本发明涉及一种用于证券纸、有价文件等的安全元件(20)，所述安全元件具有基底(22)以及设置于所述基底的不透明镀金属(24，26)。根据本发明，在所述安全元件中，所述镀金属(24，26)包括第一不透明金属层(24)和设置于所述第一金属层(24)上的第二不透明金属层(26)，并且所述第一和第二不透明金属层(24，26)在可见光谱范围内具有基本相同的色调。
1.一种安全元件，所述安全元件具有基底和设置于所述基底的不透明镀金属，其特征在于，所述镀金属包括光学密度至少为0.5的第一不透明金属层，以及设置于所述第一金属层上的光学密度至少为0.5的不同的第二不透明金属层，其中，所述第一和第二不透明金属层在可见光谱范围内具有基本相同的色调并且在化学和/或机械耐久性上非常不同。
2.如权利要求1中所述的安全元件，其特征在于，所述第二金属层比第一金属层具有更好的化学和/或机械耐久性。
3.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述第一和第二金属层具有不同的反射率，并且所述第一金属层比所述第二金属层反射更强。
4.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于所述第一和第二金属层的光学密度基本相同。
5.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述第一和第二金属层的光学密度分别大于1.0。
6.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述第一和第二金属层加在一起的光学密度在1.5到5.0之间。
7.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述第二金属层为抗腐蚀金属层。
8.如权利要求7所述的安全元件，其特征在于，所述第二金属层是厚度为25nm或者更大的铬层。
9.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述第一金属层是铝层。
10.如权利要求9所述的安全元件，其特征在于所述铝层具有15nm或者更大的厚度。
11.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，在所述第一和第二金属层之间设置有隔层。
12.如权利要求11所述的安全元件，其特征在于，所述隔层形成电子和/或化学隔层。
13.如权利要求11所述的安全元件，其特征在于，所述隔层通过透明的化学印刷层或者透明的气相沉积层形成。
14.如权利要求11所述的安全元件，其特征在于，所述隔层通过陶瓷层形成，或者通过有机层形成。
15.如权利要求11所述的安全元件，其特征在于，所述隔层形成防止气体和蒸汽渗透的阻挡层。
16.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述安全元件包含浮雕结构形式的衍射结构。
17.如权利要求16中所述的安全元件，其特征在于，所述衍射结构包含经过压纹后的压纹漆层以及所述第一和第二金属层的至少部分区域。
18.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述第一和第二金属层包含延伸穿过两个金属层的间隙，所述间隙具有图案、符号或者编码形式。
19.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述第一金属层未覆盖整个表面。
20.如权利要求1所述的安全元件，其特征在于所述安全元件为安全丝、安全条或者块。
21.一种安全元件的制造方法，其中所述安全元件包含基底，在所述基底设置有的光学密度至少为0.5第一不透明金属层，以及在所述第一金属层上设置有光学密度至少为0.5第二不透明金属层，所述第二金属层在可见光谱范围内与第一金属层具有基本相同的色调，并且在化学和/或机械耐久性方面与第一金属层非常不同。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第一或第二金属层的光学密度大于
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第一和第二金属层采用真空镀膜处理。
24.如权利要求21所述的方法，其中，铬层用作所述第二金属层。
25.如权利要求21所述的方法，其特征在于，铝层用作所述第一金属层。
26.如权利要求21所述的方法，其特征在于，在所述第一和第二金属层之间设置有隔层。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述隔层是在真空镀膜处理中印刷或者气相沉积而成。
28.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述安全元件具有浮雕结构形式的衍射结构。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，在所述基底上施加压纹漆，所述压纹漆压纹成期望衍射结构形式，并且所述第一和第二金属层置于压纹后的漆层上。
30.如权利要求21所述的方法，其特征在于，在所述第一和第二金属层之中引入间隙，所述间隙延伸穿过两个金属层并且具有图案、符号或者编码形式。
31.如权利要求21所述的方法，其特征在于，施加的第一金属层未覆盖整个表面。
32.一种证券纸，所述证券纸具有如权利要求1至20中任一项所述的安全元件或采用如权利要求21至31中任一项所述安全元件的制造方法。
33.一种数据载体，所述数据载体具有如权利要求1至20中任一项所述的安全元件或采用如权利要求21至31中任一项所述安全元件的制造方法。
34.如权利要求1至20中任一项所述的安全元件或如权利要求21至31中任一项所述安全元件的制造方法在任意防伪保护中的用途，如权利要求32所述的证券纸在任意防伪保护中的用途或者如权利要求33所述的数据载体在任意防伪保护中的用途。
具有镀金属的安全元件
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于证券纸、有价文件等的安全元件，所述安全元件具有基底以及设置于所述基底上的不透明镀金属。本发明还涉及所述安全元件的相关生产方法、具有所述安全元件的证券纸和数据载体。
背景技术
[0002] 贵重物品，例如名牌物品或有价文件，通常都配有具有保护作用的安全元件，所述安全元件使得贵重物品的真实性能够得到确认并且同时可以防止未经授权的复制。
[0003] 一些安全元件如全息条或所谓的全息块不透明的薄金属，所述典型地具有细条或者所谓的全息块包括不透明的薄金属覆层，所述覆层典型地具有在10nm到约100nm的厚度之间。由于具有良好的实用性、优秀的反射特性、相对较好的化学稳定性以及低造价的特点，铝主要被用作所述钞票、全息条、安全丝等的金属覆层。
[0004] 钞票在流通时有可能受到较强的机械作用并且也可能受到部分化学作用。因此，人们已经注意到，安全元件的铝覆层可能受到腐蚀而严重损坏，因而钞票的光学印象被严重变形。通常认为，化学上非常稳定的金属，如金、钯或铂，在安全元件中使用太过昂贵。其它一些比铝化学更稳定的金属确实更便宜，但是它们在光学上不够明亮因而在视觉上不够明显。
发明内容
[0005] 就此而言，本发明建立在避免本领域技术发展水平缺陷的目标基础上。特别地，将对在上文中提到的、具有改进的流通稳定性和/或增强的防伪安全性的所述类型安全元件进行详细描述。
[0006] 通过具有主要权利要求特征的安全元件可以实现本发明的目的。相应的生产方法以及具有所述安全元件的证券纸和数据载体在其它的独立权利要求中进行了详细说明。本发明的拓展是从属权利要求保护的主题。
[0007] 如本发明所述，在通用类型的安全元件中，镀金属包含第一不透明金属层和设置于第一金属层上的第二不透明金属层，并且所述第一和第二不透明金属层在视觉光谱范围内具有基本相同的色调。然而，所述色调并不需要是完全相同的。如下文更详细的说明所述，如果所述第一和第二不透明金属层的色调相似即它们在快速观察时看起来是相同的，对于本发明的目的而言已经足够了。
[0008] 在本发明的一种有利拓展中，所述第一和第二不透明金属层的化学和/或机械稳定性非常不同。如果第二金属层比第一金属层具有更好的化学和/或机械稳定性，尤其可以获得增强的流通稳定性。
[0009] 尽管色调基本相同，但所述金属层的反射率可能是不同的，其中为获得好的视觉印象而对金属层的结构进行有利地选择，使得第一金属层比第二金属层的反射更强。
[0010] 薄层的厚度典型地以光学密度单位给出，所述单位是光经过薄层后的衰减测量值。光学密度OD是100除以传输率(百分比)的商的十进制对数，即OD＝log(100/T)。例如，光学密度1.0相当于原始发光的十分之一光衰减，光学密度2.0为百分之一衰减。
[0011] 本发明所述的“不透明”的意思应该理解为光学密度为至少0.5，优选至少0.7，特别优选至少1.0。
[0012] 如本发明的一种有利实施方式所述，对所述第一和第二不透明金属层的层厚进行选择，使得其光学密度基本相同。例如，两个金属层的光学密度差小于0.3，优选小于0.2。
[0013] 光学密度在大约0.5时已经开始获得良好的反射性和良好的耐腐蚀性，所述第一和第二不透明金属层的优选光学密度是分别大于1.0，优选大于1.2。因而，如果两个金属层相互适应，不透明镀金属的光学密度即两个金属层的共同密度在1.5到5.0之间，优选在1.5到3.0之间。
[0014] 对于第二金属层，耐腐蚀的金属层尤其是铂层、钯层或铬层是适合本发明的有利选择。目前，特别优选的是采用铬层，因为这种金属组合了低造价、高耐性以及还算相对较好的反射特性。因此第二金属层优选铬层，尤其是厚度大约25nm或者更大的铬层。
[0015] 由于铝具有优秀的反射特性，第一金属层优选采用铝层，尤其是厚度为15nm或者更大的铝层。
[0016] 将铬层作为第二金属层，铝层作为第一金属层组合使用特别有利，因为铬和铝在可见光谱范围都具有基本平坦的反射光谱，因此都产生了白色印象。采用这种方式，铝的高反射率和铬的高耐性的优点可以互相结合。在铝层基本未损坏的情况下，安全元件镀金属的视觉印象由高度光滑的铝层决定。
[0017] 当铝层因巨大的损坏而出现缺陷，与其色调基本相同的铬层接替进行光反射。然而，铬层较小的反射率对于肉眼来说几乎是不明显的，尤其是在经过大量使用的钞票之中。因此，安全元件镀金属的特有形态在巨大损坏的情况下也能保持不变。
[0018] 根据本发明的一种拓展，在所述第一和第二不透明金属层之间设置有隔层，所述隔层特别地形成了电子和/或化学隔离层。所述隔层由透明的印刷层或者透明的气相沉积层有利地形成。在一种有效的实施方式中，隔层由陶瓷层尤其是SiOX层、Al2O3层、MgF2层形成，或者也可以是由有机层形成。可选地或者额外地，所述隔层形成了阻止气体和蒸汽尤其是氧气和氢气渗入的阻挡层。
[0019] 在本发明的一种特别优选的实施方式中，安全元件具有浮雕结构形状的衍射结构。所述衍射结构有利地包含了压纹漆层和所述第一和第二金属层的至少部分区域。在衍射结构的某些部分区域被光学地突出的情况下，第一金属层仅有利地在此部分区域出现。于是安全元件包含第一金属层可见的第一区域，以及第二金属层可见的第二区域。尽管所述第一和第二区域的光学印象由于基本相同的色调而天然相似，但所述部分区域形态上的微妙差异在所述第一和第二金属层具有不同反射特性的情况下是可以觉察到的。
[0020] 除衍射结构之外，安全元件还包括散射结构(不光滑图案)、反反射形貌、折射结构、零阶光栅、炫耀光栅、由微镜形成的光学可变形貌和/或回射结构。
[0021] 在另外一种有利的实施方式中，所述第一和第二金属层包括由图案、符号或者编码形成的间隙，所属间隙延伸穿过两个金属层。在间隙区域，安全元件是透明的或者半透明的，或者出现设置在镀金属下的信息。
[0022] 安全元件优选为安全丝、安全条纹或者块。
[0023] 本发明还包含制造用于安全纸、贵重文件等的安全元件的方法，其中所述安全元件包含基底，在所述基底的设置有第一不透明金属层，以及在所述第一金属层上设置有第二不透明金属层，所述第二金属层在可见光谱范围内具有与第一金属层基本相同的色调。
[0024] 所述第一和第二金属层优选采用真空镀膜处理。在一种特别有利的方法中，铝层用作所述第一金属层并且铬层用作所述第二金属层。
[0025] 在所述第一和第二金属层之间设置有隔层，所述隔层在真空镀膜处理中便利地采用印刷或者气相沉积而成。
[0026] 根据本发明的一种方法拓展，安全元件具有浮雕结构形状的衍射结构。因而，在基底上施加压纹漆，所述压纹漆被压纹成期望的衍射结构形式，并且在所述第一和第二金属层依次施加，如果要引入隔层，将其设置于压纹后的漆层上。
[0027] 在所述第一和第二金属层之中引入间隙，所述间隙延伸穿过两个金属层并且具有图案、符号或者编码形式，优选采用专利WO99/13157 A1中公布的冲洗法。
[0028] 本发明还包括用于制造有价文件等的证券纸以及数据载体，尤其是有价文件如钞票、身份证等。所述证券纸和数据载体分别配置有本发明所述的安全元件。
附图说明
[0029] 下面结合附图对本发明的具体实施方式和有益效果作进一步详细的说明。为了清楚起见，在附图中省略了对刻度和比例的描述。
[0030] 图1是具有本发明所述安全元件的钞票示意图，以及
[0031] 图2至6是根据本发明不同示例性实施方式所述的安全元件的横截面图。
具体实施方式
[0032] 本发明现将采用用于钞票的安全元件作为示例进行说明。图1示出了钞票10的示意图。所述钞票具有两个如本发明所述的高流通耐久性镀金属安全元件。第一安全元件是安全丝或安全条12，第二安全元件由任意形状的粘合的传输原件14构成。
[0033] 如本发明所述安全元件的层状结构以及如本发明所述的效果现将基于横截面示意图2至6进行详细说明，其中仅分别示出了对本发明至关重要的层。依赖于想要实现的应用，完整的安全元件肯定还将包含本领域技术人员已知的层，如胶合层、保护层、底漆等。
[0034] 图2中的安全元件20包括作为基底的塑料薄片22，在所述基底上，不透明金属层24和26在彼此上方经过气相沉积而成，所述第一和第二金属层在可见光谱范围内具有基本相同的色调。在所述示例性的实施方式中，第一金属层24由薄铝层构成，第二金属层26由薄铬层构成。
[0035] 选择所述第一和第二金属层的层厚，使得铝层和铬层的光学密度分别大约为1.5。
[0036] 气相沉积而成的铬层26和铝层24在可见光谱范围内几乎都具有平坦的反射光谱，因而看起来具有白色印象。然而，铬层26的反射率比反射率大约为90％的铝层24的反射率小约50％，因此具有相同色调的铬层比铝层看起来有些黑。
[0037] 金属化的基底优选用金属化的一面施加于证券纸上，所以基底薄片22朝向观察者。
[0038] 于是原来可以被观察者看见的铬层26被不透明铝层24完全遮盖，因此安全元件的整体视觉印象仅由高度光滑的铝层24决定。依赖于实施方式，基底22可以保留在已经应用的安全元件上或者优选地被去除掉。
[0039] 在具有安全元件20的钞票进行流通时，巨大的损坏，如在热带国家或处在高湿度的情况下，可能使得薄铝层24发生部分腐蚀。因而在高度损坏时不是很耐用的铝层具有了光传播缺陷。
[0040] 根据本发明，在所述光传播区域，化学上和机械上明显更耐用的铬层接替进行光反射。铬层26的反射率稍小于铝层24的反射率，但是反射金属区域的改变对于观察者来说几乎不明显，特别是在钞票受到很大的机械和/或化学作用的情况下。特别是在巨大损坏的情况下，安全元件的基本光学印象即其金属形态和镀金属的彩色印象得到了保持。
[0041] 在两个金属层24和26厚度的很大范围内都可以保持增强的流通耐久性。对于朝向观察者的第一金属层，开始的层厚大约为光学密度0.5，为了获得非常好的视觉印象和高反射率，优选光学密度为1.0或者更大。
[0042] 同样对于第二金属层，高耐久性金属层开始的层厚为0.5光学厚度，也使得安全元件的流通耐久性获得较大程度的增强。如果采用铬层，1.0以上的光学密度能够获得好的腐蚀保护作用。如果采用非常昂贵的金属如铂和钯作为第二金属层，由于造价原因，第二金属层以所需最小层厚形成，因此光学密度远小于1.0也是可以的。
[0043] 根据本发明，所述第一和第二金属层的厚度有利地彼此相适应，金属层加在一起的光学密度超过1.5，优选在1.5到3.0范围之内。在图2的示例性实施方式中，金属层的光学密度总和为ODges＝ODAl+ODCr＝1.5+1.5＝3.0。
[0044] 在图3的另外一种示例性实施方式中，在安全元件30的两个金属层24和26之间设置有电子隔离的，如果可行也可以是化学隔离的透明隔层32。所述隔层32尤其可以防止形成局部元素构造并且因此由于锈斑作用而加速腐蚀。
[0045] 在真空镀膜处理中使用的透明印刷层，透明层如SiOx(其中x在1.5到2之间)、Al2O3或者MgF2层，也可以是有机覆层都可能作为合适的隔层。隔层32的厚度不太重要，可以在10nm到几微米之间。
[0046] 不用电子隔离或者是作为其补充，隔层32也可以设置为防止气体和蒸汽尤其是氧气和氢气渗透的阻挡层。
[0047] 根据本发明的另外一种示例性实施方式，图4示出了具有金属化全息图的安全元件40。在这种案例中，在载体箔42印刷压纹漆层44，并且以浮雕结构形式压纹形成全息图的期望衍射结构。
[0048] 为了获得所描述的增强流通耐久性的优点，采用第一金属铝层46和第二金属铬层48作为全息镀金属。在所述两个金属层46和48之间设置有隔层50。由于浮雕结构具有可变的表面形貌，隔层50不得不按照第一金属层46的表面形貌定位。为此目的，优选层厚为10nm或者更大的陶瓷、透明气相沉积层如SiOx、Al2O3或者MgF2是合适的。也可以采用按照所述第一金属层的表面形貌定位的薄有机覆层。
[0049] 在另外一种实施方式中，如本发明所述的安全元件也包括图案、符号或者编码形式的底片信息，所述底片信息由镀金属中的相应缝隙形成。图5示出了安全元件60，其中基底62设置有镀金属64，所述镀金属64由铝层66、透明陶瓷隔层68和铬层70构成。
[0050] 镀金属64也可以形成衍射结构如全息图形式的金属覆层。在这种情况下，基底62除包含载体箔之外尤其还包含压纹漆层，如图4中的示例中所示出的。
[0051] 回溯图5，具有期望底片信息形式如底片文字形式的间隙72被引入到镀金属64中，其中所述间隙72延伸穿过金属层66、70二者以及陶瓷隔层68。去金属化处理的区域72可以通过冲洗的方法产生，如专利WO 99/13157 A1中所述。
[0052] 图6示出了本发明的另外一种实施方式。示出的安全元件80具有与图5的安全元件60非常相似的层状结构，然而不同的是，铬层70作为第一金属层而铝层66作为第二金属层，并且现所具有的间隙82仅存在于铝层66中。所述安全元件从侧面来看具有铝层66。
[0053] 在根据本发明所述的这种变体中，第二金属层70仅施加于第一金属层的部分区域。在这种新颖的安全元件80中，由于两个金属层66和70具有不同的反射率，在存在和不存在间隙82的不同区域可以看到细微的视觉形态差别。虽然两个区域的光学印象根据解释是非常相似的，然而一些设计元素尤其是全息图(图4)的细微差异可能被强化并突显出来。
[0054] 随着安全元件80磨损的增加，由间隙82的形状和位置形成的细微形态的可识别性典型地减小了并且可能在高度磨损的情况下最终完全消失。然而即使是在最大程度的磨损的情况下，安全元件80增强的流通耐久性也可以由高耐久性的铬层70来保证。
