专利名称：：安全元件的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种安全元件，特别涉及一种用于钞票的安全元件，这种安全元件具有载体材料和磁代码(magneticcode)和/或基于导电性的独立代码(下文中称为导电代码conductivitycode)，以及附加的光代码(opticalcode)。本发明还涉及一种安全凭证(securityclocument)，特别涉及一种具有安全元件的钞票。具体地说，安全元件是一种安全丝(securitythread)。安全丝作为安全特征被广泛用在各种不同产品中，尤其是证券纸(securitypapers)中。一种公知的必须满足极高安全需求的应用是嵌入纸币中的安全丝，在大多数情况下的光代码构成了在透射光下能用肉眼检验的正(positive)或负字样(negativewriting)。光代码可以替代由光学装置检验的代码，或可以是一种附加的代码，特别是一种条形码(WO99/28852)。
背景技术：
：为了防止仿造安全丝，安全丝除了光代码外，通常还具有其它安全特征，特别是具有导电覆层和/或具有磁特性的覆层，所述覆层被设置在其它层的上面。这种安全特征由机械来检查，所以也称之为“机械特征(machinefeatures)”。光代码通常由机械特征本身构成，构成的方法是使相关覆层形成正字样或通过在覆层内的对应间隙形成负字样。形成光代码的常规方法是对已金属化的丝进行部分脱金属作用，从而同时去除具有磁特性的层(EP0748896A1)，或沉积具有磁特性的层，以便不与脱金属区相互干扰，或者将该层形成得很薄，以至尽管有磁性层，安全丝的脱金属区在透射光下也可通过视觉识别(EP0498186A1)。不采用使安全丝真空金属化的方式生产导电层，也能给导电覆层施加有金属着色的印刷油墨，如银青铜(EP0516790B1，图8)。另外，还可利用碳黑颗粒的混合物使磁性层导电，从而可通过印刷一个单层就能同时形成所有三种安全特征，即磁、导电、负字迹特征。此外，以形成特殊代码的方式应用具有磁特性的层也是已知的(EP0914970A2)。所述磁代码可由磁性材料或可由磁控电阻器检测的材料形成(EP0610917A1)，代码可检测不仅是由于材料的局部分布，而且还由于不同的磁阻特性(EP0610917A1)，或不同的磁性层厚度(EP0914970A2)或不同的磁特性，如剩磁特性或矫顽特性(WO99/28852)。另外，从WO99/28852中可知，不仅可采用特殊代码形式的磁性覆层，而且还可通过在确定部分中应用导电金属层来产生特殊导电代码。如果不需要在透射光下看出光代码，磁性覆层可以具有例如利用传统油墨印刷在磁性层上的对应文字，以取代负字样形式的间隙(EP0610917A1，EP0748896A1)。通常所说的安全丝是具有潜伏的伪币制造者不能意识到的所存在的机械特征的丝。但由于磁代码通常具有与带金属光泽的导电金属覆层不同的总体外观，因而这是不容易避免的。因此，WO99/28852提出以套准(exactregister)的方式堆叠地设置磁性层和导电金属层，从而使它们彼此完全隐蔽(conceal)。这种方法只有在只从一个侧面观察安全丝或至少具有一个不透明基板材料时才能成功。对于钞票中的安全丝来说，在透射光下测试其光代码，但安全丝通常是透明的，所以由于观察侧不同，结果会呈现不同的外观。在安全丝两侧可见的情况下，EP0516790B1和EP0748896A1提出用导电材料完全覆盖磁性覆层的两侧，从而可在反射光和透射光下，在纸上形成同样的外观。EP0914970A2采用了不同的隐藏方法。该文献提出，通过在磁性条之间的区域内提供相同磁性材料的掩蔽条(maskingbar)来“掩蔽”磁性条码，这种掩蔽条只在材料的厚度上、因而在磁特征的强度上不同于构成磁代码的条。这样，由于潜伏的伪币制造者乍看起来会设想掩蔽条是磁代码的一部分，所以在光学上受到蒙蔽。但是，安全丝的生产质量和用于测试安全丝的测量装置的质量必须满足能可靠地识别掩蔽条的非常高的要求，而不取决于磁代码。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种安全元件，特别是一种用于钞票的安全元件，这种安全元件不容易显示出所有的安全特征，并很容易制造和可靠检测。本发明利用一个具有独立权利要求的特征的安全元件来解决所述问题。在从属权利要求中陈述了本发明优选的实施方式及其改进。本发明的安全元件的安全特征的隐蔽其中包括在载体材料上应用不同的安全特征，并形成在光学上、即用肉眼相互不可区分的、材料的不同安全特征。载体材料可以是不透明的或透明的材料，优选塑料，最好是透明塑料。特别应指出的是，本发明之所以能进行隐蔽是由于除了设置可技术测试的安全特征(“机械特征”)、即除了设置具有导电材料的覆层和/或具有磁性材料的覆层外，还设置不带特有的物理特性的机械特征的覆层，即设置不导电或不具有特殊磁特性的另一覆层。所述另一“中性”材料覆层至少还包括安全元件的未被机械特征覆盖的区域。由于观察者不能在各材料之间进行区分，所以他面对可用视觉识别的图案、如条形码或符号的组合(下文称“光代码”)，所看到的是由机械特征覆盖的区域和由中性材料覆盖的区域结合构成的图案。因此，观察者不能看出在光代码中是否有机械特征或机械特征可能位于何处。可用简单的方式使机械特征区域和由中性材料覆盖的安全元件的区域彼此分开。但是，若使这些区域靠近或优选部分相互重叠或最好完全重叠则隐蔽效果更好。一个特别优选的实施方式提供的安全元件是安全丝，并且该丝的各纵向部分具有至少一种代码材料，以使这种看起来相同的材料覆盖安全丝的全部长度。所述连续覆层最好具有作为光代码的负字样形式的间隙。在这种情况下，观察者乍看起来会认为他面对的是传统的、具有负字样形式的常规间隙的、完全覆盖的安全丝。如果不同的覆层材料是以看起来相同的印刷油墨为基、且与具有可在试验机上试验的特征(machine-testablefeatures)的颗粒相混合，则本发明的安全元件的生产非常简单。不必用复杂的脱金属方法(elaboratedemetalizingmethod)形成与光代码有关的安全元件的未覆盖区域，而可简单地不进行印刷。因此，本发明特别适用于嵌在纸内的、在透射光下可见的透明安全丝。为了提高在透射光下的对比度，可在试验机上试验的覆层材料和中性材料可以是不透明的，优选是黑色的，并且最好以相同的印刷油墨为基。此外，还可将另外一些安全特征、特别是热致变色的和/或发光的安全特征结合到所述安全元件中。按照本发明的一优选实施方式，所述安全元件是一种安全丝，即安全元件具有能至少部分地埋在如纸币之类的凭证材料内或可设置在表面上的线或条的形式。下面将参照该优选形式描述一些实例。当然，在本发明的范围内也可提供任何其它期望的外形的安全元件。下面将参照附图的实例描述本发明。为清楚起见，附图显示的比例不必与实际的和原始的尺寸关系对应。图1表示具有连续的导电覆层的安全元件，该导电覆层上印制有磁代码，并在导电覆层内具有光代码；图2表示具有磁性覆层的安全元件，该磁性覆层上印制有导电代码，在导电代码和磁性覆层内具有光代码；图3表示具有相互隔离的磁代码、导电代码和光代码的安全元件；图4表示具有被磁代码部分叠加并与之构成光代码的导电代码的安全元件，该安全元件具有第三覆层；图5表示具有叠加在导电和中性覆层部分的光代码上的磁代码的安全元件；图6表示具有导电代码的连续覆盖的安全元件，在两种代码之间具有磁代码和中性覆层，并且在连续覆层上有负字迹形式的光代码。具体实例方式图1至6中的每幅图都用顶视图及它下面的示意性的侧视图表示安全元件。平面视图表示在顶视图中观察者看到的安全元件的外观，图中用白色或发光安全元件的形式表现，或在透射光中以透明安全元件的形式表现。侧视图表示安全元件的特殊层状结构。如果是安全丝，则宽度通常在1至2微米的范围内。所有图都只表示安全丝的一较短部分，在生产时安全丝通常被制成无限长的丝。在附图中，相同层的材料一律用相同的附图标记代表。图1表示连续导电的磁代码负文体元件(negativetextelement)1。即，光代码20是由安全元件1的连续导电覆层30中构成字符的间隙形成的。安全元件1由透明塑料10构成，这样，如果将安全元件1埋置在例如纸币或另一种安全凭证中，光代码20在透射光下是可见的。连续覆层30上印制特殊磁代码40，从磁代码下面的覆层30的光学外观上看是用肉眼不能区分的。磁代码40例如可形成条形码。在最简单的情况下，所述代码可以是连续的覆层，就像本实施方式中的连续导电覆层30。按这种方式，公正无私的观察者意识不到安全元件不但有光代码20，而且还有磁代码40。按照本发明，由于“磁代码”具有用于通过磁性特性检测安全元件真实性的特殊磁性材料特性，所以“磁代码”指的是任何“磁性覆层”。这种覆层也可以是例如由磁控电阻器确认从而能与安全元件的其它材料区别开来的材料覆层。图1的安全元件共有三种安全特征，即光代码20、磁代码40和连续导电性30。因此是“三重代码”。当然，如果覆层30没有任何特殊的物理特性并且例如是一种中性印刷油墨，本发明的目的也能实现。覆层30应满足的最基本的条件是从光学上分辨不出磁性油墨40的材料。图2表示与图1类似的安全元件1，它由透明塑料作为载体材料10，但用磁性油墨40连续覆盖，该磁性油墨又用导电油墨30的特殊代码覆盖。这种安全元件不用特殊磁代码而采用特殊的导电代码30，这种安全元件不具有连续导电性，而具备连续磁性。与图1中所示的安全元件相反，光代码20不仅在安全元件1的连续磁性覆层40内，而且还在导电覆层30的区域内。由于光代码20是负字样，据此，磁性层40和导电层30都在光代码20的区域内形成间隙。在本实施方式中，连续磁性覆层40也可用中性印刷油墨替代，但这将使安全元件的安全特征数量从三减少到二。由于提高了安全性而观察者和潜伏的伪币制造者也特别隐蔽，所以本发明的此优选实施方式提供三种安全特征，一种光学的、一种磁的，一种导电的安全特征，所述安全特征是用光学不能分辨的覆盖材料形成的，并以印刷油墨的形式通过适当的方法、最好是印刷技术、将其应用于安全元件1上。印刷技术例如是丝网印刷、凹版印刷、平版印刷和苯胺印刷，而最好是丝网印刷和凹版印刷。当然，也可以应用其它合适的方法，如喷雾或蒸镀技术形成安全特征。如果采用蒸镀技术，最好使用真空镀覆方法。图3表示本发明安全元件1的另一实施方式。在这种情况下，光代码20由字符20a和20d及梯形码20b、20c组成。光代码20的单个部分20a至20d分别由安全元件1上的特定覆盖材料形成。部分20a“G&D”由不具有任何物理特性的中性材料的覆层50构成。光代码的部分20b和部分20d“PL”由磁性覆层40构成的。光代码20c又由导电覆层30构成。因此，字符部分20a和20d相互具有不同的物理特性，梯形码20b，20c相互也具有不同的物理特性，但又与字符部分20a，20d的物理特性不同。由于光代码20的涂覆材料相互不能用肉眼区分，所以观察者乍看起来对这些不同特性不会产生任何怀疑。如图1所示，所述覆层处在塑料载体10上。图4表示本发明的安全元件1，它的光代码20由均匀间隔的、具有不同长度的条形码构成。观察者乍看起来会认为这是普通的条形码。但从安全元件1的侧视图中可以看出，各条形码20的条是用不同的覆盖材料形成的，即由导电覆层部分30、磁性覆层部分40和既不具有磁性也不具有导电性的中性覆层部分50形成。因此，元件由于导电覆层部分30而具有导电代码30，由于磁性覆层部分40而具有磁代码40，由于导电、磁性和中性覆层部分30，40，50的总和而具有光代码20。因此，覆层部分50用于实现光代码20，脱离图4来看，如果覆层部分50只靠近磁性和/或导电部分40，30就足够了。然而，这预示着需要较高的生产精度，以避免在各覆层部分之间产生间隙。由于可利用印刷技术进行特殊而简单的生产，所以可较好地处置覆层部分，从而使相邻的覆层部分重叠。在这种情况下可允许有生产误差。如图1所示，所述覆层处于塑料载体10上。图5表示本发明安全元件1的另一实施方式，其中光代码20再包括字符20a和条20b，20c。具有负字样“PL”的条20c由导电覆层30构成，具有负字样“G&D”的条20b由中性、不透明印刷油墨50构成。这样，观察者可能以为中性覆层区域50也是代码的一部分，所以导电覆层30就形成了在特殊的代码形式下不能被观察者识别的导电代码。因此，安全元件具有第三代码，即由在确定部分内的条20a，20b上的印刷磁性油墨40形成的磁代码40。磁代码40的部分区域位于负字样20a之外，以使磁代码40能利用非常简单的现行印刷技术产生标准条形代码。如图1所示，覆层设于塑料载体10上。图6同样表示出本发明的面向观察者的安全元件1，该安全元件1是具有负字样20的连续覆盖的安全元件。安全元件具有导电代码30和与之不同的磁代码40，所述代码由相应的覆层30，40构成。没有被覆层区域30，40覆盖的安全元件的区域预先印上中性不透明油墨50。但实现本发明的目的与覆层的顺序无关，因为在任何情况下，最终的安全元件1被印刷成看上去是完全不透明的，并且即使在透明元件的情况下，从两侧看去也具有相同的外观。如图1所示，覆层设于塑料载体10上。在透明元件的情况下，覆层也可以覆盖在载体材料10的不同侧面。在安全元件上构成磁代码的区域40可根据它们在剩磁强度和/或矫顽磁场强度上的不同分成小类。这些磁性区域的不同类型可利用它们不同的磁特性用识别机器相互区分。小类不同的磁特性和机器可检测特征可利用不同的磁性材料或通过改变材料的数量和/或颜料的分布来进行调整。颜料的分布指的是例如颜料粒度或颜料的填充(密度)。磁性材料可以是硬磁材料，软磁材料，及它们的混合物。能使用的磁性油墨是混有粘合剂的硬磁颜料，如Fe3O4，和软磁粉状油墨，如Fe或NiFe。利用印制技术借助于印刷油墨可产生像磁性区域40一样的导电区域30。这样可具有如下优点导电油墨的光学外观很容易适合于磁性油墨的光学外观。此外，在不需要任何例如复杂的脱金属工艺的情况下，很容易在导电覆层上提供用于形成光代码的间隙或特殊的外形。为了印制导电区域，可使用例如像AchesonIndustries生产的Electridag这样的油墨，或例如像Degussa-HülsAG生产的PrintexXE2B这样的混在粘合剂中的碳黑。权利要求1.一种安全元件(1)，包括一载体(10)，它具有形成第一代码的磁性材料的第一覆层(40)和形成第二代码的导电材料的第二覆层(30)，另外还有至少在确定区域内由第三覆层(50)形成的第三光学可读代码(20)，所述第三覆层(50)由非磁性、非导电的材料构成并覆盖未被所述第一覆层和/或第二覆层覆盖的所述安全元件的至少部分区域，所述三覆层(30，40，50)用肉眼相互不能区分。2.按照权利要求1所述的安全元件，其中，所述载体材料是透明塑料。3.按照权利要求1或2所述的安全元件，其中，所述安全元件是线或条。4.按照权利要求1至3中任一项所述的安全元件，其中，所述非磁性、非导电覆层(50)部分地或全部地与所述第一代码的覆层(40)和/或第二代码的覆层(30)重叠。5.按照权利要求1至3中任一项所述的安全元件，其中，所述非磁性、非导电覆层(50)与所述第一代码的覆层(40)和/或第二代码的覆层(30)邻接。6.按照权利要求1至3中任一项所述的安全元件，其中，所述三覆层(30，40，50)不重叠。7.按照权利要求1至6中任一项所述的安全元件，其中，所述安全元件的各纵向部分设有所述三覆层(30，40，50)中的至少一覆层。8.按照权利要求1至7中任一项所述的安全元件，其中，所述光学可读代码(20)包括负或正字样。9.按照权利要求8所述的安全元件，其中，所述负或正字样只设置在所述安全元件的未被所述第一磁性覆层(40)或未被所述第二导电覆层(30)覆盖的区域内。10.按照权利要求1至9中任一项所述的安全元件，其中，所述三覆层(30，40，50)中的至少一覆层设置在安全元件的两侧。11.按照权利要求1至10中任一项所述的安全元件，其中，所述第一代码的覆层(40)包括剩磁和/或矫顽磁场强度不同的磁性材料。12.按照权利要求1至11中任一项所述的安全元件，其中，所述安全元件具有热致变色的安全特征。13.按照权利要求1至12中任一项所述的安全元件，其中，所述安全元件具有发光的安全特征。14.按照权利要求1至12中任一项所述的安全元件，其中，所述三覆层(30，40，50)的材料是印刷油墨。15.按照权利要求14所述的安全元件，其中，所述印刷油墨是不透明的。16.按照权利要求14或15所述的安全元件，其中，所述导电材料包括混合在粘合剂中的碳黑。17.按照权利要求14至16中任一项所述的安全元件，其中，所述磁性材料包括混合在粘合剂中的磁性颜料。18.按照权利要求14至17中任一项所述的安全元件，其中，所述磁性材料包括软磁粉状油墨。19.一种安全元件，包括一载体材料(10)；一由具有特殊的机器可读代码物理特性的材料的第一覆层(30，40)形成的机器可读代码；和一不同于所述机器可读代码的光学可读代码，该光学可读代码至少在确定区域由第二覆层(50)构成，所述第二覆层由不具有所述第一代码的第一覆层(30，40)的材料的特殊物理特性的材料构成，所述第一覆层(30，40)和第二覆层(50)这样设置使所述第一覆层和第二覆层两者在反射光或透射光下用肉眼可察觉，但用肉眼不能将所述第二覆层(50)与所述第一覆层(30，40)区分开。20.一种包括按权利要求1至19中的任何一项所述的至少一种安全元件的安全凭证。21.一种包括按权利要求1至19中的任何一项所述的至少一种安全元件的钞票。22.用于生产按权利要求1至19的任何一项所述的安全元件的方法，其中，将所述覆层(30，40，50)施加到、优选印制到所述安全元件上。23.按照权利要求22所述的方法，其中，所述覆层是通过丝网印刷工艺印制的。全文摘要本发明公开了一种安全元件，它具有由磁性材料构成的第一代码40和/或由导电材料构成的第二代码30，此外还具有例如作为负字样和/或作为条形码的第三光学可读代码20，该代码20位于磁性和/或导电代码内，或最好与第三中性材料50一起形成，中性材料既不导电，也不具磁性。按照本发明，所有上述三种材料对于观察者而言从光学上都是不能区分的，也就是说，用肉眼不能区分，从而看起来就像用一种材料制成的均匀覆层。文档编号B42D15/00GK1522204SQ02813062公开日2004年8月18日申请日期2002年6月24日优先权日2001年6月28日发明者曼弗雷德·海姆,曼弗雷德海姆申请人:德国捷德有限公司