光学可变的防伪元件的制作方法

1.本发明涉及一种用于为有价物品提供安全保障的光学可变的防伪元件，其在从正面和背面观察时分别具有不同的视觉外观。本发明还涉及一种用于制造这种防伪元件的方法以及一种配备有这种防伪元件的数据载体。


背景技术：

2.数据载体、例如有价文件或身份证件以及其它的有价物品、例如品牌商品为了得到安全保障(或者说防伪)通常配设有防伪元件，其允许检验数据载体的真实性，并且同时用作保护以防不允许的复制。具有与视角相关的或三维的外观的防伪元件在确保真实性方面发挥特殊作用，因为即使利用最现代的复印机也无法复制这些防伪元件。为此，防伪元件配备有光学可变的元件，所述元件在不同的视角中为观察者提供不同的图像印象，并且例如根据视角显示不同的颜色或亮度印象和/或不同的图形图案。
3.近年来，例如可以在钞票的透视窗口中从对置的侧面观察的真实性特征也变得更具吸引力。
4.然而，目前这种真实性特征通常在两个侧面上显示相同的外观，或者在视觉上吸引人的效果组合只在正面可见，而在背面不可见。部分地也可以在正面和背面看到完全无关的外观，因此窗口特征的安全保障作用几乎不超过两个独立的真实性特征的作用。因此，利用已知的真实性特征只能不充分地为钞票或者其它有价文件的一个侧面、通常是背面提供安全保障。


技术实现要素：

5.从此出发，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种本发明所述类型的防伪元件，其结合了两个侧面上的吸引人的视觉效果和高的防伪安全性。
6.该技术问题通过用于为有价物品提供安全保障的光学可变的防伪元件、用于制造这种防伪元件的方法以及配备有这种防伪元件的数据载体解决。
7.根据本发明，按本发明所述类型的防伪元件在从正面和背面观察时不只具有不同的视觉外观，而且还显示共同的透视信息。
8.防伪元件在此配备有具有半透明的或透明的第一面区域和不透明的第二面区域的正面的防伪特征，其中，正面的防伪特征的第一面区域对交联辐射、尤其对于uv(紫外线)辐射具有比第二面区域更高的可透过性(或者说透射性)，并且其中，这两个面区域产生防伪元件的正面的视觉外观。
9.防伪元件此外配备有背面的光学可变的防伪特征，所述防伪特征具有交联的效果层，所述效果层具有小片状的三维定向的效果颜料(effektpigment)，所述防伪特征还具有第一和第二面区域，在所述面区域中，效果颜料以不同的方式定向，并且其中，这两个面区域产生防伪元件的不同的背面的外观。
10.正面的防伪特征的第一面区域在此与背面的防伪特征的第一面区域全等地(deckungsgleich)布置，其中，两个第一面区域产生共同的透视信息。
11.如下文更详细地阐述的那样，第一面区域对于交联辐射的所述更高的可透过性允许将正面的防伪特征作为曝光掩膜用于选择性交联并且因此用于背面的防伪元件的效果层的硬化，并且由此在背面元件中与正面元件全等地产生效果颜料的不同的定向。
12.交联辐射优选为uv辐射，但也可以使用电子辐射或者蓝色或紫色的光谱范围内的高能的可见光辐射。交联的效果层指的是能交联的层，其通过交联辐射的作用交联并且因此硬化。
13.有利地，正面的防伪特征同样是光学可变的防伪特征，并且优选是微光学凸纹元件，微光学凸纹元件尤其具有全息图、亚光结构、微镜装置(mikrospiegelanordnung)、微透镜装置、微型菲涅尔透镜装置、蛾眼结构、亚波长结构或这些元素的组合。
14.在观察正面时，微光学凸纹尤其可以显示与倾斜角相关的颜色变化、俯视-透视颜色变化、与倾斜角相关的动态的明暗效果、运行/翻转效果、立体效果或彩虹效果。
15.微光学凸纹元件优选包含反射性的涂层，其由反射性金属(reflektormetall)、颜色倾斜(farbkippend)的薄层元件、高折射率层或这些元素的组合形成。反射性金属例如可以由al、cr、in、cu、由合金或者由金属颜料颜色形成。颜色倾斜的薄层元件尤其具有层序列：反射性结构/电介质/吸收性结构(absorber，或者说吸收器)，其中，反射性层可以由铝构成、介电间隔层由siox构成并且吸收性结构层由铬构成构成。高折射率层优选具有1.8或更大、尤其是2.0或更大的折射率，并且例如可以由tio2或zns形成。
16.有利地，反射性的涂层包含留空部，所述留空部尤其以字符、文本、数字、符号、装饰物或这些元素的组合的形式形成，并且产生正面的防伪特征的半透明或透明的面区域。反射性的涂层的留空部也可以呈现(或者说表示)复杂的透视图像的像素或部分像素。在此，通过去金属化的像素密度的有针对性的局部变化可以获得灰度等级透射图像(graustufentransmissionsbild)。例如可以通过清洗、蚀刻、激光或者其它的本身已知的方法产生留空部。在本发明的扩展设计中，留空部也可以被个性化，例如通过清洗/蚀刻涂料的数字印刷或激光去金属化被个性化。
17.在视觉上吸引人的设计中，反射性的涂层尤其可以具有留空部，所述留空部呈现像素图像的像素或部分像素。背面的防伪特征的第一面区域具有与这些像素或部分像素全等的定向区域，从而所提到的留空部与全等的定向区域一起产生共同的透视像素图像。这种透视像素图像在俯视图中从正面和背面只能非常困难地看到，并且形成隐藏的真实性标志，其几乎不破坏正面或背面的外观。
18.正面的防伪特征也可以包含被印刷的具有对于交联辐射、优选uv辐射区域性地(或者说局部)较高或较低的可透过性的掩膜、例如由区域性地施加的uv或电子束吸收器制成的掩膜。例如可以将这种被印刷的掩膜布置在效果层的背面上，从而使得效果层在从掩膜侧加载uv或电子束辐射时只区域性地被硬化。除了吸收器掩膜以外，电版形式的水印或薄纸区域也可用于区域性地透射不同强度的交联辐射。
19.在有利的设计方案中，正面和背面的防伪特征存在于载体的对置的侧面上，该载体至少在共同的透视区域中是透明或半透明的。在此，载体可以是穿孔的或包含透明或半透明的材料区域。
20.载体尤其可以由纸、塑料或者由纸和塑料制成的复合材料构成。载体还可以包含另外的本身已知的防伪特征、例如水印、防伪纤维、防伪线、防伪压印部等。
21.在背面的防伪特征的第一面区域中，小片状的效果颜料优选垂直于效果层的面延伸地定向。定向的效果颜料如竖立的百叶窗板条那样作用，它们允许穿过效果层的该面区域的透视。
22.在背面的防伪特征的第二面区域中，效果颜料可以沿着特定方向、但也可以沿着根据位置不断变化的方向三维地定向。还可以存在具有局部不同的定向的另外的面区域。有利地，在第二面区域中，效果层由于效果颜料的与垂直线不同的定向基本上显现为不透明的，并且显示三维呈现的外观或产生动态效果。
23.效果颜料有利地通过能磁性定向的磁性颜料形成，其中优选使用金属化颜料、尤其是铝或银涂层的颜料。也考虑具有薄膜涂层的颜料，首先是颜色倾斜的颜料或具有通过湿化学沉淀过程产生的着色的涂层的铝颜料。此外，还可以使用具有上清漆(lasierend)的颜色涂层的反射性的金属颜料、优选铝颜料，或具有微光学活性的表面凸纹、例如全息图式的表面凸纹、微镜凸纹、微透镜凸纹或亚光结构凸纹的颜料。
24.所述小片状的效果颜料的宽高比可以通过直径厚度比来描述，它说明了颜料的最大直径与最小直径的比。直径在此总是延伸穿过颜料的重心。球形的颜料具有恒定的直径，并且因此具有为1的直径厚度比。大于1的值表示各向异性的颜料形状，其中，颜料在特定的方向(“纵向方向”)上的尺寸更大，通常甚至明显大于颜料在另一方向(“横向方向”)上的尺寸。根据本发明的效果颜料有利地具有大于5:1、优选大于10:1、特别优选大于50:1或甚至大于100:1的直径厚度比。小片状的效果颜料的最大直径在此优选在1μm和150μm之间、优选在2μm和50μm之间。例如，在专利文献ep 1 689 586 b1、wo 2010/069823 a1和wo 2013/090983 a1中描述的颗粒和颜料考虑作为小片状的效果颜料。
25.备选地，效果颜料也可以通过可以借助其它的相互作用场、尤其电场定向的颜料形成。
26.在优选的设计方案中，具有小片状的效果颜料的效果层至少区域性地具有机器可读的特征物质，以便为防伪元件赋予机器可读的特性。机器可读的特征物质既可以是效果颜料的一部分，也可以是其中分散有效果颜料的载体介质的一部分。在此尤其考虑具有发光的、例如发荧光的或磷光的特性、具有ir(红外)吸收特性和/或磁性特性的特征物质。
27.正面的防伪元件也可以配备有机器可读的特性。例如，上述反射性的涂层可以区域性地包含磁性金属。凸纹有利地压入其中的压印漆层也可以与发光的、ir吸收的和/或磁性的特征物质混合。
28.防伪元件可以作为防伪线施加到目标基底中，或作为薄膜元件(条或贴片)施加到目标基底上。在施加到目标基底上之后，防伪元件的处于外部的载体薄膜可以再被去除，或者也可以保留在目标基底上。防伪元件也可以直接在塑料基底上制造。
29.本发明还包含一种用于制造所描述的类型的光学可变的防伪元件的方法，所述防伪元件在从正面和背面观察时分别具有不同的视觉外观，并且显示共同的透视信息。在方法中，
[0030]-在载体的正面产生具有半透明或透明的第一面区域和不透明的第二面区域的防伪特征，其中，正面的防伪特征的第一面区域具有比第二面区域更高的用于交联辐射、尤其
是uv辐射的可透过性，
[0031]-在载体的背面施加具有小片状的能三维定向的效果颜料的能交联的效果层，
[0032]-所述小片状的效果颜料至少在正面的防伪特征的第一面区域的周围区域中借助外部的定向场定向，优选垂直于基底表面地定向，
[0033]-穿过用作曝光掩膜的正面的防伪特征向具有定向的效果颜料的能交联的效果层加载交联辐射、尤其是uv辐射，因此所述能交联的效果层只在与第一面区域全等地对置的面区域中交联，并且效果颜料由此在该处以其定向被固定，
[0034]-在第一面区域外部的小片状的效果颜料借助外部的定向场以不同的方式定向，并且
[0035]-具有以不同的方式定向的效果颜料的能交联的效果层被加载交联辐射，从而使所述能交联的效果层完全交联，并且以不同的方式定向的效果颜料由此以其定向被固定。
[0036]
在有利的设计方案中，能交联的效果层是可uv交联的效果层，其为了交联或硬化并且因此为了固定效果颜料的定向分别被加载uv辐射。备选地，能交联的效果层也可以是可通过电子束或通过处于蓝色或紫色的光谱范围内的高能的可见光辐射交联的层，随即为了交联或硬化并且因此为了固定效果颜料的定向相应地分别用电子束或高能的可见光辐射加载所述层。
[0037]
在有利的方法变型方案中，效果颜料通过能磁性定向的磁性颜料形成，并且磁性颜料通过永磁体或电磁体的磁场定向。然而原则上，效果颜料也可以通过可借助其它的相互作用场、例如电场定向的颜料形成。
[0038]
在有利的方法导向中，效果颜料可以在最先提到的定向之前，在第一面区域的周围区域中首先借助外部的定向场平行于层平面地定向。类似地，效果颜料可以在第二次提到的定向之前有利地在第一面区域的外部首先借助外部的定向场平行于层平面地定向。
[0039]
本发明还包含具有所述类型的防伪元件的数据载体。该数据载体尤其可以是有价文件、例如钞票、尤其是纸钞、聚合物钞票或薄膜复合钞票，可以是股票,债券、证书、优惠券、支票、高价值的入场券，但也可以是证件卡、如信用卡、银行卡、现金卡、授权卡、身份证或护照个人页。
[0040]
防伪元件可以是单独的防伪元件、例如薄膜元件，其布置在数据载体的透明的窗口区域或贯通的开口中。防伪元件也可以是数据载体本身的组成部分，并且例如包括数据载体的透明的部分区域，在其对置的主表面上布置有正面或背面的防伪特征。
[0041]
在本发明的扩展设计中，所描述的防伪元件包含图案(motiv，或者说视觉对象)、尤其是肖像和/或面值(或者说数值)，并且数据载体配备有至少一个具有不同类型的外观的另外的防伪元件，所述另外的防伪元件重复最先提到的防伪元件的图案。这种另外的防伪元件例如可以由水印、防伪线或印刷元件形成。在具有不同的外观和优选不同的产生技术的防伪元件中多次使用相同的图案实现了对数据载体的附加的强大的且尽管如此对于外行人也能容易地检验的安全保障。
附图说明
[0042]
以下根据附图阐述本发明的另外的实施例以及优点，在附图的视图中没有按尺度和比例地呈现，以便提高直观性。
[0043]
在附图中：
[0044]
图1(a)和图1(b)示出了具有根据本发明的光学可变的防伪元件的钞票的正面或背面的示意图；
[0045]
为了阐述根据本发明的防伪元件的结构和制造以横截面图在图2(a)至图2(d)中示意性示出了在制造中的中间步骤，并且在图2(e)中示意性示出了制成的防伪元件。
具体实施方式
[0046]
现在以用于钞票的防伪元件为例阐述本发明。图1(a)和图1(b)为此示出了钞票10的示意图，其中，图1(a)示出了钞票的正面，而图1(b)示出了钞票的背面。钞票10配备有多个不同的防伪特征并且尤其包含第一印刷元件12、部分嵌入钞票纸14中的窗口防伪线16、水印18、第二印刷元件20和在透明的窗口区域中施加到钞票纸14上的薄膜元件30。
[0047]
薄膜元件30包含具有金属化的不透明的面区域32的微光学凸纹，所述面区域在本实施例中呈现与由水印18和第二印刷元件20呈现的肖像相对应的全息肖像。薄膜元件30还包含基本上透明的面区域34，其以钞票的面值“20”的形式构造。面值也由第一印刷元件12和水印18的一部分呈现。通过在利用不同技术产生的防伪特征(印刷元件、水印、金属化的薄膜元件)中多次使用相同的图案(肖像、面值)，实现对钞票10的强大的且尽管如此对于外行人也能容易地检验的安全保障。
[0048]
在图1(b)中示出的背面上，钞票纸14在正面的薄膜元件30的区域中配设有光学可变的磁性特征40，所述磁性特征示出令人印象深刻的三维呈现的外观，其以下面更详细描述的方式通过具有的小片状的磁性颜料的效果层产生。在本实施例中，磁性特征40具体地包含具有小片状的磁性颜料的不同定向的三个面区域42、44、46，并且相应包含具有不同的外观的三个面区域。
[0049]
在此尤其重要的是第一面区域42，其在钞票纸14的透明的窗口区域内与薄膜元件30的基本上透明的面区域34全等地并且因此同样以面值“20”的形式构造。在该面区域42中，磁性颜料基本上垂直于基底表面地定向，并且因此允许透过磁性特征40的着色的效果层进行观察。背面的磁性特征40的第一面区域42和正面的薄膜元件30的透明的面区域34因此在钞票10中产生面值“20”的形式的相同的透视信息。
[0050]
在磁性特征40的另外的面区域44、46中，磁性颜料具有分别不同的空间定向。例如，磁性颜料在具有欧元符号形状的区域46中平行于基底表面地定向，并且在星形区域44中以从中心向边缘逐渐增加的相对于垂直线的倾斜度旋转对称地定向。在观察背面时，面区域44、46显现为不透明的并且具有闪闪发光的三维呈现的外观。
[0051]
薄膜元件30和磁性特征40与钞票基底14的处于它们之间的部分一起形成钞票10中的根据本发明的光学可变的防伪元件，在从正面和背面观察时，防伪元件分别具有不同的视觉外观和共同的透视信息。
[0052]
现在参考图2(a)至图2(e)详细阐述根据本发明的光学可变的防伪元件的结构和制造，在图2(e)中以横截面图示意性示出了根据本发明的实施例的制成的防伪元件50，并且在图2(a)至图2(d)中示出了在制造该防伪元件时的中间步骤。
[0053]
首先参考图2(a)，将微光学凸纹54施加到基底52的透明的区域上，在本实施例中，微光学凸纹由具有期望的全息凸纹的压印漆层56和反射性的不透明的金属涂层58构成。金
属涂层58在此配设有留空部60，其形式为期望的透视信息。
[0054]
金属涂层58的留空部60在此在微光学凸纹54中不只形成视觉透明的区域，而且也是在其余部分uv不可透过的金属涂层内的uv透明的区域。
[0055]
效果层62在印刷方法中、优选在丝网印刷中施加到基底52的对置的侧面上，效果层由可硬化的(能交联的)载体介质64和能磁性定向的小片状的效果颜料66构成，效果颜料分散在载体介质中，如图2(a)所示的那样。
[0056]
然后，效果颜料66在效果层62的尚未硬化的状态下借助磁体70至少在金属涂层58的留空部60的周围区域中垂直于基底表面地定向，从而使得效果颜料68在该处以与基底平面正交地定向的状态存在，如在图2(b)中所示的那样。
[0057]
然后，从对置的侧面穿过微光学凸纹54向具有定向的效果颜料68的效果层62加载uv光源74的uv辐射72，如在图2(c)中示出的那样。因为微光学凸纹54只在留空部60中对于uv辐射是可透过的，所以效果层62只在与留空部60全等的区域76中通过交联而硬化，如在附图中通过交叉阴影线所示的那样。在该曝光步骤之后，在区域76中的效果颜料68以其垂直的定向被固定，而位于区域76以外的效果颜料66还是可移动的。
[0058]
参考图2(d)，现在利用至少一个另外的磁体78将仍然可移动的效果颜料置入不同的定向。为了更简单的显示，在附图中示出了具有平行于基底平面的定向的效果颜料80，但不言而喻的是，效果颜料也可以根据期望的外观不同地定向，例如沿一个或多个倾斜的方向，或者也沿着根据位置连续变化的方向定向。还可以区域性地产生具有不同的外观的不同的定向、例如图1(b)的面区域44、46。然而，部分区域76的效果颜料68已经以其定向被固定，并且因此不参与通过磁体78的这种重新定向。
[0059]
在效果颜料80的这种定向的状态下，效果层62再次地、这回从效果层62这侧被加载未示出的另外的uv光源的uv辐射，并且现在完全硬化。
[0060]
以该方式形成在图2(e)中示出的防伪元件50，在防伪元件的效果层62中，效果颜料68、80区域性地具有不同的固定的定向。不同的定向的区域中的一个在此与对置的金属涂层58的留空部60全等地布置。
[0061]
对于观察者来说，效果层62的小片状的效果颜料如百叶窗的板条那样作用，它们可以根据倾斜位置允许透视或者完全或部分地阻挡透视。当前，由于效果颜料68的正交定向，效果层62在区域76中是透光的，而其在具有效果颜料80的不同定向的其它的面区域中看起来基本上不透明。
[0062]
总体而言，产生的微光学凸纹54形成正面的光学可变的防伪特征，其具有留空部60形式的透明的面区域和带有反射性的不透明的金属化部58的不透明的面区域。两个面区域产生防伪元件50的正面的视觉外观、例如在图1(a)中示出的形式的肖像和面值。在其它的视觉上特别吸引人的设计中，微光学凸纹54的留空部60形成透视图像的精细的像素，所述透视图像只能在透视中看到，而不能从防伪元件的正面和背面识别出，并且因此形成防伪元件中的隐藏信息。
[0063]
效果层62以效果颜料66、80形成背面的光学可变的防伪特征，效果颜料66、80在不同的面区域中以不同的方式定向。不同的面区域产生防伪元件的不同的背面的外观、例如图1(b)中的具有所包含的面值42和欧元符号46的星形区域44。
[0064]
正面的防伪特征中的留空部60和背面的防伪特征的面区域76彼此全等地布置，并
且以其形状产生共同的透视信息。如果留空部60至少在一个部分区域中呈现像素图像，那么面区域76也在部分区域中设计为相应的像素图像，从而使得在穿过留空部60和面区域76的全等的布置结构透视观察时，形成期望的像素透射图像作为隐藏特征。
[0065]
在扩展的方法导向中，参考图2(b)，效果颜料66可以在通过磁体70定向之前首先通过另外的磁场平行于基底52的表面地定向，以便具有用于进一步定向的定义的起始条件。类似地，参考图2(d)，效果颜料80可以在通过磁体78定向之前通过另外的磁场首先平行于基底52的表面地定向，并且之后才执行期望的三维的定向。
[0066]
附图标记列表
[0067]
10 钞票
[0068]
12 印刷元件
[0069]
14 钞票纸
[0070]
16 窗口防伪线
[0071]
18 水印
[0072]
20 第二印刷元件
[0073]
30 薄膜元件
[0074]
32 金属化的、不透明的面区域
[0075]
34 透明的面区域
[0076]
40 磁性特征
[0077]
42、44、46 面区域
[0078]
50 防伪元件
[0079]
52 基底
[0080]
54 微光学凸纹
[0081]
56 压印漆层
[0082]
58 金属涂层
[0083]
60 留空部
[0084]
62 效果层
[0085]
64 载体介质
[0086]
66 效果颜料
[0087]
68 正交定向的效果颜料
[0088]
70 磁体
[0089]
72 uv辐射
[0090]
74 uv光源
[0091]
76 硬化的区域
[0092]
78 另外的磁体
[0093]
80 定向的效果颜料