CN107531082B - 具有多层结构的安全元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于安全纸张、有价文件或类似物品的安全元件，所述安全元件具有可干涉的多层结构，其中，可干涉的多层结构具有反射层、电介质层和部分透光层，其中，电介质层布置在反射层与部分透光层之间。根据本发明，反射层由色彩层或附加的多层结构构成，其中，色彩层和所述多层结构设计为，其在反射光情况下显示出金属色的色调，并且在透射光情况下显示出彩色的色调。

Description

具有多层结构的安全元件

本发明涉及一种用于安全纸张、有价文件或类似物品的安全元件，所述安全元件由可干涉的多层结构组成，其中，可干涉的多层结构具有反射层、电介质层和部分透光层，其中，电介质层布置在反射层与部分透光层之间。

这种类型的安全元件例如由文献WO 2005/108110 A1或WO2005/038136 A1已知。

如果从部分透光层的一侧观察这种类型的安全元件，观察者察觉到确定的颜色，所述颜色随着观察角度的变化而改变。色移的原因在于被外部的部分透光层的表面反射的光束与透射过外部的部分透光层且穿过中部的电介质层并且被反射层反射至部分透光层的光束之间的干涉效应。由此，光束在部分透光层上要么向外传播要么反射回来，因此在此情况下光束在反射层与部分透光层之间被多次反射。由此，透射过薄膜层的光束与在薄膜层的表面上反射的光束相比经过较长的路径，从而当透射光束与反射光束发生干涉时，相对于其出现相移。如果投射在薄膜层上的光束以不同的入射角击中薄膜层，则光束在薄膜层中所经过的路径的长度具有差异。该差异由在薄膜层内部多次反射的光束的通过入射角改变的路径差异导致。因此干涉光束的相位随着入射角而不同，因此随着入射角的不同形成了由观察者察觉到的所形成的光束的不同颜色或者说色调，即所谓的色倾效应(Farbkippeffekt)。

这种类型的安全元件基于其工作方式也被称为薄膜层-干涉层结构或色移元件(Color-Shift-Element)。

为了在反射光和透射光下在这种类型的安全元件中形成不同的光学可变效果，例如由文献WO 2009/149831A2已知，在部分透光层和反射层中设置大量凹缺。然而所述安全元件在制造中相对复杂并且在透射光下从背侧观察仅形成一致的灰色色调。

因此本发明所要解决的技术问题在于，改进这种类型的安全元件，从而克服现有技术的弊端并且提高防伪保护。

所述技术问题通过独立权利要求的技术特征解决。本发明的改进方式是从属权利要求的主题。

根据本发明，可干涉的多层结构的反射层通过色彩层或附加的多层结构构成，其中，色彩层和附加的多层结构设计为，所述色彩层和附加的多层结构在反射光情况下显示出金属色调并且在透射光的情况下显示出彩色色调。

具有金属色的色调的色彩层在本发明范畴内被称为色彩层，所述色彩层具有带有金属色色调的金属镜面表面，所述金属色色调优选是金的或者说金色、银的或者说银色或古铜色。

具有彩色的色调的色彩层在本发明的范畴内被称为色彩层，所述色彩层具有单色或多色表面、优选单一蓝色、单一绿色或单一红色。

在此，当物体的光照从一侧而观察从另一侧实现时，则存在透射光。当光照和观察是从物体的同一侧实现时，则存在反射光。

如果所述反射层在此通过色彩层构成，则所述色彩层包含小板状的金属颗粒，所述金属颗粒的最长边长为15nm至1000nm，并且所述金属颗粒的厚度为2nm至100nm，从而使色彩层在反射光情况下显示出金属色、优选金色的色调，并且在透射光情况下显示出彩色、优选蓝色的色调。优选地，小板状的金属颗粒具有的最长边长为15nm至600nm、并且特别优选为20nm至500nm，并且厚度为2nm至40nm、并且优选为4nm至30nm。这种类型的色彩层例如由文献WO 2011/064162 A2已知，并且还被称为金蓝色(Gold-Blau-Farbe)。

作为备选，反射层还可以通过附加的多层结构构成，所述多层结构具有至少两个半透明的镜面层和至少一个布置在所述至少两个镜面层之间的电介质层，如同例如在DE10 2009 058 243 A1中所已知的。在此，在420nm至490nm的蓝色波长范围测量非偏振光的透射时，所述反射层显示出半值宽度为70nm至150nm的谐振。优选地，反射层的谐振是在可见光范围内唯一的谐振。反射层的至少两个半透明的镜面层优选如下构成：

-铝或铝合金，其中，具有厚度为h和折射率为v的电介质间隔层满足120nm＜h·v＜190nm的关系，或

-银或银合金，其中，具有厚度为h和折射率为v的电介质间隔层满足120nm＜h·v＜170nm或340nm＜h·v＜400nm的关系。

针对附加的多层结构所使用的层的其他实施方式和具体厚度规定由DE10 2009058 243 A1已知，就此方面对该文献进行引用。

由此，本发明将现有技术已知的所谓色移元件的反射层替换为具有小板状金属颗粒的色彩层，或替换为由至少两个半透明的镜面层和至少一个布置在至少两个镜面层之间的电介质层组成的附加的多层结构。在透射光情况下，无论是具有小板状金属颗粒的色彩层还是附加的多层结构都具有金色色调，由此反射入射光线并且发挥与反射层一样的作用。由此，根据本发明的安全元件在反射光情况下显示出由现有技术已知的所谓的色倾效应。相对地，在透射光情况下无论是具有小板状金属颗粒的色彩层还是附加的多层结构都显示出蓝色色调，并且不反射或仅不明显地反射入射光线。在透射光情况下，根据本发明的安全元件由此显示出蓝色色调并且无色倾效应。

根据一种优选的实施方式规定，可干涉的多层结构的至少一个电介质层由二氧化硅(SiO₂)构成。可干涉的多层结构的部分透光层至少由铬和/或镍制成。作为备选，电介质层还可以由透明的具有恒定厚度的印制层(Druckschicht)构成。

本发明还涉及一种用于安全纸张、有价文件或类似物品的透明安全元件，其具有载体和敷设在载体上的根据本发明的安全元件。这种类型的载体尤其是透明的或半透明的塑料薄膜。

特别优选地，在安全元件与载体之间布置有漆层，所述漆层优选由压印漆制成。这种类型的压印漆可以例如是UV-漆、也就是说在紫外光作用下硬化的漆，或者是热塑性的压印漆。优选将衍射结构、全息图或微镜压印到所述压印漆中。该压印漆的厚度为1μm至12μm、优选2μm至7μm。

透明在本发明的范畴内表示，投射在物体、例如基材或塑料薄膜上的光能够以确定的比例穿过。如果光投射在物体的一侧上，则确定比例的光穿透至物体的另一侧并且在那里重新发出。相对于入射光而言，已穿透的光的百分比越大，则物体越透明。当所述百分比为至少90％时，也就是说所述物体允许入射光像在窗户上一样几乎无削弱地穿过，则该物体被称为是透明的。相反，如果物体允许小于10％、优选约为0％的入射光穿过，也就是说，其中投射过的光的比例相对于入射光来说非常小或几乎为零，则该物体被称为不透明或不透光的。

安全纸张、有价文件或类似物品特别优选通过由棉纤维制成的纸所制基材构成，例如应用在钞票中，或者由其他天然纤维或合成纤维或由天然纤维和合成纤维混合构成、或由至少一种塑料薄膜构成。进一步优选地，基材由至少两种相叠布置且相互连接的不同基材的组合、即所谓混合物构成。在此，基材例如由塑料薄膜-纸-塑料薄膜构成，也即由纸制成的基材在其两侧都被塑料薄膜覆盖，或者由纸-塑料薄膜-纸构成，也即由塑料薄膜制成的基材在其两侧中的每侧上都被纸覆盖。

关于所使用的基材的重量的规定例如在文献DE 102 43 653 A9给出，有关实施方式被完全包含在本申请内。文献DE 102 43 653 A9尤其指出，纸层通常具有50g/m²至100g/m²、优选80g/m²至90g/m²的重量。显然，可以按照应用所需使用相互不同的适当重量。

可以采用根据本发明的安全元件的安全纸张、有价文件或类似物品尤其是钞票、股票、债券、证书、代金券、支票、高价入场券，然而其他可能造假的纸品、例如护照和其他证明文件以及银行卡、例如其卡体具有至少一个安全纸张层的信用卡或借记卡，和甚至产品安全元件、例如标签、封条、包装和类似物品。

简化统称的有价文件将以上所有提到的材料、文件和产品安全件都包含在内。

概念基材、安全纸张或有价文件的“前侧(Vorderseite)”或“后侧(Rückseite)”是相对概念，其也可以被称为“一个”和“一个相对置”的侧面并且构成基材、安全纸张或有价文件的总表面积的主要部分。明确不被此概念包含在内的是基材、安全纸张或有价文件的侧向面所述侧向面在基材或有价文件的厚度方面小到可忽略不计并且通常不会或不能设置安全元件或涂层，所述厚度在卡体中仅约为1毫米或者在钞票中仅为1毫米的几分之一。尤其利用侧向面也不能实现透明效果。

根据一种优选的实施方式，根据本发明的安全元件在反射光和透射光中向观察者显示出信息。在本发明范畴内的信息是被设计成图案状的且视觉可感知的涂层。所述信息例如可以构成图形图示、画面、数字、字母、文本或其他标记。特别优选地，所述信息在此由阳纹和/或阴纹组成。对于阳纹而言，花纹元素本身被敷设在基材上，相反就阴纹而言，花纹元素周围的区域被敷设在基材上。阳纹例如是以深色印制在浅色基材上的字母。阴纹例如是以深色敷设在基材上的面，其在所述面之内具有呈字母形式的未印制区域。

显然，上述和以下还要阐述的技术特征不仅应用于给出的组合方式中还应用在其他组合方式中，只要其不脱离权利要求的保护范围，则都包含在本发明的范畴内。

根据以下实施例和附图阐述本发明的优点。实施例是优选的实施方式，然而不应以任何方式局限本发明。此外，鉴于更好的理解，附图所示的图示是强烈示意性的，而不反映真实的物体。附图所示的比例尤其不与实际存在的比例相对应，而仅用于更好的清楚性。此外，在以下实施例中所述的实施方式为了更好理解而被缩减至主要的核心信息。在实际使用中可以使用更复杂的图案或画面。

在附图中分别具体示出：

图1示出根据本发明的安全元件，所述安全元件的反射层由色彩层构成，

图2示出根据本发明的安全元件，所述安全元件的反射层由附加的多层结构构成，

图3示出根据图1的根据本发明的安全元件，所述安全元件利用漆层固定在载体上。

图1示出根据本发明的安全元件的侧视图，所述安全元件具有部分透光层3和反射层1，在所述部分透光层和反射层之间布置电介质层2。这三个层共同构成薄膜层-干涉层结构。反射层1由包含小板状的金属颗粒的色彩层构成，所述金属颗粒的最长边长为15nm至1000nm，并且金属颗粒的厚度为2nm至100nm，从而使色彩层在反射光下呈现出金色的色调并且在透射光下呈现出蓝色的色调。

从安全元件的前侧7对安全元件进行观察的观察者看向可干涉多层结构的部分透光层3。由此该观察者9在反射光、也即从前侧7发出的光照11条件下看到色倾效果，其中，在安全元件翻转时安全元件的颜色例如从紫色变为绿色。相反在透射光、也即在从安全元件的背侧8发出的光照12条件下，色倾效果消失，并且观察者9看到呈蓝色的安全元件。

从安全元件的背侧8对安全元件进行观察的观察者10看向具有小板状的金属颗粒的色彩层。由此该观察者10在反射光、也即在从背侧8发出的光照12的条件下看到呈金色的安全元件，并且在透射光、也即在从前侧7发出的光照11的条件下看到呈蓝色的安全元件。

图2示出根据本发明的安全元件的侧视图，其中，反射层1与根据图1的安全元件不同地由附加的多层结构构成，所述附加的多层结构具有两个半透明的镜面层4和6和至少一个布置在所述两个镜面层之间的电介质层5。两个半透明的镜面层4和6优选分别由铝制薄层构成，并且电介质层5由SiO₂构成。对于观察者而言，无论是从前侧7还是从背侧8发出的反射光和透射光都形成与对于图1的观察者而言相同的效果。

图3示出根据本发明的图1的安全元件，所述安全元件利用漆层15固定在载体16上。漆层15在此由优选UV漆制成，载体16优选由塑料薄膜制成。安全元件根据图3a通过反射层1并且根据图3b通过部分透光层3利用漆层15固定在载体16上。

Claims (9)

1.一种用于安全纸张或有价文件的安全元件，所述安全元件具有可干涉的多层结构，其中，可干涉的多层结构具有反射层(1)、电介质层(2)和部分透光层(3)，其中，电介质层(2)布置在反射层(1)与部分透光层(3)之间，其特征在于，反射层(1)由附加的多层结构构成，所述附加的多层结构具有至少两个半透明的镜面层(4、6)和至少一个布置在所述至少两个镜面层之间的电介质层(5)，因此所述安全元件由至少五个相叠布置的层的可干涉的多层结构组成，其中，在420nm至490nm之间的蓝色波长范围测量非偏振光的透射时，反射层(1)显示出半值宽度为70nm至150nm的谐振。

2.根据权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述谐振是在可见光范围内唯一的谐振。

3.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，至少两个半透明的镜面层(4、6)由铝或铝合金制成，并且厚度为h和折射率为v的电介质间隔层满足120nm＜h·v＜190nm的关系。

4.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，至少两个半透明的镜面层(4、6)由银或银合金制成，并且厚度为h和折射率为v的电介质间隔层满足120nm＜h·v＜170nm或340nm＜h·v＜400nm的关系。

5.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，至少一个电介质层(2、5)由透明的印制层或由二氧化硅制成。

6.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，部分透光层(3)至少由铬和/或镍制成。

7.一种用于安全纸张或有价文件的透明安全元件，所述透明安全元件具有载体(16)和敷设在所述载体(16)上的根据权利要求1至6中任一项所述的安全元件。

8.根据权利要求7所述的透明安全元件，其特征在于，在所述安全元件与载体(16)之间布置漆层(15)。

9.根据权利要求8所述的透明安全元件，其特征在于，所述漆层(15)由压印漆制成。