多层体和用于生产多层体的方法与流程

本发明涉及多层体以及用于生产多层体的方法。本发明还涉及具有此种多层体的安全元件以及具有此种安全元件的安全文件。

多层体通常用作用于安全文件、纸币、产品包装等的防伪保护和认证的安全元件。这些多层体是由若干层(例如，印刷层、浮雕结构、反射层等)构成的系统。以其整体，这些层形成装饰性、信息性和/或功能性图案和结构，其中各层彼此互补。

因为个体层的结构在形成总体图案期间相互作用，因此配准地，即在彼此的固定相对位置关系中应用这些结构是重要的。然而，可能通常在生产中仅以非常复杂的方式来实现，并且大幅度增加了制造复杂性和制造成本。同时，若干层相对于彼此的配准准确性是重要特征以增加防伪保护。

配准准确性意味着两个或更多个元素和/或层相对于彼此的位置准确性。配准准确性应该在预定容差内变动并且尽可能低。同时，若干元素和/或层相对于彼此的配准准确性是重要特征以增加防伪保护。位置上准确的定位可特别藉由光学上可检测的配准标记来实现。这些配准标记可代表特定的分开的元素或区域或层、或者本身是要被定位的元素或区域或层的一部分。

本发明的目标是提供多层体以及用于制造多层体的方法，该多层体具有结合简单制造的吸引人的光学外观。本发明的进一步目标是在此类多层体的基础上提供光学上吸引人的安全元件和安全文件。

根据本发明，该目标用根据权利要求1的多层体、根据权利要求30和31的方法、根据权利要求37的安全元件以及根据权利要求38的安全文件来达成。

此种多层体包括：

-载体膜，

-安排在载体膜的表面上的部分反射层，该部分反射层在第一区域中是至少部分透明的，而在第二区域中是不透明的，

-安排在载体膜的表面和/或反射层的背离载体膜的那侧上的部分装饰层，该部分装饰层存在于第三区域中但不存在于第四区域中，

其中第一区域与第三区域交叠而第二区域与第三和第四区域交叠。

一种用于生产此类多层体的方法，包括以下步骤：

-提供载体膜，

-将部分反射层应用于载体膜的表面，其中该反射层在第一区域中是至少部分透明的，而在第二区域中是不透明的，

-将部分装饰层应用于载体膜的表面和/或反射层的背离载体膜的那侧，其中该装饰层应用于该表面的第三区域中但不应用于该表面的第四区域中，

其中第一区域与第三区域交叠而第二区域与第三和第四区域交叠。

一种用于生产安全文件的方法，包括以下步骤：

-提供具有部分反射层的载体膜，其中该部分反射层在第一区域中是至少部分透明的，而在第二区域中是不透明的，-将部分装饰层应用于安全文件的表面，其中该装饰层应用于该表面的第三区域而不应用于该表面的第四区域，

-将部分反射层转移到装饰层，结果是第一区域与第三区域交叠，而第二区域与第三和第四区域交叠。

以此方式获得的多层体可被用作认证安全文件(诸如纸币、证券、身份证件、司机驾照、信用卡、护照或签证文件)的安全元件。另外，纯装饰用途也是可构想的，其中多层体将不用作安全元件而是替代地仅用作视觉上吸引人的特征。

例如，安全元件可以是层压膜、压花膜、粘合膜等，多层体藉由它们可被转移到对象上。由例如聚碳酸酯等制成的用于集成到文件中的安全带、安全线、安全窗或数据页也是可想象的。

因为反射层的不透明区域与设置有装饰层的第三区域和无装饰的第四区域两者交叠，因此不透明的第二区域掩盖装饰的边界线。换言之，装饰层和反射层两者可按某个配准误差(即，相对于彼此具有某个位置容差或位置不准确性)来应用，这由于这种掩盖而在视觉上是不显著的。

以此方式获得光学上吸引人的多层体，而不必采取特定的措施以确保高配准准确性。此类多层体的生产由此被大幅度简化并且可低生产成本和低程度浪费地执行。

在某些特殊情形中，在整个表面上应用装饰层甚至可能是有利的，这可能是非常节省成本的生产方法。

这里，层意指平面结构。层可以是同质的，或者自身依次具有若干全表面或部分层，特别是网格化层。网格意指可以是规则或不规则(特别是随机性)的一系列透明或不透明区域，并且还可携带附加(特别是非随机)信息。不透明区域是多种形式的网格元素，例如，网格点或网格线或其他图形图案。在每种情形中，透明区域安排在网格元素之间。网格较佳地不能由眼睛来分辨。然而，较粗的网格也是可能的。特别是，由此可创生例如衍射金属区域与印刷区域之间的吸引人的连续转变。

两个区域的交叠意指存在与多层体的可见表面上的表面法线平行并与这两个区域都相交的至少一条直线。

不透明区域是透射率小于30％、较佳地小于20％、特别较佳地小于10％的区域。

透明区域是透射率大于30％、较佳地大于50％、特别较佳地大于70％的区域。

装饰层较佳地包括至少一个染料、颜料、金属层、效果颜料、薄膜系统、磁性薄膜系统、和/或胆甾相液晶系统。

也可结合装饰层的上述组件以便由此获得很难模仿且保证较高程度的防伪保护和/或高水平视觉吸引力的复杂装饰。

较佳地，第三区域形成至少一个图案、图像、符号、标志和/或字母数字符号。

在用于例如id文件的情形中，第三区域还可有利地展示个体化和/或个性化的信息项，诸如举例而言，姓名、照片、出生日期等。

这些元素可单独也可结合出现，并且可以是纯装饰性的，也可是信息性的，即例如指示纸币的面值等。

此外较佳地，装饰层是或者包括单色或彩色栅格或矢量图。

以此方式，特别有吸引力的装饰可被实现。

较佳地，装饰层的层厚度从5nm到500μm，较佳地从50nm到100μm，特别较佳地从500nm到50μm。

进一步较佳地，反射层至少部分地(特别是在第一区域中)形成为较佳地由al、cr、cu、ag、au或合金/其组合制成的金属层。

所提及的金属也可彼此结合以便由此实现更复杂的光学印象。

在进一步实施例中，第一区域形成为第一部分区域(其中存在反射层)和第二部分区域(其中不存在反射层)的网格。

尽管因此存在部分区域(其中反射层存在于第一区域中)，但是由于网格中的布置，因而第一区域在以上给出的定义的意义上仍是透明的。通过网格中的布局，可实现进一步的图形效果。特别是，装饰层通过第一区域中的反射层可见，其中同时通过网格中的布置形成了轻微的金属印象。

网格为点或线网格是较佳的。然而，也可使用任何期望的网格，例如，随机网格或特别是携带非随机的附加信息项的网格。

网格的点或线可以是规则排列的、根据预定函数变化的、或者还可以随机分布。在最简单的情形中，点网格的网格点可以是圆形的，但也可具有任何其他几何形状。也可在网格点中铭刻诸如文本或标志之类的微结构化的信息项。

更为较佳地，网格的网格宽度在人眼的分辨率极限以下并且特别是从5μm到300μm，较佳地从30μm到200μm。

网格因此不能被人眼分辨并且仅能被识别为叠加在装饰层上的效果，例如被识别为轻微的金属印象(具有或不具有附加的衍射光学效果)。

在进一步实施例中，透明度(网格孔径与网格宽度的比率)在第一区域上变化，较佳地根据沿至少一个空间方向的预定梯度变化。在每种情形中，网格孔径是两个不透明的网格元素之间的透明区域。网格宽度是两个不透明的网格元素之间的距离。

透明度和/或金属印象由此在第一区域中是可变的，从而可实现附加的光学上吸引人的效果。例如，由此可创建反射层的透明区域与不透明区域之间的连续或逐步转变或者可实现网格上的金属印象的变化。

特别是，印刷颜色效果与表面上触觉浮雕效果的组合是视觉上非常吸引人的并且特别适于用作安全特征。表面上触觉浮雕效果(例如，自由形式表面或透镜形式)可藉由衍射结构来产生，该衍射结构被形成从而其光栅线基本上跟随自由形式表面的轮廓，其中光栅线之间的距离从该自由形式表面的中间部分向外朝其边缘连续变化。然而，还可以通过某些结构参数的统计变化、或者用在栅格线之间具有恒定距离、但有变化的结构深度的结构来产生看起来弯曲的自由形式表面的效果。如果第一部分区域覆盖第一区域的表面的20％到80％，较佳地30％到70％，更为较佳地20％到50％，则这是更为可取的。

在反射层的此种表面覆盖的情形中，第一区域看上去仍然对于人眼是基本上透明的。几乎完全不透明的金属印象首先发生在超过90％的覆盖的情形中。

在进一步示例中，装饰层至少部分具有网格结构，该网格结构与反射层的网格一起形成莫尔效应。

由此也可产生附加的光学效果，该光学效果既产生吸引人的设计也能增加多层体的防伪保护。

如果第二区域完全覆盖第三区域与第四区域之间的边界线，则这是更为较佳的。

装饰层的整个外轮廓(外轮廓对应于边界线)由此被反射层的不透明区域覆盖，其结果是可在整个外轮廓上隐藏任何配准误差。

特别较佳地，在每种情形中，第二区域在边界线的任何点处垂直于该边界线延伸一长度到第三和第四区域中，其中该长度至少在数值上对应于生产装饰层时发生的配准容差。

例如，如果一个方向或维度上(例如，仅在x方向或仅在y方向)的配准容差是1mm(即，±1mm)，则所提及的长度较佳地为1mm。也就是说，在该示例中，在一个方向或维度上，第二区域较佳地为2mm宽并且由此第二区域覆盖±1mm(＝2mm)的整个容差范围。如果配准容差在两个方向上同时移动，也就是说，例如在x和y方向上同时移动，则来自先前示例的针对一个方向的对应的配准容差必须乘以，即乘以约1.414。这意味着一个方向或维度上(例如，仅在x方向或仅在y方向上)的配准容差例如约是1.414mm(即，±1.414mm)，即，所提及的长度较佳地为1.414mm。也就是说，在该示例中，在一个方向或维度上，第二区域较佳地为2.828mm宽并且由此第二区域覆盖±1.414mm(＝2.828mm)的整个容差范围。

由此通过不透明区域与最小表面覆盖同时达成了所描述的配准误差在装饰层的整个外轮廓上的完全隐藏。通过反射层的不透明区域沿外轮廓的对称延伸，同时创建装饰层的可见区域的吸引人的边缘。

该长度合宜地为0.2mm到2mm，较佳地为0.5mm到0.8mm。

这对应于将在装饰层的通常应用方法的情形中发生的配准容差加倍，结果是该类型的误差被可靠地覆盖。

在进一步实施例中，反射层至少部分地(特别是在第二区域中)被形成为hri(hri＝高折射率)层(特别是由zns、tio2制成)、透明薄膜系统(特别是作为hri和lri(lri＝低折射率)层的交替序列，或者也就是所谓的纳米复合材料)。

特别吸引人的是金属区域(特别是在网格化的透明区域中)和hri层的组合。当然，其他组合和分布也是可能的以达成吸引人的效果。

反射层的层厚度合宜地为5nm到5000nm，较佳地为20nm到100nm。

如果多层体具有或包括带有表面浮雕的至少一个复制层，则这是更为有利的。

由此可产生多个进一步光学效果，特别是三维效果，其改善了多层体的外观并增加了防伪保护。复制层特别是可直接毗邻反射层地布置，从而该反射层跟随表面浮雕并且可增强其光学效果。根据本发明，该第一复制层随后在查看方向上位于装饰层前面。作为装饰或光学效果，第一复制层可具有个体图案(特别是与其他装饰区域配准地)，或者还具有无穷无尽的图纹，该图纹可以与其他装饰区域失配或配准。

在查看方向上将第二复制层安排在装饰层之后是可能的，特别是与第二反射层相组合。较佳地，该复制层随后通过装饰层的透明区域是可见的，并产生进一步光学可变的效果。与以上提及的第一复制层和装饰层结合，由此可产生甚至更多变化的光学效果。作为装饰或光学效果，第二复制层可具有个体图案(特别是与其他装饰区域配准地)，或者还具有无穷无尽的图纹，该图纹可以与其他装饰区域失配或配准。特别是，第一和第二复制层的图案和/或图纹可彼此配准。

表面浮雕较佳地包括选自由以下各项构造的组的一种或多种浮雕结构：衍射光栅、全息图、闪耀光栅、线性光栅、交叉光栅、六边形光栅、不对称或对称的光栅结构、逆反射结构、微透镜、微棱镜、菲涅耳透镜结构、自由形式菲涅耳透镜结构、零阶衍射结构、蛾眼结构、或各向异性或各向同性的垫板结构，或以上提及的浮雕结构中的两者或更多者的叠加。

衍射结构的光栅参数可以是恒定的或连续变化的；可以在小部分区域中是恒定的，其中毗邻的部分区域具有不同的光栅参数；或者还可以是统计上变化的。在所提及的叠加的情形中，光栅参数的变化的组合也是可想像的，也就是说，例如连续变化的结构与统计上变化的结构的叠加。

如果复制层的层厚度从50nm到50μm，较佳地从200nm到1μm，则这是更为合宜的。

载体膜较佳地特别是包括pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pen(聚萘二甲酸乙二醇酯)或bopp(双向拉伸聚丙烯)。

可在向对象(例如，安全文件)应用多层体之前、期间或之后从多层体的其余层拆除载体膜，多层体的其余层由此可形成转移层，该转移层被转移到该对象或基板。载体膜保护多层体并且因此使多层体在其最终附连之前稳定，特别在其生产期间或运输期间。

载体膜的层厚度合宜地从6μm到100μm，较佳地从12μm到50μm。

如果多层体包括保护层(特别是由uv固化的油漆、pvc、聚酯纤维或丙烯酸酯制成)，则这是更为较佳的，该保护层安排在载体膜与装饰层之间。

与载体膜相反，当多层体被应用于对象时，此种保护层较佳地保留在多层体上并且因此形成其外表面。保护层因此可以保护多层体的敏感的其他层免受环境影响、灰尘、划痕等。该附加保护层还可设置有衍射表面浮雕。有趣的光学和/或功能效果(诸如举例而言，具有触觉外观或动态垫板坡度的表面)可在此例如与标志颜色相组合并且这些效果因此可与来自印刷区域的有利性质相组合。此种经组合效果(例如，将衍射与印刷组合)增加了视觉吸引力和防伪保护两者。

如果保护层的层厚度从1μm到20μm，较佳地从3μm到1μm，则这是合宜的。

在进一步实施例中，多层体具有分离层(特别是由蜡质层和/或强覆膜丙烯酸酯制成)，该分离层安排在载体膜与保护层之间。

在将多层体或转移层应用于对象期间，此种分离层促成了载体膜与转移层的简单和无损害的分离。

分离层的层厚度合宜地从5nm到1μm，较佳地从10nm到1μm。

此外，多层体较佳地具有粘合层，该粘合层安排在反射层的背离载体膜的那侧上。

这可以是热熔胶粘合剂、冷粘合剂、光学或热激活粘合剂、uv可激活粘合剂等，它允许将多层体固定于对象(例如安全文件)。

粘合层的层厚度合宜地从50nm到50μm，较佳地从0.5μm到10μm。

已经证明是有利的是，在查看方向上在粘合层前面并且因此特别是在查看方向上在装饰层后面提供进一步的反射层。已经证明，在应用多层体的对象或基板的黑暗背景的情形中，多层体的光学效果的光学亮度在某些情形中可被降低。现在，该进一步的反射层用于将多层体的光学效果与基板屏蔽，并且特别用不降低光学效果的亮度的表面来高亮该光学效果，特别是实际上在查看方向上加强光学效果。

在较佳实施例中，通过印刷，特别是通过丝网印刷、凹版印刷、喷墨印刷、模冲压(凹雕印刷)或平版印刷来至少在各区域中应用装饰层。

所提及的印刷工艺还可彼此结合以例如产生具有若干印刷层和复杂光学效果的装饰层。特别是，相同颜色和/或不同颜色的若干装饰层可被彼此配准地准确印刷，以便能够产生彩色图案。配准容差越低，则可产生的图案就越精确，这可一方面导致特别有利的光学效果，而在另一方面导致增加的防伪保护。

替换地或附加地，可通过上漆、熔铸、浸渍和/或金属化来至少在各区域中应用装饰层。特别是，包括若干层的薄膜系统。

如果通过溅镀、金属化或气相沉积来应用反射层，则这是更为较佳的。由此可获得具有良好质量以及特别恒定的层厚度的反射层。

较佳地，部分应用该反射层。

这可在应用反射层期间、例如通过使用掩模或事先应用的可移除的部分漆面层来执行。

替换地，首先在整个表面上应用反射层并且随后将其结构化也是可能的。

结构化例如可通过蚀刻来执行。取决于反射层的成分来选择蚀刻剂并且蚀刻剂仅在要被移除的反射层的区域中与反射层接触。这可例如通过用抗蚀剂对反射层进行部分掩盖或者也可通过蚀刻剂的部分印刷来执行。

现在参照实施例示例来更详细地解释本发明。示出了：

图1：具有装饰层、反射层和带有衍射表面浮雕的载体膜的多层体的实施例示例的示意性截面表示；

图2：具有由连续不透明金属层定界的装饰层的多层体的实施例示例的示意性俯视图；

图3：具有由带有衍射泵效果的不透明金属层定界的装饰层的多层体的实施例示例的示意性俯视图；

整体标记为1的多层体包括载体膜11，向该载体膜应用部分金属层12。部分装饰层13被应用于金属层12的背离载体膜11的那侧，该装饰层进而在整个表面上被粘合层14覆盖。

载体膜11具有分离层112、保护层113和复制层114。

载体膜11较佳地包括pet、pen或bopp并且较佳地具有从3μm到100μm，特别较佳地从6μm到50μm的层厚度。

安排在载体膜11与保护层113之间的分离层112(特别是由蜡质层和/或强覆膜丙烯酸酯制成)毗邻载体膜11。

在将多层体1应用于对象期间，分离层112促成载体膜11与多层体1的其余层的简单和无损害的分离。分离层的层厚度从5nm到1μm，较佳地从10nm到1μm。

在分离载体膜11之后，保护层113因此形成多层体1的可从外部访问的表面，并且因此保护多层体的敏感的其他层免受环境影响、灰尘、抓痕等。

保护层113较佳地包括uv固化的油漆、pvc、聚酯纤维或丙烯酸酯，并且具有从1μm到20μm，较佳地从3μm到10μm的层厚度。

毗邻保护层113的复制层114包括复制油漆，较佳地为热塑性或uv固化的油漆，其具有从50nm到50μm，较佳地从200nm到1μm的层厚度。

表面浮雕引入到复制层114的背离保护层113的表面。表面浮雕包括选自由以下各项构成的组的一种或多种浮雕结构：衍射光栅、全息图、闪耀光栅、线性光栅、交叉光栅、六边形光栅、不对称或对称的光栅结构、逆反射结构、微透镜、微棱镜、菲涅耳透镜结构、自由形式菲涅耳透镜结构、零阶衍射结构、蛾眼结构、或各向异性或各向同性的垫板结构，或以上提及的浮雕结构中的两者或更多者的叠加。由此可实现复杂效果，特别是看上去是三维的并且可取决于观察方向而变化的那些效果。

反射层12被应用于复制层114。反射层可形成为金属层，较佳地由al、cr、cu、ag、au或其合金/组合来制成。替换地或附加地，使用高折射材料(hri＝高折射率)，特别是zns、tio2或者所谓的纳米复合材料也是可能的。反射层的层厚度较佳地从5nm到5000nm，特别较佳地从20nm到100nm。

所提及的材料也可彼此组合以便由此实现更复杂的光学印象。

反射层12具有第一区域121，其中该反射层至少部分是透明的，即具有大于30％的透射率。在第二区域122中，反射层是不透明的，即具有小于30％的透射率

在图2和3中示出的示例中，第一区域121形成为第一部分区域(其中存在反射层)和第二部分区域(其中不存在反射层)的网格。

尽管因此存在部分区域(其中反射层存在于第一区域121中)，但是由于网格中的布置，因而在以上给出的定义的意义上第一区域121仍是透明的。通过网格中的布置，可实现进一步图形效果。特别是，装饰层13通过第一区域中的反射层12可见，其中同时通过网格中的布置形成了轻微金属印象。

该网格较佳地是点网格或线网格。在附图中示出的示例中，网格是阴影形式的线网格。

网格的点或线可以是规则排列的、根据预定函数变化的、或者还可以随机分布。在最简单情形中，点网格的网格点可以是圆形的，但也可具有任何其他几何形状。也可在网格点中铭刻诸如文本或标志之类的微结构化的信息项。

网格的网格宽度较佳地在人眼的分辨极限以下并且特别是从5μm到300μm，较佳地从30μm到200μm。网格因此不能被人眼分辨并且仅能被识别为叠加在装饰层13上的效果，例如被识别为轻微金属印象。

网格宽度可在第一区域121上变化，较佳地根据沿至少一个空间方向的预定梯度而变。例如，由此可创建反射层12的透明区域121与不透明区域122之间的连续或逐步转变或者可实现网格上的金属印象的变化。

网格的金属区域较佳地覆盖第一区域121的表面的20％到80％，较佳地为30％到70％，更为较佳地20％到50％。在反射层12的此种表面覆盖的情形中，第一区域121看上去仍然对于人眼是透明的。完全不透明的金属印象首先发生在超过90％的覆盖的情形中。

反射层12对第一区域121的覆盖可在第一区域121上变化，较佳地根据沿至少一个空间方向的预定梯度而变。透明度和/或金属印象由此在第一区域121中是可变的，从而可实现附加的光学上吸引人的效果。

装饰层13被应用于反射层12。装饰层较佳地包括至少一个染料、颜料、金属层、效果颜料，特别是光学上可见的印刷油墨，诸如举例而言薄膜系统、磁性薄膜系统、和/或胆甾相液晶系统。也可结合装饰层13的上述组件以便由此获得很难模仿且保证较高程度的防伪保护的复杂装饰。

较佳地，装饰层形成至少一个图案、图像、符号、标志和/或字母数字符号。这些元素可单独也可结合出现，并且可以是纯装饰性的，也可是信息性的，即例如指示纸币的面值等。

例如，此类装饰可被实现为单色或彩色栅格或矢量图。

用于生产装饰层13的合适工艺是印刷、特别是丝网印刷、凹版印刷、喷墨印刷、模冲压(凹雕印刷)或平版印刷，但是也可以是上漆、熔铸、浸渍和/或金属化。

所提及的工艺还可彼此结合以例如生产具有若干印刷层和复杂光学效果的装饰层。

装饰层的层厚度较佳地从5nm到500μm，较佳地从50nm到100μm，特别较佳地从500nm到50μm。

装饰层13覆盖反射层12的透明区域121并且超越透明区域121至不透明区域122。

因为反射层12的不透明区域122由此与多层体的装饰层13和无装饰区域两者交叠，所以不透明区域122掩盖装饰的边界线或外轮廓。换言之，装饰层13和反射层12两者可按某个配准误差(即相对于彼此以某个位置容差或位置不准确性)来应用，该配准误差由于这种掩盖而变得不显著。

如图2和3所示，不透明区域122较佳地沿装饰层13的分界面延伸，并且覆盖其边界线或外轮廓。

装饰层13的整个外轮廓因此被反射层12的不透明区域122覆盖，其结果是可在整个外轮廓上隐藏任何配准误差。

特别较佳地，在每种情形中，不透明区域122在这些边界线的任何点处垂直于该边界线地延伸离开该边界线一长度，其中该长度至少在数值上对应于生产装饰层13时发生的配准容差。

由此通过不透明区域122与最小表面覆盖同时达成了所描述的装饰层13的在整个外轮廓上的配准误差的完全隐藏。通过反射层12的不透明区域122沿外轮廓的对称延伸，同时创建装饰层13的可见区域的吸引人的边缘。

如图3中所见，不透明区域122还与复制层中的浮雕结构结合使用以产生附加效果。通过改变微镜的倾角或闪耀光栅的方位角，例如可达成图3中示意性解说的倾斜效果，其结果是不透明区域122中的反射区域在倾斜多层体1时从内向外或从外向内迁移。

装饰层13和反射层12最终还被粘合层14覆盖，多层体1可藉由粘合层14附连至对象。

粘合层可以是热熔粘合剂、冷粘合剂、光学或热激活粘合剂等。粘合层的层厚度为从50nm到50μm，较佳地从0.5μm到10μm。

附图标记列表

1多层体

11载体膜

112分离层

113保护层

114复制层

12反射层

121透明区域

122不透明区域

13装饰层

14粘合层