CN104220269B - 用于制造安全复合体的方法和具有内置的折射结构的安全复合体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及安全复合体(100)以及用于制造所述安全复合体(100)的方法，所述方法包括：提供由具有第一折射率n1的第一塑料材料制成的透明的层(1)；其中，所述透明的层(1)具有上侧(4)和相对置的下侧(6)；在所述透明的层(1)的上侧(4)中构造浮雕结构(5)；借助第二塑料材料(11)至少覆盖所述浮雕结构(5)，所述第二塑料材料具有与所述第一折射率n1不同的第二折射率n2；将至少一个第二塑料材料(11)和必要时其他的至少部分透明的层(21，31，91，92)与所述透明的层拼接成所述安全复合体(100)，从而所述透明的层(1)的下侧(6)朝向所述复合体(100)的下侧(106)，而所述透明的层的上侧朝向所述复合体的上侧(104)，并且所述第二塑料材料(11)构成与所述浮雕结构(5)匹配的并且直接相邻的相对结构；将两个特征(61，71)置入到所述安全复合体(100)中，其中，与所述浮雕结构(5)套准准确地在所述安全复合体(100)中的所述浮雕结构(5)的相对的侧上置入所述两个特征(61，71)，从而在通过所述上侧(104)观察所述安全复合体时能够察觉所述一个特征的与观察角相关的效果并且在通过所述安全复合体的下侧(106)观察所述安全复合体时能够察觉所述另一个特征(71)的与观察角相关的效果。

Description

用于制造安全复合体的方法和具有内置的折射结构的安全复 合体
技术领域
本发明涉及一种用于制造安全复合体的方法以及一种安全复合体。
背景技术
在此，将由多种材料制造的包括使伪造、仿造、复制等等变得困难或者甚至使之不可能的至少一个特征的复合体考虑为安全复合体。安全复合体例如用于制造安全文件和/或有价文件或者直接用作安全文件或有价文件。现代的护照文件或个人文件例如经常包括基于塑料制造的文件体。这样的文件体通常由多个层(例如薄膜)、相同或不同的塑料材料制造。这样的文件体经常是安全复合体。
为了防止伪造、未授权的模仿、复制等等，安全复合体或者安全文件具有所谓的安全特征。安全特征的级别示出与观察角相关的光学效果。例如可以通过衍射结构——如全息图或者通过折射结构产生所述与观察角相关的效果。
具有与角相关的光学效果的安全特征的分组包括例如以双凸透镜形式的折射光的结构并且在此使存储在文件体中的、可光学检测的信息间隔开，所述双凸透镜包括透镜阵列中的多个透镜元件。
由WO 03/022598 A1已知一种记录载体，其具有上层，所述上层在其外侧具有多个双凸透镜并且在背侧具有显示元件，所述显示元件在记录载体倾斜时看起来可围绕至少一个轴线运动。双凸透镜仅仅在整个外侧的部分区域上延伸。显示元件是安全元件，所述安全元件印制在内部的卡片层上。没有说明如何将双凸透镜置入到文件体中。
由DE 10 2008 008 044 A1已知一种用于制造安全文件和/或有价文件的低成本的方法，其适合以小的热负荷制造灵活的和防伪造的结构，其中，在应用冲压印刷以及超声波的情况下借助冲压设备将表面结构冲压入用于制造文件的衬底的上侧和/或下侧中，所述冲压设备具有至少一个冲压机，所述至少一个冲压机分别具有一个接触面，其中，所述接触面与衬底的上侧或下侧同样大或者大于衬底的上侧或下侧。描述该制造方法的实施方式，所述实施方式将微透镜冲压入文件体中。
由DE 10 2008 031 653 A1已知用于将安全特征置入到有价文件或安全文件中的方法和设备，其中，所述有价文件或安全文件包括具有至少一个热塑性表面层的文件体，其中，所述方法具有以下步骤：提供文件体；提供和/或制造经结构化的超声焊头(Sonotrode)，其与声源耦合或将其与声源耦合；相对于超声焊头设置文件体；使超声焊头与文件体的表面层接触并且同时通过超声焊头将声波耦合输入到有价文件或安全文件中，以便在表面层中形成浮雕结构，其中，提供和/或制造具有结构化部的超声焊头，所述超声焊头具有额定压入面并且所述超声焊头如此结构化，使得存在从额定压入面凸出的区域和伸入到额定压入面的凹入的区域，其中，使超声焊头在声耦合输入期间在施加压力的情况下运动到文件体中，直至额定压入面与文件体表面额定水平相一致并且使凸出的区域在表面层中产生凹入的浮雕结构而使凹入的区域在所述表面层中产生凸出的浮雕结构。
由EP 0 216 947 A1已知一种具有一个衬底和至少一个透明的覆盖薄膜的卡片状的数据载体。在使用激光束的情况下，使衬底设有可透过覆盖薄膜识别到的信息，其中，透明的覆盖薄膜承载在记录信息之前施加的至少部分地覆盖信息区域的浮雕，所述浮雕通过其光学透镜作用独特地改变信息记录。根据激光的入射方向将信息存储在衬底中的不同位置处。同样，在目视检查时根据观察角察觉不同的信息。
由EP 0 219 012 B1已知一种数据载体，其中，借助激光束在所述数据载体的内部容积范围中置入信息，所述信息基于不可逆的、通过激光束引起的材料变化而以光学特性的变化的形式可见。例如描述了在表面上具有透镜栅的卡片状的数据载体。在覆膜过程(Kaschiervorgang)中可以通过以下方式冲压入透镜栅：在相应的覆膜板中加工出透镜栅的负片(Negativ)。同样，可以使用耐热的冲压模具，将所述冲压模具放在透明覆盖层和层合板之间。此外描述，可以借助层压方法(Laminierverfahren)制造卡片并且随后借助冲压冲头或者冲压辊置入透镜栅。通过激光束实现信息的置入，所述激光束在不同的方向下将信息通过透镜栅置入到卡片本体中。因此，能够通过简单的方式实现倾斜图像。
在由现有技术已知的方法和由此得到的安全文件中，基本上可以仅仅存储灰度值形式的信息，在所述安全文件中首先将光学结构、优选透镜栅形式的光学结构置入到表面中并且随后借助激光束通过不可逆的材料变化的作用置入信息。此外，信息的后来通过重新的激光辐射的添加可能会被用于伪造安全文件。通常不能够实现全彩或者多彩的信息存储。在由WO 03/022598 A1已知的方法中，虽然能够彩色地、尤其多彩地印刷信息，然而用于与观察角相关的安全特征的可达到的分辨率可能通过以下方式受限制：在添加印刷信息并且将其集成到文件体中时在层压方法中出现的收缩过程以及印刷信息在文件体内部的尤其相对于在层压方法中同时置入的微透镜的精确的定向仅仅是不充分地受到保证的。
通常存在以下需求：创造越来越新型的安全特征、尤其难以制造的安全特征，并且因此不能由伪造者仿制或者能够仅仅以显著的耗费仿制。
发明内容
因此，本发明所基于的技术任务在于，实现用于制造新型的安全复合体的方法以及新型的安全复合体，所述新型的安全复合体包括与观察角相关的安全特征并且比由现有技术已知的安全复合体更难制造。
本发明所基于的构思在于，制造一种复合体，其由不同的塑料材料产生，所述塑料材料整体(im Volumen)是透明的并且具有不同的折射率。
这种新型的安全复合体在两种具有不同的折射率的塑料材料之间的边界面上具有浮雕结构。由于不同的折射率，穿过边界面的光根据在边界面上的相对于局部的表面法线的入射角不同地折射。在浮雕结构的适合的构型中——例如以多个微透镜的形式，可以在边界面后方的区域中分别实现原本平行入射的光束的局部聚焦。通常适用于：根据观察方向不同地察觉光学可察觉到的对于观察者而言设置在边界面后方的信息的观察，因为由于结构化在边界面上发生的折射使光传播相对于经过平整的边界面的光传播变化。
在由现有技术已知的在文件的表面上具有微透镜结构的安全文件中设置所述与观察角相关的效果——所述效果也称作CLI(Changeable Laser Image：可变的激光图像或者MLI(Multiple Laser Image：多激光图像)，而在新型的安全复合体中设置，在浮雕结构的相对的侧上分别构造光学可察觉的特征，以便与浮雕结构套准准确地将所述两个相对置的侧设置在安全复合体中。在透过设有浮雕结构的边界面、例如通过安全复合体的上侧观察一个特征时，所述一个特征示出与观察角相关的效果。如果现在从与上侧相对置的下侧观察安全复合体，则能够透过构造在边界层中的浮雕结构观察另一个特征并且与浮雕结构相关联地观察与观察角相关的有关所构造的另一个特征的光学效果。因此，实现新型的安全特征，其中，在设置在复合安全体的内部中的优选以透镜阵列的形式的折射光的结构的相对置的侧上设置光学可察觉到的特征。
特别地，实现用于制造安全复合体的方法，所述方法包括以下步骤：提供由具有第一折射率n1的第一塑料材料制成的透明的层；其中，所述透明的层具有上侧和相对置的下侧；在所述透明的层的上侧中构造浮雕结构；借助第二塑料材料至少覆盖所述浮雕结构，所述第二塑料材料具有与所述第一折射率不同的第二折射率n2；将至少一个第二塑料材料和必要时其他的至少部分透明的层与所述透明的层拼接成所述复合体，从而所述透明的层的下侧朝向所述复合体的下侧，而所述透明的层的上侧朝向所述复合体的上侧(并且所述第二塑料材料构成与所述浮雕结构匹配的并且直接相邻的相对结构)；将两个特征置入到所述复合体中，其中，与所述浮雕结构套准准确地在所述复合体中的所述浮雕结构的相对的侧上置入所述两个特征，从而在通过所述上侧观察所述复合体时能够察觉所述一个特征的与观察角相关的效果并且在通过所述复合体的下侧观察所述安全复合体时能够察觉所述另一个特征的与观察角相关的效果。即使所述特征自身必要时具有独立的与观察角相关的效果，所述效果也至少由与此套准准确的构造的浮雕结构覆盖，从而安全复合体的观察者察觉的效果也分别至少也与浮雕结构处的光折射相关。
此外提出安全复合体，其包括：由具有第一折射率n1的第一塑料材料制成的透明的第一材料层，所述透明的第一材料层具有位于所述复合体的内部中的上侧，在所述上侧中构造有浮雕结构；和与所述浮雕结构匹配的、与所述浮雕结构直接相邻的由第二塑料材料制成的相对结构，所述第二塑料材料具有与所述第一折射率n1不同的第二折射率n2；和两个特征，其中，所述两个特征与所述浮雕结构套准准确地构造在所述浮雕结构的相对的侧上，以便在通过上侧观察所述复合体时能够察觉到所述一个特征的与观察角相关的效果并且在通过所述复合体的下侧观察所述复合体时可察觉到所述另一个特征的与观察角相关的效果。因此，由第一塑料材料制成的浮雕结构和由第二塑料材料制成的相对结构之间的“接触面”构成边界面，所述边界面必然同样映射浮雕结构。
定义
将与平面不同的每一个结构考虑为表面浮雕。光学结构或者光学表面结构是折射电磁辐射——尤其可见光的并且根据几何的光学器件成像的浮雕。光学结构或者光学表面结构尤其包括微透镜、菲涅尔透镜和双凸透镜。微透镜或者双凸透镜是其曲率半径在微米范围内(1微米至1毫米)的透镜。曲率形状可以是球面的、非球面的或者是自由形状。透镜阵列是透镜的有规律的栅状的布局。微透镜也可以以2D栅构造和/或分别具有旋转对称的形状。
将印刷信息理解为借助印刷技术已置入的或置入的信息。通常的印刷技术是凸版印刷(尤其以凸版胶印的形式)、平版印刷(尤其以胶印(Offset)的形式)、凹印(尤其以雕刻凹版印刷、栅格凹版印刷的形式)、穿透印刷(Durchdruck)(尤其以丝网印刷的形式)以及数字印刷(尤其以喷墨印刷、热转印、染料扩散热转印(Dye-Diffusion-Thermotransfer-(D2T2)-Druck)、再转印和热升华印刷(Thermosublimation-Druck)的形式)。
可光学检测的信息是任何通过文件体的表面借助光学传感器可图形检测到的信息。
在此，可以实现在可见的波长范围中的、在UV(紫外)波长范围中或者IR(红外)波长范围中的检测。
所检测的信息是图形检测的信息。在所检测的内容方面，所述图形检测的信息可能保留在可检测的信息的可检测的总内容之后。这尤其适用于：借助发光的着色剂(Farbmitteln)置入信息内容，所述着色剂在没有进行发光的激励的情况下在可见的波长范围中不可检测到。只要在没有发光的激励的情况下检测到可光学检测的信息，则所检测的信息没有图形地包括所述信息内容。
当在人观察时信息引起观察时的颜色印象时(其中，灰色阶、白色和黑色不视为彩色的)，可检测到的信息是彩色的。仅仅在相应的激励时引起颜色印象的发光的着色剂也视为彩色的。
察觉时的颜色印象视为颜色。在所述意义上，灰色色调、白色和黑色也表示颜色。
当信息包括多个彩色的颜色时，信息是多彩的。因此，多彩的信息不是单色的。
“集成在文件体内部的”可光学检测的信息意味着，将信息如此置入到文件体中，使得所述信息在完成的文件体中具有与文件体的表面的间距。
优选实施方式
在本方法的一种优选实施方式中，借助超声波冲压方法实现浮雕结构的置入，在所述超声波冲压方法中将超声波耦合到经结构化的超声焊头中并且在耗费压力的情况下使所述超声焊头与透明的层的上侧接触。超声波冲压方法的使用的优点在于，可以以以下方式实现浮雕结构的在透明的层中的构造：仅仅必须将最小需要的能量置入到透明的塑料材料中。如果涉及热塑性塑料材料，则仅仅局部加热所述热塑性塑料材料并且不使其整体融化。特别地，这当在待制造的安全复合体的面的方面仅仅要在小的部分区域中构造浮雕结构时具有极大的优点。因此，在那些没有构造浮雕结构的区域中不改变或者仅仅最小地改变例如作为薄膜提供的透明的层的表面结构，所述透明的层例如最优地为随后的层压和/或印刷而准备。
然而，在其他的实施方式中，浮雕结构也可以通过冲压板的热冲压或者通过借助激光辐射、尤其借助激光烧蚀的结构化实现浮雕结构。优选借助强脉冲式激光实现激光烧蚀，所述强脉冲式激光逐步地有针对性地烧蚀透明的衬底层的表面的材料。
优选地，如此结构化浮雕，使得所述浮雕构成透镜阵列。例如浮雕可以如此结构化，使得所述浮雕包括相互平行定向的多个柱面透镜元件。在此，各个柱面透镜元件可以在曲率半径和相互的间距方面相同地或者不同地构造。例如，可以将两个不同类型的柱面透镜交替地设置在一个图案(Muster)中。
其他的实施方式包括旋转对称的透镜，它们构成二维的有规律的栅。
在一种实施方式中，在使用所构成的浮雕结构的情况下在拼接之后借助激光标记方法在充分利用复合体的内部中的借助浮雕构造的透镜结构的情况下置入两个特征，在浮雕的相对置的侧上与所述浮雕套准准确地将所述两个特征置入到安全复合体中。因此，可靠地保证套准准确的置入。不同的特征可以如此相互匹配，使得所置入的标记不妨碍所述另一个特征的观察。在此要注意的是，在通过下侧观察时，所述一个特征的针对与观察角相关的效果所置入的信息(所述信息例如通过安全复合体的上侧在观察角相关性方面可验证)设置在构造在内部中的浮雕结构的前方，从而使所述标记察觉为静态的信息。然而必须如此构造所述标记，使得它们允许透视并且因此能够实现另一个特征的通过构造在内部中的浮雕结构的观察，以便在通过安全复合体的下侧观察时能够验证其与角相关的观察效果。
优选地，与浮雕结构套准准确地在所述浮雕结构的相对的侧上如此置入两个特征，使得光学可察觉到的信息相对于彼此平面地重叠。这意味着，所述一个特征的光学可检测到的信息可在另一个特征的位于所述一个特征后方的光学可变的信息之前察觉为静态的信息。
在其他的实施方式中，与同一个浮雕结构套准准确地定向地置入两个特征，然而如此置入，使得在观察时所述两个特征关于安全复合体的上侧(前侧)和下侧(背侧)相互不重叠。因此平面地在所述另一个特征的光学可变的与观察角相关的信息旁察觉所述一个特征的静态的信息。
对于通过激光标记置入特征替代地和/或附加地，也可以通过印刷技术将信息施加到衬底层上，所述衬底层用于产生安全复合体。在一种十分简单的然而在伪造安全性方面降低的实施方式中，将两个特征的信息印刷到文件体的外表面——即上侧和下侧——上。
在一个优选的实施方式中，在拼接成安全复合体之前将信息印刷到表面上。因此，在分层之后不再能够进行后来的伪造或者使后来的伪造更困难。
因此，优选一种实施方式，其中，通过将信息印刷到拼接成复合体的层中的一个的表面上来施加至少一个特征。为了回避安全复合体的防安全复合体后来在任一边界面处的分离的高的稳定性——所述分界面与原始存在的层的或者塑料材料的用于原始拼接安全复合体的边界面协调，当所有层或者所使用的塑料材料基于相同的聚合物制造时，是有利的。
特别优选一种实施方式，其中，第二塑料材料基于与第一塑料材料相同的聚合物制造成或制造并且以液体的形式施加到设有浮雕结构的透明的层上，其中，在完成的安全复合体中通过纳米显微的分散的无机物、尤其是过渡金属化合物、还更优选的是过渡金属氧化物——如TiO2或ZrO2的不同的浓度引起第一塑料材料的折射率n1与第二塑料材料的折射率n2之间的折射率差Δn＝|n1-n2|，由所述第一塑料材料制造所述透明的层。
对于本领域技术人员已知基于液体形式的聚合物的制剂。例如，由文献DE 102007 052 847已知基于聚碳酸酯制造的并且能够借助喷墨印刷方法(Tintenstrahldruckverfahren)来印刷的制剂。由EP 0 688 839 A2也已知基于孪位双取代的二羟基二苯基环烷烃的聚碳酸酯。在此，所述聚碳酸酯用作丝网印刷颜色。同样可以由该引文得出用于制造所述聚碳酸酯的方法。
由DE 10 2007 052 948已知一种用于制造具有至少一个第一聚合物层以及第二聚合物层的复合物的方法，所述至少一个第一聚合物层以及第二聚合物层分别由基于双酚A的聚碳酸酯聚合物制成，其中，在聚合物层之间设置有组件，所述方法具有以下方法阶段：a)将该组件设置在第一聚合物层之上或者置于第一聚合物层的凹坑中，b)将该第一聚合物层的在其上或其中设置有该组件的那侧上、至少在该组件的区域中，涂覆包含溶剂或溶剂混合物以及基于孪位双取代的二羟基二苯基环烷烃的聚碳酸酯衍生物的液体制剂，c)任选地在阶段b)之后进行干燥方法阶段，d)阶段b)或阶段c)之后，将第二聚合物层置于第一聚合物层之上，覆盖该组件，e)对于一个限定的时间段将该第一聚合物和第二聚合物层在120℃～180℃的温度、在压力下彼此层压。因此，本领域技术人员基本上已知适于基于塑料制造安全复合体的制剂。
在一种优选的实施方式中，借助印刷方法施加第二塑料材料，从而在构造有浮雕的区域中借助第二塑料材料在第二塑料材料的背离浮雕结构的侧上构造一个平整的面。
可以借助任一种任意的印刷方法实现印刷。优选一种喷墨印刷方法，其中，可以有针对性地多次进行同一位置的叠印并且因此可以有针对性地进行包含在浮雕结构中的“自由空间”的填充，直至平面地实现平整的覆盖。然而，也可以使用其他的印刷方法，用于有针对性地将第二塑料材料施加到具有在其中构造的浮雕结构的透明的第一层上。
在一种扩展方案中，借助第二塑料材料完全覆盖第一塑料材料，从而在背离浮雕结构的侧上形成一个平整的面。第二塑料材料的涂抹的另一种可能性在于刮刀。
如果拼接成复合体的层和第二塑料材料全部基于相同的热塑性聚合物材料制造成或制造，则得到特别稳定的并且防止攻击企图的安全复合体。然后，将其在高压高温层压方法中拼接成单块的安全复合体。在此，当统一的连续的材料结构构造在所述复合体中时，安全复合体视为单块的。在所述安全复合体中不能在原始的密封边界处发现有关聚合物结构的相过渡(Phasenübergang)，由所述密封边界制造安全复合体。由聚碳酸酯制成的安全复合体证实为特别耐用和耐抗的。
为了能够不仅通过安全复合体的上侧而且下侧观察两个与观察角相关的效果，安全复合体至少在浮雕结构的区域中具有透视窗。如果将一个整体不透明的层加入安全复合体中，则例如可以通过大范围的冲裁部(Ausstanzung)和透明的材料的添加以填充冲裁部来制造所述透视窗。
然而，替代地也能够实现，置入具有在微米范围中的、优选在5微米和200微米之间的范围中的、特别优选在10微米和100微米的范围中的直径的多个穿透部(Durchbrechung)。如果所述穿透部设置在栅中，则能够实现至约60％透射的透明度。在此，各个穿透部可以由透明的塑料材料来填充，所述透明的塑料材料例如同样可以通过印刷方法有针对性地在穿透部的区域中施加到不透明的层上。
对此使用如其以上与现有技术相关联地提及的那样的制剂。此外，在适合的装配时毛细力导致液体的制剂侵入穿透部中并且完全填充所述穿透部。
在其他的实施方式中不填充具有在微米范围中的直径的穿透部。已示出，在高压高温层压方法中，至少不由穿透部的不透明的壁材料来填充所述穿透部，以便在已制成的安全复合体中所述穿透部还允许透视。对于穿孔的适当选择的穿透部直径而言，这适于在20微米和约500微米之间的范围中的典型的层厚度。
因此以适当的方式得到安全复合体，其具有上侧和相对置的下侧并且其由至少两种透明的塑料材料制造，它们具有不同的折射率，其中，两种塑料材料的边界面在复合体的内部中在上侧和下侧之间具有浮雕结构，并且两个特征在边界层的相对置的侧上与浮雕结构套准准确地构造，从而在通过上侧观察时由于在浮雕结构处的光折射两个特征中的一个提供与观察角相关的光学效果并且在通过下侧观察时由于在浮雕结构处的光折射两个特征中的另一个提供与观察角相关的光学效果。
除实施方式——在所述实施方式中将透明的原始具有两个基本上相互平面平行的平整的表面的层冲压入浮雕结构的表面中——以外，以下实施方式也是可能的：其中，将相互匹配的浮雕结构套准准确地冲压入透明的层的不仅上侧而且下侧中。在一种所述的实施方式中，分别借助塑料材料覆盖上侧处的浮雕以及下侧处的另一个浮雕，所述塑料材料具有与透明的层的材料的折射率不同的折射率。优选地，优选借助超声波冲压方法通过两个经结构化的超声焊头同时冲压入套准准确的相互定向的浮雕结构，即所述浮雕结构和所述另一个浮雕结构。因此得到一种实施方式，其中，附加地与浮雕结构套准准确地将另一个浮雕结构构造到所述透明的层的下侧中，所述另一个浮雕结构同样借助第二塑料材料或者第三塑料材料覆盖，所述第三材料具有与第一塑料材料不同的折射率n3，从而在复合体中通过第二塑料材料或者第三塑料材料构造与另一个浮雕结构匹配的另一个相对结构。如果浮雕结构和另一个浮雕结构两者由第二塑料材料覆盖，则第二塑料材料的表面优选平整地并且相互平面平行地构造，所述第二塑料材料的表面背离浮雕结构并且背离另一个浮雕结构。只要使用第三塑料，则第二塑料材料的和第三塑料材料的背离浮雕结构的表面优选平整地并且相互平面平行地构造。
同样，可以考虑以下实施方式：其中，将浮雕结构冲压入多个透明的薄膜中，所述浮雕结构分别由塑料材料覆盖，所述塑料材料具有与用于制造相应的层的材料不同的折射率，所述浮雕结构冲压入所述层中。多个浮雕结构在衬底层的不同表面上的设置——所述衬底层随后被拼接成复合体并且然后设置在文件体的内部中——在于，可以如此构造光学折射元件、例如透镜，所述光学折射元件在其他方面保持不变的几何浮雕结构中能够实现更高折射的光学器件。如果例如透明的衬底层——在两个相对置的侧上分别将浮雕结构冲压入透明的衬底层中——具有比覆盖浮雕结构的塑料材料更高的折射率，则同类的套准准确定向的表面结构的折射作用相加。如果例如套准准确地在两侧上冲压入柱面透镜结构，则可以在使用相同的塑料材料的情况下取得比以下一种实施方式中的焦距更短的焦距：在该实施方式中，仅仅在塑料层的一侧上借助柱面透镜剖面冲压入浮雕结构而借助另一种塑料覆盖所述浮雕结构。
附图说明
由随后的附图描述得到本发明的其他优点。附图示出：
图1a-1f：用于阐述安全复合体的制造的示意图；
图2：用于制造安全复合体的设备的示意图；
图3：安全复合体的一种实施方式的示意性剖面图；
图4：安全复合体的另一剖面图；
图5：安全复合体的另一剖面图，在所述安全复合体中相互套准准确地构造具有浮雕结构的两个边界面；
图6：安全复合体的示意性剖面图，在所述安全复合体中在不透明的层中通过穿透部构造透视窗；
图7：安全复合体的另一示意性剖面图，在所述安全复合体中通过全面积印刷中的空隙构造透视窗；
图8：安全复合体的另一示意性剖面图，在所述安全复合体中在制造时将浮雕结构如此置入到透明的层中，使得完全在通过上侧确定的水平的下方构造浮雕结构。
具体实施方式
根据图1a至1f应示意性示出用于安全复合体的制造方法。在图1a中示出整体透明的、由第一塑料材料——例如聚碳酸酯——制成的层1。然而，层1(称作衬底层1)也可以由其他的塑料材料、尤其透明的热塑性塑料材料制造。同样能够使用塑料层，所述塑料层仅仅包括整体透明的区域。这样的层例如可以制造为由一个透明的和一个或多个不透明的塑料材料共挤压成形(coextrudiert)的薄膜。透明的层1具有上侧和相对置的下侧6。它们优选是平整的并且平面平行的。上侧4的和下侧6的表面可以是粗糙的。
可以加工透明的层1，例如可以印刷信息2。这在图1b中示出。重要的是，区域3保持透明。
随后，在所述区域3中构造浮雕结构5。这可以通过不同的方法实现，优选通过借助经结构化的超声焊头的超声波冲压方法实现，将超声波耦合输入所述超声焊头中并且在超声波耦合输入期间借助压力将超声焊头压到衬底层1的表面4上，从而在透明的区域3中形成浮雕结构5。因此，在上侧4中构造有浮雕结构5。衬底层1的下侧6优选是平整的。在图1c中示出设有浮雕结构5的衬底层1。
随后借助第二塑料材料11填充浮雕结构5，以便所述第二塑料材料构造与浮雕结构5匹配的相反结构15。在图1d中示出该状态。第二塑料材料11的背离浮雕结构5的表面14是平整的并且优选平面平行于衬底层1的下侧6。第一塑料材料——由其制造衬底层1——具有与第二塑料材料11不同的折射率n1。以n2表示所述第二塑料材料的折射率。因此，根据几何的光学器件，在光穿过时在浮雕结构5上发生折射。因此，在衬底层1的第一塑料材料与第二塑料材料11之间的具有相同的浮雕结构5的边界层16的形状与折射率n1和n2共同确定光学折射。在示出的实施方式中浮雕结构构造用于构造柱面透镜。
将第二塑料材料11优选以液体的形式例如借助印刷方法或者借助刮刀涂装到第一衬底层1的表面上。在示出的实施方式中，将第二塑料材料11全面积地施加到第一衬底层1的上侧4上。
如图1e中示出的那样，提供附加的衬底层21和另一个衬底层31。在此，附加的衬底层21全面积印刷在下侧24上除了空隙区域22之外。所述空隙区域如此定位，使得其在层21与衬底层1拼接的情况下能够实现透过衬底层21对所构造的折射结构的透视，在所述衬底层1上施加有第二塑料材料11，所述折射结构是通过浮雕结构5实现。在所述示例中，另一个层31实施为完全透明的层。附加地，提供有全息图41。层21、1和31以及全息图41以示出的方式相互层叠并且随后在高压高温层压方法中复合成复合体100，如在图1f中示出的那样。优选地，衬底层21和31基于相同的聚合物制造，如层1和第二塑料材料11。由此可以实现，构成单块的安全复合体100，其中，在层21、11、1、31之间的原始的边界层处在安全复合体100中的聚合物结构方面不能识别到相过渡。
原则上，可以任意选择附加的层21和另一个层31的折射率。然而，所述折射率优选例如如此选择，使得所述折射率与第一塑料材料的折射率相同。在一种这样的实施方式中，仅仅第二塑料材料的折射率不同。例如可以比第一塑料材料的折射率更大地选择所述第二塑料材料的折射率。然而，也可考虑以下实施方式：在所述实施方式中，第二塑料材料的折射率小于第一塑料材料的折射率。可以通过以下匹配塑料材料的折射率：在聚合物基质中使纳米微粒、尤其过渡金属化合物的纳米微粒分散，所述过渡金属化合物自身是透明的。二氧化钛TiO2或者二氧化锆ZrO2特别适合于此。
在图1f中说明，可以通过来自不同方向a和b的经过安全复合体100的上侧104的激光辐射在安全复合体100中借助激光标记存储特征61的不同的信息分量，所述信息分量在此通过方框和三角形说明。通过由结构化部5构造的微透镜使激光在所述结构化部下方在不同的位置处聚焦并且引起材料层131的塑料材料的染色，所述材料层与原始的层31对应。因此，将信息分量存储在不同的位置处。在激光通过安全复合体100的下侧106入射时，由不同的入射方向将另一个特征71的不同的信息分量c和d——在此点和叉——存入安全复合体100中，其中，在材料层121中发生所述存储，所述材料层由层21构成。与所描述的存入类似地，可以在观察方向ab、cd下与观察角相关地验证所述信息，在所述观察方向下已写入了不同的信息。因此，在通过下侧106观察时，可以与观察角相关地察觉到信息分量——点、叉，而在通过安全复合体100的上侧104观察时可以与观察角相关地察觉到信息分量——三角形、方框。因此，信息分量点、叉和三角形、方框分别表示两个特征的信息分量，所述两个特征构造在安全复合体100中的结构化部5的不同的侧上。所述特征61、71与结构化部和以下事实共同构成新的组合式安全特征：在构成浮雕结构5的边界层的两侧上的第一塑料材料和第二塑料材料具有不同的折射率。除与观察角相关的信息——其在安全复合体的观察侧方面设置在浮雕结构5的下方——以外，也可以将各个其他特征的设置在上方的信息分别与观察角相关地识别为静态信息。
在图2中与制造设备200相关联地再次示意性示出制造方法。通过不同的辊201-204提供不同的衬底层211、212、213、214。在示出的实施例中衬底层211是不透明的层，而衬底层212、213、214分别是透明的衬底层。此外，作为薄膜提供的衬底层212和214构造为所谓的有激光能力的薄膜，其构造用于激光标记。可以通过印刷装置221-224对各个衬底层211-214在其上侧和/或下侧处进行印刷。
在冲压装置233中，将浮雕结构5冲压入衬底层213的上侧4中。在不透明的衬底层11中，借助穿孔单元241在衬底层211中实现显微的穿透部形式的透视窗，所述穿透部构造为贯通孔在填充装置253中，将第二塑料材料216施加到衬底层213的上层4上，从而使浮雕结构5完全平整并且被覆盖。这意味着，浮雕结构完全由第二塑料材料216覆盖。随后，将衬底层211、212、具有构造在其上的层216的213以及衬底层214进行拼接并且在高压高温层压装置260中层压成复合结构270。在打标装置(Beschriftungseinrichtung)280中，将特征套准准确地存入浮雕结构5的上方和下方。所述特征包括不同的信息分量，在充分利用复合结构270的内部中的浮雕结构5的情况下从不同的激光入射方向与所述浮雕结构套准准确地标记所述信息分量。
最终，在分离装置290中从复合结构270分离各个安全复合体100。应当理解，仅仅描述一种示例性的实施方式并且可以在制造过程中一起构造并且嵌入其他的安全特征和安全元件。当然，所使用的层或者薄膜的数量同样可以变化。
在图3中示出安全复合体100的一种非常简单的实施方式，其中，将第二塑料材料11施加到具有浮雕结构5的衬底层1上，并且所述第二塑料材料仅仅由附加的衬底层21覆盖。在所述实施方式中，在层1和附加的层21中借助激光标记构造安全特征61、71。
图4示出安全复合体100的另一种实施方式，所述安全复合体由总共五个薄膜层以及施加到衬底层1上的由第二塑料材料制成的层制造。在此应当注意，在相应的安全复合体100中的在图1d、1f、2至8中绘出的层边界仅仅用于说明并且作为对用于制造所使用的层的提示。如果所述所有层基于相同的聚合物制造，则复合体中的所述层边界不能根据塑料结构来辨识，而最多根据其他特性——如折射率、透明度、所施加的印刷信息或者物质的混合(例如光敏剂(Photosensibilisatoren)等等)。
在图5中示出一种实施方式，其中，在衬底层1中不仅在上侧4处而且在下侧6处构造浮雕结构5和5’。上侧4借助第二塑料材料11覆盖，而下侧6借助第三塑料材料81覆盖。如果衬底层1的第一塑料材料具有折射率n1，则在一种实施方式中第二塑料材料的折射率n2和第三塑料材料的折射率n3如此选择，使得所述两个折射率小于折射率n1。在另一种实施方式中，使所述关系相反，从而使折射率n2、n3大于第一塑料材料的折射率n1。所述构型提供以下优点：相互套准准确地构造的两个浮雕结构5、5’可能引起整个结构的更强烈衍射的效果。因此，例如可以实现更短的焦距。衬底层21和31邻接第二塑料材料11和第三塑料材料81地构造，所述衬底层21和31分别是有激光能力的。此外，在安全复合体100的上侧4处在上方构造另一个衬底层91并且在下侧6处构造另一个衬底层92。当然，在安全复合体100中可以构造其他的安全特征，为简化起见，没有示出所述其他的特征。仅仅重要的是，通过全部的衬底层1、21、31、91、92以及塑料材料11和81在构造有浮雕结构5、5'的区域中能够实现透过安全复合体100的透视。
在图6中示出安全复合体100的另一种实施方式的剖面图。衬底层1仅仅在其上侧4处构造有浮雕结构5，在所述浮雕结构上方覆盖第二塑料材料11。在第二塑料材料的上方设置有激光能力的衬底层21和上方的盖层91。在衬底层1的下侧6的下方设置有激光能力的衬底层31、不透明的衬底层93以及下方的保护层92。在不透明的衬底层93中构造多个穿透部98，以便能够在不透明的衬底层93中在构造有浮雕结构5的区域99中实现透过安全复合体的透视。在衬底层21和31中借助激光标记来构造设置在浮雕结构5的相对置的侧上的安全特征61、71。
在图7中示出另一种实施方式，其类似于根据图5的实施方式。所述实施方式通过以下区别于根据图5的实施方式：所述安全特征中的一个通过印刷技术施加到衬底层31的下侧上，所述衬底层31在所述情形中不必有激光能力。附加地，借助光学墨水96印刷最下方的衬底层92的上侧除了空隙97之外，所述空隙能够实现对浮雕结构5和5’或者安全特征61、71的透视。因此，所述安全复合体100具有通过印刷技术制造的透视窗。附加地，在安全复合体中示例性地嵌入另一个安全元件85，例如微芯片。
在图8中示意性示出安全复合体100的另一种实施方式的剖面图。在所示出的实施方式中，在衬底层1的上侧4中的浮雕结构5如此构造，使得所述浮雕结构完全构造在水平8的下方，所述水平通过衬底层的上侧4确定。这种实施方式例如可以借助用于结构化浮雕的激光烧蚀方法(Laserablationsverfahren)实现。其他的可能的实施方式设置，在要构造浮雕结构的区域中，首先将材料从表面去除。对此，例如能够使用切削(spanabhebend)的方法。随后，可以通过超声焊头冲压构造浮雕结构5。在所述实施方式中，能够以以下方式实现第二塑料材料的涂装：仅仅局部覆盖浮雕结构并且第二塑料材料与衬底层1的表面4齐平地终止。在所示出的实施方式中，在上方设置有激光能力的另一个衬底层21。在衬底层1下方设置衬底层31和另一个衬底层92，在所述衬底层1的表面上通过印刷技术构造有安全特征71。在对衬底层进行拼接时，所述安全特征当然必须相对于浮雕结构套准准确地定向。所述另一个安全特征61借助穿过安全复合体100的下侧的激光打标置入到所述安全复合体中。如果在材料厚度方面匹配层1，则也可以节省层31并且将特征61相对于浮雕结构套准准确地印刷到下侧4上。可以在构造浮雕结构之前实现所述印刷。然后，可以与所述印刷匹配地套准准确地冲压进所述浮雕结构。
对于本领域技术人员而言应当理解，仅仅描述了示例性的实施方式。可以任意地相互组合在不同的实施方式中描述的各个特征。因此，可以通过印刷技术借助穿孔或者甚至通过大的空隙的置入使透视窗构造在其他的层中的一个中，所述大的空隙例如通过使用另一种塑料材料来填充。附加地，可考虑以下实施方式：其中，在安全复合体中通过印刷技术存入不仅第一信息而且第二信息。可以组合使用激光标记和印刷标记的所有组合。通过各个浮雕结构的不同的构造甚至能够实现，通过印刷技术置入所述一个安全特征的一部分并且借助激光标记在浮雕结构的一侧上置入安全特征的一部分并且任意借助激光标记和/或印刷在所述浮雕结构的另一侧上置入安全特征。此外，光学可检测的特征的置入的其他形式是可能的。

Claims (17)

1.一种用于制造安全复合体(100)的方法，所述方法包括以下步骤：
提供由具有第一折射率n1的第一塑料材料制成的透明的层(1)；其中，所述透明的层(1)具有上侧(4)和相对置的下侧(6)；
在所述透明的层(1)的上侧(4)中构造浮雕结构(5)；借助第二塑料材料(11)至少覆盖所述浮雕结构(5)，所述第二塑料材料具有与所述第一折射率不同的第二折射率n2；
将所述透明的层与第二塑料材料(11)拼接成所述安全复合体(100)，从而所述透明的层(1)的下侧(6)朝向所述复合体(100)的下侧(106)，而所述透明的层的上侧朝向所述复合体的上侧；
将两个特征(61，71)置入到所述安全复合体(100)中，其中，与所述浮雕结构(5)套准准确地在所述安全复合体(100)中的所述浮雕结构(5)的相对的侧上置入所述两个特征(61，71)，从而在通过所述上侧(104)观察所述安全复合体(100)时能够察觉所述两个特征中的一个(61)的与观察角相关的效果并且在通过所述安全复合体的下侧(106)观察所述安全复合体(100)时能够察觉所述两个特征中的另一个(71)的与观察角相关的效果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述透明的层(1)还与另外的至少部分透明的层(21，31，91，92)拼接成所述安全复合体(100)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助超声波冲压方法实现所述浮雕结构(5)的构造，在所述超声波冲压方法中将超声波耦合输入到经结构化的超声焊头中并且在耗费压力的情况下使所述超声焊头与所述透明的层(1)的上侧(4)接触。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在所述拼接之后借助激光标记方法在充分利用在所述安全复合体(100)的内部中的借助所述浮雕结构(5)构造的透镜结构的情况下置入所述特征(61，71)中的至少一个。
5.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，结构化所述浮雕结构用于构成透镜阵列。
6.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，通过将信息印刷到拼接成所述安全复合体(100)的层的表面上来置入所述特征(61，71)中的至少一个。
7.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，借助印刷方法施加所述第二塑料材料(11)，以便至少在构造有所述浮雕结构的区域中借助所述第二塑料材料(11)构造一个平整的面。
8.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，借助刮刀施加所述第二塑料材料。
9.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，拼接成所述复合体的层和所述第二塑料材料(11)全部基于同一种热塑性聚合物材料制造成。
10.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述第二塑料材料(11)基于与所述第一塑料材料相同的聚合物制造并且以液体的形式施加到设有所述浮雕结构(5)的透明的层上，其中，在完成的所述安全复合体(100)中通过纳米显微的分散的无机物的不同的浓度引起所述第一塑料材料的折射率n1与所述第二塑料材料的折射率n2之间的折射率差Δn＝|n1-n2|，由所述第一塑料材料制造所述透明的层。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述纳米显微的分散的无机物是过渡金属化合物。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述纳米显微的分散的无机物是过渡金属氧化物。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述纳米显微的分散的无机物是TiO2或ZrO2。
14.一种安全复合体(100)，其包括：
由具有第一折射率n1的第一塑料材料制成的透明的第一材料层，所述透明的第一材料层具有位于所述复合体的内部中的上侧，在所述上侧中构造有浮雕结构(5)，和
与所述浮雕结构(5)匹配的、与所述浮雕结构(5)直接相邻的由第二塑料材料(11)制成的相对结构，所述第二塑料材料具有与所述第一折射率n1不同的第二折射率n2，和
两个特征(61，71)，其中，所述两个特征(61，71)与所述浮雕结构(5)套准准确地构造在所述浮雕结构(5)的相对的侧上，以便在通过上侧(104)观察所述安全复合体(100)时能够察觉到所述两个特征中的一个(61)的与观察角相关的效果并且在通过所述复合体的下侧(106)观察所述复合体时可察觉到所述两个特征中的另一个(71)的与观察角相关的效果。
15.根据权利要求14所述的安全复合体(100)，其特征在于，所述第二塑料材料(11)在至少在所述浮雕结构(5)的区域中的背离所述浮雕结构(5)的侧上构造一个平整的面。
16.根据权利要求14或15中任一项所述的安全复合体，其特征在于，所述安全复合体至少在所述浮雕结构的区域中具有透视窗。
17.根据权利要求14或15中任一项所述的安全复合体，其特征在于，附加地与所述浮雕结构套准准确地将另一个浮雕结构构造到所述透明的层的下侧中，所述另一个浮雕结构同样借助所述第二塑料材料或者第三塑料材料覆盖，所述第三塑料材料具有与所述第一塑料材料不同的折射率n3，从而在所述复合体中通过所述第二塑料材料或者所述第三塑料材料构造与所述另一个浮雕结构匹配的另一个相对结构。
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