安全元件以及安全元件的制造方法技术

本发明专利技术涉及具有借助激光蚀刻而引入的光学安全特征的安全元件(10)，其包括透明的聚合物膜(11)和直接或间接施涂于所述聚合物膜的色料层(14)，其特征在于所述色料层包含金属颜料(12)。

Manufacturing methods of safety elements and safety elements

The invention relates to a safety element (10) with optical safety characteristics introduced by laser etching, which comprises transparent polymer film (11) and direct or indirect coloring material layer (14) applied to the polymer film, which is characterized by the pigment layer containing metal pigment (12).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】安全元件以及安全元件的制造方法
本专利技术涉及具有借助于激光蚀刻引入的光学安全特征的安全元件，其包括透明的聚合物膜和直接或间接施涂于所述聚合物膜的色料层。
技术介绍
具有透明膜作为载体材料的安全元件是众所周知的。它们常以具有模压全息图、动态图像(kinegrams)、或其它光学可变元件的粘合剂标签的形式用于防伪安全或防伪保护。在很多情况中，针对该目的，借助于精细结构的模压工具为膜提供浮凸结构(浮雕结构)，或为薄薄施涂于膜的色料提供浮凸结构。借助于之后向其进行的金属化步骤，该结构可以在反射中作为相位调制结构观察到。也可以先将膜、或具有适宜漆层的膜金属化，然后模压。由此也产生可在反射中观察到的相位调制结构。在很多情况中，金属化步骤通过真空沉积或通过溅射工序进行。因此所得金属化是全表面的。但是，也可以如下进行部分金属化：例如，首先在膜上进行部分脱模层压印。在随后对其进行气相沉积之后，可以部分移除脱模层，因此可部分移除金属化。除了用于产生光学安全元件、和/或光学可变元件的压印法之外，激光蚀刻法也是已知的。借助于聚焦的脉冲激光束，在此情况中，加工配有金属化的膜，使得在金属化层中聚焦的激光辐射产生局部的、显微的脱金属化。以预先计算的分布排列，很多这样的脱金属点得到所需的光学可变结构。例如，这些脱金属点可以在正交网格上在X和Y方向排列。得自蚀刻步骤的脱金属点的直径在此情况下基本上取决于激光在聚焦区域中的强度分布和激光脉冲的引入能量，但是也取决于金属化的层厚度。期望脱金属点的直径与正交网格的网格间距的大小一致。TobiasKresse在“RealisierungeinesVolumendaten-speichers[Implementationofacylindricalvolumedatastore]”，dissertation，UniversityofHeidelberg，2005中描述的实验表明金属化的层厚度和从该处产生的可见光范围内光的光学吸收的依存关系。随着层厚度增加，吸收也增加，其然后在所谓渗点穿过最大值，然后再次随着层厚度增加下降。因此，对于例如铝，达到约20％至25％的最大吸收值。在蚀刻法过程中使用的这种吸收在激光脉冲过程中短暂地加热金属层。因此出现“脱金属点”。如果选择具有最大吸收的层厚度，很可能出现具有所需均匀大直径的脱金属点的稳定的蚀刻过程，因为金属化层厚度的变化仅产生较小的吸收变化。其也导致，可以使用低的、以及因此高效的激光功率产生结构，因为提供了高的吸收。但是，已经证明不利的是，具有最大吸收的层厚度导致反射仅有约50％。这样的气相沉积通常不反光，而是微带灰色并降低、引入的安全特征的清晰度。EP2005425B1公开了全息存储材料，其具有：聚合物膜；聚合物膜上施涂的第一金属层，其具有相对低的层厚度，且在最大吸收范围内以实现高吸收；然后是第二非金属层；然后是第三金属层，其层厚度大于第一层。因此产生一种结构，该结构既表现出高吸收(由第一层产生)，也表现出高反射和光学密度(由第三层产生)。对于该三层结构的性质具有决定性的是，两个金属层通过第二层彼此电学隔开。第一层和第三层的电导率性质基本上决定了其各自的光学性质。以这种方式可以制备可蚀刻暴露的材料，其具有的吸收相对于层厚度变化稳定并且也较高，因此能够使蚀刻工艺稳定有效，此外还具有高反射，这使得引入的结构在之后使用时清晰可见。在该方法中，通过气相沉积和喷溅来制造三个薄层的复杂且因此昂贵的方法是不利的。
技术实现思路
本专利技术基于以下目的：提供一种安全元件，其具有高吸收、高反射、高工艺稳定性、和简单制造可能性的组合。本专利技术以独立权利要求的特征实现了该目的。根据本专利技术的安全元件包括透明膜和包含其上施涂的含有金属颜料的色料层。本专利技术已经认识到，这种色料层的光学吸收在色料层厚度的变化较大时保持恒定。对于吸收重要的是：以与相邻颜料电绝缘的方式存在于色料层中的单一金属颜料。因此，光学性质由单一颜料的层厚度确定。使用根据本专利技术的金属颜料色料，可以实现光学性质，对于蚀刻工艺，当显著改变色料层厚度时，所述光学性质具有几乎均匀的吸收。此外，具有金属颜料的色料可以具有高吸收。因此，产生蚀刻过程的高工艺稳定性，例如，对于激光功率的变化、或聚集位置相对于吸收层的变化、以及伴随在吸收层中强度分布带来的变化。此外，必需的激光功率相对较低。经吸收引入到颜料和/或色料层中的能量产生金属位移，因此产生“脱金属点”。已经表明，金属颜料施涂率为约OD0.5光学密度到至多约OD1.5光学密度的膜可使用相等的激光脉冲功率成功暴光。色料层包含的金属颜料优选具有相对较大的平均直径，为至少1μm，在一些实施方式中，优选为至少2μm、或至少5μm、或至少10μm。对于某些印刷法(例如，喷墨印刷)可有利的是，平均直径为至多50μm，更优选为至多30μm，再更优选为至多20μm或15μm。金属颜料优选为圆盘形状，其厚度小于直径。平均厚度为10nm至200nm，优选为10nm至150nm。金属颜料的直径优选在平均直径附近的窄范围内。有利地，小于10％的金属颜料的平均直径小于所有颜料的平均直径的一半，和/或小于10％的金属颜料的平均直径大于所有颜料的平均直径的两倍。色料层可以直接地(即，紧接地)排列在膜上。或者，一个或多个其它层可以位于膜和色料层(例如，粘合促进剂和/或漆料层)之间。膜的有利压印使得颜料具有以下排列：颜料相对于膜表面大部分或甚至几乎完全平行。得到仅具有较小散射的高光学品质的镜像层。经由印刷步骤，可以产生包含多种彼此叠置且主要或几乎完全彼此平行排列的颜料的色料层。但是，颜料有利地不彼此接触，因此有利地彼此电绝缘排列。对于引入光学安全特征有利的是，根据本专利技术的层系统中的金属化可以按简单方式在片层水平分批或分别设计。可以使用非全表面形式的压印，其经由经典印刷方法进行，例如，网版印刷或凹版印刷。但是，可以使用具有适于喷墨工艺的金属颜料的油墨，其使得能够制造能用于蚀刻法的层系统。在人眼可见的压印标记的信息条款和至少部分引入其中的光学安全特征之间有利地存在相关性。在一种实施方式中，由膜制成的层结构以及色料层可以蚀刻加工，然后无需进一步的中间步骤进行进一步加工。在一种可替换的实施方式中，在进行蚀刻工艺之前，层结构可首先配有一个或多个其它层，例如，有色色料层或粘合剂层，其任选具有衬或热熔粘合剂或其它层。此外可行的是，通过添加适宜的色料使金属颜料色料层着色，因此得到有色金属光泽的安全特征。尽管显微脱金属通常在蚀刻工艺过程中发生，但是工艺参数可以产生膜的折射率变化，或者在这样的层结构中形成浮雕，因此并不代表光学振幅调制结构，而是代表光学相位调制结构。如果色料层在一种实施方式中位于空气中，即，未被另一个层(例如，粘合剂层)覆盖，也可以将其显微消融。附图说明以下将根据参考附图的优选实施方式阐释本专利技术。在附图中图1显示根据本专利技术的安全元件的层结构的示意图；图2显示在有利的实施方式中金属颜料的示意图；和图3显示在另一实施方式中根据本专利技术的安全元件的层结构的示意图。具体实施方式安全元件10例如是，应用于防伪保护目的的产品或包装的标签。为制造安全元件10，首先提供由塑料制成的透明的聚合物膜11，其代表安全元件10的厚度的主本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有借助激光蚀刻引入的光学安全特征的安全元件(10)，其包括透明的聚合物膜(11)和直接或间接施涂于所述膜的色料层(14)，其特征在于所述色料层包含金属颜料(12)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.22 DE 102015207268.11.具有借助激光蚀刻引入的光学安全特征的安全元件(10)，其包括透明的聚合物膜(11)和直接或间接施涂于所述膜的色料层(14)，其特征在于所述色料层包含金属颜料(12)。2.权利要求1所述的安全元件，其特征在于所述金属颜料(12)包括铝颜料。3.前述权利要求任一项所述的安全元件，其特征在于所述金属颜料(12)的平均直径D为至少1μm。4.前述权利要求任一项所述的安全元件，其特征在于所述金属颜料(12)是具有厚度d的圆盘形状，其中厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·舒尔特维京，S·博格斯穆勒，S·诺艾特，
申请(专利权)人：蒂萨斯克里博斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE