安全装置及其制造方法与流程

本发明涉及安全装置，诸如可以被用作与贵重物品相关联的真实性的标记，诸如包括钞票、护照、证书、执照等的安全文件。还公开了用于制造安全装置的方法。

背景技术：

1、贵重物品，并且尤其是贵重文件，诸如钞票、支票、护照、身份证件、证书和执照，经常是伪造者和希望对这些贵重物品进行欺诈性复制和/或更改其中包含的任何数据的人的目标。通常，这类物品设置有许多用于对物品的真实性进行检查的可见安全装置。示例包括基于一种或更多种图案的特征，诸如缩微文本、精细线图案、潜像、百叶窗装置、透镜状装置、莫尔干涉装置以及莫尔放大装置，以上各者中每一者均会生成可靠的视觉效果。其他已知的安全装置包括全息图、水印、压印、穿孔以及变色或发光/荧光墨料的使用。所有这些装置的共同之处在于，由装置呈现的视觉效果极难或不可能使用可用的复制技术(诸如影印)进行复制。也可以采用表现出不可见效果的安全装置，诸如磁性材料。

2、在许多已知的安全文件上发现的一种流行的安全特征是通过凹版印刷形成的印刷的、触觉宏观图像，诸如肖像。凹版印刷非常适合在传统基材(诸如纸)上形成触觉突出物。例如，许多流通的钞票带有通过凹版印刷施加的图像，诸如肖像或建筑图。通常，全部或部分图像由图像元素(诸如细线或点)的阵列形成，这些图像元素可以在仔细检查和/或放大下单独地辨别。凹版印刷技术不仅确保图像的高分辨率和准确复制(这防止了通过容易获得的商业印刷技术生产合格的伪造品)，而且还可以被用于赋予图像触感。这显著提高了安全级别，因为潜在的伪造者可以使用高度精确的印刷系统，该印刷系统可以再现凹版印刷的视觉外观，但不能再现其三维质量，以及因此不能再现其触觉(感觉)。然而，由凹版印刷提供的触感受限于可以转移到基材上的墨料量以及基材可以承受/保持的热/压力变形量。具体地，聚合物钞票的热稳定性较差，并且不能像纸一样进行压印。这导致较低的凹版轮廓。因此期望提供克服这些缺点的安全特征。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供了一种安全装置，该安全装置包括：表面浮雕(relief)结构，该表面浮雕结构由一种或更多种固化材料形成在基本上平坦的基材上，该表面浮雕结构限定第一尺度的第一级浮雕元件集以及第二尺度的第二级浮雕元件集，该第二尺度小于第一尺度，该第一级浮雕元件集包括多个凸起突出部，所述多个凸起突出部由凹部间隔开，并且第二级浮雕元件集被设置在凸起突出部中的至少一个凸起突出部的顶部上以及/或者被设置在凹部中的至少一个凹部中。

2、根据本发明的安全装置利用由一种或更多种固化材料形成的表面浮雕结构，该表面浮雕结构形成在基本上平坦的基材上。换言之，本发明中的表面浮雕结构的浮雕元件不是通过凹版印刷形成的，其中基材会由于压印而呈现出局部凸起区域。本发明的表面浮雕结构优选地通过诸如浇铸-固化等的浇铸工艺形成。这样，浇铸-固化结构可以被用来代替凹版。例如，标准凹版印刷中使用的凹版沟槽可以被用于浇铸压印，其中高度和宽度根据标准凹版可变。换言之，通常通过凹版印版中的沟槽产生的浮雕元件可以通过在具有与凹版沟槽的形状和布置相对应的凹部的表面浮雕模具中对一种或更多种合适的材料进行浇铸-固化来代替形成。

3、使用由一种或更多种固化材料形成的表面浮雕结构的本方法提供了优于标准凹版印刷的许多优点。例如，浇铸-固化可以是低温和低压(与标准凹版印刷相比)。这意味着该工艺与基材的兼容性更好，因为它不会使基材变形。换言之，表面浮雕结构形成在基本上平坦的基材上，如上文详述的(即，基本上平坦的基材不会呈现出在传统压印工艺之后会存在的局部凸起区域)。这使得浇铸工艺的下游处理更容易。例如，经由标准凹版印刷使基材变形通常会使后续印刷工艺的套准更难管理(称为“花灌注”的问题)。利用本技术，固化材料的浮雕元件被设置在基本上平坦的基材上，这增加了可以准确和重复地执行后续印刷过程的容易性，从而导致安全装置或安全文件的不同部件之间的改进套准。

4、由于本发明利用一种或更多种固化材料，因此可以避免沾污(墨料从一张印刷片材到另一印刷片材的不希望的转移)——这在纸和聚合物上的凹版墨料的生产中是常见的。此外，凹版墨料的干燥时间长，并且在本方法中使用固化材料克服了传统凹版的该缺点，因为表面浮雕结构的固化基本上是瞬间发生的。

5、此外，与其中结构的复制受到能够从凹版印版/橡皮布转移到基材的墨料量的限制的凹版相比，一种或更多种固化材料的使用意味着本发明的表面浮雕结构更忠实的复制了期望的压印。以此方式，与传统凹版相比，本发明允许更大的设计灵活性和更多触觉结构，从而提高装置的安全级别。浇铸-固化可以允许基本上精确复制压印的表面浮雕结构。

6、由于凹版印版/橡皮布对箔光泽的抵消和潜在损坏，传统凹版与光学可变(例如，全息)箔(特别是聚合物配置上的箔)的使用受到限制。因此，与标准凹版相比，本发明与附加的安全装置更兼容，尤其是与易受损坏的部件诸如全息箔更兼容。

7、此外，在固化材料上形成的表面浮雕结构的劣化将低于由凹版形成的特征的劣化。因此，与凹版相比，根据本发明的安全装置在增加的时间长度内保持其安全级别。

8、因此，本发明克服了凹版工艺的许多已知问题。

9、表面浮雕结构限定了第一尺度的第一级浮雕元件集以及第二尺度的第二级浮雕元件集，该第二尺度小于第一尺度。例如，第二级浮雕元件集可以在第一级浮雕元件集的单个凸起突出部上或者单个凹部内限定多个峰和凹陷(例如，多个单独的元件或作为连续结构)。第二级浮雕元件集被设置在凸起突出部中的至少一个(优选地至少一些，更优选地每个)凸起突出部的顶部上以及/或者凹部中的至少一个(优选地至少一些，更优选地每个)凹部中。在实施方式中，第二级浮雕元件集被设置在凸起突出部中的至少一些凸起突出部的顶部上以及/或者凹部中的至少一些凹部中。在其他实施方式中，第二级浮雕元件集被设置在凸起突出部的每个凸起突出部的顶部上以及/或者凹部中的每个凹部中。

10、在优选实施方式中，第二级浮雕元件集可以被用于对表面浮雕结构的触感进行控制。因此，优选地，第二级浮雕元件集限定一个或更多个触觉结构。触觉结构的触感级别(例如，粗糙度或平滑度)通常被配置成在整个表面浮雕结构上变化。例如，触感级别可以被配置成根据由表面浮雕结构的浮雕元件(例如，由第一级浮雕元件)呈现出的图像而变化。对固化后的表面浮雕结构在其整个域上的感知触感(例如，粗糙度或平滑度)进行控制的能力提供了非常安全的装置，由于从凹版印版到基材的墨料转移的限制，使用标准凹版很难甚至不可能生产该安全装置。触觉结构优选地由多个单独的第二级浮雕元件(例如其阵列)限定。在其他实施方式中，特定的(例如单个)第二级浮雕元件可以以比第一尺度更小的尺度呈现峰和凹陷的连续浮雕，从而限定触觉结构。

11、触感级别可以被配置成以多种不同方式在整个表面浮雕结构上变化。在一些实施方式中，第一区域中的凸起突出部的顶部具有与所述装置的第二区域中的凸起突出部的顶部不同的(例如，更高或更低的)触感级别。换句话说，限定触觉结构的第二级浮雕元件集优选地至少设置在凸起突出部的顶部上，其中触觉结构被配置成在整个表面浮雕结构上提供不同的触感级别。在本文中，“顶部”被用于指代离基材最远的凸起突出部的部分，与装置取向无关。此类装置可以使用表面浮雕模具来形成，其中，表面浮雕模具中的每个“沟槽”或凹部在其基部处设置有子结构，该基部的尺度在各个元件(沟槽)的尺度内。这可能是一种独特的触觉子结构。由于浇铸-固化工艺的性质，该子结构将精确地复制在将从模具中浇铸的浮雕元件的顶部上，该方式在凹版中是不可能的。因此，触感的程度可以被控制并且可以被配置成在表面浮雕结构内的不同元件上不同。

12、可替代性地或附加地，在装置的第一区域中的凸起突出部之间的凹部可以具有与装置的第二区域中的凸起突出部之间的凹部不同的(例如，更高或更低的)触感级别。例如，在模具上的沟槽之间的空间可能具有独特的结构——例如，超级平滑的表面。这些空间将最终与浇铸的表面浮雕结构中的凸起突出部之间的凹部(例如，较低的高度的区域)相对应。这里可以提供一个子结构来控制触感，并且由于浇铸-固化工艺的性质，将在浇铸材料中精确地复制。

13、在一些实施方式中，凸起突出部的顶部以及在凸起突出部之间的凹部两者均包括触觉结构。在凸起突出部的顶部上的触觉结构可以具有与凸起突出部之间的凹部中的触觉结构不同的(例如，更高或更低的)触感级别。

14、通常，触觉结构根据第二级浮雕元件集的大小、形状、取向和/或间距中的至少一者来限定触感级别。例如，触觉结构的触感级别可以取决于构成触觉结构的第二级浮雕元件集的大小、形状、取向和/或间距中的至少一者。具有相对较小尺寸和间距的第二级浮雕元件(限定第二级浮雕元件的“相对精细”布置)通常会产生相对较低(例如，“平滑”)的触感级别，而具有相对大尺寸和间距的第二级浮雕元件(限定“相对粗糙”布置)通常会产生相对较高(例如，“粗糙”)的触感级别。第二级浮雕元件集的取向也可能影响触感级别，这取决于用户手指在表面浮雕结构上行进的方向。

15、在本发明中使用由一种或更多种固化材料形成的表面浮雕结构(例如，经由浇铸-固化)有利地允许控制第二级浮雕元件集和增强设计自由度以便提供所期望的触觉效果。在一些实施方式中，在表面浮雕结构的至少一个区域(优选地为其中存在第二级浮雕元件集的所有区域)中，第二级浮雕元件集的大小、形状、取向和/或间距是基本上一致的。例如，这可以是第二级浮雕元件集的周期性布置。第二级浮雕元件的这种布置提供了在整个对应的触觉结构上(在特定方向上)的一致触感。可替代性地或另外地，在表面浮雕结构的至少一个区域(优选地为其中存在第二级浮雕元件集的所有区域)中，第二级浮雕元件集可以具有非周期性(例如，随机)布置。这可以提供进一步的触觉效果。

16、在特别优选的实施方式中，在表面浮雕结构的至少一个区域(优选地为其中存在触觉结构的所有区域)中，触觉结构具有不对称布置，由此在第一方向上(例如，在整个触觉结构上)的触感级别与第二方向上(例如，在整个触觉结构上)的触感级别不同。第一方向和第二方向优选地彼此垂直。触觉结构的不对称布置可能由于第二级浮雕元件集的不对称布置而生成，或者可能由限定触觉结构的特定(例如，连续的)第二级浮雕元件的不对称轮廓生成。根据用户指尖在表面浮雕结构上移动的方向，这种布置将有利地提供不同的感觉。例如，当用户在一个方向上经过结构移动他们的指尖时，可能感觉该结构相对平滑，而在相反或垂直的方向上移动他们的指尖时，可能感觉该结构相对粗糙。触觉结构可以在第二级浮雕元件集的大小、形状、取向和/或间距中的至少一个方面提供这种不对称布置，由此第一方向上的触感级别与第二方向上的触感级别不同。以这种方式控制第二级浮雕元件集的参数的能力有利地使得能够增加装置的复杂性，从而增加其伪造的难度。

17、通常，第二级浮雕元件集可以具有提供所期望的触觉效果的基本上任何几何形状。这是使用浇铸-固化的特殊优势，因为表面浮雕结构的形状将精确地复制模具的表面浮雕。在优选的实施方式中，第二级浮雕元件集为以下各者中的至少一者形式：多面结构，诸如(例如，线性)棱镜(例如，具有对称截面或不对称截面)、立方体结构、圆锥体、角锥体结构；弯曲结构；不规则结构。在一些实施方式中，第二级浮雕元件集可以包括比第二级浮雕元件集的尺度小的另外的子结构，提供对触感的进一步控制。

18、优选地，第二级浮雕元件集具有使得它们不能被肉眼辨别的尺寸。在装置的典型观察距离(例如，30cm)下，肉眼通常不能分辨小于100μm的距离。因此，第二级浮雕元件集通常具有小于100μm的尺寸，使得肉眼不容易辨别它们。

19、典型地，第二级浮雕元件集的突出高度(例如，对应于形成每个元件所采用的浇铸工具凹部的深度)在2μm至75μm之间，优选地，第二级浮雕元件集的突出高度在2μm至25μm之间，更优选地，第二级浮雕元件集的突出高度在2μm至10μm之间。优选地，第二级浮雕元件集的宽度在2μm至75μm之间，优选地，第二级浮雕元件集的宽度在2μm至25μm之间，更优选地，第二级浮雕元件集的宽度在2μm至10μm之间。

20、到目前为止，我们已经考虑了第二级浮雕元件集限定触觉结构的情况。可替代性地或另外地，第二级浮雕结构集可以限定光学元件，优选地，所述光学元件为多面元件(例如，多面元件的阵列)，诸如棱镜或反射镜；聚焦元件，诸如透镜或聚焦镜；或焦散结构。这些装置可以提供进一步的光学效果。这类的光学元件可以被设置在凸起突出部中的至少一个凸起突出部的顶部以及/或者凸起突出部之间的凹部中的至少一个凹部中。这样的光学元件通常位于装饰层或装饰标记之上(下文更详细地描述)，由此光学元件和装饰层/标记协作以呈现光学可变效果。例如，装饰层可以限定微图像阵列并且光学元件可以是透镜阵列的形式，由此微图像阵列和透镜阵列协作以呈现透镜状或莫尔光学可变效果。光学元件通常是折射光学元件(例如，聚焦透镜)，在这种情况下，一种或更多种固化材料优选地至少部分透明(例如，对可见光透明)，但可以是反射光学元件(例如，聚焦镜)的形式。

21、设想了第二级浮雕元件集可以限定触觉结构和光学元件，使得表面浮雕结构包括触觉结构和光学结构的组合。

22、如上所讨论的，表面浮雕结构通常通过浇铸-固化技术形成。因此，通常，凸起突出部之间的(例如，一个或更多个)凹部包括一种或更多种固化材料或另外的一种或更多种固化材料的基部层，由此第一级浮雕元件集的多个凸起突出部通过基部层连接，与第一级浮雕元件集的凸起突出部相比，该基部层具有较低的高度。换言之，各个表面浮雕结构将包括固化材料的连续体，该连续体在基部层与浮雕元件之间具有变化的高度轮廓。在具有由局部印刷材料(例如，传统凹版)形成的触觉突出部的装置中情况并非如此，因此是根本不同的结构。在安全装置的设计中需要考虑表面浮雕结构的这种连续性质，以便它呈现出期望的光学效果，特别是当浇铸-固化树脂被染色或着色时。

23、基部层的厚度通常在0.5μm至1μm之间。优选地，至少一个凸起突出部的高度与将该凸起突出部连接到相邻的凸起突出部的基部层的高度的比率为至少20，并且进一步优选地不大于400，优选地不大于200。在一些实施方式中，每个凸起元件的高度与基部层的高度的比率为至少20，并且进一步优选地不大于400，优选地不大于200。这尤其是突出部被配置成形成图像元素，特别是多色调图像的图像元素(这类示例在本文中进一步描述)的情况。

24、在一些实施方式中，基部层可以在围绕凸起突出部的外围区域之上延伸。这种基部层的外围区域在某些情况下可能很窄，例如从多个凸起突出部延伸0.01mm至5mm。例如，如果该装置被设置在由于局部不存在不透明层而限定的安全文件基材的窗口区域内，则可能是这种情况。在其他示例中，包括基部层的外围区域的表面浮雕结构可以在更宽的区域之上延伸，例如以用作在整个安全文件基材或其整个区域上的保护层。在这样的示例中，表面浮雕结构可以延伸超过这样的安全文件基材的至少5％，优选地至少10％，并且甚至更优选地至少50％。优选的范围是10％至60％。包括基部层的外围区域的表面浮雕结构可以在基本上整个文件基材上用作保护层(类似于漆面层)，在这种情况下表面浮雕结构可以延伸超过文件基材的至少75％(包括100％)。

25、可选地，基部层的高度(或“厚度”)可以在整个表面浮雕结构上变化。基部层的高度可以呈离散的方式变化(例如，呈“阶梯变化”的形式，其中高度在基本上为零的横向尺寸上变化)，以及/或者以连续的方式变化，例如以限定基部层的倾斜部分。可以通过改变基部层的高度而添加到表面浮雕结构的附加复杂性是通常使用传统的凹版印刷不可能实现的，因而进一步提高本发明公开的装置的安全级别。例如，改变基部层的高度可以允许设置在凸起突出部的顶部上的触觉结构处于基材上方的不同相对高度。作为另一优点，基部层的高度可以被用于补偿在整个安全文件上的厚度差异。

26、如所讨论的，第二级浮雕元件集可以具有变化的参数以便控制由装置呈现出的触觉和/或光学特性。在一些实施方式中，第一级浮雕元件集的凸起突出部的高度和/或宽度在整个表面浮雕结构上变化。这可以提供附加的触觉和/或光学效果。例如，在第二级浮雕元件集限定触觉结构的实施方式中，改变凸起突出部的高度允许设置在凸起突出部的顶部上的触觉结构位于基材上方不同的相对高度处，提供进一步的变化和整个装置的触感级别的设计自由度。凸起突出部的高度和/或宽度的变化还允许进一步控制整个表面浮雕结构的触感级别。凸起突出部的高度可以在各个凸起突出部内变化，以及/或者在整个不同的凸起突出部上变化(即，一个凸起元件具有与另一个凸起元件不同的高度)。

27、凸起突出部通常足够大，使得可以在仔细检查(例如，利用放大辅助工具)的情况下单独辨别它们。凸起突出部的典型横向尺寸(例如，对应于线元件的线宽)在20μm至8mm的范围内(例如，上限被用于实现木刻版印刷)，更优选地在30μm至3mm的范围内，甚至更优选地在30μm至1mm的范围内，甚至更优选地在50μm至500μm的范围内。凸起突出部之间的典型间距大于30μm。凸起突出部的优选高度在20μm至200μm的范围内，优选地在20μm至150μm的范围内，更优选地在20μm至100μm的范围内，并且甚至更优选地在20μm至50μm的范围内。由于用于形成表面浮雕结构的浇铸-固化工艺的性质，这些优选的尺寸可以在纸基材和聚合物基材两者上实现，这提供了优于其中尺寸通常取决于基材的传统凹版工艺的进一步优势。

28、在优选实施方式中，第一级浮雕元件集的多个凸起突出部对应于图像的元素，该图像优选地为加网图像。在此类实施方式中，第一级浮雕元件集的凸起突出部可以被称为凸起元件。例如，凸起元件可以限定线制品(例如，类似于传统的线凹版图像)或图像元素的点网屏，诸如半色调网屏。所述元素可以为(例如，直线的或曲线的)线元素、点元素或限定标记，所述标记诸如为字母、数字、货币符号(例如，￡、$等)。图像可以包括扭索纹图案。期望地，图像为肖像或建筑图。优选地，图像为3d对象或场景的图像。在图像为加网图像的实施方式中，图像的元素优选地被布置在规则网格上，尽管通常元件可以布置在规则网格上或可以不布置在规则网格上。优选地，凸起突出部(凸起元件)的大小、形状、取向、间距和/或颜色密度在整个表面浮雕结构上变化，以呈现所述图像的多色调变型。以这种方式，由该装置呈现的图像可以非常接近地复制传统的凹版图像。然而，凸起元件可以是不呈现色调变化的规则阵列的形式。凸起元件中的至少一个凸起元件可以是限定图像的元素的连续或“木刻版”印刷品的形式。

29、在第二级浮雕元件集限定触觉结构的实施方式中，这些可以有利地提供对图像的附加触感。在特别优选的实施方式中，第二级浮雕元件集限定触觉结构，并且其中，触觉结构的触感级别被配置成根据图像而在整个表面浮雕结构上变化。这提供了附加安全特征，有利地进一步增强了装置的安全级别。例如，触觉结构可以被配置成使得图像的特定区域呈现出粗糙的触感，而图像的不同区域呈现出更精细的触感。

30、在一些优选的实施方式中，第二级浮雕元件集限定触觉结构，并且其中，该装置包括第一区域和第二区域，第一区域和第二区域均呈现基本上相同的图像，但是其中，第一区域和第二区域中的触觉结构的触感级别不同，优选地其中，第一区域和第二区域中的触觉结构的触感级别沿第一方向不同。在可替代的实施方式中，第二级浮雕元件集限定触觉结构，并且其中，该装置包括第一区域和第二区域，第一区域和第二区域呈现不同的(优选地，相关的)图像，但是其中，第一区域和第二区域中的触觉结构是基本上相同的。在这样的实施方式中，在装置的不同区域上的视觉和触觉效果的关系允许特别安全的装置。不同的区域可以构成不同的表面浮雕结构，或者不同区域可以构成同一表面浮雕结构。

31、在一些实施方式中，多个凸起突出部包括凸起平台，并且其中，第二级浮雕元件集至少部分地位于凸起平台上。在第二级浮雕元件集限定诸如透镜等的光学元件的情况下，这种的实施方式可能是特别优选的，例如，透镜阵列可以被设置在该平台的顶部上，其中凸起平台的高度为使得被设计成与透镜协作的装饰层基本上位于透镜的焦平面内。

32、在一些实施方式中，凸起突出部的顶部和/或第二级浮雕元件集的顶部在跨表面浮雕结构的至少一部分(优选地，全部)上具有基本上恒定的高度。例如，在第二级浮雕元件仅设置在多个凸起突出部之间的凹部中的实施方式中，各个第二级元件的高度可以为使得第二级元件的顶部和凸起突出部的顶部基本上处于整个表面浮雕结构上(例如，相对于基材)的相同高度。在一些布置中，触觉结构可以设置在凸起突出部的顶部上以及凸起突出部之间的凹部中，并且各个第二级元件的高度根据凸起突出部的高度而变化，使得第二级浮雕元件的顶部在基材上方具有基本上一致的高度。

33、这样的实施方式，由于各个第二级浮雕元件和/或凸起突出部的高度的变化而呈现出触感的变化，可以有利地补偿由于凸起突出部的顶部和/或第二级浮雕元件集的顶部(例如，相对于基材)的基本上一致的高度而导致的整个安全文件上的厚度差异。例如，这可以有利地改善下游工艺中的纸堆(ream)形状和处理性能。

34、表面浮雕结构的一种或更多种固化材料可以是透明且无色的(在标准白光下)，这可能是期望的，以提供仅由于其表面反射而隐蔽可见的触觉特征。可替代性地，一种或更多种固化材料可以具有在至少一些观察条件下(优选地白光照明，但可替代性地在诸如uv等的特殊照明下)肉眼可见的颜色。

35、优选地，一种或更多种固化材料是至少半透明的。如上所强调的，在基部层在凸起突出部之间延伸的实施方式中，需要在安全装置的设计中考虑表面浮雕结构的连续性质，以便它呈现出期望的光学效果(诸如多色调或多色图像)。这里，期望使用至少半透明的固化材料，使得基部层具有低光密度。然而，也设想了基本上不透明的表面浮雕结构。至少一种固化材料可以是透明且无色的。在实施方式中，至少一种固化材料优选地包括可见着色剂。通常，至少一种固化材料带有至少一种颜色的底色，即，固化材料是至少半透明的，同时具有在至少一些观察条件下可见的颜色。这样的实施方式对于呈现多色调图像是特别有利的，因为表面浮雕结构的变化(例如，与图像的元素相对应的凸起突出部的不同大小、形状、取向、间距和/或颜色密度变化)意味着感知到的颜色强度在整个表面浮雕结构中变化。

36、在一些实施方式中，至少一种固化材料包括机器可读物质。合适的机器可读物质(例如，对外部刺激起反应的物质)的示例包括任何发光、荧光或磷光材料，或呈现出拉曼散射的材料。可以使用磁性材料。以此方式，装置的表面浮雕结构可以由被配置成对机器可读物质(“标签剂”)进行检测的检测器来检测。通常，所需的外部刺激和/或机器可读物质的发射在电磁波谱的可见范围之外(通常在红外线、ir或紫外线、uv范围内)，使得在标准可见光条件下不会出现对机器可读物质的检测。这有利地提高了装置的安全级别，因为潜在的伪造者不仅需要复制由表面浮雕结构呈现的触感，而且需要复制机器可读的发射。此外，检测信号根据存在的标签剂的量而变化。优选地，存在于表面浮雕结构的每个区域中的机器可读物质的量根据该区域相对于基材的高度(例如，该区域中的固化材料的厚度)而变化，由此检测信号根据表面浮雕结构的高度而同样地变化。这可以生成机器可读代码。这种对应于表面浮雕结构的高度的检测信号的变化进一步提高了安全级别。此外，这可以允许在装置的制造期间改进质量控制，因为可以对来自机器可读物质的检测信号进行分析以对该结构的质量(以及关于该结构是否存在的确定)进行评估。在可固化材料包括机器可读物质的实施方式中，存在的机器可读物质的量(例如，取决于标签剂的颗粒大小及其浓度两者)优选地足够低以使可固化材料是光学透明的。已经发现，优选的是：(例如，透射)雾度值小于50％，优选地小于30％，更优选地小于10％；以及/或者光密度值小于0.3，优选地小于0.15，更优选地小于0.05。

37、在一些实施方式中，该装置还包括装饰层，所述装饰层形成在基材的第一表面和/或第二表面上，其中表面浮雕结构与装饰层至少部分地叠置，使得在至少一些观察条件下，装饰层和表面浮雕结构可以以组合的方式观察。因此，至少在一个观察角度，该装置的观察者将感知到装饰层(或多个装饰层)和表面浮雕结构两者的组合效果，其中表面浮雕结构被定位在装饰层与观察者之间，或者装饰层被定位在表面浮雕结构与观察者之间。这使得由该装置能够呈现出更复杂的效果，从而进一步提高其安全级别。

38、装饰层可以包括以下各者中的一者或更多者：印刷层；光学可变层，诸如色移层或衍射结构；反射(例如金属)层。在装饰层包括印刷层的情况下，这优选地为平版印刷制品的形式。例如，表面浮雕结构可以被设置在作为传统钞票制造工艺的一部分的平版印刷制品上。然而，这种印刷层可以通过诸如凹版印刷、胶版印刷、柔性版印刷、喷墨印刷或其他方便的方法等的其他印刷技术提供。这些印刷技术可以被描述为提供“平面”印刷制品，即，它们不包括多个凸起元件。

39、装饰层可以包括光学可变层，诸如色移层或衍射箔。这些是易损特征的示例，这些特征通常难以或不可能与标准凹版制品组合，因为传统凹版工艺涉及的温度和压力通常会损坏这类特征。然而，采用固化材料(例如，经由浇铸固化)而不是压印的本技术有利地允许这样的光学可变特征与表面浮雕结构的组合。所谓的光学可变效应意指随观察角度变化的光学效应，例如，在使装置倾斜时会发生变化。色移层的示例包括结合以下各者的层：液晶(例如，液晶膜)、干涉颜料(包括磁取向干涉颜料)、珠光颜料、结构化干涉材料(包括电介质和法布里-珀罗结构)、光子晶体或薄膜干涉结构(包括布拉格叠置件)。衍射结构可以是衍射光学可变图像装置(“dovid”)的形式，诸如全息箔或浇铸-固化全息图(例如，具有伴随的金属或高折射率层)。其他示例包括纳米衍射结构和等离子体以及其他子波长结构。

40、装饰层可以包括(例如印刷的)等离子体墨料或金属墨料。

41、特别是在安全装置包括装饰层的实施方式中，本发明还提供多个基本上相同的安全装置，每个安全装置如上所述，其中相应的表面浮雕结构和装饰层具有相对于彼此的相同位置。这是由于两种组成件在制造期间彼此准确套准所致的。所谓的“相同位置”意指相应的表面浮雕结构和印刷层的相对位置的变化量小于安全装置之间肉眼可检测到的量，如果有的话。例如，机器方向或横向上的平移变化可能为+/-75μm或更小。偏斜变化优选地为1度或更小，更优选地为0.1度或更小，还优选地为0.05度或更小，最优选地为0.02度或更小。多个安全装置通常将在相同的生产线上并根据相同的设计而顺序地生产——例如，多个安全装置可以包括整批安全装置，或整轮印刷品(the whole of a print run)。多个安全装置可以包括至少10个安全装置，更优选地至少100个安全装置。多个安全装置中的每个安全装置最终可以位于不同的安全文件上。最优选地，表面浮雕结构的形成和装饰层(例如印刷层)的形成(例如印刷)是同时的，同时发生在沿机器方向的相同位置。这实现了安全装置的两个组成部分之间的最高级别的套准，因为在执行一个步骤之后且在执行另一步骤之前不会发生基材的滑动或变形(因为这两个步骤之间没有间隔)。wo-a-2018/153840和wo-a-2017/009616中公开了用于在基材的相反侧上同时进行浇铸-固化和印刷的合适设备。使用其中公开的设备通过同时浇铸和印刷可以提供的套准级别不能在轮转印刷机上或在两个单独的过程中实现。

42、根据本发明的第二方面，提供了一种安全装置，该安全装置包括：表面浮雕结构，该表面浮雕结构由一种或更多种固化材料形成在基材上；以及压印结构，该压印结构在基材上的一种或更多种固化材料上或者与基材上的一种或更多种固化材料相邻。因此，根据本发明的第二方面的安全装置可以有利地包括浇铸-固化元件和通过传统凹版印刷形成的元件。优选地首先(例如，通过浇铸固化)施加由一种或更多种固化材料形成的表面浮雕结构，以及然后施加压印结构，但是这可以是倒置的。

43、压印结构可以与固化的表面浮雕结构相邻。这可以有利地对可以从两个工艺实现的两个触感区域形成对比。如果浇铸-固化区域和压印区域彼此相邻(优选地邻接)，则触感对比将特别明确。

44、压印结构可以设置在基材上的一种或更多种固化材料上。例如，在实施方式中，由一种或更多种固化材料形成的表面浮雕结构限定多个凸起突出部，所述多个凸起突出部由凹部间隔开，并且压印结构的凸起部分位于凹部中的至少一个(优选地至少一些，更优选地每个)凹部中以及/或者在凸起突出部中的至少一个(优选地至少一些，更优选地每个)凸起突出部上。除了由一种或更多种固化材料生成的效果之外，这还提供了更复杂的触觉效果。通常，表面浮雕结构的凸起突出部之间的凹部包括所述一种或更多种固化材料或者另外的一种或更多种固化材料的基部层，与表面浮雕结构的凸起突出部相比，该基部层优选地具有较低的高度。因此，压印部的凸起部分可以位于基部层的凹陷区域上。

45、在一些实施方式中，由一种或更多种固化材料形成的表面浮雕结构限定至少一个平台，该平台高于相邻区域，该压印结构的凸起部分位于平台上以及/或者位于相邻区域上。通常，相邻区域是表面浮雕结构的基部层区域。与标准凹版相比，特别是在聚合物基材上，将压印部定位在这种由一种或更多种固化材料形成的平台上可以有利地改善压印(例如凹版)制品的高度范围。这样的实施方式是特别有利的，因为凸起的平台允许使用单个凹版印版来形成不同高度的凹版制品。

46、弹性可固化材料可以被用于浇铸-固化元件，以为其提供附加的弹性，从而帮助承受压印(例如，凹版)工艺，但这不是必需的。

47、在优选的实施方式中，压印结构的凸起部分包括一种或更多种墨料。墨料可以是有色墨料，例如具有与表面浮雕结构的一种或更多种固化材料相同或不同的颜色。然而，一般来说，压印结构可以是着墨的或未着墨的(即，“盲”压印)。

48、优选地，压印结构通过凹版印刷形成。压印结构的凸起部分可以对应于图像的元素，所述图像优选地为加网图像。该图像可以是多色调和/或多色图像。通常，浇铸后的表面浮雕结构的凸起突出部对应于(例如，加网的)图像的元素。压印结构的凸起部分和/或浇铸后的表面浮雕结构的凸起突出部可以在大小、形状、取向、间距和颜色密度中的至少一个方面发生变化，以呈现多色调图像。在实施方式中，浇铸后的表面浮雕结构和压印结构都呈现出图像，这些图像可以彼此补充或者是同一公共图像的组成部分。

49、在第二方面的一些实施方式中，由一种或更多种固化材料形成的表面浮雕结构限定第一尺度的第一级浮雕元件集以及第二尺度的第二级浮雕元件集，该第二尺度小于第一尺度，第一级浮雕元件集包括多个凸起突出部，所述多个凸起突出部由凹部间隔开，并且第二级浮雕元件集被设置在凸起突出部中的至少一个(优选地至少一些，更优选地每个)凸起突出部的顶部上以及/或者被设置在凹部中的至少一个(优选地至少一些，更优选地每个)凹部中。优选地，第二级浮雕元件集限定如本文所述的触觉结构。在优选的实施方式中，触觉结构的触感级别被配置成根据由表面浮雕结构和/或压印结构呈现的图像而在整个表面浮雕结构上变化。在其他实施方式中，第二级浮雕元件集可以限定光学元件。

50、在本发明的第二方面的实施方式中，由一种或更多种固化材料形成在基材上的的表面浮雕结构可以是如在本发明的第一方面中讨论的任何实施方式中限定的表面浮雕结构。

51、还公开了一种安全装置，该安全装置包括：表面浮雕结构，该表面浮雕结构由一种或更多种固化材料形成在基本上平坦的基材上，该表面浮雕结构遵循三维图像的轮廓，该三维图像优选地为肖像。这方面的另外优选的特征包括：

52、·浇铸-固化的深度控制允许更好的3d触感表现——伪浮雕。

53、·生成全3d触觉结构——即，山脉或面部轮廓的等高线图。

54、通常，基材可以包括纸、聚合物(例如，双轴取向聚丙烯、bopp或聚碳酸酯)、纤维素或它们的组合。优选地，基材为聚合物基材，任选地设置有一个或更多个不透明层。

55、根据本发明的第三方面，提供了一种安全文件，该安全文件包括文件基材和在文件基材上的安全装置，该安全装置为根据上述示例中的任一示例的安全装置，其中，文件基材可以用作安全装置的基材或者不用作安全装置的基材，该文件基材优选地包括纸、聚合物、纤维素、或它们的混合。应当理解的是，因此安全文件可以包括单个基材，其既用作文件基材(即，形成文件的主体的自支撑片材)，又用作安全装置基材(即，带有表面浮雕结构的基材)。

56、在优选的实施方式中，安全装置至少部分地位于文件基材的窗口区域或半窗口区域中，与所述窗口区域或半窗口区域的周围相比，所述窗口区域或半窗口区域具有较低的光密度。窗口区域可以是半窗口区域，在这种情况下，如果半窗口的不透明侧的不透明度低到足以透光，则可以在反射或透射中观察到安全装置的光学效果(例如，第一级浮雕元件集的凸起突出部对应于图像的元素)。窗口可以是全窗口，在这种情况下，装置旨在用于透射中的观察。在一些实施方式中，安全装置可以至少部分地位于文件基材的非窗口区域中，该文件基材可以是不透明的并且该装置通常旨在在反射中观察。

57、在优选的示例中，文件基材包括芯聚合物基材，该芯聚合物基材具有至少一个不透明层，所述至少一个不透明层设置在芯聚合物基材的一个表面或两个表面上，在不透明层中的一个或更多个不透明层中的可选间隙形成文件基材的窗口区域或半窗口区域。例如，安全文件可以是聚合物钞票。不透明层优选地为非纤维材料，诸如包含光散射颜料的粘合剂的涂层，优选地颜色为白色、灰白色或灰色(诸如tio2)。

58、在一些实施方式中，文件基材还包括一体装饰标记，该一体装饰标记优选地与表面浮雕结构至少部分地叠置。“装饰标记”(与上述装饰层不同)是在基材生产期间而不是在其后期加工成安全文件期间被结合到基材中的。例如，可以在与施加不透明层所采用的工艺(例如，凹版印刷)相同的工艺期间施加装饰标记。装饰标记与文件基材是一体的。一体装饰标记可以与当前公开的安全装置无关。然而，优选地，一体装饰标记与表面浮雕结构至少部分地叠置(以及/或者在装置包括相邻的固化结构和压印结构的实施方式中与压印结构叠置)，使得在至少一些观察条件下，装饰标记和表面浮雕结构可以以组合的方式观察。例如，装饰标记和表面浮雕结构可以均限定相同的图像并且可以彼此叠置对准地布置(例如，套准)。装饰标记可以是纸基材中的水印。

59、尽管装饰标记通常带有在白光下可见的颜色，但它也可能具有在特殊照明(诸如ir或uv)下可见的颜色。尽管一体装饰标记通常采用如上所述的印刷制品(印刷标记)形式，但装饰标记可以包含或采用其他元件或组件的形式，诸如光学可变部件(例如，色移层或全息箔)，或者参考包括装饰层的实施方式，装饰标记可以包括或采用如上文所述的反射/金属部件。

60、在安全装置没有直接形成在文件基材上的情况下，安全装置基材可以被固定到或结合到文件基材上，优选地，安全装置基材可以被固定到或结合到文件基材的透明区域或半透明区域之上，该透明区域或半透明区域可选地被形成为孔口。然而，设想了可以在非透明区域之上(例如在不透明层区域之上)将装置固定到文件基材，在这种情况下，装置被设计成在反射中被观察。

61、优选地，述安全文件是以下各者中的任何一者：钞票、护照、身份证件、身份证、银行卡、驾驶执照、签证、邮票、支票或证书。

62、根据本发明的第四方面，提供了一种制造安全装置的方法，该方法包括：在基材上由一种或更多种可固化材料形成表面浮雕结构并且使一种或更多种材料固化，其中，所述表面浮雕结构是通过以下形成的：提供浇铸工具，该浇铸工具具有浮雕结构，该浮雕结构被限定在浇铸工具的表面中，该浮雕结构对应于所述表面浮雕结构；将一种或更多种可固化材料施加至基材以及/或者施加至浇铸工具的浮雕结构；使基材和浇铸工具处于一起，从而根据浮雕结构形成一种或更多种可固化材料，并且使一种或更多种可固化材料固化，使得由一种或更多种固化后的材料形成的表面浮雕结构被保留在基材上；其中，表面浮雕结构限定第一尺度的第一级浮雕元件集以及第二尺度的第二级浮雕元件集，该第二尺度小于第一尺度，第一级浮雕元件集包括多个凸起突出部，所述多个凸起突出部由凹部间隔开，并且第二级浮雕元件集被设置在凸起突出部中的至少一个(优选地至少一些，更优选地每个)凸起突出部的顶部上以及/或者被设置在凹部中的至少一个(优选地至少一些，更优选地每个)凹部中。

63、这是浇铸-固化工艺。固化的模式将取决于所使用的可固化材料的类型。在优选的示例中，材料是可辐射固化的(例如，可uv固化的)并且一个或更多个固化步骤将涉及用合适波长的辐射照射材料以引起材料的交联。一种或更多种可固化材料的固化可以在使基材和浇铸工具处于在一起期间和/或之后进行。一种或更多种可固化材料通常被施加至基材，或者可替代性地，被施加至浇铸工具的浮雕结构。然而，在一些实施方式中，可以将可固化材料施加到基材和浇铸工具两者的组合，特别是如果使用多于一种的可固化材料。由于浇铸固化工艺不具有与凹版印刷相同的压力/热约束，因此表面浮雕结构可以在安全装置或安全文件的制造过程中的基本上任何阶段形成，从而增加了工作流程的灵活性。例如，表面浮雕结构可以在钞票制造工艺期间的传统平版印刷加工或箔应用之前或之后被施加。

64、因此，该方法提供了一种装置，该装置呈现了以上关于本发明的第一方面概述的所有优点。

65、优选地，浇铸工具的浮雕结构包括多个沟槽，所述多个沟槽由凸起区域间隔开，这些沟槽对应于第一级浮雕元件集，并且其中，这些沟槽中的至少一个(优选地至少一些，更优选地每个)沟槽的基部以及/或者这些沟槽之间的凸起区域(例如，空间)中的至少一个(优选地至少一些，更优选地每个)凸起区域设置有对应于第二级浮雕元件集的子结构。如前所述，第二级浮雕元件集优选地限定触觉结构，使得浇铸工具的子结构在浇铸的表面浮雕结构中形成触觉结构。可替代性地，浇铸工具的子结构可以被用于形成光学元件，诸如棱镜、反射镜或聚焦元件，如上所述。

66、根据本发明的第五方面，提供了一种制造安全装置的方法，该方法包括：a)在基材上由一种或更多种可固化材料形成表面浮雕结构并且使一种或更多种材料固化，其中表面浮雕结构是通过以下形成的：a1)提供浇铸工具，该浇铸工具具有浮雕结构，该浮雕结构被限定在浇铸工具的表面中，该浮雕结构对应于表面浮雕结构；a2)将所述一种或更多种可固化材料施加至基材以及/或者施加至浇铸工具的浮雕结构；a3)使基材和浇铸工具处于一起，从而根据浮雕结构形成一种或更多种可固化材料，并且使一种或更多种可固化材料固化，使得由一种或更多种固化材料形成的表面浮雕结构被保留在基材上；以及b)在基材上执行凹版印刷以在基材上形成着墨的或未着墨的压印部，该压印部位于表面浮雕结构上或者与表面浮雕结构相邻。

67、因此，该方法提供了一种装置，该装置呈现了以上关于本发明的第二方面概述的所有优点。

68、在以上本发明的第四方面和第五方面描述的浇铸固化工艺中，将一种或更多种可固化材料施加到基材或浇铸工具的浮雕结构上。在实施方式中，将一种或更多种可固化材料施加到浇铸工具的浮雕结构上，以便基本上完全填充在浇铸工具的表面中限定的浮雕结构的凹部，并且在浮雕结构的立面(elevations)上形成一种或更多种可固化材料的层。基本上可固化材料的整个主体(包括凹槽部内的部分和立面之上的层)将被固化并且转移到基材上。换言之，不会从浇铸工具的表面去除(“刮刀”)一种或更多种可固化材料，否则会从立面去除一种或更多种可固化材料，使得表面浮雕结构保留在基材上，所述基材包括在凸起突出部之间的一种或更多种可固化材料的一体基部层，如上所述。

69、然而，在可替代性示例中，可固化材料仅被施加到浇铸工具的浮雕结构的凹部，优选地通过使用诸如刮墨刀片等的去除装置，并且该方法还包括，随后将一种或更多种固化材料施加到浮雕结构上，并且在使基材和浇铸工具处于一起之前，将所述一种或更多种可固化材料的或另外的一种或更多种可固化材料的另外的层施加到浇铸工具的基本上整个表面上，以改善保留在基材上的一种或更多种固化材料。在这样的示例中，另外的层用于改善一种或更多种可固化材料——其仅位于浇铸工具浮雕结构的凹部内——对基材的粘附。当另外的层基本上被施加到浇铸工具的整个表面上时(即，在工具的表面的浮雕结构的填充凹部和这些凹部之间的立面上)，所得的表面浮雕结构包括如所述的一体基部层。另外的层的可固化材料可以是与用于形成表面浮雕结构的元件的可固化材料相同的一种或更多种可固化材料，或者可以是不同的可固化材料。

70、根据本发明的又一方面，提供了一种制造安全文件的方法，该方法包括：提供文件基材；以及在文件基材上或者在固定到文件基材或一体化在文件基材内的安全装置基材上形成安全装置，或者在安全装置基材上形成安全装置，以及然后将安全装置基材施加到文件基材或者将安全装置基材结合到文件基材中，在每种情况下使用上述一种或更多种方法来制造安全装置。该方法可以被配置成提供具有上述优选的特征中的任何特征的安全文件。

71、在根据本发明的安全装置或安全文件的制造期间，可以以网状物或多个片材的形式对基材进行处理。

72、本文还公开了一种安全物品，该安全物品包括根据上述示例中的任何示例的安全装置，优选地其中，该安全物品为安全线状物、条状物、插入物、箔或补片。本发明还提供了一种包括这种安全物品的安全文件。

73、还公开了一种浇铸工具，该浇铸工具用于形成表面浮雕结构，所述表面浮雕结构由一种或更多种固化材料形成，该浇铸工具具有浮雕结构，该浮雕结构包括具有第一尺度的多个沟槽，这些沟槽由凸起区域间隔开，并且其中，这些沟槽中的至少一个(优选地至少一些，更优选地每个)沟槽的基部以及/或者这些沟槽之间的凸起区域的至少一个(优选地至少一些，更优选地每个)凸起区域设置有具有第二尺度的子结构，该第二尺度小于第一尺度。这样的浇铸工具可以被用于制造如上所述的根据本发明的装置，优选地通过浇铸固化工艺来制造。子结构通常包括多个子结构元件。