EP2498999A1 - Herstellung eines mit gefärbten mikrovertiefungen versehenen sicherheitselementes - Google Patents

Herstellung eines mit gefärbten mikrovertiefungen versehenen sicherheitselementes

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EP2498999A1
EP2498999A1 EP10779240A EP10779240A EP2498999A1 EP 2498999 A1 EP2498999 A1 EP 2498999A1 EP 10779240 A EP10779240 A EP 10779240A EP 10779240 A EP10779240 A EP 10779240A EP 2498999 A1 EP2498999 A1 EP 2498999A1
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EP
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layer
protective layer
microwells
color
structured
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Mario Keller
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Giesecke and Devrient GmbH
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    • B42D25/47—Associating two or more layers using chemicals or adhesives using adhesives

Definitions

  • the invention relates to methods for producing a microwaved security element for security papers, documents of value or the like, wherein the microwells are colored with a specific color and the method comprises the steps of: coating an upper side of a carrier with an embossable lacquer, forming microwells in the lacquer in an area of the lacquer-coated top, and applying the specified color to the top and peeling off excess color so that the color remains in the microwells.
  • Items to be protected are often provided with a security element that allows verification of the authenticity of the item and at the same time serves as protection against unauthorized reproduction.
  • Items to be protected include, for example, security papers, identity and value documents (such as banknotes, chip cards, passports, identification cards, identity cards, stocks, bonds, certificates, vouchers, checks, tickets, credit cards, health cards, etc.) as well as product security elements such as security items. Labels, seals, packaging.
  • a well-known for banknotes security element is the so-called security thread and the so-called security strip. This is usually a 0.8 to 2 mm wide strip, which is introduced into the paper during banknote production or woven as a window security thread so that it is partially open, or which is glued to the paper. For additional copy protection, this element is usually provided with optical properties.
  • the combination of microstructure elements with overlying microlenses, which increase the microstructure elements, has proved to be particularly tamper-proof. In this case, in particular, the so-called Moire effect can be used.
  • Such security elements are also referred to as "moire magnifiers.” An exemplary description of such a security element can be found in WO 2008/031170 AI, which proposes to produce the microlenses and microstructures by an embossable lacquer.
  • the invention is based on the object of providing a method for producing a security element provided with micropouts of a specific color for security papers, documents of value or the like. indicate that the colored microwells have a high color contrast to the environment.
  • the invention achieves a partial coloration of microwells without disturbing color tint remaining outside the microwells.
  • microwells meaning recesses which have a small depth in relation to a process of the ink application and optionally the removal of excess paint, eg by doctoring off, so that The color remains in the recesses after the application of paint or, if appropriate, the removal of excess color, microwells in the sense of this invention are in particular 1.5 to 3.5 ⁇ m, particularly preferably 2.0 to 3.0 ⁇ m, deep.
  • the method according to the invention makes it possible to form hologram structures simultaneously in the layer which can be formed as a stamping layer and, in particular, as a varnish and in which the microwells are formed. Then microwells and hollowogram structures can be formed at the same time in an embossing process, which of course is advantageous in terms of production technology.
  • These hologram structures are optionally metallized. Then they are properly protected so that the hologram structures do not be annoyed. This protection can be achieved by the provided for color avoidance protective layer.
  • Metallization of the coated surface is advantageous for embodiments in which hologram structures are applied, since a hologram structure usually has to be metallized. It is therefore provided in a preferred development that hologram structures are also formed in the embossed layer, wherein these hologram structures are metallized and then provided with the protective layer, and that outside the hologram structures, the top side is provided with a protective coating and not provided with the protective coating areas the hologram structures are demetallized by etching. For the desired contrast enhancement, it may be sufficient for the protective layer to leave open a window with the microwells, without covering the elevations between the microwells with the protective layer.
  • a release coating can be provided in the microwells itself for structuring the protective layer. This then makes it possible to apply a protective layer which is lifted by removing the separating layer only over the microwells and thus covers all other areas. Then the structuring of the protective layer is such that finally the microwells are released. Thus, no color can remain on the surveys of microstructuring. This leads to a particularly high contrast.
  • the security element produced in this way can be further processed by conventional methods; so it is possible to provide on the top or bottom of the carrier an adhesive layer or a primer pressure.
  • the application of paint on the surface can be done in various ways. Thus, it is possible to apply color to the paint on the top surface color and then remove excess color outside the microwells, z. B. to roll off. Also, the color can be applied from the outset only in the areas in which microwells (and consequently also elevations, in particular micro-increases) are provided. For this comes z. B. the so-called flexographic printing or kiss print
  • the inking process no longer needs to be optimized to apply color as exclusively as possible to the microwells to be inked.
  • the structured protective layer used in the method according to the invention automatically ensures that any toning shadows that remain in a paint application method which may be insufficient under previous aspects are removed again.
  • the invention therefore opens up a much wider range of inking processes than in the prior art Technology was possible. A corresponding cost reduction in the production is the positive result.
  • the protective layer it is essential that it adheres securely to the top during the paint application process, and that it can nevertheless be removed without residue after the application of paint.
  • known protective or resist coatings are eligible.
  • a washing method can be used, as described for example in EP 1520929 AI (there with further evidence). The disclosure of this document is fully incorporated into this description in this regard.
  • the method according to the invention also permits the generation of multicolored microstructures in a further development by repeating the corresponding steps b2) to d) for a further different color, the protective layers being applied to different areas preferably not overlapping in the region of the microwells during the individual passes become.
  • FIG. 1 is a plan view of a banknote with a security element
  • 2 to 10 are sections through the security element 1 along the line AA of FIG. 1, wherein the individual steps show successive stages of a first variant of a manufacturing process until the conclusion in FIG. 10, FIG.
  • 11 to 17 are sections through the security element 1 along the line A-A of Fig. 1, wherein the individual steps show successive stages of a second variant of a manufacturing process to completion in Fig. 17.
  • a security element 1 is integrated in a banknote 2.
  • the security element 1 provided on the banknote 2 can also be part of a security thread 3 of the banknote, which, as shown by way of example in FIG. 1, is usually woven into the paper of the banknote 2 in such a way that it is partly placed on the front side (the one shown in FIG. 1 visible side) and partly on the back of the banknote. bar is. It is also possible to arrange the security element 1 at least partially over a window provided in the banknote 2. Of course, these possibilities are only examples of the use of the security element 1 described below, which of course can also be used in other ways for copying or imitation protection of a protected object.
  • Fig. 2 shows a sectional view through the security element 1 of Fig. 1 at the beginning of its manufacture according to a first embodiment.
  • a carrier 4 which may be formed, for example, as a film, provided on its upper side 5 with an embossable layer, which is an embossing lacquer layer in the described embodiment, for example, a UV-curing embossing lacquer.
  • the coating can also be provided on an underside 6 of the film 4.
  • this description is limited to the explanation of the layer structure on the top 5 for reasons of simplicity.
  • embossing lacquer layer microstructure elements 8 and at least one hologram 9 are molded, for example by a known embossing process, as mentioned in the already mentioned WO 2008/031170 AI. Consequently, an embossed layer 7 is obtained on the upper side.
  • a surface metallization of the surface is carried out by applying an aluminum layer 10, for example by vapor deposition.
  • the application of the aluminum layer 10 takes place in such a way that the microstructure elements 8 and the hologram structure 9 are retained on the upper side of the aluminum layer 10.
  • This state is shown in Fig. 3.
  • an alumimum layer 10 is just one example of one of the many possible metallizations.
  • the protective lacquer 11 is applied to the areas which are not to be colored.
  • the protective lacquer 11 thus leaves a window 12 above the microstructure 8 free.
  • the protective lacquer may be a resist lacquer, as known in printing or semiconductor technology.
  • Such a resist coating is usually first applied over the entire surface and then patterned photographically by means of a suitable exposure, so that after development only the exposed (in the case of a positive resist) or unexposed areas (in the case of a negative resist) remain free.
  • the manner in which or how the resist 11 is applied is not relevant to the invention. So z. B. also a wash color can be used. It is essential, however, that the window 12 is formed in the protective lacquer 11, which leaves free those regions of the microstructure elements 8 which are to be colored.
  • the microstructure is to be provided with different colors, one will not aim for the state shown in FIG. 4, in which the window 12 leaves the microstructure completely free, but for each color in different passes, place the window 12 in such a way that the one with the respective one Color areas of the microstructure to be left free and the areas not to be colored with the paint
  • a color layer 14 is applied over the entire surface. This will then be possible again away. This is done, for example, by doctoring, so that the color layer 15 remains, which, however, usually inevitably includes a Tonungstik 16 in the areas under which no microstructures are 8. This results in the state according to FIG. 7. This can also be achieved by a so-called kiss-print method, which is an alternative to full application and doctoring.
  • the aluminum layer 10 can be completely eliminated, so that the protective lacquer 11 is applied directly to the embossed layer 7 (optionally with the interposition of one or more suitable separating layers). The Hers proceed part would then be completed after removing the protective coating 11.
  • the hologram structure 9 is introduced into the embossing lacquer layer together with the microstructure 8 and the aluminum layer 10 is laid over it.
  • a second resist 18 is applied to the region of the hologram structure 9 and structured as desired in such a way that windows 19 are formed at which the metallization, ie the aluminum layer 10 in the exemplary embodiment, is to be removed again (FIG. 9).
  • This removal of the aluminum layer 10 takes place, for example, by means of a suitable etching.
  • the second protective layer 18 there is thus a structured demetallization 20, as is needed for a hologram of good effect.
  • the section shown schematically in FIG. 10 with a microstructure 8, the recesses of which are provided with a color layer 15, as well as a demetallized hologram structure 9 are obtained.
  • the protective layer 11 covers the upper side 5 except for the window 12, which contains the area with the microstructure elements 8 to be colored. Within the microstructure elements 8 is no protective layer.
  • FIGS. 11 to 17 show an embodiment which applies a protective layer also on the elevations of the microstructure elements 8.
  • Fig. 11 corresponds in its representation of FIG. 2, that is, shows a sectional view through the security element 1 of Fig. 1 at the beginning of its production according to the second embodiment.
  • a carrier which may for example be formed as a film 4
  • an embossable layer 7 which in the described embodiment is an embossing lacquer layer, for example a UV-curing embossing lacquer.
  • the coating can also be provided on an underside of the film 4; However, this description is limited to the description of the layer structure at the top 5 for reasons of simplicity.
  • microstructure elements 8 are molded, for example by a known embossing process, as mentioned in the already mentioned WO 2008/0311701 Al. As a result, an embossed layer 7, which has micro-depressions in the form of the microstructure elements 8, is obtained on the upper side 5.
  • a separating layer 21 is applied in the microwells of the microstructure elements 8.
  • the release layer may be a resist, as known in printing or semiconductor technology.
  • a resist coating is usually first applied over the whole area and then patterned photographically by means of a suitable exposure so that after development only the exposed (in the case of a positive resist) or unexposed areas (in the case of a negative resist) remain free.
  • a washing color known to the person skilled in the art can also be used. It is essential for the separating layer 21 that it can be removed again and also carries along coatings lying over it.
  • the manner of the separating layer is no longer relevant to the invention as long as it is seated exclusively in those depressions of the microstructure elements 8 which are to be colored. If the microstructure is to be provided with different colors, one will not aim for the state shown in FIG. 12, but only those micro-recesses of the microstructure elements 8 are provided with the separating layer 21, which are to be colored in the subsequent passage. For the sake of simplicity, the illustration of FIG. 12 assumes that all microwells of the microstructure elements 8 are to be colored. Next, a full surface coating of the surface is made, for. B. by an aluminum layer 10 is applied, for example, by evaporation.
  • the coating with the protective layer is such that the embossed layer 7 and in particular the filled with the release layer 21 microwells with the protective layer, for. B. the aluminum layer 10, are provided.
  • the aluminum layer 10 it is also possible to use another suitable protective layer, which is removed from the micro-recesses of the microstructure when the separating layer 21 is removed, but otherwise remains on the upper side 5.
  • the separating layer 21 is removed again.
  • the result of this removal step is shown in FIG.
  • the aluminum layer 10 remains only outside the microwells.
  • a color layer 14 is applied over the entire surface. This covers the entire upper side 5, that is to say both the structured regions with the microstructure and the aluminum support 22 over the elevations of the microstructure and also the structured regions of the aluminum layer 10.
  • the color layer 14 is then removed again as far as possible outside the microwells. This is done, for example, by doctoring, so that the ink layer 15 remains, which, however, usually unavoidably has a Tonungs Mrs 16 in those areas of the surface 5, below which are no microstructures. This state is shown in FIG. 16.
  • the aluminum layer 10 is removed. It thus has the same function as the protective lacquer 11 of the first embodiment described above. With the removal of the aluminum layer 10, the unwanted Tonungstik 16 is automatically lifted, and the surface of the embossed layer 7 remains free, the color layer 15 is now exclusively in the microwells of the microstructure elements 8.
  • the removal of the aluminum layer 10 takes place z. B. by a suitable etching.
  • another suitable coating may be used. It merely has to fulfill the requirement that when the separating layer 21 is removed, the coating only dissolves above the separating layer 21 in these areas and otherwise remains on the embossed layer 7.
  • the further processing according to FIG. 10 or 17 then takes place in the usual manner and includes, for example, the application of the enlarging elements for a Moire Magnifier security element, the application of adhesive or primer printing layers, etc. This is known to the person skilled in the art. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit Mikrovertiefungen (8) versehenen Sicherheitselementes für Sicherheitspapiere, Wertdokumente oder dergleichen, wobei die Mikrovertiefungen (8) mit einer bestimmten Farbe gefärbt werden und das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Beschichten einer Oberseite (5) eines Trägers (4) mit einer prägbaren Schicht (7), b1) Einformen von Mikrovertiefungen (8) in die prägbare Schicht (7) zum Ausbilden einer geprägten Schicht (7), c) Auftrag der bestimmten Farbe auf die Oberseite (5), so dass die Farbe (14) in den Mikrovertiefungen (8) verbleibt, gekennzeichnet durch b2) Aufbringen einer strukturierten Schutzschicht (11; 10, 22), z.B. eine Waschfarbe oder ein Resistlack, auf die beschichtete Oberseite (5), wobei die strukturierte Schutzschicht (11; 10, 22) die Mikrovertiefungen (8), welche mit der bestimmten Farbe gefärbt werden sollen, nicht abdeckt, nach Schritt b1) und vor Schritt c), d) Entfernen der strukturierten Schutzschicht (11; 10, 22) und damit einer Farbtönung (16) nach Schritt c).

Description

H e r s t e ll u n g e i ne s m i t ge f ä r b te n M ik r o v e r tief u n g e n v e r s e h e n e n Si c h e r he i ts e l e m e n te s
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines mit Mikrovertiefungen versehenen Sicherheitselementes für Sicherheitspapiere, Wertdokumente oder dergleichen, wobei die Mikrovertiefungen mit einer bestimmten Farbe gefärbt werden und das Verfahren folgende Schritte aufweist: Beschichten einer Oberseite eines Trägers mit einem prägbaren Lack, Einformen von Mikrovertiefungen in den Lack in einem Bereich der mit Lack beschichteten Oberseite, und Auftrag der bestimmten Farbe auf die Oberseite und Abra- keln überschüssiger Farbe, so dass die Farbe in den Mikrovertiefungen verbleibt.
Zu schützende Gegenstände werden häufig mit einem Sicherheitselement ausgestattet, das eine Überprüfung der Echtheit des Gegenstandes erlaubt und zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dient. Zu schützende Gegenstände sind beispielsweise Sicherheitspapiere, Ausweis- und Wertdokumente (wie z.B. Banknoten, Chipkarten, Pässe, Identifikationskarten, Ausweiskarten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, Eintrittskarten, Kreditkarten, Gesundheitskarten, ...) sowie Produktsicherungselemente, wie z.B. Etiketten, Siegel, Verpackungen.
Die Fälschungssicherheit und Sichtbarkeit eines Sicherheitselementes ist dann besonders groß, wenn das Sicherheitselement farbige Motive oder Informationen zeigt. Ein für Banknoten bekanntes Sicherheitselement ist der sogenannte Sicherheitsfaden und der sogenannte Sicherheitsstreifen. Dabei handelt es sich um einen in der Regel 0,8 bis 2 mm breiten Streifen, der bei der Banknotenherstellung in das Papier eingebracht wird oder als Fenstersicherheitsfaden so eingewoben wird, dass er teilweise offen liegt, oder der auf das Papier aufgeklebt wird. Für einen zusätzlichen Kopierschutz ist dieses Element meist mit optischen Eigenschaften versehen. Als besonders fälschungssicher hat sich die Kombination von Mikrostrukturelementen mit darüberliegenden Mikrolinsen erwiesen, die die Mikrostrukturelemente vergrößern. Hierbei kann insbesondere der sogenannte Moire-Effekt verwendet werden. Solche Sicherheitselemente werden auch als„Moire-Magnifier" bezeichnet. Eine exemplarische Schilderung eines solchen Sicherheitselementes findet sich in der WO 2008/031170 AI, die vorschlägt, die Mikrolinsen und Mikrostrukturen durch einen prägbaren Lack zu erzeugen.
Es hat sich gezeigt, dass farbige Strukturen insbesondere bei der Verwendung von Moire-Magnifiern noch weitergehenden Fälschungsschutz gewährleisten. Es wäre deshalb denkbar, die Mikrostrukturelemente von Moi- re-Magnifier-Sicherheitselementen einzufärben. Dabei würde sich allerdings das Problem stellen, dass normalerweise auch außerhalb der Mikrostrukturelemente Farbreste als sogenannte Tonung verbleiben, wodurch der Kontrastunterschied zwischen den mit Farbe gefüllten Mikrostrukturelementen, die üblicherweise als Vertiefungen ausgebildet sind, und der sonstigen Oberfläche gemindert wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer bestimmten Farbe gefärbten Mikrovertiefungen versehenen Sicherheitselementes für Sicherheitspapiere, Wertdokumente oder derglei- chen anzugeben, bei dem die gefärbten Mikrovertiefungen einen hohen Farbkontrast zur Umgebung haben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines mit Mikrovertiefungen versehenen Sicherheitselementes für Sicherheitspapiere, Wertdokumente oder dergleichen, wobei die Mikrovertiefungen mit einer bestimmten Farbe gefärbt werden und das Verfahren folgende Schritte aufweist:
a) Beschichten einer Oberseite eines Trägers mit einer prägbaren Schicht,
bl) Einformen von Mikrovertiefungen in die prägbare Schicht zum Ausbilden einer geprägten Schicht,
b2) Aufbringen einer strukturierten Schutzschicht auf die beschichtete Oberseite, wobei die strukturierte Schutzschicht die Mikrovertiefungen in der Schicht, welche mit der bestimmten Farbe gefärbt werden sollen, nicht abdeckt,
c) Auftrag der bestimmten Farbe auf die Oberseite, so dass die Farbe in den Mikrovertiefungen verbleibt, und
d) Entfernen der strukturierten Schutzschicht und damit einer außerhalb der Mikrovertiefungen vorhandenen Farbtönung.
Die Erfindung erreicht eine partielle Einfärbung von Mikrovertiefungen, ohne dass eine störende Farbtönung außerhalb der Mikrovertiefungen verbleibt.
Wesentlich dafür ist das Vorhandensein einer Schutzschicht in den Bereichen, in denen keine Mikrovertiefungen mit der bestimmten Farbe gefärbt werden sollen, zum Zeitpunkt des Farbauftrages. Entfernt man diese Schutzschicht nach dem Einfärben, wird zugleich eine ansonsten beim Farbauftrag unvermeidbare Farbtönung, d.h. Farbreste außerhalb der zu färbenden Mikrovertiefungen, entfernt. Somit ist die Farbfüllung auf die Mikrovertiefungen beschränkt, die mit der bestimmten Farbe gefärbt werden sollen. Ein guter Kontrast ist die Folge.
Dieser Kontrast ist besonders bei der Verwendung der Mikrovertiefungen im Zusammenhang mit einem Moirö-Magnifier-Sicherheitselement vorteilhaft, da dessen optische Wirkung besonders stark durch Tonungsschatten außerhalb der Mikrovertiefungen beeinträchtigt wird. Soweit allerdings hier die Erfindung im Zusammenhang mit Moire-Magnifiern beschrieben wird, ist dies lediglich beispielhaft zu verstehen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in allen Varianten auch bei beliebig anderen gefärbten Mikrovertiefungen angewendet werden, wobei unter„Mikrovertiefungen" Vertiefungen verstanden werden, die bezogen auf einen Prozess des Farbauftrages und gegebenenfalls der Entfernung überschüssiger Farbe, z.B. durch Abrakeln, eine geringe Tiefe haben, so dass nach dem Farbauftrag bzw. gegebenenfalls der Entfernung überschüssiger Farbe die Farbe in den Vertiefungen verbleibt. Mikrovertiefungen im Sinne dieser Erfindung sind insbesondere 1,5 bis 3,5 μιη, besonders bevorzugt 2,0 bis 3,0 μπα tief.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt es insbesondere einfach zu, in die Schicht, die als Prägeschicht und insbesondere als Lack ausgebildet sein kann und in die die Mikrovertiefungen eingeformt werden, auch gleichzeitig Hologrammstrukturen einzuf ormen. Dann können Mikrovertiefungen und Ho- logrammstrukturen zugleich in einem Prägeprozess eingeformt werden, was unter produktionstechnischen Gesichtspunkten natürlich vorteilhaft ist. Diese Hologrammstrukturen werden gegebenenfalls metallisiert. Anschließend werden sie geeignet geschützt, so dass die Hologrammstrukturen nicht ein- gef ärbt werden. Dieser Schutz kann durch die zur Farbtonungsvermeidung vorgesehene Schutzschicht erreicht werden.
Ein Metallisieren der beschichteten Oberfläche ist für Ausführungsformen vorteilhaft, in denen Hologrammstrukturen aufgebracht werden, da eine Hologrammstruktur üblicherweise metallisiert werden muss. Es ist deshalb in einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass auch Hologrammstrukturen in die geprägte Schicht eingeformt werden, wobei diese Hologrammstrukturen metallisiert und dann mit der Schutzschicht versehen werden, und dass außerhalb der Hologrammstrukturen die Oberseite mit einer Schutzbeschichtung versehen wird und nicht mit der Schutzbeschichtung versehene Bereiche der Hologrammstrukturen mittels Ätzung demetallisiert werden. Zur gewünschten Kontrastverbesserung kann es ausreichen, dass die Schutzschicht ein Fenster mit den Mikrovertiefungen freilässt, ohne dass die Erhebungen zwischen den Mikrovertiefungen mit der Schutzschicht abgedeckt werden. Je nach Feinheit, d. h. Abständen zwischen den Mikrovertiefungen, kann es aber auch angezeigt sein, ausschließlich die Mikrovertiefungen freizulassen und ansonsten die Oberseite mit der Schutzschicht vollständig abzudecken, d. h. auch die Erhebungen zwischen den Mikrovertiefungen. Dazu kann zum Strukturieren der Schutzschicht eine Trennbeschichtung in den Mikrovertiefungen selbst vorgesehen werden. Diese ermöglicht es dann, eine Schutzschicht aufzubringen, die durch Entfernen der Trennschicht nur über den Mikrovertiefungen abgehoben wird und damit alle übrigen Bereiche abdeckt. Dann ist die Strukturierung der Schutzschicht so, dass aus- schließlich die Mikrovertiefungen freigelassen werden. Somit kann auch auf den Erhebungen der Mikrostrukturierung keine Farbtönung bleiben. Das führt zu einem besonders hohen Kontrast. Das derart hergestellte Sicherheitselement kann mit üblichen Verfahren weiterbearbeitet werden; so ist es möglich auf der Ober- oder Unterseite des Trägers eine Klebeschicht oder einen Primerdruck vorzusehen.
Der Farbauftrag auf der Oberfläche kann auf verschiedenste Art und Weise erfolgen. So ist es möglich, zum Farbauftrag auf die Oberseite flächig Farbe aufzutragen und überschüssige Farbe dann außerhalb der Mikrovertiefungen zu entfernen, z. B. abzurakeln. Auch kann die Farbe von vornherein nur in die Bereiche aufgetragen werden, in denen Mikrovertiefungen (und folglich auch Erhöhungen, insbesondere Mikroerhöhungen) vorgesehen sind. Hierfür kommt z. B. das sogenannte Flexodruck- oder das Kiss-Print-
Verfahren infrage, wie es in H. Kipphan (Hrsg.), Handbuch der Printmedien, Springer Verlag, 2000, S. 409 erwähnt ist. Sämtliche Offenbarung dieses Standardwerkes der Drucktechnik wird hinsichtlich des Kiss-Print- Verfahrens vollumfänglich in die vorliegende Beschreibung einbezogen.
Es ist ein bedeutender Vorteil der Erfindung, dass das Farbauftragverfahren nicht mehr daraufhin optimiert werden muss, dass Farbe möglichst ausschließlich in die einzufärbenden Mikrovertiefungen aufgetragen wird. Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete, strukturierte Schutzschicht sorgt automatisch dafür, dass eventuelle Tonungsschatten, die bei einem unter bisherigen Gesichtspunkten möglicherweise ungenügenden Farbauftragverfahren verbleiben, wieder entfernt werden. Die Erfindung eröffnet deshalb einen viel größeren Bereich an Farbauftragverfahren als im Stand der Technik möglich war. Eine entsprechende Aufwandsreduzierung bei der Herstellung ist die positive Folge.
Für die Schutzschicht ist es wesentlich, dass sie während des Farbauftragver- fahrens sicher auf der Oberseite haftet und dennoch wieder rückstandsfrei nach dem Farbauftrag entfernbar ist. Hierfür kommen bekannte Schutz- oder Resistlacke infrage. Auch kann ein Waschverfahren verwendet werden, wie es beispielsweise in der EP 1520929 AI (dort mit weiteren Nachweisen) geschildert ist. Die Offenbarung dieser Druckschrift wird in dieser Hinsicht vollumfänglich in diese Beschreibung einbezogen.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt in einer Weiterbildung auch die Erzeugung mehrfarbiger Mikrostrukturen, indem die entsprechenden Schritte b2) bis d) für eine weitere andere Farbe wiederholt werden, wobei die Schutzschichten bei den einzelnen Durchläufen auf unterschiedliche, sich vorzugsweise im Bereich der Mikrovertiefungen nicht überlappende Bereiche aufgebracht werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielshalber anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert ist. Es zeigen:
Fig. l eine Draufsicht einer Banknote mit einem Sicherheitselement 1, Fig. 2 bis 10 Schnitte durch das Sicherheitselement 1 längs der Linie A-A der Fig. 1, wobei die einzelnen Schritte aufeinanderfolgende Stufen einer ersten Variante eines Herstellverfahrens bis zum Abschluss in Fig. 10 zeigen,
Fig. 11 bis 17 Schnitte durch das Sicherheitselement 1 längs der Linie A-A der Fig. 1, wobei die einzelnen Schritte aufeinanderfolgende Stufen einer zweiten Variante eines Herstellverfahrens bis zum Abschluss in Fig. 17 zeigen.
Alle Figuren sind zur besseren Darstellbarkeit nicht maßstabsgetreu dargestellt, insbesondere was Schichtdicken angeht. Ferner sind teilweise Schraffu- ren nicht eingezeichnet, um den Aufbau des entsprechenden Sicherheitselementes 1 übersichtlicher darstellen zu können. Im Übrigen tragen Elemente, die sich in verschiedenen Ausführungsformen funktionell und/ oder strukturell gleichen oder entsprechen, in allen Figuren jeweils dasselbe Bezugszeichen, um Beschreibungswiederholungen zu vermeiden. In der nachfolgenden Beschreibung von Schnittstellungen wird als Vorderseite des Sicherheitselementes die in den Darstellungen oben liegende Seite bezeichnet. Die Rückseite ist dementsprechend die unten liegende Seite. Diese Konvention dient lediglich der einfacheren Beschreibung und soll keine Einschränkung hinsichtlich Aufbau und/ oder Anwendung des Sicherheitselementes sein.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist ein Sicherheitselement 1 in eine Banknote 2 integriert. Das auf der Banknote 2 vorgesehene Sicherheitselement 1 kann auch Bestandteil eines Sicherheitsfadens 3 der Banknote sein, welcher, wie in Fig. 1 exemplarisch dargestellt, üblicherweise so in das Papier der Banknote 2 eingewoben ist, dass er teilweise auf der Vorderseite (die in Fig. 1 sichtbare Seite) und teilweise auf der Rückseite der Banknote sieht- bar ist. Auch ist es möglich, das Sicherheitselement 1 zumindest teilweise über einem in der Banknote 2 vorgesehenen Fenster anzuordnen. Diese Möglichkeiten sind aber selbstverständlich nur Beispiele für die Verwendung des nachfolgend beschriebenen Sicherheitselementes 1, das natürlich auch auf andere Art und Weise zum Kopier- oder Nachahmungsschutz eines geschützten Gegenstandes verwendet werden kann.
Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch das Sicherheitselement 1 der Fig. 1 am Beginn dessen Herstellung gemäß einer ersten Ausführungsform. Zur Herstellung wird ein Träger 4, der beispielsweise als Folie ausgebildet sein kann, an seiner Oberseite 5 mit einer prägbaren Schicht versehen, die in der beschriebenen Ausführungsform eine Prägelackschicht ist, beispielsweise ein UV-härtender Prägelack. Natürlich kann die Beschichtung auch an einer Unterseite 6 der Folie 4 vorgesehen werden. Diese Beschreibung beschränkt sich aber aus Gründen der Einfachheit auf die Erläuterung des Schichtaufbaus an der Oberseite 5.
In die Prägelackschicht werden Mikrostrukturelemente 8 und mindestens ein Hologramm 9 abgeformt, beispielsweise durch ein bekannte Prägeverfahren, wie es in der eingangs bereits erwähnten WO 2008/031170 AI erwähnt ist. Man erhält folglich auf der Oberseite eine geprägte Schicht 7.
Nachdem somit der in Fig. 2 dargestellte Zustand erreicht ist, wird eine ganzflächige Metallisierung der Oberfläche vorgenommen, indem eine Alu- miniumschicht 10 aufgetragen, beispielsweise aufgedampft wird. Das Aufbringen der Aluminiumschicht 10 geschieht derart, dass die Mikrostrukturelemente 8 sowie die Hologrammstruktur 9 an der Oberseite der Aluminiumschicht 10 erhalten bleiben. Diesen Zustand stellt Fig. 3 dar. Natürlich ist eine Alumimumschicht 10 nur ein Beispiel für eine der vielen möglichen Metallisierungen.
Nun wird ein Schutzlack 11 auf die Bereiche aufgetragen, die nicht einge- färbt werden sollen. Der Schutzlack 11 lässt also ein Fenster 12 über der Mikrostruktur 8 frei. Bei dem Schutzlack kann es sich um einen Resistlack handeln, wie er in der Druck- oder Halbleitertechnologie bekannt ist. Ein solcher Resistlack wird üblicherweise zuerst vollflächig aufgetragen und dann photographisch mittels einer geeigneten Belichtung strukturiert, so dass nach dem Entwickeln nur die belichteten (im Falle eines Positivlacks) oder unbe- lichteten (im Falle eines Negativlacks) Bereiche frei bleiben. Die Art und Weise, in welcher bzw. wie der Schutzlack 11 aufgetragen wird, ist für die Erfindung nicht weiter relevant. So kann z. B. auch eine Waschfarbe eingesetzt werden. Wesentlich ist allerdings, dass das Fenster 12 im Schutzlack 11 gebildet ist, das diejenigen Bereiche der Mikrostrukturelemente 8 frei lässt, die eingefärbt werden sollen. Soll die Mikrostruktur mit verschiedenen Farben versehen werden, wird man nicht den in Fig. 4 dargestellten Zustand anstreben, bei dem das Fenster 12 die Mikrostruktur vollständig frei lässt, sondern für jede Farbe in verschiedenen Durchläufen das Fenster 12 so legen, dass die mit der jeweiligen Farbe einzufärbenden Bereiche der Mikrostruktur frei bleiben und die nicht mit der Farbe einzufärbenden Bereiche vom
Schutzlack 11 abgedeckt sind.
Als nächstes wird mittels eines Ätzschritts die Aluminiumschicht 10 im Be- reich des Fensters 12 entfernt, so dass die Mikrostruktur in der Prägelackschicht 7 freigelegt wird. Dieser Zustand ist in Fig. 5 zu erkennen.
Anschließend wird, wie die Schnittdarstellung der Fig. 6 zeigt, vollflächig eine Farbschicht 14 aufgetragen. Diese wird dann wieder so weit möglich entfernt. Dies geschieht beispielsweise durch Abrakeln, so dass die Farbschicht 15 verbleibt, die jedoch in der Regel unvermeidlich eine Tonungsschicht 16 auch in den Bereichen umfasst, unter denen keine Mikrostrukturen 8 liegen. Es ergibt sich der Zustand gemäß Fig. 7. Dieser kann auch durch ein sogenanntes Kiss-Print- Verfahren erreicht werden, das eine Alternative zum Vollauftrag und Abrakeln ist.
Zur Fig. 7 sei noch angemerkt, dass, wie bereits eingangs erwähnt, die Schichtdicken nicht maßstäblich sind. Das über der Mikrostruktur in Fig. 7 erkennbare Volumen mit der verbliebenen Farbschicht 15 ist durch die nicht maßstäbliche Darstellung stark vergrößert. Tatsächlich ist das Volumen über der Mikrostruktur verschwindend gering gegen das Volumen der Vertiefungen der Mikrostruktur. Nun wird in einem nächsten Schritt der Schutzlack 11 entfernt. Damit wird automatisch auch die unerwünschte Tonungsschicht 16 abgehoben, und die Oberfläche der Aluminiumschicht 10 liegt wieder frei.
In Bauweisen, die ohne Hologrammstruktur 9 arbeiten, kann natürlich die Aluminiumschicht 10 vollständig entfallen, so dass der Schutzlack 11 direkt auf die geprägte Schicht 7 aufgebracht wird (gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer oder mehrerer geeigneter Trennschichten). Das Hers teil verfahren wäre dann nach dem Entfernen des Schutzlacks 11 beendet. In dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel wird jedoch in die Prägelackschicht zusammen mit der Mikrostruktur 8 auch die Hologrammstruktur 9 eingebracht und darüber die Aluminiumschicht 10 gelegt. Um diese nun zum Erreichen des gewünschten Hologrammeffektes geeignet strukturiert zu demetallisieren, wird über die Aluminiumschicht 10 zumindest im Bereich der Hologrammstruktur 9 ein zweiter Schutzlack 18 aufgetragen und wunschgemäß so strukturiert, dass Fenster 19 gebildet werden, an denen die Metallisierung, d.h. im Ausführungsbeispiel die Aluminiumschicht 10, wieder entfernt werden soll (Fig. 9). Diese Entfernung der Aluminiumschicht 10 erfolgt z.B. durch eine geeignete Ätzung. Nach anschließender Entfernung der zweiten Schutzschicht 18 liegt damit eine strukturierte Demetallisierung 20 vor, wie sie für ein gut wirksames Hologramm benötigt wird. Im Ergebnis erhält man damit den in Fig. 10 schematisch dargestellten Schnitt mit einer Mikrostruktur 8, deren Vertiefungen mit einer Farbschicht 15 versehen sind, sowie eine wunschgemäß demetallisierte Hologrammstruktur 9.
In der ersten Ausführungsform deckt die Schutzschicht 11 die Oberseite 5 bis auf das Fenster 12 ab, welches den Bereich mit den zu färbenden Mikrostruk- turelementen 8 enthält. Innerhalb der Mikrostrukturelemente 8 ist keine Schutzschicht.
Die Figuren 11 bis 17 zeigen eine Ausführungsform, die eine Schutzschicht auch auf den Erhebungen der Mikrostrukturelemente 8 aufbringt. Fig. 11 entspricht in ihrer Darstellung der Fig. 2, zeigt also eine Schnittdarstellung durch das Sicherheitselement 1 der Fig. 1 am Beginn dessen Herstellung gemäß der zweiten Ausführungsform. Zur Herstellung wird ein Träger, der beispielsweise als Folie 4 ausgebildet sein kann, an seiner Oberseite 5 mit einer prägbaren Schicht 7 versehen, die in der beschriebenen Ausführungs- form eine Prägelackschicht ist, beispielsweise ein UV-härtender Prägelack. Natürlich kann die Beschichtung auch an einer Unterseite der Folie 4 vorgesehen werden; diese Beschreibung beschränkt sich aber aus Gründen der Einfachheit auf die Beschreibung des Schichtaufbaus an der Oberseite 5. In die Prägelackschicht werden Mikrostrukturelemente 8 abgeformt, beispielsweise durch ein bekanntes Prägeverfahren, wie es in der bereits erwähnten WO 2008/ 0311701 AI erwähnt ist. Im Ergebnis erhält man an der Oberseite 5 eine geprägte Schicht 7, die Mikrovertiefungen in Form der Mik- rostrukturelemente 8 aufweist.
Nachdem somit der in Fig. 11 dargestellte Zustand erreicht ist, wird in die Mikrovertiefungen der Mikrostrukturelemente 8 eine Trennschicht 21 aufgebracht. Bei der Trennschicht kann es sich um einen Resistlack handeln, wie er in der Druck- oder Halbleitertechnologie bekannt ist. Ein solcher Resistlack wird üblicherweise zuerst vollflächig aufgetragen und dann photographisch mittels einer geeigneten Belichtung strukturiert, so dass nach dem Entwickeln nur die belichteten (im Falle eines Positivlacks) oder unbelichteten (im Falle eines Negativlacks) Bereiche frei bleiben. Natürlich kann anstelle eines Resistlackes auch eine dem Fachmann bekannte Waschfarbe verwendet werden. Wesentlich für die Trennschicht 21 ist, dass sie wieder entfernt werden kann und dabei auch über ihr liegende Beschichtungen mitnimmt.
Die Art und Weise der Trennschicht ist für die Erfindung nicht weiter rele- vant, solange sie ausschließlich in denjenigen Vertiefungen der Mikrostrukturelemente 8 sitzt, die eingefärbt werden sollen. Soll die Mikrostruktur mit verschiedenen Farben versehen werden, wird man nicht den in Fig. 12 dargestellten Zustand anstreben, sondern nur diejenigen Mikrovertiefungen der Mikrostrukturelemente 8 mit der Trennschicht 21 versehen, die im nachfol- genden Durchgang gefärbt werden sollen. Der Einfachheit halber wird die Darstellung der Fig. 12 davon aus, dass alle Mikrovertiefungen der Mikrostrukturelemente 8 gefärbt werden sollen. Als nächstes wird eine ganzflächige Beschichtung der Oberfläche vorgenommen, z. B. indem eine Aluminiumschicht 10 aufgetragen, beispielsweise aufgedampft wird. Die Beschichtung mit der Schutzschicht geschieht derart, dass die geprägte Schicht 7 und insbesondere die mit der Trennschicht 21 gefüllten Mikrovertiefungen mit der Schutzschicht, z. B. der Aluminiumschicht 10, versehen werden. Anstelle der Aluminiumschicht 10 kann auch eine andere geeignete Schutzschicht verwendet werden, die beim Entfernen der Trennschicht 21 aus den Mikrovertiefungen der Mikrostruktur mit abgelöst wird, ansonsten aber auf der Oberseite 5 verbleibt.
Dann wird die Trennschicht 21 wieder entfernt. Das Ergebnis dieses Entfernungsschrittes ist in Fig. 14 dargestellt. Wie zu sehen ist, verbleibt die Aluminiumschicht 10 nur außerhalb der Mikrovertiefungen. Insbesondere im Bereich der Mikroerhöhungen der Mikrostruktur besteht eine Aluminium- aufläge 22, da die Aluminiumschicht 10 nur dort, wo sie über der Trennschicht 21 lag, durch deren Entfernung abgetragen wurde.
Anschließend wird, wie die Schnittdarstellung der Fig. 15 zeigt, vollflächig eine Farbschicht 14 aufgetragen. Diese bedeckt die gesamte Oberseite 5, also sowohl die strukturierten Bereiche mit der Mikrostruktur und der Aluminiumauflage 22 über den Erhebungen der Mikrostruktur als auch die strukturierten Bereiche der Aluminiumschicht 10.
Die Farbschicht 14 wird dann wieder soweit wie möglich außerhalb der Mik- rovertiefungen entfernt. Dies geschieht beispielsweise durch Abrakeln, so dass die Farbschicht 15 verbleibt, die jedoch in der Regel unvermeidlich eine Tonungsschicht 16 auch in denjenigen Bereichen der Oberfläche 5 aufweist, unter denen keine Mikrostrukturen liegen. Diesen Zustand zeigt Fig. 16. Nun wird in einem letzten Schritt die Aluminiumschicht 10 entfernt. Sie hat damit dieselbe Funktion wie der Schutzlack 11 der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform. Mit der Entfernung der Aluminiumschicht 10 wird automatisch auch die unerwünschte Tonungsschicht 16 abgehoben, und die Oberfläche der geprägten Schicht 7 bleibt frei, wobei die Farbschicht 15 sich nun ausschließlich in den Mikrovertiefungen der Mikrostrukturelemente 8 befindet. Die Entfernung der Aluminiumschicht 10 erfolgt z. B. durch eine geeignete Ätzung. Natürlich kann anstelle der Aluminiumschicht 10 auch eine andere geeignete Beschichtung verwendet werden. Sie muss lediglich die Erfordernis erfüllen, dass bei Entfernen der Trennschicht 21 die Beschichtung nur in diesem Bereichen über der Trennschicht 21 sich löst und ansonsten auf der geprägten Schicht 7 verbleibt.
Für die Strukturierung der Schutzschicht kommen natürlich auch andere Techniken infrage. Auch kann die Hologrammstruktur, welche nur im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 10 beschrieben wurde, auch in der Ausführungsform der Figuren 11 bis 17 hergestellt werden.
Die weitere Bearbeitung nach Fig. 10 oder 17 erfolgt dann auf fachübliche Weise und umfasst beispielsweise das Aufbringen der Vergrößerungselemente für ein Moire-Magnifier-Sicherheitselement, das Aufbringen von Klebe- oder Primerdruck-Schichten etc. Dies ist dem Fachmann bekannt. Bezugszeichenliste:
1 Sicherheitselement
2 Banknote
3 Sicherheitsfaden
4 Träger
5 Oberseite
6 Unterseite
7 geprägte Schicht
8 Mikrostruktur
9 Hologrammstruktur
10 Aluminiumschicht
11 Schutzlack
12 Fenster
14 Farbschicht
15 Farbschicht nach Abrakeln
16 Tonungsschicht
17 Gefärbte Mikrostruktur
18 2. Schutzlack
19 Fenster
20 Demetallisierung
21 Trennschicht
22 Aluminiumauflage

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung eines mit Mikrovertiefungen (8) versehenen Sicherheitselementes für Sicherheitspapiere, Wertdokumente oder dergleichen, wobei die Mikrovertiefungen (8) mit einer bestimmten Farbe gefärbt werden und das Verfahren folgende Schritte aufweist:
a) Beschichten einer Oberseite (5) eines Trägers (4) mit einer prägbaren Schicht (7),
bl) Einformen von Mikrovertiefungen (8) in die prägbare Schicht (7) zum Ausbilden einer geprägten Schicht (7),
c) Auftrag der bestimmten Farbe auf die Oberseite (5), so dass die Farbe (14) in den Mikrovertiefungen (8) verbleibt, gekennzeichnet durch
b2) Aufbringen einer strukturierten Schutzschicht (11; 10, 22) auf die beschichtete Oberseite (5), wobei die strukturierte Schutzschicht (11; 10, 22) die Mikrovertiefungen (8), welche mit der bestimmten Farbe gefärbt werden sollen, nicht abdeckt, nach Schritt bl) und vor Schritt c),
d) Entfernen der strukturierten Schutzschicht (11; 10, 22) und damit einer außerhalb der Mikrovertiefungen vorhandenen Farbtönung (16) nach Schritt c).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b2) eine strukturierte Schutzschicht (11) aufgebracht wird, die ein Fenster (12) aufweist, in dem die Mikrovertiefungen liegen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
vor Schritt b2) die beschichtete Oberseite (5) metallisiert (10) wird, in Schritt b2) die strukturierte Schutzschicht (11) aufgebracht wird, wobei die Schutzschicht (11) so ausgebildet ist, dass sie die Metallisierung vor Ätzung schützt, und
nach Aufbringen der strukturierten Schutzschicht (11) die nicht durch die Schutzschicht (11) geschützte, im Fenster (12) liegende Metallisierung (10) geätzt wird, um die Mikrovertiefungen
(8) zu demetallisieren.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
in Schritt bl) oder vor Schritt b2) auch Hologrammstrukturen
(9) in die prägbare Schicht (7) eingeformt werden, wobei diese Hologrammstrukturen (9) metallisiert (10) und mit der Schutzschicht (11) versehen werden, und dass nach Schritt d) e) außerhalb der Hologrammstrukturen (7) die Oberseite (5) mit einer Schutzbeschichtung (18) versehen wird und f) nicht mit der Schutzbeschichtung (18) versehene Bereiche (19) der Hologrammstrukturen (9) mittels Ätzung demetallisiert (19) werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b2) zum Aufbringen der strukturierten Schutzschicht (10, 22) zuerst eine Trennschicht (21) in die Mikrovertiefungen (8) eingebracht, dann die Schutzschicht (10) aufgebracht und durch Entfernen der in den Mikrovertiefungen (8) befindlichen Schutzschicht (21) auch der Teil der Schutzschicht (10), der über den Mikrovertiefungen (8) liegt, abgelöst und dadurch die Schutzschicht strukturiert wird.
6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ober- oder eine Unterseite (5, 6) des Trägers (4) mit einer Klebeschicht versehen wird.
7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ober- oder eine Unterseite (5, 6) des Trägers (4) mit einem Primer druck versehen wird.
8. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass in Schritt c) zum Farbauftrag ein Kiss-Print durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) zum Farbauftrag auf die Oberseite flächig Farbe (14) aufgetragen und überschüssige Farbe abgerakelt wird.
10. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzschicht (11) eine Waschfarbe oder ein Resistlack verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennschicht (21) eine Waschfarbe oder ein Resistlack verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Schritte b2) bis d) mit einer weiteren Farbe wiederholt werden, die sich von der bestimmten Farbe unterscheidet, wobei in den Schritten b2) die Schutzschicht unterschiedlich strukturiert wird.
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