CN108603344B - 安全元件和文件 - Google Patents

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Abstract

本发明特别地涉及多层安全元件(2)，其包括透明或半透明的平面安装件(21)，其特征在于所述安装件(21)的相对面之一被涂覆以以下连续层：a)具有可变光学效应的层(22)，即，观察安装件(21)时，其根据观察条件提供对于裸眼可见的外观的至少一种变化；b)深暗不透明层(23)，其具有至少一个狭缝(230)；c)半反射层(24)，即，当在反射光下观察安装件(21)时，半反射层是反射性的，并且通过透射方式观察安装件时，半反射层是透明的，所述半反射层(24)设置为至少与所述狭缝(230)的一个部分相对；d)可见层(25)，即，其在反射光下以及通过透射方式都是可见的，其设置为与所述半反射层(24)设置在其中的一个或多个区域至少竖直地一致。

Description

安全元件和文件
技术领域
本发明涉及多层安全元件以及包含它的安全文件(诸如钞票)。
背景技术
安全文件，更特别地是钞票，受到安全特征的保护。对于流通中的大多数票据来说，即使检测到的伪钞数量通常不超过每百万张钞票几个单位，但假冒对发行国家的形象乃至整个经济(如果假冒变得庞大)的影响可能成为一个主要问题。
为了避免上述情况，中央银行努力提供打击假冒并积极应对这一问题，特别是通过提高它们钞票的安全水平并在技术上保持领先于欺诈者。
伪钞可以在其使用链的不同层次上检测到。
例如，这可以在收集由公众或交易者使用的票据的商业银行执行，也可以在分拣票据并将票据返回到流通的安全中心执行，最后在中央银行执行。
这些银行配备有自动钞票分拣机，分拣机配备有能够检测某些物理或电磁特性(荧光和磷光、在红外光下存在可见元件、导电性、简单或编码的磁性)的传感器，某些示踪剂具有独特光谱特征或其他特定元件(对刺激的响应或在激发之后的排放分析)。还对钞票的物理完整性和污损程度进行评估。
然而，如果这种假币到达这些收集中心，这意味着它被欺诈性地使用而没被检测到。因此，可以理解的是，这些假冒品的上游检测是最好的，最好是由钞票的第一使用者来检测。
为此目的，最有效的方法是为文件提供保护特征，其功能是直观的、容易验证的或至少不需要附加设备，从而通过仅仅观察或甚至触摸，就可以确定它是否是真实文件。此外，使用者专注于验证该文件所依赖的这些特征必须足够复杂，使得它们不能被可能的伪造者轻易复制。因此，必须从一开始而且还要随着时间的推移保证安全特征的可靠性。
存在大量公众已知的安全特征，并且被认为是耐用的。
例如，可以提到一种安全线。由于它是在制造纸张时集成的，所以它与纤维团密切相关。它的集成可以是“嵌入”型的，在这种情形下，它仅以透明方式可见。
然而，当前偏好是所谓的“窗口”式集成，由此线可以以一组窗口的形式部分地出现在纸张的表面上。这种类型的线结构还允许将自动机器特性-可读性(例如，电导率、磁性)与可以由裸眼在窗口中验证的特征配对。这允许经由出现的线部分的反射以及经由嵌入部分的透明度进行观察。通过反射，意味着由此入射光的光线在基底的表面上反射的现象。
传统而言，线由透明基底制造并且例如被涂覆以铝型金属。这种金属被真空沉积并形成不透明层。一些金属部分可以可选地以文本、图案或任何其他形状的形式从基底移除，从而它们变得透明，由此当在透明下观察时使它们自身区别于它们的不透明环境。这种部分去金属化技术在文献WO 92/11142中被特别教导，并且以商标名“Cleartext”已知。
最近，光学可变特征已经与这种类型的结构相关联。这在文献WO 03/061980中特别描述，该文献提出将具有反射色移效应的液晶层与部分切割的不透明金属层相关联，从而形成以透射方式观察时能够识别的可见的“Cleartext”。
真空沉积金属(以及更具体地铝)的使用是广泛的。当金属被真空沉积时，它处于零氧化状态，并保持与该状态有关的所有物理性质，诸如电阻率或电导率。特别用途是通过蒸发、溅射、化学气相沉积进行真空沉积。由此形成的层具有非常薄(大约几纳米)、非常光泽、反射性且不透明(前提是它足够厚)的优点。这种厚度通过光密度测量。对于铝来说，通常这种光密度必须高于2-2.5，以获得需要的不透明度。
这些类型的方法的缺点是在金属化步骤中很难改变层的厚度。由此，如果期望形成具有不同厚度的层以形成相邻的不透明区域和半透明区域，则可能需要其他步骤。这特别地在文献WO 2004/014665中进行了描述。
为了提高安全性水平和克服先前指出的限制，申请人提出了一种具有中间层的多层安全元件，尽管它可以用真空金属沉积之外的技术获得，但是其以反射方式观察时能够呈现反射外观，并且以透射方式观察时呈现透明外观。
发明内容
本发明涉及多层安全元件，其包括透明或半透明的平面基底。
由此，根据本发明，该基底的相对表面之一涂覆有以下连续层：
a)具有可变光学效应的层，即，当观察基底时，其根据观察条件提供可被裸眼视觉地察觉的外观的至少一种变化；
b)具有至少一个镂空部的深暗不透明层；
c)半反射层，即，当在反射光中观察基底时，半反射层是反射性的，并且当以透射方式观察基底时，半反射层是透明的，该半反射层以至少部分地面向所述镂空部的一部分而存在；
d)可见层，即，在反射光中和以透射方式都可见，其至少与包含半反射层的区域对齐而存在。
本发明的其他非限制性和有利的特征是：
-所述光学可变层是半透明的，即，当以反射方式观察时是反射性的，并且当以透射方式观察时是透明的；
-所述半反射层和可见层没有镂空部并且至少占据与所述不透明层的总表面区域相同的表面区域；
-所述半反射层没有镂空部并且至少占据与所述不透明层的总表面区域相同的表面区域，而所述可见层仅面向所述不透明层的所述至少一个镂空部而存在，并且在总表区域上小于所述至少一个镂空部的总表面区域；
-所述半反射层仅面向所述不透明层的所述至少一个镂空部而存在，并且在总表面区域上小于所述至少一个镂空部的总表面区域，而可见层没有镂空部并且至少占据与所述不透明层的总表面区域相同的表面区域；
-所述不透明层包括至少两个镂空部，所述半反射层和可见层没有镂空部并且至少占据与所述不透明层的总表面区域相同的表面区域，该可见层由相应地具有第一颜色和第二颜色的至少两个连续区域形成，每种颜色与至少一个镂空部相对地延伸；
-所述半反射层和可见层各自包括至少一个窗口，这些窗口重叠并且与各镂空部对齐地延伸，同时完全包括在该镂空部中，并且所述半反射层在所述窗口内包括至少一个半反射区域；
-所述具有可变光学效应的层具有至少一个镂空部；
-从下列材料选择不同层的材料：
A/具有可变光学效应的层：具有干涉颜料的油墨，特别是闪光或光学可变油墨；光学可变磁性油墨；液晶油墨；真空沉积的光学可变层；具有衍射或反射结构的层；具有透镜式微光学或透镜系统的层；具有光子晶体的层；
B/其他层：包括具有导电性、磁性、荧光、磷光、红外可见特性的材料的油墨；以及
–元件是以任意形状的线或条带或补片的形式。
本发明另外涉及集成有根据前述特征的元件的安全文件，如果该元件是线，则该元件包括在安全文件中，同时以至少一个窗口的形式出现在其可见面中的至少一个的表面上。如果是条带或补片，则该元件直接地固定在基底上或透明窗口上。
附图说明
通过阅读下面对本发明的一个优选实施方式的描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。该描述参照附图提供，在附图中：
图1是包括本发明的这里采用条带形式的安全元件的钞票的简化俯视图；
图2是与本发明的第一实施方式一致的安全元件的一部分的横截面视图；
图3是上图中的元件的俯视图，诸如其由观察者在反射光中观察时察觉到；
图4是与上图类似的视图，但是示出了诸如由观察者在透射光中(即以透明方式)察觉到的元件；
图5至图7是类似于图2至图4的视图，示出了安全元件的第二实施方式；
图8至图10是类似于图2至图4的视图，示出了安全元件的第三实施方式；
图11至图13是类似于图2至图4的视图，示出了安全元件的第四实施方式；
图14至图16是类似于图2至图4的视图，示出了安全元件的第五实施方式；
图17至图19是类似于图2至图4的视图，示出了安全元件的第六实施方式。
为了更好地理解所有附图特别是横截面视图，图示元的尺寸(长度、宽度和厚度)不是按比例或相对于彼此按准确比例绘制的，以便于理解。
具体实施方式
在本专利申请中，包括权利要求书，下列表述具有如下定义：
-具有可变光学效应的层：这是当观察时根据观察条件提供由裸眼视觉地察觉的外观的至少一种变化的层。这由此包括通过倾斜、旋转基底等产生的色移效应。它还包括但不限于，例如用透镜微光学或透镜系统获得的光学效应、反射或衍射微起伏结构、对比度变化的影响、光泽(从光泽外观转变为无光泽外观等)。
-深暗不透明层(或“显露层”)：这是用于吸收大部分照明入射光线的足够暗色调的层。理想地，它是黑色，但也可以是深蓝色、深棕色等。
-半反射层：这是当在反射光中观察基底时变为反射性的并且当以透射方式观察基底时变为透明的层。换句话说，它是具有仅反射它接收的光的一部分而允许另一部分通过的特征的层。该特征例如用在光学领域中以形成例如双向反射镜或防反射玻璃。例如，它可以利用真空沉积技术获得，具有允许选择透射或反射颜色这样的精度。
-可见层：这是在反射光中和以透射方式都可见的层。它有利地被着色。
图1非常示意性地示出了安全文件(这里是钞票)，其包括结合在其中的条带形式的安全元件2，该安全元件同时以至少一个窗口(这里作为实例仅示出三个窗口)的形式出现在其主要可见面中的至少一个的表面上。
根据本发明，多层安全元件2包括透明或半透明的平面基底21，该平面基底例如可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)并且特征在于该基底的相对表面之一涂覆有以下连续层的事实：
a)具有可变光学效应的层22，即，当观察基底时，提供根据观察条件可被裸眼察觉的外观的至少一种变化；
b)具有至少一个镂空部的深暗不透明层23；
c)半反射层24，即，当在反射光中观察基底时其变为反射性的，并且当以透射方式观察基底时其是透明的，该半反射层以至少面向所述镂空部的一部分而存在；
d)可见层25，即，以反射方式和透射方式都可见，其至少与包含半反射层的区域对齐而存在。
下面的描述将集中于具有光学特性的安全元件2的层22至25上，而不是通常的功能层上。通过“功能层”的表述，这表示这样的层：诸如在元件2的表面上的热封清漆，并且意图将其与形成安全文件1的纤维纸团良好地粘合，并被包含在其中。这还表示将基底固定到仅具有悦目或光学效果功能的层、保护性(“覆盖成形”)聚对苯二甲酸乙二醇酯或保护清漆(如果省去该覆盖件)所采用的复合胶。最后，所提出的结构不会暴露自动机器可读层，即通过利用导电性和简单或编码磁性的分拣机读取的层。
因此，安全元件包括由例如聚合物材料(诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯)构成的透明或半透明的平面基底，该基底优选地在同一侧上被涂覆以具有优选总厚度小于45μm的叠加层(本发明的层以及功能层)。这些不同的层优选地通过印刷顺序放置在适当位置。这种技术特别适合于实施本发明，并且在任何工业过程中，这种技术的应用都会面临制造限制和公差。
因此，在本申请中应该理解的是，通过印刷以及甚至利用其他技术应用的至少两个层或两种图案，当它们被标记定位(记录)时，当它们是边缘对边缘(或连续)时，当彼此完全对齐时等等，这些层或图案是在视图、附图和布局中有效的理论术语，但实际上在实施方面存在最小的定位差异。
通常例如发现两个连续组之间的印刷公差约为+/–0.15mm，然而如果使用不匹配的两种不同的工艺或两种途径，公差必须设想为至少+/–0.25mm。
由此，采用的术语最佳达到实现的目标，并且最差达到朝向力求趋势的目标。
作为可变光学效应层，优选地使用由彩虹型干涉油墨或光学可变油墨(以首字母缩略词(“OVI”)已知)制成的层。仅作为实例，可以涉及由SICPA生产的油墨“65E013V”和“63E021V”或者由太阳化学公司生产的油墨“SUNNOTE 24926”或“24927”。
还可以使用液晶油墨，特别是由BASF生产的LUMOGEN系列的油墨。液晶为通常保持彼此平行的杆的形式。在三个主要相之间作出区分：向列相、近晶相和胆甾相。
向列相是最无序的，分子仅仅平行排列。胆甾相是手性分子的螺旋布置。使用连续叠加平面这一术语，在每一平面中以向列序为主。
在液晶油墨的配方中，使用添加有手性掺杂剂(大约5％)的向列相(大约95％)。由手性掺杂剂引起的螺旋结构造成反射光颜色变化的光干涉效应。
反射波长取决于螺旋节距。因此，该节距可以通过按比例改变掺杂剂的量而变化，以改变反射中的颜色效应。
液晶产生的附加效应是反射(和透射)光的圆偏振。因此，可以通过偏振滤光器来消除以反射方式感知到的一些颜色。
如上面指出的，深暗不透明层理想地是黑色的。需要显露本质上是半透明的上述装置的色移效应。
当光穿过叠加在深暗不透明层上的液晶结构时，主要可见的是由所述结构反射的光线(其他光线被下面的不透明层吸收)。由此，期望的色移效应是高效的。相反，如果不透明层的颜色较浅或者甚至有光泽，其他波长将被反射并且将干扰液晶的期望颜色的可识别性。
例如，作为非限制性实例，可以使用由SICPA或太阳化学公司生产的“67E023”油墨系列。
根据其他制造模式，这种油墨例如可以包括导电性、磁性、荧光、磷光、红外可见性的特性，或者能够验证该层的任何其他示踪剂。
对于半反射层，可以使用例如由SICPA生产的“67E060”油墨系列、或者由太阳化学公司生产的“SunNote Mirror”系列、或者由FLINT生产的“Platinstar”或“Ultrastar”。
还可以使用银纳米颗粒的混合物，例如与硝化纤维素基质和溶剂混合物相关联的由BASF生产的“METASHEEN”系列。
下面列出与真空沉积相对的关于使用半反射性油墨的许多优点。
首先，由于在印刷过程中在其他层之后采用半反射性油墨，它可以相对于其他油墨精确地配准设置，只要印刷机配有足够数量的对齐印刷组即可。这提供了当利用具有真空沉积与去金属化类型的若干步骤的过程时不可能获得的形状自由度。
此外，利用印刷技术，可以轻而易举改变油墨沉积并且由此改变层的不透明度。这利用凹版照相是特别可能的，但是利用沉积目标被提前预设并且在整个膜网上确定的真空沉积方法是不可能的。
通过在半反射性油墨中使用着色剂或颜料还可以获得多种金属色彩。例如，这允许获得以下金属色调效应：银色、金色、青铜色、铜色，以及更多标准色彩：蓝色、红色、绿色、潘通色卡的颜色或其他颜色。
在一个优选实施方式中，印刷网板可以与这种油墨一起使用以获得半反射性外观的细微差别以及用于动作的附加杠杆作用。例如，可以使用圆点网板，或者具有任意形状或者随机或固定线的网板，覆盖率范围从0％到100％并且优选地高于50％。
最后，油墨的半反射性质可用于掩蔽目的。由于不透明层是深暗的，因此当将条带插入到纸中时，其可能留下黑色标记，这从基底的相对侧是可见的。当使用半反射层的掩蔽特性时，避免了这种难看的外观。
根据一个优选实施方式，这种油墨例如可以包括导电性、磁性、荧光、磷光、红外可见性的特性，或者能够验证该层的任何其他示踪剂。
可见层优选地包括含有提供可见色彩的着色剂或颜料的油墨。
有利的，可以使用荧光剂、磷光剂、磁性剂、红外可见剂等，能够赋予该层额外的安全等级。
现在将顺序地描述在图2中及后面示出的本发明的实施方式。
参照图2，PET型透明塑料的基底21在其内表面上被涂覆以半透明的光学可变层22。在这个变型中，层22是连续的，即没有任何镂空部。
层22下面是黑色不透明层23，这里其具有圆形形状的两个镂空部或凹入部230。镂空部的这种形状和数量显然可以不同。半反射层24(连续且没有任何镂空部)覆盖层23包括其镂空部230。最后，着色层25覆盖整个半反射层24。
在图3中，可以以90°的角度(即，观察者与所检查的安全元件正交)透过基底21看元件2。与光学可变层22对齐，可以看到第一颜色，例如绿色。通过使基底倾斜到大约30°的角度，颜色例如改变为蓝色。与镂空部230对齐，光学可变层22是透明的并且可以看到半反射油墨层24。
接着，在图4中，可以利用尤其在安全元件后面的点光源以透明方式看到元件2。与镂空部对齐，半反射层24呈现为透明的并且显露着色层25。
根据一个优选实施方式，半反射层24选自银或铝类型的金属油墨，意味着其具有良好地并入纸张色调中的离散色调。这是值得注意的，因为对于观察者来说，它们与传统的“Cleartext”的镂空部相当。仅通过以透明方式观察这些镂空部，就可以显露颜色效果。
在图5至图7的变型中，层22和层24与前面实施方式中的相同。不透明层23仍具有镂空部230，但是这次具有椭圆形轮廓。
在另一方面，着色层25仅以图案的形式(这里是希腊十字形状)包含并且直接地与镂空部230对齐地布置。
在图6示出的观察模式中，半反射层24呈现略微地金属化。
当以透明方式观察安全元件时，如在图7中可以看到的，半反射层24变为透明并且可以看到以两个十字形式的着色层25。
在图8至图10中示出的实施方式中，层22保持不变，层23也同样。
半反射层24以代表两个希腊十字的图案的形式存在。对于着色层25来说，其占据元件的整个表面。
在这些条件下并且当以反射方式观察时(图9)，层24的十字通过镂空部23是可见的，但是对着由层25形成的背景显现。
图10示出了以透明方式观察的元件2。层24的十字仍可察觉到，但是以层25的颜色察觉到。
图11示出了安全元件2的另一变型，其中标记为25a和25b的两个不同的着色层形成层25。
层22和层24是实心的并且占据元件2的整个表面区域。
层23具有两个矩形形状的镂空部230。然而，在这些镂空部内，存在首先形成数值“5000”以及其次形成首字母缩略词“OF”的若干印刷区域。
当以反射方式(图12)观察时，在镂空部230内可以看到数值“5000”和首字母缩略词“OF”。这些图案的轮廓然后呈现为具有半反射层24的金属化外观特征。
在透明方式(图13)中，该区域被分成具有不同颜色的两个区域，它们是标记为25a和25b的区域。显然，可以设想使用两种以上颜色。
在图14中，不透明层23具有矩形形状的镂空部230。半反射层24还包括面向镂空部230布置并且完全包含在其中的镂空部241。此外，在这些镂空部241内，具有油墨图案242，它们一起形成通过基底21以反射方式看到的首字母缩略词“FCO”。
层25包括两种不同的颜色25a和25b，其中镂空部250正好叠加在层24的镂空部241上。
在透明方式中，可以看到以两种颜色表示的字母“FO”。
在最后的图17至图19中示出的实施方式中，层22包括具有椭圆形轮廓的两个镂空部220。
不透明层23也包括两个椭圆形镂空部230。这些镂空部与镂空部220正好对齐地延伸并且完全地包含在其中。
半反射层24仅以完全地包含在前述镂空部内的两个希腊十字的形式存在。
最后，层25是连续的并且占据元件的整个表面区域。
当以反射方式(图18)观察时，不透明层23仅以成对“括号”的形式通过层22的镂空部部分地可见。层24以上述十字的形式可见，同时层25围绕这些十字并且由“括号”“框起来”。
如图19中所示，当以透明方式观察安全元件时，半反射层24变为透明的并且可以观察到着色层25(上述十字呈现在其内)。

Claims (12)

1.一种多层安全元件(2)，其包括透明或半透明的平面基底(21)，其特征在于，该基底(21)的相对表面之一被涂覆以以下连续层：
a)具有可变光学效应的层(22)，即当观察所述基底(21)时，其根据观察条件提供由裸眼视觉地察觉的外观的至少一种变化；
b)具有至少一个镂空部(230)的深暗不透明层(23)；
c)半反射层(24)，即当在反射光中观察所述基底(21)时，所述半反射层是反射性的，并且当以透射方式观察所述基底时，所述半反射层是透明的，该半反射层(24)以至少面向所述镂空部(230)的一部分而存在；
d)可见层(25)，即在反射光中和以透射方式都可见，其至少与包含所述半反射层(24)的区域对齐而存在。
2.根据权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，所述具有可变光学效应的层(22)是半透明的，即当以反射方式观察时是反射性的，并且当以透射方式观察时是透明的。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的安全元件(2)，其特征在于，所述半反射层(24)和可见层(25)没有镂空部并且至少占据与所述不透明层(23)的总表面区域相同的表面区域。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的安全元件(2)，其特征在于，所述半反射层(24)没有镂空部并且至少占据与所述不透明层(23)的总表面区域相同的表面区域，而所述可见层(25)仅面向所述不透明层(23)的所述至少一个镂空部(230)而存在，并且在总表面区域上小于所述至少一个镂空部(230)的总表面区域。
5.根据权利要求1或2中任一项所述的安全元件(2)，其特征在于，所述半反射层(24)仅面向所述不透明层(23)的所述至少一个镂空部(230)而存在，并且在总表面区域上小于所述至少一个镂空部(230)的总表面区域，而所述可见层(25)没有镂空部并且至少占据与所述不透明层(23)的总表面区域相同的表面区域。
6.根据权利要求1或2中任一项所述的安全元件(2)，其中，所述不透明层(23)包括至少两个镂空部(230)，其特征在于，所述半反射层(24)和所述可见层(25)没有镂空部并且至少占据与所述不透明层(23)的总表面区域相同的表面区域，该可见层(25)由相应地第一颜色和第二颜色的至少两个连续区域形成，每种颜色与至少一个镂空部(230)相对地延伸。
7.根据权利要求1或2中任一项所述的安全元件(2)，其特征在于，所述半反射层(24)和可见层(25)各自包括至少一个窗口(241，250)，其中这些窗口重叠并且与各镂空部(230)对齐地延伸，同时完全地包括在该镂空部(230)中，并且其中所述半反射层(24)在所述窗口(241)内包括至少一个半反射区域(242)。
8.根据权利要求1或2中任一项所述的安全元件(2)，其特征在于，所述具有可变光学效应的层(22)具有至少一个镂空部。
9.根据权利要求1或2中任一项所述的安全元件(2)，其特征在于，从下列材料选择不同层的材料：
A/具有可变光学效应的层(22)：具有干涉颜料的油墨；光学可变磁性油墨；液晶油墨；真空沉积的光学可变层；具有衍射或反射结构的层；具有透镜式微光学或透镜系统的层；具有光子晶体的层；
B/其他层：包括具有导电性、磁性、荧光、磷光、红外可见特性的材料的油墨。
10.根据权利要求1或2中任一项所述的安全元件(2)，其特征在于，它是以任意形状的线或条带或补片的形式。
11.一种安全文件(1)，其特征在于，其集成了根据权利要求10所述的安全元件(2)，当所述安全元件以线构成时，所述安全元件包括在所述安全文件中，同时以条带或补片中的至少一个窗口(20)的形式显露在其可见面中的至少一个的表面上。
12.一种安全文件(1)，其特征在于，其集成了根据权利要求10所述的安全元件(2)，当所述安全元件以条带或补片构成时，所述安全元件被应用于所述安全文件或者应用在包含在其中的透明窗口上。
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