帶有雷射敏感層的多層體的製作方法
2023-08-04 05:35:21 2
專利名稱：帶有雷射敏感層的多層體的製作方法
技術領域：
本發明涉及包括至少部分地由紙材料構成的基底的多層體，具有單層或多層的層結構，所述層結構從例如為熱壓薄膜(Heiβprgefolie)的傳輸薄膜開始，或者從層薄膜(Laminarfolie)開始，或者從印刷(Bedruckung)或其他的鍍膜開始，本發明還涉及在這種多層體中產生雷射感應標記的方法。
已知使用雷射照射來產生雷射感應標記，以提高由塑料構成的卡，例如身份證、密碼卡等的防偽性能。藉助於雷射感應標記能夠使這些卡或類似卡個性化。
因為紙材料在雷射照射作用下會燃燒，所以在由紙材料製成的證件中不使用雷射處理來進行個性化。
本發明的任務是，通過使用雷射照射提高紙證件的防偽性能。其中提供了一種紙證件的特殊結構構造以及用於提高防偽性能的一種特殊方法。
本發明通過權利要求1的多層體以及權利要求16的方法來完成這個任務。
該技術方案建議紙證件被構造成多層體，其中在由紙材料構成的基底上敷設單層或多層的薄膜或者類似物，例如熱壓薄膜。這樣構造的層結構應該具有包含至少一種雷射敏感材料的層。這樣構造雷射敏感材料，使得通過對敷設在基底上的薄膜進行雷射作用而將雷射感應標記，例如彩色標記形式或黑色標記形式的標記置入雷射敏感層中。預料不到的是，在射線作用下對敷設在基底上的薄膜進行雷射照射時，不損壞由紙材料構成的基底，即在雷射作用下直接照射紙材料時紙材料不會發生燃燒。
在優選實施方式中，為了保險，在雷射敏感層和基底表面之間還設置一個特殊的背景層，該背景層反射了雷射處理時所使用的大部分雷射射線，並最好吸收雷射射線中未反射的部分或者至少在所有情況下都不使未反射部分的雷射射線穿過下面的層，即不穿過基底表面。這個起保護作用的背景層由於其光反射性，還作為在雷射敏感層中所產生的雷射感應標記的發光器(Aufheller)或色彩放大器。在優選實施方式中，這個起保護作用以及照亮和色彩放大作用的背景層在雷射敏感層下面只被設置在產生雷射感應標記的區域內。
背景層也可以被構造為對於可見光譜範圍內的光是透明的，但同時對特定波長範圍內的雷射射線是不透明的，例如對於在產生雷射感應標記時使用的波長範圍是不透明的。如果在背景層下面還設置另一個雷射敏感層，則以下情況是有利的，即背景層對於為了在這個層中產生雷射感應標記而使用的雷射射線是透明的。
在特別優選的實施方式中規定，雷射敏感材料具有至少一種著色劑，這種著色劑通過雷射作用可被漂白或者通過具有色帶變換的雷射作用改變其色彩。因此，雷射敏感材料最好被構造為由多種不同著色劑成分構成的著色劑混合物。通過以下實施方式可以實現雷射感應可產生的顏色變化很大的多彩色圖像，其中雷射感應材料被構造為至少兩種雷射敏感成分的混合物，對於這兩種成分，在特定於一種成分的雷射條件下另一種成分不會或者不會顯著地變化。
尤其是優選地採用以下實施方式，其中對雷射敏感地生成一個全色圖像(Vollfarbenbild)。在該實施方式中建議，雷射敏感材料是具有至少三種成分的混合物，其中這些成分中每一種分別是一種著色劑，例如一種顏料或其他著色劑。顏料一般是不溶解的、最好是無機的著色劑。其他著色劑例如是有機的著色劑。這些著色劑一般是可溶的。可以使用只包括顏料或只包括其他著色劑或包括顏料和其他著色劑的混合物作為著色劑。以下將構成混合物成分的著色劑簡稱為成分。重要的是，成分中的一種或多種藉助於雷射在分別特定於成分的雷射條件下是可漂白的。即，為漂白第一成分規定第一雷射條件，例如第一特定雷射波長；為漂白第二成分規定第二雷射條件，例如第二特定雷射波長，為漂白第三成分規定第三雷射條件，例如第三特定雷射波長。這些為了漂白不同成分而使用的特定雷射條件或雷射波長各不相同。這樣選擇它們，使得在特定於一種成分的雷射條件，例如特定雷射波長下，只能漂白或最好只能漂白那種成分，而其他成分不可漂白或基本不可漂白。由此，在一個步驟中，在雷射處理中分別只能夠漂白一種成分，而使其他成分不變化。
如果使用三種成分的混合物，則在第一步驟前通過三種成分構成標記的色彩。在第一步驟雷射處理後，標記的色彩在處理過的位置上由在第一步驟雷射處理中未漂白的兩種成分構成，根據處理情況，可能還包括在第一步驟中或多或少地被漂白的成分的殘留色彩。彩色圖像最好通過混合存在於雷射感應層中的成分的減色混合來實現。不同的成分可以在一個層中相互緊鄰混合或者多層地相互重疊混合。
產生多色彩圖像的方法建議，在第一步驟中通過對多層體上的一個位置，即雷射敏感層進行雷射照射，在例如特定於(三種)成分中一種的雷射條件中只漂白這一種成分，並且在第二步驟中通過多層體的相同位置上的雷射處理，在特定於(三種)成分中另一種的雷射條件中只漂白這另一種成分。在第一步驟中，除了被漂白的第一成分外，剩餘(兩種)其他未被漂白的成分，使得色彩由這(兩種)未漂白的成分構成，在第一成分未完全漂白的情況下還包括僅僅或多或少被漂白的第一成分的殘餘色彩。在漂白第二成分的第二步驟以後，如果最初使用三成分混合物，則只剩餘一種成分，使得色彩只由這種剩餘的成分構成。這是對於在前面的步驟中完全漂白了其他成分的情況。否則，即在第一步驟中未完全漂白第一成分以及在第二步驟中未完全漂白第二成分，則在第二步驟後色彩還由在第一和第二步驟中只或多或少被漂白的第一和第二成分的殘留色彩構成。
另外，作為可能的第三步驟，對第三成分，即到現在為止還沒有被漂白的成分，在多層體的相同位置進行雷射處理，其中在特定於第三成分的雷射條件，例如特定雷射波長中，在多層體的相同位置只漂白第三成分。在第三步驟以後，在相關位置上全部三種成分都被漂白，或者根據漂白度或多或少地被漂白。因此，這些位置根據可能的彩色背景或者多層體或多層體的相同位置中可能的其他成分而顯示為無色或略微染色，在白色背景的情況下顯示為白色。
另外，規定了可能的其他步驟，其中分別用特定雷射條件漂白一種或多種其他成分。最好規定，在第n步驟中，通過在多層體的相同位置特定於n種成分中的另一種成分的雷射射線只漂白這種第n種成分。
根據成分和特定雷射條件的選擇還可以規定，在雷射射線中至少一種成分具有色帶變換。
在各個步驟的雷射處理中分別規定，在雷射照射中，通過控制雷射條件，尤其是雷射波長，雷射強度和/或輻射時間，調節要得到的漂白度或色帶轉換。
最好在執行方法之前通過對各個成分的嘗試經驗地獲得和/或優化分別在各個步驟中使用的雷射條件。選擇雷射條件的標準最好是要得到的漂白效果。可以這樣選擇各個步驟中使用的雷射條件，即通過成分在為了漂白而使用的雷射波長中具有吸收最大值，最好具有多個吸收最大值的一個或最好具有其唯一的或其最大的吸收最大值，使得成分在這個波長中吸收光。但是選擇也可以這樣進行，使得成分在為了漂白而使用的雷射波長中吸收光，但是成分在這個波長中不具有吸收最大值，而是這些波長位於成分的吸收最大值之外。
為了能夠使用具有相對較少的顏料成分的顏料混合物並且能夠產生儘可能多的顏色、最好全部顏色，一種成分是青顏料和/或一種成分是紅紫顏料和/或一種成分是黃顏料是有利的。在顏料混合物中最好包括青顏料、紅紫顏料和黃顏料。在特定實施例中顏料混合物涉及只有三種顏料成分，最好是青顏料、紅紫顏料和黃顏料的混合物。由這三種色彩通過減色混合產生全部色彩。通過各個步驟中各種顏料成分的特定漂白，例如如果在第一步驟中只漂白或最好只漂白黃顏料成分，則在第一步驟中能夠生成藍色，或者如果在第一步驟中只漂白或最好只漂白紅紫顏料成分，則在第一步驟中能夠生成綠色，或者如果在第一步驟中只漂白或最好只漂白青顏料，則在第一步驟中能夠生成紅色。在第二步驟中，通過漂白另一種在第一步驟中沒有被漂白而剩餘的顏料成分，能夠生成青色、紅紫色或黃色，即如果在第一步驟中產生藍色，即在第一步驟中沒有漂白青色和紅紫色，則通過在第二步驟中漂白紅紫成分，能夠在第二步驟中生成青色。由於在減色混合中遵守以下規律，所以以相應的方式生成其他色彩a)青+紅紫+黃 黑b)青+紅紫 藍c)青+黃 綠d)黃+紅紫 紅顏色混合a)存在於雷射處理之前，即第一步驟之前。雷射敏感層顯示為黑色或灰色。顏色混合b)或c)或d)存在與第一步驟之後，即雷射敏感層在進行第一步驟雷射處理的位置上顯示為藍色或綠色或紅色色彩標記。在第二步驟之後，如果在第二步驟中在相同位置進行第二步驟的雷射處理，則根據第一步驟中這個位置上未漂白的兩種顏料成分中的哪一種在第二步驟中不被漂白，層的這個位置上的彩色標記為青色或黃色或紅紫色。為了在第三步驟中在這個位置上獲得無色或透明的標記，於是在這個位置上進行第三步驟，其中用分別特定於顏料的雷射條件漂白剩餘的還沒有被漂白的顏料。
以這種方式，能夠通過在相同位置上連續的雷射處理在每個位置上分別產生任何希望顏色的彩色標記。以這種方式，能夠連續地處理體的相鄰位置，並通過相鄰的彩色標記在塑料體上產生一個多色彩圖像，最好是所謂的全色圖像。
除了上述具有顏料成分青顏料、紅紫顏料和黃顏料的顏料混合物以外，也可以使用具有不表現為顏料的著色劑的相應著色劑混合物，即，包括青色著色劑、紅紫色著色劑和黃色著色劑作為成分的著色劑混合物。由此，能夠以相同的方式處理，其中在各個步驟中使用特定於各個著色劑的雷射條件。
在不同系統中，最好使用脈衝倍頻固體雷射器、光學參數振蕩器(OPO)和脈衝紫外線雷射器(例如受激準分子雷射器)進行雷射處理。在雷射處理中，最好這樣調節雷射輻射的強度和/或脈衝長短，使得產生最大的漂白結果或最大的顏色變化而對多層體的材料沒有可見的損壞。這種方法可以用於敷設在基底上的薄膜，也可以只用於單獨的薄膜；因此可以用於例如傳輸薄膜，尤其是熱壓薄膜，或者層薄膜。使用傳輸薄膜或層薄膜的優點在於，這些薄膜也可以被敷設在其他對雷射非常敏感的基底上，以對其進行裝飾或識別。因為著色劑或顏料只存在於很薄的層內，所以使用薄膜只需要很少的著色劑或顏料。通過使用薄膜，可以只對任意大小的多層體，例如面積非常大的紙張或類似物進行局部塗敷，例如通過壓製法。
在雷射處理中，在脈衝長度為5到20ns時能量密度最好在每平方釐米0.05到0.5焦耳之間，其中也由脈衝數量決定漂白效果。具有顏料混合的雷射敏感層可以在傳輸薄膜或層薄膜的全部面積上，但是也可以是局部的。
下面藉助於附圖詳細介紹優選實施例。
圖1至5表示分別具有雷射敏感層的不同熱壓薄膜的剖面結構。
圖6至10表示分別具有雷射敏感層的不同層薄膜的剖面結構。
圖11a和11b表示多層體實施例的俯視圖和剖面結構，多層體包括由紙材料構成的基底以及敷設在其上的具有雷射敏感層的傳輸薄膜；圖12a和12b表示改進的實施例對應於圖11a和11b的俯視圖和剖面結構；圖13至15表示包括不同覆蓋薄膜以及由紙材料構成的插入物的層狀卡的示意圖。
圖1至5所示的薄膜為熱壓薄膜。圖1中的熱壓薄膜包括載體膜(Trgerfilm)1、溶解層2、保護層3、雷射敏感層4、背景層5以及粘接層6。
載體膜最好是厚度為6至100μm，尤其是厚度為19到38μm的聚酯膜。在載體膜上重疊地設置有層2至6。在生成熱壓薄膜時通過已知的方法敷設它們。
溶解層2是隔離層。它最好被構造為在析熱時變軟的層，這個層在將熱壓薄膜塗覆到基底上時溶解載體膜1的其他層。溶解層2的厚度一般最高為1μm。
保護層3被構造為保護漆層。它是透明的漆層，其作用是防止裝飾有熱壓薄膜的物體的開放表面不受到機械損壞和化學作用。該層的厚度最好在1到2μm之間。
雷射敏感層4被構造為所謂的第一彩色漆層。這裡是由顏料或其他著色劑染色的、厚度最好為3到10μm的漆層。這個漆層的顏料或其他配色系統或著色劑可以藉助于波長最好在可見區域內的雷射束而選擇性地被漂白和/或可以通過顏色的色帶變換而改變。這個漆層4中顏料的重量比最好為固體的3到15％之間。這個漆層4的粘結劑系統不能被雷射作用光學地改變，因此在被輻射的位置上只出現彩色的對比標記，而沒有可見的損壞。在更內部的表面上的薄膜被可見的損壞。
背景層5構造為所謂的第二彩色漆層。不同於雷射敏感層4地對這個層染色。如果雷射敏感層4是黑色或灰色，則層5例如是白色或象牙色。層5主要用作由雷射輻射在雷射敏感層4中所產生的顏色的淺色後備層。層5的層厚最好在5到20μm或者在15到20μm。
存在這樣的可能性，即背景層5以及雷射敏感層4不覆蓋熱壓薄膜的全部面積，因此不覆蓋相同彩色位置中要裝飾的全部表面。層4和5可以分別地，因此也不同地包括不同顏色區域。
粘接層6是厚度為1到10μm的、通常用於傳輸薄膜的粘接層，其中這樣構成熱壓薄膜的粘接層，使得其只在相應的熱作用時才有粘性。
可以用以下構成表示層2到6溶解層2(隔離層)
甲苯99.5％酯蠟(Esterwachs)(油滴點90℃ )0.5％保護層3(保護漆層)甲基乙荃酮(Methylethylketon) 61.0％Diaketonalkohol9％甲基異丁烯酸鹽(Methylmethacrylat)(Tg＝122℃)18.0％聚乙烯分散(Polyethylendispersion)(23％二甲苯)(軟化點140℃ )7.5％高分子分散添加劑(40％，胺類數(Aminzahl)20) 0.5％橡膠稀釋劑(矽酸鋁)4.0％雷射敏感層4(第一彩色漆層)甲基乙荃酮34.0％甲苯 26.0％乙荃醋酸鹽(Ethylacetat)13.0％纖維素硝酸鹽(酒精中至少65％)20％線形聚亞安酯(Fp.＞200℃)3.5％高分子分散添加劑(40％，胺類數20)2.0％例如藍色顏料 15:4 0.5％紅色顏料 57:1 0.5％黃色顏料 155 0.5％背景層5(第二彩色漆層)甲基乙荃酮 40.0％甲苯22.0％乙烯-醋酸乙烯-三元共聚物(Fp.＝60℃ ) 2.5％聚氯乙烯(Tg89℃) 5.5％聚氯乙烯(Tg40℃) 3.0％
分散添加劑(50％，酸值51) 1.0％二氧化鈦(d＝3.8-4.2g/cm3)26.0％粘接層6甲基乙荃酮55.0％甲苯12.5％Ethanol3.5％多乙酸乙烯酯(軟化點80℃) 6.0％丁基-/甲基異丁烯酸鹽(Tg80℃)8.0％乙荃甲基丙烯酸甲酯(Ethylmethacrylatharz)(Tg63℃)3.0％甲基丙烯酸聚合物(Methacrylatcopolymer)(Tg80℃) 5.0％未飽和聚酯樹脂(軟化點103℃) 3.5％二氧化矽 3.5％除了這種熱壓薄膜以外，也可以使用其他傳輸薄膜。這種其他傳輸薄膜可以具有與所述熱壓薄膜相應的構造。
傳輸薄膜，這裡具體是熱壓薄膜，最好以通常的方式敷設在由紙材料所構成的基底上，例如敷設在分層為一個或多個插入層的多層體上，並且面向基底表面的粘接層6。粘接層6在熱壓時形成與基底表面的粘性連接。當溶解層2在熱壓時熱作用下軟化以後，載體膜1被除去。在這樣敷設在基底表面上的熱壓薄膜中，保護層3構成壓印膜從基底上除去的表面。
圖1a所示傳輸薄膜，尤其是能夠被構造為熱壓薄膜的傳輸薄膜，與圖1的膜的區別在於沒有背景層5。
圖2至4所示的熱壓薄膜具有構造與圖1所示膜不同的背景層。在圖2的例子中，背景層被構造為反射層5r。在特殊情況中，反射層被構造為金屬反射層。對於特定光譜區域，反射層可以是透明的或者部分透明的。它可以具有比其他層高的折射率，因此具有高光反射。在圖3所示的例子中，設置層5c作為附加漆層，附加漆層最好是透明的。另外設置反射層5r，反射層局部地具有衍射或全息結構5b。在圖3所示的實施例中，這個結構5b構造為漆層5c和粘接層6以及它們之間的層的組分。作為替代或補充，衍射結構也可以被構造為漆層5c和/或雷射敏感的彩色漆層4和/或粘接層6的組分。在這些情況下，衍射結構可以如上述那樣局部地構造，但是也可以被構造為連續的層。
在圖4所示的例子中，在背景層5c中，在限定的區域內設置壓製圖像(Druckbild)5d，並且在雷射敏感層中在相對於壓製圖像的側面設置限定的雷射敏感區域4a。
在圖5中表示了具有改進的層結構的熱壓薄膜。層結構與圖3中相似，但是層的順序改變了，並且雷射敏感層4被設置在反射層5面向基底的一側上。這些層的順序如下載體膜1，溶解層2，保護層3，中間層5c，反射層5，雷射敏感層4，背景層7以及粘接層6。在雷射敏感層4、反射層5和中間層5c相互鄰接的區域內構造衍射結構5b。它可以被構造為衍射光柵。或者結構5b也可以被構造為全息結構。在圖5所示的實施例中，通過首先在中間層5c中壓印衍射結構，然後例如通過蒸發敷設反射層5r，從而在生成膜的時候構造衍射結構5b。反射層5在衍射機構以外的部分中被構造為平滑的反射層5r。它的層厚最好小於1μm。它在特定的觀察角度至少對於特定光譜區域是透明的或部分透明的。在設置反射層5r以後，敷設雷射敏感層4。在層5c和4的直接相鄰區域內構造這樣產生的衍射結構5b。在觀察衍射結構時，根據照明角度和觀察角度得到變化的光學效果。
在圖5a的薄膜中，這些層的順序為載體層1，溶解層2，保護層3，雷射敏感層4，反射層5r，雷射敏感層4，附加漆層7以及粘接層6。反射層5構成的雷射敏感層4的兩側可以被相同地構造，即反射層被設置在雷射敏感的整個層中。但是，雷射敏感層也可以被不同地構造。在雷射敏感層4和反射層5r相鄰的區域內構造衍射結構5b。或者，結構5b也可以被構造為全息結構。在這個實施例中通過以下方式提高防偽性能，即兩個相同或不同構造的雷射敏感層與衍射或全息結構鄰接。這裡，可選的漆層7被構造為透明層或淺色後備層。或者，可以不設置漆層7和粘接層6，圖5中反射層5r下面的兩個雷射敏感層4可以被構造為雷射敏感粘接層。
在圖5b的薄膜中層的順序為載體膜1，溶解層2，雷射敏感層4，附加漆層5c，反射層5r，粘接層6。層5c和6可以由相同的材料或不同的材料構造。在這個實施例中，通過雷射敏感層4包含相關的可比較的顏料，雷射敏感層4是被雷射敏感地構造的保護漆層。在附加漆層5c、反射層5r和粘接層6相互鄰接的區域內構造衍射結構。衍射結構可以被構造為衍射光柵。或者，結構5b也可以被構造為全息結構。
在傳輸薄膜，在前述情況下是壓印膜，被敷設在基底上以後，進行雷射處理，以便在雷射敏感層4中產生透明的和/或彩色的標記。為了在雷射敏感層4的特定位置上產生特定標記，尤其是產生彩色標記，用雷射輻射照射這個位置。
在對具有圖5所示層結構的薄膜進行雷射處理的情況中，雷射輻射穿過反射層，包括穿過衍射結構5b。雷射束最好從上面垂直於薄膜平面。對於雷射輻射，尤其在垂直入射時，反射層5r是透光的。形成反射層5r的其他區域的層的光柵結構或全息結構5b對於雷射輻射是透光的，其中輻射在衍射結構上或多或少地，並且部分地被反射。通過在特定位置上由漂白產生顏色變化，也在衍射結構5b內並且在其下面設置有雷射敏感層4的、形成反射層5r其他區域的層被雷射作用改變。
下面介紹在所述實施例中各個雷射敏感層中的漂白過程。
雷射敏感層的雷射敏感物質涉及三種成分，即青顏料成分，紅紫顏料成分和黃顏料成分的混合物。
在漂白時，通過用特定的雷射波長照射這個位置，由此漂白特定的顏料成分，在第一步驟中產生藍色或綠色或紅色的彩色標記。
為了生成藍色，只漂白黃顏料成分。因此使用藍色雷射。特定的最小強度對於漂白是必需的。另外不能超過給定的脈衝長度。為了在第一步驟中得到綠色的彩色標記，只能漂白紅紫顏料成分。為此使用綠色雷射。為了在第一步驟中得到紅色彩色標記，只能漂白青顏料成分。為此使用紅色雷射。
為了在這個位置上生成青色或紅紫色或黃色的彩色標記，在第二步驟中用雷射處理這個位置，其中使用漂白這個位置上還沒有被漂白的顏料成分的雷射波長。如果在第一步驟中生成了藍色的彩色標記，則在這個位置上還沒有漂白青顏料成分和紅紫顏料成分。為了在這個位置上生成青色，在第二步驟中必須漂白紅紫顏料成分。這由綠色雷射進行。由此在這個位置上得到青色標記。
如果在第二步驟中要得到紅紫色標記而不是青色標記，則必須用紅色雷射處理在第一步驟中所生成的藍色的彩色標記。由此在這個位置上漂白青顏料，使得紅紫顏料在這個位置上保留不被漂白。於是在這個位置上得到紅紫色標記。
以相應的方式，可以通過用藍色雷射或紅色雷射處理，由在第一步驟中所生成的、由未被漂白的青顏料和黃顏料構成的綠色彩色標記生成青色標記或黃色標記。
以相應的方式，可以通過在第二步驟中用綠色雷射或藍色雷射處理，在第一步驟中所生成的紅色彩色標記在第二步驟中被轉換為黃色標記或紅紫色標記。
為了在第一和第二步驟中所處理的位置上得到透明的位置，即如果背景層5是白色的，得到白色的位置，則在第三步驟中必須用按如下方式設置其波長的雷射束處理這個位置，即漂白在第二步驟後這個位置上仍然未被漂白的顏料成分，即必須用藍色雷射漂白黃色的彩色標記，用綠色光漂白紅紫色標記，用紅色雷射漂白青色標記。
在雷射敏感層4中以相同的方式處理其他相鄰位置，以便在壓印膜的層4中生成其他彩色標記。以這種方式能夠生成全色圖像。
也可以使用雷射處理，以便通過色帶轉換在雷射敏感層的著色劑中生成彩色標記或全色圖像。可以以相應的方式用連續的處理步驟進行雷射處理。顏料適於作為著色劑，即著色材料。這些顏料多數是不可溶的，並且一般是無機材料。而多數可溶的、有機的著色劑適於作為著色劑。分別在特定雷射條件下實現色帶轉換，在各個步驟的雷射處理時使用特定雷射條件。
也可以在敷設薄膜之前進行對傳輸薄膜的雷射處理，用於生成彩色標記，尤其是當保護層3被構造為對於雷射輻射不透明或只部分透明的層或者被構造為對於特定波長範圍的雷射輻射不透明的層時，或者當設置有附加的紫外線吸收保護層時。通過雷射束對準薄膜的背面，即對準背景層5或粘接層6，並由此從另一側處理雷射敏感層4，以便以相同方式產生彩色標記，於是在敷設薄膜之前進行雷射處理。背景層5和粘接層6在這種應用中對於相關的雷射輻射是透明的或者至少部分透明的。
以相應的方式，也可以在層薄膜中生成彩色標記。在圖6到10中表示這些層薄膜。圖6所示的層薄膜包括所謂的覆蓋膜20，可選的中間層31，雷射敏感層40，可選的構成背景層的中間層50，以及可選的粘接層60。在分層過程中，用基底表面的粘接層60將層薄膜敷設在基底上。在粘接層60上形成與基底表面的粘接連接。覆蓋膜30構成上部保護層，其背向基底的表面構成薄膜的外表面。在敷設層薄膜以後覆蓋膜30仍然保持敷設在那裡。它對應於圖1所示壓印膜的保護層3。雷射敏感層40對應於雷射敏感層4，即圖1所示壓印膜的第一漆層4。中間層50對應於背景層5，即圖1所示壓印膜的第二漆層5。粘接層60對應於圖1中壓印膜的粘接層6。
圖6a中的層薄膜表示圖6中層薄膜的變體，其中對應於圖1c中的熱壓薄膜，也沒有對應於背景層5的背景層50。
圖7和8中的層薄膜表示圖6中層薄膜的變體，其中以與圖2和3的熱壓薄膜中背景層相應的方式改變背景層。
圖9中的層薄膜的層結構具有相對於圖6至8改進的相鄰層順序。層的順序對應於圖5中熱壓薄膜的結構。其中層70是可選的背景層。
圖9a表示相對於圖9所示實施例改進的實施例，具有對應於圖5a中熱壓薄膜結構的層順序。
圖10中的層薄膜表示圖9中層薄膜的變體。在這個實施例中，覆蓋膜30具有敷設在其上的熱壓薄膜。敷設在那裡的熱壓薄膜用熱壓薄膜的相應層代替圖9中層薄膜所具有的層31、50或50r、40、70和60。與圖5中壓印膜不同，在用於生成層薄膜所使用的熱壓薄膜中，以相反的順序設置反射層5r和雷射敏感層4，使得在圖10的層薄膜中，對應於圖9中的層薄膜，反射層5r被設置在雷射敏感層4背向基底的一側。與其他實施例相同，在圖10的層薄膜中，也在層4和5相鄰區域內構造衍射結構5b。漆層5被構造為透明層。
圖10a中的層薄膜被構造為與圖10中層薄膜相似。在圖10a的實施例中，設置具有敷設在其上的熱壓薄膜的覆蓋膜30，熱壓薄膜被構造為與圖5a中實施例的熱壓薄膜相似。敷設在覆蓋膜30上的熱壓薄膜用熱壓薄膜的相應層代替圖9a的層薄膜中設置的層31、40、50、50r、40、70和60。圖10a的層薄膜具有以下順序的層覆蓋膜30、粘接層60、可選的漆層5、雷射敏感層4、反射層5r，雷射敏感層4，附加的漆層5c和保護層3。由反射層5r構成的雷射敏感層4的兩側可以被相同地構造，即反射層5r被設置在整個雷射敏感層中。雷射敏感層4也可以被不同地構造。漆層5被構造為透明層或淺色的後備層。
圖10b的層薄膜表示這樣的實施例，其中在覆蓋膜30上敷設熱壓薄膜。敷設的熱壓薄膜被構造為與圖5中薄膜相似。它用熱壓薄膜的層代替圖9a的層薄膜中設置的層31、40、50或50r、40、70和60。圖10b的層薄膜具有以下順序的層覆蓋膜30、粘接層6、可選的漆層7、雷射敏感層4、反射層5r、附加的漆層5c和保護層3。漆層7被構造為透明層或淺色的後備層。
以與所述傳輸薄膜對應的方式，即通過雷射敏感層40中包含的顏料或其他著色劑相應的連續區域或者通過顏料或其他著色劑的相應色帶變換，來實現層薄膜的雷射處理。
用所述塗覆方法將具有如前面圖1至10所述的薄膜結構的薄膜傳輸薄膜和層薄膜敷設在由紙材料所製成的基底上。基底最好是被分層為多個插入物的卡片本體，其中插入物至少部分地由紙材料構成。通過敷設薄膜分別生成多層體，多層體分別包括至少一個雷射敏感層4或40。通過前述雷射處理可以在雷射敏感層中生成彩色標記。下面藉助於圖11a，11b和12a，12b介紹其中具有雷射感應的彩色標記的多層體的實施例。
在圖11a和11b的實施例中，在由紙材料構成的基底8上敷設圖1a所示的傳輸薄膜。如圖11b中剖面圖所示，多層體包括保護層3、雷射敏感層4、粘接層6以及基底8，其中在基底8的表面上具有特殊標記81。這個標記81可以是敷設在基底8上的單獨的層。如圖11a中俯視圖所示，標記81包括不同的標記單元，也就是可以被構造為壓制的花紋的防偽壓印81d，以及最好只在紫外線下發出螢光並且在自然光中可識別為黑線的發出螢光的線81f。另外，在基底8中還構造水印81w以及防偽條81s。防偽條81s可以是條形或線形體和附加的防偽標記，條形或線形體可以包括衍射結構和/或全息結構，例如雷射感應標記等。如圖11a所示，在雷射敏感層中構造雷射感應圖像10y。這個雷射感應圖像10y可以通過前述漂白方法而被生成為全色圖像。只在卡片本體8表面上包括長方形圖(Grundriss)的部分區域內構造雷射感應圖像10y。具有雷射敏感層4的整個傳輸薄膜最好可以只敷設在卡片本體8的這個區域內。如圖11a所示，雷射感應圖像10y的長方形圖像區域是透明的，即用雷射處理這樣漂白整個雷射敏感層區域，使得彩色圖像部分被彩色透明地染色並且彩色標記附近區域被完全透明地漂白。因此，優點在於，卡片本體8上面或中間的標記81可以通過雷射感應圖像10y而可見地顯示。以這種方式獲得特別好的防偽安全性能。
在圖12a和12b所示的改進實施例中，與圖11a和11b的實施例不同，使用了具有圖1所示層結構的傳輸薄膜。傳輸薄膜除了層3、4、6以外還具有在雷射敏感層4和粘接層6之間構造的背景層5。這個背景層是這樣的層，它反射在生成雷射感應圖像10y時所使用的雷射射線，並且不使未反射的雷射射線部分透過而吸收未反射的部分。這個特殊背景層使得，雷射感應圖像10y下的標記81被光學地遮蓋，即例如在可見光譜區域內的光中不再能從外部識別。由於光的反射以及在背景層5中可能附加存在的照亮物質，所以背景層5也可以起顏色放大和/或照亮雷射感應的彩色圖像10y的作用。另外，背景層5使得，在生成雷射感應圖像10y的雷射作用下，位於其下面的層，即尤其是基底8，不被雷射照射所損壞，或者雷射照射不產生層或基底中任何其他不希望的變化。
在圖13至15中表示了通過不同覆蓋膜30和由紙材料構成的插入物90的分層而構造的不同的多層體。在所有這些實施例中，設置有至少一個雷射敏感層4。這個層分別設置在一個構造基本對應於圖10、10a和10b中所示薄膜的層薄膜中，在這些圖中涉及通過在覆蓋膜30上敷設傳輸薄膜而生成的層薄膜。在圖14和15的實施例中，還設置有攙雜有碳和/或炭黑的覆蓋膜32形式的另一個雷射敏感層。這個層設置在具有傳輸薄膜的覆蓋膜30的下面。在圖15所示實施例中，在雷射敏感層4和攙雜的覆蓋膜32之間構造背景層5。背景層5的構造和功能與圖12a和12b所示實施例中背景層5相似。
權利要求
1.多層體，由至少部分地由一個紙材料構成的基底和單層或多層的層結構構成，所述層結構從傳輸薄膜，例如熱壓薄膜開始，或者從層薄膜開始，或者從壓印或其他層開始，其特徵在於，所述層結構包括至少一個包含雷射敏感材料的層(4)—以下稱為雷射敏感層(4)，其中這樣構造雷射敏感材料，使得通過雷射作用，可以在所述雷射敏感層(4)中生成彩色標記或黑色標記。
2.根據權利要求1的多層體，其特徵在於，所述雷射敏感材料被構造為在雷射作用下可染黑的，最好是在灰度梯度中可染黑的材料，尤其被構造為碳攙雜的和/或炭黑攙雜的材料。
3.根據前述權利要求中任一項的多層體，其特徵在於，所述雷射敏感材料具有至少一種著色劑，所述著色劑可以通過雷射作用被漂白或者通過具有色帶變換的雷射作用改變其顏色。
4.根據權利要求3的多層體，其特徵在於，所述雷射敏感材料被構造為包括多種不同著色劑成分的著色劑混合物，其中對於所述成分中的至少兩種，在特定於其中一種成分的雷射條件下，不改變或基本不改變另一種成分。
5.根據權利要求4的多層體，其特徵在於，所述著色劑混合物由至少三種不同的著色劑成分構成，其中所述三種著色劑成分中的每一種都被構成為顏料或其他著色劑，並且在分別特定於所述成分的雷射條件下可藉助於雷射被漂白，其中對於所述三種成分中的每一種，在特定於一種成分的雷射條件下，不能或基本不能漂白其他成分。
6.根據權利要求4或5的多層體，其特徵在於，對於特定於所述不同成分的雷射條件，雷射波長最好不同，並且在特定於各個成分的雷射條件下，不能或基本不能漂白其他成分。
7.根據權利要求4至6中任一項的多層體，其特徵在於，在雷射敏感層的一個位置上，最好在至少部分區域內的雷射敏感層的每個位置上，混合設置著色劑混合物的多個不同成分，最好是設置著色劑混合物的全部不同成分，並且最好通過減色混合構成這個位置上的顏色。
8.根據權利要求5至7中任一項的多層體，其特徵在於，通過所述成分在為了漂白而使用的雷射波長中具有吸收最大值，最好是多個吸收最大值中的一個或最好其唯一的或其最大吸收最大值，使得所述成分在這些波長中吸收。
9.根據權利要求5至8中任一項的多層體，其特徵在於，所述成分在為了漂白而使用的雷射波長中吸收光，其中所述成分在這些波長中不具有吸收最大值，而是這些波長位於所述成分的吸收最大值之外。
10.根據權利要求4至9中任一項的多層體，其特徵在於，所述混合物只具有三種著色劑成分或者多於三種的著色劑成分。
11.根據權利要求4至10中任一項的多層體，其特徵在於，一種成分是青色著色劑，最好是青色顏料，以及/或者一種成分是紅紫色著色劑，最好是紅紫色顏料，以及/或者一種成分是黃色著色劑，最好是黃色顏料。
12.根據權利要求11的多層體，其特徵在於，青色著色劑被構造為只可以或最好可以被紅色雷射漂白的著色劑，以及/或者紅紫色著色劑被構造為只可以或最好可以被綠色雷射漂白的著色劑，以及/或者黃色著色劑被構造為只可以或最好可以被藍色雷射漂白的著色劑。
13.根據前述權利要求中任一個的多層體，其特徵在於，在雷射敏感層和基底之間構造一個背景層，其中這樣構造所述背景層，使得所述背景層最好很大程度上反射在雷射照射雷射敏感材料時所產生的雷射射線，以及/或者尤其對於雷射射線中未被反射的部分是不透明的或儘可能不透明的，以及/或者吸收未被反射的部分。
14.根據權利要求13的多層體，其特徵在於，所述背景層對於可見光譜區域內的光是透明的，並且/或者只對於特定雷射條件的雷射射線，尤其是只對於特定雷射波長的雷射射線是透明的或不透明的，最好對於為了在雷射感應層中生成雷射感應標記而使用的雷射射線是透明的或不透明的。
15.根據權利要求13或14的多層體，其特徵在於，所述背景層只被設置在所述雷射敏感層下面的部分區域內，最好被設置在這樣的區域下，在所述區域內設置有雷射感應標記結構。
16.用於在根據前述權利要求1至15中任一項的多層體上或在其中生成雷射感應標記的方法，其特徵在於，所述多層體被雷射射線所照射，其中在雷射敏感層中通過雷射射線的作用，通過漂白和/或色帶變換和/或染黑雷射敏感材料而生成雷射感應標記。
17.根據權利要求16的方法，其中生成根據權利要求4至15中任一項的、具有雷射敏感材料的、具有兩種、最好三種可漂白成分的多層體，其特徵在於，在第一步驟中通過在特定於所述兩種、最好三種成分中一種的雷射條件下對雷射敏感層的一個位置進行雷射照射，只漂白所述一種成分，並且，在第二步驟中通過在特定於所述兩種、最好三種成分中另一種的雷射條件下對雷射敏感層的相同位置進行雷射照射，只漂白所述另一種成分。
18.根據權利要求17的方法，其特徵在於，在第三步驟中，通過在特定於所述三種成分中的另一種雷射條件下對所述雷射敏感層的相同位置進行雷射照射，只漂白所述再一種成分。
19.根據權利要求17或18的方法，其特徵在於，在第n個步驟中，通過在特定於第n種其他成分的雷射條件下對所述雷射敏感層的相同位置進行雷射照射，只漂白所述第n種成分，其中n大於3。
20.根據權利要求17至19中任一項的方法，其特徵在於，通過對所述雷射敏感層的這個位置進行雷射照射，漂白全部成分。
21.根據權利要求16至20中任一項的方法，其特徵在於，在所述雷射照射中，通過控制所述雷射條件，尤其是通過控制雷射強度和/或脈衝長短和/或照射時間，調節要得到的漂白度。
22.根據權利要求16至21中任一項的方法，其特徵在於，在所述雷射照射中，所述成分中的至少一種成分包括色帶變換。
23.根據權利要求16至22中任一項的方法，其特徵在於，所述雷射敏感層先後在多個位置上被雷射照射。
24.根據權利要求16至22中任一項的方法，其特徵在於，在雷射敏感層內的所述一個位置上混合設置有多個不同的成分，最好混合設置有全部不同的成分，並且通過減色混合漂白這個位置的顏色。
25.根據權利要求16至24中任一項的方法，其特徵在於，使用青色著色劑，最好是青色顏料，和/或紅紫色著色劑，最好是紅紫色顏料，和/或黃色著色劑，最好是黃色顏料作為成分。
26.根據權利要求25的方法，其特徵在於，為了漂白所述青色著色劑，使用紅色雷射，以及/或者為了漂白紅紫色著色劑，使用綠色雷射，以及/或者為了漂白黃色著色劑，使用藍色雷射。
27.根據權利要求25或26的方法，其特徵在於，藍色由青色和紅紫色的疊加、最好是減色混合而構成，最好由具有青色著色劑、紅紫色著色劑以及黃色著色劑的著色劑混合物通過漂白黃色著色劑而構成；以及/或者綠色由青色和黃色的疊加、最好是減色混合而構成，最好由具有青色著色劑、紅紫色著色劑以及黃色著色劑的著色劑混合物通過漂白紅紫色著色劑而構成；以及/或者紅色由黃色和紅紫色的疊加、最好是減色混合而構成，最好由具有紅紫色著色劑。黃色著色劑和青色著色劑的著色劑混合物通過漂白青色著色劑而構成；以及/或者黑色或灰色由青色、紅紫色和黃色的疊加、最好是減色混合而構成，最好由具有紅紫色著色劑、黃色著色劑和青色著色劑的著色劑混合物構成；以及/或者紅紫色由紅紫色著色劑構成，通過漂白所述著色劑混合物中存在的、除紅紫色著色劑以外的著色劑，最好由包括紅紫色著色劑、黃色著色劑以及青色著色劑的著色劑混合物通過漂白黃色著色劑和青色著色劑而構成；以及/或者青色由青色著色劑構成，通過漂白所述著色劑混合物中除青色著色劑以外的其他著色劑，最好由包括青色著色劑、黃色著色劑以及紅紫色著色劑的著色劑混合物通過漂白紅紫色著色劑和黃色著色劑而構成；以及/或者黃色由黃色著色劑構成，通過漂白所述著色劑混合物中除黃色著色劑以外的全部著色劑，最好由包括黃色著色劑、紅紫色著色劑以及青色著色劑的著色劑混合物通過漂白紅紫色著色劑和青色著色劑而構成。
全文摘要
本發明描述了一種提高紙質文件防偽性能的方法。為此，在紙質文件上敷設具有雷射敏感層的傳輸薄膜或層薄膜。然後用雷射射線處理這個多層體。其中，例如通過雷射感應漂白、雷射感應色帶變換或雷射感應染黑，在雷射敏感層中生成雷射感應標記。通過雷射感應標記能夠使文件有個性化特色。
文檔編號B42D15/10GK1646769SQ02829237
公開日2005年7月27日 申請日期2002年5月8日 優先權日2002年5月8日
發明者諾伯特·魯茨, 格哈德·金納爾, 馬西亞斯·舒馬切爾, 烏爾裡希·納克, 德克·菲舍爾 申請人:雷恩哈德庫茲有限公司, Orga系統有限公司