安全元件制造技术

一种层状物形式的安全元件（２）可以用于文件（１）的验证。层状物具有至少一个透明保护层、透明漆层和粘合层，漆层设置在保护层和粘合层之间。反射层形式的界面将粘合层和漆层分开。该界面被分成具有平坦表面部分区域和具有漆层中形成的凹凸结构的图案（２５）的区域。平坦表面部分形成背景表面（３），它为入射到层状物中的光提供平坦的镜表面，同时具有预定的光学有效结构深度的凹凸结构的区域形成图案要素（４）。图案要素（４）的凹凸结构吸收入射光。在反射的背景表面（３）的反射光中，暗图案要素（４）形成强对比而图案（２５）清晰可见。在反射光之外的方向上，背景表面（３）和图案要素（４）之间的对比消失，从而复印机装置将背景表面（３）和图案要素（４）复制成黑色表面。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学衍射安全元件，如权利要求1的分类部分所阐述的。这种安全元件可以用于文件的验证，诸如承载价值的文件或债券、支票、纸币、信用卡、所有类型的护照和身份卡、入场券、驾驶执照等等，安全元件例如是通过粘结而固定在文件上的薄层复合材料或分成薄片。用于彩色拷贝的现代复印机是对由印刷过程制成的文件的严重的潜在危险，因为原物和拷贝之间的视觉差异太小以至于只有配备适当辅助设备的专家才能分辨原物和拷贝，除印刷图像的外表之外这方面常必须参考其它标准，诸如凹版印刷、水印、荧光、具有衍射结构的光学可变安全元件等等。从EP 0 522 217 B1已知，设置在文件上的反射箔部分实现了对这种文件的未批准拷贝的良好保护。由于拷贝机器将反射表面复制成黑色，具有反射箔的原物与拷贝之间的差异清晰可见。但是，可以理解，反射箔在市场上是易于获得的。因此，这种拷贝中的黑色表面可方便地有粘贴其上的反射箔，从而使拷贝表现得更真实。DE 44 10 431 A1描述了上述箔部分的进一步发展。安全元件是从分层薄片上切下的箔部分，具有平坦的镜反射层。在表面部分中除去该反射层，其中所述表面部分在箔部分的表面上形成个别标记，从而反射层下设置的黑色层变成是可见的。在由复印机制成的拷贝上，由于除去反射层的表面部分以及拷贝中保留在后面的镜面一律呈黑色，在其余镜表面的复制过程中黑色标记消失。取代平镜面的另一种安全元件具有含标记的全息图结构，在拷贝过程中其表现类似将在以下段落中讨论的衍射结构。因此，在拷贝中，在全息图的被拷贝图像中可以检测到标记。例如从GB 2 129 739 B的实例中已知，对有价值的文件置以具有含衍射结构(例如全息图，根据EP 0 105 099 A1，EP 0 330 738 A1，EP 0 375 833 A1等含镶嵌状表面图案)的光学可变安全元件。这些安全元件具有根据观察状况变化的图案或图像。从未批准人员的观点，只有以较高的成本才能模仿这些安全元件。可是，文件的彩色拷贝复制安全元件的一个图案或图像，在用于成像过程的复印机中固定的观察条件下它在原物中是可见的。可以理解，在观察条件改变的情况下，不再可能看到拷贝中图案或图像的任何变化，但如果接受者不注意，拷贝很容易被认为是真正的文件EP 0 401 46 A1和US No 4 856 857中描述了用于安全元件的层状物的实施例和可用于该目的的材料。本专利技术的目的在于提供一种廉价的光学可变安全元件，它不能通过复印机装置复制并不能用全息方法进行拷贝。根据本专利技术，该目标是通过权利要求1的特征部分中所阐述的特点来获得的。本专利技术的有利结构在所附权利要求书中进行阐述。以下参考附图更详细地描述本专利技术的实施例，其中附图说明图1示出一文件，图2示出绕轴倾斜时的文件，图3示出安全元件的横截面的视图，图4示出凹凸结构的界面，图5示出第一观察条件，图6示出第二观察条件，图7a和7b示出具有灰度级的安全元件，以及图8示出凹凸结构。参考图1，标号1表示文件，2表示安全元件，3表示背景表面，4表示图案要素和5表示文件1的平面内的概念上的倾斜轴。用从上方横向和倾斜的定向人造光照射文件1并垂直从上方观看。安全元件2固定在文件1上。为了识别，安全元件2具有图案25，它包括由背景表面3包围的图案要素4。为了使图1更加清楚，图案25包括单个图案要素4并形成简单的“V”符号。对于图案25，实际实施例包括多个背景表面3和图案4的排列。在指定的照明和观察条件下，由于图案要素4和背景表面3之间没有对比，背景表面3和图案要素4都是暗的，例如金属性的无光泽，所以图案25对于观察者来说是不可见的。相反，如下所述，在漫射日光中或在漫射的室内照明中以及在特定照明条件下，图案要素4从光背景表面3中突出呈暗色，从而观察者可以清晰地看到。如图2所示，如果将具有安全元件2的文件1绕倾斜轴5倾斜使得背景表面3将光反射到观察者的眼中，则由于图案要素4保持是暗的并从背景表面3中以较高水平的对比度突出，观察者可以识别图案25。在这种观察条件下，实现了对观察者的反射条件。从观察者的角度来说，反射条件下安全元件2在其平面中的旋转不改变图案25的外观，即是说不执行安全元件2的方位定向。图3示出安全元件2(图2)的横截面，其中剖面平面包括例如倾斜轴5(图2)。安全元件2包括层合成物或层状物6，它包括多个层7、8、9和11。关于层状物6的结构和其的材料的实例可以在EP 0 401 466 A1和US 4 856 857中找到。在最简单的情况中，层状物6包括至少保护层7、粘合层8和设置在保护层7和粘合层8之间的漆层9。粘合层8将安全元件2结合到文件1上。如果在从漆层9到粘合层8的转变处，边界层处的折射率突然改变，则粘合层8和漆层9间的界面反射通过覆盖层7和漆层9入射的光10。采用US No 4 856 857的表6中的材料，折射率的差太小以至于不能实现强反射。因此通过反射层11增加反射能力，其中反射层11设置在界面处并且它是包括金属或由合适的无机介质层涂覆的金属的薄层(＜0.4微米)，所述介质层设置在金属的侧面上，朝向入射光10。反射层11的材料包括在US No 4 856 857的表1到5中；表1到6结合在描述中。表5中未提及的碲也适用于反射层11。入射光10表示日光或波长在380nm到780nm之间的可见多色光。层状物6的另一个实施例中，远离漆层9的层状物6的覆盖层7的表面通过分离层12连接到载体带或条13以便易碎的层状物6转移到文件1上。在将层状物6适当胶合后，可以除去诸如PC或PETP的纸或塑料膜的载体带13，从而通过保护层7和漆层9可看到图案25(图2)。在这方面，关注上述GB 2 129 739 B。如图3所示，具有几何花纹深度p的凹凸结构14形成于漆层9内，在图案要素4的区域中。在背景表面3的区域中，漆层9形成得光滑和平坦并与层状物6的其它层平行。粘合层8的材料填充凹凸结构14的凹陷。有或没有附加反射层11的界面沿着凹凸结构14和背景表面3的镜面。凹凸结构14是交叉格栅(cross grating)，它包括两个周期d小于可见光谱(即λ＝380nm和λ＝420nm之间)中短波端处界限波长λ且具有光学有效结构深度h的基格栅，即花纹深度p乘以漆层9的折射率，较佳地在h＝50nm和h＝500nm之间的范围内。这种凹凸结构14吸收图案要素4上入射的几乎所有的可见光10并将小部分的入射光10散射回到图案要素4上的半空间中。被吸收光10的百分比非线性地取决于结构深度h并可以通过在上述50％和约99％的范围内选择结构深度h来加以控制，其中凹凸结构14越浅，相应地越多入射光10被散射回而相应地越少光10被吸收。指定的百分比需要具有诸如铝的反射层11的凹凸结构14。因此，具有各种结构深度h的图案要素4的邻接区域呈现灰分度(grey graduation)。图4所示的凹凸结构14的实施例是由两个正交的正弦基格栅形成的交叉格栅。沿坐标x延伸的第一基格栅的正弦函数的周期是dx、振幅是hx，而沿坐标y延伸的第二基格栅的正弦函数的周期是dy、振幅是hy。在由坐标x和y限定的平面上，由层状物6(图3)内的交叉格栅形成的界面h(x，y)遵循例如以下的函数h(x，y)＝·本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于文件（１）验证的安全元件（２），带有包括多个表面部分的图案（２５）并呈层状物（６）的形式，它包括至少一透明保护层（７）、一透明漆层（９）和一粘合层（８），其中漆层（９）设置在保护层（７）和粘合层（８）之间，折射率在粘合层（８）和漆层（９）之间的界面处骤变，图案（２５）的表面部分由背景表面（３）和图案要素（４）组成，　　　　其特征在于，　　　　在背景表面（３）的区域中，漆层（９）是光滑、平坦的形式，而在图案要素（４）的区域内的漆层（９）中形成具有预定的、光学上有效的结构深度（ｈ）的凹凸结构（１４），　　　　背景表面（３）是平坦的镜表面，用于使光（１０）入射到层状物（６）中，以及　　　　凹凸结构（１４）是交叉格栅，它由具有周期（ｄｘ；ｄｙ）的基格栅形成，而周期（ｄｘ；ｄｙ）比可见光（１０）谱中短波端处的预定界限波长（λ）短，以便图案要素（４）吸收和散射入射光（１０），其中每个凹凸结构（１４）中，吸收和散射光的比率是预定地取决于凹凸结构（１４）中的光学上有效的结构深度（ｈ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R斯淘布，WR汤姆普金，A斯灵，
申请(专利权)人：OVD基尼格拉姆股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]