基于透镜贴膜的安全器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及针对安全文件的安全效果，更具体地，涉及包含贴膜和微透镜的安全文件。
[0002]发明背景
[0003]用于纸币的贴膜已被提供了数十年。它们能够提供具有高反射设计的安全性。这类贴膜是薄的(几微米)，并且在涂敷到(经由热烫印)纸币时，贴膜可被相对容易地放到纸币上的保留区域中。
[0004]然而，现有技术尝试将微透镜与贴膜合并(以各种配置)，这导致贴膜的增加的厚度，而这在贴膜被涂敷到纸币上时是不被期望的。典型的商业上可用的贴膜(包括一面上的透镜和反面的成像)大约40微米厚。当这类贴膜被附加到典型的纸质纸币衬底时，贴膜的区域中的总厚度显著地大于纸币的其它区域。当包含这类具有微透镜的贴膜的许多纸张堆叠在一起时，它们形成不统一的高度剖面，这可能在后续的纸币印刷工艺(诸如凹雕)中馈送这些纸张时产生问题。另外，由于贴膜比纸币的其余部分厚得多，假币制造者可通过将某些东西附连到衬底来尝试模仿该贴膜。这一问题是由于现有技术的布置用于贴膜的相对面上的微透镜阵列成像到微透镜的衍射和/或非衍射元件的方法造成的。为了提供微透镜在衍射和/或非衍射元件上令人满意的聚焦，必须提供适当厚的贴膜。
[0005]由于涂敷到纸币上的贴膜的厚度的限制，布置在贴膜中的任何透镜成像(包括微透镜阵列和配置成供通过透镜观看的相应的成像组件)被限于小范围的潜在视觉效果。贴膜的厚度限制导致每个微透镜的宽度方面的限制。受限的微透镜宽度约束了可被放置在透镜背面的每个微透镜之下的成像信息的量。进而，这限制了可实现的视觉效果的范围。例如，可实现的视觉效果通常被限于放大摩尔效应、简单的双折成像、以及对比开关成像。
[0006]发明概述
[0007]根据本发明的第一方面，提供了一种安全文件，包括:包括第一表面和第二表面的衬底；位于所述衬底的第一表面上的一个区块中的贴膜，并且所述贴膜包括第一安全元件；以及位于所述衬底的不同区块中的第二安全元件，其中所述第一和第二安全元件被配置成在重叠时提供视觉效果，并且其中所述第二安全元件由被直接涂敷到所述衬底的表面的可凸起材料形成。
[0008]根据本发明的另一方面，提供了一种制造安全文件的方法，所述方法包括以下步骤:提供包括辐射可固化油墨区块的衬底；提供被配置用于热烫印到所述衬底上的贴膜，所述贴膜包括第一安全元件；在所述辐射可固化油墨区块中凸起第二安全元件；以及将所述贴膜涂敷到所述衬底的表面上的与所述第二安全元件不同的区块中，其中所述第一和第二安全元件被配置成在重叠时提供视觉效果。
[0009]优选地，所述第一和第二安全元件中的一者包括成像元件，而所述第一和第二安全元件中的另一者包括微透镜阵列。
[0010]所述第二安全元件可位于所述安全文件的第二表面上。在这种情况下，所述第二安全元件可被固定地放置为与所述第一安全元件相对并且重叠，使得所述成像组件可透过所述微透镜阵列的微透镜查看。替代地，所述第二安全元件可被放置为不与所述第一安全文件相对，并且所述视觉效果可在所述第一安全元件定位为与所述第二安全元件重叠时被观测到。
[0011]替代地，所述第二安全元件可选地位于所述第一表面上不同于所述第一安全元件的区块中，并且其中所述视觉效果可在所述第一安全元件定位为与所述第二安全元件重叠时被观测到，使得所述成像元件被透过所述衬底的至少两层来查看。
[0012]所述成像元件可对应于衍射元件。
[0013]优选地，微透镜由凸起的辐射可固化油墨形成。所述辐射可固化油墨可以是UV可固化油墨。每个微透镜可具有在5到35微米范围内的凹陷，优选地是10微米。每个微透镜可具有在25到160微米范围内的间距，优选地是63.5微米。每个微透镜可具有在1.3到2.2范围内的折射率，优选地是1.5。微透镜的总厚度可在10到20微米范围内。
[0014]优选地，视觉效果是由于微透镜成为(或工作为)凹透镜和凸透镜中的一者或两者(优选是一者)而导致的。有利地，视觉效果包括以下的一者或多者:动画；变形；缩放；以及全3-D。
[0015]优选地，贴膜使用热烫印工艺涂敷到衬底。贴膜的总厚度可在10到20微米范围内。贴膜可包括副视觉效果，所述副视觉效果被配置用于在不使用微透镜阵列的情况下查看。所述副视觉效果可以是衍射式视觉效果，例如全息视觉效果。
[0016]所述微透镜阵列或每个微透镜阵列可包括以下中的一者或多者:球面透镜、部分球面透镜、非球面透镜、柱面透镜、部分柱面透镜、菲涅尔透镜、衍射式透镜、以及波带片。
[0017]可选地，第一安全元件包括第一微透镜阵列，且第二安全元件包括第二微透镜阵列。
[0018]所述安全文件是纸币。
_9] 安全文件或代币
[0020]如此处所使用的，术语安全文件和代币包括所有类型的有价文件和代币以及标识文件，包括但不限于以下:货币物品(诸如纸币和硬币)、信用卡、支票、护照、身份证、证券和股票证明、驾驶证、地契、旅行文件(诸如机票和火车票)、入场券和门票、出生、死亡及婚姻证明、以及成绩单。
[0021]本发明尤其但不排他地可适用于诸如纸币之类的安全文件或代币或者诸如身份证或护照之类的标识文件，它们由被施加了一层或更多层印刷的基板形成。在此处被描述到时，衍射光栅和光学可变器件还可具有在其它产品中的应用，诸如包装。
[0022]衬底
[0023]如此处所使用的，术语衬底指的是基底材料，安全文件或代币是由该基底材料形成的。基底材料可以是纸或其它纤维材料，诸如纤维素；塑料或聚合材料，包括但不限于聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯合成纤维(PET);或者两种或更多种材料的合成材料，诸如纸和至少一种塑料材料的层压，或者两种或更多种聚合材料的层压。
[0024]诱曰月窗和半诱窗
[0025]如此处所使用的，术语窗指的是安全文件中与要对其施加印刷的完全不透明区域相比而言的透明或半透明区域。窗可以是完全透明的，使得它允许光基本不受影响的传输，或者窗可以是部分透明或半透明，部分地允许光的传输但是不允许通过该窗口区域清楚地看见物体。
[0026]窗口区域可以形成于具有至少一层透明聚合物材料和向透明聚合物基板的至少一侧施加的一层或更多层不透明层的聚合物安全文件中，这通过在形成该窗口区域的区域中忽略至少一层不透明层来实现。如果不透明层被施加到透明衬底的两面，则可通过在窗口区域中在透明衬底的两面都省略该不透明层来形成完全透明的窗口。
[0027]此后的本称为“半透窗”的部分透明或半透明区域可被形成在聚合物安全文件中，该聚合物安全文件通过在窗口区域中仅在安全文件的一面省略不透明层来在两面都具有不透明层，使得“半透窗”不是完全透明的，而是允许一些光通过，而不允许透过该半透窗清楚地看到物体。
[0028]替代地，衬底由基本不透明材料(诸如纸或纤维材料)形成是可能的，其中透明塑料材料被插入到纸或纤维衬底中的开口或凹槽中以形成透明窗口或半透明的半透窗区域。
[0029]不诱_层
[0030]—个或多个不透明层可被施加到透明衬底以提高安全文件的不透明性。不透明层是使得LT〈L。，其中L。是入射到文件上的光的量，而Lt是传输通过文件的光的量。不透明层可包括各种不透明涂层中的任意一种或多种。例如，这些不透明涂层可包括散布于热激活、可交联的聚合物材料的粘合剂或吸收剂(carrier)内的颜料(诸如二氧化钛)。替代地，透明塑料材料的衬底可被夹在纸的不透明层或其它部分或基本不透明材料之间，随后标记可被印刷或以其它方式施加到该不透明层。
[0031]折射率η
[0032]介质的折射率η是真空中的光速与该介质中的光速的比值。透镜的折射率η确定根据斯涅尔定律抵达透镜表面的光射线将被折射的量:
[0033]n^Sin( a ) =n*Sin(9)，
[0034]其中α是入射光线和透镜表面的入射点处的法线之间的角度，是折射光线和该入射点处的法线之间的角度，而叫是空气的折射率(作为近似，η 1可被取为I)。
[0035]可凸起的辐射可固化油墨
[0036]如此处所使用的，术语可凸起的辐射可固化油墨指的是任何油墨、漆或在印刷工艺中可被施加到衬底并且可在软时被凸起以形成浮雕结构并且通过辐射固化以固定凸起的浮雕结构的其它涂层。固化工艺不在辐射可固化油墨被凸起前进行，但是固化工艺在凸起之后或者与凸起步骤基本同时地进行是可能的。辐射可固化油墨优选地是由紫外(UV)辐射可固化的。可替换地，辐射可固化油墨可由其他形式的辐射(诸如，电子束或X射线)固化。
[0037]辐射可固化油墨优选地是由透明树脂材料形成的透明或半透明油墨。该透明或半透明油墨尤其适用于印刷光透射式安全元件，诸如亚波长光栅、