CN107466382B - 具有图案与双侧全息效果的安全元件 - Google Patents

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Abstract

描述了安全元件，其包括：具有全息表面结构(21)的透明的第一层(2)；第一金属层(41)，其以第一图案布置在所述第一层上，由此形成透明与非透明区域(9)以及全息表面结构；具有第二全息表面结构(32)的第二层(3)；以及第二金属层(42)，其以第二图案布置在所述第二层上，由此形成透明与非透明区域以及全息表面结构，其中所述第一金属层与所述第二金属层的所述透明区域布置为至少部分地彼此重叠，并且金属层的非透明区域在安全元件的两侧上显示全息效果，所述效果可以不同。在用于制造安全元件的方法中，使用可压印辐射敏感聚合物材料来形成第二层。

Description

具有图案与双侧全息效果的安全元件
技术领域
本发明涉及安全元件，其可以具有线、条带或补片的形式，并且其结合纸币、官方与非官方文件(如通行证、身份证、银行卡与信用卡、支票、纸张、优惠券、入场券、包装等)使用。使所述文件设有安全元件提高了防伪保护。
背景技术
安全元件通常具有可以通过视觉检查识别的不同的特征或所谓的安全特征，诸如颜色改变、全息图像、字符、图案，这可以特别地根据通过裸眼观察的角度与方向呈现不同的外观。这允许在不需要任何装置的情况下快速且可靠地察觉伪造物。由此，在发生时将使得可观察效果显著，从而缺少的光学效应被快速地识别以快速地识别伪造物。当然，如果不是不可能的话，安全元件将是非常难以复制的，以减少伪造的可能性。
特别地，在透明基板上形成图案是容易识别的安全特征并且在本领域中是众所周知的，这种图案通过在金属层中设置间隙而在传送光下可见。
此外已知通过以反射层覆盖适当构造或调节的表面而在安全元件的一个表面上提供全息效果，这根据观察方向提供了诸如改变图像和/或颜色和/或3D图像等的全息效果。
应该考虑的是，如果将在反射光中可观察到的全息效果与在透射光中可观察到的图案结合，那么就提高了安全元件的安全性。在此情形中，可以布置为使得图案将从安全元件的两侧可观察到，而全息效果仅从一侧可见。
发明内容
鉴于以上所述，本发明的目的是提供在视觉检查中具有改进的安全性的安全元件及其制造方法。
关于安全元件，通过具有本发明所述的特征的安全元件解决此目的，并且关于方法，通过根据本发明所述的方法解决此目的。
根据本发明，安全元件包括：具有全息表面结构的透明的第一层；第一金属层，其以具有透明与非透明区域以及全息表面结构的第一图案布置在所述第一层上；具有第二全息表面结构的第二层；以及第二金属层，其以具有透明与非透明区域以及全息表面结构的第二图案布置在所述第二层上，其中所述第一金属层的透明区域与所述第二金属层的透明区域布置为至少部分地彼此重叠。
通过此布置，在透射光中的安全元件的视觉检查将揭露作为第一金属层中透明区域与第二金属层中的透明区域的重叠部分作为图案。在反射光中的安全元件的视觉检查将在安全元件的两侧中的每侧(即前表面/后表面)上显示全息效果。
有利地，第一层和第二层的透明区域及非透明区域是对齐的，从而当在透射光中检查时安全元件在一侧上显示图案而在另一侧上显示镜像图案。
有利地，第一金属层的全息表面结构与第二金属层的全息表面结构不同，使得当在反射光中从一侧检查时安全元件显示第一全息效果，并且当在反射光中从另一侧检查时显示与第一全息效果不同的第二全息效果。
有利地，第一金属层的非透明区域具有全息表面结构，此全息表面结构重复至少在与第一层相邻的第一金属层的表面上的非透明区域下面的第一层的全息表面结构。另外地或另选地，第二金属层的非透明区域具有全息表面结构，该全息表面结构重复至少在与第二层相对的第二金属层的表面上的非透明区域下面的第二层的全息表面结构。
有利地，安全元件包括上面形成有所述第一层的透明膜。优选地，该层由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜制成，该膜具有高透明性并且其形状稳定且是坚固的。
优选地，第二层由当照射以光和/或辐射时变得可溶的可压印光聚合物材料制成。通过此种方式，材料可以选择性地(即，在该层的选定部分处)改变其组分，这通过以光(优选地UV光)或X射线或其他类型的辐射照射这些部分而实现，使得材料可以溶解或从这些选择部分冲洗掉。
有利地，安全元件具有在非透明区域处覆盖第二金属层的第三层。此第三层可以以覆盖第二金属层的非透明部分的方式印制。第三层耐金属溶解/移除液体(蚀刻液体)并且能够保护下面的金属层免受这种蚀刻液体的影响。在后面的用于制造安全元件的方法的描述中，第三层限定为由涂层制成，即，其可以包括任意适当的涂层材料，诸如漆、油墨、清漆、抗蚀剂或其他固化可扩散材料。
有利地，设有覆盖各层的暴露的最外表面部分的保护层。保护层适当地选择为例如耐机械磨损、辐射、可能预期会与安全元件接触的化学物质等。
根据本发明的用于制造安全元件的方法包括以下步骤：由透明材料形成第一层；在第一层上形成全息表面结构；使第一层金属化以形成第一金属层；由辐射敏感聚合物形成第二层；在第二层上形成全息表面结构；使第二层金属化以形成第二金属层；在第二金属层上印制涂层的图案，所述图案包括被涂层覆盖的区域以及未被涂层覆盖的区域；通过去金属化工艺移除第二金属层的未被涂层覆盖的区域中的金属；使第二层的去金属化区域暴露于光或辐射，从而将去金属化区域中的辐射敏感聚合物转换到可溶状态并且移除可溶的辐射敏感聚合物；以及通过去金属化工艺移除第一金属层的未被第二层覆盖的区域中的金属。
有利地，用于第一层的材料以及用于第二层的材料是可压印材料，并且其中通过压印相应层制作第一全息表面结构与第二全息表面结构。全息表面结构的形成以及第一结构和/或第二结构的金属化可以以任意顺序在各层上以及在层之间进行。
有利地，第一层印制在透明膜上，辐射敏感聚合物印制在第一金属层上，并且涂层是抗蚀剂，其以预定图案印制在第二金属层上。
有利地，辐射是UV光，其在第二金属层的去金属化步骤之施加到安全元件。优选地，通过UV光使第二层的辐射敏感聚合物去稳定，并且去稳定的聚合物可溶于水苏打溶液中。
有利地，涂覆保护层以覆盖安全元件，涂覆此保护层以覆盖各层的暴露表面并且填充形成于各层中的间隙，尤其是由图案的透明区域形成的间隙。通过此种方式，安全元件的表面变得光滑，从而避免了液体或碎屑的侵入，并且抑制了在间隙的边缘处的机械磨损。这确保安全元件的安全特征长时间地保持清晰的外观。
有利地，保护层设有粘结剂，尤其是热粘结剂。通过此种方式，通过施加热与压力可以将安全元件应用于载体(支票等)。在此情形中，将安全元件的被保护层覆盖的侧面固定到载体，使得安全元件的暴露表面是可以由PET、坚固材料制成的透明膜。
有利地，安全元件是嵌入纸张中以跨越诸如支票的受保护文件的表面延伸的安全线。安全元件还可以具有补片的形式或者其他形状，其可以应用于或者实现于文件中以防止伪造。
附图说明
在下面，将通过参照如在附图中示出的优选实施方式详细地说明本发明，在附图中：
图1是根据本发明实施方式的安全元件的一部分的示意性放大剖面图；以及
图2至图6示意性地示出了在优选实施方式的制造过程中通过中间产品展示的安全元件；其中
图2从通过印制、压印与金属化步骤获得的中间产品开始；
图3示出了金属层中的透明部分的图案的形成；
图4示出了在辐射敏感聚合物层内与透明部分对齐的图案的形成；
图5示出了另一金属层中的与辐射敏感聚合物中的图案对齐的透明部分的图案的形成；以及
图6示出了根据本发明的方法制造的最终安全元件的示意性剖面图。
具体实施方式
在附图的描述中，参照如示出的附图使用术语上与下、上面、下面等。这些术语是非限定的，因为在制造与使用过程中安全元件的相反定向是可行且可能的，从而将需要相应地调整这些术语。此外，术语第一、第二与第三等源自于制造顺序，并且当计算最终产品中层的顺序时不限制权利要求的范围。
图1是根据本发明实施方式的安全元件的一部分的示意性放大剖面图。应该指出的是，为了说明的目的，各个元件的尺寸关系是任意绘制的并且不对应于自然尺寸关系。
优选地由PET制成的透明膜1承载第一透明层2。形成在第一透明层2的上表面上的表面结构21被压印到该层的材料中。此表面结构适于形成全息图像或效果。在图1的绘图中，线21用于表示不规则或粗糙的表面结构21，其在实际中具有比这里示出的小得多的幅度。
在第一透明层2上方具有第一金属层41的各部分，其中金属层41遵循第一透明层2的表面结构21。即，由于金属层41薄且具有几乎恒定的厚度，因此其精确地重复表面结构21。
在金属层41的各部分上，形成第二层3，此第二层具有重复表面结构21的以表面结构31形式的一侧。在与表面结构31相对的另一侧上，形成有第二表面结构32，其也提供了图像等形式的全息效果。为了表明表面结构32与表面结构21的区别，使用锯齿线。此外这里，线32用于表示不规则或粗糙的表面结构32，其在实际中具有比这里示出的小得多的幅度。
第二金属层42形成为覆盖第二层3的表面结构32。由于金属层42非常薄，所以金属层42的上侧示出了与表面结构32相同的表面结构51，即它提供了与表面结构32相同的全息效果。
第二金属层42被覆盖以由涂层材料制成的第三层5。最后，涂覆透明保护层6，其覆盖各个层的全部暴露表面以及暴露于分层块之间的间隙9的那些部分。
分层块之间的间隙9形成在透射光中可观察的图案或者以该图案布置。特别地，膜1、透明层2与保护层6是透明的，从而在不透明安全元件中形成图案的间隙9是可清晰地识别的并且形成安全元件的第一安全特征。
此外，第一透明层2的全息结构21通过一金属层(通常是铝)背衬，从而从图1中下面观察的安全元件揭露了第一全息图像。由于表面结构21的金属衬层的镜像效果，全息效果将是明亮且清晰的。第一透明层2的表面结构21的通过间隙9中的保护层6背衬的部分具有弱的全息效果。
当从图1上方观察图1的安全元件时，那么表面结构51通过透明涂层5反射光，并且由此揭露了明亮且清晰的全息图像。表面结构51的全息图像与表面结构21的全息图像可以是不同的，或者这些图像可以是相同的。与从下面的观察类似，在间隙9中的表面结构21的全息效果是弱的。
由第一金属层41与第二金属层42覆盖的各部分是非透明的，从而可以仅从安全元件的一侧看到各相应的全息图像，这是因为另一全息图像被相应金属层隐藏或遮蔽。例如，第一金属层41遮蔽全息表面结构51，从而不能从图1中下面观察到它；类似地，第二金属层42遮蔽全息结构21，从而不能从图1中上面观察到它。
当在来自图1中下面的透射光中从上面观察图1的安全元件时，将清晰地识别间隙9形成的图案。
在图1中示出的实施方式中，间隙9形成为穿过两个金属层，使得它们的透明部分与非透明部分彼此对齐。然而，还可能的是仅以彼此部分重叠的方式提供这些间隙。
在下面，利用图2到图6，说明用于制造图1的安全元件的方法。应该指出的是，图2至图6是示意性的，其中它们用于说明形成各层与各间隙的顺序，但是它们根本不能显示全息表面结构。由此，应该牢记的是，在此描述的金属层具有如参照图1说明的全息表面结构。特别地，这里未示出各金属层足够薄以复制或重复其自身下面的表面结构的效果，仅针对它们在分层结构中的位置示出了各金属层。
此外，相同的附图标记用于如在图1中描述的相同元件，使得这里相关描述进行了必要的修正。
根据图2，此过程初始地提供具有透明膜1的分层安全元件，该透明膜上通过印制等设置有第一透明层2。第一透明层2具有压印的上表面，其中通过压印第一透明层材料形成表面结构21。此压印结构布置为显示全息效果。
然后，涂覆薄的第一金属层41，其覆盖具有表面结构21的第一透明层2。通过金属化工艺涂覆金属层41，其中一种可能的工艺利用金属(如铝)的蒸发。
第一金属层41被覆盖以由光敏聚合物材料制成的第二层3。可以通过印制或其他适当的涂布工艺涂覆第二层3。当用UV光照射光敏材料时，UV光改变其组分，使得被照射的材料部分变得可溶于溶剂(可以是水或类似于温水/苏打溶液的其他技术溶剂。第二层3被压印以在其上形成如参照图1详细描述的表面结构32。表面结构32布置为显示全息效果。
在第二层3上形成第二金属层42。金属层42非常薄，使得金属层的上表面重复或复制第二金属层42下面的表面结构32。因此，第二金属层42的上表面具有提供或具有全息效果的表面结构51。
然后在第二金属层42顶部表面上涂覆透明的第三层5或涂层(此步骤未在单独图中示出)。进行第三透明层5的涂覆以在第二金属层42上形成涂覆区域与未涂覆区域的图案。通过以所需图案印制透明涂层或透明抗蚀剂，获得图案形式的涂覆，该图案可以包括文本、字母、符号、标记、数字或者其他形状等。
如可以通过图3看到的，在清洗或蚀刻步骤中，第二金属层42的未由第三透明层5覆盖的那些部分被溶解与移除，以形成所需形状的间隙图案。第二金属层42的由第三透明层5覆盖的区域被遮蔽并且不受清洗或蚀刻液体的影响且保持不改变。
然后，从图3中上方用UV光照射图3的结构。在UV光照射的地方，第二层3的光敏聚合物溶解。这意味着可以利用适当的溶剂(水/苏打溶液作为溶剂)冲洗已被照射的聚合物，而未受UV光照射的部分不受影响并且保持不改变。由于第二金属层42的非透明部分遮蔽它们下面的光敏聚合物材料，因此UV光不会到达这些部分并且聚合物保持不改变。通过此种方式，在第二层3中如此形成的间隙与形成在第二金属层42中的间隙对齐，这些间隙与形成在作为第三透明层5印刷的图案中的间隙一致(对齐)。在图4中示出了在照射步骤以及移除聚合物材料以形成图案形式的间隙之后的结果。
从图4的中间产物开始，再次执行蚀刻或清洗步骤，这移除了第一金属层41的未由第二层3覆盖的那些部分，即，在上述工艺步骤中已经移除第二层3的地方。由第二层3覆盖的部分被遮蔽清洗液体或蚀刻液体，并且由此保持不受此工艺的影响。在图5中示出了此蚀刻或清洗步骤的结果。
通过图5可以清楚地看到，第一金属层41的去金属化区域或部分(其中金属被移除)与在上述工艺步骤中形成在叠置层中的间隙一致或对齐。因此，当在来自安全元件的任一侧的透射光中观察图案时，可以识别清晰且明亮的图案。
在最后步骤中，涂覆透明保护层6，其填充间隙并且形成覆盖件以密封安全元件的分层结构。这可以通过在安全元件上印制保护漆获得。
最后，施加热粘结剂，这用于将安全性固定到待保护的文件、支票等。图6中示出了最终结果。
应该指出的是，第二层3可以由不透明或非透明的可压印光敏材料形成。此外，在上述方法与产品中，可以在表面金属化之前或之后制作第一层2和/或第二层3的全息表面结构，即分别设有相应的金属层41和42。利用压印技术允许使相应层的表面适当地变形(压印)，而与该层是否承载金属层无关。

Claims (7)

1.一种用于制造安全元件的方法，该方法包括以下步骤：
由透明材料形成第一层(2)；
在所述第一层(2)上形成全息表面结构(21)；
使所述第一层(2)金属化以形成第一金属层(41)；
在所述第一金属层上由辐射敏感聚合物形成第二层(3)；
在所述第二层(3)上形成全息表面结构(32)；
使所述第二层(3)金属化以形成第二金属层(42)；
在所述第二金属层上形成涂层(5)的图案，所述图案包括被涂层(5)覆盖的区域以及未被涂层(5)覆盖的区域；
通过去金属化工艺移除所述第二金属层(42)的未被涂层(5)覆盖的区域中的金属；
使所述第二层的(3)去金属化区域暴露于光或辐射，从而将所述去金属化区域中的辐射敏感聚合物转换到可溶状态并且移除可溶的辐射敏感聚合物；
通过去金属工艺移除所述第一金属层(41)的未被所述第二层(3)覆盖的区域中的金属。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，用于所述第一层(2)的材料以及用于所述第二层(3)的材料是可压印材料，并且其中通过压印相应层(2，3)制作第一全息表面结构(21)与第二全息表面结构(32)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一层(2)印制在透明膜(1)上，所述辐射敏感聚合物印制在所述第一金属层(41)上，并且所述涂层(5)是抗蚀剂，其以预定图案印制在所述第二金属层(42)上。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述辐射是UV光，其在所述第二金属层(42)的去金属化步骤之后施加到所述安全元件。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过UV光使所述辐射敏感聚合物去稳定，并且去稳定的聚合物可溶于水苏打溶液中。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，涂覆保护层(6)以覆盖所述安全元件，所述保护层(6)被涂覆以覆盖各层(2，5)的暴露表面并且填充形成于各层(2，3，41，42，5)中的间隙(9)，尤其是由所述图案的透明区域形成的间隙(9)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述保护层(6)设有粘结剂，尤其是热粘结剂。
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