[发明专利]安全元件

说明书

技术领域

本发明涉及具有至少部分偏振效应的安全元件，并且涉及其制造方法。

背景技术

安全印刷机面临着要相对于越来越多地获得高级复制技术的伪造者保持领先的持续挑战。例如，通常用作纸币的安全特征的印刷元件和衍射浮雕结构分别可以受通过光扫描和接触复制进行的复制的影响。

安全文件设计者必须因此为保护文件不受伪造而在技术上采用越来越先进的特征。一种方法是在安全文件的同一区域采用显性和隐性安全特征的组合。正如其名字所暗示的，显性特征对于一个用肉眼查看安全文件的人而言是明显的，而隐性特征在特殊照明条件下（例如在UV光下或在通过一个偏振器查看时）变得明显。

在US4,484,797中描述了一种已知形式的偏振元件。按照如下方式制造减色过滤器：将一个表面浮雕（例如正方形衍射光栅）压印成折射率为n3的热塑性材料，并且然后通过蒸发或溅射一种具有显著更大折射率n1的高折射率（HRI）材料对该浮雕结构的峰和谷进行涂布。然后将该表面覆盖上一种具有显著低于n1的折射率n2的材料。由此产生的“掩埋光栅”装置可以被设计成用于在该装置倾斜时产生颜色变化，连同透射光或反射光的明显偏振。这也难以伪造，因为折射率为n1的材料的嵌入使得伪造者不可能通过接触复制重现所要求的物理结构。对于要用此类装置观察的强偏振效应，通常需要该掩埋光栅的槽之间的间距远远小于对该装置进行照明的光束的波长。这是为了在该照明光束的垂直入射下没有传播的衍射级，并且仅在该装置的零级（即该照明源的直接反射）中观察颜色变化。

已知的掩埋光栅或零级衍射（ZOD）装置的一个问题是，它们都难以高效地制造。在US4,484,797中描述的过程要求将该HRI材料溅射或蒸发到该光栅结构上。为实现HRI材料在该浮雕结构上的均匀涂布，该涂布程序必须在垂直入射时进行。如果以斜入射进行涂布，必须使用专门的光栅几何体。此类过程不适合用在要求高通量的情况下，例如，在制造纸币和其他高容量安全文件时。

由已知技术制造的ZOD装置的一个进一步的缺点是，它们仅限于含有间距相等的直线槽的零阶光栅。

定义

安全文件

如在此使用，术语“安全文件”包括所有类型文件和价值符号以及识别文件，包括但不限于以下项：货币物件诸如纸币和硬币；信用卡、支票、护照、身份证、证券及股票、驾照、契证；旅行文件诸如飞机票及火车票；门禁卡和门票；出生、死亡和结婚证书以及学生成绩单。

透明窗口和半窗口

如本文使用的，术语“窗口”是指在安全文件中相比于应用印刷的基本上不透明区域而言透明或半透明的区。窗口可以完全透明以便它允许对基本上未受影响的光进行的透射，或者它可以是部分透明或半透明，部分地允许光的透射但不允许透过窗口区清楚地看见物体。

窗口区可通过省略形成窗口区的区域中的至少一个浊化层来在拥有至少一层透明聚合材料和应用到透明聚合基底的至少一侧的一个或多个浊化层的聚合安全文件中形成。如果对透明基底的两侧都应用浊化层，可以通过在窗口区中的透明基底的两侧都省略浊化层来形成完全透明的窗口。

在下文中称为“半窗口”的部分透明或半透明区可在两侧都拥有浊化层的聚合安全文件中通过只在窗口区中的安全文件的一侧省略浊化层来形成，以便“半窗口”不完全透明，但允许一些光通过而不允许通过半窗口清楚地查看物体。

备选的是，基底可以由诸如纸或纤维材料的基本上不透明的材料形成，通过向纸或纤维基底中的开孔或凹处插入的透明塑料材料的插入来形成透明窗口或半透明半窗口区。

浊化层

可向透明基底应用一个或多个浊化层来增加安全文件的不透明度。浊化层是使得

L_T<L₀，其中L₀是入射在该文件上的光的量，而L_T是透射过该文件的光的量。浊化层可包括各种浊化涂层中的任何一个或多个。例如，浊化涂层可包括分散在热活化的可交联的聚合材料的粘合剂或载体之内的颜料，诸如二氧化钛。备选的是，透明塑料材料的基底可夹在标记可被随后印刷或以其他方式应用到其上的纸或其他部分地或基本上不透明材料的浊化层之间。

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