多层体和用于生产防伪元件的方法_3

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D是在X轴或y轴方向上部分区域的尺寸,并且将网格在 X轴和/或y轴方向上的网格宽度固定在部分区域在X轴或y轴方向上的尺寸D的3/2倍。
[0084] 4)第一凹凸结构的底表面相对于底平面的倾斜角:优选地,部分区域的倾斜角, 尤其是倾斜角AdP/或八7在-45°至+45°,优选-30°至+30°,特别优选-15°至+15° 的变化范围内伪随机地变化,以具体实现闪烁效果。本文中,底平面由X轴和y轴延伸并且 倾斜角4表示在旋转中绕X轴的倾斜角而倾斜角A 7表示在旋转中绕y轴的倾斜角。
[0085] 5)第一凹凸结构的底表面绕垂直于底平面的轴的旋转角:优选该部分区域的旋 转角在-90°至+90°,优选-45°至+45°并且特别优选-15°至+15°的变化范围内伪随 机地变化。
[0086] 6)第一凹凸结构的方位角:变化范围为-90°至+90°,优选-45°至+45°并且 特别优选-15°至+15°。
[0087] 7)凹凸结构的周期P :周期P变化优选达到平均值上下10%,更优选达到上下
[0088] 此外,第一区域或至少第一区域之一还优选具有多个部分区域,并且根据凹凸结 构选择各部分区域中的第一凹凸结构的参数,该凹凸结构根据相应的部分区域伪随机地选 自一组预定的凹凸结构。
[0089] 通过该过程,可产生有趣的光学变化效果,例如带颜色移动、闪烁、微光和3D效 果。
[0090] 该多层体优选作为转移膜、叠层膜或防伪线形成。除了金属层以外,该多层体优选 还具有一个或多个选自下组的其他层:复制层、清漆层、增粘层、粘合剂层、保护性清漆层、 载体层和装饰层。因此,该多层体具有例如载体膜,优选透明塑料膜,例如,由PET、PC、PE、 BOPP制成,厚度为10 μπι至500 μπι ;透明复制层,例如由热塑性或紫外可固化清漆制成;以 及粘合剂层,例如,冷粘合剂层、热熔化粘合剂层或紫外可固化粘合剂层。
[0091] 优选地,该多层体还作为防伪文件(尤其是钞票或ID文件)的防伪元件形成,并 且因此形成例如贴片或条的形式。此外,多层体还可以形成防伪文件,例如钞票、卡片(例 如,信用卡、ID卡)或ID文件。防伪文件还可以是标签,其包装于商品、票据、证明或印花 税票。
[0092] 如果多层体作为转移膜形成,则该多层体的部分区域优选通过压印形成图案的方 式压印在基材上。如果多层体具有例如均匀的第一凹凸结构,其产生上述颜色效果之一,例 如在旋转中从红色到绿色的颜色变换,则通过用相应的形状(例如钻石形状)压印,就能在 目标基材上产生具有这种颜色效果的该形状(例如钻石)的元件。此外,在这种情况中,还 可以通过非特异性层叠辊的方式将多层体施用于基材的整个表面上。此外,在本文中,特别 优选多层体压印的基材的表面具有表面结构,尤其是具有粗结构或亚光结构,并且对压印 压力进行选择,使得第一凹凸结构的底表面在压印期间按照粗结构或亚光结构变形。
[0093] 此外,还可以并优选在一个操作中用素压印模头在形成粗结构的压印表面中加工 多层体。在此对压印压力进行选择,使得在素压印模头压制时,第一凹凸结构的底表面按照 素压印模头的粗结构变形。该方法还可以通过对第一凹凸结构的底表面的相应变形在后续 工作步骤中随后对多层体进行定制,并且从而将如上所述的其他光学效果引入防伪元件或 防伪文件中。
[0094] 通过参考附图辅助下的几个实施方式的以下实施例来解释本发明。
[0095] 图Ia显示了具有防伪元件的防伪文件的俯视图。
[0096] 图Ib显示了图Ia的防伪文件的截面图。
[0097] 图2显示了防伪元件切割断面的截面图。
[0098] 图3显示了防伪元件切割断面的截面图。
[0099] 图4a显示了凹凸结构的示意图。
[0100] 图4b显示了图4a的凹凸结构的俯视图。
[0101] 图4c显示了凹凸结构的截面图。
[0102] 图4d显示了凹凸结构的截面图。
[0103] 图4e显示了表示表面中形成了凹凸结构的金属层的反射特性的图。
[0104] 图4f和4g各自显示了凹凸结构的截面图。
[0105] 图5a和5g显示了表示表面中形成了凹凸结构的金属层的反射特性或透射特性的 图。
[0106] 图6a显示了防伪元件切割断面的截面图。
[0107] 图6b显示了防伪元件切割断面的截面图。
[0108] 图6c显示了表示图6a的防伪元件的反射性质的图。
[0109] 图6d显示了防伪元件切割断面的截面图。
[0110] 图6e和图6f显示了表示防伪元件的反射性质的图。
[0111] 图7a显示了防伪元件的俯视图。
[0112] 图7b显示了在施加两个含染料或荧光物质的层后图7a的防伪元件的俯视图。
[0113] 图8a和图8b显示了防伪元件的区域的俯视图。
[0114] 图9a和图9b显示了防伪元件的区域的俯视图。
[0115] 图9c显示了表示图9a和b的防伪元件的反射性质的图。
[0116] 图IOa和图IOb显示了防伪元件的区域的俯视图。
[0117] 图11显示了包含由几个部分区域形成的第二区域,和第一区域的防伪元件的切 割断面的俯视图。
[0118] 图12a显示了转移膜的截面图。
[0119] 图12b显示了用于将图12a的转移膜压印到基材上的排布的截面图。
[0120] 图12c显示了图12a的转移膜的转移层的切割断面的俯视图。
[0121] 图12d显不了在压印后图12b的基材的切割断面的俯视图。
[0122] 图13显示了防伪元件切割断面的截面图。
[0123] 图14a显示了其中用由几个部分区域形成的凹凸结构覆盖一定区域的防伪元件 的切割断面的示意图。
[0124] 图14b显示了表示具备图14a的部分区域的凹凸结构的底表面的取向的示意图。
[0125] 图Ia和Ib显示了防伪文件1。防伪文件1优选是钞票。然而,防伪文件1还可以 是例如ID文件、产品保证的标签、ID卡或信用卡、预付卡、商品的吊牌或证明,尤其是软件 证明。
[0126] 防伪文件1具有载体基材10和施用于载体基材10的防伪元件2。
[0127] 载体基材10优选是纸质基材,例如,层厚度为50至500 μ m。然而,基材10也可能 是塑料基材或由一个或多个塑料和/或纸质层组成的基材。此外,除了防伪元件2以外,还 可以将一种或多种其他防伪元件施用于基材10或整合到基材10的层结构或层中。因此, 基材10具有例如一个或多个作为其他防伪元件的以下元件:水印、防伪印、防伪线、具有一 个或多个起到例如全息或衍射光学结构作用的防伪特征的贴片。
[0128] 在图Ia和图Ib的实施方式中,防伪元件2具有条状形状并且延伸至防伪文件1 的整个宽度或长度。此外,防伪元件2覆盖基材10的窗口区域12,其中基材10具有凹陷或 通孔或透明形成。因此,在该区域中,从防伪文件1的前侧观察和从后侧观察时防伪元件2 都是可见的。然而,防伪元件2也可能具有另一种形状,例如,形成贴片,或没有排列在防伪 文件1的窗口区域而是完全施用于基材10的不透明区域上。
[0129] 防伪元件2优选是具有载体基材、金属层、一种或多种任选的装饰层和粘合剂层 的叠层膜,叠层膜通过粘合剂层固定于基材10。载体基材优选是具有10 ym至500 μπι,尤 其是15 ym至150 ym的层厚度的透明塑料膜,例如由BOPP或PET或PC (聚碳酸酯)制成。 粘合剂层优选是热熔化粘合剂层、冷粘合剂层或紫外可固化粘合剂层,或热固化或热交联 粘合剂层,或具有热塑性和热和/或辐射固化组分的混合粘合剂层。
[0130] 此外,防伪元件2也可能作为转移膜或转移膜的转移层形成。在这种情况下,还在 载体层和金属层之间提供脱模层,或者不提供载体膜。此外,防伪元件2也可能作为防伪线 形成并且如图Ib所示,不施用于基材10的表面,而是至少包埋在基材10的区域中或者交 替排列在基材10的上侧和下侧。在这种情况下,防伪元件2优选由载体膜、金属层、一个或 多个任选的装饰层和任选的增粘层组成,在防伪元件2的上侧和/或下侧提供增粘层。
[0131] 此外,也可能由基材10的层来提供防伪元件2,尤其是如果防伪文件1是卡片形式 的防伪文件。在这种情况下,防伪元件由金属层和一个或多个任选的起到下述功能的装饰 层组成。
[0132] 防伪元件2优选具有至少在区域中提供金属层的一个或多个区域31、32、41和42。 至少在一定区域中在金属层的朝向防伪文件的上侧的表面中和/或在金属层的朝向防伪 文件1的下侧的表面中形成光学活性的表面凹凸。在一个或多个区域31和32中,在本文中 由第一凹凸结构形成该表面凹凸,在由分配的方位角确定的至少一个方向上,其具有一系 列的凸起和凹陷,其中的凸起以间隔周期P互相连续,P小于可见光的波长。在下文中再次 参考多个实施方式解释该第一凹凸结构的更精确结构。在一个或多个区域41和42中,由 选自下组的第二和/或其他凹凸结构形成表面凹凸:衍射凹凸结构、全息凹凸结构、镜面、 亚光结构、宏观结构、透镜或微透镜网格。此外,还可以不在一个或多个区域41和42中的 金属层的表面中形成第二和/或其他凹凸结构,而是在防伪元件2的两个透明层之间形成, 它们的折射率相差超过0.2,或者在具有高或低折射率介电层(例如ZnS层)的表面中形 成。
[0133] 在本文中,区域32和42至少在一定区域中与窗口区域12重叠,结果至少在一定 区域中能从防伪文件1的上侧和下侧看到区域32和42中的防伪元件2。在区域32和42 中,在从防伪文件1的上侧观察的情况中、在从防伪文件1的下侧观察的情况中和/或在透 射光的观察中,由第一或第二凹凸结构产生的光学效果因此是可见的。区域31和41优选 没有排列在窗口区域12中。因此,优选仅在从防伪文件1的前侧观察反射光的情况中能看 到由区域31或41中的第一凹凸结构或第二凹凸结构形成的光学效果。
[0134] 此外,防伪文件2也可能具有其他防伪特征,例如具有防伪印、一个或多个含光学 可变颜料的层、一个或多个含荧光或磷光物质的层或者一个或多个提供机器可读防伪特征 的层,例如,条形码、磁条、机器可读颜料、特征物质或标签。
[0135] 也如图Ia和图Ib所示,区域31、32、41和42代表防伪文件1或防伪元件2的区 域,其产生防伪元件2的俯视观察,即,形成垂直于由防伪文件1或防伪元件2的上侧或下 侧所定义平面的方向观察的区域。这也适用于本文所述的其他区域、域和部分区域。
[0136] 此外,以图Ia的示例表示区域31、32、41和42的数字及其形成类型,结果区域31、 32、41和42可具有另一种形状,可以另一种数字提供,并且此外,如果仅在防伪元件2中提 供一个区域31或一个区域32也是足够的。
[0137] 在下文中参考图2通过示例的方式解释部分区域31中的防伪元件2的结构。
[0138] 图2显示了防伪元件1的切割断面,其具有上侧201和下侧202。此外,防伪元件 2具有金属层21-其任选地也仅仅部分提供-在朝向上侧201的表面中形成凹凸结构61和 /或在朝向下侧202的表面中形成凹凸结构61。如图2所示,在本文中,凹凸结构61优选 在金属层21的两个表面中形成。
[0139] 除了金属层21以外,防伪元件2优选也具有一个或多个图2中未显示的层,例如 复制清漆层、一个或多个清漆层、一个或多个增粘层和一个或多个其他装饰层。
[0140] 金属层21的上表面优选形成防伪元件2的上侧201,或者在上侧201和金属层21 之间提供的防伪元件2的一个或多个层至少在区域31中形成(透明或半透明),并且至 少在区域31中,优选在人眼可见的波长范围中具有超过30%,尤其是超过50%,优选超过 80 %的透射性。
[0141] 在防伪元件2的生产过程中,向例如优选透明的载体膜上施用优选透明的复制清 漆层,任选地在之间具有优选透明的增粘层。然后通过紫外复制或通过热/压力的方式在 至少一定区域中在复制清漆层中形成表面凹凸。凹凸结构61在此作为区域31和32中的 第一凹凸结构形成,并且任选地在区域41和42中形成上述第二凹凸结构。然后通过例如 真空气相沉积的方式施用金属层21,并且任选地通过脱金属方法的方式结构化图案化。然 后,任选地施用优选透明的保护性清漆层和/或粘合剂层。此外,如上所述,还可以在防伪 元件2的生产期间将另一个或多个其他层引入防伪元件2中。
[0142] 在由分配的方位角确定的至少一个方向上,凹凸结构61具有一系列的凸起612和 凹陷614,其中的凸起以间隔周期P互相连续,P小于可见光的波长。凹凸结构61具有在垂 直于底表面的方向上由凹凸结构61的凸起612的最高点613到底表面的间隔确定的凹凸 深度t,底表面由凹凸结构61的凹陷614的最低点615确定。
[0143] 从衍射公式中得到以下的关系,其中m代表衍射级(m = 0,+l,+2,...),θπ代表 衍射角并且Θ in。代表入射光的角度:
[0145] 如果P < λ (并且m不等于〇),则从垂直入射光的情况中由此得到以下结果:
[0147] 可以看出在周期P落入λ至λ/2的情况中,在几乎全部的观察情况中,不再发生 较高衍射级的光的衍射,并且如果P < λ/2,不会以其他角度发生较高衍射级的衍射,结果 "经典"衍射现象仅仅是次重要的。
[0148] 现在对凹凸结构61进行选择,使得周期P选择落在200nm至500nm,具体是220nm 至400nm并且优选220nm至350nm的范围内。优选选择凹凸结构61的深度t为80nm至 500nm,尤其是IOOnm至400nm并且特别优选150nm至300nm。
[0149] 金属层21优选由铝、铜、金、银、铬或含这些金属的合金组成。
[0150] 优选选择金属层的厚度d为IOnm至100nm,尤其是15nm至80nm并且特别优选 20nm 至 50nm〇
[0151] 凹凸结构61优选由线性光栅、交叉光栅、六角光栅、圆形光栅或更复杂的光栅形 状形成。
[0152] 如图2所示,相对于底表面616的表面法线,凹凸结构61的颜色印象或颜色效果 在直接反射中是可见的,即在镜面反射或a in= α Μ的条件下,a in是入射光51的角度并 且a ex是直射光52的角度。优选地,通过对凹凸结构61的凹凸深度t和轮廓形状的相应 选择,如果入射角和出射角同时从例如10°变为30°,则还产生可清楚识别的颜色变化。 这种颜色变化也易于由非专业人员证实并且特别易于在衍射光中识别。有时发生从一种颜 色(例如,红色)到另一种颜色(例如,绿色)的变化,有时发生从具体具有高颜色饱和度 的深色(例如,深黄色)到具体具有低颜色饱和度的浅色(例如,浅黄色)的变化,并且有 时颜色变为银色,具体是非彩色的颜色印象。
[0153] 优选对凹凸结构61的轮廓形状进行选择,使得反射光谱的边缘较强,尤其是在 50nm的波长范围上具有超过10%,优选超过15 %的反射率变化。反射光谱中的至少一个边 缘或侧翼的平均间距因此优选在至少50nm的波长范围上超过2% /10nm。此外,反射光谱 优选具有宽度为至少50nm的第一区域,其具有低于15%,优选低于10 %的反射率,以及具 有宽度为至少l〇nm,至多200nm(反射边缘)的第二区域,其具有第一区域中至少2倍高,优 选2. 5倍高的反射率。此外,第二区域为至少20nm宽,优选至多150nm宽。
[0154] 在本文中,100%反射优选定义为金属层在光滑表面(即,无结构的边界表面)上 除另有说明以外相同的框架条件测量的反射率(例如,包埋或表面上的金属层等)。
[0155] 现在已经惊讶地发现,凹凸结构61的轮廓形状对于在直接反射中实现清晰可见 的颜色印象而言是非常重要的。现在参考图4a至图4g在下文中更详细地解释了这点:
[0156] 图4a显示了在X方向上和与X方向垂直的y方向上在例如各种情况中周期P为 350nm并且例如凹凸深度为200nm的交叉光栅形式的凹凸结构61的3D示意图。因此,图4a 中显示的凹凸结构61在X方向和y方向上具有一系列的凸起612和凹陷614。在本文中, 凸起612的最高点613和凹陷614的最低点615之间的距离确定了凹凸深度。在本文中, 凸起612的最高点613在各种情况中表示最高点,如果凸起在其最高点处存在平坦表面,则 表示凸起613的几个最高点。在各种情况中,凹陷的最低点615表示凹陷的最低点或凹陷 的几个最低点。
[0157] 在本文中,低和高是相对于对其中形成凹凸结构61的金属层21的表面的俯视观 察,g卩,在本文中是相对于从防伪元件2的上侧观察。在此意义上,图4a显示了防伪元件2 的金属层21的上侧的俯视图。
[0158] 如图4a所示,图4a所示的情况中是平坦表面的底表面616由凹陷的最低点615 进一步限定。然而,如下文所述,底表
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