具有光变防伪图案的防伪元件的制作方法

专利名称：具有光变防伪图案的防伪元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于保护有价物品的具有光变防伪图案的防伪元件，具体的是涉
及一种可直接通过印刷实现的，随观察角度不同，于相应仪器下可观察到光变防伪图案不 同光学效果的防伪元件。本发明还涉及制造具有该光变防伪图案的防伪元件的方法。
背景技术：
由于目前彩色复印机和成像系统的不断普及和印刷技术的不断提高，导致了伪造 钞票、护照及身份证现象的增多。出于防止假冒和伪造的目的，有价物品例如证照、有价证 券和名牌产品等经常配置有防伪元件，以便对该有价物品的真实性进行检验，同时防止未 经授权的复制。 在防伪技术领域已经开发和采用了多种防伪手段，根据产品防伪的不同需求，包 括了多个等级，例如提供大众直接通过肉眼观察或简单触摸等方式就可识别的大众防伪 (也称一线防伪)，利用简单仪器即可识别的二线防伪，需要利用特殊的仪器或装置才能识 别的专家防伪(三线防伪)。 从保护大众利益的角度出发，便于大众识别的防伪特征十分重要。从人眼视觉特 征来看，随着观察角度的不同，图案颜色的变化容易引起人们的注意，可以帮助大众快速准 确地识别真伪，保护大众的切身经济利益，并从最广泛的领域中阻截伪造品的流通。
从防止伪造的角度讲，一线防伪特征对打击伪造起到了很大的作用，其中早期开 发的防伪技术如凹版印刷、水印、全埋安全线、开窗安全线、有色纤维、縮微文字、正反对印 等仍在发挥作用。但是，这些技术由于应用时间较长，加之现代彩色复制系统的普及，针对 上述防伪特征的伪造越来越频繁。随后，具有随观察角度改变光学特征的光变元件(0VD， OpticalVariable Device)逐渐被开发出来，这种特征无法通过扫描、照相或复印方法实 现，在很大程度上阻遏了伪造。大众容易识别并乐于识别0VD的光变特征，这也有利于压縮 伪造品的流通；同时由于制造OVD元件需要技术含量很高的工艺、设备以及不菲的经济投 入，使得很多伪造者望而却步。多年的应用实践表明，OVD是现阶段较为有效的防伪手段之 0VD元件可分为彩虹型和非彩虹型。彩虹型0VD影响光的波动性(干涉和衍射)， 产生彩虹式的连续性光谱变化，比如全息图。非彩虹型OVD影响光的粒子性(反射、折射和 散射)，产生非连续性的光谱变化，如金属油墨、潜影图像、折光变色油墨等。通过凹印的方 法获得的凹印线条可以形成表面起伏结构，如果一组凹印线条通过特定方式的排布，则可 以使光反射率随观察视角发生改变，产生光变效果。采用这种方式来实现防伪的元件即属 于非彩虹型0VD。 美国专利US4033059、 US7028615通过规律性排布凹印线条得到了光变效果的图 案。根据其公开的技术方案，垂直观察时，图案颜色均一 ；当倾斜一定角度观察时，不同排布 方向的凹印线条对光的反射率不同，某些区域的线条反射率高于其他区域，从而实现光变 效果。但是，这种光变效果并不明显，观察者难以快速判断该防伪特征，特别是在光线不足
3的情况下，很难观察到光变特征。 在此基础上，W09002658采用无墨压凸方法替代凹印来制作线条，在反射基材表面 使用无墨凹印版压制得到起伏结构，形成亮暗变化的光变效果。这种光变效果十分单调，在 光线较暗的环境下亦很难识别。 配合背景图案的无墨压凸方法可以改善这种状况，如CA1019012、 US6283509、 US6176521等。这些方法拓展了该类元件的种类，但是所得到的防伪元件仍然缺乏明显的光 变效果。US4968064提出先在预设有不同凹陷区图形的金属箔上印刷交替的三种颜色的油
墨，然后压凸，以形成不同区域具有不同变色效果特征的技术方案。这种技术方案所带来的
变色效果需要在很大的观察角度下才能识别，不利于大众快速判断，且需要很充足的光源。 US5582103提出按预设图形印制交替变化的多线条背景图案，然后通过微小夹角
的无墨压凸方法形成莫尔条纹的技术方案，在倾斜观察时，元件会表现为大面积的单色莫
尔条纹区交替排列。采用该专利公开的技术方案获得防伪图案，在进行观察时，需要倾斜很
大的观察角度才能清楚识别，不利于大众快速识别和判断。 综上所述，利用凹印线条的表面起伏结构，通过精致的线条排布，以及配合背景图
案，产生非彩虹式的光变特征已经有一定的应用，但从元件的光变效果看，普遍存在的问题
是光变效果不够明显，且需要较大的观察角度，这些因素不利于普通大众快速准确的判断。 而目前许多国家的有价证券均在利用荧光类物质能被一定波长的紫外光激发，从
而发射出某种颜色的可见光的性质作为防伪特征使用。检验荧光特征的荧光灯等设备价格
便宜，而且使用荧光灯检测荧光特征的方法简单、快捷、方便，易于被柜台员工以及普通大
众掌握并利用，因此荧光特征作为一种简单、快捷、方便、可靠的防伪特征在许多国家的有
价证券中得到普通应用。但是，荧光类物质在市场上容易购买得到的，这给了造假分子可乘
之机，其可以利用方便易得的荧光物质配制荧光油墨，通过胶印或其它花费小的印刷方式
进行造假。针对目前的现状，有必要提升荧光物质的应用方式，通过提高设计水平及印刷
工艺，使采用荧光油墨印刷获得的防伪图案具有难以通过普通印刷方法进行仿制的光变特
征，例如随角变色特征，使OVD的光变效果在荧光防伪图案中得到体现；同时，通过在荧光
油墨中结合其它类型的防伪材料，从而得到具有复合、增强防伪图案的荧光光变效果的防
伪元件，这也将有助于提高光变防伪图案的防伪效果。

发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种具有光变防伪图案的防伪元件，其中，该 光变防伪图案具有明显的光变效果，不需要较大观察角度即可识别，而且对光源要求不高， 且该防伪元件随观察角度的不同，于相应仪器下可观察到该光变防伪图案不同的光学效 果，特别是随观察角度的不同，在紫外灯下可观察到该图案发射出不同颜色的可见光，具有 借助于简单仪器就可以识别的二线防伪特征。 本发明所解决的技术问题还在于提供一种具有上述防伪元件的有价物品，借助防 伪元件的光变效果，使物品具有易于大众识别和接受的防伪特征。 为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种防伪元件，其表面具有成起伏结构 的光变防伪图案，且随观察角度的不同，利用仪器能观察到该光变防伪图案具有不同的光学效果。 根据本发明的具体技术方案，上述防伪元件的光学效果可以是光变防伪图案在紫 外光下所发出的可见光，随观察角度的不同，显示不同的颜色。 根据本发明的具体技术方案，上述防伪元件的光学效果可以是光变防伪图案在紫 外光下所发出的可见光，随观察角度的不同，显示不同的颜色，并且光变防伪图案在红外识 别仪下还可以呈现光变防伪图案的全部或部分防伪信息。 在本发明提供的防伪元件中，光变防伪图案可以是由至少二种荧光油墨通过凹 印、凹印与胶印相结合或者胶印与无墨压凸相结合的工艺形成的。上述荧光油墨中含有的 荧光材料，在紫外光的激发下，发出不同颜色的可见光。在本发明提供的防伪元件中，通过 上述的工艺可以形成相应的荧光油墨线条或者荧光油墨层，从而组成光变防伪图案。
本发明所述的至少二种或两种荧光油墨是根据荧光油墨中所包含的荧光材料来 区分的；如果两种荧光油墨中含有经紫外光激发可以发出不同颜色可见光的荧光材料，那 么这两种荧光油墨就属于不同的荧光油墨。 根据本发明的具体技术方案，光变防伪图案可以是由至少两种凹印荧光油墨通过 凹印形成的凹印线条组成的。在自然光下，上述的光变防伪图案显示的是凹印线条所组成 的整体图案，其颜色是荧光油墨的外观颜色。在紫外光下，于垂直角度观察时，不同的荧光 油墨形成的凹印线条通过紫外光的激发，发射不同颜色的可见光，观察到的是这些可见光 的混合光。将防伪元件倾斜一定的角度，在紫外光下观察时，由于光变防伪图案本身所特有 的起伏结构，观察侧图案凸起的部分会遮挡观察者的部分视线，使观察者只能观察到本侧 凸起部分的荧光油墨经紫外光激发所发出的可见光；当从另一侧观察该光变防伪图案时， 同样的，观察者只观察到这侧凸起部分图案经紫外光激发所发出的可见光。在紫外光下， 改变防伪元件的倾斜角度或者改变观察的角度，所观察到的可见光的颜色会发生变化。根 据需要，还可以对光变防伪图案进行设计，使其形成具有一定规律的图案，在一定条件下观 察时，不仅可以看到可见光颜色的变化，还可以观察到光变防伪图案的成像信息，即防伪信 息。通过凹印线条的组合，就可以获得具有随角变色特征的光变防伪图案以及具有这种光 变防伪图案的防伪元件。 优选地，在本发明的防伪元件中，凹印线条可以是由至少两种凹印荧光油墨套印 形成的，并且，凹印线条的两侧由不同凹印荧光油墨形成，例如，凹印线条的两侧可以分别 由在紫外光的激发下发出不同颜色可见光的荧光油墨形成，每一侧可以是一种荧光油墨， 也可以是多种荧光油墨的组合。 另外，在本发明的防伪元件中，组成光变防伪图案的每根凹印线条可以是由不同 的凹印荧光油墨印刷形成，且由不同的荧光油墨形成的凹印线条具有不同的高度。在可见 光下，所观察到的是荧光油墨的外观颜色。该防伪元件在紫外光下，在垂直角度下观察时， 所观察到的是凹印线条中的荧光物质在紫外光激发下所发出的可见光的混合光；将防伪元 件倾斜一定角度，或者以一定的角度观察防伪元件时，较高的凹印线条会遮挡住部分的视 线，从而使观察者仅仅看到较高凹印线条中的荧光物质发出的可见光与较低凹印线条中的 荧光物质发出的可见光中的一部分所形成的混合光的颜色；随着角度的变化，被遮挡的视 线的多少也发生变化，观察者所看到的混合光的组成也随之发生变化，所观察到的光变防 伪图案的颜色也会发生变化；当观察角度变化到较高凹印线条完全挡住较低凹印线条时，观察者仅仅看到较高凹印线条中的荧光物质发出的可见光。因此整个防伪元件呈现出随角 变色特征。 根据本发明的具体技术方案，上述光变防伪图案还可以包括由一种胶印荧光油墨 通过胶印形成的胶印层，并且，至少一种凹印荧光油墨印刷形成的凹印线条位于该胶印层 的表面。在可见光下，所观察到的是荧光油墨和胶印荧光油墨的外观颜色。该防伪元件在 紫外光下，在垂直角度下观察时，所观察到的是凹印线条和胶印线条中的荧光物质在紫外 光激发下所发出的可见光的混合光；将防伪元件倾斜一定角度，或者以一定的角度观察防 伪元件时，较高的凹印线条会遮挡住部分视线，从而使观察者仅仅看到较高的凹印线条中 荧光物质发出的可见光、较低的凹印线条的荧光油墨发出的可见光中的一部分以及胶印荧 光油墨所发出的可见光中的一部分所形成的混合光的颜色；随着角度的变化，被遮挡的视 线的多少也发生变化，观察者所看到的混合光的组成也随之发生变化，所观察到的光变防 伪图案的颜色也会发生变化；当观察角度变化到较高凹印线条完全挡住其它线条时，观察 者仅仅看到较高凹印线条中的荧光物质发出的可见光。因此整个防伪元件呈现出随角变色 特征。 根据本发明的具体技术方案，光变防伪图案也可以是由一种凹印荧光油墨通过凹 印形成的凹印线条以及另一种胶印荧光油墨通过胶印形成的胶印层所组成的，并且，该凹 印线条形成于该胶印层的表面。例如，本发明提供的防伪元件中的光变防伪图案，可用不同 颜色的胶印荧光油墨和雕刻凹印荧光油墨印刷成具有表面起伏结构的光变防伪图案，胶印 荧光油墨和雕刻凹印荧光油墨经紫外光激发后发射出不同颜色的可见光。其中，部分雕刻 凹印线条的高度、宽度、凹印线条的间隙可以通过设计确定，以实现对光变效果的控制。通 过胶凹套印形成具有表面起伏结构的光变防伪图案，在自然光下，该光变防伪图案显示为 不同颜色的线条组成整体图案。在紫外灯下于垂直角度观察时，不同荧光油墨印刷的印记 (凹印线条或胶印层)经紫外光激发，发射不同颜色的可见光，看到的是这些可见光的混合 光颜色；转动光变防伪图案到一定角度，在紫外灯下观察时，由于光变防伪图案本身所特有 的起伏结构，观察侧图案凸起的部分会遮挡观察者的部分视线，使观察者只观察到本侧凸 起部分图案经紫外光激发所发出的可见光，因此在垂直角度及倾斜角度于紫外灯下观察光 变防伪图案，会看到不同颜色的可见光。 根据本发明的具体技术方案，上述的光变防伪图案也可以是由至少两种胶印荧光 油墨通过胶印和无墨压凸工艺形成的压凸线条所组成的；并且，压凸线条的两侧可以是由 不同荧光油墨印刷并压凸形成。具体地可以是将胶印荧光油墨通过套准印刷成图案，然后 通过无墨压凸使图案形成表面起伏结构的光变防伪图案，不同的胶印荧光油墨经紫外光激 发后发射出不同颜色的可见光。在自然光下光变防伪图案显示为具有荧光油墨的外观颜色 的整体图案，在紫外灯下于垂直角度观察时，不同荧光油墨形成的压凸线条经紫外光激发， 发射不同颜色的可见光，看到的是这些可见光的混合光颜色；转动防伪元件到不同角度，由 于光变防伪图案本身所特有的起伏结构，在紫外灯下会观察到不同颜色的可见光。
在本发明提供的防伪元件中，所采用的荧光油墨的外观颜色可以为相同、不同或 无色。当荧光油墨的外观颜色相同时，在可见光下，观察到的光变防伪图案为单一颜色的图 案；当荧光油墨的外观颜色不同时，在可见光下，观察到的光变防伪图案是具有不同颜色的 图案，由于防伪图案的起伏结构，转动或者倾斜防伪元件一定的角度，观察到防伪图案的颜
6色组合会发生变化；当荧光油墨的外观颜色为无色时，在可见光下，无法观察到光变防伪图 案。通过对荧光油墨的外观颜色的选择，可以丰富防伪元件的一线防伪特征，便于大众观察 和识别。 根据本发明的具体技术方案，本发明提供的防伪元件中可以包括至少二种荧光油 墨，上述至少二种荧光油墨中可以含有经紫外光激发发出不同颜色可见光的荧光材料，上 述紫外光可以是相同波长紫外光，也可以是不同波长的紫外光。当上述至少二种荧光油墨 中含有经不同波长紫外光激发发出不同颜色可见光的荧光材料时，采用其中一种波长的紫 外光照射该防伪元件时，只有相应的荧光材料受到激发发出可见光，其他荧光材料不会受 到激发而发出可见光。 荧光材料对近红外电磁波多表现为强反射性质，利用荧光材料的此性质，可以在 上述荧光油墨中加入红外吸收材料，配成复合防伪油墨，用此防伪油墨印刷具有起伏结构 的光变防伪图案。 根据本发明的具体技术方案，本发明提供的防伪元件中，可以有至少一种荧光油 墨中含有红外吸收材料。通过采用这种方案，可以使防伪元件除了具有上述的在紫外灯下 观察到的随角变色特征外，还可以具有在红外识别仪下观察该光变防伪图案，可看到整个 或部分光变防伪图案的成像信息的特征。这种通过红外识别仪显示光变防伪图案成像信息 的光学特征可以增强本发明提供的具有光变防伪图案的防伪元件的防伪水平。优选地，可 以在两种荧光油墨中的一种加入红外吸收物质，另一种荧光油墨不加入红外吸收物质，用 这两种油墨印刷具有起伏结构的光变防伪图案，对于该防伪元件，除了上面提到的在紫外 灯下观察到随角变色特征外，在红外识别仪下观察该光变防伪图案，只可以看到用含有红 外吸收物质的油墨印刷的部分图像的成像信息，另一部分用只含荧光物质的油墨印刷的图 案在红外识别仪下无成像信息显示。 根据本发明的具体技术方案，本发明提供的防伪元件中，所采用的红外吸收材料 可以为对不同波段电磁波具有不同吸收/反射特性的红外吸收材料。例如，所采用的红外 吸收材料对某一波段电磁波(A波段)具有强吸收，对另一波段电磁波(B波段)为强反射。 在两种荧光油墨中加入此红外吸收材料制作得到复合防伪油墨，用此防伪油墨印刷具有起 伏结构的光变防伪图案。所获得的防伪元件除了具有上述的在紫外灯下观察到的随角变色 特征外，在红外识别仪下于A波段观察该光变防伪图案，可看到整个光变防伪图案的成像 信息，在红外识别仪下于B波段垂直角度观察该光变防伪图案，由于该红外吸收材料对B波 段电磁波为强反射，红外识别仪无成像信息显示。进一步地，如果只在上述一种荧光油墨中 加入对不同波段电磁波的吸收/反射具有强烈反差的红外吸收物质，用这两种油墨印刷具 有起伏结构的光变防伪图案，所获得的防伪元件除了具有上述的在紫外灯下观察到的随角 变色特征外，在红外识别仪下观察该光变防伪图案，在A波段下，只能够看到用含有红外吸 收物质的油墨印刷的图像的成像信息，另一部分用只含荧光物质的油墨印刷的图案在红外 识别仪下无成像信息显示，在红外识别仪下于B波段观察该光变防伪图案，整个光变防伪 图案无成像信息显示。 根据本发明的具体技术方案，本发明提供的防伪元件中，形成光变防伪图案的荧 光油墨中可以包含两种红外吸收材料，并且，两种红外吸收材料对相同波段电磁波的吸收/ 反射具有强烈反差。例如，在两种荧光油墨中分别加入C和D红外吸收物质，其中红外吸收
7物质C对A波段电磁波强吸收，对B波段电磁波强反射；红外吸收物质D对B波段电磁波 强吸收，对A波段电磁波强反射，用这两种油墨印刷具有起伏结构的光变防伪图案，所获得 的防伪元件除了具有上述的在紫外灯下观察到的随角变色特征外，在红外识别仪下观察该 光变防伪图案，在A波段下，只能够看到用含有红外吸收物质C的油墨印刷的图像的成像信 息，在红外识别仪下于B波段观察该光变防伪图案，只能够看到用含有红外吸收物质D的油 墨印刷的图像的成像信息。 本发明还提供了一种设置有上述防伪元件的有价物品，例如有价证照、商品标识 或商品包装等，其中，有价证照包括钞票、股票、证书、支票、信用卡、身份证、护照、入场券或 机票等。上述防伪元件可以是以安全线、贴膜或贴标等方式设置于物品上，便于公众或专业 部门对物品的真伪进行检测识别。 根据本发明的具体技术方案，本发明的防伪元件中的光变防伪图案可以是直接形 成于有价物品的表面。 具体地，本发明提供的防伪元件和光变防伪图案可以采用以下方式实现
图1为由凹印荧光油墨A和胶印荧光油墨B通过凹印和胶印工艺印刷形成的表面 起伏结构的光变防伪图案的示意图，其中凹印线条的高度相同，WA为凹印线条的宽度，We为 凹印线条的间隔，HA为凹印线条的高度，胶印线条(胶印层)为背景。 根据常见光变元件的情况判断，倾斜60°是使凹印线条完全遮挡住胶印部分的较
合适的角度，此时观察方向与平面夹角为30。，即
tan(90。 - 60。)=仏+ ^ / 2) = 1 / ^ 对于一线随角变色特征 由于垂直观察时是胶印层和凹印线条的混合色，倾斜到一定角度观察时是凹印 色，因此可以尽量增大胶印区的宽度We，减小凹印区的宽度WA，提高凹印区线条的高宽比， 这样可以使垂直观察时体现更多的胶印色彩，倾斜观察时体现更多的凹印色彩，能够使随 角变色效果更明显。这里不妨按最保守的情况计算，即WB = WA(事实上We要尽量大于Wa才 好)，根据上式，得出凹印线条的高宽比HA/WA = 1. 732/2 = 0. 866 ;若使WB > WA，HA/WA的数 值则大于0. 866，即凹印线条越细高越好。
对于荧光随角变色特征 当只关注荧光随角变色特征时，如将A、B配成相同颜色(可见光下)，此时可以适 当减小胶印区的宽度We，以降低对凹印线条高宽比的要求，方便生产实践。从实际印刷情况 看，提高凹印线条的高宽比存在一定困难，油墨的流动性使之呈现宽矮化倾向(高宽比变 小)，特别是凹印墨底部流动性更强，使WA变得较大；此外，凹印线条也不能太细，线条太细 难以从版纹中转移出来，高度同样是如此。本发明根据理论与实践的结合，将制备的防伪元 件中的线条的高度HA控制在40-90微米左右，将WA控制在50-100微米左右，将WB控制在 40-80微米左右，通过对这些参数的控制，可以使最终获得的防伪元件具有较好的随角变色 特征，有利于大众方便、快捷地识别。 当然，如果使观察角增加到75° ，则高宽比可以减小到0. 4 ;如果WB = W/2，则高 宽比可以减小到O. 577。 本发明提供的防伪元件中的光变防伪图案，可用相同颜色的雕刻凹印荧光油墨E和雕刻凹印荧光油墨F通过套准印刷成具有表面起伏结构的光变防伪图案，两种雕刻凹印 荧光油墨E和F经紫外光激发后发射出不同颜色的可见光。两种雕刻凹印油墨印刷的凹印 线条的高度、宽度、线条相互间的间隙可以通过设计确定。这两种凹印油墨印刷成的凹印线 条既可以具有不同的高度，也可以是两种凹印油墨通过套印构成一根凹印线条，即同一线 条的两侧可以分别由在紫外光激发下发出不同颜色可见光的荧光油墨形成。在自然光下， 该光变防伪图案显示为同种颜色的整体图案，在紫外灯下于垂直角度观察时，不同荧光油 墨印刷的线条经紫外光激发，发射不同颜色的可见光，看到的是这些可见光的混合光颜色； 将光变防伪图案倾斜一定的角度，由于光变防伪图案本身所特有的起伏结构，在紫外灯下 会观察到不同颜色的可见光。 图2为两种凹印荧光油墨印刷得到的不同高度的凹印线条所形成的表面起伏结
构的光变防伪图案的示意图，WA为凹印荧光油墨E印刷得到的凹印线条宽度，HA为油墨E印
刷得到的凹印线条高度，We为凹印荧光油墨F印刷得到的凹印线条宽度，He为油墨F印刷
得到的凹印线条高度，W为两种凹印线条的间隔。根据常见光变元件的情况判断，倾斜60。
是使高线条遮挡住低线条部分的较合适的角度，此时观察方向与平面夹角为30° ，即满足
关系
tan(900-60。) = ~仏~~"/V 。 (^+『s)/2 +『 由于紫外灯下垂直观察时看到的是高、低凹印线条发射出的可见光的混合光，倾 斜观察时是高凹印线条发射出的可见光颜色，因此可以尽量提高高凹印线条的高宽比，以 使变色效果更明显。这里不妨按最保守的情况计算，即WB = WA(事实上WB要尽量小于WA才 好)，而He与HA之间的差值可以为0到100iim之间的任意值，考虑到生产实践的情况，本发 明提供的防伪元件中对各种参数进行控制，具体范围如下HB与HA差值在20-90 m之间， 优选60-80 ii m ;WB = WA，优选50-70 y m ;W在30-60 y m之间，优选40-50 y m。通过对这些 参数的控制，可以使最终获得的防伪元件具有较好的随角变色特征，有利于大众方便、快捷 地识别。 图3为两种凹印荧光油墨套印成一根线条所形成的具有表面起伏结构的光变防 伪图案的示意图，设凹印线条宽为WAB，线条间距W，线条高度HAB。根据常见光变元件的情况 判断，倾斜60。是使一侧凹印部分完全遮挡住另一侧凹印部分的较合适的角度，此时观察 方向与平面夹角为30。，即
tan(90。 - 60。) = /(『+ Ks / 2) = 1 / 。 对于一线随角变色特征本例与实施例1类似，但实质不同，垂直观察时，观察到 的是两种凹印线条与基材本色的混合色， 一侧倾斜观察时，观察到的是凹印色A，另一侧倾 斜观察时，观察到的是凹印色B，因此线条间距W介于0和WAB之间，这里可设定为W = WAB/2。 根据上式，得出凹印线条的高宽比HAB/W旭=1/1. 732 = 0. 577。 对于荧光随角变色特征当只关注荧光随角变色特征时，如将两种凹印油墨配成 相同颜色(可见光下)，此时可以适当减小线条间距W，以降低对凹印线条高宽比的要求，方
便生产实践。
从实际印刷情况看，提高凹印线条的高宽比存在一定困难，油墨的流动性使之呈 现宽矮化倾向(高宽比变小)，特别是凹印墨底部流动性更强，使W^变得很大；此外，凹印 线条也不能太细，线条太细则难以将两色油墨接入到一根凹印线条中。根据理论与实践的 结合，本发明提供的防伪元件中，可以对各种参数进行控制，具体如下HAB为80-90微米，WAB 为100-200微米，W为50-100微米。通过对这些参数的控制，可以使最终获得的防伪元件 具有较好的随角变色特征，有利于大众方便、快捷地识别。 当然，如果使观察角增加到75° ，则高宽比可以减小到0. 267 ;如果将W减小到0， 则高宽比可以减小到0. 289，此时WAB可在100-350微米范围内选择，降低印刷难度。
本发明提供的防伪元件中的光变防伪图案，可用相同颜色的胶印荧光油墨G和胶 印荧光油墨H通过套准印刷成图案，然后通过无墨压凸使图案形成表面起伏结构的光变防 伪图案。两种胶印荧光油墨G和H经紫外光激发后发射出不同颜色的可见光。两种胶印油 墨印刷并经过无墨压凸得到的压凸线条的宽度、线条相互间的间隙可以通过设计确定。在 自然光下光变防伪图案显示为同种颜色的整体图案。在紫外灯下于垂直角度观察时，不同 荧光油墨印刷的线条经紫外光激发，发射不同颜色的可见光，看到的是这些可见光的混合 光颜色。将防伪元件倾斜到不同的角度，由于光变防伪图案本身所特有的起伏结构，在紫外 灯下会观察到不同颜色的可见光。 本发明提供的防伪元件中的光变防伪图案，可通过两种胶印荧光油墨G和H套印 成一根线条，通过无墨压凸，使G、 H分布在压凸线条两侧，形成如图3所示的具有表面起伏 结构的光变防伪图案。 本发明所涉及的荧光油墨是本领域常用的材料，对于本领域一般技术人员来 说根据所要达到的效果选择合适的荧光油墨是可以实现的。对于本发明所涉及的红 外材料，在本发明之前已有公开报道，例如本发明申请人所提出的中国发明专利申请 200610164941. 4，
公开日为2008年6月11日。 本发明提供的是一种新的防伪技术方案，其关键在于将荧光油墨印刷成的线条组 合成具体的防伪图案，并通过相应的变化，使所获得的防伪元件紫外光下能够呈现出随角 变色的二线防伪特征；同时，通过对荧光油墨的选择，还可以使防伪元件具有适于大众识别 的一线防伪特征。其中，所采用的荧光油墨以及凹印、胶印和无墨压凸等工艺均是本领域常 用的材料和加工工艺。 本发明所提供的防伪元件包括了具有表面起伏结构的光变防伪图案，该光变防伪 图案采用荧光油墨通过不同的工艺形成，在紫外线下，倾斜一定角度观察时，可以观察到明 显的光变效果，使该防伪元件具有明显的随角变色特征。虽然本发明提供的防伪元件中的 随角变色特征属于二线防伪，但是，用于提供紫外线的紫外灯等设备都是普通大众容易得 到的设备，因此，本发明提供的防伪元件所具有的防伪特征对于普通大众来说是非常容易 识别的。本发明所提供的防伪元件除了具有上述二线防伪特征之外，还可以结合红外等其 他防伪特征，形成具有复合防伪特征的防伪元件，进一步提高防伪元件的仿造难度。


图1为胶印和凹印形成的具有表面起伏结构的光变防伪图案的示意图。 图2为不同高度的凹印线条形成的具有表面起伏结构的光变防伪图案的示意图。
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图3为两种凹印荧光油墨套印成一根线条形成的具有表面起伏结构的光变防伪 图案的示意图。 图4为胶印和凹印形成的具有表面起伏结构的光变防伪图案的示意图。 图5为不同高度的凹印线条形成的具有表面起伏结构的光变防伪图案的示意图。 图6为两种凹印油墨构成的同一线条形成的具有表面起伏结构的光变防伪图案
的示意图。 图7为两种胶印油墨通过印刷和无墨压凸构成的同一线条形成表面起伏结构的 防伪图案的示意图。
具体实施例方式
以下结合具体实施例对本发明的方案、特点和防伪功效进行示例性说明，但不对
本发明的实施范围构成任何限定。
实施例1 用胶印荧光油墨O印刷背景底纹(即胶印层)，用与胶印荧光油墨颜色相同的雕刻 凹印荧光油墨P印刷凸起线条(即凹印线条)。胶印荧光油墨O和雕刻凹印荧光油墨P中 的荧光材料在紫外光激发下发射出不同颜色的可见光。本实施例防伪元件中具有表面起伏 结构的光变防伪图案截面图如图1所示，圉中Wb = 100iim，WA= 100iim，HA = 80iim。在自 然光下观察时，光变防伪图案显示为同种颜色的整体图案。在紫外灯下于垂直角度观察时， 不同荧光油墨印刷的印记(胶印层和凹印线条)经紫外光激发，发射不同颜色的可见光，看 到的是这些可见光的混合光颜色。倾斜该防伪元件到一定角度，在紫外灯下观察时，由于光 变伪图案本身所特有的起伏结构，观察侧图案凸起的部分会遮挡观察者的部分视线，使观 察者只观察到本侧凸起部分图案经紫外光激发所发出的可见光，因此在紫外灯下，以垂直 角度和倾斜角度观察光变防伪图案，会看到不同颜色的可见光。
实施例2 用胶印荧光油墨O印刷背景底纹，用与胶印油墨颜色不同的雕刻凹印荧光油墨Q 印刷凹印线条，其中胶印荧光油墨0和雕刻凹印荧光油墨Q中的荧光材料在紫外光激发下 发射出不同颜色的可见光。本实施例的防伪元件中的具有表面起伏结构的光变防伪图案截 面图如图1所示，图中WB = 80iim， WA = 80iim， HA = 70 y m。在自然光下可以观察到由不 同颜色的线条组成的光变防伪图案。由于光变防伪图案本身所特有的起伏结构，在不同观 察角度下会观察到不同的颜色，在自然光下观察时，呈现随角变色特征；在紫外灯下于垂直 角度观察时，观察到的是不同荧光油墨中荧光材料发射出的可见光的混合光。调整观察角 度，在紫外灯下观察时，由于光变防伪图案本身所特有的起伏结构，改变观察角度会看到随 角变色光变特征。
实施例3 用胶印荧光油墨O印刷背景底纹，用与胶印油墨颜色相同的雕刻凹印荧光油墨P 印刷凹印线条，其中凹印线条具有不同的高度。胶印荧光油墨O和雕刻凹印荧光油墨P中 的荧光材料在紫外光激发下发射出不同颜色的可见光。本实施例的具有表面起伏结构的光 变防伪图案截面图如图4所示，图中WB = 60iim，WA = 60iim，HA1 = 30iim，HA2 = 80 y m。在 自然光下，该光变防伪图案显示为同种颜色的整体图案；在紫外灯下于垂直角度观察时，观察到的是不同荧光油墨中荧光材料发射出的可见光的混合光，调整观察角度，在紫外灯下 观察时，由于凹印线条高度不同所特有的起伏结构，在一定观察角度会看到高的凹印线条 发射出的可见光。
实施例4 用凹印荧光油墨P和凹印荧光油墨R通过套印印刷光变防伪图案，其中荧光油墨R 中含有对近红外电磁波吸收作用的红外材料，油墨P印刷高线条HB，油墨R印刷低线条HA。 雕刻凹印荧光油墨P和R中的荧光材料在紫外光激发下分别发射出不同颜色的可见光，且 两种油墨的外观颜色不同。具有表面起伏结构的光变防伪图案截面图如图5所示，图中B线 条高于A线条，且构成图文，WB = 50iim，WA = 50iim，HA = 50iim，HB = 80 y m。在自然光下 以垂直角度观察时，光变防伪图案呈现不同颜色的整体图案，倾斜一定角度则出现高线条B 所构成的图文的颜色；紫外灯下垂直角度观察时，看到的是不同荧光油墨中荧光材料发射 出的可见光的混合光；调整观察角度，在紫外灯下观察时，由于凹印线条高度不同所形成的 起伏结构，在一定观察角度观察光变防伪图案，可以看到高的凹印线条B发射出的可见光。 在红外识别仪下观察时，可观察到由油墨R印刷成的线条(A)的成像信息，观察不到由油墨 P印刷成的线条(B)的成像信息。由于油墨R中含有红外吸收材料于红外识别仪下产生成 像信息的光学特征增强了本实施例的具有光变防伪图案的防伪元件的防伪水平。
实施例5 用凹印荧光油墨P和凹印荧光油墨S印刷光变防伪图案，且两种油墨通过套印填 充在同一根线条两侧，其中荧光油墨S中含有对近红外A波段电磁波具有吸收作用而对B 波段具有反射作用的红外材料。凹印荧光油墨P和S中的荧光材料在紫外光激发下分别发 射出不同颜色的可见光，且两种油墨的外观颜色不同。具有表面起伏结构的光变防伪图案 截面图如图6所示，油墨P印刷线条的WA部分，油墨S印刷线条的We部分，线条的间隔为W， 线条的高度为HB，图中凹印线条宽400 ii m， WA和WB各占200 y m，线条间距W为100 y m，线条 高度He为90ym。自然光条件下以垂直角度观察时，光变防伪图案呈现不同颜色的整体图 案，由于光变防伪图案是由两种不同颜色的凹印油墨构成同一线条而形成的独特表面起伏 结构，于不同角度观察时，可看到明显的随角变色现象。紫外灯下以垂直角度观察时，看到 的是油墨P和S中荧光材料发射出的可见光的混合光。调整观察角度，在紫外灯下观察时， 不同角度下可分别看到油墨P和S中荧光材料发射出的不同光，出现随角变色现象。在红 外识别仪下观察时，在电磁波A波段只看到线条WB部分的成像信息，在B波段整个光变防 伪图案无成像信息。
实施例6 用颜色不同的两种胶印荧光油墨T和V通过套印印刷背景线条，其中油墨T和V 中分别含有红外吸收物质C和D，其中红外吸收物质C对A波段电磁波强吸收，对B波段电 磁波强反射；红外吸收物质D对B波段电磁波强吸收，对A波段电磁波强反射。通过无墨压 凸工艺，使油墨T和V印刷的线条分布在压凸线条两侧。具有表面起伏结构的光变防伪图 案截面图如图7所示，压凸线条宽100iim，高80iim，线条间距100 y m。自然光条件下垂直 观察时，光变防伪图案呈现具有不同颜色的整体图案，由于光变防伪图案是由两种不同颜 色的胶印油墨构成同一线条并通过无墨压凸工艺而形成的独特表面起伏结构，于不同角度 观察时可看到明显的随角变色现象；紫外灯下垂直观察时，看到的是油墨T和V中荧光材料发射出的可见光的混合光；调整观察角度，在紫外灯下观察时，不同角度下可分别看到油墨 T和V中荧光材料发射出的不同颜色光，出现随角变色现象。在红外识别仪下观察该光变防 伪图案，在A波段下只看到用含有红外吸收物质C的油墨印刷的图像的成像信息；在B波段 下只看到用含有红外吸收物质D的油墨印刷的图像的成像信息。
实施例7 用两种无色凹印荧光油墨X和凹印荧光油墨Y印刷光变防伪图案，且两种油墨通 过套印填充在同一根线条两侧，所印刷的光变防伪图案的截面图如图6所示。凹印荧光油 墨X中的荧光材料被254nm的紫外光激发，凹印荧光油墨Y中的荧光材料被365nm的紫外光 激发，且两种荧光材料的发射光颜色不同。自然光条件下观察不到该光变防伪图案；254nm 的紫外灯下垂直观察时，只看到油墨X印刷的线条发射出的光，改变观察角度，只有在油墨 X—侧观察时才看到线条发射出的光。365nm的紫外灯下垂直观察时，只看到油墨Y印刷的 线条发射出的光，改变观察角度，只有在油墨Y—侧观察时才看到线条发射出的光。
权利要求
一种防伪元件，其表面具有成起伏结构的光变防伪图案，且随观察角度的不同，利用相应仪器能观察到该光变防伪图案具有不同的光学效果。
2. 如权利要求1所述的防伪元件，其中，所述不同的光学效果包括光变防伪图案在紫 外光下所发出的可见光，随观察角度的不同，显示不同的颜色。
3. 如权利要求l所述的防伪元件，其中，所述不同的光学效果包括光变防伪图案在紫 外光下所发出的可见光，随观察角度的不同，显示不同的颜色，并且所述光变防伪图案在红 外识别仪下呈现防伪图案的全部或部分防伪信息。
4. 如权利要求2或3所述的防伪元件，其中，所述光变防伪图案是由至少二种荧光油墨通过凹印、凹印与胶印相结合或者胶印与无墨压凸相结合的工艺形成的。
5. 如权利要求4所述的防伪元件，其中，所述光变防伪图案是由至少两种荧光油墨通 过凹印形成的凹印线条组成的。
6. 如权利要求5所述的防伪元件，其中，所述凹印线条是由至少两种凹印荧光油墨套 印形成的，并且，所述凹印线条的两侧由不同凹印荧光油墨形成。
7. 如权利要求5所述的防伪元件，其中，组成光变防伪图案的每根凹印线条是由其中 一种凹印荧光油墨印刷形成，且由不同的凹印荧光油墨形成的凹印线条具有不同的高度。
8. 如权利要求5-7任一项所述的防伪元件，其中，所述光变防伪图案还包括由一种胶 印荧光油墨通过胶印形成的胶印层，并且，所述凹印线条形成于该胶印层的表面。
9. 如权利要求4所述的防伪元件，其中，所述光变防伪图案是由至少一种凹印荧光油 墨通过凹印形成的凹印线条以及另一种胶印荧光油墨通过胶印形成的胶印层所组成的，并 且，凹印线条形成于胶印层的表面。
10. 如权利要求4所述的防伪元件，其中，所述光变防伪图案是由至少两种胶印荧光油 墨通过胶印和无墨压凸工艺形成的压凸线条所组成的。
11. 如权利要求10所述的防伪元件，其中，所述压凸线条的两侧由不同荧光油墨印刷 形成。
12. 如权利要求4所述的防伪元件，其中，所述荧光油墨的外观颜色为相同、不同或无色。
13. 如权利要求4所述的防伪元件，其中，所述的至少二种荧光油墨含有经紫外光激发 发出不同颜色可见光的荧光材料。
14. 如权利要求4所述的防伪元件，其中，至少一种荧光油墨中含有红外吸收材料。
15. 如权利要求14所述的防伪元件，其中，所述红外吸收材料为对不同波段电磁波具 有不同吸收/反射特性的红外吸收材料。
16. 如权利要求15所述的防伪元件，其中，形成所述光变防伪图案的至少二种荧光油 墨中包含不同的所述红外吸收材料，并且，所述不同红外吸收材料对相同波段电磁波的吸 收/反射具有强烈反差。
17. —种设置有防伪元件的有价物品，其中，所述防伪元件是如权利要求1-16任一项 所述的防伪元件。
18. 如权利要求17所述的有价物品，其中，所述防伪元件中的光变防伪图案直接形成 于该有价物品的表面。
全文摘要
本发明涉及一种具有光变防伪图案的防伪元件。该防伪元件的表面具有成起伏结构的光变防伪图案，且随观察角度的不同，利用相应仪器能观察到该光变防伪图案具有不同的光学效果。特别的，上述光变防伪图案在紫外光下所发出的可见光，随观察角度的不同，显示不同的颜色，使具有该光变防伪图案的防伪元件具有易于大众识别的二线防伪特征。同时，本发明提供的防伪元件除了上述防伪特征外，还可以结合红外等其他防伪特征，形成具有复合防伪特征的防伪元件，进一步提高防伪元件的仿造难度。本发明还提供了一种设置有上述防伪元件的有价物品。
文档编号B44F1/12GK101746209SQ200810240129
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者刘卫东, 周乐, 周基炜, 柯光明, 赵红梅, 邵国龙, 魏先印 申请人:中国人民银行印制科学技术研究所;中国印钞造币总公司