專利名稱：安全元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于保護(hù)有價(jià)物體的安全元件和一種帶有該安全元件的數(shù)據(jù)載 體。本發(fā)明還涉及一種制造這種安全元件的方法和一種對(duì)安全元件和數(shù)據(jù)載體的真實(shí)性檢 查的方法。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)載體例如有價(jià)文件或身份證明文件，還有例如品牌產(chǎn)品一類的其它有價(jià)物 體，常帶有保護(hù)用的安全元件，這些安全元件可對(duì)數(shù)據(jù)載體進(jìn)行真實(shí)性檢查，同時(shí)可以保護(hù) 不被未授權(quán)的復(fù)制。例如，該安全元件可為嵌入鈔票中的安全線、鈔票的帶孔的鋪箔、施加 的安全帶、自支承的轉(zhuǎn)印元件的形式，或?yàn)橹苯佑∷⒃谟袃r(jià)文件上的特征區(qū)域的形式。例如，為了保護(hù)真實(shí)性，使用當(dāng)放入磁場(chǎng)或電場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生光學(xué)方法可辨認(rèn)的或機(jī)器 可測(cè)量的效果的安全元件。模仿這些效果非常困難，因此可保護(hù)不被未授權(quán)的復(fù)制。從 EP1747906A2已知帶有微膠囊的安全文件，當(dāng)加外電場(chǎng)或磁場(chǎng)時(shí)這些膠囊改變其取向情況， 這樣可用光學(xué)方法改變安全元件?，F(xiàn)有技術(shù)所述的方案的缺點(diǎn)是只有具有外電場(chǎng)或磁場(chǎng)時(shí)才能進(jìn)行真實(shí)性檢查。因 而，快速和簡(jiǎn)單地檢查是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
在這些前提下，本發(fā)明的目的是進(jìn)一步改善上述種類的安全元件，具體地是創(chuàng)造 容易檢查真實(shí)性的有高防偽造性的安全元件。這個(gè)目的可通過(guò)具有主要權(quán)利要求的特征的安全元件達(dá)到。在獨(dú)立權(quán)利要求中說(shuō) 明制造這種安全元件的方法、相應(yīng)配備的數(shù)據(jù)載體以及安全元件和數(shù)據(jù)載體的真實(shí)性檢查 方法。在從屬權(quán)利要求的主題中進(jìn)一步展開本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明，一般的安全元件包括帶有許多顆粒的基片。該顆粒適合表示至少兩 個(gè)可區(qū)別的信息狀態(tài)，從而信息狀態(tài)之間的變化是可逆的，并可在重力或者外部機(jī)械力的 作用下產(chǎn)生。當(dāng)只有重力作用時(shí)，全部顆粒表示第一信息狀態(tài)。當(dāng)有外部機(jī)械力附加作用時(shí)，全 部顆粒表示第二信息狀態(tài)。當(dāng)外部機(jī)械力的作用改變或除去，使得只有重力作用時(shí)，全部顆 粒再次表示第一信息狀態(tài)，或轉(zhuǎn)入與第一和第二信息狀態(tài)相區(qū)別的第三信息狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的信息狀態(tài)的意義如下。每一個(gè)顆粒都處于表示第一部分信息的特定 第一狀態(tài)。所有顆粒的第一塊部分信息的全部形成第一信息狀態(tài)。當(dāng)外力作用時(shí)，顆粒的 相應(yīng)狀態(tài)改變，并且每一個(gè)顆粒傳送可與第一部分信息區(qū)別的第二部分信息。第二塊部分 信息的全部形成第二信息狀態(tài)。外部機(jī)械力優(yōu)選地是傾斜或搖動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，“傾斜”表示安全元件圍繞任何希望的軸線、優(yōu)選圍繞由安全元件構(gòu) 成的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
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當(dāng)搖動(dòng)時(shí)，安全元件在向前和向后的路徑上運(yùn)動(dòng)，使形成搖擺運(yùn)動(dòng)。當(dāng)傾斜時(shí)顯示信息變化的顆粒安裝成可轉(zhuǎn)動(dòng)的，其相應(yīng)的表面由至少兩個(gè)可區(qū)別 的表面區(qū)域組成，并且其相應(yīng)的質(zhì)量中心和相應(yīng)的體積幾何中心不對(duì)應(yīng)，因此，顆粒在重力 場(chǎng)中在空間上取向。在優(yōu)選實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)動(dòng)角或傾斜角最大為90度，特別優(yōu)選的是轉(zhuǎn)動(dòng)角或傾斜角 為30-60度時(shí)，可觀察到信息變化。例如，這表示對(duì)于可辨認(rèn)第一信息狀態(tài)的觀察者，在使 安全元件圍繞適當(dāng)軸線傾斜最大90度后，他可辨認(rèn)第二信息狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，在特別優(yōu) 選的實(shí)施例中，當(dāng)傾斜回去時(shí)又可以恢復(fù)第一信息狀態(tài)。優(yōu)選的是，該顆粒為具有凹邊界表面或球形邊界表面的體，優(yōu)選為球體、圓柱體、 桶形體或橢圓體，特別優(yōu)選的是球體。不用說(shuō)，幾何體的設(shè)計(jì)并不只表示體的完美幾何設(shè)計(jì)的理想情況，也包括偏離理 想情況的體。例如，術(shù)語(yǔ)“球體”不只是表示幾何形狀完美的體的球體，而且表示球形結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，該顆粒為微小顆粒。這表示所有尺度例如長(zhǎng)度或直徑都在微米范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的球體的顆粒直徑優(yōu)選為200μπι或更小，優(yōu)選為50μπι或更小，特別 優(yōu)選為10-30 μ m。顆粒的各個(gè)表面由至少兩個(gè)可區(qū)別的表面區(qū)域組成?？蓞^(qū)別的表面區(qū)域各自占據(jù)顆粒表面的至少三分之一，優(yōu)選占據(jù)顆粒表面的一 半。特別優(yōu)選的是，表面區(qū)域不重疊。當(dāng)表面區(qū)域不重疊時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)是可特別好地觀察顆粒 表面的性質(zhì)。當(dāng)然，還可在顆粒表面上提供多于兩個(gè)的可區(qū)別的表面區(qū)域。這樣，看容易存在有 三或四個(gè)可區(qū)別的表面區(qū)域。優(yōu)選地，用非常簡(jiǎn)易工具、特別優(yōu)選的是用裸眼就可區(qū)別表面區(qū)域。例如，放大鏡、紫外線燈、偏振濾光鏡等就適用作簡(jiǎn)易工具。在另一個(gè)實(shí)施例中，表面區(qū)域還可用機(jī)器區(qū)別。通過(guò)將用簡(jiǎn)易工具或裸眼也可看 到的性質(zhì)用機(jī)器測(cè)量，可能會(huì)有不同。但表面區(qū)域優(yōu)選地只在由機(jī)器測(cè)量的性質(zhì)方面不同。例如，一個(gè)表面區(qū)域或至少兩個(gè)表面區(qū)域在吸收和/或發(fā)射的不可見波長(zhǎng)范圍內(nèi) 具有磁、電、光極化以及類似性質(zhì)。在安全元件中所有顆?；蛑皇且徊糠诸w?？蓭в懈郊拥目蓹C(jī)器測(cè)量的性質(zhì)。借助磁和電的性質(zhì)，顆?？杀涣硗獾乜刂啤Ｌ貏e優(yōu)選的是，該至少兩個(gè)表面區(qū)域只在用裸眼可區(qū)別的性質(zhì)和只可用機(jī)器測(cè)量 的性質(zhì)方面不同。根據(jù)本發(fā)明，可用裸眼區(qū)別的性質(zhì)為觀察者在可見光譜范圍內(nèi)(VIS)可察覺(jué)的性 質(zhì)。特別優(yōu)選的是，表面區(qū)域的光譜性質(zhì)例如吸收、發(fā)射和/或反射不同。 例如，顆粒具有在可見光譜范圍內(nèi)不同的兩種顏色。顏色可用加彩色顏料形成。另外，由于薄層元件或LC涂層、不同的衍射結(jié)構(gòu)或發(fā)光性質(zhì)等，該至少兩個(gè)表面 區(qū)域所受的干涉不同?？蓞^(qū)別的性質(zhì)還可用任何希望的方式組合。一個(gè)表面區(qū)域可帶有彩色顏料，另一 個(gè)表面區(qū)域帶有發(fā)光物質(zhì)。
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表面區(qū)域的性質(zhì)可涵蓋所有全部表面區(qū)域或只是部分區(qū)域。例如，性質(zhì)可以柵格 形式或其它圖形、字符或數(shù)字形式分布。所有顆粒的表面性質(zhì)可以相同。當(dāng)然，也可使一部分顆粒具有其它性質(zhì)。例如，一 部分顆?？删哂邪?黑的顏色組合，而另一些顆粒具有藍(lán)/紅的顏色組合。優(yōu)選地，可區(qū)別的表面區(qū)域由局部蒸汽沉積的體表面產(chǎn)生。另外，涂層還可由“冷 涂層”產(chǎn)生。再者，根據(jù)本發(fā)明，顆粒的質(zhì)量中心與體積的幾何中心不對(duì)應(yīng)。這表示顆粒在重力 場(chǎng)中本身在空間上取向。當(dāng)體的密度分布不均勻時(shí)，質(zhì)量中心和體積中心通常不吻合。例如，通過(guò)以適當(dāng)比重在體表面上進(jìn)行局部涂層，可達(dá)到不均勻的密度。由于密度不同，顆粒本身在空間上取向。結(jié)果，可區(qū)別的表面區(qū)域本身也在空間取 向。使體的密度分布不均勻的局部涂層已具有使表面區(qū)域可區(qū)別的性質(zhì)。在這種情況 下，帶有不同密度的區(qū)域和可區(qū)別的表面區(qū)域相同。如果表面區(qū)域不同但密度相同，則可將帶適當(dāng)比重的另外的涂層加在體表面上。如果加另外的涂層，則這層可位于可區(qū)別的表面區(qū)域的旁邊或下面。優(yōu)選地，放在 局部涂層下面，這可使表面區(qū)域可區(qū)別。除了影響密度的性質(zhì)外，該另外的涂層在紫外線和/或紅外線等的每一種情況 下，可具有只可機(jī)器測(cè)量的與安全有關(guān)的性質(zhì)，例如，熒光、光極化、吸收、發(fā)射、反射。密度不同的區(qū)域可與可區(qū)別的表面區(qū)域獨(dú)立地分布。在優(yōu)選實(shí)施例中，密度不同的區(qū)域放置成使可區(qū)別的表面區(qū)域密度不同。優(yōu)選地，第一表面區(qū)域的密度比第二表面區(qū)域的密度大或小。所有顆粒的密度分布可以相同。當(dāng)然，也可使一部分顆粒的密度分布不同。例如， 在一部分顆粒中，密度不同的區(qū)域與可區(qū)別的表面區(qū)域一致，而在另一些顆粒中，密度不同 的區(qū)域與可區(qū)別的表面區(qū)域不相應(yīng)。在這種方案中，在相應(yīng)的顆粒組中表面區(qū)域的取向不 同，因此產(chǎn)生光吸引作用。當(dāng)兩個(gè)半球的密度互不相同時(shí)，球體的質(zhì)量中心和體積中心不一致。例如，相當(dāng)重 的涂層位于半球表面的一部分上或覆蓋整個(gè)半球。優(yōu)選地，至少兩個(gè)表面區(qū)域中的一個(gè)與 密度小的半球一致，另一表面區(qū)域與密度較大的半球一致。當(dāng)相對(duì)于表面區(qū)域的密度分布適當(dāng)時(shí)，顆粒本身取向，使得觀察者可辨認(rèn)形成第 一信息狀態(tài)的表面區(qū)域。在球體具有黑和白的半球并且所有的密度分布相同的情況下，觀 察者只看見黑的半球。如果使安全元件傾斜，則黑的半球被覆蓋，白的半球?qū)⒊霈F(xiàn)。使用有被不透明的層隔開的兩個(gè)透明的半球的顆粒，可達(dá)到特別的效果。通過(guò)在 重力場(chǎng)中使安全元件適當(dāng)取向，可將這種顆粒帶入在單個(gè)顆粒中不透明的隔開層與觀察方 向垂直的不透明位置。通過(guò)安全元件的不同取向可保證，顆粒上的觀察方向偏離90度，這 樣，在每一個(gè)顆粒中的不透明的隔開層與觀察者的觀察方向平行。這樣，由顆粒形成的材料 層成為透明的，因?yàn)橛^察者可看穿顆粒的隔開層之間，如同看穿薄片與觀察者的觀察方向 平行的垂直屏風(fēng)一樣。例如，在垂直看基片的情況下，不透明的隔開層可與基片平行，而基片顯得不透
6明。如果基片傾斜90度，且觀察者垂直看基片，則隔開層與基片垂直，觀察者可看穿。如果 安全元件放在窗口上面，觀察者可看穿，如果將安全元件加在不透明基片上在印刷字樣之 上，這樣可以暴露印刷字樣。為了保證顆粒的取向是可逆的，將顆粒安裝成可轉(zhuǎn)動(dòng)的。將顆粒嵌入微小空穴中可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝。每個(gè)顆粒位于其自己的微小空穴中。該微小空穴直接位于基片中或在附加的層中。為了制造顆粒在微小空穴中安裝成可轉(zhuǎn)動(dòng)的基片，將顆粒放在粘合劑中。由粘合 劑可制造包含顆粒的薄片。再加入使薄片的聚合物膨脹的液體，例如油或高沸點(diǎn)的溶劑。這 樣造成的膨脹使顆粒處在充滿膨脹劑的空穴中。在優(yōu)選實(shí)施例中，顆粒被封入膠囊并在膠囊化中安裝成可轉(zhuǎn)動(dòng)的。顆粒用通常的 膠囊化技術(shù)封入膠囊。膠囊牢固地放在基片或另外的層中，并且本身不安裝成轉(zhuǎn)動(dòng)的。顆粒的轉(zhuǎn)動(dòng)安裝 由液體或氣體達(dá)到，該液體或氣體也封裝在膠囊中并作為膠囊中的顆粒的一種“潤(rùn)滑劑”。 關(guān)于微型膠囊化和進(jìn)一步處理微膠囊的信息可從EP0721176A2得到。當(dāng)搖動(dòng)時(shí)顯示信息變化的顆粒制成半透明的微膠囊。微膠囊用至少兩種密度或表 面張力不同的液體充滿。在本說(shuō)明的框架內(nèi)，“半透明”表示在一定或完全的透光率的意義內(nèi)的透明，因此 也包括透明度。即使半透明層可減小物體的亮度和/或改變物體的顏色，半透明層可使觀 察者看見位于所述層后面或下面的物體。但是，如果層的透光率很差，以致不能辨認(rèn)位于它 后面或下面的物體，它就是不半透明的，而稱為不透明的或覆蓋的。由于密度或表面張力不同，在重力作用下兩種液體以分離狀態(tài)存在。如果搖動(dòng)顆 粒，則兩種液體混合。如果單獨(dú)留下混合液體，則產(chǎn)生相位分離。優(yōu)選地，分離的液體作為 半透明液體呈現(xiàn)給觀察者，而混合的液體暗淡。還可想到分離的狀態(tài)和混合的狀態(tài)之間可 逆的顏色變化。信息變化由“分離的”和“混合的”不同狀態(tài)產(chǎn)生。信息變化優(yōu)選地是用裸眼可辨 認(rèn)的。例如，該兩種液體為水和油。優(yōu)選地，微膠囊為帶有凹邊界表面或球形邊界表面的體，優(yōu)選為球體、圓柱體、桶 形體或橢圓體，特別優(yōu)選的是球體。不用說(shuō)，幾何體的設(shè)計(jì)不只是表示體的完美幾何設(shè)計(jì)的理想情況，也包括偏離理 想情況的體。例如，術(shù)語(yǔ)“球體”不但表示作為幾何形狀完美的體的球體，而且包括球形結(jié) 構(gòu)。在微膠囊的情況下，所有尺寸例如長(zhǎng)度或直徑都在微米范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，球體的膠囊直徑優(yōu)選為200 μ m或更小，優(yōu)選為50 μ m或更小，特別優(yōu) 選為 10-30 μ m。在優(yōu)選實(shí)施例中，微膠囊的直徑約為50 μ m,內(nèi)部顆粒的直徑為40 μ m。顆粒和膠囊的制造按已知方法進(jìn)行，例如凝聚、聚合/縮聚、“原地”聚合、“乳化擴(kuò) 散”技術(shù)、“微小乳化”聚合。根據(jù)本發(fā)明使用大量顆粒。
顆?？汕度牖谢蚣釉诨系牧硗獾膶又?。顆?；蚰z囊可在基片或另外的層的體積上分布。優(yōu)選地，顆?；蚰z囊在一個(gè)平面 中。優(yōu)選地，在基片或另外的層的體積中，顆?；蚰z囊的份額為5-50重量％。優(yōu)選地，該另外的層為印刷的層。顆粒加入到印刷油墨中。特別優(yōu)選的是，該另外的層由絲網(wǎng)印刷層或苯胺印刷層形成，在一些實(shí)施例中，也 可由凹版印刷層形成。例如，凹版印刷油墨包括30-40重量％的粘合劑和10-20重量％的顆粒。另外還 包含用于凹版印刷油墨的添加劑。所有成份互相補(bǔ)充形成100重量％。例如，苯胺印刷油墨包括70-90重量％的粘合劑和10-30重量％的顆粒。另外，還 包含用于苯胺印刷油墨的添加劑。所有成份互相補(bǔ)充形成100重量％。例如，絲網(wǎng)印刷油墨包括70-90重量％的粘合劑和10-30重量％的顆粒。另外還包 含用于絲網(wǎng)印刷油墨的添加劑，例如防沫劑和交聯(lián)劑。所有成份互相補(bǔ)充形成100重量％。根據(jù)本發(fā)明的不同顆?？梢砸匀魏畏绞皆诎踩薪M合。傾斜時(shí)顯示信息變化 的顆?？膳c搖動(dòng)時(shí)顯示信息變化的顆粒一起在一個(gè)安全元件中存在。在另一個(gè)實(shí)施例中，在安全元件中的一部分顆粒不再適合表示至少兩種信息狀 態(tài)。優(yōu)選地，這部分顆粒被有選擇地破壞或改變其可動(dòng)性。當(dāng)有選擇地破壞顆粒時(shí)，這些顆粒優(yōu)選為膠囊系統(tǒng)。例如在傾斜系統(tǒng)的情況下通 過(guò)爆裂膠囊，利用熱、壓力、紫外線或激光破壞顆粒，嵌入的體不再安裝成可轉(zhuǎn)動(dòng)的。例如通 過(guò)交聯(lián)增加膠囊中液體的粘度也干擾轉(zhuǎn)動(dòng)性。在搖動(dòng)系統(tǒng)的情況下，破壞液體的容器。特別優(yōu)選的是，使用激光破壞膠囊，因?yàn)檫@樣可用特別選擇的和簡(jiǎn)單的方式瞄準(zhǔn) 和改變顆粒。在其它實(shí)施例中，只通過(guò)減小膠囊中的液體的粘度，可引發(fā)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，在這些方案中，安全元件的簡(jiǎn)單的個(gè)性化是可能的。根據(jù)本發(fā)明，安全元件有視覺(jué)吸引的效果，即由使用者互動(dòng)地產(chǎn)生的信息變化可 不需要額外工具就可辨認(rèn)。在這種情況下談及所謂的人檢查裝置。大多數(shù)不同的材料都可作為基片。優(yōu)選地，每一種紙都適合，特別是棉的羊皮紙。 當(dāng)然，還可使用包含X份聚合材料的紙，其中X可為0-100重量％?；€可為塑料薄片，例如聚酯薄片。薄片可以單軸或雙軸的方式拉伸。拉伸薄 片可使薄片得到光極化的性質(zhì)，該性質(zhì)可進(jìn)一步用作安全特征?；€可為包含至少一個(gè)由紙或類紙材料制成的層的多層復(fù)合物?？捎米麾n票 基片的這種復(fù)合物的特征在于穩(wěn)定性非常好，這對(duì)于鈔票或數(shù)據(jù)載體的耐久性是很大的優(yōu)
點(diǎn)ο作為基片還可使用多層沒(méi)有紙的復(fù)合材料。它特別可用在地球的一些氣候帶中。所有基片可包含可作為真實(shí)性特征的添加劑。具體地，發(fā)光物質(zhì)是適合的，它在可 見波長(zhǎng)范圍內(nèi)優(yōu)選是透明的，在不可見波長(zhǎng)范圍內(nèi)可用適當(dāng)工具例如紫外線或紅外線輻射 發(fā)射源來(lái)激勵(lì)，產(chǎn)生直接可見的或至少可用工具檢測(cè)的發(fā)光輻射。透明或半透明的薄片也適合作為基片。在這種情況下，可在有價(jià)文件的窗口區(qū)域 或通孔中或上面使用安全元件作為透視安全元件。薄片可形成為覆蓋基片的部分表面的
8補(bǔ)釘或形成為在數(shù)據(jù)載體的全長(zhǎng)或全寬上延伸的帶。作為薄片的材料，首先適合的是塑料 材料PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PBT (聚對(duì)苯二甲酸丁二酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇 酯)、PP (聚丙烯)、PA (聚酰胺)、PE (聚乙烯)。另外，如上所述，薄片可在單軸或雙軸方向 拉伸。當(dāng)制造鈔票用的安全紙時(shí)已在鈔票上形成孔，再有纖維狀的不規(guī)則的邊。這種邊 是為在片材形成時(shí)就已產(chǎn)生的孔所用，而且隨后不能制造。關(guān)于制造這種不規(guī)則的邊的詳 細(xì)情況可從印刷物W003/054297A2推斷出來(lái)，在本申請(qǐng)中包括這方面的公開內(nèi)容。在其它 實(shí)施例中，直至造紙以后不用沖孔或切割，而例如用激光束切割來(lái)制造該孔。本發(fā)明還包括制造用于保護(hù)有價(jià)物體的安全元件的方法，其中基片帶有大量的適 合表示至少兩種可區(qū)別的信息狀態(tài)的顆粒，信息狀態(tài)之間的變化是可逆的，并可在外部機(jī) 械力和重力在基片上相互作用下產(chǎn)生。顆粒優(yōu)選印刷在基片上或加入到基片中。本發(fā)明還包括數(shù)據(jù)載體，具體地是帶有所述類型的安全元件的有價(jià)文件，例如鈔 票、護(hù)照、證書、身份證等。當(dāng)安全元件存在于透明或半透明的基片上時(shí)，安全元件還可設(shè)置 在數(shù)據(jù)載體的窗口區(qū)域或通孔中或上面。


以下參考

本發(fā)明的實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)，為了清楚起見，附圖不按真實(shí)的比例 形成。圖1表示帶有根據(jù)本發(fā)明的安全元件的鈔票的示意圖，圖2表示通過(guò)根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的安全元件的橫截面，圖3a，b，c表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的如圖2安全元件的俯視圖，圖4表示通過(guò)根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的安全元件的橫截面，圖5a，b表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的如圖4安全元件的俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面以鈔票為例說(shuō)明本發(fā)明。圖1表示鈔票10的示意圖，該鈔票帶有轉(zhuǎn)移至鈔 票紙13上的薄片帶11形式的安全元件和帶有直接印刷在鈔票紙13上的安全元件12。顯 然，本發(fā)明不限于這些安全元件和鈔票，而是可用于所有形式的安全元件，例如用于貨物和 包裝上的標(biāo)簽或用于保護(hù)文件、身份文件、護(hù)照、信用卡、健康卡等。除了印刷元件外，對(duì)鈔 票和類似文件還可使用例如轉(zhuǎn)印元件、安全線或安全帶，另外，除了俯視元件外還可使用透 視元件。圖2表示沿著通過(guò)帶有薄片帶11的鈔票紙13的A-A線的橫截面。該帶包括半透 明的塑料薄片21，在該薄片的微小空穴22中嵌入根據(jù)本發(fā)明的顆粒23，25。顆粒23，25被 封裝和安裝成可在其膠囊24中自由轉(zhuǎn)動(dòng)。膠囊24本身不安裝成可轉(zhuǎn)動(dòng)的，但牢固地固定 在薄片中。封裝的顆粒優(yōu)選為球形的微小顆粒。在例子中，一個(gè)半球?yàn)榘咨硪粋€(gè)半球?yàn)楹?色。另外，黑和白的半球的密度不同。由于重力和體積中心與質(zhì)量中心不對(duì)應(yīng)，顆粒本身在空間中以優(yōu)選的方向取向。 第一組顆粒23的密度分布使得白色半球比黑色半球具有較高密度，并且球本身在重力場(chǎng)
9中取向，使得白色半球指向重力方向。第二組顆粒25的密度分布使得黑色半球比白色半球 具有較高密度，并且球本身在重力場(chǎng)中取向，使得黑色半球指向重力方向。通過(guò)巧妙地布置 顆粒23和25，可通過(guò)白和黑色區(qū)域在安全元件中引入附加的信息?，F(xiàn)參考圖3a，b和c的俯視圖更詳細(xì)地說(shuō)明安全元件11的可視外形如何可逆的變 化。圖3a表示圖2的安全元件加在鈔票紙13上的鈔票詳細(xì)情況的俯視圖。放置鈔票 的平面與重力垂直。重力作用的方向用箭頭35表示。當(dāng)觀察者垂直即在重力作用的方向 看鈔票時(shí)，他看見重力使顆粒23，25定向?？吹姆较蛴眉^30表示。第一組顆粒23定向 成其黑色半球朝向觀察者，第二組顆粒25的白色半球朝向觀察者。通過(guò)適當(dāng)布置顆粒23， 25，可將復(fù)雜的信息傳遞給觀察者。在該情況下，字母“L”在黑色環(huán)境中看似白色字母。表 示單個(gè)顆粒表面區(qū)域的全部的部分信息塊再現(xiàn)第一信息狀態(tài)。圖3b表示鈔票10圍繞縱軸線C-C傾斜90° (見圖1)。鈔票所在的平面與重力平 行。重力作用的方向再用箭頭35表示。通過(guò)重力作用，顆粒23，25保持它們的空間取向。 顆粒23的黑色半球和顆粒25的白色半球的指向與重力方向相反。觀察者再次垂直地看鈔 票，而在這種情況下也與重力方向垂直。觀察方向用箭頭30表示。通過(guò)傾斜，現(xiàn)在顆粒表 面的其它部分區(qū)域暴露給觀察者。這樣，在鈔票的這個(gè)位置，觀察者看顏色為半白和半黑的 球。在非常小的球的情況下，呈現(xiàn)給觀察者的是兩個(gè)顏色的混合效果，使球看起來(lái)似灰色。 帶有顆粒的區(qū)域完全以灰色呈現(xiàn)給觀察者。字母“L”消失。表示單個(gè)顆粒表面區(qū)域的全部 的部分信息塊再現(xiàn)第二信息狀態(tài)。圖3c表示鈔票10圍繞縱軸線C-C傾斜另一 90° (見圖1)。與圖3a所示位置比 較，鈔票總共傾斜180°。鈔票所在平面與重力垂直。重力作用的方向用箭頭35表示。觀 察者再次垂直地看鈔票，但與重力方向相反。顆粒23和25通過(guò)重力作用保持它們的空間 取向。觀察方向用箭頭30表示。第一組顆粒23定向成其白色半球朝向觀察者，第二組顆 粒25定向成黑色半球朝向觀察者。字母“L”在白色環(huán)境中呈黑色。表示單個(gè)顆粒表面區(qū) 域的全部的部分信息塊再現(xiàn)第三信息狀態(tài)。在每一種情況下，將鈔票傾斜回去90°，可恢復(fù)第一和第二信息狀態(tài)。因此，可容 易進(jìn)行狀態(tài)之間的可逆的變化。通過(guò)使鈔票傾斜，使用者可交互地且可逆地得到不同的可見信息。這種相互作用 的設(shè)計(jì)對(duì)觀察者有很高的信息檢索價(jià)值，因此一般有非常高的防偽能力。圖4示出通過(guò)帶有安全元件12的鈔票紙13的線B-B的橫截面。方形的安全元件 作為印刷層施加在鈔票紙上。該印刷層至少包括粘合劑40，根據(jù)本發(fā)明的顆粒放在其中。 顆粒為充滿兩種液體42，43的膠囊41。根據(jù)本發(fā)明，在該印刷層下面還放置另一個(gè)印刷字 樣44。圖5a示出圖4的安全元件12的俯視圖，兩種液體42，43以分離方式處在靜止?fàn)?態(tài)，因此，觀察者看來(lái)是半透明的，優(yōu)選是清澈的。在分離狀態(tài)下，安全元件12對(duì)觀察者至 少為半透明的，他可看到字母“XY”形式的另一印刷字樣44。當(dāng)觀察者搖動(dòng)鈔票時(shí)，液體混合，結(jié)果是發(fā)生顯得暗淡的分散。在干擾之前可透視 它。由于陰暗，印刷字樣不再可辨認(rèn)。這個(gè)狀態(tài)表示在圖5b中。如圖5a所示，如果鈔票不再運(yùn)動(dòng)，則液體再次分離，并且可以再透視。
權(quán)利要求
一種用于保護(hù)有價(jià)物體的安全元件，該安全元件包括 基片 該基片具有大量適合表示至少兩種可區(qū)別的信息狀態(tài)的顆粒，其特征在于 信息狀態(tài)之間的變化是可逆的，以及 信息狀態(tài)之間的變化在重力或者外部機(jī)械力的作用下實(shí)現(xiàn)。
2.如權(quán)利要求1所述的安全元件，其中該外部機(jī)械力是傾斜或搖動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的安全元件，其中 -顆粒安裝成可轉(zhuǎn)動(dòng)的，-其相應(yīng)的表面由至少兩種可區(qū)別的表面區(qū)域構(gòu)成，以及-其相應(yīng)的質(zhì)量中心與相應(yīng)的體積幾何中心不對(duì)應(yīng)，因此顆粒在重力場(chǎng)中在空間上取向。
4.如權(quán)利要求3所述的安全元件，其中該至少兩個(gè)表面區(qū)域可由裸眼區(qū)別。
5.如權(quán)利要求3或4所述的安全元件，其中該至少兩個(gè)表面區(qū)域可由機(jī)器區(qū)別。
6.如權(quán)利要求3-5中至少一項(xiàng)所述的安全元件，其中該表面區(qū)域具有不同的光譜性 質(zhì)，例如吸收、發(fā)射和/或反射。
7.如權(quán)利要求3-6中至少一項(xiàng)所述的安全元件，其中該表面區(qū)域具有可區(qū)別的顏色， 優(yōu)選的是在可見光譜范圍(VIS)內(nèi)可區(qū)別的顏色。
8.如權(quán)利要求1-7中至少一項(xiàng)所述的安全元件，其中顆粒被封入膠囊并在膠囊化中安 裝成可轉(zhuǎn)動(dòng)的。
9.如權(quán)利要求3-7中至少一項(xiàng)所述的安全元件，其中該至少兩個(gè)可區(qū)別的表面區(qū)域分 別占據(jù)顆粒表面的至少三分之一，優(yōu)選一半。
10.如權(quán)利要求1或2所述的安全元件，其中該顆粒為充滿至少兩種密度或表面張力不 同的液體的半透明微膠囊。
11.如權(quán)利要求1-10中至少一項(xiàng)所述的安全元件，其中該顆粒嵌入基片中或以另外的 層加在基片上。
12.如權(quán)利要求11所述的安全元件，其中該另外的層包括粘合劑或印刷油墨。
13.如權(quán)利要求11或12所述的安全元件，其中該另外的層為絲網(wǎng)印刷層或苯胺印刷層。
14.如權(quán)利要求11或12所述的安全元件，其中該另外的層為凹版印刷層。
15.如權(quán)利要求1-14中至少一項(xiàng)所述的安全元件，其中該顆粒和/或膠囊為帶有球形 邊界表面的體，優(yōu)選為球體、圓柱體、桶形體或橢圓體，特別優(yōu)選的是球體。
16.如權(quán)利要求1-15中至少一項(xiàng)所述的安全元件，其中該顆粒為微顆粒。
17.如權(quán)利要求15所述的安全元件，其中該球體的直徑小于200μ m，優(yōu)選為50 μ m或 更小，特別優(yōu)選的是10-30 μ m。
18.如權(quán)利要求1-17中至少一項(xiàng)所述的安全元件，其中改變一些顆粒，使得可逆的信 息變化不可能。
19.如權(quán)利要求1-18中至少一項(xiàng)所述的安全元件，其中該基片包括透明或半透明的薄片。
20.如權(quán)利要求1-18中至少一項(xiàng)所述的安全元件，其中該基片包括紙。
21.一種制造如權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的用于保護(hù)有價(jià)物體的安全元件的方法， 其中基片帶有大量適合表示至少兩種可區(qū)別的信息狀態(tài)的顆粒，信息狀態(tài)之間的變化是可 逆的，并在基片上在外部機(jī)械力和重力的交互作用下實(shí)現(xiàn)。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該顆粒優(yōu)選地利用絲網(wǎng)印刷、苯胺印刷或凹版印 刷而印刷在基片上。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該顆粒加入在基片中。
24.一種帶有根據(jù)權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的安全元件的數(shù)據(jù)載體。
25.如權(quán)利要求24所述的數(shù)據(jù)載體，其中該安全元件放置在該數(shù)據(jù)載體的窗口區(qū)域或 通孔中或上面，或者放置在印刷字樣上面。
26.如權(quán)利要求24或25所述的數(shù)據(jù)載體，其中該數(shù)據(jù)載體為鈔票或另外的有價(jià)文件、 護(hù)照、證書或身份證。
27.使用根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)的安全元件或根據(jù)權(quán)利要求24至26中任一項(xiàng) 的數(shù)據(jù)載體來(lái)保護(hù)任何種類的物體。
28.一種用于真實(shí)性檢查的方法，其中使根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的安全元 件或根據(jù)權(quán)利要求24至26中任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)載體傾斜或搖動(dòng)，以產(chǎn)生信息變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于安全保護(hù)有價(jià)物體的安全元件(12)，該安全元件包括具有多個(gè)適合表示至少兩種可區(qū)別的信息狀態(tài)的顆粒的基片，信息狀態(tài)之間的變化是可逆的，并可在外部機(jī)械力和重力在基片上的相互作用下產(chǎn)生。
文檔編號(hào)B42D15/10GK101977778SQ200980110426
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月11日
發(fā)明者丹妮拉·奧托, 彼得·希夫曼 申請(qǐng)人:德國(guó)捷德有限公司