多层体和用于生产防伪元件的方法_5

文档序号:8908516阅读:来源:国知局
受到染 料或荧光物质的不同影响。
[0203] 优选选择层22的层厚度在20nm至2 μ m,尤其是50nm至1 μ m并且尤其优选IOOnm 至500nm的范围内。
[0204] 可通过采用上述的效果实现多种显著并令人惊讶的光学效果。
[0205] 如果使用具有与凹凸结构61相似颜色印象的染料,则可实现以下效果:例如如果 在具有凹凸结构61的区域中对金属层21施用红色染料,该凹凸结构61 (不含染料)在几乎 垂直观察中有红色颜色印象并且在倾斜观察(例如,30° )中有绿色颜色印象,则明显加强 了红色颜色印象。如果层22中的红色染料浓度足够低,则绿色颜色印象保持几乎不变。总 之,这导致了从红色到绿色的更强的可见颜色倾斜效果。对此,已经显示红色染料的浓度非 常低以至于类似地用颜色层涂覆的金属镜显示几乎不变,即没有其他颜色效果或色泽。优 势在于可在整个表面上而不需要部分地施用颜色层并且相对于具有凹凸结构61的区域是 记录精确的。
[0206] 或者,黄色染料也可带来对红色和绿色颜色印象的加强。另外,如果染料的浓度足 够高,则这种在整个表面上施用的黄色染料可在没有凹凸结构61的区域中产生金箔的印 象。
[0207] 根据染料的选择,由此可以靶向的方式改变颜色印象。
[0208] 任选地,染料还可具有其他功能。例如,染料可具有荧光性质,其可使用简单的激 光笔来检测。例如,如果使用Lumogen红作为染料并且用532nm波长的激光笔辐射多层体, 则光点的颜色从绿色(不含染料的区域)变为黄色(含染料的区域)。
[0209] 或者,具体地,仅在已经复制了第一区域的结构之处以更高的浓度施用染料,或者 仅在存在染料之处复制第一区域的这些结构(具有通常的记录容差)。从而能对颜色效果 产生更强的影响而不需要同时对人眼可识别的第一区域外的区域进行染色。
[0210] 这以图6d的示例的方式显示。图6d显示了防伪元件2,其具有金属层21和几个 任选的其他层,尤其是在金属层21下面的复制清漆层,尤其是透明的复制清漆层,一个或 多个其他层,尤其是透明的其他层,例如复制清漆层,一个或多个清漆层和增粘层。在区域 31中,在金属层21中形成凹凸结构61,并且在区域41中形成第二凹凸结构62或镜面。在 金属层21以及防伪元件2的凹凸结构61和层结构的设计中,参考图1至图5f的前述内容。 图6a的防伪元件2还具有含一种或多种染料和荧光物质的层22。在层22的设计方面,参 考前述内容,尤其是关于图6a至图6c。如图6d所示,层22仅施用于区域31中的金属层 21并且因此仅施用于其中在金属层21中形成了凹凸结构61的区域中的金属层21。
[0211] 除了在第一区域中部分施用染料以外,还可以在第一区域内外以不同的浓度施用 染料或者在第一区域内外施用两种不同的染料。
[0212] "记录精度"或"记录精确度"表示表面和/或层的连个区域互相之间的位置精度。 这种位置精度是例如通过所谓的记录标记或记录标记物或其他技术辅助,例如光学传感器 设定的。根据使用的方法,位置精度的容差,即记录容差的大小不同,并且可在例如几微米 至几毫米的范围内。
[0213] 如果选择的浓度高得多,则也大幅加强了凹凸结构61的红色颜色印象。然而,在 倾斜观察中,也存在红色颜色印象。这对应于仅在凹凸结构61的区域中可见的稳定的红色 颜色,从而相对于凹凸结构61的区域记录精度。因此,例如,可同时在区域31和区域41中 在整个表面上施用层22。如上所述,如果在层22中选择相应较低的染料和/或荧光物质的 浓度,人类观察者就不会或几乎不会在区域41中看到红色颜色印象,但在区域31中由于上 述增强效果是可见的。因此,例如,可以比通过印刷方法可能达到的记录精度高得多的记录 精度构成红色颜色印象,并且可相对于例如由第二或第一凹凸结构产生的光学上可变的效 果绝对记录精确地设置。
[0214] 例如,如果使用具有与凹凸结构61不同的颜色印象的染料,则不仅加强,同时也 改变了防伪元件2的颜色印象。如果,例如,对显示红色的凹凸结构施用蓝色染料,则可产 生强紫色颜色印象。
[0215] 此外,还可以对染料的颜色进行选择,使其匹配在较大的反射角度(例如a in= αΜ= 30° )上产生的凹凸结构61的颜色。从而可带来以下特征:例如,如果凹凸结构61 带来颜色变化,其中两种颜色具有非常不同的反射率(其中,例如,在a in= α M=〇°处 的颜色具有比ain= α Μ= 30°处出现的颜色强得多的反射率),则可选择染料的颜色,使 其匹配两种颜色中的较弱者。可由此改善较弱颜色印象的可见度。此外,可以标志、文字或 图像的形式施用带图案的层21并且对染料的颜色进行选择,使其匹配当防伪元件2旋转时 出现的颜色。通过这种方式,例如,可实现在防伪元件2旋转时,标志或图像以较高的发光 强度突然出现。
[0216] 在图6c中还显示了层22对防伪元件2的颜色印象的影响。图6c现在显示了按 照图5a至图5f的凹凸结构61的设计,不含染料(实线)和含染料(虚线)的防伪元件2 在反射中的颜色印象。照射角和观察角为8°。在此,向铝制的金属层21施用150nm厚的 染色聚合物层。该聚合物层含有名为Arcotest测试墨42mN的红色染料,其包埋在聚丙烯 酸的基质中并且被大幅稀释以至于金属层的无结构区域,即镜面区域对人类观察者而言几 乎不变。此外,选择聚合物层的透射率使得在400nm至700nm波长范围内至少90%的入射 可见光通过聚合物层。然而,如图6c所示,含和不含染料的两个测量的反射光谱明显不同。 染料与具有形成的凹凸结构61的金属层的相互作用其一导致,如图6c所示高通边缘偏移 约60nm至较高的波长。同时,反射的强度在600nm波长以上增加。总之,形成更宽的反射 最低点和更强的明显反射边缘,其产生更强的红色调。在α = 30° (未显示),反射边缘 类似地由于染料而偏移至更大的波长。同时,在约535nm处的反射峰的强度降低。
[0217] 图6e和6f显示一个防伪元件2示例的测量的反射光谱,该防伪元件2具备层22, 其具有高浓度的染料以至于防伪元件2看上去被染色。图6e和6f现在显示了按照图5a 至图5f的凹凸结构61的设计,不含染料(实线)和含染料(点线)的防伪元件2在反射 中的颜色印象。在图6e中,照射角和观察角是8°,而在图6f中,照射角和观察角是30°。 在此,向铝制的金属层21施用约240nm厚的染色聚合物层。聚合物层具有黄色染料,尤其 是溶剂黄82,其包埋在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的基质中。黄色染料的浓度非常高使得防 伪元件2在不含凹凸结构61的区域中看似所谓的"金箔"。为了进行比较,在8°条件下在 不含凹凸结构的区域中测量的染色防伪元件2(即,仅在铝上有染料)的反射光谱在两张图 中都以细虚线显示。
[0218] 如图6e所示,黄色染料与具有形成的凹凸结构61的金属层的相互作用在一个方 面导致在560nm波长以上大幅升高的反射强度。反射光谱的边缘也陡峭得多。在另一个方 面,将低于500nm的反射强度压低至低于10%反射。在8°的观察角下,都产生更强并且对 比度更强的红色颜色印象。在30°的观察角下,在这种情况下有更强并且对比度更强的绿 色颜色印象(图6f)。与绿色颜色印象相关的反射峰稍稍偏移至较高的波长并且,最重要的 是,具有更陡峭的边缘。
[0219] 通过使用含一种或多种染料和/或荧光物质的一个或多个层22,例如,因此可实 现参照图7a和图7b解释的效果:
[0220] 图7a和图7b在各种情况中显示防伪元件2的切割断面,其具有几个区域31和包 围它们的背景区域41。在区域31中,如上所述,在金属层21中形成凹凸结构61并且在区 域41中形成与此不同的凹凸结构62,例如全息结构,或镜面。对于周期P而言,凹凸结构 61可以在区域31中相同,或者可以不同。
[0221] 如图7b所示,还在区域81中设置第一层22并且在金属层21附近设置第二层22, 例如,在区域82中打印在金属层21上。在此在区域81中提供的层22具有第一染料并且在 区域82中提供的层22具有第二染料,其中第一染料和第二染料是不同的染料,其具有不同 的颜色。通过区域31中的凹凸结构61与在区域81和82中设置的层22的染料之间的相 互作用得到两种不同的颜色印象,然而,这两种不同的颜色印象确切地限定在凹凸结构61 的区域中,即区域31。在图7b中,这种强颜色印象的出现限于鉴定为黑色的表面区域。防 伪元件2的其他区域,例如区域41上覆盖着没有用层22的染料加以控制的凹凸结构,结果 在这些区域中,颜色效果层22不可见或几乎不可见。为此,优选如上所述对层22的染料浓 度进行选择,使得由这些层印刷并且没有形成像凹凸结构61的凹凸结构的区域几乎不变, 即看上去没有带颜色。或者,可证明具有染料的区域81和82小于区域31。在记录精确的 复制到这些区域81和82的情况中,因而能确保染料仅存在于具有凹凸结构的区域31中。
[0222] 此外,上述的染料或荧光物质与凹凸结构61的相互作用也出现在透射中,结果上 述的图6a至7b的实施方式也可相应转移至图3的防伪元件的设计中。
[0223] 可选择凹凸结构61的参数,具体是周期P、方位角、凹凸深度t、底表面积和轮廓形 状以在区域31或32的整个区域中恒定。因此,例如,以字母"A"的形式形成的区域31可 能在长方形的区域作用被凹凸结构61覆盖,其在垂直观察中显示红色并且在倾斜观察中 显示绿色。此外,提供以字母"B"的形式形成的区域32,其被不同的凹凸结构61覆盖,其在 垂直观察中显示黄色并且这种颜色在倾斜时消失。此外,提供了背景区域41,其中由亚光结 构形成凹凸结构。在垂直观察的情况中,由此在灰色背景上显示红色的"A"和黄色的"B"。
[0224] 此外,这些参数中的一个或多个也可能在区域31或32中变化。因此,例如,凹凸 结构61的周期可能从边缘向区域31或32的中心稍稍增加,并且然后向相反的边缘再次稍 稍减少。在此周期的变化应低于±10 %,更好低于±5 %,尤其是应该在IOnm和50nm之 间。通过这一过程,可以实现移动效果。已经显示凹凸结构61的反射或透射光谱中的陡峭 边缘和峰随着增加的光栅周期移向更大的波长。这种峰偏移或边缘偏移用于上述命名的移 动效果。此外,也设想通过方位角Φ的变化来模仿移动效果。然而,在交叉光栅的情况中, 考虑到方位角仅在0°和45°之间变化,在六角光栅的情况中,方位角仅在0°和30°之间 变化。
[0225] 此外,区域31和32还可以包含一个或多个域,其中选择第一凹凸结构61的一个 或多个参数是不同的。
[0226] 因此,在各种情况中,图8a和图8b显示分别以" I "和"F"的形式形成并且在各种 情况中被分为几个域351、352、353和354的区域35。在域351、352、353和354中,在各种 情况中,选择凹凸结构61的一个或多个参数是不同的,尤其是凹凸结构61的周期P、凹凸深 度t或方位角。此外,一个或多个上述的参数也可能在相应的域351、352、353和354中有 不同的变化,如之前所述的那样。
[0227] 域351、352、353和354的至少一个横向尺寸还优选低于300 μπι,例如低于300 μπι 的宽度和低于2mm的长度。例如,在这种方式中,也可在区域35中实现相反方向上的移动 效果。
[0228] 在图8a的"I"的情况中,"滚动条"效果导致颜色条显示在"I"上移动。例如,当 多层体在视角的方向上倾斜时,"I"的微红色核(具有微黄色或微绿色的外区域)可移动。
[0229] 在图8b的"F"的情况中,甚至可以设计"滚动条"效果使其在"F"的竖条方向上 从左向右移动并且在"F"的横条方向上从上到下移动。这些甚至对于非专业人员而言是非 常明显的效果。
[0230] 图9a和图9b还显示了防伪元件2的区域36,其由两个域361和362组成。在域 361和362中,对凹凸结构61的参数进行选择,使得这些参数在其偏振性质方面不同。因 此,图9c显示具有300nm的周期和150nm的深度的交叉光栅对反射光的TE-偏振组分和反 射光的TM-偏振组分的反射率(在25°的观察角下)。当观察TE-偏振组分时,出现基本 为黄色的颜色印象。如果偏振器转过90°,则看到显示红色的TM组分。平均光谱TE和TM 被看作未偏振的。当不用偏振器观察时,在x/y平面中旋转的情况中,即与方位角无关,凹 凸结构61的颜色印象通常是非常相似乃至几乎相同的。这特别适用于交叉光栅。当通过 偏振器分解时,不一定是这种情况,也可以实现以下设计:当不用偏振器观察时,具有单色 表面,但是当在另一方面用偏振器观察时,显示了其他信息条目。
[0231] 为此,对域361和362中的凹凸结构61进行选择,使得凹凸结构61的方位角Φ 在域361和362中不同,例如,选择域362中的方位角Φ相对于域361转过至少15°。优 选地,当使用交叉光栅时,域361和362中的方位角Φ互相之间设置为转过约45°。
[0232] 通过这一过程,由此可实现防伪特征,其中,在不用偏振器观察的情况中,区域 (例如,区域36)以均匀的颜色显示,但是在通过偏振器观察的情况中,由于不同的颜色变 得可见,出现信息条目,例如域361显示黄色而域362显示红色。
[0233] 此外,通过对凹凸结构61的相应设计,还可以将闪烁效果或微光效果整合到带颜 色的外观中。这在下文中参考图IOa至图IOd说明。
[0234] 图IOa和图IOb显示区域37,其由多个部分区域371组成。部分区域371优选具 有尽可能不规则的形状。在各部分区域371中,按照预定的凹凸结构选择凹凸结构61的参 数,预定的凹凸结构选自一组对相应的部分区域371伪随机的预定凹凸结构。几种凹凸结 构,例如凹凸结构Gl、G2、G3和G4是预定的,其在例如方位角取向和/或其周期及其凹凸深 度上不同。从这组凹凸结构Gl至G4中,对于各部分区域371,然后伪随机地选择凹凸结构 Gl至G4之一并且形成相应的凹凸结构作为各部分区域371中的凹凸结构61。
[0235] 此外,也可通过图11所示的区域排列的方式实现这种闪烁效果。
[0236] 图11显示了防伪元件2的切割断面,其具有由多个部分区域431和区域39组成 的区域,在部分区域431中形成了凹凸结构62,在区域39中形成了凹凸结构61并且其形成 部分区域431的背景区域。凹凸结构62优选由镜面或非彩色结构组成,例如,闪耀光栅,随 机选择其方位角取向。此外,优选在区域39的背景前侧随机排列和/或在其取向(例如其 纵向边缘的取向)方面伪随机地选择部分区域431。从而为颜色表面添加金属闪烁,其具有 与汽车金属漆相似的高品质效果。
[0237] 关于在区域39中形成凹凸结构61的方面,参考前述内容。
[0238] 此外,还可以在部分区域431中形成凹凸结构61并且在区域39中形成凹凸结构 62〇
[0239] 此外,还可以通过压印转移膜的转移层的部分区域的方式来提供防伪元件2。图 12a由此显示了,例如,具有载体膜25、脱模层24、保护性清漆层23、复制清漆层27、金属层 21、保护性清漆层28和粘合剂层26的转移膜3。在金属层21中形成凹凸结构61。关于金 属层21和凹凸结构61的设计方面,在此参考前述内容,尤其是图1至图11。
[0240] 如图12b所示,然后通过压印模头9的方式在基材(例如防伪文件1的基材10) 的表面上形成转移膜3。在压印之后,然后将载体膜25与转移层中未经压印模头9抵靠基 材10进行过压制的区域一起剥去。从而可以实现两种不同的效果:在此,首先,在转移膜3 的整个表面上在区域33中提供的具有凹凸结构61的金属层21 (参见图12c)没有完全转 移到基材10上,而仅仅是在压印模头抵靠基材10压制转移膜3的区域中转移图案。在压 印之后,例如,由此产生图12d中显示的具有凹凸结构61的金属层21的设计,即在基材10 上的区域34中提供具有凹凸结构61的金属层21,其以例如数字"50"的形式形成。此外, 根据基材的类型,产生以下的效果:如图12b所示,基材10的表面优选没有光滑和平坦的表 面,而是具有拥有一定表面粗糙度的表面,例如,显示亚光外观,或者其中已经形成粗结构。 现在优选对压印模头9现在抵靠基材10压制转移膜3的压印压力进行选择,使得凹凸结构 61的底表面616根据基材10的表面的凹凸结构变形,例如,像亚光结构或粗结构的形式那 样变形。已经显示,通过这一过程,例如可显著增加能看到区域34中凹凸结构61的颜色效 果的视角,或者可以这种方式通过对粗结构的相应选择向防伪元件2中引入其他动作、形 状变化(变形)或3D效果。
[0241] 或者,还可以通过素压印模头的方式在形成粗结构或亚光结构的压印表面中在其 他操作中加工具有金属层21和其中形成的凹凸结构61的防伪元件2。在此,同样,优选对 素压印模头抵靠防伪元件2压制的压印压力进行选择,使得凹凸结构61的底表面根据素压 印模头的粗结构或亚光结构变形,从而也可通过该过程实现上述优势。
[0242] 此外,甚至在防伪元件2的生产中也可能设计凹凸结
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