CN116867649A - 制造具有微成像元件的防伪元件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制造用于安全纸、有价文件或类似物的防伪元件的方法，所述防伪元件具有载体，该载体在其上侧具有微成像元件并且在其下侧具有结构，这些结构与微成像元件一起在载体的上侧前方成像图案，其中，该图案的位置取决于视角。根据本发明首先提供半透明或透明的载体(1)，该载体具有上侧和下侧。将第一压印层(2)施加到载体的上侧上，并且将多个微成像元件(3)引入到第一压印层的背离载体的那一侧中。将第二压印层(4)施加到载体的下侧上，并且将多个压印结构(5)引入到第二压印层的背离载体的那一侧中。第二压印层在各压印结构之间至少几乎是平坦的。随后将金属层(7)整面地施加到第二压印层的背离载体的那一侧上。后续通过蚀刻过程将金属层从压印结构上去除。在这种情况下，金属层保留在第二压印层在各压印结构之间至少几乎是平坦的区域中。随后可以将颜色层(8)施加到金属层和具有压印结构的区域上。
Description
本发明涉及一种制造用于安全纸、有价文件或类似物的防伪元件的方法，所述防伪元件具有载体，该载体在其上侧具有微成像元件并且在其下侧具有结构，这些结构与微成像元件一起在载体的上侧前方成像图案(德语：Motiv)，其中，该图案的位置取决于视角。
这种布局由现有技术、例如由专利文献EP 3580067 A1、EP 1695121 B1、EP1893074B2、EP 2493698B1、EP 1846253B1或EP 2049345B1已知并且例如作为Crane公司的商标名称为“Motion”、“Rapid”和“Surface”的产品、De La Rue公司的品牌名称为“Active”的产品或Kurz公司的品牌名称为“zero.zero”的产品已知。但这些产品的制造方法掌握在仅非常少数公司手中并且是耗费成本且复杂的。例如，产品“Motion”和“Rapid”在其制造中需要耗费的所谓的“颜色填充方法”，以便在这些产品中安插彩色设计或图案。
因此，本发明所要解决的技术问题是改进这种防伪元件，以便消除现有技术的缺点并且进一步提高防伪保护。
该技术问题通过独立权利要求的特征来解决。本发明的扩展设计是从属权利要求的技术方案。
根据本发明，首先在方法步骤[1.1]中提供半透明或透明的载体，该载体具有上侧和下侧。在方法步骤[1.2]中将第一压印层施加到载体的上侧上，并且在方法步骤[1.3]中将多个微成像元件引入第一压印层的背离载体的那一侧中。在方法步骤[1.4]中将第二压印层施加到载体的下侧上，并且在方法步骤[1.5]中将多个压印结构施加到第二压印层的背离载体的那一侧中。第二压印层在各压印结构之间至少几乎是平坦的。因此，第二压印层的背离载体的那一侧具有至少几乎平坦的表面，压印结构例如通过由现有技术已知的压印方法引入了该表面中。在此，除了单独的压印层外，也可以相叠地布置多层漆，随后将结构压入这些漆中。使用多个压印漆层可以在以下方面具有优点：载体上的粘附、漆层的走向(德语：Verlauf)、均匀性、可压印性、完善压印结构的形状保真度、提高流通稳定性、避免脏污倾向等。压印结构与微成像元件一起构成布局，该布局在载体的上侧前方成像图案，其中，该图案的位置取决于视角。随后，在方法步骤[1.7]中将金属层整面地施加到第二压印层的背离载体的那一侧上。在后续的方法步骤[1.8]中将金属层通过蚀刻过程从压印结构上去除。在这种情况下，金属层保留在第二压印层在各压印结构之间至少几乎是平坦的区域中。对于从上侧观察防伪元件的观察者来说，通过金属涂层并且通过压印结构或者由此形成的在金属涂层中的空隙产生明暗对比形式的图案。
根据一种优选实施方式，在后续的方法步骤[1.9]中，将至少一个颜色层至少局部地、优选整面地施加到压印结构和第二压印层在各压印结构之间至少几乎是平坦的区域上。在此，至少一个颜色层对从上侧观察防伪元件的观察者而言通过压印结构或金属涂层的由此形成的空隙可见，因此，防伪元件示出单色或多色的图案。
由现有技术中已知，使用具有在明确定义温度下的明确定义浓度的NaOH溶液进行蚀刻过程。随后通常通过中和停止蚀刻过程，并且随后对载体进行冲洗和干燥。后两个步骤防止蚀刻过程在成品或半成品中的缓慢发展。对于蚀刻重要的是使载体在蚀刻溶液中暴露非常明确定义的时间，该时间刚好选择为使得金属层在压印结构上大多数消失或者通过化学反应变得透明，与此相反，金属层在相邻的、至少几乎平坦的区域中仍然基本上保持不透明。金属层通常由铝构成，通过所描述的过程对该金属层进行蚀刻。备选地也可以使用磷酸进行蚀刻过程。
也可以将光敏抗蚀漆涂覆到金属层上以便进行备选的明确定义的蚀刻过程。这些光敏抗蚀漆可以设计为通过曝光发生化学变化，使得光敏抗蚀漆变得可溶于蚀刻碱液中并且释放金属层以便进行蚀刻过程。但光敏抗蚀漆也可以具有相反的特性。在这种情况下，光敏抗蚀漆先通过曝光被化学交联，使得光敏抗蚀漆产生防蚀刻碱液的保护作用。
在从上侧对具有两侧压印的微结构的载体进行曝光的情况下可以如此选择曝光，使得已被涂覆到金属层上的光敏抗蚀漆在压印结构的区域中在化学上如此被改变，使得在随后的蚀刻步骤中光敏抗蚀漆仅在具有金属层的区域中被去除。这种使用光敏抗蚀漆的蚀刻过程的优点是，该蚀刻过程通常更好地在具有压印结构的区域和至少几乎平坦的区域之间进行选择并且因此不太容易出错。
根据本发明，第二压印层在压印结构区域中的表面由于压印结构而增大，因为第二压印层的表面通过压印结构变得不平坦或者变得粗糙。因此，相对于压印层在垂直于(未压印的)压印层的投影中的面的例如1mm2的单位面积，压印层的表面在压印结构的区域中比各压印结构之间的至少几乎平坦的区域增加特别优选至少20％。在将金属层特别优选通过表面真空蒸发(PVD或CVD)、电镀、通过大气等离子体或者通过印刷施加到第二压印层上的情况下，其中，印刷装置在第二压印层的表面上均匀地移动，由于压印结构的实际表面增大，施加到压印结构上的金属层材料比在压印结构之间的至少几乎平坦的区域中的金属层材料更少。因此，金属层在压印结构之间的至少几乎平坦的区域中的厚度大于在压印结构区域中的厚度。因此，在蚀刻过程中，压印结构上的较薄的金属层几乎或者完全被去除，而压印结构之间的至少几乎平坦的区域上的较厚的金属层则保留下来。在蚀刻过程中，压印结构之间的至少几乎平坦的区域上的金属层的厚度可能被略微减小，但在这些区域中保留有连续的金属层。
因此，压印结构使得，在那里所施加的金属层的有效层厚度与周围区域相比减小。
根据本发明，第二压印层在压印结构之间的区域中“至少几乎是平坦的”不意味着在“至少几乎平的”区域中没有压印结构。而是，在这些区域中完全可以布置有其他压印结构，但这些压印结构仅允许如此微小地增大压印层的表面，使得在蚀刻过程后在那里保留有连续的金属层。例如，除了能够实现其位置上的蚀刻去金属化的压印结构外，还可以在压印结构之间的至少几乎平坦的区域中局部地将较小的压印结构引入第二压印层中，这些较小的压印结构不导致金属层被蚀刻掉。以此方式例如可以通过纳米结构集成用于透镜效果的附加的彩色微图像。
因此，其他压印结构仅需要是这样，使得其对表面升高的影响明显小于能够实现其位置上的蚀刻去金属化的压印结构。这例如是具有100nm至500nm的典型高度的全息图或者是具有小于2μm的高度的微镜。尤其地，另外的压印结构仅允许将第二压印层的表面相对于具有能够实现其位置上的蚀刻去金属化的压印结构的区域增加小于20％。
根据一种优选实施方式，压印结构具有至少2μm至3μm的高度或深度。如果通过待压印的结构从压印工具突出的高压印过程将压印结构引入第二压印层中，则压印结构构成第二压印层中的凹陷部。与此相反，如果通过待压印的结构伸入压印工具中的低压印过程将压印结构引入第二压印层中，则压印结构构成第二压印层中的升高部。
根据另外的优选实施方式，在方法步骤[1.9]之后，将另外的金属层施加到所述至少一个颜色层的背离载体的那一侧上。该至少一个颜色层通常由上光的颜色构成，这些上光的颜色的光辉、光度、色彩饱和度和/或对比度通过施加沿观察方向位于其后方的另外的金属层来提高。
该一个或多个颜色层可以构成宏观的多色图案，该图案仅在预定义的视角范围的条件下出现。
特别优选也可以实现的是，在不同的观察条件下，两个或多个彩色图案交替出现。为此在蚀刻金属下方涂覆光敏颜色，这些光敏颜色例如通过从定义的入射角激光曝光改变其色彩。
此外可以在这些另外的金属层后方隐藏另外的防伪特征、例如磁性层，这些防伪特征在光学上不能被伪造者识别出。
根据另外的优选实施方式，微成像元件由聚焦元件例如透镜或凹面镜构成，并且压印结构至少部分布置在微成像元件的焦平面内。聚焦元件也可以设计为不具有表面形貌，方式为聚焦元件由折射率为n1的材料构成，该折射率优选与包围、镶嵌聚焦元件的基体的折射率n2相差至少0.3。
根据另外的优选实施规定，第一压印层和第二压印层分别由压印漆构成，该压印漆被印刷在载体上。
载体特别优选由塑料膜构成，该塑料膜例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成。
本发明意义上的半透明是指物体如衬底或塑料膜允许入射的光以某个确定的比例通过。如果光入射到物体的一侧上，则光的某个确定的比例被允许穿过直至物体的另一侧并且从那里再次射出。透过的光相对于入射的光的百分比越大，物体的半透明性就越高。如果该百分比为至少90％，即，物体像窗户的情况那样允许入射光几乎未受到削弱地通过，则该物体被称为是透明的。与此相反，如果物体允许小于10％并且优选大约为0％的入射光通过，即，通过的光相对于入射光的比例较小或者接近或等于零，则该物体被称为不透明或非透光的。
可以使用通过根据本发明的方法制造的防伪元件的有价文件尤其是钞票、股票、债券、证书、凭单、支票、高质量的入场券，但也可以是其它有伪造风险的纸、例如护照和其它身份证明文件，以及信用卡或借记卡等卡片，这些卡片的卡体具有至少一层防伪纸，并且还可以是产品防伪元件、例如标签、封条、包装、折叠盒、包装插页等。
简化的名称“有价文件”包括上述所有的材料、文件和产品防伪手段。
载体的“上侧”或“下侧”是相对的术语，也可以被称为“所述一”侧和“所述相对置的”侧。在这里，“上侧”是指载体的面朝防伪元件的观察者的一侧。这两侧构成载体的总表面的主要部分。这些术语明确不包括载体的侧表面，在载体的厚度只有几分之一毫米的情况下是极小的并且通常不被配设或不能配设有防伪元件或涂层。
本发明意义上的图案是设计为图样形式的并且视觉上可感知的表示。其例如可以形成由数字和/或字母构成的字母数字式的字符串、图形映射、图像、文本或其它字符。该信息特别优选地由正图案和/或负图案构成。在此，在正图案的情况下，图案元件本身被施加到衬底上，与此相反，在负图案的情况下，包围图案元件的区域被施加到衬底上。正图案例如是在浅色衬底上以深色印刷的字母。负图案例如是以深色施加到浅色衬底上的面，该面在该面内具有字母形式的未被印刷区域。
当然，以上提到的和以下还要阐述的特征不仅能以给出的组合而且能以其它组合使用，只要不脱离本发明的由权利要求的保护范围涵盖的范畴即可。
本发明的优点借助以下实施例和补充的附图来解释。这些实施例代表优选的实施方式，但本发明绝不应当局限于此。此外，为了更好地理解，附图中的图示是高度示意性的并且不反映真实情况。尤其地，附图中所示的比例与真实情况不符并且仅用于改善直观性。此外，为了更好地理解，在以下实施例中描述的实施方式被缩减至主要的核心信息。在实际实施中可以使用复杂得多的图样或图像。
详细地示意性地：
图1示出根据本发明的制造防伪元件的方法并且在这种情况下在图1a至图1b中示出各个单独的连续的方法步骤；
图2示出通过根据本发明的方法制造的防伪元件的实施例；
图3示出通过根据本发明的方法制造的防伪元件的另一实施例。
图1示意性地示出根据本发明的制造防伪元件的方法。在这种情况下，图1a示出半透明的载体1，该载体具有上侧O和下侧U。在载体1的上侧上施加有第一压印层2，并且在第一压印层2的背离载体1的那一侧中引入了多个微透镜形式的微成像元件3。在载体1的下侧上施加有第二压印层4，并且在第二压印层4的背离载体1的那一侧中引入了多个压印结构5。第二压印层4在各压印结构5之间的区域6中至少几乎是平坦的。因此，第二压印层4的背离载体1的那一侧具有至少几乎平坦的表面，压印结构例如通过由现有技术已知的压印方法引入了该表面中。
在图1b中，已将金属层7整面地施加到第二压印层4的背离载体1的那一侧上，并且该金属层已通过蚀刻过程从压印结构5上被洗去。因此，金属层7仅仍然存在于第二压印层4在各压印结构5之间至少几乎是平坦的区域6中。
在图1c中，已将颜色层8施加到金属层7和区域6上。在这种情况下，防伪元件示出单色图案。
备选地，根据图1d也可以将两个颜色层9和10施加到金属层7上。在这种情况下，防伪元件示出双色图案。
图2示出通过根据本发明的方法制造的防伪元件的一个实施例，其中，在图1d中的金属层7上整面地施加有另外的金属层11。
另外的金属层11提高颜色层9和10的光泽、亮度、色彩饱和度和/或对比度。此外可以在另外的金属层11后方隐藏另外的防伪特征、例如磁性层12，这些防伪特征在光学上不能被伪造者识别出。
图3示出通过根据本发明的方法制造的防伪元件的另一实施例。在这种情况下，微成像元件不由能够容易被伪造者仿制的暴露的透镜构成。而是，微成像元件由高折射材料制成的透镜12构成，这些透镜完全嵌入由低折射的介质制成的压印层2中。
Claims (7)
1.一种制造用于安全纸、有价文件或类似物的防伪元件的方法，其中，[1.1]提供半透明或透明的载体(1)，该载体具有上侧和下侧；
[1.2]将第一压印层(2)施加到所述载体(1)的所述上侧上；
[1.3]将多个微成像元件(3、12)引入到所述第一压印层(2)的背离所述载体(1)的那一侧中；
[1.4]将第二压印层(4)施加到所述载体(1)的所述下侧上；
[1.5]将多个压印结构(5)引入到所述第二压印层(4)的背离所述载体(1)的那一侧中，其中，所述第二压印层(4)在各压印结构(5)之间至少几乎是平坦的；
[1.6]其中，所述压印结构(5)与所述微成像元件(3、12)一起在所述载体(1)的所述上侧前方成像图案，其中，该图案的位置取决于视角；
[1.7]将金属层(7)整面地施加到所述第二压印层(4)的背离所述载体(1)的那一侧上；
其特征在于，
[1.8]将所述金属层(7)通过蚀刻过程从所述压印结构(5)上去除，并且所述金属层保留在所述第二压印层(4)在各压印结构(5)之间至少几乎是平坦的区域(6)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在另外的步骤[1.9]中，将至少一个颜色层(8、9、10)施加到所述压印结构(5)和所述区域(6)上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将另外的金属层(11)施加到所述至少一个颜色层(8、9、10)的背离所述载体(1)的那一侧上。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述压印结构(5)具有至少2μm至3μm的高度或深度。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，相对于所述第二压印层(4)在垂直于所述第二压印层(4)的投影中的面的例如1mm2的单位面积，所述第二压印层(4)的表面在所述压印结构(5)的区域中比各压印结构(5)之间的至少几乎平坦的区域增加至少20％。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述微成像元件(3、12)由聚焦元件例如透镜或凹面镜构成，并且所述压印结构(5)至少部分布置在所述微成像元件(3、12)的焦平面内。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述第一压印层(2)和所述第二压印层(4)分别由压印漆构成，该压印漆被印刷在所述载体(1)上。
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