CN102470686A - 用于被保护的物件的安全元件以及具有该安全元件的被保护的物件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于被保护的物件(2，37)的安全元件，具有上表面(13)和下表面(15)，一个或多个成像光学元件，所有成像光学元件仅在上表面(13)的前方以放大比例的方式成像各自相关的物件，其中，一个光学元件或光学元件的至少其中之一包括：多个反射微观成像元件(8)，以第一图案二维地排列，并且所述相关的物件是具有多个微观结构(6)的微观结构物件的形式，以微观结构图案排列，从而与第一图案相匹配，以使微观结构物件凭借反射微观成像元件以放大的比例在上表面(13)的前方成像。在其上表面(13)和下表面(15)上，安全元件(1)具有胶层(14，16)，以使安全元件(1)可如此嵌入被保护的物件(2，37)，从而使上表面(13)和下表面(15)黏附地固定于被保护的物件(2，37)。

Description

用于被保护的物件的安全元件以及具有该安全元件的被保护的物件

技术领域

本发明涉及一种用于被保护的物件的安全元件，举例而言如防伪纸、有价值的文件或类似物，以及具有该安全元件的被保护的物件。

背景技术

需要被保护的物件经常提供有一安全元件，该安全元件允许该物件的授权检查，及/或作为免受未经授权复制的保护措施。

所述需要被保护的物件例如为防伪纸、身份证明以及有价值的文件(举例而言如，银行钞票、智能卡、护照、身份证、识别证、股票、债券、凭证、优惠券、支票、门票、***、健康保险卡等)以及产品安全元件，举例而言如标签、封印、包裹。

如果安全元件例如为银行钞票的安全线程的形式且具有例如多个以放大比例成像安全特征的微透镜，问题在于线程的表面不能提供有透镜表面上的黏合剂，这就是为什么当它嵌入银行钞票纸内时，跨越该线程的纸网不与线程连接，因此会出现自安全线程的网的不必要的抬起(或者环路)。这导致了银行钞票的流通耐久性的降低。

发明内容

从这点出发，本发明的目的是提供一种用于被保护的物件的安全元件，该安全元件可以解决开始提到的问题。还提供了具有这种安全元件的被保护的物件。

根据本发明，本发明的目的可通过一种用于被保护的物件的安全元件来达成，具有一上表面和一下表面，一个或多个成像光学元件，所有成像光学元件仅在上表面的前方以放大比例的方式成像各自相关的物件，其中一个光学元件或光学元件的至少其中之一包括多个反射微观成像元件，以第一图案二维地排列，以及相关的物件是微观结构物件的形式，具有多个微观结构，该微观结构以微观结构图案排列，从而与第一图案相匹配，以使微观结构物件凭借反射微观成像元件以放大比例的方式在上表面的前方成像，其中在上表面和下表面上，安全元件具有一胶层，从而使安全元件可嵌入被保护的物件，因此上表面和下表面均黏附地固定于被保护的物件。

由于使用反射成像元件，这些反射微观成像元件的后表面以及与其分离的微观结构或具有反射成像元件的层可提供有胶层或黏着层，从而使安全元件可例如通过其双面粘贴入银行钞票。因此避免了在银行钞票内提供的窗口之间的网的不必要的抬起，以便于以放大比例的方式成像。

与折射微透镜相比较，微观成像元件最好是微凹面镜的形式，所述微凹面镜具有降低的焦距，从而使安全元件的厚度(例如线程厚度)可以大大地降低。可达到小于30μm的厚度。

尤其是，微观成像元件可排列在薄膜的一侧，微观结构可排列在薄膜的另一侧。特别地，薄膜可以是透明薄膜的形式，例如PET薄膜。从而使简化的安全元件的生产方式以及具有微观结构的反射微观成像元件的优良组合成为可能。

尤其是，微观成像元件位于第一平面，微观结构位于与第一平面平行的第二平面。两个平面之间的距离可相当于微观成像元件的焦距。因此，根据本发明的安全元件的非常紧凑的结构成为可能。

胶层或黏着层的至少其中之一可以是热封漆层的形式。胶层或者尤其是安全元件的上表面上的胶层是透明的，其中透明在这里最好被认为至少10％的透明度且尤其是至少50％的透明度。

在反射微观成像元件下面的黏着层也可设计为非透明的，最好是白色的，以降低通过银行钞票的后表面(背面层)的线程显示的范围。

根据本发明的安全元件最好形成在这里，从而使安全元件的所有光学元件可以放大比例的方式仍可仅在上表面的前方成像分配于它们的物件。

已知的微观结构方法，举例而言如压印方法，可用于产生微观成像元件和微观结构。因此，例如，使用从半导体加工(光刻、电子束光刻、激光蚀刻等)中已知的方法，光阻材料中合适的结构可以被照亮、随意地改善、成型，并被用于生产压印的工具。用于压印至热塑性塑料薄膜或压印至涂层有辐射固化漆薄膜内的已知方法尤其适合生产大表面区域。

安全元件可以尤其是安全线程、撕裂线程、安全带、安全条、补丁或嵌入被保护的物件的标签的形式。

最好这样选择微观成像元件的维数，从而使其位于低于人眼的解析能力。尤其是，维数可位于从3μm至80μm的范围内，最好是从3μm至50μm，且尤其最好是从3μm至30μm。

第一图案和微观结构图案可以是六角形网格的形式，也可以是多边形网格的形式，举例而言如矩形或平行四边形网格。

此外提供一种被保护的物件，该物件具有一正面，其中进一步提供至少一个窗口形成在正面，其中根据本发明的安全元件被这样嵌入在被保护的物件，从而安排至少在窗口区域中且其上表面朝向窗口，其中安全元件的上表面和下表面均凭借胶层黏附地固定于物件。

通过黏附地固定被保护的物件中的安全元件的两侧可保证高耐久性。如果，例如，被保护的物件是银行钞票的形式且安全元件是嵌入的安全线程的形式，可避免窗口之间的网的不必要的抬起。

所述安全元件的一个光学元件，光学元件的其中之一或者数个光学元件可位于窗口区域。

在被保护的物件中，可用透明的覆盖物密封窗口。这就进一步增加了被保护的物件的耐久性。

被保护的物件最好形成为大体上二维。尤其是，被保护的物件可以是防伪纸，有价值的文件或类似物的形式。

防伪纸在这里尤其被认为，除了本发明的安全元件之外，尚未循环的有价值的文件的前身，例如也可进一步具有授权特征(举例而言如提供的发光物质)。有价值的文件在这里一方面被认为从防伪纸中产生的文件。另一方面，为了使有价值的文件具有不能复制的认证特征，有价值的文件也可以为提供了本发明的安全特征的其它文件或物件，藉以使其可检查授权并同时防止不必要的复制品。

防伪纸或有价值的文件的基底尤其最好是由棉纤维制成的纸构成，举例而言如用于银行钞票。最佳地，基底也可由来自另一天然纤维，还最好是来自合成纤维，即天然纤维与合成纤维的混合物的纸构成，或者最好是至少一个塑料薄膜。

例如在德国DE 102 43 653A9号中描述的防伪纸，在此方面该文件所揭露的内容全部包含在本发明中，以使基底两侧的涂层或层压物具有每种情况的至少一个塑料薄膜。在这种情况下，在两侧的涂层或层压物涂抹于基底之前，根据本发明的安全元件被涂抹于基底。根据本发明的安全元件因此有利地嵌入防伪纸。

可以理解地是，在不脱离本发明的范围的前提下，上述提到的特征以及后面将要解释的特征不仅适用于所述的结合，而且也适用于其它结合，或者适用于单独使用的状态。

附图说明

下面将通过使用所附图式对本发明的实施例进行详细描述，所附图式揭露了本发明的必要特征。

图式中：

图1为说明根据本发明中具有安全元件1的银行钞票2的俯视图；

图2为说明沿图1中A-A线的截面的放大图；

图3为说明根据本发明在图2截面图中的安全元件1的进一步实施例；

图4为说明根据本发明在图2截面图中的安全元件1的进一步实施例；

图5为说明根据本发明在图2截面图中的安全元件1的进一步实施例；以及

图6为说明根据本发明具有安全元件35的智能卡37的俯视图。

具体实施方式

在图1所示的实施例中，根据本发明的安全元件1是以安全线程的形式，且与被保护的物件2(这里为银行钞票2)成为一体，从而使安全线程暴露，或者在彼此相分离的窗口区域3中不被银行钞票覆盖，由于银行钞票的上表面中的凹槽均形成在窗口区域3中，从而存在安全线程1的自由视图。

从图2所示的截面图可以看出，其中图2显示了沿图1A-A线的截面嵌入的安全元件1的部分的放大比例的视图，所述安全元件1包括载体4，该载体在其第一表面5上具有微观结构6，在与其相对的第二表面7上具有数个微凹面镜8。

图2所示的截面图以及根据本发明的安全元件1的进一步实施例的所有进一步的截面图是为了更好地观看，而不是表示比例。此外，为了使相应的安全元件1的结构能够更加清楚地描述，有时不显示阴影。

微凹面镜8在固定的几何网格(这里例如，六角形网格)中排列在垂直于图2的绘图平面的一平面，因此以第一图案二维地排列。

构成微观结构物件或图像M的微观结构6在固定的几何网格(这里例如，六角形网格)中同样排列在垂直于图2的绘图平面的一平面，因此以微观结构图案二维地排列，其中微观结构图案如此适于第一图案，并且微观结构图案与第一图案彼此相对，以致于当通过窗口区域3(箭头P1方向)观看安全元件时，微观结构6与微凹面镜8一起构成了模数放大方案。这种模数放大方案的基本原理描述在例如WO 2009/000528A1中，所述文件的全部内容也包含于此，其中本发明的微观结构物件M相当于根据WO 2009/000528A1的技术方案的主题图案成像。

因此，在箭头P1方向观看时，观看者感知微观结构物件M以放大比例的方式在各自的窗口区域3中作为安全特征(在WO 2009/000528A1的含义内作为所需的图像)。这里例如字母P。

当然，微观结构6的微观结构图案与微凹面镜8的第一图案也可相互匹配，以提出波纹放大方案。例如在WO 2006/087138A1中描述了波纹放大方案的基本原理，所述文件的全部内容也包含于此。

在图2所示的结构中，载体4包括PET薄膜9，该PET薄膜9被涂敷有具有微观结构6的辐射固化漆(例如，UV漆)的第一层10。微观结构6可以用已知的方法制造，例如，通过压印UV漆10，随后印刷以及刮掉油墨。作为进一步着色的方法，可使用某种油墨转移方法或者微凹印技术，例如描述在PCT/EP2008/010739或者WO 2008/000350中，在这个方面，上述文件所揭露的内容均包含在本申请的范围内。

辐射固化漆(例如，UV漆)的第二层11形成在PET薄膜9的下表面，其中，微凹面镜8的母模被压印。为了生产微凹面镜8，背离PET薄膜9的第二层的表面被涂敷有反射涂层12(例如，金属化)。微凹面镜8因此是后表面反射镜的形式。

金属化形式中的反射涂层12的优点在于导电和导磁。此外，具有磁粉的油墨也可被隐藏在反射涂层12的下面，所述磁粉具有连续不断的不变化的磁化强度或者在不同的部分区域是不同的。因此，根据本发明的安全元件具有额外的电导率和磁性编码的安全特征。

每一个微凹面镜8的反射涂层12的内部或者微凹面镜8的压印模具，这里具有曲率半径为38μm以及高度h1大约为3.1μm的球冠形状。这里，第二层11的最大厚度(从微凹面镜8的顶点至PET薄膜9)约为5.1μm，PET薄膜具有12μm的厚度，并且第一层10的高度h2达到2μm。

由于微凹面镜8的曲率半径达到38μm，微凹面镜8具有19μm的焦距。由于所述结构，微观结构6与微凹面镜8的间距约为19μm，从而与微凹面镜8的焦点位于相同的平面，从而影响了安全特征的微观结构6所需的放大比例的成像。

背离微凹面镜8的第一层10的表面是安全元件1的上表面13，该表面被涂敷有热封漆的第一胶层14。此外，微凹面镜8的后表面，以及反射涂层12构成了安全元件1的下表面15。第二胶层16(这里再次为热封漆层)被涂敷于下表面15。由于使用微凹面镜8，因此，根据本发明的安全元件1可分别在上表面13和下表面15上形成胶层14和16。

第二胶层16可使安全元件1黏附地固定于银行钞票2的背面层17，如图2所示。第一胶层14使安全元件1加入银行钞票2的正面层18，其中这里尤其是，正面层18的网19黏附地固定于窗口区域3之间的安全元件1，从而可防止自安全元件1的网19的不必要的抬起。因此，安全元件1被***银行钞票2之中，且以放大比例的方式在上表面13的前方或正面层18的前方成像安全特征。

在图1所示的结构中，安全线程1(从图1的左侧至右侧的距离)的宽度等于窗口区域3的宽度。当然，可选择安全线程1的较大的宽度，从而使固定于正面层18的黏合剂也可凭借第一胶层14在窗口区域3旁。

具有位于窗口区域3的其中之一的前方的相关的微观结构6的微凹面镜8可被描述为光学元件，该光学元件以放大比例的方式在上表面13的前方成像微观结构物件M(与微凹面镜8相关的物件)。因此，在每一个窗口区域3中的微凹面镜8和微观结构6可被描述为分离的光学元件，从而使安全线程1具有数个光学元件。当然，所有的微凹面镜8和所有的微观结构6也可被视为属于单一光学元件。然而，还可在每一个窗口区域3中提供数个光学元件。这里重要的是，所有的光学元件以放大比例的方式仍仅在上表面13的前方成像各自的物件。

在图2的安全元件1的变型中(图未示)，一方面的微观结构6与另一方面的微凹面镜8均被压印在两个单独的薄膜上(例如，PET薄膜)，并且提供有镀金属或油墨。然后这两个薄膜在图2所示的结构中连在一起，从而显示两个层压的PET薄膜，替代图2所示的PET薄膜9。微凹面镜8与微观结构6之间的距离应该被该结构更改，微凹面镜8的曲率将如此调整，以使组合状态的微观结构6再次位于微凹面镜8的焦点。当然，上述距离在很大程度上取决于两个PET薄膜的厚度以及层压所需的黏合剂的数量。

应该指出的是，在此及下文描述的实施例中仅通过实施例的方式理解维数。其它值可最终取决于如使用的材料和图案尺寸。

当嵌入银行钞票2时，可被称为层压变型的根据本发明的安全元件1的实施例如图3所示。在这种变型中，微观结构6与微凹面镜8首先被单独地制造。微观结构6形成在涂敷于第一载体薄膜21的UV漆层20上。以相同的方式，微凹面镜8形成在涂敷于第二载体薄膜23的UV漆层22(通过压印和金属化)上。上述两个载体薄膜21和23最好是PET薄膜。因此形成的微观结构6和微凹面镜8层压在一起，其中由图3可见，微凹面镜8与微观结构6相互背离。在微凹面镜8与微观结构6之间仅有层压黏合剂24。

然而，也可在微凹面镜8与微观结构6之间提供一个或多个额外的漆层(图未示)，以设置所需的距离。

第一胶层14再次形成在已经形成的安全元件1的上表面13，并且安全元件1通过安全元件1的下表面15上的第二胶层16黏附地固定于银行钞票2的正面层18和背面层17。

在图3所示的实施例中，载体薄膜21和23提供内部微观结构6以及内部微凹面镜8，以极好地保护其免受环境的影响以及伪造者的攻击。同时，图3所示的实施例为没有必要在微观结构6与微凹面镜8之间放置作为分离器的薄膜的结构。

当嵌入银行钞票时，根据本发明的安全元件1的进一步实施例可生产为图4所示的结构。

首先，微观结构6被压印在涂敷于PET薄膜26的第一UV漆层25，并且使用适当的方法着色。然后，第二UV漆层27涂敷于压印的UV漆层25，之后通过气相淀积金属层12形成的微凹面镜8的模具在第二压印中生产。

然后，第二胶层16涂敷于已经形成的微凹面镜8。或者，然后被涂敷第二胶层16的保护漆层(图未示)可首先形成在微凹面镜8上。第一胶层14再次涂敷于安全元件1的上表面13(背离微凹面镜8的PET薄膜26的表面)。银行钞票2中的安全元件1的黏着固定或固着可实现具有两个胶层14和16。

在图未示的变型中，PET薄膜26可如此形成，从而可与UV漆层25相分离。在这种情况下，在分离PET薄膜26之后，第二胶层直接地涂敷于UV漆层25上。

根据本发明的安全元件1的进一步实施例如图5所示，其被***银行钞票2中。在本实施例中，微观结构6与微凹面镜8被首先相互分离地生产。为此，微观结构6被压印在形成于PET薄膜31上的UV漆层30，然后着色。在独立的工作步骤中，微凹面镜(或者其母模)被压印在涂敷于PET薄膜33的UV漆层32。现在或层压之后将给予微凹面镜8的压印的模具一反射涂层。

然后PET薄膜33与UV漆层30(层压黏合剂34)一起层压，其中涂敷的层压黏合剂34的数量被如此设置，以清楚地看到波纹放大图像或模数放大图像(因此这里为微观结构物件)。

第一胶层14和第二胶层16再次形成在上表面13和下表面15，以便于以描述的方式将安全元件1黏附地固定于银行钞票2的正面层18和背面层17。

PET薄膜31可再次单独地加入UV漆层30。在这种情况下，第一胶层14直接地涂敷于UV漆层30。

根据图5所示的安全元件1也可通过下面的工作步骤生产。首先，压印并着色UV漆层30，以产生微观结构6。然后，将PET薄膜33层压在UV漆层30之上。UV漆层32形成在其上层压的PET薄膜33之上，微凹面镜8通过压印和涂层形成在该UV漆层32中。

经由该步骤，有利地获得了PET薄膜31，其在微凹面镜8的压印期间，造成了额外的结构强度，该强度在波纹或模数放大期间，对视觉现象上甚至很小的失真产生非常重要的影响。

根据本发明的安全元件1可以是例如矩形形状的安全元件35的形式，从而使其位于银行钞票2的正面层18的窗口区域36中。在这种情况下，安全元件35最好大于窗口区域36，如图1的虚线轮廓所示，从而凭借第一胶层14使安全元件35黏附地固定于正面层18。

尤其是，当将安全元件35嵌入智能卡37(作为有价值的文件的例子)之中时，如图6所示，窗口区域38可具有透明的覆盖层39，其中安全元件35凭借第一胶层黏附地固定于该透明的覆盖物39。因此获得了安全元件35的长期嵌入。

当然，这种透明的覆盖物也可显示在图1所示的银行钞票2中。因此，银行钞票可以是例如复合薄膜银行钞票的形式，其中银行钞票的正面层17和背面层18均成型为多层，其中各自的最外层是透明的，并且窗口区域3和正面层18均形成在低于其的层上。

上述的每一个实施例均描述了微凹面镜8。可以理解地是，给出的微凹面镜作为反射微观成像元件的代表。尤其是，如果衍射元件能够实现所需的成像性质(以相同的或相似的方式作为微凹面镜8)，可能使用衍射元件作为反射成像元件。

微观成像元件可形成为圆形或多边形的有界限的基面，尤其通过微凹面镜或者也可通过延长的圆柱形的微凹面镜，其范围在纵向超过250μm，最好超过300μm，尤其是最好超过500μm以及尤其是超过1mm。此外，可使用镜子、菲涅尔镜、区域镜或具有反射功能的其它元件作为微观成像元件。微凹面镜8可具有球面曲率或者非球面曲率。

微凹面镜8的反射涂层12可通过如涂敷的金属层(例如，气相淀积的金属层)来实现。通常使用如50nm厚度的铝层。当然，其它金属，举例而言如，银、铜、铬、铁等，或者也可使用其合金。也可使用在其上及/或彼此相邻的数个金属的结合，例如，用Cu气相淀积逐个区域之后，紧接着用铝气相淀积整个表面区域之上的区域。作为替代的金属，也可涂敷高折射率涂层，例如MgF₂、ZnS或TiO₂。当选择适当的厚度时，反射效应又可以通过干涉效应而额外地增加。对于ZnS而言，适当的层厚度例如约为60nm。例如，交替地高折射率层及低折射率层的薄层***也可如此应用，以使层序起反射器的作用。这种层***也可调整为一特定的波长。

反射涂层12可位于单独的微凹面镜8的整个表面区域之上。然而，也可实现仅是在逐个区域之上的涂层或者以网格形式的涂层，从而使微凹面镜8是半透明的。涂层的厚度也可如此选择，以使半透明的反射涂层替代完整的反射涂层。

半透明的反射涂层在这里被认为，尤其是一反射涂层，其中超过至少一个微凹面镜的平均透射位于10％至90％的范围内。

反射涂层可进一步被实现为一变色涂层，其具有例如吸收体、电介质及反射器的层***。所述层***的变色表面可以面向或远离微观结构6。在第一种情况下，由层***产生的颜色可适于微观结构6的颜色。

再者，当涂敷例如吸收体、电介质、反射器、电介质与吸收体的层序时，可能在层***的两侧引起变色效应。所述的变色层***也可涂敷于整个表面之上或者仅逐个区域涂敷。

安全元件1可具有更多的安全特征，举例而言如全息图，明文或其它已知的安全特征，其描述在例如WO 2009/000528A1的说明书第18页中。

Claims (10)

1.一种用于被保护的物件(2，37)的安全元件，其特征在于，该安全元件具有：

上表面(13)和下表面(15)，

一个或多个成像光学元件，所有成像光学元件仅在所述上表面(13)的前方以放大比例的方式成像各自相关的物件，

其中，一个光学元件或者光学元件的至少其中之一包括：多个反射微观成像元件(8)，以第一图案二维地排列；以及所述相关的物件是具有多个微观结构(6)的微观结构物件的形式，以微观结构图案排列，从而与所述第一图案相匹配，以使所述微观结构物件凭借所述反射微观成像元件(8)以放大比例的方式在所述上表面(13)的前方成像，以及

其中，在其上表面(13)和下表面(15)上，所述安全元件(1)具有胶层(14，16)，以使所述安全元件(1)可如此嵌入所述被保护的物件(2，37)，从而使所述上表面(13)和所述下表面(15)黏附地固定于所述被保护的物件(2，37)。

2.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述微观成像元件(8)是微凹面镜(8)的形式。

3.如权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，所述微观成像元件(8)位于第一平面，所述微观结构(6)位于与所述第一平面平行的第二平面。

4.如权利要求3所述的安全元件，其特征在于，所述两个平面之间的距离相当于所述微观成像元件(8)的焦距。

5.如上述权利要求的任意一项所述的安全元件，其特征在于，所述微观成像元件(8)排列在薄膜(9)的一侧上，所述微观结构(6)排列在所述薄膜(9)的另一侧上。

6.如上述权利要求的任意一项所述的安全元件，其特征在于，所述胶层(14，16)的至少其中之一是热封漆层的形式。

7.一种被保护的物件(2，37)，其特征在于，该物件具有：

正面(18)，其中至少一个窗口(3，36，38)形成，

其中，根据上述权利要求的任意一项的安全元件(1，35)被如此嵌入所述物件(2，37)内，从而安排至少在窗口(3，36，38)的区域中，且具有面向窗口(2，37，38)的上表面(13)，其中所述安全元件(1，35)的上表面(13)和下表面(15)凭借胶层(14，16)黏附地固定于所述物件(2，37)。

8.如权利要求7所述的物件(2，37)，其特征在于，用透明的覆盖物(39)密封所述窗口(38)。

9.如权利要求7或8所述的物件(2，37)，其特征在于，所述物件(2，37)形成为大体二维。

10.如权利要求7至9中的任意一项所述的物件(2，37)，其特征在于，所述物件(2，37)是防伪纸、有价值的文件或类似物的形式。

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