安全票证及其制造方法本发明涉及安全票证，如钞票、货币、身份票证、护照、支票、签
证、证书及类似物，以及用于安全票证的制造的方法。具体而言，本发
明涉及包含安全装置的安全票证，所述安全装置为光学可变效应生成凹
凸结构(如，全息图和/或衍射光栅)的形式。所公开的方法尤其很好
地适用于在具有聚合物基底的安全票证(例如，聚合物钞票)上整体形
成这种安全装置。
诸如全息图和衍射光栅的光学可变效应生成凹凸结构在过去若干
年已经广泛用于向诸如钞票、信用卡、护照等类似物的有价票证赋予安
全性。常规地，所述结构被设置在转移箔上，并随后从所述转移箔热烫
印至最终的票证基底上。该方法的一个早期实施例在US-A-4728377中
描述。这种技术对于传统的具有例如由纸形成的基底的安全票证效果较
好。然而，能够证明这种技术难以将这种物件粘结至其他类型的基底，
如聚合物基底。例如，聚合物基钞票通常包括聚丙烯基底，聚丙烯能够
承受最高约80℃的温度。热烫印方法通常在较高的温度(例如，约250℃
至300℃)下操作，将引起对这种基底的损坏。同时，冷粘合剂的使用
通常被证明是不成功的，因为聚合物与安全装置之间的结合通常是不够
牢固的。
为了避免这些问题，已经采用了替代方法，包括“铸造固化”树脂
的使用。可固化材料被施加于聚合物基底，且被凸印以具有期望的凹凸
结构。同时或随后地，所述材料被固化，例如通过被暴露至UV辐射，
以固定该凹凸结构。随后，金属墨被施加于该凹凸部以提供反射层，以
便使所述光学可变效应可见。WO-A-2008/031170中公开了这种方法的
一个实施例。
尽管此技术由于聚合物基底与可固化树脂之间的结合，导致基底和
安全装置之间的牢固的粘结，但是所得的安全装置的质量通常不是优化
的。其原因之一是使用金属墨来增强光学可变重现，这不会引起如传统
转印箔型装置中可实现的亮且清楚的光学效应，所述传统转印箔型装置
使用金属或高折射率层作为反射材料。这是因为构成金属墨的反射颗粒
不能以与将金属或HRI层施加于凹凸部的情况中所实现的顺应凹凸结
构的程度相同的程度来顺应凹凸结构。然而，金属或HRI层的使用是有
问题的，因为沉积这种材料所需的方法通常包括加热基底，这导致翘曲。
这引起票证上的可固化树脂区域与金属化区之间和/或可固化树脂区域
与涂层或印刷图形之间的配准的损失。
根据本发明，一种制造安全票证的方法，包括：
(a)提供具有第一表面和第二表面的聚合物基底；然后以任何次
序执行以下步骤(b)、(c)和(d)：
(b)将可固化材料施加至基底的第一表面上的第一区域；
(c)形成所述可固化材料以使所述可固化材料的、远离所述基底
的表面遵循光学可变效应生成凹凸结构的轮廓，并且使所述可固化材料
固化以使凹凸结构被已固化的材料保持；
(d)将一个或多个涂层施加至所述基底的第一表面和/或第二表
面，以限定观察区域，所述涂层至少在第一表面上的、跨越第一区域的
全部或部分上不存在；
然后：
(e)将掩蔽物质施加至基底的第一表面以将至少第二区域排除在
外，所述第二区域包括第一区域的至少一部分，第一区域和第二区域的
重叠部分限定第三区域；
(f)将反射增强材料沉积在基底的第一表面上，从而在第三区域
中，反射增强材料被沉积在已固化的材料上并遵循凹凸结构的轮廓；其
中，掩蔽物质阻碍反射增强材料的保留(例如沉积和/或粘结)，使得
反射增强材料仅被保持在未施加掩蔽物质的区中。
“观察区域”是指步骤(d)中所施加的涂层中的间隙，在最终产
品中，将在此间隙中观察到凹凸结构。该观察区域可具有与其周边相同
的遮光度，使得在透射光中是不可区分的。然而，在优选实施例中，该
观察区域包括窗区域，即具有低于其周边的遮光度的遮光度的区域。
通过施加限定观察区域的涂层和可固化材料(形成安全装置)且然
后使用掩蔽物质以限定基底中将保持反射增强材料的那些部分，结果是
涂层、可固化材料和反射增强材料全部可以彼此配准地施加，同时仍允
许使用金属或HRI层作为反射增强材料。因此，安全装置的、由已固化
的材料和反射增强材料相结合在第三区域中所形成的光学质量可与传
统箔基装置的光学质量相媲美。可实现高配准，因为限定可固化材料、
反射增强材料和涂层中的观察区域的最后位置的全部步骤在沉积反射
增强材料的步骤(在该步骤期间通常发生加热)之前，且因此在基底的
任何翘曲或扭曲或拉伸发生之前被实施。
因此，优选地，在步骤(b)、(d)和(e)中，对应的可固化材
料、涂层和掩蔽物质被彼此配准地施加，并且有利地与步骤(c)中所
形成的凹凸结构配准地施加。
此外，如以下进一步讨论的，以此方式使用掩蔽物质具有以下益处：
限定涂层中的观察区域、可固化材料和反射增强材料的最后位置的各步
骤能够使用相似或相同类型的施加技术(例如，印刷或涂覆)而被实施，
因此所有步骤都能够在一连续的、串联式工艺(in-lineprocess)中
实施。这进一步增强可实现的配准并简化制造工艺，因为全部这些施加
步骤都可以在沉积步骤(例如，金属化)之前被完成，所述沉积步骤可
单独发生，例如，作为单独的工艺的一部分并可能在单独的设备上发生。
这可能是制造工艺的最终步骤，无需进一步的施加步骤，因此将制造工
艺减少至两个关键阶段。
观察区域可采取许多不同的形式，包括仅在施加至基底的第一侧或
第二侧的涂层中的一个中断部，以显示安全装置，同时另一侧可最后用
不透光材料完全地涂覆(在此情况下，观察区域将在透射中不可见)。
然而，如以上所指出的，在优选实施例中，由步骤(d)中敷设的涂层
所限定的观察区域为窗区域。这可以最后为全窗(即，在基底的窗区域
中的任一侧上都不提供涂层)或半窗(即，具有低于100％遮光度的涂
层被施加至基底的窗区域中的仅一侧)。
步骤(d)中所敷设的涂层是通过这些层中的间隙限定观察区域的
位置、形状和尺寸的层。在一些情况下，这将包括计划被施加于安全票
证的全部涂层。然而，在其他情况下，可存在对观察区域的限定没有贡
献的附加的涂层，且在此情况下，这种附加的层可在步骤(d)或任何
后面的阶段(包括步骤(e)之后或步骤(f)之后)期间被施加。例如，
当观察区域为半窗型结构(半透明的或非半透明的)，被施加至基底的
一侧的涂层可延伸遍布(all-over)基底，并且这些涂层可被稍后施加，
因为这种(这些)遍布层与任何其他特征之间的配准不是必需的。然而，
通常优选地，在步骤(f)之前施加全部的涂层，从而全部的印刷/涂覆
步骤在反射增强材料的施加之前被完成。以此方式，基底卷材
(substrateweb)不必在反射增强材料沉积之后被返回至印刷/涂覆设
备。
还应注意的是，尽管步骤(d)中所施加的涂层将通常被施加在包
含可固化材料的第一区域的外侧，但是这些涂层还可与第一区域重叠，
条件是在第一表面上，第一区域的至少一部分在步骤(d)的最后仍未
被覆盖，以使其能够接收步骤(f)中的反射增强材料。因此，在基底
的第一表面上，步骤(d)中所施加的涂层不完全与可固化材料重叠，
但是在基底的第二表面上，步骤(d)中所施加的涂层可延伸跨越整个
第一区域，例如，如果观察区域将为半窗。优选地，涂层在基底上限定
窗结构或“半窗”结构(半透明的或非半透明的)，可固化材料的至少
一部分位于所述窗结构或“半窗”结构中。
凹凸结构可被配置以显示任何类型的光学可变效应，意味着在不同
的视角处，该凹凸结构的外观是不同的。在特别优选的实施方案中，光
学可变效应生成凹凸结构是引起衍射光学效应如全息图或衍射光栅的
结构。然而，应当领会，在其他实施方案中，凹凸结构可以是非全息图
的光学结构，如棱镜结构。
掩蔽物质可根据各种不同的机理操作，包括抑制反射增强材料粘结
至基底和/或阻碍反射增强材料沉积在基底上的第一位置中。根据所使
用的掩蔽物质的类型，不需要除沉积以外的进一步的步骤来实现期望的
结果。例如，掩蔽物质可排斥反射增强材料，从而在已施加了掩蔽物质
的区中，不发生反射增强材料的沉积。在其他情况下，在这些区中可存
在反射增强材料的一定沉积。此随后在无任何主动干涉的情况下可能变
得脱离，但在优选实施方案中，该方法在步骤(f)之后进一步包括：(f1)
清洗基底，以移除被施加了掩蔽物质的区中的任何残留的反射增强材
料。可使用液体(例如，水)或气体(例如，空气射流)物质实施清洗。
在使用液体的情况下，优选地，该液体具有溶解印刷掩蔽物的能力(例
如，该掩蔽物在清洗液中可溶)。
在一个优选实施方案中，掩蔽物质包括含油掩模(oilmask)，该
油掩模适于使得反射增强材料在该油掩模上的施加引起油掩模的脱气，
从而阻碍反射增强材料粘结至基底。这种物质具有的益处是通常不需要
随后的移除步骤(例如，步骤(f1))。适宜的油掩模的实施例包括低
分子量的油，包括硅酮，其在真空环境中将汽化。US-A-3935334提及
用于冷凝器元件的金属化树脂膜的内容物中的油掩模。
在其他优选实施方案中，掩蔽物质包括可溶掩模(solublemask)，
如可溶墨(solubleoil)(由合适的粘合剂和颜料组合物组成)，其
不会牢固地粘结至基底，或能够通过溶剂(含水的或不含水的)的施加
而被溶解，从而阻碍施加至基底上的反射增强材料粘结至基底。在此情
况下，需要清洗步骤。WO-A-9913157中描述了充分着色的墨的形式的
一种合适的可溶掩模的实施例。各种机理可被采用，但在一个实施例中，
可溶掩模被配置为使得当用薄沉积层的反射增强材料(例如，金属)涂
覆掩蔽物质时，掩蔽物质利用金属膜的厚度(厚度通常为15nm至30nm)
不足以连续涂刷掩模中的颜料颗粒的事实，在金属膜中产生小孔或间
断。当被浸没在合适的溶剂(优选地为水)中时，溶剂通过这些孔进入，
溶解颜料以使上覆的金属层解体。为了使此机理有效运作，颜料颗粒尺
寸优选地大于反射增强膜的厚度。例如，优选的颜料颗粒尺寸可在大于
或等于约100nm且小于500nm的范围内。此范围的上限考虑到在典型
设计中，反射区域的最小行约为500nm，颗粒尺寸应当小于此，以允
许期望的图案的足够的分辨率。US-A-5142383、EP-A-1023499和
US-A-3935334中公开了合适的可溶掩模的其他实施例。
在许多情况下，相对于油掩模，可溶掩模的使用是优选的，因为如
果基底卷材在印刷后被缠绕成卷，这种油(例如，低分子量油)倾向于
移位、转移或模糊。因此，油掩模的使用更适合于这样的工艺中，其中
串联式金属化发生在印刷或其他施加步骤(即，印刷和金属化之间不存
在再缠绕工艺)之后的工艺。相比之下，所施加的印刷可溶掩模的使用
不会带来这些限制。此外，由油掩模的脱气产生的蒸汽在一些环境下能
够导致光学结构的污染。
能够使用允许将材料选择性施加至基底的期望区域的任何合适的
方法敷设可固化材料、涂层和掩蔽物质。在优选实施方案中，在步骤(b)、
(d)和/或(e)中，使用一种或多种印刷技术(如，凹版印刷、柔性
板印刷或开槽模涂覆(slotteddiecoating))施加对应的可固化材
料、涂层和/或掩蔽物质。印刷技术是优选的，因为能够以精确的可控
方式敷设材料。对于所讨论的材料，不同的印刷技术可被酌情用于各步
骤。然而，在特别优选的实施方案中，相同的印刷技术被用于步骤(b)、
(d)和(e)，这简化了制造工艺和设备。
如以上所提及的，尤其优选的是，至少步骤(b)、(c)、(d)
和(e)在一连续的、串联式工艺中被实施。例如，这些步骤可在沿一
个连续的制造线的工位处被实施，以使基底在一个工位和下一个工位之
间的相对位置是已知的。此方法允许实现特别高的配准，并且将所有印
刷/施加步骤与随后金属化(或其他沉积)工艺划定界限。
使用任何合适的沉积技术都能够实现反射增强材料的沉积，但是为
了简化，通常优选的将是非选择性沉积技术。也就是说，该技术将导致
连续的反射增强材料层的沉积跨越基底暴露于沉积工艺的整个区域。在
许多情况下，这将是基底的整个第一表面(尽管这不是必要的)。优选
地，通过真空沉积来沉积反射增强材料，合适的技术包括电子束气相沉
积方法、来自电阻加热源(例如，蒸发皿(boat)源)的气相沉积方法、
脉冲激光气相沉积方法、蒸发气相沉积和溅射方法，以及化学气相沉积
方法。通常优选的是来自电阻加热的或电子束源的蒸发气相沉积技术。
优选地，反射增强材料是金属或合金，或具有的折射率与已固化的
材料的折射率相差至少0.3更优选地0.5的材料(称作“高折射率(HRI)”
材料)。也就是说，反射增强材料被敷设作为所选定的材料的连续的层
(或作为多个间隔的部分，各自具有这种连续的层)。这应当与诸如金
属化墨(metallicink)的材料进行比较，金属化墨在粘合剂中包括分
散的反射颗粒，反射(颗粒)材料本身因此不形成连续的层。合适的金
属或合金的实施例包括铝、铜、镍、铬、铝-铜合金、银、金等。“高
折射率”(HRI)材料是指具有的折射率超过透明基底层的折射率达优
选地0.5或更大的数值的材料。由于基底层的折射率将通常落在
1.45-1.55的范围内，所以高折射率材料是具有优选地2.0或更大的折
射率的材料。实际上，具有好的视觉透明度的高折射率材料将具有2.0
至2.5范围的折射率。合适的HRI材料的实施例包括二氧化锆、硫化锌
和二氧化钛。
在特别优选的实施方案中，可固化材料为透明的可固化材料。这使
得通过基底能够观察到凹凸结构所产生的光学效应，因此，如果凹凸结
构的相对侧也是可见的且反射增强材料的两侧顺应凹凸部，则设备的两
侧均显示光学效应。这产生具有强的视觉冲击的安全装置，因此提高了
安全水平。
可固化的透明材料可以是能够通过施加任何形式的能量(如，热)
而被固化的类型。然而，在最优选的实施方案中，可固化的透明材料是
辐射可固化的，优选地UV-可固化的，并且在步骤(c)中，固化包括
将所形成的可固化材料暴露于固化辐射，优选地UV辐射。与热的施加
相比，辐射的施加通常可以被更精确地控制，例如，通过使用适当引导
的辐射源和/或掩模。此外，交联作用在UV可固化系统中比在热固化系
统中通常快得多，导致更精确的凹凸形成工艺。最后，通常非常期望的
是，限制或强有力地最小化基底的热畸变，并且在这种情况下，UV固
化可能是唯一合适的交联方法。应当注意的是，除了UV以外，可使用
辐射波长。然而，优选的是，基底对于固化能量(例如，对于相关的辐
射波长)是至少半透明的，从而能量能够穿过基底被施加于可固化材料。
例如，聚丙烯通常对于UV波长是透明的。
如以上所提及的，可固化材料优选地是至少视觉半透明的(即，传
输可见范围内的波长)，从而设备的光学效应能够穿过材料被观察到。
然而，所述材料不需要等同地传输所有可见波长，并且在优选实施例中，
所述材料还包括光学有效物质，优选地可见着色剂、冷光材料、磷光材
料或荧光材料。这进一步增强了装置的安全水平，并且可以被用于导致
当从装置的一侧(通过可固化材料)和相对的另一侧观察时可看见不同
颜色的光学可变效应。这种光学有效物质能够附加地或替代地被置于装
置的任何其他层，包括基底和/或反射增强层。
在许多实施方式中，单一类型的可固化材料将被施加在第一区域
中。然而，在一些优选实施方案中，步骤(b)包括将两种或多种可固
化材料以一种图案施加至基底的第一区域，一种或多种可固化材料包括
一种光学有效物质，使得两种或多种可固化材料具有不同的光学特性，
优选地在至少可见或不可见的照明下是视觉上不同的。通过在此层中提
供对于裸眼或对于机器可检测的图案，进一步提高了装置的安全水平。
如果提供了两种或多种可固化材料，优选地，每个可固化材料适于通过
相同类型的固化能量被固化，且最有利地，以彼此相同的速率被固化，
从而在步骤(c)中被同时固化。
在步骤(c)中，部分固化的透明材料和反射增强材料的层能够通
过任何适当的方法形成，但优选地，所述层用承载凹凸结构的模具进行
凸印，其中该模具有利地形成凸印辊的一部分。如果多个装置被形成在
基底卷材(稍后被分割成单个安全票证，每个安全票证承载所述装置中
的一个)上，凸印辊可优选地承载作为重复图案的形式的凹凸结构。重
复周期优选地匹配至票证的重复长度和/或宽度的周期。
在步骤(c)中，可固化材料可与在可固化材料的表面中形成凹凸
结构的同时被固化，和/或在可固化材料的表面中形成凹凸结构之后被
固化。例如，如果凸印辊是不透明的(例如，金属)，固化能够在辐射
穿过基底传输的情况下在压印点处发生，例如使用与凸印辊对置的透明
的石英夹辊(niproller)。替代地，固化能够在树脂刚刚离开压印夹
之后发生，在此情况下，可以穿过基底或从相对侧施加辐射。
优选地，步骤(d)中所施加的一个或多个涂层包括一个或多个遮
光层。此步骤是特别相关的，其中基底待变成聚合物钞票的基底。涂层
可被施加至基底的一侧或两侧，并且如以上所提及的，优选地在安全装
置形成在两侧的情况下，涂层跨越(第三)区域被省去，尽管在一些情
况下，涂层可被施加，以在基底的、与施加有可固化材料相反的一侧上
跨越某一区域的全部来实施。这能够导致“半窗”效果的外观，和/或
当通过基底观察时，隐藏装置的一个或多个部分。遮光层通常包括含有
白色(或其他颜色)颜料的粘合剂。
优选地，该方法还包括在步骤(d)或步骤(f)之后将图形层印刷
至一个或多个涂层上。图形层可包括例如背景图案，如钞票上常见的图
案，可选地包括细线图案、防伪花纹(guilloches)和其他安全特征，
如面额和其他标准票证数据的信息，和/或唯一地识别票证或使票证个
性化的印刷特征，如在钞票的情况下一系列数字或在身份票证的情况下
持有者的详细信息。最优选地，这种图形和其他特征将在施加反射材料
之后被印刷在票证上。
有利地，该方法还包括在步骤(b)或步骤(d)之前处理基底的表
面，以提高基底与可固化材料和/或涂层之间的粘结，优选地通过施加
底漆物质或电晕处理。这能够例如提升基底的表面，使基底对随后的可
固化材料和/或涂层的施加更容易接受。相似地，在优选实施方案中，
该方法还包括在步骤(c)之后处理已固化的材料所形成的表面，以提
高已固化的材料与反射增强材料之间的粘结，优选地通过等离子处理或
电晕处理。
如已提及的，该方法可以被优选地实施作为基于卷材的工艺，其中
多个安全装置(即“第三区域”)被形成在基底上，然后该基底被分割，
使得每个装置位于基底的分立件上。因此，优选地，该方法进一步包括
在步骤(f)之后将基底切割成单个的安全件。通常这还将发生在已经
执行了印刷图形层的可选步骤之后。
优选地，第一区域、第二区域和/或第三区域限定对应的标记，如
字符、字母、数字、符号、图形元素或类似物，对应的标记优选地是不
同的。这能够被用于创建具有相应地高安全水平的复杂的安全装置。在
其他优选实施方案中，第一区域和第二区域及从而第三区域是相同的，
从而反射增强材料跨越存在可固化材料的整个区域被保持。在另一替代
的优选实施方案中，第三区域被包含在第一区域中，从而反射增强材料
跨越小于存在可固化材料的整个区域被保持。观察区域的形状(优选地
为窗区域)也可以或替代地限定这种标记。
有利地，基底是透明的，且优选地包括一种聚合物，如聚丙烯(PP)、
定向聚丙烯(OPP)、双轴向聚丙烯(BOPP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、
聚乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。
优选地，安全票证是钞票、聚合物钞票、混合纸/聚合物钞票、身
份票证、护照、识别卡、支票、签证、证书或邮票。
本发明还提供根据以上方法制造的安全票证，其中所述安全票证优
选地是钞票、聚合物钞票、混合纸/聚合物钞票、身份票证、护照、识
别卡、支票、签证、证书或邮票。
还提供一种安全票证，包括：
具有第一表面和第二表面的聚合物基底；
被布置在基底的第一表面上的第一区域中的已固化的材料，所述已
固化的材料在所述已固化的材料的、远离基底的表面中具有所形成的光
学可变效应生成凹凸结构；
被置于所述已固化的材料的至少一部分上的反射增强材料，所述反
射增强材料遵循凹凸结构的轮廓，其中所述反射增强材料是金属或合金
或高折射率(HRI)材料；以及
被置于基底的第一表面和/或第二表面上的一个或多个涂层，所述
涂层在所述第一表面或第二表面中的至少一个上、跨越第一区域的全部
或部分上不存在，以限定一个观察区域；
其中，所述已固化的材料、反射增强材料和由一个或多个涂层所限
定的观察区域彼此配准。
基于上述给出的原因，在常规装置中，在聚合物型安全票证上，不
可能实现在形成有凹凸部的材料、反射增强材料和涂层中的观察区域
(例如，窗或半窗)之间的配准。高配准是有益的，因为如此生产的每
个票证将具有一致的结构和外观，使得伪造的票证容易被鉴别。优选地，
安全票证是根据上述方法被制造，并能够具有由任何上述方法步骤所得
到的任何特征。
安全票证优选地是钞票、聚合物钞票、混合纸/聚合物钞票、身份
票证、护照、识别卡、支票、签证、证书或邮票。
本发明进一步提供多个这种安全票证，其中在多个安全票证中的每
个安全票证中，已固化的材料、反射增强材料和一个或多个涂层中的观
察区域相对于彼此具有基本上相同的位置。
现在将参照附图来描述安全装置、安全票证及其制造方法的实施
例，其中：
图1是穿过装备有示例性安全装置的安全票证的第一实施方案的
示意性横截面；
图2是图1的安全票证的平面图；
图3是描绘安全票证的制造方法的第一实施方案的选定步骤的流
程图；
图4a、图4b、图4c、图4d、图4e和图4f描绘处于各制造阶段的
安全票证的第二实施方案的部件。
图5a和图5b示意性地描绘适用于安全票证的制造的设备的一个实
施方案；
图6是穿过展示安全装置的另一个实施方案的安全票证的另一个
实施方案的示意性横截面；
图7是图6的安全票证的平面图；以及
图8、图9和图10以横截面图描绘安全票证的另一实施方案。
本发明将集中讨论设置有整体安全装置的安全票证，所述安全装置
具有引起衍射光学效应的光学可变效应生成凹凸结构，如全息图或衍射
光栅。然而，应当领会的是，在其他实施方案中，该凹凸结构可以是非
全息的微光学结构，如棱镜结构。适合于当前所公开的这类安全装置的
棱镜结构的实施例包括但不局限于：一系列的并排线性棱镜(具有被布
置以形成凹陷表面的平坦面)、四面体规则阵列、正方棱锥阵列、角锥
棱镜(cornercube)结构阵列和六面角锥阵列。另一类优选的微光学
结构类型是功能为微透镜的结构，包括那些在均质材料的适当弯曲表面
处折射光的微透镜，诸如平凸小透镜、双凸小透镜、平凹小透镜和双凹
小透镜。其他合适的微光学结构包括基于穹顶、半球形、六角形、正方
形、圆锥形、阶梯状结构、立方形、或这些的组合的几何形状。
图1描绘安全票证1的第一实施方案，安全票证1为例如钞票、支
票、签证、护照、识别卡等，其设置有安全装置10。安全票证1是基
于透明基底2(如，聚合物膜)形成的，透明基底2还形成安全装置10
的基底。安全装置10被考虑与安全票证1整体形成。在图1的情况下，
基底2通常由视觉上透明的聚合物(如，聚丙烯)形成，但是其他合适
的柔性的聚合物膜包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚酰
胺、聚碳酸酯、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVdC)、聚甲基丙烯酸
甲酯(PMMA)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。
基底2在其表面中的一个或两个上承载一个或者更多的涂层，所述
涂层提高被覆盖区域内票证的遮光度(opacity)和/或为印刷图形提供
背景。在本实施例中，基底2被涂覆有遮光层3和4，遮光层3和4承
载印刷图形5a和5b。在本实施方案中，层3和4被设置在安全票证1
的两侧，但是在其他情况下，所述层可被设置在仅一侧或仅另一侧上。
此外，在此省去票证的两侧上的涂层3和4以限定观察区域20，安全
装置10位于观察区域20中。在此情况下，观察区域20为具有低于其
周边的遮光度的遮光度的窗区域，因此将在下文中被称为“窗”，尽管
如以下所述这不是必要的。图1中描绘的结构是“全窗”。在其他情况
下，层3、4(和5)可仅在票证的一侧上的窗区域20内被省去，且层
3、4和5中的一个或多个在票证的另一侧上继续覆盖的窗20的全部或
部分。这能够被用于产生所谓的“半窗”效应或防止穿过票证观察到装
置，如以下所进一步讨论的。
在基底2的第一表面2a(在此为面向观察者A的上表面)上的窗
20内放置安全装置10。可固化的透明材料11(如，辐射可固化的树脂
或包括可固化的交联剂的热塑性材料)跨越第一区域R1被布置在基底2
上。可固化的透明材料11承载反射增强材料12，如金属膜(例如，铝
或铜)或HRI层(例如，硫化锌)。可固化的透明材料11已被形成，
以便遵循表面凹凸部13的轮廓，表面凹凸部13限定了诸如全息图或衍
射光栅的光学可变效应生成结构(如以上的进一步讨论的)，并且反射
增强材料12遵循凹凸部的轮廓。反射增强材料12跨越第二区域R2存在，
第二区域R2至少与第一区域R1重叠，并且在此情况下与第一区域R1相
同。第一和第二区域的重叠部分限定第三区域R3，在第三区域R3中，反
射增强材料被沉积在所形成的可固化材料上以形成安全装置10。可固
化材料11、反射增强材料1和由涂层3和4限定的窗20彼此基本上配
准，从而它们的相对位置在相同类型的一钞票和另一钞票之间基本上不
变化。例如，在各个票证之间，可固化材料11、反射增强材料1和涂
层3和4的位置公差可以低至+/-100至200微米或者格外低。
在此实施例中，安全票证是通过保护性清漆或亮漆19(优选地也
是透明的)的施加而被完成，保护性清漆或亮漆19覆盖安全装置并在
此还覆盖周边的窗区域20的一部分，且可选地覆盖涂层3、4和5。在
一些情况下，安全票证1的整个第一表面2a可被保护性涂层19覆盖。
涂层19可为有色的或多色的，或包含安全物质例如荧光材料、冷光材
料或磷光材料。
还应注意的是，在此实施例中，透明的可固化材料11不是被直接
施加至透明的基底2，而是在基底2和可固化的透明材料11之间存在
底漆层9。底漆层9改善基底2与透明的可固化材料11之间的粘结。
然而，其使用是可选的。在另一替代实施方案中，基底2可被电晕处理，
以改善其与可固化材料11之间的粘结。
图2示出如观察者A可见的图1的安全票证的平面图。如之前所述，
票证1承载跨越其表面的大部分的图形层5，图形层5(与下方的涂层
3和4一起)在窗20的区域中被省去。在窗20内，安全装置10跨越
区域R3延伸，区域R3在此具有太阳形状的符号的形式。在其他情况下，
区域R3可限定替代的标记，如字母、数字或图形，并且区域R3能够延
伸以覆盖整个窗20(尽管这是较不优选的)。由凹凸结构13产生的光
学可变效应在跨越整个的太阳形状的区域R3是可见的(假定凹凸结构
13本身延伸跨越整个该区域)。在区域R3外，窗20是透明的和光学不
可变的。应当注意的是，在此情况下，当从基底的相对侧(即从图1中
描绘的观察者B的位置)观察安全票证时，其外观与图2中示出的外观
基本上一致，因为在此，穿过透明的可固化材料11可观察到反射层12
中的相同的表面凹凸部13。
图3描绘适用于形成关于图1和2所描述的一类安全装置的方法的
第一实施方案中的步骤。为了说明所述步骤的示例性实施方式，图4(a)
至图4(f)示出处于其制造期间的各阶段的安全票证的另一实施方案。
如下文将讨论的，该方法的初始步骤可以不同于图3中所示的次序
被实施。
在步骤S101中，可固化材料11被施加至基底2的第一表面2a，
例如使用任何合适的涂覆或印刷技术，优选地使用凹版印刷，所得到的
结构被示于图4a中。如之前所描述的，在实际中，基底在被施加至可
固化材料11之前被处理，例如，通过施加底漆层9或通过电晕处理以
提升基底材料的表面。可固化材料跨越可限定标记的第一区域R1而被施
加。可固化材料可以是辐射可固化树脂或含有可固化的硬化剂的热塑性
塑料。例如，可固化树脂通常可以是以下两种类型中的一种:a)自由
基固化树脂，其为例如含有乙烯基或丙烯酸盐不饱和物的不饱和树脂或
单体、预聚物、低聚物等，且所述自由基固化树脂通过利用例如UV的
辐射源被活化的光引发剂而交联；或b)阳离子固化树脂，其中使用光
引发剂或催化剂影响开环(例如，环氧类型)，所述光引发剂或催化剂
在利用例如UV的辐射源时产生离子体。开环之后是分子间交联。用于
影响固化的辐射通常是UV辐射，但是根据材料、吸光度和所使用的工
艺，可包括电子束辐射、可见光辐射或者甚至红外辐射或波长更长的辐
射。替代的热塑性的亮漆，如PMMA基树脂、丙烯酸树脂或乙烯基/苯乙
烯共聚物，可以与所添加的固化剂一起使用。
在步骤S103中，凹凸结构13被形成到可固化材料11的表面中，
以便限定诸如全息图或衍射光栅的光学可变效应生成结构。这可以例如
通过使用凸印辊对可固化材料进行压印来实现。该材料例如通过暴露于
合适的固化能量诸如热或辐射(优选地为UV辐射)而被固化，以便将
凹凸结构固定在就位，从而该材料不能松弛或显示粘性流。任何已知的
铸造固化工艺可以被用于实施步骤S103，并且应当注意的是，固化可
与将凹凸部铸造到该材料中同时发生和/或在将凹凸部铸造到该材料中
之后发生。图4b示出材料11中所形成的凹凸部13，以及穿过基底2
用固化能量E(例如，UV辐射)照射该材料。
在步骤S105中，一个或多个涂层被施加于基底，以限定观察区域
(例如，窗区域)，该观察区域包含其中被敷设了可固化材料11的区
域的全部或部分。在图4c中描绘的实施例中，遮光层形式的两个涂层
3和4已被敷设在基底的第一表面2a上。在此实施例中，这两个层仅
被设置在可固化材料区域R1外，但在其他情况下，可以存在重叠。此外，
在此实施例中，两个涂层3和4被设置在基底2的第一表面2a上。在
其他情况下，涂层可替代地或附加地被布置于基底的相对表面2b上。
如果涂层待被设置在基底的两侧上，则涂层可同时地或相继地被施加于
每一侧。
应当领会的是，图4c中示出的相同的结构能够以许多不同的方式
获得。具体地，如由图3中的虚线箭头所例示的，施加涂层的步骤S105
可先于可固化材料11的施加(即，在步骤S101之前)被实施。替代地，
涂层可在可固化材料11被施加之后且在可固化材料11被形成和固化之
前(即，在步骤S101和S103之间)被施加。还可以在该工艺的此部分
期间的不同阶段处施加各种不同的涂层，例如，第一遮光层3可以在步
骤S101之前被施加，第二遮光层4可以在步骤S103之后被施加。
在可固化材料11和限定观察区域的涂层被施加至基底且可固化材
料被形成和固化之后，在步骤S107中，掩蔽物质15被施加于基底的第
一表面2a，如图4d中所示。掩蔽物质15跨越基底的区域被敷设，在
该区域中，反射增强材料是最终不期望的，并且因此，掩蔽物质15可
以包括阻碍反射增强材料12粘结至下方的基底(和/或至任何中间层，
如此实施例中的层3和4)的任何材料。在一个优选实施方案中，掩蔽
物质15包括油掩模，当材料被敷设在油掩模顶部上时，油掩模脱气，
从而防止该材料的粘结。在另一优选实施方案中，掩蔽物质15包括可
溶掩模，如可溶墨。如WO-A-99-13157所公开的，示例性的可溶墨的一
种类型为充分着色的墨。可溶掩模的运行机理变化，但在一个实施例中，
掩模中的颜料颗粒足够大，使得当金属层或其他反射增强材料层被沉积
在墨的顶部上时，穿过所沉积的层形成孔。因此，在随后用溶剂清洗期
间，流体能够穿过所沉积的层、到达并溶解颜料。这导致反射增强材料
从基底中存在可溶掩模的区域中脱离。US-A-5142383、US-A-3935334
和EP-A-1023499中给出了合适的可溶掩模的其他的实施例。
为了使反射增强材料12能够被沉积到至并牢固地结合至凹凸结构
13的至少一部分上，掩蔽物质15的施加将基底的第二区域R2排除在外，
该第二区域R2包括第一区域R1的、存在承载凹凸结构的已固化的材料
11的至少一部分。在图4d中描绘的实施例中，第二区域R2与第一区域
R1是叠合的，但这不是必要的。
当掩蔽物质15就位时，在步骤S109中，反射增强材料被沉积在基
底2的第一表面2a上，以形成反射增强材料12的层，该层在已固化的
材料11和基底的邻近区域上延伸，该邻近区域包括如图4e中所示的被
掩蔽物质15所覆盖的部分。实际中，根据掩蔽物质15的性质，事实上，
反射增强材料12不会停留在掩蔽物质上。例如，如果反射增强材料12
一沉积，掩蔽物质就脱气，则沉积步骤S109可直接导致图4f中示出的
结构，其中反射增强材料仅存在于已固化的材料11上。在其他情况下，
一些残留的反射增强材料12可保留在掩蔽物质15上，在此情况下，可
实施移除步骤，如清洗步骤S111。这可涉及例如用液体(例如，水)
或气体(如，空气喷射)清洗基底2的表面。这引起反射增强材料12
从基底中存在掩蔽物质15的区中脱离，导致如图4f中示出的相同的最
终结构。已固化的材料11的施加有反射增强材料12的区域(即，区域
R1和R2的重叠部分，称为第三区域R3)展现期望的光学可变效应。
步骤S109中沉积的反射增强材料12优选地是合适的反射材料(如，
金属或合金或HRI材料)的连续膜，以实现高质量光学重现。优选地通
过非选择性的方法(如，气相沉积或真空沉积)来沉积该材料，其中暴
露于该工艺的基底的整个表面将涂覆有该材料(与诸如印刷的选择性的
施加工艺相反)。例如，该材料可通过物理气相沉积工艺(如，蒸发沉
积或溅射)或化学气相沉积工艺被沉积。
相对比，在先敷设的部件(即，可固化材料11、涂层3和4以及
掩蔽物质15)被敷设在受控位置处，优选地使用印刷技术，如凹版印
刷、凹雕印刷、平版印刷等，从而各部件的界限(extent)和位置能够
被精确地控制。优选地，步骤S101、S103、S105和S107中使用的印刷
或其他施加技术彼此配准地被实施，使得可固化材料11、涂层3和4、
以及掩蔽物质15(从而反射增强材料12的最终位置)彼此配准。也就
是说，在一系列以相同的方式制造的类似的票证上，票证的这些部件的
相对位置基本上相同。在串联式处理中通过例如基底2在实施各个步骤
的工位之间作为卷材行进来实施步骤S101,S103,S105和S107，可实
现特别高的配准。以此方式，基底2相对于各工位的定位是已知的并可
以被控制。例如，如果可固化材料11、涂层3和4以及掩蔽物质15中
的每一个都通过凹版印刷被施加，则可实现+/-100至200微米的配准
公差。
现在将参照图5a和5b描述适用于制造上述此类安全票证的设备的
一个实施例。应当注意的是，图5中描绘的示例性设备适用于将该方法
实施为连续的基于卷材(web-based)技术，但在其他(较不优选的)
实施例中，可使用批处理方法制造票证。
如以上所提及的，施加可固化材料的步骤、形成凹凸部并固化的步
骤、施加一个或多个涂层的步骤以及施加掩蔽物质的步骤优选地在串联
式工艺中实施，并且图5a示出用于这种工艺的合适的设备的一个实施
例。随后的涉及沉积反射增强材料的步骤可作为该工艺的继续来实施，
或在单独的制造线中实施。由于对于期望精确配准的全部印刷或其他施
加类型步骤在涉及沉积反射增强材料的步骤之前被实施，所以该方法很
好地适用于在两个不同的阶段实施制造，并且在此实施例中，这些通过
图5a和5b之间的划分来反映。
因此，图5a描绘用于实施关于图3和图4所描述的方法的步骤S101
至S107的示例性设备30。基底2(如，透明的聚合物膜)自卷轴31被
供给。在第一工位32处，可固化材料11被施加于基底2，优选地被施
加于分立区域R1上(尽管在其他情况下，区域R1可有效覆盖整个基底2)。
在此实施例中，可固化材料11为辐射可固化材料。工位32可包括例如
印刷辊32a和对置辊32b。基底2随后被传送至第二工位33，并在此形
成凹凸结构13。此处，工位33包括承载期望的凹凸结构13的重复图
案的旋转式凸印辊33a，以及对置辊33b，如透明的石英夹辊。凹凸部
13被压印到可固化材料11中，可固化材料11同时被暴露于固化能量E，
如UV辐射。在此实施例中，辐射源E被置于透明的夹辊33b中。因此，
固化发生在凹凸结构13被压印到可固化材料中时。然而，在其他实施
例中，辐射源E可位于卷材刚离开压印夹之后，例如在辊33a和33b之
间。
卷材现在承载有一系列的已固化的区域11，各已固化的区域11具
有压印的表面凹凸部13，现将卷材传送至第三工位34，在此处，一个
或多个涂层(如先前的图中示出的3和4)被施加于基底2以限定观察
区域，在此观察区域中，在基底2的一侧或两侧上放置已固化的材料的
至少一部分。工位34可包括例如印刷辊34a和对置辊34b。在实际中，
如果施加多个涂层，则可提供多于一个的这种工位。
在第四工位35处，掩蔽物质15被施加至基底2的第一表面2a，
从而掩蔽掉不期望有反射增强材料的区域。因此，被施加有掩蔽物质
15的区域将第二区域R2排除在外，第二区域R2与固化的表面凹凸区域
至少部分地重叠。从而完成了印刷/施加步骤S101至S107，并且如此
制得的中间产品可之后被缠绕在卷轴36上，用于稍后时间的或在独立
的设备上的后续处理。替代地，所述卷材可直接继续至例如关于图5b
描述的一类设备。
因此，图5b描绘用于实施沉积反射增强材料和可选的清洗步骤的
示例性设备。在此，卷轴41供给由已描述的制造阶段得到的中间产品
的形式的基底2。所述卷材通过第五处理工位42被传送，在此实施例
中的第五处理工位42包括用于沉积反射增强材料(如，金属或HRI材
料)至基底的第一表面2a上的气相沉积室42a。通常，随着卷材经过
所述室，反射增强材料可跨越所述卷材的全部宽度而被沉积。
如以上所讨论的，根据掩蔽物质15的性质，进一步的处理步骤可
能是不必要的。在其他情况下，从不期望有反射增强材料的区域移除残
余的反射增强材料的步骤是有用的，并且在此情况下，所述卷材可被传
送通过第六处理工位43，第六处理工位43在此包括清洗室43a，在清
洗室43中，基底的第一表面被清洗，例如通过使所述卷材经过流体浴
或将空气射流引导在卷材的表面上。已完成的卷材然后可被收集在卷轴
44上。
可选的后续处理步骤将取决于所讨论的安全票证的性质，但是可包
括例如一个或多个另外的印刷步骤(例如，另外的涂层和/或图形层5
的施加)和/或将所述卷材切割成个体安全票证，每个安全票证承载以
上述方式制造的一个安全装置。所述设备还可包括用于实施如基底2和
/或已固化的材料11的表面处理的可选步骤的附加工位。例如，可在工
位32的上游提供一个工位，以用于处理基底2，从而改善可固化材料
和/或涂层至基底表面的粘结。这例如可通过施加印刷可接受的底漆(如
图1中示出的层9)实现或实施电晕处理来实现。类似地，一个处理工
位可被插在工位33的下游的任何阶段，用于在反射增强材料的施加之
前处理已固化的材料11的表面，例如通过等离子处理或电晕处理。
如以上所述，可固化材料的施加和限定观察区域的一个或多个涂层
的施加可以与图5a中描绘的次序相反的次序实施，在此情况下，相关
的处理工位将酌情被重新排列。
现在将参照图6和7描述包括整体安全装置10’的安全票证1的
另一实施方案。在此，包括基底2、涂层3和4、以及印刷部5的安全
票证1的结构与关于图1和图2所讨论的结构相同，并且相同的特征使
用相同的参考数字标识。安全装置10’使用与如上所述的技术相同的
技术形成。因此，反射增强材料12被布置在已固化的材料11上，并且
遵循限定光学可变效应生成结构的表面凹凸部13。在此实施例中，反
射增强材料12不覆盖存在已固化的材料11的整个区域R1，而是(如观
察者A看到的平面图中的所最佳示出，在图7中示出)只覆盖其中的一
部分。在此，已固化的材料11覆盖具有六角星形的形式的区域R1，同
时，反射增强材料12仅跨越在区域R1内的、具有箭头符号形状的区域
R2。区域R2是在制造期间没有被覆盖掩蔽物质15的区域。在此情况下，
因此光学激活区域R3与R2共享相同的边界。
区域R1和R3优选地限定不同的标记。如果已固化的材料11是透亮
和无色的，星形区域R1对于观察者将不可见。然而，在此实施方案中，
已固化的材料11包括光学有效物质如着色剂，使其对于观察者A和B
可见。所述着色剂还将具有导致从观察者A和观察者B的视角所述装置
具有不同的光学可变外观的效应，因为观察者A将通过无色的保护性亮
漆19看见光学效应，这意味着，该效应的颜色将仅由反射增强材料12
的颜色确定，而观察者B将通过已固化的材料11(因此已固化的材料
11将其颜色赋予该光学可变效应)看见光学可变效应。
已固化的材料11中的光学有效物质可包括任何可见着色剂，和/
或任何不可见的但机器可检测的物质，和/或仅在特定的条件(如，UV
照明)下变得可见的物质。例如，该光学有效物质可以是冷光材料、荧
光材料或磷光材料。
反射增强材料12和/或基底2还可包括诸如这些的光学有效物质。
所述票证的安全水平能够通过从两种或多种透明的可固化材料形
成层11而被进一步提高，并且这是图6和7中描绘的实施方案中的情
形，在图6和图7中，区域R1的一部分由第一可固化材料11a形成，且
该区域的另一部分由第二可固化材料11b形成。两种或多种可固化材料
优选地包括不同的光学有效物质，从而由两种可固化材料形成的图案对
于人类观察者和机器是可见的。优选的是，在以此方式设置两种或多种
材料的情况下，它们各自响应相同形式的固化能量，从而能够在步骤
S103中被同时固化。
图8、图9和图10描绘穿过例示其他可选特征的安全票证的三个
其他实施方案的横截面。
在至此所描述的实施方案中，票证的基底2是透明的，并且这是优
选的，以便为票证提供诸如透视窗(see-throughwindow)或半透明的
半窗的特征，这些特征具有高辨识值并因此提高票证的安全水平。然而，
这不是必要的，并且聚合物基底可以是半透明的或不透明的，并且这是
图8的实施方案中的情形。在此情况下，安全装置10”被设计为仅从一
侧(观察者A的一侧)被观察，因此基底2’的第二表面2b上的涂层
3b、4b和印刷部5b在安全装置10”的区域内可以是连续的。在此，观
察区域20’具有与其周边相同的遮光度，并且使用透明的或半透明的
基底20结合具有足够高的遮光度的遍布涂层3b、4b能够实现相似的结
果。安全装置10”以与上述方式基本上相同的方式被构建。然而，在此
实施例中，在制造期间，跨越第二区域R2省去掩蔽物质15，第二区域
R2延伸超过沉积有可固化材料11的第一区域R1的边缘。因此，如图8
中所示，在所得的安全票证中，反射增强材料12可延伸超过承载表面
凹凸部13的已固化的材料11的周界。在此情况下，光学激活第三区域
R3等于第一区域R1。
在之前的实施方案中，意在被施加至安全票证的所有的涂层3、4
在掩蔽物质和反射增强材料的沉积之前被施加。然而，这不是必要的，
因为仅那些对限定观察区域20有贡献的涂层需要在那时被施加。图9
示出一个示例性实施方案，其中，在反射增强材料的施加之前施加某些
涂层并在反射增强材料的施加之后施加其他层是有益的。在此，安全票
证1”设置有安装装置10”’，安全装置10”’被设计为仅通过基底2(因
此必须为透明的)、从观察者B的位置通过观察区域20”被观察到。可
固化材料11也是透明的，并且由凹凸结构13生成的光学可变效应因此
可以通过可固化材料11和透明的基底2被观察到。在此情况下，使用
与上述相同的方法制造安全装置，但是，在对应于图3中示出的步骤
S105的工艺步骤中，仅涂层3b和4b被施加(至基底2的第二表面)，
因为仅这些层限定观察区域20”。在此阶段，没有涂层被施加于基底2
的待承载可固化材料11的第一表面。因此，凹凸结构13对反射增强材
料12的沉积保持可用。在反射增强材料12已经被施加于期望的区域之
后，进一步的涂层3a、4a被施加遍布基底的第一表面，包括安全装置
10”’之上。涂层3a、4a可以具有与涂层3b、4b相同或不同的数目和/
或组合物。如果涂层3a、4a是半透明的，观察区域20”将充当半窗，
当在透射光下观察时，其变得与其周边可区分。替代地，如果涂层3a、
4a足够不透明(在结合的情况下)，观察区域可不具有窗的特性，其
显示与其周边相同的遮光度并因此在透射光下不可区分。
在图9的实施例中，由于涂层3a、4a在遍布基底的表面上是连续
的，所以不需要这些层与票证的其他特征之间的精确配准，因此也不需
要在反射增强材料的沉积之后施加这些层的能力。相同的情况将适用于
对观察区域20的限定没有贡献的任何其他涂层，例如仅被施加在与观
察区域充分间隔远离的区中的部分涂层。然而通常，优选的是，在反射
增强材料的沉积之前施加尽可能多的涂层，并且是仅最终覆盖基底2的
第一侧上的凹凸结构13的区域的那些层(如图9中的层3a、4a)，这
对于这些层是不可能的。
图10示出安全票证1”’的另一个实施例，其中安全装置10与关于
图1讨论的安全装置是相同的。在此情况下，安全装置10被置于所述
票证的“半窗”区域20”’中，所述票证的第一表面上的涂层3和4跨
越存在安全装置的区域被省去，而涂层3b和4b跨越基底的相对侧的相
同区域是连续的。以此方式，安全装置10的光学效应仅从所述票证的
一侧(观察者A的一侧)是清晰可见的，但是，取决于层3b和4b的遮
光度，从相对侧，半窗区域可以明显为相对亮或半透明区域，并且由凹
凸部13生成的光学效应也可以一定程度上是可见的。为了形成此类型
的结构，涂层3a、4a将在反射增强材料的沉积之前被敷设，但是涂层
3b、4b可以同时或在随后的阶段被敷设。这是因为仅涂层3a、4a限定
观察区域(半窗)20”’，而层3b、4b为遍布的且因此不需要精确的配
准。