專利名稱：由具有至少一種激光敏感材料的層構(gòu)成的多層體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多層體，它包括一個基層和至少一個具有對激光敏感的材料的層-下文中稱為激光敏感層-構(gòu)成的層復(fù)合體(Schichtenverbund)。
這種多層體例如可以在采用傳遞薄膜(Transferfolie)，最好是熱壓薄膜的情況下制造。已知在塑料主體上敷設(shè)這種薄膜來制造身份證或密碼卡，并通過對所敷設(shè)的薄膜進行激光處理來進行卡的識別。在激光處理中，在激光敏感層中生成激光感應(yīng)標(biāo)記。
本發(fā)明的目的在于提供一種開始所述類型的多層體，它能夠制造特別精確的、各種各樣的激光感應(yīng)標(biāo)記。特別是在激光處理中在其他層中或者在多層體的基層上出現(xiàn)的不利影響應(yīng)當(dāng)被減小或者消除?；鶎舆€應(yīng)當(dāng)能夠置入到紙質(zhì)材料上。
本發(fā)明通過權(quán)利要求1的主題來解決這一任務(wù)。
通過下列方式為激光敏感層配置一個背景層，使得該背景層在對激光敏感層進行激光處理時，即在形成激光感應(yīng)標(biāo)記時，最好以高等級反射到來的激光射線，或者對于該激光射線至少在很大程度上是不透明的，或者至少對入射激光射線的未被反射的部分在很大程度上是不透明的，從而使得在背景層下面的層中沒有激光射線射入或者至少只有非常少的激光射線射入。附帶地或者可選地，最好使背景層能夠吸收激光射線，使得未被反射的激光射線的至少大部分在背景層中被吸收。這樣所述背景層對位于其下的各層或基層形成了一個保護層。這意味著，也能夠直接采用對激光非常敏感的基層，例如由紙質(zhì)材料構(gòu)成的基層。盡管人們已經(jīng)確定，激光敏感層本身對位于其下的層和基層已起到了保護層的作用，并且在激光處理中起作用的激光射線的大部分沒有完全穿過激光敏感層，或者沒有到達位于其下面的層，從而避免了對基層的大部分影響。但所述背景層大大提高了安全性，從而可以實現(xiàn)特別精確限定的、各種各樣的激光感應(yīng)標(biāo)記，此外還為層復(fù)合體的實現(xiàn)提供了大得多的設(shè)計自由度。
可選地或者附帶地，也可以采用背景層來實現(xiàn)在位于其上方的激光敏感層中形成的激光感應(yīng)標(biāo)記的色彩增強或加亮。在背景層中也可以嵌入特殊的加亮物質(zhì)，以產(chǎn)生加亮效果。
位于激光敏感層下面的背景層最好僅設(shè)置在一個部分區(qū)域內(nèi)，更確切地說最好僅設(shè)置在一個具有激光感應(yīng)標(biāo)記結(jié)構(gòu)的區(qū)域下方，即在激光敏感層的一個應(yīng)設(shè)置激光感應(yīng)標(biāo)記的有限部分區(qū)域內(nèi)。
在一種特別具有優(yōu)點的實施方式中，設(shè)置多個相疊排列的激光敏感層。在這種情況下，尤其在各激光敏感層之間形成一個背景層是具有優(yōu)點的。
在一個優(yōu)選實施例中建議，傳遞薄膜或分層薄膜被敷設(shè)到基層上，并且在薄膜中形成一個或多個層，其中至少一個層被構(gòu)造為激光敏感層。背景層同樣可以在薄膜中形成，但是作為替代，它也可以作為基層的組成部分，例如作為基層的表面層。在另一種實施方式中建議，多層體由多個重疊薄膜(Overlay-Folien)和插入層(Inlets)來分層。重疊薄膜中的至少一個可以構(gòu)成為激光敏感層或者包含激光敏感層。它例如可設(shè)計為分層薄膜，通過敷設(shè)熱壓薄膜來設(shè)置激光敏感層。
下面參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。如圖所示

圖1為由紙質(zhì)材料基層構(gòu)成的多層體的一個實施例的截面圖，在所述基層上部分敷設(shè)了多層薄膜；圖2為圖1中的實施例的俯視圖；圖3為對應(yīng)于圖2的另一個替代實施例的俯視圖；圖4至6為帶有激光敏感層和相應(yīng)背景層的傳遞薄膜的實施例的截面示圖；圖7至9為帶有激光敏感層和相應(yīng)背景層的分層薄膜的實施例的截面示圖；圖10為由不同重疊薄膜和插入層來分層的卡體的分解示圖。
在圖1和圖2所示的實施例中，涉及了一種帶有多種識別標(biāo)記和個性化標(biāo)記的證件卡，如由圖2中的俯視圖所示?？w-在下文中稱為卡8-由紙質(zhì)材料制成。在其表面上，如在圖1中所示，敷設(shè)了多層薄膜。該薄膜具有保護層3、帶有激光敏感材料的層4、背景層5和粘合層6，作為薄膜的各層，通過粘合層將所述薄膜與卡8的表面粘合到一起。薄膜僅設(shè)置在卡8的一個部分區(qū)域內(nèi)。它具有矩形的平面輪廓，如圖2所示。所述薄膜可以通過移膜工藝(Transferprozess)，例如通過將一個熱壓薄膜熱壓印到卡8上來進行敷設(shè)。在圖4中用截面圖示出了這種傳遞薄膜。在保護層3的上方示出的分離層(Ablseschicht)2和載體膜1在移膜過程中被去除，所述移膜過程通常在高壓和高溫下實現(xiàn)。
如圖2中所示，在激光敏感層中形成一個激光感應(yīng)彩色圖像10y。這個彩色圖像10y可以通過對層4的激光敏感材料感應(yīng)于激光進行漂白來產(chǎn)生。激光感應(yīng)漂白的方法還將另外逐步說明。在對激光敏感層4進行整體漂白之下形成了背景層5。這個背景層5在可見光的頻譜范圍內(nèi)不是透明的，這樣在這個區(qū)域內(nèi)覆蓋了基層8。如圖1和2中所示，在基層8的表面上形成了標(biāo)記81(參見圖1)，所述標(biāo)記僅僅在彩色圖像10y之外或背景層5之外的區(qū)域內(nèi)才能從上面觀察到(參見圖2)。標(biāo)記81包括一個安全印記81d，這個安全印記在雕刻花紋類型的實施例中形成。此外在基層中并且在其表面上設(shè)置了熒光線81f，這些熒光線在用紫外線照射時發(fā)生反射，并且在可見光頻譜范圍內(nèi)顯示為黑色的線。另外形成了水印81w和防偽條81s，作為基層8中的其他標(biāo)記。防偽條81s可以具有各種標(biāo)記元素和個性化元素，例如衍射結(jié)構(gòu)和/或全息圖結(jié)構(gòu)、激光感應(yīng)標(biāo)記等。防偽條81s在所示實施例中被嵌入到基層8中。所述防偽條穿過基層并位于激光感應(yīng)彩色圖像10y內(nèi)部，并且由于不透明的背景層5，在那里是看不見的。防偽條81f僅僅在激光感應(yīng)圖像10y上方向外伸出的區(qū)域內(nèi)才是可見的。
圖3所示的實施例與圖1和2中的實施例有所不同。在圖3所示的實施例中，僅在激光感應(yīng)彩色圖像10y的左半邊才形成背景層5，這樣只有在形成背景層5的左邊的部分區(qū)域內(nèi)，標(biāo)記才覆蓋到基層8上，并且是不可見的。在激光感應(yīng)彩色圖像10y的其余區(qū)域內(nèi)沒有設(shè)置背景層5，這樣在該區(qū)域內(nèi)通過染有顏色的、透明的、激光感應(yīng)彩色圖像橫穿過基層8的表面，從而可以看到標(biāo)記81。通過該實施例特別提高了防偽安全性，因為激光感應(yīng)圖像10y與其余標(biāo)記元素在光學(xué)上共同作用的方式是非常多樣的。
在不同的實施例中，也可以在薄膜層中形成衍射結(jié)構(gòu)和/或全息圖結(jié)構(gòu)。圖5和6示出了在其層結(jié)構(gòu)中具有這種衍射結(jié)構(gòu)和/或全息圖結(jié)構(gòu)5b的傳遞薄膜。圖5中的薄膜在其結(jié)構(gòu)上與圖4中的薄膜一致，其中僅僅附帶地在保護層3和激光敏感層4之間形成了一個附加的漆層5c和一個反射層5r。衍射結(jié)構(gòu)和/或全息圖結(jié)構(gòu)5b在漆層5c、反射層5r和激光敏感層4的區(qū)域內(nèi)形成。在圖6的實施例中，附加的漆層5c被構(gòu)造為激光敏感層4c。這樣在該實施例中除了激光敏感層4之外還具有激光敏感層4c，反射層5r在它們之間敷設(shè)。激光敏感層4和4c可以分別由相同的激光敏感材料構(gòu)成，但是作為替代也可以由兩種不同的激光敏感材料構(gòu)成。在圖4至6中共同示出的實施例中，在激光敏感層4下面，分別在朝向基層的一側(cè)上形成背景層5，它可以像在圖1至3中所示的實施例那樣，在激光處理以及對激光感應(yīng)圖像進行加亮和顏色增強時作為保護層。
在圖7至9中示出了分層薄膜，其層結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖5至6中的傳遞薄膜。重疊層30對應(yīng)于保護層3。其余的層激光敏感層40、背景層50、反射層5和粘合層60，分別對應(yīng)于激光敏感層4、背景層5、反射層5r及粘合層6。在圖8和9所示的分層薄膜中還以相應(yīng)的方式提供了衍射結(jié)構(gòu)和/或全息圖結(jié)構(gòu)50b，它對應(yīng)于圖5和6中所示的衍射結(jié)構(gòu)和/或全息圖結(jié)構(gòu)5b。
在圖10所示的實施例中，多層體被構(gòu)造為一個由不同的重疊薄膜和插入層來分層的主體。設(shè)置在上面的重疊薄膜30在其下側(cè)具有多個層，這些層通過在重疊薄膜上敷設(shè)傳遞薄膜來敷設(shè)。這些層是漆層5c、反射層5r、激光敏感層4、背景層5以及粘合層6。在漆層5c、反射層5r和激光敏感層4的區(qū)域中形成了衍射結(jié)構(gòu)和/或全息圖結(jié)構(gòu)5b。
在上述薄膜連接體下面設(shè)置有一個由摻雜碳和/或碳黑的材料構(gòu)成的重疊薄膜32。這個摻雜的重疊薄膜是第二個激光敏感層。在該層中在相應(yīng)的激光作用下實現(xiàn)了碳化，從而在相應(yīng)調(diào)節(jié)激光條件時可以得到一個灰度級標(biāo)記。
在這個摻雜的重疊薄膜32之下設(shè)置有插入層90，它在所示實施例中可以由紙質(zhì)材料構(gòu)成。在下面的插入層的下側(cè)面上設(shè)置有一個重疊薄膜30，在其上設(shè)置有另一個重疊薄膜30。
為了在激光感應(yīng)層中形成激光感應(yīng)標(biāo)記，最好在基層上敷設(shè)的薄膜或涂層中完成激光照射。但是作為替代，激光照射也可以在敷設(shè)薄膜之前進行，即直接通過照射薄膜單獨實現(xiàn)。全色圖生成，即產(chǎn)生一個激光感應(yīng)標(biāo)記作為全色圖，可以在實施例中實現(xiàn)，其中激光敏感材料由青色色素成分、洋紅色素成分、黃色色素成分的混合物構(gòu)成。對于這種實施例，在說明書末尾給出了一種熱壓薄膜的各層的配方。
漂白時在第一個步驟中形成了一個藍色或綠色或紅色的彩色標(biāo)記，在所述彩色標(biāo)記中對該位置用特定波長的激光來照射，通過所述激光對特定的色素成分進行漂白。
為了產(chǎn)生藍顏色，只允許對黃色色素成分進行漂白。為此采用了藍色的激光。為了進行漂白需要特定的最小強度。此外不允許超過某個特定的脈沖持續(xù)時間。為了在第一個步驟中得到綠色的顏色標(biāo)記，只允許對洋紅色素成分進行漂白。為此采用了綠色的激光。為了在第一個步驟中得到紅色的顏色標(biāo)記，只允許對青色色素成分進行漂白。為此采用了紅色的激光。
為了在該位置形成青色或洋紅色或黃色的彩色標(biāo)記，在第二個步驟中對該位置進行激光處理，所采用的激光波長可以對該位置處還未被漂白的色素成分進行漂白。如果在第一個步驟中生成了藍色的彩色標(biāo)記，則在該位置處青色色素成分和洋紅色素成分未被漂白。為了在該位置處產(chǎn)生青色，必須在第二個步驟中對洋紅色素成分進行漂白。這用綠色激光來實現(xiàn)。由此在該位置處得到了一個青色的標(biāo)記。
如果在第二個步驟中不是生成青色的標(biāo)記，而是要得到洋紅色的標(biāo)記，在第一個步驟中生成的藍色彩色標(biāo)記必須用紅色激光來處理。這樣洋紅色素在該位置處被漂白，使得在該位置處未被漂白的洋紅色素得以保留。從而在該位置處得到了洋紅色的標(biāo)記。
以相應(yīng)的方法，可以由第一個步驟中生成的綠色彩色標(biāo)記(這個綠色標(biāo)記由保留在那里未被漂白的青色色素和黃色色素形成)產(chǎn)生一個洋紅色的標(biāo)記或者一個黃色的標(biāo)記，并且通過藍色激光或紅色激光來處理。
以相應(yīng)的方法，在第一個步驟中生成的紅色彩色標(biāo)記在第二個步驟中轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色或洋紅色的標(biāo)記，并且在第二個步驟中通過用綠色激光或藍色激光來處理。
為了在第一個和第二個步驟中所處理的位置處得到一個透明的部位，即當(dāng)背景層5為白色時得到一個白色的位置，必須在第三個步驟中用激光射線來處理該位置，所用激光的波長被調(diào)節(jié)為使得在第二個步驟之后保留在該位置處未被漂白的色素成分能夠被漂白，即黃色彩色標(biāo)記必須用藍色激光來處理，洋紅色標(biāo)記必須用綠色激光來處理，青色標(biāo)記必須用紅色激光來處理。
然后以相同的方法在激光敏感層4中處理另外一個相鄰的位置，以在壓印薄膜的層4中形成其他彩色標(biāo)記。以這種方式可以形成一個全色圖像。
也可以采用激光處理在激光敏感層的一種或多種顏料中通過變色產(chǎn)生彩色標(biāo)記或全色圖像。激光處理可以以相應(yīng)的方式用連續(xù)的方法步驟來實現(xiàn)?？梢杂蒙刈鳛轭伭?，即給出顏色的物質(zhì)。它們大多數(shù)是不可溶的，并且通常為無機物。但是也可以采用可溶的有機顏料。變色分別在特定的激光條件下實現(xiàn)，然后在激光處理中在各個步驟中被采用。
以相應(yīng)的方式，當(dāng)激光敏感材料僅由一種或兩種顏料成分構(gòu)成時也可以采用所述的漂白和變色方法。在激光處理中也可以采用其他的顏料成分和其他的激光波長范圍。
作為替代，為了形成彩色標(biāo)記對傳遞薄膜的激光處理也可以在敷設(shè)薄膜之前完成，并且特別是當(dāng)保護層3被構(gòu)造為對激光射線不透明或者僅僅部分透明的層、或者對于激光射線在特定波長范圍內(nèi)不透明的層時，或者當(dāng)設(shè)置一個附加的紫外線吸收保護層時。激光處理在敷設(shè)薄膜之前完成，其中激光射線射到薄膜的背面上，即射到背景層5或粘合層6上，從而使激光敏感層4從另外一側(cè)開始被處理，以在其內(nèi)部以相同的方式形成彩色標(biāo)記。在這些應(yīng)用中背景層5和粘合層6對于入射的激光射線上透明的或者至少是部分透明，或者僅僅敷設(shè)在部分區(qū)域內(nèi)。
層2至6可以按照下列配方來制造分離層2(隔離層)甲苯 99.5份酯蠟(滴點90℃)0.5份保護層(保護漆層)丁酮 61.0份雙丙酮醇 9.0份甲基丙烯酸甲酯(Tg＝122℃) 18.0份聚乙烯懸浮液(二甲苯中23％)(軟化點140℃) 7.5份高分子膠液添加劑(40％，氨基數(shù)20) 0.5份增量劑(硅酸鋁)4.0份激光敏感層4(第一彩色漆層)丁酮 34.0份甲苯 26.0份乙酸乙酯 13.0份硝化纖維(低黏度，乙醇中65％) 20.0份線性聚亞安酯(Fp.＞200℃) 3.5份高分子膠液添加劑(40％，氨基數(shù)20) 2.0份例如藍色色素15:4 0.5份紅色色素57:1 0.5份黃色色素1550.5份背景層5(第二彩色漆層)丁酮 40.0份甲苯 22.0份乙烯-乙烯乙酸-三元共聚物(Fp.＝60℃) 2.5份聚氯乙烯(Tg89℃) 5.5份聚氯乙烯(Tg40℃) 3.0份膠液添加劑(50％，氧原子數(shù)51) 1.0份二氧化鈦(d＝3,8-4,2g/cm3) 26.0份粘合層6丁酮 55.0份甲苯 12.5份乙醇 3.5份聚氯乙烯(軟化點80℃) 6.0份乙基/甲基丙烯酸甲酯(Tg80℃)8.0份甲基丙烯酸乙酯樹脂(Tg63℃) 3.0份甲基丙烯酸共聚物(Tg80℃) 5.0份不飽和聚酯樹脂(軟化點103℃) 3.5份二氧化硅 3.5份
權(quán)利要求
1.多層體，由一個基層和至少一個具有激光敏感材料的層-在下文中稱為激光敏感層-構(gòu)成的層復(fù)合體所組成，其特征在于，所述層復(fù)合體具有至少一個對于所采用的激光射線進行反射和/或不透明和/或吸收的背景層，該背景層以下列方式對應(yīng)于所述至少一個激光敏感層，使得背景層至少設(shè)置在激光敏感層朝向基層的一側(cè)上的部分區(qū)域內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的多層體，其特征在于，所述層復(fù)合體的多個層，最好是激光敏感層和與其相對應(yīng)的背景層，以及最好還有一個或多個其他的激光敏感層，最好與相應(yīng)的背景層一起，設(shè)置在一個共同的重疊薄膜或多個重疊薄膜中。
3.如以上權(quán)利要求中任一項所述的多層體，其特征在于，所述基層由至少一個插入層構(gòu)成。
4.如以上權(quán)利要求中任一項所述的多層體，其特征在于，所述基層或所述插入層中的至少一層由紙質(zhì)材料構(gòu)成。
5.如以上權(quán)利要求中任一項所述的多層體，其特征在于，所述多層體被構(gòu)造為一個由多個薄膜，例如一個或多個重疊薄膜及一個或多個插入層，最好是插入薄膜，來分層的主體。
6.構(gòu)造為傳遞薄膜，最好是熱壓薄膜，或者構(gòu)造為分層薄膜的多層體，它具有至少一個包含激光敏感材料的層-在下文中稱為激光敏感層，其特征在于，作為其他層的薄膜具有至少一個對于所采用的激光進行反射和/或不透明和/或至少在很大程度上不透明和/或吸收的背景層，該背景層以下列方式對應(yīng)于所述至少一個激光敏感層，使得背景層至少設(shè)置在激光敏感層對應(yīng)于基層的一側(cè)上的部分區(qū)域內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的多層體，其特征在于，所述背景層對于可見光頻譜范圍內(nèi)的光線是透明的，和/或?qū)τ趦H僅在特定激光條件下、尤其是僅僅在特定激光波長和/或入射角下的激光射線是透明的或者不透明的，最好是對于為了在激光敏感層中產(chǎn)生激光感應(yīng)標(biāo)記而采用的激光射線是透明或不透明的。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的多層體，其特征在于，所述背景層僅僅在激光敏感層的部分區(qū)域內(nèi)或者在整個區(qū)域內(nèi)設(shè)置在激光敏感層之下，最好是設(shè)置在排列有激光感應(yīng)標(biāo)記的區(qū)域之下。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的多層體，其特征在于，所述背景層直接相鄰平放地設(shè)置在與其相對應(yīng)的激光敏感層上。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的多層體，其特征在于，在所述背景層和與其相對應(yīng)的激光敏感層之間設(shè)置了至少一個中間層。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的多層體，其特征在于，多個激光敏感層至少部分重疊地構(gòu)造，并且在兩個相互重疊設(shè)置的激光敏感層之間的至少部分區(qū)域內(nèi)設(shè)置了一個背景層。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的多層體，其特征在于，在激光射線作用下，可以在激光敏感層的激光敏感材料中形成一個激光感應(yīng)標(biāo)記，最少是通過激光感應(yīng)漂白和/或激光感應(yīng)變色和/或激光感應(yīng)加黑來產(chǎn)生。
13.如權(quán)利要求12所述的多層體，其特征在于，所述激光敏感材料被構(gòu)造為由不同激光敏感成分組成的混合物。
14.如權(quán)利要求13所述的多層體，其特征在于，在所述混合物中含有至少兩種、最好是三種不同的激光敏感成分，并且這些激光敏感成分借助于激光分別在對各成分所特定的激光條件下可以改變，最好是可以被漂白，其中下列情況對于兩種或三種成分中的每一種都適用即在對于一種成分所特定的激光條件下，另外一種或另外兩種成分不能被改變或者基本上不能被改變，最好是不能被漂白。
15.如權(quán)利要求12至14中任一項所述的多層體，其特征在于，所述激光敏感材料具有青色顏料，最好是青色色素，和/或洋紅色顏料，最好是洋紅色素，和/或黃色顏料，最好是黃色色素。
16.如權(quán)利要求15所述的多層體，其特征在于，青色色素被構(gòu)造為可用紅色激光漂白的顏料，和/或洋紅色素被構(gòu)造為可用綠色激光漂白的顏料，和/或黃色色素被構(gòu)造為可用藍色激光漂白的顏料。
全文摘要
描述了一種多層體，其中該多層體為一種帶有壓印在其上的熱壓薄膜的紙質(zhì)文件。該熱壓薄膜具有一個激光敏感層，在該層中通過激光處理置入了一個激光感應(yīng)彩色圖像(10y)。在該文件上設(shè)置了另外的安全標(biāo)記，如設(shè)計為雕刻花紋的保密印記(81d)、熒光線(81f)以及防偽條(41s)。此外在所述紙質(zhì)文件中還形成了水印(81w)。
文檔編號B32B7/02GK1649748SQ02829280
公開日2005年8月3日 申請日期2002年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月8日
發(fā)明者諾伯特·盧茨, 格哈特·津納, 馬賽厄斯·舒馬赫, 烏爾利克·納克, 德克·費希爾 申請人:雷恩哈德庫茲兩合公司, Orga系統(tǒng)有限公司