安全装置技术领域
本发明涉及一种在重要文件和类似物上使用的安全装置。
背景技术
一种众所周知的安全装置是以表面浮凸全息图形式或其它类似的
光衍射的安全装置，例如Kinegram、Exelgram等等。它们作为一种
热压印薄片或类似物在载体上形成，然后可以通过热压印转移到要保
证安全的衬底上，例如钞票。这种安全装置的其它实施例包括等级证
明的全息标签(tamper evident holographic label)和全息线，其
用于钞票应用。存在一种连续的需要，这种需要是提高这种装置的安
全性，US-A-5310222描述了这样一种装置，其特征在于其中一种压花
表面浮凸(embossed surface relief)被脱金属来形成印刷图形，该
印刷图形设置在浮凸背后的断续的敷镀金属内。
在EP-A-0680411中描述了一种进一步的改进，其中一种发光材
料被包括在粘合剂层中和/或透明层中。
对于所有这些方法来说，其中一个缺点是在其上设置安全装置的
基础的衬底的效应。这尤其是因为用于许多安全文件(票、税印花等)
中应用的非安全纸趋向于紫外线下光亮(UV bridht)的且自然地发出
强烈的荧光，由此掩饰安全装置的荧光特点，例如在EP-A-0680411
中，因此这种安全装置仅仅对紫外线无光(UV dull)钞票纸有用。高
度重要的安全文件通常是以紫外线无光纸或衬底为基础，也就是在紫
外线光下它们无反应。这些是昂贵的，对于许多安全应用例如标签来
说，一般使用纸这样的衬底，但是这些是光激活的且在紫外线光下强
烈地发荧光。如果一种荧光材料被包括在该装置的各层中的一层内，
该荧光材料会对紫外线光起反应而发荧光，当在下面的基础衬底也对
紫外线光敏感且也明亮地发荧光时就出现一个问题。在这种情形下，
下面的荧光能够使从该安全装置自身发出想要的荧光变得模糊不清。
我们曾经试图通过很重地装载适当层一般是粘合剂，来增加所需的荧
光发光的强度，但是这是不理想的并且在以需要的重量进行涂覆和粘
接中可能出现问题。
发明内容
依照本发明，一种安全装置包含一光可变效应(optically
variable effect)产生结构；一遮蔽层，在使用中其设置在光可变效
应产生结构和一衬底之间，该装置固定到该衬底上；和一色彩层，当
在一定的观察条件下从该装置远离遮蔽层的一侧观察时，该色彩层展
现一种或更多种预定颜色，以及其中该遮蔽层至少在所述一定观察条
件下基本上是不透光的。
通过包括一遮蔽层我们已经解决了上面陈述的问题，在所述的特
定观察条件下，该遮蔽层基本上不透光的。关于这一点，我们意思是
该层是充分的不透明，以便可以遮蔽在所述的观察条件下(例如紫外
线照射)由于下面的基础衬底而产生的相冲突的反应。
该遮蔽层也可以包括一种或更多种颜色，该颜色与色采层的预定
颜色不同。这种设置的作用是当在所述一定观察条件下观察该安全装
置时，将看见色彩层的预定颜色，而在其它观察条件下将看见遮蔽层
的一种或更多种颜色。在这两种情况下，通过光可变效应将看见这些
颜色。结果是带来一种高度安全的装置，当在不同观察条件下观察时，
该装置展现不同的颜色并且非常难仿冒。
该光可变效应产生结构能够采用任何传统的形式。典型地，该光
可变效应产生结构包含第一和第二层，其在它们分界面上构成表面浮
凸。第二层可以包含一层或更多层折射率相对高的材料，例如硫化锌、
二氧化钛和五氧化钒，来提供一个部分反射/部分透光层。作为选择，
在分界面上可以设置一种断续的完全反射材料，例如在分界面上可以
设置一种部分脱金属的材料，例如从一铝层中得到。使用本技术领域
公知的许多脱金属工艺，这个部分脱金属的金属(例如铝)层能够得
到。典型地，第一层将包含具有压花表面浮凸的腊克漆(lacquer)，
而反射层包含部分敷镀金属的表面或折射材料，而其它的色彩层和遮
蔽层将包含清漆(varnish)和/或粘合剂。
在大多数情况下，我们想象一种简单结构，其中一层在另一层上
地设置光可变效应产生结构、色彩层和遮蔽层，但是设置一层或更多
层中间层是可能的。
在优选例子中，“一定观察条件”与带有合成颜色(resultant
colour(s))的紫外线光下的照射相对应，合成颜色的紫外线光为一种
荧光形式，这种荧光或者在可视波长范围内是可视的(以便于鉴别)，
或者是在可视波长范围之外的对于人的眼睛来说是不可见的，但是可
检测的(例如在用于机器阅读的红外线范围内)。然而，由第二层包
含的材料可能对其它波长的照射起反应，例如从可视的或不可视的标
记中发射的红外线磷光。
为了把该装置固定到衬底上，需要包括粘合剂。可以在固定工序
中设置粘合剂，或者通过把粘合剂放在衬底上或者放在遮蔽层上(或
者直接或间接连接到遮蔽层上的层)，但是合宜的是把粘合剂层设置
为安全装置的一部分。在大多数优选方法中，第三层本身构成粘合剂。
更好地是使遮蔽层基本上是连续的。这具有优点，就是至少在所
述一定观察条件下整个衬底下表面都能被遮蔽，在该衬底的下表面上
设置安全装置。然而，我们也想象一断续的遮蔽层。在这种情况下，
下面基础衬底的一些效应保持为可透过该断续的反射材料被看到，而
被遮蔽层覆盖的衬底的那些区域是不可视的。
该遮蔽层可以包含多个区段，更好的是以条状的形式，这些区段
可以是相互毗邻或者甚至重叠来产生一连续层。通过在这些区段中包
括一种或更多种颜料，这些区段可以具有相同的或不同的颜色。
该光可变效应典型的是全息图但是也可以使用其它衍射效应，例
如纯衍射光栅结构，如本领域公知的Exelgrams和Kinegrams。该光
可变效应本身可以产生一种或更多图案，该图案可以具有图形的或图
像的形式或者包含符号，而这些可以是单一这样的图像或多种这样的
图像的形式。进一步说，该图案可以是裸眼可视的或者只有在放大之
后可视。
色彩层可以展现单一颜色或多种颜色，透过断续的反射材料或透
明折射层这些颜色是可视的，因此光可变效应是可视的。在更复杂的
方法中，当在适当的观察条件下观察时，色彩层可以展现一种或更多
种图案。这些图案可能与其上设置安全装置的衬底连系起来(例如符
号或类似物也出现在衬底上)或在优选的方法中与光可变效应有关
联。例如，由色彩层和光可变效应产生的图案可能是相同的。
可以领会，典型的是光可变效应对于裸眼来说可轻易地检测到，
如果提供更高级别的安全性，只有在一定的观察条件下例如紫外线照
射，色彩层的颜色和/或图案的呈现才是可检测的。因此这提供了对鉴
别的第二级别的掩护。当色彩层产生多个基本上相同的图案时，这些
可以用一组微距镜使其显现，这些微距镜具有相同的尺寸，如在EP-
A-0698256中更详细地描述的，例如使用荧光来增加对于人的眼睛来
说的细节的清晰度，因此帮助了验证。
混合在色彩层中的材料可以从多种材料中选择，在一定观察条件
下，这些材料展现一种或更多种预定颜色。激发荧光或磷光的紫外线
或红外线照射的使用已经在上面提到。对于不同能量输入形式敏感的
其它材料包括对温度变化起反应的热色墨水、对被选的光波长输入起
反应的光色墨水、光可变墨水、对电磁场起反应的磁性墨水、磷光墨
水、反斯托克斯材料(anti-stokes)等等。
在遮蔽层中包括一种或更多种这些墨水也是可能的，或者单独(如
果能够达到充分的不透明)或者与另外的颜料或类似物组合，其实现
遮蔽层的实质不透明性。
这些层能够以传统的方法提供，该方法使用涂覆或印刷技术，其
对于本领域普通技术人员来说是公知的。典型的印刷技术例子包括平
版印刷、活版印刷、凹版/照相凹版印刷、曲面印刷、喷墨、染料浸透
(dye diffusion)和色料沉淀(toner deposition)。
该安全装置能够用在多种衬底上，尤其是适合于多种不同类型的
重要文件。例子包括驾照、纳税证、保险证等等。通常，本发明应用
于签证、护照、执照、支票、身份证、塑料卡片、钞票、票据、债券、
股票、收据、通行证、许可证、静电影印件、静电激光打印材料、商
标证明标记和其它文件和包装、序号标签、质量控制证书、装货清单
和其它货运单据、法律文件和等级证明标签(tamper evident
label)。
附图说明
将参考附图来描述本发明安全装置的一些例子，其中：
图1是第一个例子的剖面示意图(非比例)；以及
图2是第二个例子的剖面示意图(非比例)。
具体实现方式
图1图解了安全装置的第一个例子，其安装在载体上来形成热压
印薄片。载体1由聚酯(PET)或类似物以一种传统的方式做成，其具
有一表面2，表面2上装有一蜡分离层或类似物(未示出)。使用一
种凹版印刷圆柱(gravure cylinder)，安全装置的第一层3涂覆在载
体1上并达到一定厚度，该厚度在1-5μm范围内，更好的是1-2μm。
层3为模压腊克漆的形式，该漆对于安全装置要对之起反应的所有波
长来说是透明的。在另一个实施例中(未示出)，载体1可以由聚丙
烯做成，其被电晕处理以便能在操作过程中提供一定程度的粘合，但
允许其它图像分离来形成转移膜。
或在涂覆工序期间或在其后的工序期间，层3的外露表面在4处
被全息地压印来形成确定全息图的表面浮凸。例如可以使用在热量和
压力下的热成型或原位聚合复制(in-situ polymerisation
replication)(ISPR)。
在标签的情况下，例如聚丙烯等级证明标签或PET标签，压花可
以直接在衬底材料形成，或直接在涂覆到无分离层的PET载体上的腊
克漆中形成，从而形成标签衬底。
通过真空沉淀工艺，一般使用铝(或其它合适的金属)对模压表
面4镀金属如5处所示，来形成连续的金属层。在使用金属连续地涂
覆表面4之后，通过有选择地从要成为非金属化的区域侵蚀掉金属来
形成一个断续的镀金属的通常带图案层，从而可以取得部分镀金属
层。做为选择，也可以首先放置一面罩来限定要敷镀金属的区域，金
属被侵蚀掉就留下了断续的金属层。
如上所述，不用断续金属层，而是通过使用一层或更多层具有相
对高的折射率的折射材料例如硫化锌可以提供反射性能。这些层能够
确定有色涂层或半透明装置，在半透明装置的情况下，反射层是连续
的并且通过这层观察到的效应也是连续的。另外，在折射的半透明层
的情况下，在可视波长之外，该连续层基本上可能是无色的和透明的
或活性的。
接着第二层或色彩层6被印制到部分镀金属的表面浮凸4上。在
这个例子中，层6是混合一种荧光材料的清漆或树脂，荧光材料也就
是，一种对紫外线照射起反应而发荧光的材料，该荧光一般是在可视
范围内。
最后，第三或遮蔽层7被印制在层6上。层7是一种粘合剂(典
型的是一种用于标准的热压印的热激活粘接剂，但是压敏粘接剂也是
可能的，例如用于冷转移薄片或用于标签的)，其包含一种有色颜料
例如红颜料。如上所述，选择层7的组分来使下面基础衬底的效应被
遮蔽，安全装置被贴附到该衬底，该效应是由于对层6中的材料对之
起反应的照射起反应而引起的。
在一种可选择的方法中，层7不需要是粘合剂而另外一层可能被
印制或涂覆在层7上，该层构成粘合剂。
当安全装置要被粘合到衬底8例如钞票或类似物上时，使热压印
膜邻近衬底8，使粘合剂层7与该衬底接触。使一个热冲压模或滚轮
(未示出)与载体1的外露表面接触，其导致粘合剂层7活化来把安
全装置粘合在衬底8上。接着载体1可以被脱去，留下安全装置固定
到衬底上。
在冷转移的情况下，可以使用传统的冷转移方法。
在各种情况下，可以把线装进钞票纸中且带子可以滚压到钞票纸
上。
在应用中，当在正常观察条件下(白光)观察这个安全装置时，
由表面浮凸4和部分镀金属区域5产生的全息图将被看见，而通过镀
金属区5之间的间隙，在粘合剂层7中的红颜料将是可见的。
当在紫外线光下观察该安全装置时，这将导致层6中的荧光材料
发出绿荧光，透过脱金属区该光可以被看见。在这种情况下，紫外线
荧光是优先于层7中的红颜料可见的。进一步说，即使衬底8可以是
“紫外线发光的”并且在紫外线照射下产生很强的反应，在安全装置
区域里这将是看不见的，因为层7中的红颜料将使它被遮蔽。
当然，可以使用其它颜料和发光材料的组合。例如，可以使用具
有已知的衰变期的磷光颜料来掩护机器可读的细节特征。
如上所述，产生的全息图像可以与衬底8上的图像和/或由层6中
发光产生的图像有关联。
另外，专门墨水可能被混合到层7中，例如热色墨水等等和磁性
地可检测墨水。
虽然在图1中层7以一种连续的形式表示，它也可能以一种相邻
的区段形式构成，每个区段包括两种不同颜料中的一种来提供一种特
征图案。
层6也不是必须是连续的，而是可以印制成为一种图案，这种图
案例如虚线或小符号组成，或印制成为由两种或更多种不同发光特别
是荧光材料构成的图样，例如一种在紫外线下发红荧光的材料和另一
种在紫外线下发绿荧光的材料。
图2图解了该安全装置的第二个例子，该装置也被提供在载体1
上。在这种情况下，该安全装置通过一种蜡分离层10来可分离地附着
到载体1上。该装置包括透明的第一层11，其类似于图1中的层3，
该层11已经被模压而带有表面浮凸12，表面浮凸12已经镀上金属然
后部分去除金属如在13处所示。包含树脂的色彩层14已经覆盖或印
刷到表面浮凸12上，该树脂包括一种发光材料，然后断续的不透明层
15被印制到层14上。以许多分散的单个区域的形式设置层15，每个
区域混合一种颜料来使该层不透明，例如红颜料或类似物。在印刷层
15前，已经使用黑色墨水或类似物印刷额外的标记如在16处所示来
实现进一步的安全性。
最后，涂覆或印刷粘合剂层17。这层将是透明的以使得下面基础
衬底的部分是可见的。