektorsystem 133, mit dem der Nachweis der spektralen Filterung und der zirkularen Polarisation durchgeführt wird.One possibility for machine testing is shown below on a film made of FK polymer, which is located on a black, completely absorbent carrier 128. As shown in FIG. 13, the element 130 is illuminated at a predetermined angle with an unpolarized light beam 131, for example an incandescent lamp 129. After the reflection, the light beam 132 strikes the detector system 133 shown in FIG. 14, with which the detection of the spectral filtering and the circular polarization is carried out.

Den Aufbau des Detektorsystems 133 zeigt Fig. 14. Innerhalb des Detektorsystems 133 durchläuft der reflektierte Strahl 132 zunächst ein Farbfilter 141, der nur Licht der erwarteten Zentralwellenlänge passieren läßt. Dann trifft der Lichtstrahl auf eine Lambda/4-Platte 142, die die zirkulare Polarisation in eine lineare Polarisation umwandelt. Anschließend fällt das Licht auf einen 1 : 1 Strahlteiler 143, von wo die beiden Teilstrahlen 144, 145 auf zwei Detektoren 146, 147 mit davor angeordneten Polarisationsfiltern 148, 149 gelangen. Die Polarisationsebenen 150, 151 der beiden Filter stehen senkrecht aufeinander, gleichzeitig sind sie zu den beiden optischen Achsen der Lambda/4-Platte unter 45° ausgerichtet.The construction of the detector system 133 is shown in FIG. 14. Within the detector system 133, the reflected beam 132 first passes through a color filter 141 which only allows light of the expected central wavelength to pass. The light beam then strikes a lambda / 4 plate 142, which converts the circular polarization into a linear polarization. The light then falls on a 1: 1 beam splitter 143, from where the two partial beams 144, 145 reach two detectors 146, 147 with polarization filters 148, 149 arranged in front of them. The polarization planes 150, 151 of the two filters are perpendicular to one another, at the same time they are aligned at 45 ° to the two optical axes of the lambda / 4 plate.

Die maschinelle Echtheitsprüfung stützt sich auf eine Analyse der beiden Detektorsignale. Die Funktionsweise des Detektorsystems wird im folgenden anhand mehrerer Fälle aufgezeigt.

A) Echtes Element
Das reflektierte Licht passiert ungehindert den Farbfilter. In der Lambda/4-Platte wird aus der zirkularen eine lineare, entweder horizontal oder vertikal stehende Polarisation erzeugt. Die lineare Polarisation führt dazu, daß einer der beiden Detektoren 146, 147 die volle Intensität empfängt, während der zweite Detektor kein Licht erhält.
B) Gefälschtes, unpolarisiert reflektierendes Element
Das spektral korrekte, aber unpolarisiert reflektierte Licht weist auch nach dem Passieren der Lambda/4-Platte keine bevorzugte Polarisationsrichtung auf. Beide Detektoren empfangen je 50 % des reflektierten Lichts.
C) Gefälschtes Element mit Spektralfehler
Das reflektierte Licht wird im Farbfilter 142 absorbiert, entsprechend empfängt keiner der beiden Detektoren ein Signal.
D) Gefälschtes linear polarisierendes Element
Die 45°-Anordnung von Lambda/4-Platte und den beiden Polaristoren führt dazu, daß unabhängig von der ursprünglichen Polarisationsrichtung des reflektierten Lichts beide Detektoren das gleiche Signal empfangen.

The machine authenticity check is based on an analysis of the two detector signals. The mode of operation of the detector system is shown below in several cases.

A) Real element
The reflected light passes freely through the color filter. In the Lambda / 4 plate, the circular produces a linear polarization, either horizontal or vertical. The linear polarization means that one of the two detectors 146, 147 receives the full intensity, while the second detector receives no light.
B) Fake, non-polarized reflective element
The spectrally correct, but non-polarized reflected light does not have a preferred polarization direction even after passing through the lambda / 4 plate. Both detectors each receive 50% of the reflected light.
C) Counterfeit element with spectral error
The reflected light is absorbed in the color filter 142, and accordingly neither of the two detectors receives a signal.
D) Counterfeit linear polarizing element
The 45 ° arrangement of the lambda / 4 plate and the two polaristors means that both detectors receive the same signal regardless of the original polarization direction of the reflected light.

Um die Fehlersignifikanz zu erhöhen, lassen sich auch zur Prüfung eines einzigen Elements mehrere Detektorsysteme verwenden; die beispielsweise unter unterschiedlichen Winkeln angeordnet sind und dementsprechend auf unterschiedliche Zentralwellenlängen reagieren.In order to increase the error significance, several detector systems can also be used to test a single element; which are arranged at different angles, for example, and react accordingly to different central wavelengths.

Dem Fachmann ist klar, daß das Detektorsystem auf vielfache Weise realisiert werden kann. Fig. 15 zeigt als eine wartungsfreundliche Alternative eine Anordnung unter Verwendung von Lichtleitfasern. Basis der optischen Anordnung ist wiederum Fig. 13. Im Detektorsystem 133 durchläuft der reflektierte Lichtstrahl 132 zunächst einen Farbfilter 161 zur Überprüfung der Zentralwellenlänge. In der folgenden Lambda/4-Platte 162 wird die zirkulare Polarisation in eine lineare umgewandelt. Eine Einkoppeloptik 153 koppelt den Lichtstrahl 132 in ein Lichtleitersystem 154 ein, bekannte Strahlweichen trennen den Strahl in äquivalente Teilbündel auf. Am Ende jedes Teilbündels befindet sich ein Polarisator-Detektor-Paar 155/156 und 157/158 für die beiden unterschiedlichen Polarisationsrichtungen.It is clear to the person skilled in the art that the detector system can be implemented in many ways. 15 shows an arrangement underneath as a maintenance-friendly alternative Use of optical fibers. The basis of the optical arrangement is again FIG. 13. In the detector system 133, the reflected light beam 132 first passes through a color filter 161 for checking the central wavelength. In the following Lambda / 4 plate 162, the circular polarization is converted into a linear one. A coupling optic 153 couples the light beam 132 into a light guide system 154, known beam switches separate the beam into equivalent partial bundles. At the end of each sub-bundle there is a pair of polarizer-detectors 155/156 and 157/158 for the two different directions of polarization.

Bei Licht der korrekten Wellenlänge und Polarisation empfängt (im Fall verlustfreier Optiken) einer der beiden Detektoren 156/158 50 % der Eingangsintensität, der zweite erhält kein Licht. Im Fall eines gefälschten Elements mit unpolarisiertem reflektiertem Licht empfängt jeder der beiden Detektoren 50 % der Eingangsintensität. Auf diese Weise lassen sich Fälschung und Original unterscheiden.With light of the correct wavelength and polarization, one of the two detectors 156/158 receives 50% of the input intensity (in the case of lossless optics), the second receives no light. In the case of a fake element with unpolarized reflected light, each of the two detectors receives 50% of the input intensity. In this way, counterfeit and original can be distinguished.

Claims

Data carrier, in particular security, document, ID card or the like. With an optically variable security element which contains a liquid crystal material, characterized in that the material is a liquid crystal polymer which is present in an oriented form and at room temperature as a solid.

A data carrier according to claim 1, characterized in that the material is a cross-linkable liquid crystal silicone polymer.

A data carrier according to claim 1, characterized in that the material is an organopolysiloxane or an organooxysilane or represents a compound with an organopolysiloxane or an organooxysilane.

A data carrier according to claim 1, characterized in that the liquid crystal polymer is present as a layer or film in the security element or in the data carrier.

A data carrier according to claim 4, characterized in that the carrier films (20) coated with liquid crystal polymer are joined together in pairs with a laminating agent (22) in such a way that a symmetrical layer structure (13c, 13d) is produced.

Data carrier according to claim 4, characterized in that at least one surface of the security element is printed with transparent absorbing and / or reflecting colors (34, 40) or a layer of the security element is colored with such colors.

Data carrier according to claim 6, characterized in that the security element is applied in a printed and / or labeled area (60) of the data carrier.

Data carrier according to claim 7, characterized in that a visually invisible coding (72) is applied to the data carrier in the area of the security element.

Data carrier according to at least one of Claims 1 to 8, characterized in that the liquid crystal polymer is processed as a film (127).

Data carrier according to claim 9, characterized in that the film (127) is inserted as a security element in the structure of a multi-layer data carrier (120).

Data carrier according to Claim 10, characterized in that the film is the cover film (122, 123) of the data carrier.

Optically variable security element for equipping data carriers with liquid crystal material, characterized in that the security element is designed as a multilayer transfer element with at least one layer (56) made of liquid crystal polymers.

Security element according to claim 12, characterized in that layers or surfaces of the transfer element are printed or colored with transparent absorbent and / or reflective dyes.

Security element according to claim 12 or 13, characterized in that the outline (61) of the transfer element has a predetermined shape in the form of a logo, a seal, a coat of arms, alphanumeric characters, guilloche patterns or the like.

Semi-finished product for the production of a security element according to at least one of claims 12 to 14, characterized in that a layer (21) or a film (21) made of a liquid crystal polymer is applied to a carrier film (20).

Semi-finished product for producing a security element according to claim 15, characterized in that two coated carrier foils (20) with one Laminating mediators (22) are joined together in such a way that a symmetrical layer structure is present.

Semi-finished product according to claims 15 or 16, characterized in that a layer or surface of the semi-finished product is printed with dyes and / or colored.

Semi-finished product according to at least one of claims 12 to 14, characterized in that it consists of at least one carrier tape and a separating layer, a layer with liquid crystal polymer.

Method for producing a data carrier according to at least one of the preceding claims, characterized by the following steps: Applying the still liquid liquid crystal material to a support surface,

Orientation of the liquid crystal material by mechanical action of shear forces,

- hardening of the oriented material to solid,

- Introducing or applying the liquid crystal solid material in or on the layer structure of the data carrier.

A method according to claim 19, characterized in that the carrier surface is a separate carrier film.

A method according to claim 19 or 20, characterized in that the orientation is carried out by doctoring the liquid crystal material.

A method according to claim 19, characterized in that the carrier surface is a printing roller onto which the liquid crystal material is directly doctored or rolled and from which the liquid crystal material is transferred to a surface of the data carrier by a printing process.

A method according to claim 19, characterized in that the curing is carried out by a defined supply of energy.

A method according to claim 23, characterized in that the energy is supplied by irradiation with UV or IR light.

A method according to claim 23, characterized in that the energy is supplied by the action of an electron beam.

A method according to claim 19, characterized in that the liquid crystal material forms a self-supporting film on the support surface, which is removed after curing.

A method for producing a data carrier according to at least one of claims 1-18, characterized in that the liquid crystal material is arranged in an oriented and hardened form on a carrier film and is transferred from this carrier film to the data carrier or a layer of the data carrier in the transfer process.

Method according to at least one of claims 19 to 27, characterized in that the hardening of the liquid crystal material does not take place over the whole area, but in the form of patterns, characters or the like, and the non-hardened areas according to Curing step are removed.

Use of a liquid crystal polymer for securing and / or authenticity identification of data carriers such as security, ID card or the like.

Method for machine testing a data carrier according to claim 1, characterized in that the security element is illuminated with a light source at at least a predetermined angle and the polarization properties and / or the spectral properties of the reflected light are checked with suitable detector arrangements.

A method according to claim 30, characterized in that the properties of the reflected light are checked under a plurality of illumination and / or observation angles.

Arrangement for performing the method according to claim 30 or 31, characterized by a light source (129) which illuminates the security element (130) at at least a predetermined angle,

one or more color filters (141, 161) for checking the spectral properties of the reflected light,

- a polarization-optical component (152, 162),

- A beam splitter (143) for splitting the reflected light into partial beams of different polarization and

- Polarizing optical components (148, 149, 155, 157) and detectors (146, 147, 156, 158) for measuring the intensity of the partial beams.

Arrangement according to claim 32, characterized in that the reflected beam (132) is coupled into a fiber optic system (154) with optics (153), the beam splitters and polarizing components (155, 157) being integrated in the system.