安全装置及其制造方法
【专利说明】安全装置及其制造方法
[0001]本发明涉及适合于确认有价物件(特别地，安全文件)的真实性的安全装置，以及所述安全装置的制造方法。具体而言，本发明涉及纳入了光学可变效应生成浮雕(relief)结构(诸如，全息图和衍射光栅)的安全装置。
[0002]诸如全息图和衍射光栅的光学可变效应生成浮雕结构在过去若干年已经广泛用于向诸如钞票、信用卡等的有价文件(document)赋予安全性。常规地，所述结构被设置在转移箔(transfer foi I)上，并随后从所述转移箔热烫印至最终的文件基底上。该方法的一个早期实施例在US-A-4728377中描述。
[0003]最近，已经将这样的结构与形成在文件基底中的透明窗口特征相结合地使用，以允许透过文件观看到光学可变效应。该窗口可以采取穿过文件基底的一个或多个层的孔的形式，或者可以包括所述文件基底的一个光学透明区块。在CA-C-2163528中给出了位于作为文件中的孔而形成的窗口区块中的光学可变效应生成浮雕结构的一个实例。在TO-A-2008/031170中给出了位于作为文件(在这里是，聚合物钞票)的透明区块而形成的窗口区块中的光学可变效应生成浮雕结构的一个实例。
[0004]将安全装置放置在一个窗口内具有的优点是可以从文件的两侧观看装置。因此期望，通过安全装置的两侧展示一个安全可视效应，以便增加伪造的困难。CA-C-2163528、US-A-2005/0104364、US-A-2007/0114787、CA-A-2717775 以及 CA-A-2611195 中公开了其中在两侧展示安全效应的装置的实例。然而，存在改进这样的装置的安全水平的必要以便保持领先于想要成为伪造者的人。
[0005]根据本发明，提供了一种安全装置，该安全装置包括:第一透明层，具有在其一个表面中形成的光学可变效应生成浮雕结构；一个反射增强层，在所述浮雕结构上延伸且遵循所述浮雕的轮廓；以及第二透明层，在所述反射增强层上延伸，所述第二透明层的横向范围(lateral extent)小于所述安全装置的整个区域(area)并且对应于所述反射增强层的横向范围，其中所述第一透明层和/或所述第二透明层包括一种或多种光学有效物质，使得至少在一个使得所述光学有效物质中的至少一种在其下可见的波长的照射下，与当透过第二透明层观看时相比，当透过第一透明层观看时由所述浮雕结构生成的光学可变效应的外观是不同的。
[0006]通过布置反射增强层和第二透明层使得反射增强层和第二透明层具有比装置的整体区域小的相同横向范围(即，使得装置还包括至少一个缺失反射增强材料和第二透明层的区块(reg1n)，该至少一个区块优选地是透明的一一例如，反射增强层和第二透明层的横向范围可以小于第一透明层的横向范围)，装置呈现出存在彼此准确配准的两个不同的安全可视效应(从装置的每一侧见到一个)。当透过第一透明层观看时，光学可变效应的颜色由第一透明层的颜色(如果有的话)结合反射增强层的颜色决定。第二透明层被反射增强层完全地隐藏并且不对外观做贡献。当透过第二透明层从相对侧观看装置时，光学可变效应的颜色呈现出不同，这是因为第二透明层与反射增强层的结合。从此视点，第一透明层不对光学可变效应的外观做贡献，再次被反射增强层隐藏(尽管第一透明层可以在横向偏移区块中是可见的，例如在光学可变区块的周围是可见的)。因此，可以通过以非常难以仿制的方式提供一个单一装置，来实现两个不同的但是精确配准的装置的印象。
[0007]应当注意，本文中使用的术语“颜色(colour)”应当被当成是涵盖了在环境照明条件(即，可见照明波长)下是非可见的、仅在特定非可见波长诸如UV或IR的照明下才变得明显的光学效应，以及在可见光中可见的颜色。此外，术语“颜色”涵盖所有可见的色相(hue)和色彩(tone)，包括黑色、灰色、银色等，以及诸如红色、蓝色、绿色等色品(chromacities)。
[0008]术语“透明(transparent) ”指的是所讨论的材料是大体上通透的，具有低光学散射一一即，在该材料的一侧上的项目(item)可以从另一侧透过该材料看到，但是不是必须是无色的。例如，透明材料可以载有有颜色的色彩(tint)。
[0009]第一透明层和第二透明层中的每一层可以包括光学有效物质。然而，在优选的实施方案中，所述第一透明层和所述第二透明层中只有一层包括光学有效物质，所述第一透明层和所述第二透明层中的另一层在任何波长的照射下呈现无色。具体而言，如果仅第二透明层包括光学有效物质，则是有利的。倘若第一透明层从装置的第二侧(例如，在装置的从反射增强层横向偏移的区块中)是可见的，则第一透明层的无色外观将既不减损第二透明层的颜色也不与第二透明层的颜色竞争。光学可变效应可以呈现出从两侧不可见地“悬浮”在装置内。
[0010]然而，在其他优选实施方案中，所述第一透明层和所述第二透明层中的每一层包括不同的光学有效物质。这可以涵盖以下情形:这两个透明层具有一种或多种共同的光学有效物质，但是这两个层中的一层或另一层将包含至少一种另一层不包含的光学有效物质。例如，所述第一透明层和所述第二透明层均可以包括相同的响应UV的物质，同时仅第二透明层被设置有可见着色剂。
[0011]在特别优选的实施方案中，所述第一透明层和/或所述第二透明层包括如下的一种或多种光学有效物质，所述一种或多种光学有效物质赋予相应层一个有颜色的色彩，其颜色在可见波长的照射下是可见的。以此方式，不需要任何特定照射就可以检查装置的两种不同的外观。在一些优选情况下，所述第一透明层具有可见的、第一颜色的有颜色的色彩，并且所述第二透明层具有可见的、第二不同颜色的有颜色的色彩。有利地，这两种颜色彼此形成强烈对比，例如，黄色和蓝色。
[0012]在另一些优选实施方案中，所述第一透明层和/或所述第二透明层包括如下的一种或多种光学有效物质，所述一种或多种光学有效物质仅在可见光谱外的选定波长的照射下是可见的，优选地在紫外波长或红外波长的照射下是可见的。这提供一个可以通过人眼或机器检查的更隐密安全特征。
[0013]在又一些优选实施方案中，所述第一透明层和/或所述第二透明层包括如下的一种或多种光学有效物质，所述一种或多种光学有效物质响应于温度、压力、应变或电势中的一个或多个的变化而经历外观变化。例如，可以使用热致变色、压致变色或电致变色的物质。在每种情况下，物质的变化的外观可以在可见光谱内或可见光谱外是可见的，并且可以从一个变化到另一个。
[0014]优选地，所述光学有效物质包括染料和/或颜料。染料是优选的，以便保留层的光学通透度(optical clarity)。
[0015]可以在各个层上均匀地提供所述光学有效物质。然而，在优选实施方案中，可以通过将所述物质中的一种或多种布置为呈现出一个图案来进一步增强安全装置的复杂度。因此，优选地，所述第二透明层包括被布置成一个图案的至少两种透明材料，所述透明材料中的至少一种包括光学有效物质，使得至少在一个使得所述光学有效物质在其下可见的波长的照射下，当透过第二透明层观看时由所述浮雕结构生成的光学可变效应的外观被所述图案修改。例如，包含着色剂或类似物的第一材料可以被铺设成符号或字母的形状，并且第二材料可以(其可以包含一种不同的着色剂或可以是无色的)可以被铺设成配准所述第一材料的周围来完成所述第二透明层。有利地，所述至少两种透明材料每种包括一种不同的光学可变物质，所述光学可变物质可以通过人眼或机器彼此区别开。
[0016]所述第二透明层优选地包括一种或多种聚合物材料，诸如乙烯基树脂，最优选地如上文所讨论的具有散布在其中的一种或多种光学有效物质。特别有利地，所述第二透明层包括耐蚀刻剂的抗蚀材料，所述蚀刻剂适合于将反射层的材料从装置移除。这使得能够使用下面讨论的特别有益的技术制造安全元件。例如，在反射层由金属形成的情况下，第二透明层优选地耐受能够溶解所述金属的蚀刻剂，例如能够蚀刻铝的氢氧化钠。如果第二透明层由两种或更多种透明材料形成，则优选地，每种提供基本相同的耐蚀刻属性。
[0017]所述第二透明层优选地具有足够的厚度以便在蚀刻期间保护反射层，并且因此在有利的实施方案中具有0.5微米到5微米之间的厚度，更优选地具有I微米到2微米之间的厚度。
[0018]有利地，所述第二透明层是一个印刷层，优选地通过凹版印刷、柔版印刷或带槽压模印刷形成。以此方式，可以通过控制使用公知印刷技术的印刷设备以任何需要的形式铺设所述第二透明层。凹版印刷是最优选的，因为可实现高分辨率。
[0019]所述反射增强层和所述第二透明层的横向范围可以与所述浮雕结构的横向范围相关也可以不相关，所述浮雕结构本身可以在整个装置上延伸也可以不在整个装置上延伸。例如，虽然在一些实施方案中，所述反射增强层和所述第二透明层的横向范围匹配所述浮雕结构的横向范围，但是在更优选实施方案中，这两者不相匹配，例如，它们的周界在100微米以内彼此不贴合。换句话说，要么反射增强层(和第二透明层)的至少一部分位于浮雕结构外，要么反射增强层(和第二透明层)在浮雕结构的至少一部分上缺失，或者这两种情况均存在。在特别优选的实施方案中，在至少一个方向上，优选地在所有方向上，反射增强层(和第二透明层)延伸超出浮雕结构的周界，例如超过至少100微米。这是有利的，原因是因为由浮雕结构展示的重放可以呈现在装置本身的平面的前面或后面的平面上，在此情况下，当倾斜时，重放的图像将相对于装置移动。通过使反射增强层延续超出浮雕，这使得在倾斜期间能够以反射背景为衬托观看到全图像。以此方式包括大体扁平的反射区块还充当一个附加的安全特征，这是因为它将是明亮且抢眼的，由此进一步提高装置的安全水平。
[0020]在优选实施方案中，所述反射增强层和所述第二透明层的横向范围限定一个安全的或装饰性的形状或图案(优选地为细线图案)，或者信息项(优选地为数字、字母、数字字母混合编制的文本、符号或图形)。在第二透明层被用作抗蚀剂的情况下，这可以通过以需要的形式(例如，通过印刷)铺设第二透明层而实现。
[0021]优选地，所述第二透明层与所述浮雕结构配准。也就是，所述第二透明层已经被铺设成与所述浮雕结构配准，结果是这两项将位于按相同设计制成的每个安全装置(例如，一系列这样的装置)上的相对于彼此大体相同的位置。这增大了伪造的难度，因为显示出反射增强层和第二透明层的横向范围(横向范围将是相同的)与光学可变效应之间的不同的对准的文件将会容易与真实的装置区别开。
[0022]如上所述，反射增强层和第二透明层可以限定任何形状或图案，并且在优选实施例中，反射增强层(和第二透明层，因为这将具有相同的横向范围)包括至少两个在视觉上非连续的横向偏移区块。这增大了装置的复杂度，且因此增大了仿造的难度。
[0023]在许多优选实施方案中，反射增强层是大体不透明的，使得不能透过反射增强层看到第二透明层。然而，在其他实施方案中，反射增强层可以是半透明的，例如通过使用极薄的反射增强材料层来实现。在此情况下，当在透射光中观看装置时，透过反射增强层第二透明层可以是明显的。然而，在所有情况下，当透过第一透明层在反射中观看装置时，第二透明层应当是基本上被反射增强材料隐藏。
[0024]通过以此方式将反射增强层布置成半透明的，可以实现附加效应。例如，根据装置是正在反射光中还是在透射光中被观看，从一侧观看安全装置的表观颜色可以是不同