CN110678336B - 包括具有三维效果的印刷图像的防伪元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造具有三维效果的图案(10)的物理防伪元件的方法。提供载体(1)和至少一个透明覆层(8、9)。在载体(1)上施加设计层(3)。载体(1)在热量下的尺寸稳定性低于覆层(8)的尺寸稳定性，或者覆层(9)在热量下的尺寸稳定性低于载体(1)的尺寸稳定性。设计层(3)在压力的作用下可变形。在载体(1)与覆层(8)之间布置透明结构层，所述结构层形成图案(10)。结构层(5)在热量下的尺寸稳定性高于载体(1)或覆层(9)的尺寸稳定性。在压力和热量的作用下对载体(1)和层(3、5、8、9)进行层压。在层压过程期间，结构层(5)被压入载体(1)中或压入覆层(9)中，由此设计层(3)按照由结构层(5)形成的图案(10)的方式发生变形，并且结构层(5)在该结构层的边缘区域(15)中发生变形，使得该结构层的表面(17、18)在横截面中沿切向靠拢。

Description

包括具有三维效果的印刷图像的防伪元件
技术领域
本发明涉及一种用于制造具有空间外观的印刷图像的物理防伪元件的方法以及一种相应的防伪元件。尤其是，本发明涉及一种由塑料制成的具有形成防伪特征的空间印刷图像的卡，例如信用卡或支付卡。
背景技术
EP 2593314 B1公开了一种用于制造具有印刷图像的塑料卡的方法，其中首先在基板上印刷包含金属、有机或非有机颜料的涂层。在涂层上印刷形成图案的并且比涂层薄的漆层。使漆层固化。涂料比漆料具有更高的塑性。在漆层上面施加覆层。随后在压力和温度下对该构造进行层压。在层压过程中，较硬的漆料被完全压入较软的涂料中，并且漆料保持其形状。以这种方式将漆料嵌入涂层中使得由漆料形成的图案的可见性取决于观察角度。以这种已知方法制造涂层需要采用特殊材料并执行特殊步骤，这使得该方法的执行变得复杂。此外，漆料能够渗入涂料中的深度受其高度限制。与基板的高度相比，该深度通常非常小。
US 7455235 B2公开了一种用于制造具有视觉浮雕效果的芯片卡的方法。根据该方法，在芯层上施加整个金属油墨层。在金属油墨层上施加厚度更大的漆层，从而形成图案。利用紫外光使漆层硬化，随后施加更厚的覆层。然后对该构造进行层压。在层压过程中，漆层变得暗淡，而未被漆层覆盖的卡片区域保持光亮。这造成一种三维效果。由漆层引起的局部附加高度通过覆层补偿。产生的暗淡区域看起来是雕刻到卡表面中。这种已知的方案提供了一种独立的卡特征。但是，该特征不易与其它卡特征结合，并且需要构造足够柔软且足够厚的覆层。
EP 2886357 A2公开了一种具有防伪特征的防伪文件，该防伪文件由层压在一起的多个箔片构成，基于一种浮雕结构，并产生三维效果。该浮雕结构是借助于浮雕漆和/或通过压印载有浮雕漆的箔片的表面产生的。
WO 2004/065135 A1公开了一种用于在卡体上制造三维图像的方法，其中首先在透明芯层的背面构造反射层，并在其上面施加可压入到芯层中的形成图像的材料。在所述形成图像的材料上敷设透明覆层。将由此产生的层结构层压到卡体中。这样会将形成图像的材料压入到反射层和芯层中，并产生嵌入图像。在随后从芯层的前侧观察时，在得到的嵌入图像的轮廓边缘处产生增强反射，这种反射实现一种三维视觉效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在防伪元件上制造具有空间外观的图案的方法，该方法在实施时对所使用的材料或所要执行的方法步骤没有任何特殊要求，并且提供一种易于与其它特征结合的特征。
此目的是通过一种具有如独立权利要求所述的特征的方法和防伪元件实现的。
本发明的方法的优点在于，该方法可使用普通的制造方法来实施，并且对要使用的材料没有更高要求。该方法以简单的方式提供具有空间外观的形状和符号。通过该方法可产生的特征特别适合于普通的支付卡、信用卡和身份证。
本发明的方法的一个特别的优点在于，在执行该方法时，为产生特征而专门提供的防伪元件的其它结构部件不会受到损坏或损害。尤其是，在卡的制造过程中不会损坏形成特征的层。
本发明的方法基于一种在多层防伪元件上构造包含图案的结构层的途径。通过层压将该结构层压入到防伪元件的芯层中，从而还使连接至芯层的设计层变形。此时，设计层的厚度不发生改变，或者仅有很小的改变。通过设计层的变形，包含在结构层中的图案变成被识别为可在空间上感知的图像结构。
在一种特别有利的配置中，通过印刷方法将结构层施加为漆层。所用的漆料优选是透明的。
本发明的方法的其它有利的改进和有利的构造可由从属权利要求的特征得出。
附图说明
在下文中将参照附图更详细地说明本发明的实施例。
在附图中：
图1以局部透视图示出了配有多个特征的卡，
图2示出了在通过示例性的卡连接之前要结合的部件，
图3示出了制造有如图1所示的部件的卡在连接之后的详图，
图4是如图1或图2所示的制成的卡的平面详图，
图5示出了如图1所示的方法的一种变化形式在连接之前的情况，和
图6示出了按照图4的变化形式制造的卡在连接之后的情况。
具体实施方式
下面以标准格式的塑料卡为例说明本发明的方法，因为这种卡常用作支付卡、信用卡或身份证。图1通过示例的方式示出了一种芯片卡，该芯片卡的几何形状例如与ISO7810标准对应。但是，所述方法不限于塑料卡，而是通常适合于由在压力和热量下连接的多个层构成并具有可印刷表面(例如标签、标志或包装)的物理防伪元件。
图1以局部透视平面图示出了具有作为示例性物理防伪元件20的芯片25的卡。卡20通常具有标准尺寸，例如符合ISO 7810标准。其表面光滑并且是彼此平面平行的。卡20在可任意指定为上表面21的一侧载有可被用户通过视觉识别的多个特征，其中一些特征用于实现个性化和一定的防伪目的。尤其是，卡20载有通过本发明的方法制造的图案10。图案10覆盖表面21的一部分，并具有凹部19，表面21在该凹部19中是可见的。此外，卡20还带有字母23，该字母部分地施加在图案10上。所述卡还带有独立的防伪特征，例如全息图24。
图2示出了用于在卡20上产生图案10的方法的第一变化实施例。在未按比例绘制的分解图中，示出了在连接之前板20的一部分部件。卡20的基础是由热塑性材料制成的载体1，该载体通常以单个塑料层或由多个塑料层构成的复合结构的形式提供。所述塑料可以是PVC，也可以是其它常用的卡片材料。若要制造的卡符合信用卡的ISO标准，则载体1的厚度h1通常为250至700微米。载体1形成卡20的芯层。载体1的实际厚度取决于所选择的卡片格式、预定使用目的、对某些卡片层的特定要求、和/或形成载体1的各个层的期望数量和厚度。
在载体1上布置有设计层3。设计层3是不透明或半透明的。通常将其施加在载体1的表面11的整个区域上，并且具有5至25微米的厚度h2。通常通过丝网印刷将设计层3施加到载体1上。使用基于配有颜料颗粒的透明溶液的普通设计油墨比较方便。另外，该油墨例如可含有产生特定光学效果(例如闪光效果)的金属颗粒。
在一个替代实施例中，设计层3也可设置为箔片的形式的单独层。
如图2所示，设计层3可通过多层方式实施。此时，该设计层例如包括基础层13，该基础层例如实施为白色层。在其上设有光学效果层14，该光学效果层例如实施为具有金属颗粒的层。在一种变化形式中，基础层13可由薄金属箔片形成，在该薄金属箔片上施加设计印刷层14作为第二层。在下文中，为了简化说明，设计层3始终表示为单层。在设计层3上敷设结构层5。结构层5是可透视的，即，是透明或半透明的。它通常仅覆盖载体1的表面11的一部分。在平面图中，结构层5形成表示图形或字母数字信息项的图案10。图案10可以是简单的闭合几何形状，例如点或矩形，也可采取带有凹部19的复杂形式，例如字母、设计图案或图形图案。作为复杂图案10的一个示例，在图1中示出了一种艺术化的花朵，该花朵的中心由凹部19形成。图案10不覆盖卡的整个面积。它由内部区域16和边缘区域15组成，这些区域的光学效果不同。
在图2的示例性实施例中，结构层5以漆层的形式实施。这种漆层5是基于溶剂或无溶剂的，并以丝网印刷方法印刷。可在覆层7或设计层3上进行印刷。在施加之后，使漆层固化。其厚度h3最好在25微米至100微米之间；在实际测试中，厚度在30至60微米之间。
作为漆层的一个替代实施例，结构层5也可实施为独立的箔片，在该箔片中以凹陷结构的形式结合有图案10。
在结构层5上敷设覆层7。其上表面是光滑的，并形成卡20的表面21。覆层7也是可透视的，即，是透明或半透明的。它最好以箔片的形式提供，并且其厚度h4为50至100微米。其厚度最好在60至80微米之间。
与其它部件相比，载体1具有更高的塑性，即，可在比其它部件更低的温度下永久地改变其形状。载体1的玻璃化转变温度低于覆层7的玻璃化转变温度。
覆层7与载体1以及其它部件相比更硬，并且在普通的层压过程中不发生或几乎不发生任何形状的变化，即，该覆层最多可被压缩15％。
与载体1相比，结构层5在热量下具有更高或类似的尺寸稳定性。在层压期间，在压力和热量的作用下，其边缘区域15发生形状的变化，而其余部分则基本上保持形状不变，并且最多被压缩10％。
同样，与载体1相比，设计层3在热量下具有更高的尺寸稳定性。设计层3在普通的层压条件下几乎不能被压缩，即，其厚度变化最多为15％。但是，设计层3可在压力作用下变形，而其厚度不变。图1中所示的部件的连接分为两个阶段：在第一阶段中，将设计层3施加到载体1上，并将结构层5施加到设计层3或覆层7上。在第二阶段中，通过常规层压方法使现有的部件在压力和热量下彼此连接。
在层压期间，相对于设计层3和漆层5，载体1表现出得较软。载体1相对于覆层7和结构层5也表现得较软。这意味着，在层压期间虽然覆层7、结构层5、设计层3和漆层5完全或至少基本保持其形状，但是载体1的形状发生改变。在层压期间，漆层5被压入载体1中。设计层3与漆层5一起被压入载体1中。因此，无论漆层5位于什么位置，载体1都被压缩并再成形。
漆层5在层压期间基本保持不变，但是边缘区域15发生形状的变化。漆层5的内部区域16基本上保持不变。尤其是，在内部区域中，漆层5的厚度基本保持不变；层压可导致厚度被一致地压缩最多10％。但是，在边缘区域15中，漆层5的形状发生透镜状的变化。当沿横截面观察时，漆层5的面向载体1的下表面18和面向覆层7的上表面1在变形之后沿切向朝彼此延伸，并形成锐角。并且下表面18在边缘区域15中朝上表面17升高。
在层压期间，设计层3在漆层5所在的位置处发生变形，但这不会或仅轻微地改变其厚度(即，小于10％)，并且设计层3保持连续形态。
图3示出了在将图2所示的部件层压在一起之后得到的卡结构。在卡20的构造有漆层5和图案10的区域中，载体1被相应地压缩并再成形。漆层5与中间设计层3一起被压入载体1中。设计层3按照结构层5的轮廓发生变形，但是其厚度不发生改变或仅轻微改变(即，最多改变10％)，并且保持连续形态。漆层5在内部区域16中基本上不变形(即，其厚度变化最多为10％)，而在边缘区域15中发生透镜状的变形。因此，漆层5在边缘区域15中耗尽，通过减小层厚而形成平缓的过渡，直至其最终消失。设计层3相应地处于结构层5与载体1之间的内部区域16中。在边缘区域15中，它分别以平缓、连续的过渡朝另一个覆层8升高，从而在向凹部19或向表面21的无图案10的相邻区域过渡的位置沿切向与覆层7交接。在凹部19中或在表面21的无图案10的区域中，设计层3与覆层7直接邻接。
有漆层5的区域与出现在漆层5的边缘区域15中的无漆层5的区域之间的平缓过渡引起一种在平面图中可光学感知的效果，因为光在边缘区域15中的反射与在内部区域16中以及图案10外部的仅有设计层3的区域中的反射不同。边缘区域15产生的效果的影响在于，漆层5所代表的图案10看起来是空间上的。
图4示出了这种空间效果。该附图以平面图示出了卡20，所述卡具有按所述方法产生的图案10。此示例中的图案10是不对称的“U”形。沿着A-A线穿过图案10的横截面大体上与图3中所示的横截面对应。若所示的图案10如箭头所示从左侧接收到入射光，则边缘区域15看起来以一种不同的强度反射，这取决于它们是背离光入射的方向倾斜、与光入射方向平行、还是朝着光入射的方向倾斜。通过这种方式，边缘区域15产生深度效果。因此，图案10的组合可被感知为设计层3中的空间结构。
图5和图6示出了所述方法的一个变化实施例，其中结构层5被经由载体层1间接地压入另一个覆层8中。在此，设计层3不是构造在载体1的面向结构层5的侧面11上，而是构造在背向结构层5的侧面12上。此外，在结构层5上方，在所述背向侧也布置有另一个覆层8。其上表面是光滑的，并形成卡20的下表面22。与覆层7一样，另一个覆层8也可透视的，并具有50至150微米厚度，最好具有60至90微米厚度。但是，与载体1和设计层3相比，另一个覆层8在热量下具有较低的尺寸稳定性和较高的塑性。这意味着，另一个覆层8比载体1和设计层3更易发生塑性变形，并且具有较低的玻璃化转变温度。
在对图5中所示的构造进行层压期间，结构层5被压入载体1中。在此，结构层5也如图2所示在边缘区域15中改变其横截面轮廓，并再成形。而载体1在压紧的结构层5的作用下发生变形，并复制其表面轮廓。但是，与图2的实施例不同的是，在此，载体1的轮廓不会再成形或者最多发生轻微再成形，并且载体1在整个区域上基本保持其厚度h1。“轻微”在此应理解为指尺寸最多发生10％的一致变化。载体1不是再成形，而是仅发生变形，并且在背向侧复制结构层5的轮廓。
在背向侧，载体1压在设计层3和另一个覆层8上。设计层3在载体1的作用下发生变形，但是也基本上保持其厚度h2(即，最多改变10％)，并保持连续形态。这使得设计层3又复制结构层5的轮廓，并被压入另一个覆层8中。
与图2的示例性实施例不同的是，在如图5所示的变化形式中，另一个覆层8现在被压缩，并由此再成形。由于边缘区域15的变形，由结构层5表示的图案10可在载体1的另一侧被感知为空间图案。
在保持通过借助于结构层5使承载设计层3的多层防伪元件20的内层发生变形、由此使结构层5本身在其边缘区域15处发生透镜状的变形从而在多层防伪元件20上构造具有空间效果的图案10的基本思想的基础上，所述方法允许一系列合理且明显的变化。例如，可在层结构中设置另外的层，这些另外的层也发生变形或不发生变形。
附图标记列表
1载体
3设计层
5结构层
7覆层
8另一个覆层
10图案
11载体的表面
12载体的另一个表面
13设计层的基础层
14设计层的光学层
15结构层的边缘区域
16结构层的内部区域
17结构层的表面
18结构层的另一个表面
19凹部
20卡
21卡的表面
22卡的另一个表面
23字母
24防伪特征
25芯片

Claims (15)

1.一种用于制造具有空间外观的图案(10)的物理防伪元件的方法，包括以下步骤：
-提供载体(1)，
-提供至少一个可透视的透明覆层，
-在载体(1)上施加设计层(3)，
-其中载体(1)在热量下的尺寸稳定性低于覆层(7)的尺寸稳定性，或者另一个覆层(8)在热量下的尺寸稳定性低于载体(1)的尺寸稳定性，
-其中设计层(3)在压力下可变形，
-在载体(1)与覆层(7)之间布置可透视的透明结构层(5)以形成图案(10)，其中结构层(5)在热量下的尺寸稳定性高于或相似于载体(1)或覆层(7、8)的尺寸稳定性，
-在压力和热量下对载体(1)和各层进行层压，
其特征在于：
在层压期间，结构层(5)被压入载体(1)中或经由载体(1)被压入另一个覆层(8)中，由此设计层(3)按照由结构层(5)形成的图案(10)发生变形，并且由此结构层(5)在其边缘区域(15)中再成形，使得在横截面中结构层(5)的面向覆层(7)的表面(17)和结构层的面向设计层的表面(18)沿切向靠拢。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设计层(3)在变形过程中其厚度完全不发生变化或者最多发生轻微变化。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设计层(3)在变形过程中其厚度最多变化10％。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载体(1)在热量下的尺寸稳定性低于设计层(3)、覆层(7)和结构层(5)的尺寸稳定性，并且所述结构层(5)布置在设计层(3)和覆层(7)之间，从而在层压期间，设计层(3)被结构层(5)压入载体(1)中，其中所述结构层(5)在其边缘区域(15)中发生透镜状的再成形，使得结构层的面向覆层(7)的表面(17)和结构层的面向设计层的表面(18)在边缘处沿切向靠拢。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将设计层(3)施加到载体(1)的背向侧上并且在设计层(3)上布置另一个覆层(8)，其中所述另一个覆层(8)在热量下的尺寸稳定性低于设计层(3)、覆层(7)、载体(1)和结构层(5)的尺寸稳定性，并且结构层(5)布置在载体(1)与覆层(7)之间，从而在层压期间设计层(3)和载体(1)被结构层(5)压入到另一个覆层(8)中，其中结构层(5)发生透镜状的再成形，使得结构层(5)的面向另一个覆层(8)的表面(17)和结构层的面向设计层的表面(18)在结构层(5)的边缘区域(15)处沿切向靠拢。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结构层(5)作为漆层施加到设计层(3)和/或覆层(7)上。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述漆层(5)被硬化。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设计层(3)是金属油墨，并且/或者在层压之前被施加到载体(1)上。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结构层(5)的面向设计层的表面(18)朝面向另一个覆层(8)的表面(17)升高。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设计层(3)具有5至25微米厚度，并且/或者以具有不同材料特性的至少两个层的形式施加。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结构层(5)具有25至125微米的厚度。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述覆层(7)和另一个覆层(8)具有50至200微米的厚度。
13.一种载有具有空间外观的图案(10)的物理防伪元件，具有载体(1)，在该载体上构造有设计层(3)、可透视的透明结构层(5)和可透视的透明覆层(7)，其中所述结构层(5)仅覆盖防伪元件的一部分，并且所述图案(10)全部或部分地由结构层(5)形成，
其特征在于，结构层(5)被压入到载体(1)中，并在结构层(5)的边缘区域(15)处发生透镜状的再成形，使得结构层(5)的面向透明覆层(7)的表面(17)和结构层的面向设计层的表面(18)在边缘区域(15)中沿切向靠拢，并且设计层(3)通过结构层(5)也被压入到载体(1)中，设计层(3)按照结构层(5)中的图案(10)发生变形。
14.如权利要求13所述的防伪元件，其特征在于，所述设计层(3)在变形区域中的厚度与在其余区域中的厚度相同，或者除了最大偏差10％之外几乎相同。
15.如权利要求13所述的防伪元件，构造为标准格式的卡的形式。
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