带反射的面区的光学可变的安全元件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于保护有价物品的光学可变的安全元件(12)，其具有带有反射的面区(20)的载体(22)，反射的面区的范围定义x‑y平面和垂直于x‑y平面的z轴线，其中所述反射的面区(20)包含多个反射的子区域(30)并且每个子区域(30)具有多个相同定向的反射的棱面(32)，并且每个棱面(32)相对于x‑y平面的定向通过其归一化法向向量(n)的数据确定，该法向向量到x‑y平面中的投影定义棱面的倾斜方向(r)，棱面的长度(L)是棱面沿倾斜方向的尺寸，棱面的宽度(B)是在x‑y平面中棱面的垂直于倾斜方向的尺寸，棱面的高度(H)是棱面沿z方向的尺寸。在此按照本发明专利技术规定，在反射的子区域(30)中，相同定向的棱面(32)沿其共同的倾斜方向(r)以减小的长度(L)和减小的高度(H)布置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带反射的面区的光学可变的安全元件本专利技术涉及一种用于保护有价物品的光学可变的安全元件，其具有带有反射的面区的载体，所述反射的面区包含多个反射的子区域，其中，每个子区域具有多个相同定向的反射的棱面。数据载体，例如有价文件或者证照文件，或者其他有价物品，例如品牌商品通常配设有安全元件，以便实现保护，所述安全元件实现对数据载体的真实性的检验并且同时用作针对不允许的仿制的保护。具有取决于观察角度的或者三维的外观的安全元件在真实性保护方面有特殊的作用，因为即使用最现代化的复印机也无法再现。为此，安全元件配备有光学可变的元件，其在不同观察角度下给观察者不同的图像印象，并且例如根据观察角度显示不同的颜色或亮度印象和/或不同的图形图案。在此，在现有技术中，例如运动效果、泵效果、深度效果、浮雕效果或翻转效果被称为光学可变的效果，它们借助全息图、微透镜或微镜实现。基于全息图的光学可变的元件是广泛应用的，但由于其相对低的光泽度和反射光的衍射的分色，削弱了其吸引力和可识别性。此外，它与基于微透镜或微镜结构的安全元件相比，由于相对容易制造，而防伪性较低。借助微透镜实现上述光学可变效果允许不受照明影响的良好的可视性。但是，微透镜结构大多造成安全元件的层厚较大。基于微透镜的真实性特征的制造也带来一些技术挑战：在透镜层下的图案层中，必须以较高品质显示仅仅几微米大的图案，并且不仅透镜层而且图案层都必须以较高的网格精确度制造。在实践中，目前大多只能产生周期性的图样，其尺寸限于几毫米。在此，符号的呈现通常稍微失真并且模糊，这降低了安全元件的识别价值。r>因此，一种有吸引力的变型设计是借助微镜实现光学变化的效果，其在技术上不太复杂并且可以在平坦的安全元件中实现大面积的并且清楚的图案。在此，微镜结构的亮度和光泽度对于良好的可感知性和吸引人的视觉印象特别重要。目前，微镜装置在安全元件中例如以此产生，即将期望的效果面划分为尺寸为例如20μm×20μm的同样的像素，每个像素对应一个镜斜度(德语：Spiegelsteigung)，即确定像素的微镜相对于基层平面以何种方式倾斜，然后用相应镜斜度的楔形的微镜填充该像素。在此，微镜大多具有固定的基础面，通常为10μmx10μm。在文献EP2390106B1中描述了类似设计的例子。然而这种设计中的缺点是，微镜的周期性布置常常导致不期望的衍射效果和彩色的光反射，这干扰了微镜装置的真正期望的消色差的外观。微镜的非周期性布置也是已知的并且例如在文献WO2012/055505A1中说明。在非周期性布置中，尽可能避免了衍射效果，为此通常需要更多数量的微镜，以便填充给定的面区，这会导致光滑镜面与(实际上)倒圆的边缘区域的面积比更低，并且以此导致光泽度降低。在此基础上，本专利技术要解决的技术问题是给出一种上述类型的光学可变的安全元件，其避免了现有技术的缺点，并且其中尤其将高防伪性与高亮度和光泽度相结合。该技术问题通过独立权利要求的特征解决。本专利技术的改进设计方案是从属权利要求的内容。在这种安全元件中，反射的面区的范围定义x-y平面和垂直于该平面的z轴线。每个棱面相对于x-y平面的定向通过其归一化法向向量的数据确定，其中，该法向向量到x-y平面中的投影定义棱面的倾斜方向。棱面沿倾斜方向的尺寸称为棱面的长度，棱面在x-y平面中的垂直于倾斜方向的尺寸称为棱面的宽度，棱面沿z方向的尺寸称为棱面的高度。按照本专利技术现在在这种安全元件中规定，在反射的子区域中，相同定向的棱面沿其共同的倾斜方向以减小的长度和减小的高度布置。以此产生棱面装置，其可以产生具有高亮度和光泽度的面区的期望的外观，但又完全没有周期性。由于缺乏周期性，这种棱面装置难以模仿并且因此具有很强的防伪性。同时避免了干扰性的衍射效果和由此产生的彩色的光反射，以此提供更大的光量用于期望的反射。相对于传统的非周期性设计，现在建议的装置具有的优点是，只需要少量的棱面用于填充子区域。主要在平的棱面倾角中产生具有高亮度的较大的关联的面。额外地，通过沿倾斜方向减小的棱面尺寸，使得相互的阴影效果最小化。在优选的设计方案中，相同定向的棱面至少在子区域的子集中分别沿其共同的倾斜方向布置并且其长度和高度以相同的不变的因子减小。具体而言，从沿倾斜方向的第k个棱面的高度和长度出发得到后续的沿倾斜方向的第(k+1)个棱面，公式是Hk+1＝f*Hk并且Lk+1＝f*Lk其中，因子f小于1，其相应针对整个子区域是不变的。不变的因子也可以针对所述子集的所有子区域相同。有利的是，不变的因子在0.6至0.95之间，优选在0.75至0.85之间。在有利的设计中，相同定向的棱面甚至以上述方式布置在所有子区域中。在另外的同样有利的设计方案中，相同定向的棱面至少在子区域的子集中分别沿其共同的倾斜方向布置并且其高度逐个棱面地以不变高度差减小。具体而言，从沿倾斜方向的第k个棱面的高度和长度出发得到后续的沿倾斜方向的第(k+1)个棱面，公式是Hk+1＝Hk–Δ。每个棱面的长度利用倾角α由其高度得到的，Lk＝Hk/tan(α)。对于整个子区域，高度差Δ分别是不变的，然而其甚至可以针对所述子集的所有子区域都是相同的。有利的是，所述不变的高度差在50nm至400nm之间，优选在80nm至150nm之间。在有利的设计方案中，相同定向的棱面以上述方式布置在所有子区域中。在所述具有不变因子或不变高度差的变型设计中，棱面的高度可以额外地以一个小的、分别基本上随机选择的高度变化而改变，其中，额外的基本上随机的高度变化有利地小于高度变化前的初始高度的5％，尤其是2％。然后相应地调整棱面的长度，以保持倾角不变。在此，所选择的表述，即棱面的高度以基本上随机选择的高度变化而改变，考虑到的事实是，随机的变化也可以例如借助计算机生成的“随机数”实现，这些随机数严格来说是确定性的。反射的面区的棱面的高度优选不超过最大高度Hmax，该最大高度小于20μm，优选10μm或更小，特别优选5μm或更小。例如这可以通过将每个子区域沿倾斜方向最后一个的第一棱面分别构造具有小于或等于最大高度的高度实现。有利的是，相同定向的棱面沿共同的倾斜方向直接相接。备选的是，棱面沿倾斜方向也可以以在x-y平面中较小的间距布置。有利的是，棱面的间距在此小于两个邻接棱面的平均长度的10％，尤其5％。适宜的是，反射的子区域沿棱面的共同的倾斜方向具有小于300μm，优选小于100μm，特别优选在20μm至100μm之间的长度。反射的子区域可以具有正方形、长方形的轮廓，但是也可以具有任意的轮廓。尤其地，反射的子区域的至少一部分可以构造带有图案形式的轮廓，尤其字符或符号形式的轮廓。在一般的轮廓的情况下适宜的是，在平面中子区域的最大尺寸小于300μm，优选小于100μm，特别优选在20μm和100μm之间。棱面的宽度优选分别占据子区域的最大可用宽度。棱面形状在此有利地遵循子区域的边缘走向，其也可以倾斜或弯曲地延伸。有利的是，在反射的子区域中沿共同的倾斜方向布置有八个或更少，优选五个或更少，尤其两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于保护有价物品的光学可变的安全元件，其具有带有反射的面区的载体，反射的面区的范围确定x-y平面和垂直于x-y平面的z轴线，其中/n-所述反射的面区包含多个反射的子区域并且每个子区域具有多个相同定向的反射的棱面，并且/n-每个棱面相对于x-y平面的定向通过其归一化法向向量的数据确定，该法向向量到x-y平面中的投影定义棱面的倾斜方向，棱面的长度是棱面沿倾斜方向的尺寸，棱面的宽度是在x-y平面中棱面的垂直于倾斜方向的尺寸，棱面的高度是棱面沿z方向的尺寸，/n其特征在于，/n-在反射的子区域中，相同定向的棱面沿其共同的倾斜方向以减小的长度和减小的高度布置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180518 DE 102018004052.71.一种用于保护有价物品的光学可变的安全元件，其具有带有反射的面区的载体，反射的面区的范围确定x-y平面和垂直于x-y平面的z轴线，其中
-所述反射的面区包含多个反射的子区域并且每个子区域具有多个相同定向的反射的棱面，并且
-每个棱面相对于x-y平面的定向通过其归一化法向向量的数据确定，该法向向量到x-y平面中的投影定义棱面的倾斜方向，棱面的长度是棱面沿倾斜方向的尺寸，棱面的宽度是在x-y平面中棱面的垂直于倾斜方向的尺寸，棱面的高度是棱面沿z方向的尺寸，
其特征在于，
-在反射的子区域中，相同定向的棱面沿其共同的倾斜方向以减小的长度和减小的高度布置。


2.按照权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述相同定向的棱面至少在子区域的子集中分别沿其共同的倾斜方向布置并且所述相同定向的棱面的长度和高度以相同的不变的因子减小。


3.按照权利要求2所述的安全元件，其特征在于，所述不变的因子在0.6至0.95之间，优选在0.75至0.85之间。


4.按照权利要求1至3中至少一个所述的安全元件，其特征在于，所述相同定向的棱面至少在子区域的子集中分别沿其共同的倾斜方向布置并且所述相同定向的棱面的高度逐个棱面地以不变的高度差减小。


5.按照权利要求4所述的安全元件，其特征在于，所述不变的高度差在50nm至400nm之间，优选在80nm至150nm之间。


6.按照权利要求1至5中至少一个所述的安全元件，其特征在于，反射的面区的棱面的高度不超过最大高度Hmax，所述最大高度小于20μm，优选10μm或更小，特别优选5μm或更小。


7.按照权利要求1至6中至少一个所述的安全元件，其特征在于，相同定向的棱面沿共同的倾斜方向直接相接。


8.按照权利要求1至7中至少一个所述的安全元件，其特征在于，反射的子区域沿棱面的共同的倾斜方向具有小于300μm，优选小于100μm，特别优选在20μm至100μm之间的长度。


9.按照权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：R德梅尔，C富泽，KH谢雷尔，MRJ谢雷尔，
申请(专利权)人：捷德货币技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE