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、将该安全元件用于标识和鉴别对象以及用于防止伪造 的应用、以及一种借助于根据本发明的安全元件标识和鉴别对象的方法。
背景技术：
根据现有技术，借助光学方法自动识别对象是公知的。每个人都熟悉例如敷贴在 货物和/或包装上的条形码，并且这些条形码允许用机器标识货物以用于确定例如价格。公知的条形码的代表是在国际标准IS0/IEC 15420中定义的EAN 8码。该EAN 8 码将8位数字的序列以不同宽度的线条和空隙的形式编码。通常，以黑色印刷油墨将线条 印刷在白色载体、例如要标记的对象的包装上或印刷在对象本身上。除了所述EAN 8码以外还有大量其他的条形码，这些条形码除了数字之外也对字 母、特殊字符和控制符进行编码。此外，有些码包含错误识别符和错误纠正符，这些错误识 别符和错误纠正符允许识别信号传输中的错误并且甚至部分地纠正该错误。条形码的一种 改进是2D码，在该2D码中信息不是一维地而是以二维形式被光学编码。2D码的子群形成所 谓的矩阵码。一个公知的代表例如是数据矩阵码，该数据矩阵码在国际标准IS0/IEC16022 中定义。在下文中概述光码这一上位概念下的机器可读光码，如所谓的条形码、2D码和矩 阵码、以及OCR文本(OCR = Optical Character Recognition (光学字符识别))等在光学 上机器可读的码。光码能够以简单的并且成本非常低的方式生成(印刷)并且能够快速并鲁棒地检 测。光码理想地适于标识对象。光码特别适用于对象跟踪(Track & Trace (跟踪&追踪))。 在此，例如将单义的编号分配给对象，从而能够在物流链中的每一站标识对象，并且因此能 够跟踪对象从物流链的一个站到另一个站的运动。然而，光码不提供防伪，因为它能够被简单地复制和复现。目前，为证件、钞票、产品等配备有只能借助专业知识和/或以高技术成本来仿造 的元件以用于防伪。这样的元件在这里被称为安全元件。安全元件优选不可分地与要被保 护的对象连接。将安全元件与对象分开的尝试优选地导致该安全元件的损坏，从而安全元 件不能被滥用。根据是否存在一个或多个安全元件能够检验对象的真实性。这种用于检验对象的 真实性的方法在这里被称为鉴别。在全球范围内建立了光学安全元件，例如水印、特种油墨、钮索(Guilloche)图 案、微缩印刷和全息图。在下列书籍中有关于尤其是但不是唯一地适用于文档保护的光学 安全元件的概要RudoIf L. van Renesse, Optical Document Security,第三版，Artech House Boston/London,2005(第 63-259 页)。在W02005088533(A1)中描述有一种方法，借助该方法，可以依据对象的特征性表 面结构来标识和鉴别该对象。在此，该方法无需附加的装置-例如与对象连接的安全元件-也能进行。在该方法中，激光射线聚焦到对象的表面上，在该表面上方运动(扫描)并 且借助光电探测器探测在该表面的不同位置处以不同角度被不同强度地散射的射线。所检 测的散射射线对于许多不同材料是特征性的并且难以被模仿，因为该散射射线归因于在对 象的制造过程中的随机性。例如，纸质的对象具有制造决定的纤维状结构，该纤维状结构对 于每个被制造的对象来说是唯一的。各个对象的散射数据被存储在数据库中，以便能够在 稍后的时刻鉴别该对象。为此，对象被重新测量，并且将散射数据与所存储的参考数据相比 较。方法W02005088533(A1)所使用的对象的随机特征造成非常高级的防伪。然而，该 方法的缺点是必须为所有被检测的对象的散射数据建立大规模的数据库。该数据库在一方 面必须具有大的存储器容量，以便能够存储大量对象的大数据量的散射数据。在另一个方 面，数据库中的数据的存取时间必须是快的，因为所采集的用于鉴别的散射数据必须与数 据库中的所有参考数据比较(l:n匹配)，以便找到正确的数据组。此外，不是每个对象都拥 有可用于根据W0200588533(A1)的方法的表面。因此能够理解，根据现有技术存在用于标识和鉴别对象的不同方法和装置。然而， 借助于光码进行标识的方法和装置由于被用于标识的特征易于伪造而不适于对象的防伪 和鉴别。相反地，来自W02005088533(A1)的鉴别方法虽然具有非常高级的防伪，然而由于 大的数据量以及与之相联系的对IT后端系统(数据库、网络)的高要求使得该鉴别方法不 适于标识和对象跟踪((Track & Track)跟踪&追踪)。此外，该方法不适用于所有对象。
发明内容
因此，从公知的现有技术出发所提出的任务是将光码的优点与根据随机特征的鉴 别的优点相结合。所提出的任务是，提供用于标识和鉴别对象的解决方案，该解决方案可应 用于大量多种多样的不同对象，易于实施，能够建立在现有IT基础设施的基础上，保证高 级的防伪并且此外还是成本低的。令人惊讶地发现，该任务可以通过一种安全元件解决，该安全元件不可逆转地与 对象连接，并且该安全元件包括编码区域和散射区域，其中使用编码区域以借助光码来标 识对象，并且使用散射区域以借助由于随机决定的特征形成的特征性散射射线来鉴别对象。因此，本发明的主题是一种自粘的标签形式的安全元件，所述自粘的标签用于将 该安全元件安装到对象上，该安全元件具有防止无损地将该安全元件从对象上揭下的装 置，其特征在于，该安全元件包括编码区域和被可视化标记的散射区域，其中编码区域具有 光码，并且散射区域具有随机分布和/或取向的散射中心，所述散射中心在用电磁射线照 射散射区域时引起对于所述安全元件来说特征性的和/或唯一的散射信号。应将标识理解为用于单义地识别对象的过程。如果对象被单义地识别，则该对象 可以被单义地分配或者可以进行到所识别对象的单义分配。举例来说，价格或者其目的地 点可以被分配给所标识的货物(对象)。根据表征对象并且与其他对象不同的特征进行所 述标识。应将鉴别理解为检验(验证 所宣称身份的过程。对于对象、文档或数据的鉴别 是确定它们是真实的_也就是未改变的、非复制的或仿造的原件。
如标识那样，鉴别也根据表征对象并且与其他对象不同的特征来进行。用于标识对象的特征以及用于鉴别对象的特征由根据本发明的安全元件提供。编码区域包括为了进行标识所需的特征。为此，该编码区域包括至少一个光码，例 如条形码或2D码或其他可机器读取的光码。该光码优选地对对于安全元件来说单义的标 识编号进行编码。根据该标识编号可以进行安全元件与例如数据库、文件中的条目或者与 其他真实的或可视化物体之间的单义分配，其中所述数据库或文件包含作为参考的特征性 的散射信号。该光码优选地以深色印刷在浅色的背景之上。同样也可以设想相反的表示， 其中光码以浅色印刷在深色的背景上。编码区域的尺寸由所使用的光码的尺寸来确定。编码区域的尺寸通常处于50mm2 至IOOOmm2的范围内。可以设想，根据本发明的安全元件包括一个以上编码区域和/或一个以上光码。根据本发明的安全元件的散射区域的特征为，该散射区域在被用电磁射线照射的 情况下生成特征性的散射信号。应将散射理解为以射束形式落到散射区域上的电磁射线 以不同的方向被反射。平行的射线束在落到平面镜上时被反射并且在此作为平行的射线束 以所定义的角度被反射，而在散射区域的情况下，落上的射线被多个散射中心以不同的方 向反射。在此，根据本发明的安全元件的散射区域的散射中心经历随机分布和/或取向。 应将随机分布和/或取向理解为各个散射中心的位置和/或各个散射中心的取向可以通 过制造过程以不可预测的方式被调节。各个散射中心的位置和/或取向在制造过程中经历 随机波动。因此，各个散射中心的位置和/或取向无法被简单地复现。根据本发明的安全 特征所提供的高级保护基于该事实该安全特征只有以非常高的成本才能被仿制。此外，随 机分布和/或取向负责个别化每个安全元件都由于散射中心的随机分布和/或取向而是 唯一的(个别的)，这在用电磁射线照射的情况下在唯一的、特征性的散射信号中显出。根据本发明的安全元件的散射中心优选地具有1平方微米至0. 001平方毫米的大 小。所述散射中心能够由颜料(例如二氧化钛)或纤维(例如纤维素)形成。根据本发明的安全元件的散射中心优选地由纤维提供，所述纤维具有制造决定的 随机的纤维结构，该纤维结构在用电磁射线照射的情况下引起特征性的散射射线。这样的 纤维结构存在于例如纸、纸板或者纺织品中。优选地使用纸作为纤维。优选地，具有至少一个处于300nm至IOOOnm范围内的波长的电磁射线被根据本发 明的安全元件的散射区域散射。在根据本发明的安全元件的优选实施方式中，散射区域可以可视化地辨认。因此， 使用户明确在哪个位置处进行借助于特征性散射信号的鉴别。由此用户知道，根据本发明 的安全元件的哪个位置必须被提供给用于机器鉴别的装置。此外，该可视化的辨认被提供 为使得该辨认也可以被用于机器鉴别的装置用作为探测散射区域的定位记号。例如可以通过具有实线的边框来可视地辨认散射区域。散射区域的尺寸处于50mm2至IOOOmm2之间的范围内。编码区域优选地实施为矩 形的，其中角可以是经过倒圆的。也可以设想，散射区域被实施为正方形、圆形、椭圆形、卵 形、三角形、五边形或一般的η边形。在优选实施方式中，编码区域和散射区域在空间上彼此分开。然而也可以设想，编码区域和散射区域完全地或部分地重叠或者一个区域完全地包括另一个区域。根据本发明的安全元件优选地实施为自粘的标签，以便能够被安装到许多不同的 对象上。应将自粘的标签理解为具有粘贴层的平坦的复合物，该粘贴层借助粘贴实现标签 和对象之间的连接。此处，应将平坦的本体可以理解为如下本体该本体的两个空间伸展 (长度、宽度)是另一空间伸展(厚度)的至少10倍、优选至少50倍。应将复合物理解为 由两种或两种以上互相连接的材料制成的本体。这些材料之间的连接优选地通过层压和/ 或粘贴来实现。根据本发明的安全元件具有由至少4层组成的层结构粘贴层、含纤维层、印刷层 和保护层。利用粘贴层连接根据本发明的安全元件与对象。该粘贴层适应于对象的材料特 性，以便实现安全元件与对象的良好连接。含纤维层包括至少一种纤维，该纤维用于吸收印刷油墨(染料、颜料)并且同时提 供随机分布的和/或取向的散射中心。在印刷层中引入颜料和/或染料，该颜料和/或染料形成编码区域内的光码并且 必要的话也形成其他的印刷图像、文字、标志等等。根据本发明的安全元件具有保护层，该保护层朝向外界并且保护下面的层免受有 害的环境影响(潮湿、机器应力、UV射线等等)的损害。该保护层对于可见电磁射线的至 少一部分是透明的，以便能够观察印刷层、用机器读取光码、用电磁射线照射散射区域、以 及接收特征性的散射信号。优选地，保护层对于具有至少一个处于300nm至IOOOnm范围内 的波长的电磁射线是透明的。应将透明理解为具有至少一个波长的电磁射线的穿透层的份额大于具有至少一 个波长的电磁射线的被该层吸收或在该层的界面上被反射的份额的总和。因此该层的透射 度大于50%，其中应将透射度理解为穿过该层的具有至少一个波长的电磁射线的强度与落 到该层上的具有至少一个波长的电磁射线的强度的比例。根据本发明的安全元件内的各个层不必一定延伸通过整个安全元件。例如，不是 纤维的所有区域都被印刷。尤其是不印刷散射区域。因此，印刷层不延伸通过根据本发明 的安全元件的整个横截面。此外，沿着层序列的这些层不必一定可在空间上清晰地彼此区 分。例如，印刷层的一定份额侵入到纤维的纤维结构中，并且形成包括纤维和印刷层的层。在图2中示出根据本发明的安全元件中的层序列的示例。为简单起见，图2中的 所有层都延伸通过整个安全元件，虽然在实际中情况通常不是这样。所示出的层序列是最下面的粘贴保护层、粘贴层、含纤维层、印刷层、保护层。除了所述层以外的层也是可设想的。为了处理，通常在粘贴层之下安装粘贴保护层。该粘贴保护层避免粘贴层与任意 物体的不期望的粘合。该粘贴保护层在根据本发明的安全元件被安装到对象上之前被去 除。该粘贴保护层通常也用作一个或多个安全元件的载体材料。通常，在一个载体上有大 量的标签状的安全元件。这些标签状的安全元件通常被保持在一个载体带上，该载体带被 卷成卷筒。也可以设想，将多个安全元件存放在弧形的载体上。可以用机器或人工地将安 全元件从该载体施加到对象上。通常将薄膜用作为载体。此外可设想，在印刷层和保护层之间引入另一的粘贴层，该粘贴层将保护层与纤维层和印刷层连接。根据本发明的安全元件的独特性允许对与其相连接的对象进行个别化。因此，根 据本发明的安全元件优选地具有防止将该安全元件无损地从对象上揭下的特征。将根据本 发明的安全元件从对象上去除的尝试导致损坏该安全元件，使得该安全元件不可用。通过 这种方式可以防止赋予对象可测量的个别性的安全元件被转移到另一对象上并且由此被 滥用。通过所述层及其组合和通过刻痕形成用于防止将根据本发明的安全元件转移到 另一对象上的特征。在优选实施方式中，根据本发明的安全特征具有夹层。用于与对象粘贴的粘贴层 和夹层彼此协调，使得将夹层保持在一起的力小于通过粘贴层使安全元件和对象保持在一 起的力。因此，将安全元件从对象上去除的尝试导致夹层在粘贴层从对象上被揭下以前分 开。因此，该夹层是额定断裂位置。在根据本发明的安全元件的优选实施方式中，夹层由纤 维形成，该纤维不可逆转地沿着层被撕开并且在此形成明显的撕痕，该撕痕显示出揭下尝 试ο在优选的实施方式中，根据本发明的安全元件具有如下的层该层在超过和/或 低于确定的温度极限的情况下经历不可逆转的颜色变化(颜色变化层)。公知的是，粘贴层只有在有限的温度范围内才能施加其粘贴力(有效粘贴范围)。 在低温下，胶粘剂可能变脆并且从而断裂；在高温下，胶粘剂可能软化。这使得潜在的伪造 者能够通过将温度改变到高于或低于粘贴层有效的范围来将安全元件从对象上揭下。因 此，在根据本发明的安全元件的情况下，这种尝试导致安全元件的不可逆转的可见的变化， 该变化显示出攻击尝试。优选地，该不可逆转的颜色变化在低于有效粘贴范围的温度上限至少5开尔文和 /或高于有效粘贴范围的温度下限至少5开尔文时发生。在优选的实施方式中，根据本发明的安全元件具有颜色变化层，该颜色变化层在 超过和/或低于确定的温度极限的情况下使得光码不可读。例如可以设想，颜色变化层在 超过和/或低于温度极限的情况下经历变色，该变色对应于光码的色调。如果颜色变化层 被安装在光码之上或之下，则该色变导致光码不再与其环境有区别，该光码不再可以被机 器检测。同样可以设想，光码本身可以进行颜色变化，该颜色变化导致光码不再与其环境 可视化地相区分。优选地将在超过和/或低于温度极限的情况下的不可逆转的颜色变化与光码的 功能相关联具有如下优点可以在光码的读取过程中以机器方式探测攻击尝试，而不需要 用于探测攻击尝试的其他装置。在优选实施方式中根据本发明的安全元件具有刻痕，这些刻痕在安全元件从对象 上揭下时导致安全元件分开。因此，通过这些刻痕，妨碍/防止安全元件整个地从对象下揭 下。在揭下尝试时作用于安全元件的力通过刻痕有针对性地被导引并且导致安全元件分 开。安全元件的分开优选地是不可逆转的，这例如可以通过如下方式实现刻痕不穿过安全 元件的所有的层，使得在分开不存在刻痕的层时，通过该分开经历不可逆转的可识别的分 离(损坏)。
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在优选的实施方式中，根据本发明的安全元件具有所述特征中的多个，这些特征 防止可逆转地将安全元件从对象上揭下或者显示揭下尝试。根据本发明的安全元件可以被实施为圆形的、椭圆形的、卵形的、或者η边形的。 但是，该安全元件也可以设想为各种其他的任意形状。根据本发明的安全元件的大小为 IOOmm2 至 10，OOOmm2 之间。根据本发明的安全元件可以与下列其他从现有技术公知的安全特征相组合，例如 水印、特种油墨、钮索图案、微缩印刷和全息图。根据本发明的安全元件允许使用已经对光码可用的IT基础设施。根据本发明的安全元件可以简单地并且直观地使用、低成本并且提供高级的防 伪。此外，本发明的主题是将根据本发明的安全元件用于标识和/或鉴别对象以及防 止伪造的应用。为此，根据本发明的安全元件借助粘贴层与对象连接。因为根据本发明的安全元 件被实施为自粘的标签，因此该安全元件可以与多种不同的对象连接。因此，这也使得这样 的对象可用于根据W02005088533 (Al)的方法的标识/鉴别，否则这些对象由于其表面特性 而不适于根据W02005088533(A1)的方法。仅仅根据本发明的安全元件在对象上的存在性就表明相应对象的真实性并且因 此用于防伪。依据安全元件在对象上的存在性，人们可以识别出是否很有可能是真实的对 象，因为安全元件没有从对象上被去除并且被转移到另一对象上。通过特别的形状、颜色、印刷和/或其他可以可视化检测的特征的存在性，人们就 有可能在不借助辅助工具的情况下进行关于对象的真实性的显然性检验。此外，人们能够 在不借助辅助工具的情况下识别根据本发明的安全元件是否是攻击尝试的目标可能存在 颜色变化或可识别的开裂。此外，对象上的根据本发明的安全元件用于标识和鉴别对象。在优选实施方式中，根据本发明的安全元件在被安装在对象上之前被检测。应将 检测理解为，根据本发明的安全元件的散射区域的特征性的散射信号被确定并且以可以以 电子和机器处理的文件形式被存储，其中在存储之前、存储期间或存储之后将包含特征性 散射信号的文件与光码或借助光码被印刷在安全元件上的标识编号相关联。通过这种方式 对安全元件进行登记。该安全元件承载有与包含特征性散射信号的文件相关联的光码。该 文件在这里称为参考数据组。该参考数据组能够包含数字化形式的全部特征性散射信号； 当然也可以只包含一部分，例如信号内的特征性的图案、所谓的指纹。在根据本发明的安全 元件被检测/登记之后，该安全元件被安装在对象上。因为该安全元件不能无损地再次从 对象上去除，所以该安全元件给对象赋予用于标识的个别的编号(光码)以及用于鉴别的 唯一的特征(特征性的散射信号)。将根据本发明的安全元件用于标识和鉴别对象以及用 于对对象防伪的应用至少包括下列步骤(I)确定安全元件的特征性的散射信号，(II)将特征性的散射信号与安全元件的光码相关联，(III)以可机器处理的数据形式存储特征性的散射信号，(IV)将安全元件安装在对象上。
步骤(I)至步骤(IV)优选地以所述顺序执行，其中步骤(II)和步骤(III)的顺 序也可以交换。在步骤(I)中确定根据本发明的安全元件的特征性散射信号。通过用具有至少一 个处于在300nm至IOOOnm范围内的波长的电磁辐射照射散射区域并且探测被散射区域以 不同角度反射的射线部分来进行该确定。优选地，对特征性的散射信号的所述确定借助于 根据W02005088533(A1)的方法进行。根据本发明，在安装到对象上之前进行安全元件的检测。这尤其是具有速度和成 本优势。该安全元件可以在其被制造之后直接被快速地检测。经检测的安全元件可以根据 库存被生成并存放，并且在需要的时候被安装在对象上。借助于根据本发明的安全元件来标识和鉴别对象的方法同样也是本发明的主题。根据本发明的方法至少包括下列步骤(A)读取安全元件上的光码并且确定参考数据组，(B)确定安全元件的特征性的散射信号，(C)将特征性的散射信号与参考数据组相比较，(D)根据步骤(C)中的比较结果输出关于对象的真实性的通知。对象的标识和鉴别优选地用机器实现。步骤(A)用于根据光码标识对象。在步骤(A)中对光码的读取可以利用针对所 使用的光码利用相应的商业通用的扫描器进行。所述结果通常是对象的标识编号。关于 光码的细节，可以参阅大量的关于光码解码的文献(例如C. Demant, B. Streicher-Abel, P. ffaszkewitz, Indutrielle Bildverarbeitung, Springer [iilKli, 1998,133 MR^M^i 页，J. Rosenbaum，Barcode，Technik Berlin出版社，2000，84页及后面的页)。如果对象被 标识，则其身份被验证。与在W02005088533(A1)中所描述的方法不同，特征性的散射信号 不必与所有在之前的时刻已经被检测的对象的散射信号相比较。关于对象的身份的信息可 以被用于有针对性地选出之前被检测的对象的一个或多个散射信号。参考数据组包括一个 或多个有针对性地选出的散射信号，所述散射信号在之前的时刻被确定并且以可机器处理 的数据的形式优选地存储在数据库中。在理想情况下，参考数据组只包括单个散射信号。参考数据组的确定例如可以通过如下方式进行标识编号指明数据库中的一个或 多个条目，在该数据库中存储有参考数据组和/或各个散射信号。在步骤(B)中，确定根据本发明的安全元件的特征性的散射信号。通过用具有至 少一个处于300nm至IOOOnm范围内的波长的电磁射线照射散射区域并且探测被散射区域 以不同角度反射的射线部分来实现该确定。优选地，借助根据W02005088533(A1)的方法实 现特征性的散射信号的确定。步骤(A)和步骤⑶的顺序可以交换。在步骤(C)中，将确定的散射信号与来自步骤(A)的参考数据组的所有散射信号 相比较(鉴别)。确定与当前所确定的散射信号大致相同的那个散射信号。通过借助于安 全元件上的光码来识别对象，可以非常快地确定相应的参考数据组。从而在当前检测的散 射数据与参考数据组的快速l:n匹配的情况下实现鉴别，其中η优选地处于1至1000的范 围内。通常，特征性的散射信号与来自参考数据组的散射信号不是100%的一致。对此，原因例如是如下事实根据本发明的安全元件经历老化过程，并且特征性的散射信号由于 环境的影响而改变。此外，在确定散射信号时不是一直都有可能照射恰好同一个区域，使 得可能在每个鉴别过程中确定轻微变化的散射信号。因此，通常在此确定阈值S。如果特 征性的散射信号与参考数据组的散射信号之间的一致程度例如是S或更大，则视为存在一 致性，如果一致程度低于S，则视为所比较的数据组为不同。因此，所确定的特征性散射信 号如参考数据组的散射信号那样以可机器处理形式、即通常作为数字表而存在。能够基于 完整的数字表或基于来自数字表的特征性特征进行数据组的比较。为此，可以使用例如 公知的模式匹配(Pattern Matching)方法，在该方法中寻找数据组之间的相似性(参见 例如 Image Analysis and Processing :8thInternational Conference, ICLAP '95, San Remo，意大利，1995 年 9 月 13-15 日，会议记录(Lecture Notes in Computer Science), W02005088533(A1), W02006016114(Al), C. Demant，B.Streicher-Abel, P. ffaszkewitz, Industrielle Bildverarbeitung, Springer 出版社，1998，第 133 页及后面的页， J. Rosenbaum, Barcode, Technik Berlin 出版社，2000，第 84 页及后面的页，US 7333641B2, DE10260642A1, DE10260638A1, EP1435586B1)。在步骤⑶中，根据步骤(C)中的比较结果输出关于对象的真实性的通知。在步骤⑶中，例如可以通知该对象是真实的对象还是伪造品。例如有可能的 是，为此使用光信号如果在步骤(C)中所比较的数据组被视为一致，则该对象显然不是伪 造品并且点亮例如绿灯；如果在步骤(C)中所比较的数据组被视为不一致，则显然地该对 象是伪造品并且点亮例如红灯。可替换地，可以利用人类的感官来检测的听觉信号或其他 的通知也是可以设想的。此外可以将一致程度通过打印机、监视器等等输出。
在下文中根据附图和示例更详细地说明根据本发明的安全元件，但不限于这些附 图和示例。图1示意性示出根据本发明的安全元件⑴的优选实施方式，该安全元件⑴包 括编码区域(2)和散射区域(3)。该编码区域(2)包括条形码形式的光码，该光码以深色调 印刷在浅色的背景上。该散射区域(3)可以通过由实线形成的框被辨认出。散射区域(3) 和编码区域(2)在空间上彼此分离。图1中根据本发明的安全元件被实施为圆形。在本示 例中，直径处于40至60mm之间。除了所示元件(散射区域、编码区域、边框)也可以设想 其他的元件，尤其是印刷有文字、图像和符号。图2示意性地以(a)横截面图、(b)横截面的分解图示出根据本发明的安全元件 的优选实施方式的层构造。层序列从最底层开始为粘贴保护层(10)、粘贴层(11)、包含纤 维的层(12)、印刷层(13)和保护层(14)。该纤维层(12)在本情况下除了满足提供尝试揭 下时的额定断层位置(夹层)以外还满足提供随机分布和/或取向的散射中心的功能、以 及吸收印刷油墨(印刷层)的功能。图3示意性地示出在根据本发明的安全元件(1)中引入刻痕。在该实施方式中， 存在三种类型的刻痕在安全元件的径向区域内的径向安全刻痕(20)、在该安全元件跨度 上的波浪形安全刻痕(21)以及在安全元件的边缘区域中的外轮廓刻痕(22)。图4示意性地根据三个示例示出根据本发明的安全元件的哪些层可涉及到刻痕。
10也可以设想刻痕的其他可能性。作为层序列示例性地使用图2中的层序列。刻痕(31)穿 过保护层、印刷层和纤维层。可以设想，还可将该刻痕实施为穿过粘贴层。刻痕(31)类型 的刻痕导致无法完整地将安全元件从对象上揭下。尝试揭下将导致安全元件沿着刻痕线分 开。所示出的刻痕(31)具有的缺点是，该刻痕穿过保护层。因此，例如湿气可能渗入位于 下方的层并且造成损坏。该刻痕(32)穿过印刷层、纤维层和粘贴层。这里不涉及保护层， 因此保护层可以完全地履行其功能。此外，在尝试揭下时保护层将被撕破(不可逆转的损 坏)，这将是可识别的并且将使得能够辨认出揭下尝试。刻痕(33)仅部分地穿过纤维层。 揭下尝试将可从纤维层和保护层中的不可逆转的损坏而被识别出来。图5示意性地示出示例1中的根据本发明的安全元件的优选实施方式的层构造 (细节参见示例1)。图6示出示例1中根据本发明的安全元件的优选实施方式在根据示例2中所述方 法而被测量情况下的特征性的散射信号。
具体实施例方式示例1-根据本发明的安全元件的制造和构造在图5(b)中以分解图形式示意性地示出根据本发明的安全元件的优选实施方式 的构造。由3M公司的特种纸7110 (3M 7110石版纸(Lithopapier)，白色)形成下部区域 (41)。该特种纸是复合材料，该复合材料已经包括粘贴保护层、粘贴层和纤维层的层序列。 该粘贴层是强粘性的丙烯酸酯粘合剂，根据制造商说明，该丙烯酸酯粘合剂对基底(例如 聚乙烯或聚丙烯)的粘附力大于纤维层的坚固性。因此，纤维层充当夹层，该夹层在尝试揭 下时被撕开。特种纸7110在_40°C至175°C的范围内是耐热的。亚光的表面使得能够印刷，并 且因此提供用于印刷光码(和必要的其他印刷图像)的表面。同时，对于特种纸的每个区 域都是唯一的特种纸的纤维结构负责提供随机取向和/或分布的散射中心，使得用具有至 少一个在300nm至IOOOnm范围内的波长的电磁射线对该特种纸的照射产生特征性的散射 信号，该散射信号使得能够对安全元件(或与安全元件相连接的对象)进行鉴别。底漆(42)用于更好地粘附印刷油墨。在这里使用Hewlett Packard公司的产品 Indigo Topaz 10 Solution MPS-2056-42作为底漆。该底漆借助公知的印刷技术(例如数 字印刷)全面地涂覆在特种纸上。在底漆(42)上借助公知的印刷技术(例如数字印刷) 涂覆有颜色变化层(43)和印刷层(44)。该颜色变化层(43)由温度敏感的变换颜料制成， 该变换颜料在温度超过大约120°C的情况下引起由透明向黑色的不可逆转的色彩变换。所 使用的变换颜料可在商业上以名称ThermaFlag W/B从制造商Flexo&Gravure Ink.获得。 该变换颜料优选地只印刷在编码区域中(不同于图5中所示)。在变换颜料上借助公知的 印刷技术(例如数字印刷)印刷光码。保护层(45)形成该复合物的末端。此处，借助公知 的层压方法施加UPM Raflatac公司的层压制件PET Overlam RP35作为保护膜。图5(a)示出安全元件(40)中的刻痕的走向。根据图3存在3种刻痕类型径向 安全刻痕(20)、波浪形安全刻痕(21)和外轮廓刻痕(22)。径向刻痕(22)和外轮廓刻痕 (22)如在图5(a)中示意性示出的那样穿过所有的层，其中只有粘贴保护层(区域(41)的下面部分)被刻痕排除在外。波浪形的安全刻痕(21)只穿过特种纸，其中在这里粘贴保护 层也被刻痕排除在外。示例2-测量根据本发明的安全元件的特征性的散射信号借助在W02005088533(A1)中所描述的方法测量示例1中的根据本发明的安全元 件的特征性的散射信号。根据本发明的安全元件具有根据图1的编码区域和散射区域的形 式、尺寸和空间分布以及根据图3的刻痕，其中散射区域不涉及刻痕。为了测量散射信号，使用来自W02005088533(A1)的根据图1的装置，该装置具有 FP-65/5型F1 expo i ηt 激光器(波长650nm，最大功率5mW)和作为探测器的STM公司的 FT-30型Si-NPN-光电晶体管。该激光器在该安全元件上的射束轮廓(Strahprofile)为线状的，具有长度为 2mm、宽度为20 μ m。由激光器和探测器构成的固定装置在高于散射区域1. 5厘米的区域中 以恒定的速度(如2厘米/秒)垂直于该射束轮廓的长边地被引导。图6示出在探测器(W02005088533(A1)的根据图1的探测器16b)处检测到的与 任意单位的行进路径χ有关的散射射线的强度I。该散射信号对于根据本发明的每个单个 的安全元件来说是唯一的并且因此能够被用于鉴别。附图标记
1标签形式的安全元件
2编码区域，包括条形码形式的光码
3散射区域，通过具有实线的边框被可视化地标记出来
10粘贴保护层
11粘贴层
12含纤维层
13印刷层
14保护层
20径向安全刻痕
21波浪形安全刻痕
22外轮廓刻痕
31穿过保护层、印刷层和含纤维层的刻痕
32穿过印刷层、含纤维层和粘贴层的刻痕
33部分穿过含纤维层的刻痕
413M公司的特种纸7110
42Hewlett Packard ^w] W/feii Indigo Topaz 10SolutionMPS-2056-42
43Flexo&Gravure Ink.公司的变换颜料 ThermaFlag ff/B
44印刷油墨
45UPM Raflatac 公司的保护层 PET Overlam RP3权利要求
一种自粘的将安全元件安装到对象上的标签形式的安全元件，该安全元件具有防止无损地将所述安全元件从所述对象上揭下的装置，其特征在于，所述安全元件包括编码区域和可视化标记的散射区域，其中所述编码区域包括光码，并且其中所述散射区域具有随机分布和/或取向的散射中心，所述散射中心在用电磁射线照射所述散射区域的情况下引起对于所述安全元件来说特征性的和唯一的散射信号。
2.根据权利要求1所述的安全元件，其特征在于，防止无损地将所述安全元件从所述 对象上揭下的所述装置由至少一个夹层、安全刻痕和/或颜色变化层构成，所述颜色变化 层在超出和/或低于温度极限的情况下引起不可逆转的颜色变化。
3.根据权利要求1或2所述的安全元件，至少包括粘贴层，借助所述粘贴层能够将所 述安全元件与对象连接；纤维层，所述纤维层提供随机分布和/或取向的散射中心，所述散 射中心在用电磁射线照射的情况下引起特征性的散射信号；印刷层，所述印刷层包括所述 光码；以及保护层。
4.根据权利要求3所述的安全元件，其特征在于，所述纤维层充当夹层。
5.根据权利要求1至4之一所述的安全元件，其特征在于，散射区域和编码区域在空间 上彼此分开。
6.根据权利要求1至4之一所述的安全元件，其特征在于，散射区域和编码区域彼此至 少部分重叠。
7.一种将根据权利要求1至6之一所述的安全元件用于标识和鉴别对象的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述安全元件在第一步骤中通过确定特 征性的散射信号被检测并且在随后的第二步骤中与对象连接。
9.一种用于借助于根据权利要求1至6之一所述的安全元件来标识和鉴别对象的方 法，包括下列步骤(A)读取所述安全元件上的光码并且确定参考数据组，(B)确定所述安全元件的特征性的散射信号，(C)将所述特征性的散射信号与所述参考数据组相比较，(D)根据步骤(C)中的比较结果输出关于所述对象的真实性的通知。
全文摘要
本发明涉及一种用于标识和鉴别对象的安全元件(1)。该安全元件以有粘性的标签形式与对象连接。该安全元件具有有效地防止将该安全元件无损地从对象上揭下的特征。该安全元件具有用于标识的光码(2)。此外，该安全元件拥有随机的制造决定的特征，借助所述特征使得鉴别成为可能在用电磁射线照射的情况下，安全元件的散射区域(3)引起特征性的散射信号。此外，本发明涉及一种将该安全元件用于标识和鉴别对象以及防止伪造的应用、以及一种借助于根据本发明的安全元件标识和鉴别对象的方法。
文档编号B42D15/00GK101939173SQ200980104314
公开日2011年1月5日 申请日期2009年1月24日 优先权日2008年2月5日
发明者A·贝克, L·布雷尔, M·格里希克, N·温克勒, R·伊姆霍伊泽, R·马科维亚克, S·福伊吉奥卡斯, T·比尔茨特恩 申请人:拜尔技术服务有限责任公司