用于防伪元件的制造方法和防伪元件技术

本发明专利技术涉及一种用于制造防伪元件(4)的制造方法，所述防伪元件用于制造有价文件、例如钞票(2)或者支票等，其中，所述制造方法具有以下步骤：提供聚合物膜(12)并且通过由基准辐射与调制的对象辐射的干涉形成的驻光波(16、16、16b)的作用，在聚合物膜(12)中形成横向结构化的微纤维结构(13)，以便在聚合物膜(12)中形成与位置相关的交联，并且用溶剂进行显影，使得所述聚合物膜(12)在对防伪元件(4)的俯视图中产生彩色的光学可变的图案。产生彩色的光学可变的图案。产生彩色的光学可变的图案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于防伪元件的制造方法和防伪元件
[0001]本专利技术涉及一种用于防伪元件的制造方法，所述防伪元件产生彩色的、光学可变的图案(或者说图形对象)。此外，本专利技术还涉及这种防伪元件。
[0002]在现有技术中已知光敏层，在它们被光照射时，它们的物理和化学的特性改变。它们主要用于制造微纳结构。所述结构借助UV漆或者所谓的光致抗蚀剂产生，即最终通过微光刻方法产生。
[0003]制造具有彩虹色的层的一种可行性是所谓的色移层结构。尽管它们能够通过蒸镀方法完全施加在基底上，然而多色的结构要求多道工序并且因此需要耗费地制造。在各个单独的工作步骤中尤其需要注意套准稳定性的问题。
[0004]同样已知体积全息图，它们通过光衍射和干涉对于观察者产生三维效果的图像。体积全息图将入射光束的强度和相存储在光敏介质中。体积全息图的大规模制造是复杂和昂贵的，因为对于曝光需要耗费的设备并且通常必须将非常贵的光致抗蚀剂用于制造。
[0005]由M.Ito等人的公开出版物“Structural colour using organized microfibrillation in glassy polymer films”，《Nature》，2019年6月20日，570卷，363
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367页已知，通过驻光波(或称为光驻波)使聚合物交联并且因此形成由微纤维组成的结构，所述微纤维产生彩色图案。
[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于简单地制造产生彩色的光学可变的图案的防伪元件的制造方法以及这种防伪元件。
>[0007]本专利技术在独立权利要求中定义；从属权利要求涉及优选的扩展设计。
[0008]用于制造有价文件、例如钞票或者支票等的光学可变的防伪元件具有聚合物膜并且可选地具有布置在聚合物膜下方的反射器层。在聚合物膜中形成横向结构化的微纤维，它们使得聚合物膜具有显现为彩色图案的颜色效果。在此，按照如在所述的《Nature》的文章中描述的原理产生微纤维。因此，按照驻光波组织所述微纤维。所述驻光波例如来自相干光束的干涉，它们在聚合物膜中导致相长干涉的定位并且由此在聚合物中产生(通常局部改变的)交叉交联，所述交叉交联随即借助适当的溶剂暴露出。
[0009]这个在《Nature》中描述的微纤维化方法在变型方案1中设计具有反射器层，所述反射器层在反射度和/或成型轮廓方面被横向结构化，从而由此在反射器层上方以反射光的曝光中在入射的和反射回的辐射之间形成干涉并且最终形成用于彩色图案的微纤维结构。反射器层这样用于交联，使得微纤维具有形成彩色图案的横向结构。反射器层例如可以设计为金属的镜面层并且也可以在微纤维化方法之后被去除。在变型方案2中，在聚合物膜中，在两个入射的射线之间产生干涉。由此不需要反射器层并且例如可以将体积全息图直接写入聚合物膜中。
[0010]因此，聚合物膜通过微纤维化在颜色效果方面尤其设计为体积全息图并且具有海绵状的结构，在所述结构中，各个单独的平面和/或孔周期性地布置。由此产生结构颜色。
[0011]聚合物膜通过以驻波的形式施加的光在一定程度上“被曝光”，其中，在变型方案1中，反射器层的横向结构化也将曝光部结构化，并且接下来通过基于溶剂地去除未交联组分而显影。通过将横向结构化的反射器层作用用于曝光步骤，能够非常简单地制造图案。
[0012]特别有利的并且保护环境的是使用可溶于水的聚合物，例如PVA、PA、PVP、PAA或者PAM。在这些聚合物中，未交联的区域可以只借助水去除,并且因此不需要溶剂。
[0013]在实施方式中，反射器层被横向地反射度调制、尤其是像素化。这例如能够以像素结构的形式实现。补充地/备选地也可以横向地调制反射器层与聚合物层的距离。反射度例如可以通过金属层的厚度改变，所述厚度可以在最大反射层厚与零之间波动。作为用于反射器层的材料优选考虑金属如Al、Cu、Cr、Ni、Au、Ag等以及它们的合金、如ZnS、SiO2、MgF2或者由现有技术已知的薄膜
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干涉层系统。特别的电介质或者由所述材料组成的层系统也是可行的。
[0014]反射器层在微纤维化形成时产生聚合物中的所示图案的强度调制，所述强度调制又在显影过程期间导致形成横向结构化的微纤维。所述微纤维可以被视为横向结构化的布拉格平面，其作用产生颜色组分。由此尤其可以取消对聚合物膜的横向改变的结构化。因为反射器层能够相对简单地制造和横向结构化，所以这些实施方式具有在简单的可制造性方面的特别的优点。尽管如此，它们却难以被模仿或者伪造。
[0015]当然作为备选方案或者作为附加的扩展设计同样可行的是，在颜色效果方面横向地结构化所述聚合物膜。这例如可以通过用驻光波相应地曝光实现，所述驻光波横向地、光谱地和/或在强度上不同。
[0016]在实施方式中，微纤维结构提供一种体积全息图。为此在实施方式中，如针对反射全息图、透射全息图或者Denisjuk全息图已知的那样曝光所述聚合物膜。在其它的实施方式中，反射器层设计为凸纹结构，所述凸纹结构具有用于显示图案的相应的凸纹，因此在曝光时，被这个横向结构化的表面反射的光以对象射线的形式与用作基准的入射射线在聚合物层中叠加并且因此产生干涉。表面凸纹用于实现由反射层反射的光的相调制，因此这个凸纹结构影响颜色效果。
[0017]凸纹结构尤其可以在聚合物层与反射层之间作用产生横向改变的距离。凸纹结构可以通过微纳光刻的方法制造并且通过不同的压印方法转印或者复制。凸纹结构尤其可以具有：处于影响颜色效果的不同高度水平中的、与聚合物结构间隔不同距离的平台、微镜、闪耀光栅结构、菲涅尔结构、蛾眼结构、具有尖锐的或者倒圆的棱边的亚波长结构、正弦光栅结构、柱结构或者具有倾斜的或垂直的侧面的阶梯光栅结构。在并排的区域中也可以使用这些光栅结构中的不同结构。所述结构主要是在中等周期或者类周期或者单独结构尺寸具有不同数量级的情况下也可以叠加。特别一般地，凸纹结构可以设计为自由形状面。例如可以显示对于钞票常见的图案，其中，三维图案也是可行的。在适当的照明时，也可以在没有横向结构化的反射层的情况下观察光学可变的效果。
[0018]在其它实施方式中，微纤维结构产生多色的像素图像，其中，作用产生像素图像的像素结构设计在反射器层(如果没有被去除)、聚合物层或者反射器层和聚合物层中。
[0019]在另一个实施方式中，垂直于聚合物膜的表面地实现微纤维结构的结构化。在此，聚合物膜的其中布置有各个单独的层和/或孔的海绵状结构这样产生，以使得曝光聚合物膜的驻波这样被施加，使得在聚合物膜与溶剂接触时，非周期性地形成微纤维结构。这例如可以通过用不同波长的驻波照射所述聚合物层来实现。
[0020]在该实施方式的第一变型方案中，有针对性地将缺陷嵌入微纤维结构中。例如将微纤维结构中的以下各个单独的层称为缺陷，通过用驻波照射和接下来基于溶剂地去除聚
合物膜中的未交联组分，所述层有针对性地变得比微纤维结构的其它层更厚或者更薄。由此在高反射性的区域(带隙)内在反射光谱中形成最小值/最大值，并且颜色印本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于防伪元件(4)的制造方法，所述防伪元件用于制造有价文件、例如钞票(2)或者支票等，其中，所述制造方法具有以下步骤：
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提供聚合物膜(12)并且
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通过由基准辐射与调制的对象辐射的干涉形成的驻光波(16、16、16b)的作用，在聚合物膜(12)中形成横向结构化的微纤维结构(13)，以便在聚合物膜(12)中形成与位置相关的交联，并且用溶剂进行显影，使得所述聚合物膜(12)在对防伪元件(4)的俯视图中产生彩色的光学可变的图案。2.按权利要求1所述的制造方法，还包括步骤：
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产生处于所述聚合物膜(12)下方的反射器层(10)，所述反射器层在反射度和/或成型轮廓方面具有横向结构化部，并且
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将具有大于聚合物膜厚度的相干长度的辐射照射到聚合物膜上，以形成横向结构化的微纤维结构(13)，其中，所述基准辐射通过入射的辐射形成并且所述对象辐射通过在反射器层上被反射的辐射形成。3.按权利要求2所述的制造方法，其中，所述反射器层(10)的横向结构化部设计为作用产生像素图像的像素结构。4.按权利要求2或3所述的制造方法，其中，横向地这样调制地提供所述反射器层(10)，使得所述反射器层具有反射度不同的区段。5.按权利要求2或3所述的制造方法，其中，所述微纤维结构(13)在由其产生的颜色方面被横向结构化，尤其以像素结构的形式被横向结构化。6.按权利要求2至5之一所述的制造方法，其中，为了在成型轮廓方面横向结构化，所述反射器层(10)设计具有凸纹结构。7.按权利要求6所述的制造方法，其中，所述凸纹结构具有以下结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：T萨特勒，T格哈特，M拉姆，C富斯，K森德雷特梅西，K戈特施林，U肖姆伯格，MRJ谢勒，
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：