专利名称：条形安全元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种条带形式的安全元件，其构造为转移薄膜，特别是热压印薄膜，并可以加设到一基体的表面上，特别是有价证券例如纸币、支票、股票和信用卡等等或者证件的表面上，用以确保基体的真实性或质量，所述安全元件包括至少两个塑料层或者漆层，在它们中间设置至少一个光学效应的层和/或结构，该层和/或结构可以产生依赖于照明角或观察角而变化的光学效果。
这种类型的安全元件特别应用在纸币上面，但也应用在要求保证质量或真实性的文件上，此外也越来越多地应用在物品上面。例如小面值的欧元纸币(5欧元、10欧元以及20欧元的纸币)设置有相应的条形安全元件，在安全元件上面通过一个光学效应结构可以实现相应的条形安全元件的外观随着照明角或者观察角的变化而变化，例如条形安全元件的外观会在 符号和其他标识之间变换。加设在欧元纸币上的条形安全元件涉及到一种包括至少一种随温度变化而变形的保护漆层的热压印薄膜，其中该结构通过一个合适的样模进行压印。保护漆层通常是透明的。如果要在垂直照明下观察结构的光学效果的话，结构在压膜制造过程中通常通过一个提高光反射的层来进行覆盖，例如一个反射性的金属层，或者通过一个具有与保护漆层不同折射率的层来进行覆盖。除了保护漆层和反射提高层的结合，至少还要加设一个其他的漆层，例如粘结层，通过粘结层可以将热压印薄膜固定到基体上。如果使用一个具有粘结特性的漆层或者在加设一个具有该结构的层之前将粘结剂涂敷到基体上，则可以放弃使用一个单独的粘结剂层。考虑到上面提到的各种可能性，由此出发，就本发明来说所述的“塑料层或者漆层”不仅仅是严格意义上的该种类型的层，而且也应当理解成例如薄膜，粘结剂层等等。
可以通过不同的方式产生依赖于照明角或观察角的变化而变化的光学效果。例如一种在EP 0 105 099 B1介绍的已知的方法是，通过使用相应的删格结构来获得动态效果。另外一种可能的方案涉及到设计一种光学效应结构，通过这种方式观察者可以发现随着照明角或观察角的变化而变化的图像，例如所有的欧元纸币就是这种情况。这种效果的获得方式详见EP 0 375 833 B1。还有一种通过全息摄影的方法来取得相应的变化的光学效果，其中，最近这种全息摄影的效果通常也通过两个塑料层或漆层之间的分隔层相应构造成的空间结构来实现。
另外一种获取依赖于照明角或观察角的变化而变化的光学外观的可能方法在例如WO 01/03845 A1中有阐述。文献具体说明了，特别是颜色变换可以通过应用特定的干涉层序列或使用特定的带有干涉色素的油墨来实现。
除了上面提到的条形安全元件，还有许多应用领域，其中优选采用界定区域形式的安全元件。其特别是应用在争取安全元件在图形上融入基体的表面构造的时候。此外，一种只设置在给定的、窄限的区域内的光学可变安全元件的构造让人印象很深刻。与之相关联，可以参考大面值的欧元纸币(50、100、200、500欧元)，其中每个都存在一个光学可变的定义表面边界形式的安全元件。
相应的安全元件的制造一般通过对作为载体料幅的塑料薄膜进行涂层来实现。然后该料幅被切成条形，通过这些条形再相应地将安全元件转移到基体上。
当安全元件呈条形时，这种转移操作就不会有什么困难。一般可以通过合适宽度的压紧辊来进行操作，其中，在将设置有安全元件的薄膜料辐应用到基体之前，将薄膜料辐切成条形，其条形的宽度对应于安全元件条形的宽度。
在加设仅仅覆盖基体特定表面区域的安全元件时，必须使用条形薄膜进行操作。在这种情况下必须使用附加的工具，该工具可以帮助相应表面区域上的相应的薄膜料辐条被加设到基体上。当使用由热压印薄膜构成的安全元件时，一方面给出使用压紧工具的可能性，例如使用压紧辊，压紧辊上设置有突起的、构造成与被转移表面区域相应的压紧元件。这种类型的压紧辊的制造要比具有光滑表面的辊的制造贵得多。
出于这个原因，有人提出(见DE 35 11 146 A1)，采用不具有自身的粘结层的压膜，并且在将相应的安全元件从热压印薄膜转移到基体之前，在基体的接受安全元件的表面区域上设置粘结剂。这个程序带来的一个好处是，在实际的转移过程中可以使用具有光滑表面的压辊或压轮。然而在先前的印刷过程中，基体必须在期望区域内设置粘结剂，这又要求一个附加的工作过程和使用相应的印版。
也有人提出(见DE 198 13 314 A1)，将压膜上的可以从载体薄膜上剥离的、包括安全元件的层序列划分成单个的、相互之间分开的表面区域，其中粘结层只设置在这些区域内。使用这种类型的热压印薄膜将安全元件加设到预先指定的区域内，同时也允许使用具有光滑表面的压紧辊。然而这种类型的热压印薄膜的制造相对来说很复杂。
所有已知的将安全元件加设到定义边界的表面区域的基体上的方法都具有一个共同的缺点，那就是通常在基体上，例如在一个具有相当多数量的纸币的印张上，各个安全元件表面区域相隔距离很大。这意味着，当从一个条带上转移安全元件时，要么造成相对较大的浪费，要么需要使用特别的措施，这种措施允许将同样的具有安全元件的输出条多次地、进行相应移动地转移到基体上，这样，在第二次和第三次转移时，利用处于被转移表面区域之间区域的、进行相应的结构化的或光学可变构造的材料去制作其他的安全元件表面区域。相应的装置在DE 42 42 105 A1中有描述。
在DE 43 34 847 A1中已知一个带有窗口的有价证券，其中该窗口通过一个在有价证券宽度上延伸的、固定在有价证券表面上的层压薄膜条来进行覆盖。这种层压薄膜条包括一个载体薄膜，载体薄膜上存在两个漆层，在两个漆层之间、在两个定义边界的表面区域内设置一个光学效应结构。其中一个表面区域设置在窗口内部，而另外一个表面区域设置在有价证券的基体上。构成条带的层压薄膜被设置在基体表面上的凹陷里，凹陷可以通过在加设条带时对层压薄膜作用一个相应的高压力来制作。已知的有价证券必须使用层压薄膜，因为一方面该薄膜足够稳定，能够可靠地遮住窗口，另一方面窗口不会被在加设条带的过程中所产生的强力所破坏。然而当没有窗口要覆盖的时候，特别是当凹陷的形成时通常以一种所不期望的方式改变了基体的时候，本领域技术人员没有理由去使用这种条形层压薄膜。
鉴于前面提到的问题，本发明的目的在于，提供一种安全元件，其一方面可以简易、有效地进行制作和敷设，另一方面还具备限定在预先设定表面区域内的安全元件的优点和特性。
为了实现这个目的，本发明建议，这样地构造该类型的条带形式的安全元件，即，光学效应层和/或结构只设置在至少两个定义边界的、相互有间隔且视觉可变的表面区域内，而该条带在视觉可变的表面区域以外是透明的，和/或不依赖于照明角或观察角而进行光学变化，和/或与使用中接受条带的基体的表面外观构图相适配。
本发明从这个考虑出发，一方面，通过转移薄膜特别是热压印薄膜来加设带条的优点应当保留；另一方面，尽管加设了条形元件，还能实现表面划分边界的安全元件。为此，根据本发明(与当今的转移薄膜程序不同)，不建议只在视觉可变的表面区域内相应地加设塑料层或者漆层，而是进行条形加设，其中条带是如此构成的，即，使得所追求的依赖于照明角或观察角的视觉变化效果只存在于定义边界的表面区域内。为了达到这个目的，安全元件的构造应当如此选择，即，使得光学效应结构或者层，也可能是光学效应结构和层的结合只被设置在可变的表面区域内，同时安全元件条带的其他区域应当构造成使观察者不能或几乎不能将其和基体的表面区分开来，这可以通过例如以下方式来实现构成安全元件的条带在光学可变表面区域以外是透明的，从而基体的表面可以透视。另外一种可能的方案是，让光学可变表面区域以外的条带和基体的表面在光学方面相适配。在有些情况下，如当光学可变表面区域以外的条带如此构成，即，使得其外观不依赖于照明角或观察角而变化，其例如可以通过相应的粗糙化、消光等等来实现，这时已经足以取得所追求的效果，即“只在定义边界的表面区域内有视觉变化”。
根据本发明在使用安全元件时，敷设操作也可以按照由具有沿整个条带长度分布的光学可变结构的条形安全元件已知的方式来进行。尽管如此，得到的设置有安全元件的基体的外观与安全元件只应用在给定区域内所取得的外观非常一致，但是安全元件只应用在给定区域内的方式需要一些已知的特别的设备和带来一些问题。在加设条带时需特别注意的是，相应的变化的表面区域应准确定位在设定的位置上，就是说与基体的印刷对齐。使用构造成转移薄膜的条带相对于层压薄膜条主要具有如下优点，即，敷设之后在基体上保留的塑料层或漆层厚度更小，以及由此带来这样的可能性，即，可以利用相对较小的压紧力来进行操作，从而不会损坏基体。
原则上，根据本发明的安全元件涉及所有已知的用于产生依赖于照明角和观察角而变化的光学效果的可能性。
在此可以规定，例如光学效应层是由一种在照明角或观察角变化时产生颜色变换的干涉层序列(由很多薄层组成)所构成的，其中，干涉层序列宜至少具有一个部分透明的吸收层以及至少一个透明的介电间隔层。这种类型的干涉层序列例如在WO 01/03945中有描述。
其次当然还可以将一个衍射光学效应结构，特别是光栅结构，设置为光学效应结构。正如已经提及的那样，这种类型的结构在EP 0 105099 B1和EP 0 375 833 B1中有描述。
在敷设到基体上的情况下，通常在垂直照明下对光学效应的安全元件进行观察。在此有利的是，在观察方向上位于光学效应层或者结构之前的塑料层或者漆层是透明的，同时在观察方向上位于光学效应层或者结构之后设有一个反射提高层。
反射提高层通常是一个反射的金属层。
对于一定应用领域而言，可能有利的是，反射提高层是一种本来已知的透明的塑料层或者漆层，其折射率明显地区别于观察方向上位于前面的层的折射率，优选至少相差0.2。这种布置例如在下列情况应用，当本发明的安全元件应用到身份证或类似的卡上时，其中所有的信息，例如照片和字母符号等等存在于安全元件的下面。
如果条带在视觉可变的表面区域以外设置一个图案，优选该图案与接受条带的基体表面区域相一致，则本发明的条形安全元件可以不招眼地被安置。同时当这个图案被设置在两个塑料层或漆层之间时，就可以实现安全元件特别好的耐磨性和稳定性。
条形安全元件在视觉可变表面区域以外的图案可以通过很多不同的方式来实现，例如通过表面粗糙化。特别有利的是，图案是被打印出来的，并且条带上的图案与基体上的非常一致，如果图案在敷设了构成安全元件的条带之后再进行加设，优选图案被同时加设到条带上和接受条带的基体的表面上，其中图案被设计成沿条带和基体表面不间断地延伸，且至少越过条带的一个边缘。对条带进行这种加印时，不仅一方面使条带表面的外观达到完美的适配，另一方面也使基体表面达到完美的适配。此外，这种方式还提供了针对伪造的附加保护，因为在这种方式下几乎不可能用新的条带来替换已经存在的条带，其中，在安全元件加设到基体上以后去替换安全元件的薄漆层或者塑料层，无论如何都是很困难的。
就安全意义上来讲，如果视觉可变的表面区域具有一种简单几何元件的形状，例如多边形时，就可以实现特别容易辨识的效果。表面区域也可以具有其他简单的几何形状，例如容易记住的图形等等。
相关地，是有利的是，至少两个视觉可变的表面区域采用不同的几何形状，以便取得特定的光学印象。
如果至少一个视觉可变的表面区域具有字母符号的形状，则对于外行人来说能够特别容易记住该外观，并且，如果更多个视觉可变表面区域具有字母符号的形状，来共同表达一个概念，则安全元件的功能和识记性可以进一步得到改善。例如这个概念可以是纸币的面额或货币单位、对于有效性的提示(例如单词“VALID”)或者相应的有价证券等的发行者的名称。
因为安全元件构造成转移薄膜，特别是热压印薄膜，所以将安全元件加设到基体上特别简单。转移薄膜，特别是热压印薄膜的特点在于，实际的安全元件由设置在一载体薄膜上的层序列构成，其中该层序列在压力和/或热作用下转移到基体上，并且在将层序列加设到基体上之后，再剥离载体薄膜。
最后，本发明的主题涉及一种有价证券，它具有一条形的、按照本发明构造的安全元件，其中安全元件应如此加设，即，使得视觉可变的表面区域和/或图案与印刷元件或其他构形元件套准地(对齐地)设置在有价证券的表面上。
下面借助于附图来详细阐述本发明的一个实施例。
其中
图1一个设置有本发明的安全元件的信用卡的示意图；图2一个设置有本发明的安全元件的有价证券，例如支票，股票或类似的物品，和图3和图4沿图1中的III-III和IV-IV的剖视图，其中单个层的尺寸和厚度都不是按照正确比例示出的，并且每个层都进行了很大的简化。
图1中的信用卡包括一个由相应厚度的塑料薄片构成的载体1。载体1在其表面总体上可以设置一个装饰性的图案，该图案给出了该信用卡相应的发行人。此外，信用卡的正面包括两条持有人的信息，例如姓名3和住址4。这些信息可以通过信用卡等本身的一些已知的方法，例如通过打印或者压印的方法将其加设到信用卡上。同样，信用卡正面2的序列号5也可以通过同样地加设到信用卡上。
为了尽可能阻止信用卡的仿制，在信用卡上设置了压印条带7形式的安全元件6，其中条带7的边缘8在图1中通过虚线表示出来。
在所示的实施例中，安全元件6由热压印薄膜的转印层构成。如图3和图4所示，转印层包括至少一个保护漆层9以及一个粘结层10。
通常热压印薄膜包括一个载体薄膜，在载体薄膜上设置有一个由一个或者多个塑料层或漆层或粘结层组成的转印层。在处理过程中，热压印薄膜以及背对着载体薄膜的粘结层被放置到基体上，并且通过热作用和必要时的压力作用来软化胶粘剂，由此使得转印层贴在基体上。为使载体薄膜可以被毫无问题地撕下，通常在转印层和载体薄膜之间设置一个剥离层，常常是一类似蜡状的层，该层在用于软化胶粘剂的热量作用下也被软化，以便将载体薄膜和转印层分离开来。
图1中的安全元件6的特点在于，其被设置在两个定义边界的、互相独立的区域11和12内，从而可以产生依赖于照明角或观察角而变化的光学效果。
在所示的实施例中，在表面区域11内有一个由许多薄层组成的干涉层序列13，其中出于图示清楚的原因，图3中没有表示出各个层。由于相应的干涉层序列的存在，而可以获得的光学效果是在照明角和观察角发生变化时产生颜色变换，其中颜色变换依赖于各个层的厚度以及用以观察的光的波长。有关相应的干涉层序列的详情，可以参阅WO 01/03945A1。
结合图1和图3可以看出，在所示实施例中，在观察方向14上在干涉层序列13后面有卡片持有人姓名3的一个完整字母“M”以及字母“U”的一部分，这在图3中通过印刷层23表示出来。为了能够将作为姓名3一部分的印刷层23辨认出来，在所示的实施例中干涉层序列总体上是透明的，但为了加强色彩变换效果，在干涉层序列的指向卡片载体1的一侧具有一个透明的、提高反射的镀层。
图1中的卡片的表面区域12上设置有另一个依赖于观察角或照明角而产生不同效果的元件，即有一衍射光学效应的结构15，优选光栅结构或全息图。在图1中示意地勾画出，表面区域12的衍射光学效应结构15包括两个分区16及17，它们通过不同的栅格参数(栅格频率，方位角以及边缘陡度等等)来加以区分。如图1所示，就光栅结构这点而言而进行不同构造，使得不同区域16和17的栅格仅仅在方位角方面不同，就已经可以获得一个明显可觉察的光学效果，也即从卡片的宽侧方向观察，例如只有正方形(区域17)是可见的，而从窄侧方向观察(即把卡片转动90度)，则只有包围正方形的区域16是可见的。不言而喻，表面区域12的衍射光学效应结构15可以构造成能够产生非常复杂的效果，正如例如EP 0 105 099 B1或者EP 0 375 833 B1中所述的那样。
图3中表示，表面区域11中的干涉层序列13以及表面区域12中的衍射光学效应结构15被设置在两个层之间，即图示实施例中的保护漆层9和粘结层10之间，这样就特别有利于保护表面区域11和表面区域12不发生变化。
按本发明，安全元件6的一个很重要的特点在于，事实上只有表面区域11和12可以显示随观察角和照明角变化而变化的光学效果，而条带7的其他部分则构造成相对于卡片或者其他基体的表面区域2看上去并不特别显现。
在图1、3和4中的实施例中，这可以通过简单的方式来实现，即两个层9和10分别都是玻璃般透明的，从而条带7在敷设到载体1的表面2之后在表面区域11和12以外就根本看不出来了，因为对于观察者而言只有卡片的正面构造是可见的，其中，条带7在表面2上面只包括两个层9和10，这进一步降低了可见度。
当然还有其他的可能方案来“遮住”条带7在表面区域11、12之外的表面。条带在视觉可变表面区域11和12以外的区域可以构造成不依赖于观察角和照明角而变化，这例如可以通过条带的哑光构造来实现，通常这样已经足够了。还有另外一种用于遮盖的适宜方案是，使条带7在视觉可变表面区域11、12以外与基体2如卡片的表面2外观构图相适配。
这种实施形式在图2中示出。
在图2中安全元件6′同样由条带7′构成，其边缘8′由虚线表示。
条带7′在图2的实施例中具有五个例如由衍射光学效应的光栅结构构成的表面区域12′。这五个表面区域12′相互之间在空间上相对紧密地靠在一起，类似一个图章，且分别具有字母“V”、“A”、“L”、“I”和“D”的轮廓形状，从而当衍射光学效应结构在表面区域12′内对于观察者是可见的话，单词“VALID”就形成了。
在图2的实施例中，条带7′与载体1′-例如支票表格或者类似物品—的表面2′相适配，即，使条带7′具有一种图案对应于载体1′的表面2′的图案18，其中在实施例中，该图案为勾圈花纹的形式。
此后，基本上就可以将构成安全元件6′的条带7′准确定位地敷设到载体1′的表面2′上，条带在其制造时就可以在表面区域12′以外相应地加上图案，这例如可以通过印刷方法来实现，其中，出于安全原因，这个印刷层同样宜设置在两个塑料层或漆层(图3中的9或10)之间。
若载体1′形式的有价证券或类似物品在敷设了构成安全元件6′的条带7′之后再进行后续印花/印刷，其中印花构图应如此设计，即，虽然它把条形以及载体1′的表面2′都盖住、但不遮住光学可变区域12′，则可以实现条带7′在光学可变区域12′以外区域特别好的适配。适宜的是，印花构图至少要搭叠一条边缘8′。
根据上面的叙述得知，采用本发明的安全元件，可以取得目前为止(按现有技术)只能是在将相应的光学可变元件空间划界地敷设于基体上时才可实现的效果。但能够充分利用转移薄膜条带加设方式的所有优点，特别是简化安全元件的敷设，同时具有相应的高工作速度以及在基体上的特别良好的贴附。
权利要求
1.条带形式的安全元件，其构造为转移薄膜，特别是热压印薄膜，并可以加设到一基体的表面上，特别是有价证券例如纸币、支票、股票和信用卡等等或者证件的表面上，用以确保基体的真实性或质量，所述安全元件包括至少两个塑料层或者漆层，在它们中间设置至少一个光学效应的层和/或结构，该层和/或结构可以产生依赖于照明角或观察角而变化的光学效果，其特征在于，光学效应的层(13)和/或结构(15)只设置在至少两个定义边界的、相互有间隔且视觉可变的表面区域(11，12，12′)内，并且条带(7，7′)在视觉可变的表面区域以外是透明的，和/或不依赖于照明角或观察角而变化，和/或与使用中接受条带(7，7′)的基体(1，1′)的表面(2，2′)的外观构图相适配。
2.根据权利要求1所述的安全元件，其特征在于，光学效应的层由一个在照明角或观察角变化时产生颜色变换的干涉层序列(13)构成。
3.根据权利要求2所述的安全元件，其特征在于，干涉层序列(13)具有至少一个部分透明的吸收层以及至少一个透明的介电间隔层。
4.根据上述权利要求之一项所述的安全元件，其特征在于，所述结构是一种衍射光学效应的结构(15)，特别是一光栅结构。
5.根据上述权利要求之一项所述的安全元件，其特征在于，在观察方向(14)上位于光学效应的层(13)或者结构(15)之前的塑料层或者漆层(9)是透明的，而在观察方向(14)上位于光学效应的层(13)或者结构(15)之后设有一个反射提高层。
6.根据权利要求5所述的安全元件，其特征在于，所述反射提高层是一个反射金属层。
7.根据权利要求5所述的安全元件，其特征在于，所述反射提高层是一种透明的塑料层或者漆层，其折射率明显区别于在观察方向(14)上位于其前面的层的折射率，优选至少相差0.2。
8.根据上述权利要求之一项所述的安全元件，其特征在于，条带(7，7′)在视觉可变的表面区域(11，12，12′)以外设有一种图案(18)。
9.根据权利要求8所述的安全元件，其特征在于，条带(7，7′)的图案(18)对应于接受条带(7，7′)的基体(1′)表面(2′)的图案(18)。
10.根据权利要求8或9所述的安全元件，其特征在于，图案(18)也被设置在两个塑料层或者漆层(9，10)之间。
11.根据权利要求8至10之一项所述的安全元件，其特征在于，图案(18)是印刷的。
12.根据权利要求8至11之一项所述的安全元件，其特征在于，图案(18)是在将构成安全元件(6′)的条带(7′)敷设到基体(2′)上之后加设上去的。
13.根据权利要求8、9、11或12所述的安全元件，其特征在于，图案(18)被同时加设到条带(7′)上和基体(1′)的接受条带(7′)的表面(2′)上，其中图案(18)在条带(7′)和基体(1′)表面(2′)上连续地构成，且搭叠条带(7′)的至少一个边缘(8′)。
14.根据上述权利要求之一项所述的安全元件，其特征在于，视觉可变的表面区域(11，12)具有一种简单几何元件的形状，例如多边形。
15.根据上述权利要求之一项所述的安全元件，其特征在于，至少两个视觉可变的表面区域(11，12，12′)具有不同的几何形状。
16.根据上述权利要求之一项所述的安全元件，其特征在于，至少一个视觉可变的表面区域(12′)具有一种字母符号(V，A，L，I，D)的形状。
17.根据权利要求15或16所述的安全元件，其特征在于，多个视觉可变的表面区域(12′)具有字母符号的形状，它们共同表示一个概念(VALID)。
18.有价证券，其具有根据权利要求1至17之一项或多项所述的条形的安全元件(6，6′)，其中，所述安全元件(6，6′)按下述方式加设，即，视觉可变的表面区域(11，12，12′)和/或图案(18)与印刷元件或其他构形元件(3，4，5)套准地设置在有价证券(1，1′)的表面(2，2′)上。
全文摘要
本发明涉及一种条形安全元件，其可以产生依赖于照明角或观察角而变化的光学效果，其中这种光学效果只出现在一个或多个定义边界的、相互之间有间距的表面区域内，而条带在视觉可变的表面区域以外的区域是透明的，或者与基体表面的外观构图相适配。
文档编号B44F1/12GK1735517SQ03811717
公开日2006年2月15日 申请日期2003年4月25日 优先权日2002年5月22日
发明者维尔纳·赖因哈特 申请人:雷恩哈德库兹两合公司