安全元件及其制造方法
专利名称：安全元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于保护贵重物品的安全元件、用于制造这种安全元件的方法， 以及具有这种安全元件的安全纸和数据载体。
背景技术：
出于保护的目的，例如有价或证明文件、或其它诸如名牌物品的贵重物品的数据 载体，经常具有允许数据载体的真实性得到验证的安全元件，并同时防止未经许可而对其 进行仿制。例如，所述安全元件可以拓展为嵌入到钞票中的安全丝、用于钞票(具有通孔) 的封面铝箔、应用安全条、自支持式传递元件(transfer element)或者直接应用于有价文 件的功能区域形式。显示视角依赖效应的安全元件在保护真实性上发挥着特殊作用，因为即使最先进 的复印机也不能将其复制。为此，所述安全元件设置有光学可变元件，其从不同的视觉角度 传递给观看者不同的图像效果，并且依赖于视角而显示例如其它颜色或亮度的效果和/或 其它图形图案。就此而言，已经公知的是，使用具有多层薄膜元件的安全元件，随着视角变化以及 当倾斜安全元件时，对于观看者而言色彩效果发生变化，例如由绿变蓝、由蓝变紫或由紫变 绿。在下文中，当倾斜安全元件时发生的这种色彩变化称作色移效应。
发明内容
基于此，本发明的目的在于进一步改进上文中所引用的安全元件，并且特别地创 建具有吸引人的视觉外观和高防伪措施的安全元件。该目的通过具有主权项中的特征的安全元件来实现。用于制造这种安全元件、安 全纸以及数据载体的方法在并列的主权项中进行限定。本发明的拓展是从属权利要求的主题。根据本发明，在上述安全元件中-具有色移效应的薄膜元件和浮雕漆层中的浮雕图案被叠置，-具有浮雕图案的所述浮雕漆层在子区域中被金属化，以及-通过透明漆层将部分金属化的浮雕漆层的浮雕图案变平，所述透明漆层的折射 率基本相当于所述浮雕漆层的折射率。在此，本发明基于的构思是，在仅有薄膜元件的色移效应可见区域中适当地成形 的透明漆层抵消了所述浮雕图案，从而消除了薄膜元件的色移效应与浮雕图案的光学可变 效应之间的相互视觉影响。那么，薄膜元件的色移效应和浮雕图案的光学可变效应互不干 扰地具有其特定色彩效果而都可见。同时，如下文所详述，色移效应区域和浮雕图案区域对 观看者看起来完全叠置对齐，但不要求一定将薄膜元件本身设置为与浮雕图案对齐。为了使浮雕图案变平，优选地将所述透明漆层涂为厚度大于800nm，尤其大于 IOOOnm的漆层。所述浮雕漆层和透明漆层的折射率的差异优选地不超过0. 3，特别优选地更不要超过0. 1。为了系统地调整所述薄膜元件的色彩效果，所述透明漆层也可被涂成透明 色。所述透明漆层优选地成形为可缠绕且无粘性的。
依赖于所述薄膜元件的结构，透明漆层同时粘附到所述薄膜元件的浮雕漆层、反 射层和电介质间隔层或吸收层。以这种方式，确保例如在钞票上由全息图和干涉图构成的 薄膜元件具有抗机械作用而可循环耐用。成层复合体的强粘合力还可降低其化学易损性。 为进一步增强其抗化学腐蚀的稳定性，随后的漆层特别优选地仅在水或含溶剂的液体中可 溶解。所述浮雕漆层的浮雕图案构成衍射图案或无色图案，衍射图案例如为全息图、全 息光栅图像或类全息状衍射图案，以及无色图案例如为不光滑图案、微透镜装置、具有锯齿 状槽型外观或发光格栅、或Fresnel (菲涅耳)透镜装置。衍射浮雕图案的图案元件的尺寸 通常具有光波长的量级范围，换言之通常在300nm-l μ m之间。一些浮雕图案也具有例如亚 波长光栅或蛾眼图案的小图案元件，其小图案元件也可小于lOOnm。在某些情况下，无色微 浮雕图案的图案元件也超过1 μ m,微镜片或发光格栅线条范围的尺寸例如多达大约15 μ m 的高度和大约30 μ m的水平尺寸。在本发明有利的变体中，所述薄膜元件具有反射层、吸收层和置于反射层、吸收层 之间的电介质间隔层。在这种薄膜元件中，所述色移效应基于由于所述元件的不同子层中 多次反射而形成的视角依赖干扰效应。一方面，在不同子层反射的光的路径差异取决于所 述电介质间隔层的光学厚度，其决定了所述吸收层和反射层之间的距离，另一方面，它随着 各自视角不同而变化。由于路径差异在于可见光的波长长度，(这是因为某些波长的破坏性干扰和放 大)，对观看者产生视角依赖色彩效应。通过对所述电介质间隔层的材料和厚度的适当选 择，可设计出许多不同的色移效应(例如倾斜效应)，其中色彩效果随着视角不同而由绿变 蓝、由蓝变紫或由紫变绿。在本发明的有利变体中，所述薄膜元件以吸收层、电介质间隔层和反射层的顺序 设置于部分金属化的浮雕图案和透明漆层之上。作为一种选择，所述部分金属化浮雕漆层 和透明漆层可设置于具有反射层、电介质间隔层和吸收层的层顺序的所述薄膜元件之上。 后者的层结构尤其适宜于从上面观看的安全元件，而前者的层结构尤其适宜于从下面(换 言之基底箔的背面)观看的安全元件。在所有的实施方式中，所述电介质间隔层优选地通过真空气相沉积工艺而制成。 作为一种选择，所述间隔层还可由印刷层或超薄箔特别是拉伸聚酯箔构成。目前，在特别优 选的实施方式中，所述电介质间隔层由低折射率电介质层、尤其是气相沉积SiO2层或MgF2 层而形成。关于这种薄膜元件的结构以及可用于所述反射层、电介质间隔层和吸收层的材料 与层厚度的进一步细节内容在公开号为WO 01/03945的世界专利文献中有详细说明，其公 开的内容通过引用而并入本申请。所述浮雕漆层的金属化区可有利地设有图案、字符或代码形式的空隙，其显露出 所述薄膜元件的视图并且在金属化区域内创建出具有对比性色彩效应的负信息区域。所述 薄膜元件还可具有反射层，薄膜元件中的反射层具有形成透明或半透明区域的图案、字符 或代码形式的空隙。通过浮雕漆层金属化区中空隙的组合(浮雕漆层至少在薄膜元件的反射层中具有相同空隙)，还可在金属化浮雕区域之内产生透明或半透明区域。在本发明有利的拓展中，在所述安全元件的一些区域设有透明相位延迟层，该透 明相位延迟层形成了可见波长范围的光的移相层。相位延迟层在本说明书的上下文中还称 作移相层，并且为对透射光波的相位起作用的光学活性层(optically active layers)。在 此，由于不同的折射率，入射极化光波的子束开始具有路径差异从而有相位差异。如果两个 子束的相位差异正好为二分之一或四分之一波长，那么得到所谓的λ/2或λ/4层。在本发明更有利的实施方式中，在所述薄膜元件上某些区域中设置半透明 墨层， 在预设的观看条件下观看时，薄膜元件的色彩效果与半透明墨层的至少子区域的色彩效果 相协调。在光谱范围内，所述薄膜元件的色彩效果与所述半透明层的色彩效果相配合，所 述半透明墨层优选地具有30%-95%之间的透射率，特别优选地在60%-95%之间，尤其特 别优选地在80 % -95 %之间。半透明墨层可应用不同的方法来印制，其可有利地用例如丝网印刷、凹版印刷、柔 版印刷或其它适当的印刷方法压印而制。在此，半透明墨层可直接压印在所述薄膜元件上， 但也可在墨层与薄膜元件之间设置透明中间层，其可充当例如保护层或黏合层。这种透明 中间层还可设置在所述墨层和上述相位延迟层之间。为了将附加特征引入到所述安全元件，在优选的实施方式中，所述半透明墨层具 有字符、图案或代码的形式。这也包括所述墨层具有字符、图案或代码形式空隙的实施方 式。在特别优选的实施方式中，半透明墨层被选择为能够使其基本维持从中通过的、 可见波长范围的光的极化状态。以这种方法，由相位延迟层形成的图案、字符或代码在色彩 可变区域和色彩不变区域都同样可见，这将在下面进行详细描述。所述安全元件优选地为安全丝、安全带、安全条、应用于安全纸、有价证券的补丁 或标签等。应该能够理解，所述安全元件还可具有其它的层，例如保护层或具有其它安全功 能的其它效果层。本发明还包括用于制造上述这种安全元件的方法，其中-将具有色移效应的薄膜元件和浮雕漆层上具有的浮雕图案叠置于基底上，-将具有浮雕图案的浮雕漆层的子区域金属化，以及-通过透明漆层将部分金属化浮雕漆层的浮雕图案变平，所述透明漆层的折射率 基本相当于所述浮雕漆层的折射率。在此，在有利的方法变体中，首先以反射层、电介质间隔层和吸收层的层顺序将薄 膜元件施加于所述基底，施加浮雕漆层于薄膜元件之上，再在其上进行浮雕并且部分地金 属化，然后通过所述透明漆层将所述部分金属化浮雕漆层变平。根据其它同样有利的方法变体，首先浮雕漆层施加于所述基底，浮雕并且部分地 金属化，通过透明漆层将所述部分金属化浮雕漆层变平，然后再以吸收层、电介质间隔层和 反射层的层顺序将所述薄膜元件施加于所述透明漆层。其它有利的方法变体在于将具有色移效应的薄膜元件施加于第一基底箔，将浮雕 漆层施加于第二基底箔，再将其浮雕并且部分地金属化，然后借助粘合层将薄膜元件和部 分金属化的浮雕漆层联结在一起。
在所有的实施方式中，将所述安全元件转移到数据载体之后，可借助例如设置于 基底箔和剩余层结构之间的释放层而移除所述基底箔。在有利的方法变体中，半透明墨层设置于所述薄膜元件的某些区域之上，在预设 的观看条件下观看时，薄膜元件的色彩效果与所述半透明墨层的至少子区域的色彩效果相 配合。在此，所述半透明墨层，特别地以丝网印刷、凹版印刷或柔版印刷方法有利地压印而 制。在其它有利的方法变体中，为所述安全元件设置透明相位延迟层，其形成为用于 可见波长范围光的移相层。相位延迟层还可有利地压印在所述薄膜元件之上。作为 一种选 择，所述相位延迟层可应用于单独分开的基底箔并传递到剩余层结构。本发明还包括具有上述这种安全元件的安全纸及设有这种安全元件的数据载体。 所述数据载体尤其可为钞票、有价证券、护照、证书或身份证。上述安全元件、安全纸或数据 载体尤其可用于各种安全对象。
进一步示例性的实施方式和本发明的有益效果将参照附图在下文中详述。为了提 高其清晰度，在图纸中未示出刻度和比例。如图所示图1是具有根据本发明的安全元件的钞票示意图；图2是根据本发明示例性实施方式安全元件的横截面图；图3是根据本发明另一示例性实施方式安全元件的横截面图；图4是图3中所述安全元件的俯视图；图5是根据本发明另一示例性实施方式安全元件的横截面图；图6是根据本发明的，具有施加于某些区域的半透明墨层和隐藏特征的安全元 件；以及图7-10是根据本发明安全元件的另外的示例性实施方式。
具体实施例方式下面使用钞票作为示例对本发明进行说明。为此，图1示出了具有创造性安全元 件12的钞票10的示意图，该安全元件采用附着传递元件的形式。安全元件12包括全息图 14和色移区域16 ；对观看者而言，全息图14和色移区域16以完全对齐的方式相邻设置，并 且各自的视觉效果互不干扰。应该理解，本发明不限于传递元件和钞票，而是可使用在各类安全元件中，例如用 在商品和包装上的商标或安全文件、身份证、护照、信用卡、医疗卡等等。在钞票和类似的安 全纸中，除可使用例如安全丝的传递元件以及俯视元件(top-view elements)之外，如果薄 膜元件设计得当，还可使用透明元件(see-through elements) 0下面将参照附图2-6在下文中详述根据本发明安全元件12的结构。首先基于图 2的横截面示意图来说明本发明的原理。图2中的安全元件20包括例如PET箔的基底箔 22。在基底箔22上施加有UV固化浮雕漆层24。然后，在浮雕步骤中为浮雕漆层24设置浮 雕图案26，浮雕图案26例如为期望的全息形。在其它实施方式中，浮雕图案26可构成全息光栅图像、类全息状衍射图案或具有例如银色不光滑的无色外观的无色微型图案。当观看制作完成的安全元件时，浮雕图案26的全息图仅在预设的子区域40中可 见，浮雕之后在该子区域中为浮雕漆层24设置金属化区28。不透明铝层可作为金属化区 28，并可例如通过气相沉积形成。应该理解，当设计和浮雕浮雕图案26时，通常已经考虑到 预设子区域40的位置。另外，通过透明漆层30将部分金属化浮雕漆层24的浮雕图案26变平，透明漆层 30的折射率基本对应于浮雕漆层24的折射率。为此，将透明漆层30施加到层厚度为几百 nm,优选为1 μ m或大于1 μ m的浮雕漆层24上。此外，透明漆层30和浮雕漆层24的折射 率相互配合，从而使得浮雕图案26的光学可变效应在金属化子区域40之外的区域42中基 本消失，在区域42中透明漆层30直接位于浮雕漆层24之上。这在该示例性实施方式中可 以实现，因为透明漆层30和浮雕漆层24具有的折射率差异小于0. 1。最后，在具有色移效应的、通过透明漆层30而变平的浮雕图案26之上设置薄膜元 件32。薄膜元件32包括由铬构成的部分透明吸收层38、气相沉积电介质SiO2间隔层36和 由不透明铝层形成的反射层34。如上所述，这种薄膜元件32的色移效应基于由安全元件的 不同子层34、36、38的多反射而形成的干扰效应。由于透明漆层30的折射率与浮雕漆层24的折射率相互配合，并且由于浮雕图案 26的变平，透明漆层30产生如下效果，即，首先在未金属化区域42中，浮雕图案26基本不 产生用户可视的光学可变效应。此外，浮雕漆层30促成浮雕漆层24和色移薄膜元件32之 间的粘合。相比之下，当从观察方向44观看时，浮雕图案26的光学可变效应呈现在由于金属 化区28的存在而未受到漆层30影响的子区域40中。并且，子区域40的不透明金属化区 28阻止了薄膜元件32的色移效应从观察方向44能够被察觉到。这样，在整个金属化子区域40中，从观察方向44观看，仅有由浮雕图案26形成的 全息图的光学可变效应可见。在未金属化子区域42中，浮雕图案26的光学可变效应被透 明漆层30抵消，仅有薄膜元件32色移效应在此呈现。这样，对观看者而言，薄膜元件32的 色移效应和浮雕图案26的光学可变效应互不干扰，都具有其特定的色彩效果而可见。同时，色移区域42和光学可变全息图区域40对观看者看起来位置相邻且完全对 齐，无需将薄膜元件32本身设置为与浮雕图案26对齐。更确切地说，这种对齐和互不干扰 直接源于安全元件20的薄膜元件32、部分金属化浮雕漆层24，28和透明漆层30的上述设 置与拓展。在本示例性实施方式中，透明漆层30加工成形为可缠绕且无粘性的。还可将其着 色为透明的，从而系统地影响薄膜元件32的色移效应的视觉外观。将安全元件20应用于期望的数据载体中之后，基底箔22作为安全元件的一部分 依然保留在那里，或者例如通过适当的释放层或分割层可将其移除。薄膜元件32和部分金 属化浮雕漆层24、28也可先分别在不同的基底箔上制成，然后通过适当的粘合层而联结在 一起。在这种情况下，一个或两个基底箔也可在随后的方法步骤中被移除。如图3、4所示的示例性实施方式50中，除结合图2已经描述的元件之外，在薄膜 元件32或浮雕漆层24的金属化区28中设置空隙52，54，56和58。空隙52，54，56和58形 成图案、字符或代码的形式，并且以这种方式在色移区域42和/或全息图区域40中构成负信息段。应该理解，在具体的安全元件中并非必须同时设置所有类型的空隙。安全元件50包括仅存在于金属化区28中，并在薄膜元件32中不具有等同物的空 隙58。如图4所示，在本示例性实施方式中，这些空隙58拓展为"PL"字母序列的形式， 在这些空隙58的区域，薄膜元件32的色移效应通过金属化区28而能够看得见，从而使得 这些区域在全息图40内形成具有对比色彩效果的负信息段。
另外，空隙52以数字串“10”的形式设置在薄膜元件32的金属反射层34中的全 息图区域40之外。空隙52在色移区域42之内形成透明或半透明区域，其在投射光下产生 明显的对比效果。空隙52还可延展通过如图所示的具有薄膜元件32的空隙54的电介质 层36和吸收层38。在全息图区域40之内设置薄膜元件32的空隙54并且与金属化区28中的空隙56 对齐，从而使得在全息图区域40内产生透明区域。在图4中，正如空隙区域52—样，空隙 区域54、56被拓展为数字串“10”形式的负(negative)字体。所述薄膜元件的空隙54优 选地比金属化区域的空隙56稍微大，从而当空隙54的位置发生变化时弥补可能出现的对 齐偏差并且确保空隙56在投射光下总是完全明亮。如基于图5中的示例性实施方式60所示，在具有可选择的层结构的实施方式中， 所述薄膜元件还可设置在部分金属化浮雕漆层的下方。在安全元件60中，以反射层34、电介质间隔层36和吸收层38的层顺序将薄膜元 件62施加于基底箔22的某些区域。然后施加浮雕漆层24于薄膜元件62之上，以浮雕图 案26的形式浮雕浮雕漆层24，并且在期望的子区域40为其设置金属化区28。然后，通过厚度为1. 5 μ m的透明漆层30将部分金属化浮雕漆层24、28变平。在 本示例性实施方式中，透明漆层30的折射率与浮雕漆层24的折射率的差异小于0. 1。当从 观察方向64观看安全元件60时，仅有浮雕图案26形成的全息图呈现在金属化子区域40 ； 而在未金属化子区域42中，浮雕图案26的光学可变效应被透明漆层30抵消，从而使得仅 有薄膜元件62的色移效应呈现在该区域。同样，在图5的层顺序中，色移效应区域42和浮雕图案区域40对观看者而言看起 来相互紧邻、完全对齐并且视觉上互不干扰。应该理解的是，在图5的实施方式中，还可在 未金属化区28和/或薄膜元件62中设置空隙。上述实施方式还可结合其它元件，例如施加于薄膜元件的某些区域的半透明墨层 和/或形成其它隐藏的安全特征的相位延迟层。在图6中以示例的方式示出了实施方式70， 其中(如在图5中一样)首先以反射层34、电介质间隔层36和吸收层38的层顺序将薄膜 元件62施加于基底箔22。半透明墨层72被压印在薄膜元件62的某些区域，薄膜元件62和半透明墨层72 以这样的方式相互配合，即当垂直观看角度观看时，它们基本产生相同的色彩效果。当倾斜 安全元件70时，薄膜元件62的色彩效果由于在未覆盖区域产生的色移效应而变化，然而在 被墨层72所覆盖区域的色彩效果没有改变或仅稍许改变。例如，还可通过对薄膜元件62进行设计，从而使得当垂直观看变化为倾斜观看 时，其色彩效果由紫变绿。与之相配合，当垂直观看时，半透明墨层72传递出与薄膜元件62 的色彩效果不同的紫色的色彩效果；当倾斜所述安全元件时，色彩效果基本保持不变。由于 人眼对发生的色彩差异比色彩本质变化具有更强烈的反应，色彩可变区域与直接毗连的色彩不变区域的这种结合进一步增加了薄膜元件62色移效应的视觉显著性。施加浮雕漆层24到具有压印的半透明墨层72的薄膜元件62之上，以期望的浮雕 图案26的形式浮雕所述浮雕漆层24并且为其在预设的子区域40设置金属化区28。通过 厚度为2 μ m的透明漆层30将部分金属化浮雕漆层24、28变平。在本示例性实施方式中， 透明漆层30的折射率与浮雕漆层24的折射率差异小于0. 2。除墨层72 的其它色彩不变区域之外，安全元件70的不借助辅助装置而可见的视 觉效果与图5所示的安全元件60的视觉效果相符。此外，在图6的示例性实施方式中，这 些公然可见的安全元件与仅借助例如置于其上的偏光器的辅助装置才可见的隐藏安全元 件相结合。为此，安全元件70包括以图案形式设置在薄膜元件62某些区域之上的透明相 位延迟层74和部分金属化浮雕漆层24、28。相位延迟层74由双折射材料构成，例如向列液晶材料。通常要选择相位延迟层74 的层厚度，从而使其相位延迟相当于大约λ/6与大约λ/2之间的光学路径差异，优选地为 大约λ/4，其中λ为光谱范围的波长。当不借助辅助装置而是用普通未极化光观看所述安全元件70时，看不到相位延 迟层74 ；然而用置于其上的偏光器观看时，在具有相位延迟层74的区域和没有相位延迟层 的区域之间形成强烈的反差。以这种方式，由相位延迟层所形成的图案形式可用于例如在 卖场或银行中用于真实性验证。现将通过基于λ /4相位延迟层74和置于其上且仅透射右旋圆极化光的偏光器的 示例来简要说明隐藏的安全特征的操作原理。在这些条件下，圆形偏光器仅使入射的未极 化光的右旋圆偏振部分通过。在没有相位延迟层74的安全元件子区域中，薄膜元件62的 金属反射层34以相反的极化方向反射右旋圆极化光，即作为左旋圆极化光。反射出去的左 旋圆极化光被圆形偏光器挡住，从而使得这些子区域为观看者呈现黑暗。相反，在具有相位延迟层74的子区域中，在反射层34反射之前，右旋圆极化光被 相位延迟层转化为线性极化光。在反射之后为线性极化的光再次通过相位延迟层74，并且 在该过程中被转化为在选定条件下可轻易通过圆形偏光器的右旋圆极化光。在这些子区域 中，敞开的安全元件的图案在亮光下对观看者看起来基本没有变化。在此，也很重要的是，半透明墨层72在很大程度上维持着穿透光(penetrating light)的极化状态，从而使得由相位延迟层74所形成的图案在色彩可变区域和色彩不变 区域中同样可见。不过，应该理解，所述相位延迟层还可应用在没有半透明墨层的实施方式 中；相反，在没有相位延迟层的实施方式中也可设置半透明墨层。图7示出了作为本发明的另外一种变体的传递元件80。传递元件80包括作为基 底箔的PET箔22，基底箔22的某些区域被透明相位延迟层74以图案的形式覆盖。如在图 3的示例性实施方式中所示出的那样，浮雕漆层24被施加到设有相位延迟层74的基底箔 上，其以期望的浮雕图案的形式而被浮雕并且在预设的子区域设有金属化区28。通过适当 相配的透明漆层30将部分金属化浮雕漆层变平，并且在变平的浮雕图案之上设置具有色 移效应的薄膜元件32。如上所述，可在薄膜元件32和金属化区28中设置空隙52，54，56， 58。在这种变体构成的传递方法中，示出的传递元件70通过功能侧82粘附到背景部分，并 且需要的话可移除基底箔22。在图8的示例性实施方式84中，图7中的传递元件80借助粘合层86而被粘附到第二基底箔88，基底箔22被移除。以这种方式，获得了具有稳固定位功能层85和基底箔 88的安全元件84，该安全元件84可被粘附到期望的目标基底。在本发明另外的变体中，图9已示出，第一基底箔22的某些区域被透明相位延迟 层74以图案的形式所覆盖，然后施加浮雕漆层24于其上，以期望的浮雕图案形式浮雕浮雕 漆层24并且在预设的子区域设置金属化区28。可以上文所述的方法在金属化区28中设置 空隙56、58。然后，通过透明漆层30将浮雕图案变平， 透明漆层30的折射率基本相当于浮 雕漆层24的折射率。为第二基底箔88部分地设置具有色移效应的薄膜元件32，薄膜元件32中的空隙， 例如空隙54能够穿过整个干涉层。作为一种选择，如空隙53 —样，还可为薄膜元件32的 吸收层和反射层分别单独设置空隙。之后，第一基底箔22和第二基底箔88被放在一起90并且粘结，从而使获得如图 10所示的成层复合体92。从层复合体92移除两个基底箔22、88中之一，从而使得留下具 有元件层94的单个基底箔，随后将其粘附到期望的目标基底。所述漆层30优选地担当粘 合剂的作用。在所有的实施方式中，薄膜元件还可拓展为吸收层/电介质层/吸收层的形式，还 可为多层堆积，即可具有吸收层1/电介质层1/吸收层2/电介质层2/...电介质层N-I/ 吸收层N的层序列，其中N = 3，4，5...。还可拓展为例如具有色移效应但透明的层序列，从 而使得色移效应从所述安全元件的背面也可见。具有这种薄膜元件的安全元件尤其可用在 具有透明区域的文件中。上文所述的反射层中的空隙还可被设计为格栅状，优选地具有不超过40%的低面 积分数(areal fraction) 0反射层中的空隙在反射光中几乎不引起注意，而是仅在透射光 中出现。
权利要求
一种用于保护贵重物品的安全元件，其中 具有色移效应的薄膜元件和浮雕漆层中的浮雕图案被叠置； 具有所述浮雕图案的所述浮雕漆层在子区域中被金属化；以及 通过透明漆层将部分金属化的浮雕漆层的浮雕图案变平，所述透明漆层的折射率基本相当于所述浮雕漆层的折射率。
2.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述透明漆层的层厚度大于800nm，优 选地大于lOOOnm。
3.如权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，所述浮雕漆层和透明漆层的折射率 差异优选地不超过0. 3，特别优选地不超过0. 1。
4.如权利要求1-3中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述透明漆层为透明色。
5.如权利要求1-4中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述透明漆层成形为可 缠绕且无粘性的。
6.如权利要求1-5中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述浮雕图案构成衍射 图案或无色图案，所述衍射图案例如为全息图、全息光栅图像或类全息状衍射图案，以及所 述无色图案例如为不光滑图案、微透镜装置、具有锯齿状槽型外观或发光格栅、或菲涅耳透镜装置。
7.如权利要求1-6中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述薄膜元件包括反射 层、吸收层和置于所述反射层和所述吸收层之间的电介质间隔层。
8.如权利要求7所述的安全元件，其特征在于，所述薄膜元件以吸收层、电介质间隔层 和反射层的层顺序设置于部分金属化的浮雕图案和透明漆层之上。
9.如权利要求7所述的安全元件，其特征在于，将所述部分金属化浮雕漆层和所述透 明漆层设置于由反射层、电介质间隔层和吸收层形成的薄膜元件之上。
10.如权利要求1-6中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述薄膜元件至少包括 第一吸收层、第二吸收层和置于两个吸收层之间的电介质间隔层。
11.如权利要求1-10中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述浮雕漆层的金属 化区设有图案、字符或代码形式的空隙。
12.如权利要求1-11中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述薄膜元件设置有 反射层，所述反射层具有空隙，所述空隙在所述薄膜元件中形成透明或半透明区域的图案、 字符或代码。
13.如权利要求12所述的安全元件，其特征在于，所述薄膜元件和所述浮雕漆层的金 属化区具有相同的空隙。
14.如权利要求1-13中至少一项所述的安全元件，其特征在于，在所述安全元件的某 些区域设有透明相位延迟层，所述相位延迟层为可见波长范围光形成移相层。
15.如权利要求14所述的安全元件，其特征在于，所述相位延迟层具有图案、字符或代 码的形式。
16.如权利要求14或15所述的安全元件，其特征在于，所述相位延迟层的相位延迟对 应的光学路径差异位于可见波长范围的光的X/6和X/2之间。
17.如权利要求14-16中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述相位延迟层至少 在子区域形成可见波长范围的光的X/4层。
18.如权利要求14-17中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述相位延迟层由向 列液晶材料构成。
19.如权利要求1-18中至少一项所述的安全元件，其特征在于，在所述薄膜元件的某 些区域设置有半透明墨层，在预设的观看条件下观看时，所述薄膜元件的色彩效果与所述 半透明墨层的至少子区域的色彩效果相配合。
20.如权利要求19所述的安全元件，其特征在于，在光谱范围内所述薄膜元件的色彩 效果与所述半透明层的色彩效果相配合，所述半透明墨层具有30%-95%之间的透射率， 优选地在60 % -95 %之间，特别优选地在80 % -95 %之间。
21.如权利要求19或20所述的安全元件，其特征在于，所述半透明墨层具有字符、图案 或代码的形式。
22.如权利要求19-21中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述半透明墨层基本 维持从中通过的、可见波长范围的光的极化状态。
23.如权利要求19-22中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述半透明墨层具有 多个具不同色彩效果的子区域，在预设的观看条件下观看时，所述薄膜元件的色彩效果与 所述半透明墨层的至少一个子区域的色彩效果相配合。
24.一种用于制造如权利要求1-23中至少一项所述的安全元件的方法，其中_将具有色移效应的薄膜元件和浮雕漆层中的浮雕图案叠置于基底上，-将具有所述浮雕图案的浮雕漆层的子区域金属化，以及-通过透明漆层将部分金属化浮雕漆层的所述浮雕图案变平，所述透明漆层的折射率 基本相当于所述浮雕漆层的折射率。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述透明漆层以大于800nm，优选地大于 lOOOnm的层厚度被压印。
26.如权利要求24或25所述的方法，其特征在于，首先以反射层、电介质间隔层和吸收 层的层顺序将薄膜元件施加于所述基底，施加所述浮雕漆层于所述薄膜元件之上，并将其 浮雕并且部分地金属化，然后通过所述透明漆层将所述部分金属化浮雕漆层变平。
27.如权利要求24或25所述的方法，其特征在于，首先将所述浮雕漆层施加于所述基 底，并将其浮雕并且部分地金属化，通过所述透明漆层将所述部分金属化浮雕漆层变平，然 后再以吸收层、电介质间隔层和反射层的层顺序将所述薄膜元件施加于所述透明漆层。
28.如权利要求24或25所述的方法，其特征在于，将具有色移效应的所述薄膜元件施 加于第一基底箔，将所述浮雕漆层施加于第二基底箔，再将其浮雕并且部分地金属化，然后 借助粘合层将所述薄膜元件和所述部分金属化浮雕漆层联结在一起。
29.如权利要求24-28中至少一项所述的方法，其特征在于，在所述薄膜元件的某些区 域设置有半透明墨层，在预设的观看条件下观看时，所述薄膜元件的色彩效果与所述半透 明墨层的至少子区域的色彩效果相配合。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述半透明墨层特别地以丝网印刷、凹版 印刷或柔版印刷方法有利地压印而制。
31.如权利要求24-30中至少一项所述的方法，其特征在于，所述安全元件设有透明相 位延迟层，所述透明相位延迟层为可见波长范围的光形成移相层。
32.一种用于制造例如钞票、支票、身份证、证书等的安全或有价证券的安全纸，其设有如权利要求1-31中至少一项所述的安全元件。
33.如权利要求32所述的安全纸，其特征在于，安全纸包括由纸或塑料构成的载体基底。
34.一种具有如权利要求1-31所述的安全元件的数据载体，尤其是名牌物品、有价证券等。
35.如权利要求1-31中至少一项所述的安全元件、如权利要求32或33所述的安全纸 或如权利要求34所述的数据载体在各种物品防伪保护中的用途。
全文摘要
本发明涉及一种用于保护贵重物品的安全元件(20)，其中具有色移效应的薄膜元件(32)和浮雕漆层(24)中的浮雕图案(26)被叠置，具有所述浮雕图案(26)的所述浮雕漆层(24)在子区域中被金属化(28)，以及通过透明漆层(30)将部分金属化的浮雕漆层(24，28)的所述浮雕图案(26)变平，所述透明漆层(30)的折射率基本相当于所述浮雕漆层(24)的折射率。
文档编号B42D15/00GK101959696SQ200980107444
公开日2011年1月26日 申请日期2009年2月17日 优先权日2008年3月7日
发明者曼弗雷德·海姆 申请人:德国捷德有限公司
技术领域：
本发明涉及一种用于保护贵重物品的安全元件、用于制造这种安全元件的方法， 以及具有这种安全元件的安全纸和数据载体。
背景技术：
出于保护的目的，例如有价或证明文件、或其它诸如名牌物品的贵重物品的数据 载体，经常具有允许数据载体的真实性得到验证的安全元件，并同时防止未经许可而对其 进行仿制。例如，所述安全元件可以拓展为嵌入到钞票中的安全丝、用于钞票(具有通孔) 的封面铝箔、应用安全条、自支持式传递元件(transfer element)或者直接应用于有价文 件的功能区域形式。显示视角依赖效应的安全元件在保护真实性上发挥着特殊作用，因为即使最先进 的复印机也不能将其复制。为此，所述安全元件设置有光学可变元件，其从不同的视觉角度 传递给观看者不同的图像效果，并且依赖于视角而显示例如其它颜色或亮度的效果和/或 其它图形图案。就此而言，已经公知的是，使用具有多层薄膜元件的安全元件，随着视角变化以及 当倾斜安全元件时，对于观看者而言色彩效果发生变化，例如由绿变蓝、由蓝变紫或由紫变 绿。在下文中，当倾斜安全元件时发生的这种色彩变化称作色移效应。
发明内容
基于此，本发明的目的在于进一步改进上文中所引用的安全元件，并且特别地创 建具有吸引人的视觉外观和高防伪措施的安全元件。该目的通过具有主权项中的特征的安全元件来实现。用于制造这种安全元件、安 全纸以及数据载体的方法在并列的主权项中进行限定。本发明的拓展是从属权利要求的主题。根据本发明，在上述安全元件中-具有色移效应的薄膜元件和浮雕漆层中的浮雕图案被叠置，-具有浮雕图案的所述浮雕漆层在子区域中被金属化，以及-通过透明漆层将部分金属化的浮雕漆层的浮雕图案变平，所述透明漆层的折射 率基本相当于所述浮雕漆层的折射率。在此，本发明基于的构思是，在仅有薄膜元件的色移效应可见区域中适当地成形 的透明漆层抵消了所述浮雕图案，从而消除了薄膜元件的色移效应与浮雕图案的光学可变 效应之间的相互视觉影响。那么，薄膜元件的色移效应和浮雕图案的光学可变效应互不干 扰地具有其特定色彩效果而都可见。同时，如下文所详述，色移效应区域和浮雕图案区域对 观看者看起来完全叠置对齐，但不要求一定将薄膜元件本身设置为与浮雕图案对齐。为了使浮雕图案变平，优选地将所述透明漆层涂为厚度大于800nm，尤其大于 IOOOnm的漆层。所述浮雕漆层和透明漆层的折射率的差异优选地不超过0. 3，特别优选地更不要超过0. 1。为了系统地调整所述薄膜元件的色彩效果，所述透明漆层也可被涂成透明 色。所述透明漆层优选地成形为可缠绕且无粘性的。
依赖于所述薄膜元件的结构，透明漆层同时粘附到所述薄膜元件的浮雕漆层、反 射层和电介质间隔层或吸收层。以这种方式，确保例如在钞票上由全息图和干涉图构成的 薄膜元件具有抗机械作用而可循环耐用。成层复合体的强粘合力还可降低其化学易损性。 为进一步增强其抗化学腐蚀的稳定性，随后的漆层特别优选地仅在水或含溶剂的液体中可 溶解。所述浮雕漆层的浮雕图案构成衍射图案或无色图案，衍射图案例如为全息图、全 息光栅图像或类全息状衍射图案，以及无色图案例如为不光滑图案、微透镜装置、具有锯齿 状槽型外观或发光格栅、或Fresnel (菲涅耳)透镜装置。衍射浮雕图案的图案元件的尺寸 通常具有光波长的量级范围，换言之通常在300nm-l μ m之间。一些浮雕图案也具有例如亚 波长光栅或蛾眼图案的小图案元件，其小图案元件也可小于lOOnm。在某些情况下，无色微 浮雕图案的图案元件也超过1 μ m,微镜片或发光格栅线条范围的尺寸例如多达大约15 μ m 的高度和大约30 μ m的水平尺寸。在本发明有利的变体中，所述薄膜元件具有反射层、吸收层和置于反射层、吸收层 之间的电介质间隔层。在这种薄膜元件中，所述色移效应基于由于所述元件的不同子层中 多次反射而形成的视角依赖干扰效应。一方面，在不同子层反射的光的路径差异取决于所 述电介质间隔层的光学厚度，其决定了所述吸收层和反射层之间的距离，另一方面，它随着 各自视角不同而变化。由于路径差异在于可见光的波长长度，(这是因为某些波长的破坏性干扰和放 大)，对观看者产生视角依赖色彩效应。通过对所述电介质间隔层的材料和厚度的适当选 择，可设计出许多不同的色移效应(例如倾斜效应)，其中色彩效果随着视角不同而由绿变 蓝、由蓝变紫或由紫变绿。在本发明的有利变体中，所述薄膜元件以吸收层、电介质间隔层和反射层的顺序 设置于部分金属化的浮雕图案和透明漆层之上。作为一种选择，所述部分金属化浮雕漆层 和透明漆层可设置于具有反射层、电介质间隔层和吸收层的层顺序的所述薄膜元件之上。 后者的层结构尤其适宜于从上面观看的安全元件，而前者的层结构尤其适宜于从下面(换 言之基底箔的背面)观看的安全元件。在所有的实施方式中，所述电介质间隔层优选地通过真空气相沉积工艺而制成。 作为一种选择，所述间隔层还可由印刷层或超薄箔特别是拉伸聚酯箔构成。目前，在特别优 选的实施方式中，所述电介质间隔层由低折射率电介质层、尤其是气相沉积SiO2层或MgF2 层而形成。关于这种薄膜元件的结构以及可用于所述反射层、电介质间隔层和吸收层的材料 与层厚度的进一步细节内容在公开号为WO 01/03945的世界专利文献中有详细说明，其公 开的内容通过引用而并入本申请。所述浮雕漆层的金属化区可有利地设有图案、字符或代码形式的空隙，其显露出 所述薄膜元件的视图并且在金属化区域内创建出具有对比性色彩效应的负信息区域。所述 薄膜元件还可具有反射层，薄膜元件中的反射层具有形成透明或半透明区域的图案、字符 或代码形式的空隙。通过浮雕漆层金属化区中空隙的组合(浮雕漆层至少在薄膜元件的反射层中具有相同空隙)，还可在金属化浮雕区域之内产生透明或半透明区域。在本发明有利的拓展中，在所述安全元件的一些区域设有透明相位延迟层，该透 明相位延迟层形成了可见波长范围的光的移相层。相位延迟层在本说明书的上下文中还称 作移相层，并且为对透射光波的相位起作用的光学活性层(optically active layers)。在 此，由于不同的折射率，入射极化光波的子束开始具有路径差异从而有相位差异。如果两个 子束的相位差异正好为二分之一或四分之一波长，那么得到所谓的λ/2或λ/4层。在本发明更有利的实施方式中，在所述薄膜元件上某些区域中设置半透明 墨层， 在预设的观看条件下观看时，薄膜元件的色彩效果与半透明墨层的至少子区域的色彩效果 相协调。在光谱范围内，所述薄膜元件的色彩效果与所述半透明层的色彩效果相配合，所 述半透明墨层优选地具有30%-95%之间的透射率，特别优选地在60%-95%之间，尤其特 别优选地在80 % -95 %之间。半透明墨层可应用不同的方法来印制，其可有利地用例如丝网印刷、凹版印刷、柔 版印刷或其它适当的印刷方法压印而制。在此，半透明墨层可直接压印在所述薄膜元件上， 但也可在墨层与薄膜元件之间设置透明中间层，其可充当例如保护层或黏合层。这种透明 中间层还可设置在所述墨层和上述相位延迟层之间。为了将附加特征引入到所述安全元件，在优选的实施方式中，所述半透明墨层具 有字符、图案或代码的形式。这也包括所述墨层具有字符、图案或代码形式空隙的实施方 式。在特别优选的实施方式中，半透明墨层被选择为能够使其基本维持从中通过的、 可见波长范围的光的极化状态。以这种方法，由相位延迟层形成的图案、字符或代码在色彩 可变区域和色彩不变区域都同样可见，这将在下面进行详细描述。所述安全元件优选地为安全丝、安全带、安全条、应用于安全纸、有价证券的补丁 或标签等。应该能够理解，所述安全元件还可具有其它的层，例如保护层或具有其它安全功 能的其它效果层。本发明还包括用于制造上述这种安全元件的方法，其中-将具有色移效应的薄膜元件和浮雕漆层上具有的浮雕图案叠置于基底上，-将具有浮雕图案的浮雕漆层的子区域金属化，以及-通过透明漆层将部分金属化浮雕漆层的浮雕图案变平，所述透明漆层的折射率 基本相当于所述浮雕漆层的折射率。在此，在有利的方法变体中，首先以反射层、电介质间隔层和吸收层的层顺序将薄 膜元件施加于所述基底，施加浮雕漆层于薄膜元件之上，再在其上进行浮雕并且部分地金 属化，然后通过所述透明漆层将所述部分金属化浮雕漆层变平。根据其它同样有利的方法变体，首先浮雕漆层施加于所述基底，浮雕并且部分地 金属化，通过透明漆层将所述部分金属化浮雕漆层变平，然后再以吸收层、电介质间隔层和 反射层的层顺序将所述薄膜元件施加于所述透明漆层。其它有利的方法变体在于将具有色移效应的薄膜元件施加于第一基底箔，将浮雕 漆层施加于第二基底箔，再将其浮雕并且部分地金属化，然后借助粘合层将薄膜元件和部 分金属化的浮雕漆层联结在一起。
在所有的实施方式中，将所述安全元件转移到数据载体之后，可借助例如设置于 基底箔和剩余层结构之间的释放层而移除所述基底箔。在有利的方法变体中，半透明墨层设置于所述薄膜元件的某些区域之上，在预设 的观看条件下观看时，薄膜元件的色彩效果与所述半透明墨层的至少子区域的色彩效果相 配合。在此，所述半透明墨层，特别地以丝网印刷、凹版印刷或柔版印刷方法有利地压印而 制。在其它有利的方法变体中，为所述安全元件设置透明相位延迟层，其形成为用于 可见波长范围光的移相层。相位延迟层还可有利地压印在所述薄膜元件之上。作为 一种选 择，所述相位延迟层可应用于单独分开的基底箔并传递到剩余层结构。本发明还包括具有上述这种安全元件的安全纸及设有这种安全元件的数据载体。 所述数据载体尤其可为钞票、有价证券、护照、证书或身份证。上述安全元件、安全纸或数据 载体尤其可用于各种安全对象。
进一步示例性的实施方式和本发明的有益效果将参照附图在下文中详述。为了提 高其清晰度，在图纸中未示出刻度和比例。如图所示图1是具有根据本发明的安全元件的钞票示意图；图2是根据本发明示例性实施方式安全元件的横截面图；图3是根据本发明另一示例性实施方式安全元件的横截面图；图4是图3中所述安全元件的俯视图；图5是根据本发明另一示例性实施方式安全元件的横截面图；图6是根据本发明的，具有施加于某些区域的半透明墨层和隐藏特征的安全元 件；以及图7-10是根据本发明安全元件的另外的示例性实施方式。
具体实施例方式下面使用钞票作为示例对本发明进行说明。为此，图1示出了具有创造性安全元 件12的钞票10的示意图，该安全元件采用附着传递元件的形式。安全元件12包括全息图 14和色移区域16 ；对观看者而言，全息图14和色移区域16以完全对齐的方式相邻设置，并 且各自的视觉效果互不干扰。应该理解，本发明不限于传递元件和钞票，而是可使用在各类安全元件中，例如用 在商品和包装上的商标或安全文件、身份证、护照、信用卡、医疗卡等等。在钞票和类似的安 全纸中，除可使用例如安全丝的传递元件以及俯视元件(top-view elements)之外，如果薄 膜元件设计得当，还可使用透明元件(see-through elements) 0下面将参照附图2-6在下文中详述根据本发明安全元件12的结构。首先基于图 2的横截面示意图来说明本发明的原理。图2中的安全元件20包括例如PET箔的基底箔 22。在基底箔22上施加有UV固化浮雕漆层24。然后，在浮雕步骤中为浮雕漆层24设置浮 雕图案26，浮雕图案26例如为期望的全息形。在其它实施方式中，浮雕图案26可构成全息光栅图像、类全息状衍射图案或具有例如银色不光滑的无色外观的无色微型图案。当观看制作完成的安全元件时，浮雕图案26的全息图仅在预设的子区域40中可 见，浮雕之后在该子区域中为浮雕漆层24设置金属化区28。不透明铝层可作为金属化区 28，并可例如通过气相沉积形成。应该理解，当设计和浮雕浮雕图案26时，通常已经考虑到 预设子区域40的位置。另外，通过透明漆层30将部分金属化浮雕漆层24的浮雕图案26变平，透明漆层 30的折射率基本对应于浮雕漆层24的折射率。为此，将透明漆层30施加到层厚度为几百 nm,优选为1 μ m或大于1 μ m的浮雕漆层24上。此外，透明漆层30和浮雕漆层24的折射 率相互配合，从而使得浮雕图案26的光学可变效应在金属化子区域40之外的区域42中基 本消失，在区域42中透明漆层30直接位于浮雕漆层24之上。这在该示例性实施方式中可 以实现，因为透明漆层30和浮雕漆层24具有的折射率差异小于0. 1。最后，在具有色移效应的、通过透明漆层30而变平的浮雕图案26之上设置薄膜元 件32。薄膜元件32包括由铬构成的部分透明吸收层38、气相沉积电介质SiO2间隔层36和 由不透明铝层形成的反射层34。如上所述，这种薄膜元件32的色移效应基于由安全元件的 不同子层34、36、38的多反射而形成的干扰效应。由于透明漆层30的折射率与浮雕漆层24的折射率相互配合，并且由于浮雕图案 26的变平，透明漆层30产生如下效果，即，首先在未金属化区域42中，浮雕图案26基本不 产生用户可视的光学可变效应。此外，浮雕漆层30促成浮雕漆层24和色移薄膜元件32之 间的粘合。相比之下，当从观察方向44观看时，浮雕图案26的光学可变效应呈现在由于金属 化区28的存在而未受到漆层30影响的子区域40中。并且，子区域40的不透明金属化区 28阻止了薄膜元件32的色移效应从观察方向44能够被察觉到。这样，在整个金属化子区域40中，从观察方向44观看，仅有由浮雕图案26形成的 全息图的光学可变效应可见。在未金属化子区域42中，浮雕图案26的光学可变效应被透 明漆层30抵消，仅有薄膜元件32色移效应在此呈现。这样，对观看者而言，薄膜元件32的 色移效应和浮雕图案26的光学可变效应互不干扰，都具有其特定的色彩效果而可见。同时，色移区域42和光学可变全息图区域40对观看者看起来位置相邻且完全对 齐，无需将薄膜元件32本身设置为与浮雕图案26对齐。更确切地说，这种对齐和互不干扰 直接源于安全元件20的薄膜元件32、部分金属化浮雕漆层24，28和透明漆层30的上述设 置与拓展。在本示例性实施方式中，透明漆层30加工成形为可缠绕且无粘性的。还可将其着 色为透明的，从而系统地影响薄膜元件32的色移效应的视觉外观。将安全元件20应用于期望的数据载体中之后，基底箔22作为安全元件的一部分 依然保留在那里，或者例如通过适当的释放层或分割层可将其移除。薄膜元件32和部分金 属化浮雕漆层24、28也可先分别在不同的基底箔上制成，然后通过适当的粘合层而联结在 一起。在这种情况下，一个或两个基底箔也可在随后的方法步骤中被移除。如图3、4所示的示例性实施方式50中，除结合图2已经描述的元件之外，在薄膜 元件32或浮雕漆层24的金属化区28中设置空隙52，54，56和58。空隙52，54，56和58形 成图案、字符或代码的形式，并且以这种方式在色移区域42和/或全息图区域40中构成负信息段。应该理解，在具体的安全元件中并非必须同时设置所有类型的空隙。安全元件50包括仅存在于金属化区28中，并在薄膜元件32中不具有等同物的空 隙58。如图4所示，在本示例性实施方式中，这些空隙58拓展为"PL"字母序列的形式， 在这些空隙58的区域，薄膜元件32的色移效应通过金属化区28而能够看得见，从而使得 这些区域在全息图40内形成具有对比色彩效果的负信息段。
另外，空隙52以数字串“10”的形式设置在薄膜元件32的金属反射层34中的全 息图区域40之外。空隙52在色移区域42之内形成透明或半透明区域，其在投射光下产生 明显的对比效果。空隙52还可延展通过如图所示的具有薄膜元件32的空隙54的电介质 层36和吸收层38。在全息图区域40之内设置薄膜元件32的空隙54并且与金属化区28中的空隙56 对齐，从而使得在全息图区域40内产生透明区域。在图4中，正如空隙区域52—样，空隙 区域54、56被拓展为数字串“10”形式的负(negative)字体。所述薄膜元件的空隙54优 选地比金属化区域的空隙56稍微大，从而当空隙54的位置发生变化时弥补可能出现的对 齐偏差并且确保空隙56在投射光下总是完全明亮。如基于图5中的示例性实施方式60所示，在具有可选择的层结构的实施方式中， 所述薄膜元件还可设置在部分金属化浮雕漆层的下方。在安全元件60中，以反射层34、电介质间隔层36和吸收层38的层顺序将薄膜元 件62施加于基底箔22的某些区域。然后施加浮雕漆层24于薄膜元件62之上，以浮雕图 案26的形式浮雕浮雕漆层24，并且在期望的子区域40为其设置金属化区28。然后，通过厚度为1. 5 μ m的透明漆层30将部分金属化浮雕漆层24、28变平。在 本示例性实施方式中，透明漆层30的折射率与浮雕漆层24的折射率的差异小于0. 1。当从 观察方向64观看安全元件60时，仅有浮雕图案26形成的全息图呈现在金属化子区域40 ； 而在未金属化子区域42中，浮雕图案26的光学可变效应被透明漆层30抵消，从而使得仅 有薄膜元件62的色移效应呈现在该区域。同样，在图5的层顺序中，色移效应区域42和浮雕图案区域40对观看者而言看起 来相互紧邻、完全对齐并且视觉上互不干扰。应该理解的是，在图5的实施方式中，还可在 未金属化区28和/或薄膜元件62中设置空隙。上述实施方式还可结合其它元件，例如施加于薄膜元件的某些区域的半透明墨层 和/或形成其它隐藏的安全特征的相位延迟层。在图6中以示例的方式示出了实施方式70， 其中(如在图5中一样)首先以反射层34、电介质间隔层36和吸收层38的层顺序将薄膜 元件62施加于基底箔22。半透明墨层72被压印在薄膜元件62的某些区域，薄膜元件62和半透明墨层72 以这样的方式相互配合，即当垂直观看角度观看时，它们基本产生相同的色彩效果。当倾斜 安全元件70时，薄膜元件62的色彩效果由于在未覆盖区域产生的色移效应而变化，然而在 被墨层72所覆盖区域的色彩效果没有改变或仅稍许改变。例如，还可通过对薄膜元件62进行设计，从而使得当垂直观看变化为倾斜观看 时，其色彩效果由紫变绿。与之相配合，当垂直观看时，半透明墨层72传递出与薄膜元件62 的色彩效果不同的紫色的色彩效果；当倾斜所述安全元件时，色彩效果基本保持不变。由于 人眼对发生的色彩差异比色彩本质变化具有更强烈的反应，色彩可变区域与直接毗连的色彩不变区域的这种结合进一步增加了薄膜元件62色移效应的视觉显著性。施加浮雕漆层24到具有压印的半透明墨层72的薄膜元件62之上，以期望的浮雕 图案26的形式浮雕所述浮雕漆层24并且为其在预设的子区域40设置金属化区28。通过 厚度为2 μ m的透明漆层30将部分金属化浮雕漆层24、28变平。在本示例性实施方式中， 透明漆层30的折射率与浮雕漆层24的折射率差异小于0. 2。除墨层72 的其它色彩不变区域之外，安全元件70的不借助辅助装置而可见的视 觉效果与图5所示的安全元件60的视觉效果相符。此外，在图6的示例性实施方式中，这 些公然可见的安全元件与仅借助例如置于其上的偏光器的辅助装置才可见的隐藏安全元 件相结合。为此，安全元件70包括以图案形式设置在薄膜元件62某些区域之上的透明相 位延迟层74和部分金属化浮雕漆层24、28。相位延迟层74由双折射材料构成，例如向列液晶材料。通常要选择相位延迟层74 的层厚度，从而使其相位延迟相当于大约λ/6与大约λ/2之间的光学路径差异，优选地为 大约λ/4，其中λ为光谱范围的波长。当不借助辅助装置而是用普通未极化光观看所述安全元件70时，看不到相位延 迟层74 ；然而用置于其上的偏光器观看时，在具有相位延迟层74的区域和没有相位延迟层 的区域之间形成强烈的反差。以这种方式，由相位延迟层所形成的图案形式可用于例如在 卖场或银行中用于真实性验证。现将通过基于λ /4相位延迟层74和置于其上且仅透射右旋圆极化光的偏光器的 示例来简要说明隐藏的安全特征的操作原理。在这些条件下，圆形偏光器仅使入射的未极 化光的右旋圆偏振部分通过。在没有相位延迟层74的安全元件子区域中，薄膜元件62的 金属反射层34以相反的极化方向反射右旋圆极化光，即作为左旋圆极化光。反射出去的左 旋圆极化光被圆形偏光器挡住，从而使得这些子区域为观看者呈现黑暗。相反，在具有相位延迟层74的子区域中，在反射层34反射之前，右旋圆极化光被 相位延迟层转化为线性极化光。在反射之后为线性极化的光再次通过相位延迟层74，并且 在该过程中被转化为在选定条件下可轻易通过圆形偏光器的右旋圆极化光。在这些子区域 中，敞开的安全元件的图案在亮光下对观看者看起来基本没有变化。在此，也很重要的是，半透明墨层72在很大程度上维持着穿透光(penetrating light)的极化状态，从而使得由相位延迟层74所形成的图案在色彩可变区域和色彩不变 区域中同样可见。不过，应该理解，所述相位延迟层还可应用在没有半透明墨层的实施方式 中；相反，在没有相位延迟层的实施方式中也可设置半透明墨层。图7示出了作为本发明的另外一种变体的传递元件80。传递元件80包括作为基 底箔的PET箔22，基底箔22的某些区域被透明相位延迟层74以图案的形式覆盖。如在图 3的示例性实施方式中所示出的那样，浮雕漆层24被施加到设有相位延迟层74的基底箔 上，其以期望的浮雕图案的形式而被浮雕并且在预设的子区域设有金属化区28。通过适当 相配的透明漆层30将部分金属化浮雕漆层变平，并且在变平的浮雕图案之上设置具有色 移效应的薄膜元件32。如上所述，可在薄膜元件32和金属化区28中设置空隙52，54，56， 58。在这种变体构成的传递方法中，示出的传递元件70通过功能侧82粘附到背景部分，并 且需要的话可移除基底箔22。在图8的示例性实施方式84中，图7中的传递元件80借助粘合层86而被粘附到第二基底箔88，基底箔22被移除。以这种方式，获得了具有稳固定位功能层85和基底箔 88的安全元件84，该安全元件84可被粘附到期望的目标基底。在本发明另外的变体中，图9已示出，第一基底箔22的某些区域被透明相位延迟 层74以图案的形式所覆盖，然后施加浮雕漆层24于其上，以期望的浮雕图案形式浮雕浮雕 漆层24并且在预设的子区域设置金属化区28。可以上文所述的方法在金属化区28中设置 空隙56、58。然后，通过透明漆层30将浮雕图案变平， 透明漆层30的折射率基本相当于浮 雕漆层24的折射率。为第二基底箔88部分地设置具有色移效应的薄膜元件32，薄膜元件32中的空隙， 例如空隙54能够穿过整个干涉层。作为一种选择，如空隙53 —样，还可为薄膜元件32的 吸收层和反射层分别单独设置空隙。之后，第一基底箔22和第二基底箔88被放在一起90并且粘结，从而使获得如图 10所示的成层复合体92。从层复合体92移除两个基底箔22、88中之一，从而使得留下具 有元件层94的单个基底箔，随后将其粘附到期望的目标基底。所述漆层30优选地担当粘 合剂的作用。在所有的实施方式中，薄膜元件还可拓展为吸收层/电介质层/吸收层的形式，还 可为多层堆积，即可具有吸收层1/电介质层1/吸收层2/电介质层2/...电介质层N-I/ 吸收层N的层序列，其中N = 3，4，5...。还可拓展为例如具有色移效应但透明的层序列，从 而使得色移效应从所述安全元件的背面也可见。具有这种薄膜元件的安全元件尤其可用在 具有透明区域的文件中。上文所述的反射层中的空隙还可被设计为格栅状，优选地具有不超过40%的低面 积分数(areal fraction) 0反射层中的空隙在反射光中几乎不引起注意，而是仅在透射光 中出现。
权利要求
一种用于保护贵重物品的安全元件，其中 具有色移效应的薄膜元件和浮雕漆层中的浮雕图案被叠置； 具有所述浮雕图案的所述浮雕漆层在子区域中被金属化；以及 通过透明漆层将部分金属化的浮雕漆层的浮雕图案变平，所述透明漆层的折射率基本相当于所述浮雕漆层的折射率。
2.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述透明漆层的层厚度大于800nm，优 选地大于lOOOnm。
3.如权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，所述浮雕漆层和透明漆层的折射率 差异优选地不超过0. 3，特别优选地不超过0. 1。
4.如权利要求1-3中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述透明漆层为透明色。
5.如权利要求1-4中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述透明漆层成形为可 缠绕且无粘性的。
6.如权利要求1-5中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述浮雕图案构成衍射 图案或无色图案，所述衍射图案例如为全息图、全息光栅图像或类全息状衍射图案，以及所 述无色图案例如为不光滑图案、微透镜装置、具有锯齿状槽型外观或发光格栅、或菲涅耳透镜装置。
7.如权利要求1-6中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述薄膜元件包括反射 层、吸收层和置于所述反射层和所述吸收层之间的电介质间隔层。
8.如权利要求7所述的安全元件，其特征在于，所述薄膜元件以吸收层、电介质间隔层 和反射层的层顺序设置于部分金属化的浮雕图案和透明漆层之上。
9.如权利要求7所述的安全元件，其特征在于，将所述部分金属化浮雕漆层和所述透 明漆层设置于由反射层、电介质间隔层和吸收层形成的薄膜元件之上。
10.如权利要求1-6中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述薄膜元件至少包括 第一吸收层、第二吸收层和置于两个吸收层之间的电介质间隔层。
11.如权利要求1-10中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述浮雕漆层的金属 化区设有图案、字符或代码形式的空隙。
12.如权利要求1-11中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述薄膜元件设置有 反射层，所述反射层具有空隙，所述空隙在所述薄膜元件中形成透明或半透明区域的图案、 字符或代码。
13.如权利要求12所述的安全元件，其特征在于，所述薄膜元件和所述浮雕漆层的金 属化区具有相同的空隙。
14.如权利要求1-13中至少一项所述的安全元件，其特征在于，在所述安全元件的某 些区域设有透明相位延迟层，所述相位延迟层为可见波长范围光形成移相层。
15.如权利要求14所述的安全元件，其特征在于，所述相位延迟层具有图案、字符或代 码的形式。
16.如权利要求14或15所述的安全元件，其特征在于，所述相位延迟层的相位延迟对 应的光学路径差异位于可见波长范围的光的X/6和X/2之间。
17.如权利要求14-16中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述相位延迟层至少 在子区域形成可见波长范围的光的X/4层。
18.如权利要求14-17中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述相位延迟层由向 列液晶材料构成。
19.如权利要求1-18中至少一项所述的安全元件，其特征在于，在所述薄膜元件的某 些区域设置有半透明墨层，在预设的观看条件下观看时，所述薄膜元件的色彩效果与所述 半透明墨层的至少子区域的色彩效果相配合。
20.如权利要求19所述的安全元件，其特征在于，在光谱范围内所述薄膜元件的色彩 效果与所述半透明层的色彩效果相配合，所述半透明墨层具有30%-95%之间的透射率， 优选地在60 % -95 %之间，特别优选地在80 % -95 %之间。
21.如权利要求19或20所述的安全元件，其特征在于，所述半透明墨层具有字符、图案 或代码的形式。
22.如权利要求19-21中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述半透明墨层基本 维持从中通过的、可见波长范围的光的极化状态。
23.如权利要求19-22中至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述半透明墨层具有 多个具不同色彩效果的子区域，在预设的观看条件下观看时，所述薄膜元件的色彩效果与 所述半透明墨层的至少一个子区域的色彩效果相配合。
24.一种用于制造如权利要求1-23中至少一项所述的安全元件的方法，其中_将具有色移效应的薄膜元件和浮雕漆层中的浮雕图案叠置于基底上，-将具有所述浮雕图案的浮雕漆层的子区域金属化，以及-通过透明漆层将部分金属化浮雕漆层的所述浮雕图案变平，所述透明漆层的折射率 基本相当于所述浮雕漆层的折射率。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述透明漆层以大于800nm，优选地大于 lOOOnm的层厚度被压印。
26.如权利要求24或25所述的方法，其特征在于，首先以反射层、电介质间隔层和吸收 层的层顺序将薄膜元件施加于所述基底，施加所述浮雕漆层于所述薄膜元件之上，并将其 浮雕并且部分地金属化，然后通过所述透明漆层将所述部分金属化浮雕漆层变平。
27.如权利要求24或25所述的方法，其特征在于，首先将所述浮雕漆层施加于所述基 底，并将其浮雕并且部分地金属化，通过所述透明漆层将所述部分金属化浮雕漆层变平，然 后再以吸收层、电介质间隔层和反射层的层顺序将所述薄膜元件施加于所述透明漆层。
28.如权利要求24或25所述的方法，其特征在于，将具有色移效应的所述薄膜元件施 加于第一基底箔，将所述浮雕漆层施加于第二基底箔，再将其浮雕并且部分地金属化，然后 借助粘合层将所述薄膜元件和所述部分金属化浮雕漆层联结在一起。
29.如权利要求24-28中至少一项所述的方法，其特征在于，在所述薄膜元件的某些区 域设置有半透明墨层，在预设的观看条件下观看时，所述薄膜元件的色彩效果与所述半透 明墨层的至少子区域的色彩效果相配合。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述半透明墨层特别地以丝网印刷、凹版 印刷或柔版印刷方法有利地压印而制。
31.如权利要求24-30中至少一项所述的方法，其特征在于，所述安全元件设有透明相 位延迟层，所述透明相位延迟层为可见波长范围的光形成移相层。
32.一种用于制造例如钞票、支票、身份证、证书等的安全或有价证券的安全纸，其设有如权利要求1-31中至少一项所述的安全元件。
33.如权利要求32所述的安全纸，其特征在于，安全纸包括由纸或塑料构成的载体基底。
34.一种具有如权利要求1-31所述的安全元件的数据载体，尤其是名牌物品、有价证券等。
35.如权利要求1-31中至少一项所述的安全元件、如权利要求32或33所述的安全纸 或如权利要求34所述的数据载体在各种物品防伪保护中的用途。
全文摘要
本发明涉及一种用于保护贵重物品的安全元件(20)，其中具有色移效应的薄膜元件(32)和浮雕漆层(24)中的浮雕图案(26)被叠置，具有所述浮雕图案(26)的所述浮雕漆层(24)在子区域中被金属化(28)，以及通过透明漆层(30)将部分金属化的浮雕漆层(24，28)的所述浮雕图案(26)变平，所述透明漆层(30)的折射率基本相当于所述浮雕漆层(24)的折射率。
文档编号B42D15/00GK101959696SQ200980107444
公开日2011年1月26日 申请日期2009年2月17日 优先权日2008年3月7日
发明者曼弗雷德·海姆 申请人:德国捷德有限公司
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