CN108290437A - 安全印刷介质及其制造方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于形成安全票证的安全印刷介质。所述安全印刷介质包括：一个透明的或半透明的聚合物基底，所述基底具有相对的第一表面和第二表面；以及多个重叠的乳浊层，所述乳浊层被布置在所述聚合物基底的所述第一表面和/或第二表面上，每个乳浊层是一个布置在所述聚合物基底的大体上整个区域之上的半透光材料层。至少当在透射光中查看所述安全印刷介质时，在所述基底的至少一个区域中，通过所述多个重叠的乳浊层彼此组合表现出一个多色调图像。所述多个重叠的乳浊层中的每个具有其中不存在该层的半透光材料的间隙，每个层的间隙根据一个不同的相应的子图像来限定，所述子图像组合限定所述多色调图像，其中所有子图像是所述多色调图像的不同的负像版本，或所有子图像是所述多色调图像的不同的正像版本。作为结果，在任何一个位置处的彼此重叠的乳浊层的数目横跨所述基底变化，所得到的、所述多个重叠的乳浊层彼此组合的光学密度的变化导致所述多色调图像的多个色调。

Description

安全印刷介质及其制造方法

本发明涉及适合于用于在制作安全票证(诸如，钞票、识别票证、护照、证书等)中使用的安全印刷介质，以及用于制造这样的安全印刷介质的方法，以及由所述安全印刷介质制作的安全票证。

为了防止伪造和能够核对真实性，安全票证通常被设置有一个或多个安全元件，所述安全元件难以或不可能用一般可用装置(特别是复印机、扫描仪或商业打印机)准确复制。一些类型的安全元件形成在票证基底的表面上，例如通过印刷到基底上和/或压印到基底内，诸如以创建精细线图案或倾斜时显露的潜像，而包括衍射光学元件等的其他类型的安全元件通常被形成在物品(诸如，安全线或转移箔)上，该物品然后被施加到票证基底或被纳入到票证基底内。又一个种类的安全元件是其中安全元件被整体地形成在票证基底本身内。这样的特征的众所周知的实例是通过控制造纸过程以便在根据期望的图像铺设纸纤维时改变纸纤维的密度来形成在纸票证基底内的常规水印。已经开发了可以实现当在透射光中查看基底时变得可见的高度复杂的、多色调的水印的多种技术。与票证基底成整体的安全元件(诸如，水印)具有以下显著益处：不能够在不损毁票证的完整性的情况下使所述安全元件从安全票证分离。

与常规的纸票证基底相比，聚合物票证基底(通常包括在每侧上涂覆有至少一个乳浊层以接收印记的透明聚合物基底或半透明聚合物基底)具有许多益处，包括寿命延长，这是由于它们的性质更更稳健并且耐污。聚合物票证基底还很好地适于更难以纳入在纸基票证内的某些类型的安全特征，诸如透明窗。然而，由于聚合物基底的非纤维构造，因此常规的水印技术不可用，因此限制了将安全元件整体形成在基底本身内的可能性。代替地，对于聚合物安全票证，通常在已经制造了票证基底之后施加安全元件，例如作为后续的安全印刷过程线的一部分，或通过施加箔。

将期望的是，提供一种聚合物票证基底——即，安全印刷介质，该安全印刷介质则可以被印刷在安全票证上以及以其他方式被加工成安全票证，所述聚合物票证基底具有整体安全特征，以增强票证基底本身的安全性，并最终增强由它形成的安全票证的安全性。

根据本发明，一种用于形成安全票证的安全印刷介质，包括：一个透明的或半透明的聚合物基底，所述基底具有相对的第一表面和第二表面；以及多个重叠的乳浊层，所述乳浊层被布置在所述聚合物基底的所述第一表面和/或第二表面上，每个乳浊层是一个布置在所述聚合物基底的大体上整个区域之上的半透光材料层，其中至少当在透射光中查看所述安全印刷介质时，在所述基底的至少一个区域中，通过所述多个重叠的乳浊层彼此组合表现出一个多色调图像，所述多个重叠的乳浊层中的每一个具有其中不存在该层的半透光材料的间隙，每个层的间隙根据一个不同的相应的子图像来限定，所述子图像组合限定所述多色调图像，其中所有子图像是所述多色调图像的不同的负像版本，或所有子图像是所述多色调图像的不同的正像版本，由此在任何一个位置处的彼此重叠的乳浊层的数目横跨所述基底变化，所得到的、所述多个重叠的乳浊层彼此组合的光学密度的变化导致所述多色调图像的多个色调。

本发明还提供一种制作安全印刷介质的方法，包括：提供具有相对的第一表面和第二表面的透明的或半透明的聚合物基底；将多个重叠的乳浊层施加到所述聚合物基底的所述第一表面和/或第二表面上，每一个乳浊层是一个布置在所述聚合物基底的大体上整个区域之上的半透光材料层，横跨所述基底的至少一个区域，根据一个不同的相应的子图像施加每个乳浊层；由此所述多个重叠的乳浊层中的每一个具有其中不存在该层的半透光材料的间隙，每个层的间隙根据一个不同的相应的子图像来限定，所述子图像组合限定一个多色调图像，至少当在透射光中查看所述安全印刷介质时，通过多个重叠的乳浊层彼此组合表现出所述多色调图像，其中所有子图像是所述多色调图像的不同的负像版本，或所有子图像是所述多色调图像的不同的正像版本，由此在任何一个位置处彼此重叠的乳浊层的数目横跨所述基底变化，所得到的、所述多个重叠的乳浊层彼此组合的光学密度的变化导致所述多色调图像的多个色调。

如在常规的聚合物票证基底(安全印刷介质)中，乳浊层(其通常由聚合物的、非纤维的、光散射材料形成)的主要功能是致使票证的大部分不透明并且提供在其上印刷可在完成的安全票证上要求的图形、安全图案和其他信息的合适的背景。然而，在目前公开的安全印刷介质中，多个乳浊层附加地提供多色调图像形式的安全特征，至少当在透射光中查看该介质时(且在一些实施方案中当在反射光中查看时)，该多色调图像是可见的。像形成在纸基票证中的常规水印，由乳浊层形成的多色调图像具有由相对亮和相对暗的区域(且可选地一个或多个中间色调)限定的单色“灰度级”外观。然而，如下文所描述的，在一些实施方案中，可以设置附加的层以实现多色彩外观。

应注意，所述乳浊层不需要与聚合物基底的表面直接接触。相反，一个或多个附加的(透明的或半透明的)层可以存在于所述聚合物基底和所述乳浊层之间，诸如底漆层和/或上文所提及的附加的着色层，所述乳浊层仍然被认为被布置在基底表面“上”。

所述多色调图像是通过在多个乳浊层中的每个中插入一个或多个间隙(其原本大体上覆盖全部聚合物基底，也就是说，优选地覆盖该基底的至少50％，更优选地覆盖80％且最优选地覆盖全部剩余的基底)来实现的。在每个乳浊层中，根据一个不同的相应的子图像布置所述间隙，所述不同的相应的子图像的累积效应是所述安全印刷介质的光学密度横跨该基底的该区域变化，这取决于在每个点处存在的乳浊层的数目，导致显示的多色调图像。存在较少的乳浊层的位置(即，更多的乳浊层具有对齐的间隙的位置)将具有较低的光学密度，从而当在透射中查看所述基底时显现为比其他位置更亮，或当与暗表面对照查看所述基底时显现为比其他位置更暗。由于相对亮的位置通常给出更靠近查看者的印象，因此所得到的多色调图像可以提供强烈的三维效果，尤其是在所述子图像被布置以实现光学密度横跨该图像渐变的情况下(在某个规模上当通过裸眼查看时)。

可以存在一个或多个附加的乳浊层，所述附加的乳浊层对该多色调图像没有贡献，例如，横跨所述基底的相关区域完全不存在，或横跨基底的该区域均匀地设置。另外，可以存在不止一个具有根据相同的子图像布置的间隙的乳浊层(假设存在至少两个乳浊层，每个乳浊层具有根据不同的子图像布置的间隙)。

应注意的是，所述子图像将全都是多色调图像的负像版本，或全都是多色调图像的正像版本，且不是二者的混合。图像的“负像版本”是这样的图像——其中与周围有颜色(即，存在乳浊材料)的背景对照，通过不存在颜色(在此情况下，不存在乳浊材料)来限定该图像的元素，而图像的“正像版本”是相反情况：与空的周围环境(即，不存在乳浊材料)对照，通过存在颜色(即，乳浊材料)来限定该图像的元素。应注意的是，在此子图像是多色调图像的“负像版本”的事实不意味着该子图像是所述多色调图像的相反情况。相反，如果多色调图像是负像，则通常每个子图像也将是相同的图像的负像版本，且如果多色调图像是正像，则通常每个子图像将是该图像的正像版本。

从每个子图像将有助于限定相同的图像的意义上来讲，每个子图像将是多色调图像的“版本”，但任何一个子图像本身不需要显示将在最终的多色调图像中可见的所有元素。相反，所述多色调图像的每个部分相对于多色调图像的其他部分将具有期望的色调(或类似地，光学密度)，且每个部分将根据该部分的期望的色调而在每个子图像中存在(即对应于乳浊层的一个区域)或不存在(即对应于一个间隙)。因此，每个子图像根据所述多色调图像的选定部分的期望色调来示出多色调图像的选定部分。以此方式，最后，通过在对应于图像元素的部分中存在或不存在每个乳浊层来建立多色调图像的每个元素，由存在的乳浊层的数目导致所述元件的色调。所有的子图像彼此对齐，以使得所述多色调图像的每个部分在每个子图像中具有相同的位置。

优选地，每个子图像限定所述多色调图像的具有落入相应的色调值范围内的(期望的)色调值的部分，每个相应的色调值范围的大小是不同的。也就是说，每个子图像是基于一个不同的相应的色调值范围。可以在相对于多色调图像中存在的最深色调和最浅色调(例如，分别对应于100％的色调值和0％的色调值)的任意规模上或在如可以例如使用透射光密度计(诸如，MacBeth TD932)测量的在绝对规模上(例如，最深色调部分具有0.9的光学密度，且最浅色调部分具有0的光学密度)来限定所述多色调图像的每个点的色调值。不同色调值范围的大小可以以恒定步长增加，例如在相对规模的情况下从一个子图像到另一个子图像增加10％或20％，或在绝对规模的情况下从一个子图像到另一个子图像增加0.1或0.2。应注意的是，所述子图像不需要以与由它们的相应色调值范围表示的顺序相同的顺序来物理地布置在基底上或施加到基底。将所述乳浊层(以及它们的相应的子图像)布置在所述基底上所按的顺序以及将每个乳浊层施加到所述基底的哪一侧或哪些侧通常是不重要的，这是因为是层的累积效应产生期望的图像。

有利地，当所述子图像的色调值范围根据增加的大小排序时，每个色调值范围落入次序中的下一个色调值范围内。例如，第一子图像可以限定所述多色调图像的具有在0％至10％的范围内的色调值的部分，第二子图像可以限定具有在0％至20％的范围内的色调值的部分(从而包括与第一子图像中相同的部分，加上更多)，第三子图像可以限定具有在0％至30％的范围内的色调值的部分，诸如此类。以此方式，每个图像部分的期望的色调将通过限定该部分的子层的累积效应来提供。从一个子图像到下一个子图像色调值范围的差异越小(且乳浊层的数目越多)，可以在最终的图像中显示越多的不同的色调。如在上文的实施例中，特别优选的是，所有的色调值范围共享大体上相同的第一端值且它们的第二端值不同，但这不是必须的。

在一些优选实施方案中，子图像中的每个或至少一个将是不具有色调变化的二元的或“无明暗的”图像：乳浊材料在对裸眼可见的尺度上存在或不存在，不具有中间区域。然而，在更优选的实施方案中，子图像中的至少一些是多色调子图像，优选地是半色调子图像。以此方式，多个色调可以被引入到子图像本身内，例如允许从100％乳浊材料的区域、经过其中乳浊材料被施加到表面的比例逐渐减小(在太小而不能够由裸眼鉴别的尺度上)的区域、到其中不存在乳浊材料的区域(即，间隙)的逐渐改变。这可以被用来创建最终的多色调图像中的色调之间的更平滑转变，以及更复杂的效果。例如，这允许在最终的图像中创建比不同乳浊层的数目本身将准许的甚至更多的不同色调。

每个乳浊层优选地包括将散射光(与允许明光透射穿过相反)且一定程度上将是半透明的非纤维、聚合物材料。在优选实施例中，每个个体乳浊层可以具有在0.1至0.5的范围内、更优选地在0.1至0.4的范围内、最优选地在0.1至0.3的范围内的光学密度(如在透射光密度计上测量的，该透射光密度计具有等于直径1mm的圆的面积的孔径面积——合适的透射光密度计是MacBeth TD932)。个体乳浊层彼此可以具有或不具有相同的组分——例如，在一些优选情况下，至少一个乳浊层将含有导电颗粒(对于减少静电荷的影响是期望的)，而其他乳浊层将不含有导电颗粒——但是尽管如此，优选地，所有乳浊层具有大体上彼此相同的颜色，最优选地是浅且亮的颜色，诸如白色(包括灰白色)或灰色。在优选实施方式中，每个乳浊层在CIE L^*a^*b^*颜色空间中具有至少70、优选地至少80且更优选地至少90的亮度L^*。

以到目前为止所描述的方式仅仅由乳浊层形成的多色调图像将显现为单色的，其中不同部分具有不同的暗度水平(色调)但色度全部相同，例如不同的灰色水平。为进一步增加视觉冲击和提高特征的安全水平，在优选实施方案中，所述安全印刷介质还包括颜色为在视觉上与所述乳浊层形成对比的一种或多种颜色的至少部分所述多色调图像的单色调或多色调印记，所述印记被定位在所述乳浊层中的至少一个，优选地所有乳浊层，与所述聚合物基底之间在所述聚合物基底的所述第一表面和/或第二表面上，所述多色调图像的印记与所述乳浊层中的子图像对齐。所述印记最优选地被定位在所述聚合物基底的表面上(可选地在一个附加层(诸如底漆)的顶部上)，在所有乳浊层下方，尽管还可以将它定位在所述乳浊层中的任何两个之间。术语“印记”意在覆盖由通过任何技术施加的组分(诸如，油墨)形成的图像，所述技术包括常规的印刷技术，诸如，凹版印刷、柔性版印刷、平版印刷等，但还可以包括烧蚀方法，其中遍及的油墨层被施加然后被选择性地移除(例如使用激光)以留下图像。

应注意的是，所述图像的此印记可以是所述多色调图像的负像版本或正像版本，与所述子图像的性质无关。事实上，优选的是，如果所述子图像是负像版本，则所述印记是正像版本(以便将乳浊层中的间隙着色)，反之亦然。所述印记可以是平坦的、二元的图像。然而，在优选实施例中，所述印记本身是多色调印记且包括至少一个多色调的印刷制品，优选地包括半色调的印刷制品。例如，这可以被用来添加附加的明暗处理，例如使用深色(诸如，黑色)油墨的多种不同的空间密度，以进一步增强整个图像的多色调性质。在特别优选的实施例中，所述印记是多颜色的且可以包括不同颜色的至少两个印刷制品。以此方式，最终结果是多颜色的、多色调的图像，所述图像的不同颜色由印记来提供，而明暗处理主要由乳浊层(且可选地印记)来提供。

所述多色调图像可以被设计为用于旨在在反射光或透射光中查看(尽管，与设计意图无关，它将至少在透射光中仍可见并且在一些情况下在二者中可见)。因此，在一些优选实施方案中，所述子图像被配置为使得，相对于在对应于所述多色调图像中的较浅色调的位置处彼此重叠的乳浊层的数目，在横跨所述基底的对应于所述多色调图像中的较深色调的位置处更多数目的乳浊层彼此重叠，所述多色调图像被配置为用于在透射光中查看。如果与暗背景对照在反射光中查看相同的图像，则所述多色调图像仍可以可见，但将显现为相反的，其中预期最深的那些区域显现为最浅，且反之亦然。

在其他优选实施方案中，所述子图像被配置为使得，相对于在对应于所述多色调图像中的较浅色调的位置处彼此重叠的乳浊层的数目，在横跨所述基底的对应于所述多色调图像中的较深色调的位置处更少数目的乳浊层彼此重叠，所述多色调图像被配置为用于在反射光中查看。在此情况下，是透过乳浊层明显的暗背景为所述图像提供暗度，具有更多乳浊层的区域遮蔽所述暗背景并反射光，以便显现为比具有较少乳浊层的区域更亮。如果在透射光中查看相同的图案，则所述多色调图像将仍是可见的，但与预期的图像相比将再次显现为相反的。

为了最佳地利用所述多色调图像的能力来显示不同的浅部分和深部分，且优选地也显示不同的中间色调，特别有利的是所述多色调图像包括三维物品的图像，所述三维物品优选地是几何学的实心模型或线框模型、人、动物、建筑物或其他建筑结构、或三维徽标。所述图像中的阴影可以由通过多个乳浊层创建的较深色调表示，且通过较浅色调表示加亮。

如已经提及的，乳浊层(且对应的不同子图像)的数目越大，在最终的图像中可以实现越多的不同的色调。因此，优选地，所述多个重叠的乳浊层包括至少三个，优选地至少四个、更优选地至少六个重叠的乳浊层，每个乳浊层具有根据一个不同的相应的子图像限定的间隙。每个层的厚度可以被减小以避免过厚的票证基底。

所有的乳浊层可以被定位在聚合物基底的相同表面上。然而，通常优选的是，将所述乳浊层分布在两个表面上，以使得之后可以在所述票证的两侧上印刷。因此，有利地，所述多个重叠的乳浊层中的至少一个被设置在所述聚合物基底的第一表面和第二表面中的每个上，优选地所述多个重叠的乳浊层的一半被设置在第一表面和第二表面中的每个上。应注意的是，乳浊层不需要以与它们的子图像有关的任何特定的顺序施加到所述基底，尽管这在一些情况下可以是优选的。所述基底还可以被定位在一组多个层内的任何位置处或一侧上，这是因为它的位置不会影响通过所述多个层的累积效应显示的最终图像。尽管如此，出于其他原因，可能期望的是，在所述基底的每个表面上设置至少一个乳浊层，例如，以使得能够在其上印刷层和/或保护所述基底或控制所述基底的表面纹理。

如已经提及的，所述安全印刷介质可以附加地包括一个或多个乳浊层，所述一个或多个乳浊层不参与所述多色调图像的形成。因此，在一些优选实施方案中，所述安全印刷介质还包括一个或多个附加的乳浊层，每个附加的乳浊层包括布置在所述聚合物基底的大体上整个区域之上的半透光材料层，所述一个或多个附加的乳浊层每个横跨所述基底的含有所述多色调图像的区域连续地延伸或包括一个大体上横跨该区域的间隙。

所述安全印刷介质可以被配置为使得至少一个乳浊层横跨该区域存在于在每一点处，以使得所述票证基底不显现为透明的。然而，为了增加安全特征的可视性，且为了添加附加的安全水平，在优选的实施方案中，通过每个乳浊层中的对齐的间隙形成至少一个透明窗区域，所述至少一个透明窗区域优选地大体上包围所述多色调图像。

可以经由如下施加技术铺设该乳浊层或每个乳浊层，所述施加技术导致除了由子图像限定的子结构之外该层没有附加的可见子结构，即乳浊材料横跨由所述子图像限定的间隙外部的所有区域以宏观上均匀的、同质的层存在。这在以对于由裸眼进行个体识别而言太小的单元大小通过凹版印刷来施加层的情况下通常如此。因此，以丝网元件阵列的形式施加至少一些乳浊层，所述丝网元件太小而不能够由裸眼单独辨别。然而，在其他优选情况下，可以以可见的丝网的形式铺设一个或多个乳浊层。因此，所述子图像中的至少一个由丝网元件阵列形成，所述丝网元件大到足以能够由裸眼单独辨别，所述丝网元件的大小横跨所述阵列变化以限定所述子图像。例如，可以通过线丝网元件或点丝网元件来限定所述子图像，例如，以给出凹雕印刷的图案的外观。

所述安全印刷介质可以有利地还包括施加到所述基底的一侧或两侧上的最外乳浊层的凸起图案层(例如，透明油墨或有色油墨的)，所述凸起图案层包括一个丝网元件阵列，所述丝网元件大到足以能够由裸眼单独辨别，所述凸起图案层优选地是触觉型的和/或具有根据视角变化的可见性。例如，可以通过凹雕印刷来施加所述图案层。在一个特别优选的实施方案中，这样的凸起图案层与可见丝网(visibly-screened)乳浊层组合设置，且形成所述子图像中的至少一个的丝网元件阵列被布置成与形成所述凸起图案层的丝网元件阵列在视觉上协作。例如，可以横跨含有所述多色调图像的区域的一个范围设置所述凸起图案层且横跨第二、不同的范围设置丝网乳浊层，两个范围相互合并。这在一些视角下给出一个连续的丝网图案的印象且在其他视角下不给出一个连续的丝网图案的印象。

可以采用上文已经介绍的制作安全印刷介质的方法来制作上文所描述的优选特征中的任何一个。

本发明还提供一种安全票证，所述安全票证包括一个如上文所描述的安全印刷介质，以及至少一个图形层，所述图案层被施加在所述聚合物基底的第一表面和/或第二表面上的最外乳浊层上。所述安全票证例如可以是以下中的任何一个：钞票、识别票证、护照、许可证、支票、签证、邮票或证书。一种对应的制造安全票证的方法包括：根据上文所描述的方法制作安全印刷介质；以及将至少一个图形层施加到所述聚合物基底的第一表面和/或第二表面上的最外乳浊层。通常，将至少一个图形层施加到最外乳浊层的步骤将在与制造所述安全印刷介质本身分开的制造过程中实施(例如，在不同的制造设施处且可能地通过不同的实体)。然而，所述至少一个图形层可以优选地以与所述乳浊层中的所述多色调图像配准的方式来施加，以便实现所述图形层与所述多色调图像之间的视觉协作。这可以通过使用传感器(诸如，摄像机系统)检测所述多色调图像的位置并且相应地调整施加的图形层的位置来实现。可以使用任何可用的印刷方法(诸如例如，凹版印刷、柔性版印刷、平版印刷或凹雕印刷)来施加所述图形层。所述图形层通常可以包括安全图案(诸如细线图案或连结环)、关于安全票证的性质的信息(诸如，钞票的面额和货币标识符)和/或个性化信息(诸如，钞票上的编号或护照上的持有者的著录数据)。

现在将参考附图描述根据本发明的安全印刷介质的实施例，在附图中：

图1(a)以平面视图且图1(b)以横截面示出了安全印刷介质的第一实施方案，为了清楚起见，该安全印刷介质的各个层被示出为间隔开；

图2(a)至图2(c)示出了图1的安全印刷介质的不同乳浊层的多个部分；

图3(a)至图3(c)示出了在图1的安全印刷介质的一个变体中图1的安全印刷介质的不同乳浊层的多个部分；

图4(a)以平面视图且图4(b)以横截面示出了安全印刷介质的第二实施方案，为了清楚起见，该安全印刷介质的各个层被示出为间隔开；

图5(a)至图5(d)示出了图4的安全印刷介质的不同乳浊层的多个部分；

图6(a)示出了凸起图案层的一个实施例，且图6(b)示出了乳浊层的一个实施例，该乳浊层可以根据图4的安全印刷介质的一个变体被设置到图4的安全印刷介质；

图7(a)以平面视图且图7(b)以横截面示出了安全印刷介质的第三实施方案，为了清楚起见，该安全印刷介质的各个层被示出为间隔开；

图8示意性地示出了安全印刷介质的第四实施方案，以平面视图单独地描绘该安全印刷介质的每个层；

图9示意性地示出了安全印刷介质的第五实施方案，以平面视图单独地描绘该安全印刷介质的每个层；

图10示出了三个附加的层，这些附加的层可以根据图9的安全印刷介质的一个变体被设置到图9的安全印刷介质；

图11示意性地示出了安全印刷介质的第六实施方案，以平面视图单独地描绘该安全印刷介质的每个层；以及

图12(a)以平面视图且图12(b)以横截面示出了安全票证的第一实施方案，为了清楚起见，该安全票证的各个层被示出为间隔开。

下文的描述将集中于在生产钞票中使用的示例安全印刷介质。然而，如上文所提及的，所述安全印刷介质可以被用来形成任何类型的安全保证，包括护照(或其个别页面)、标识卡、证书、支票等。在整个本公开内容中，术语“安全印刷介质”与术语“票证基底”同义地使用，意味着可以以与常规纸基底的印刷和后续加工类似的方式(虽然用适于在聚合物上使用的加工)被印刷在期望的安全票证上以及以其他方式被处理以形成期望的安全票证的介质。因此，“安全印刷介质”不包含图形层等，所述图形层等稍后被印刷到所述安全印刷介质上，以提供安全图案、标记、面额标识符、货币标识符等。这样的图形层和“安全印刷介质”(以及可选地附加特征，诸如施加的箔、条、补片等)的组合是“安全票证”。

在所有下面的实施例中，所述安全印刷介质将被例示为具有与稍后所述安全印刷介质被形成到其内的安全票证相同的大小和形状。然而，通常所述安全印刷介质将被形成为大到足以承载期望的多个重复的安全票证的卷材或片材，然后将在印刷图形层以及任何其他所需的加工步骤之前，但更通常在之后，被切割成单个票证。

图1示出了安全印刷介质1的第一实施方案，图1(a)示出了平面视图，且图1(b)示出了沿着线X-X’的横截面。应领会的是，在图1(b)中，为了清楚起见，形成安全印刷介质1的各个层被示出为间隔开，而在实践中，所有的层将彼此接触，形成一个粘结单元。这同样适用于在其他图中示出的所有其他横截面。

如图1(a)中所示出的，大体上所有的介质1承载由多个乳浊层形成的涂层6，如下文进一步描述的。这致使该介质横跨整个涂覆区域不透明，并为在其上的印刷提供合适的背景。可选地可以在介质的某些区域省略涂层6以形成特征(诸如，条2和窗3)，所述特征是透明的或半透明的(相对于涂覆区域)。这样的透明区域本身可以被提供作为安全特征或可以稍后在使用介质1制造安全票证期间被装备有附加的安全装置，如下文进一步描述的。形成涂层6的乳浊层中的至少一些也在介质的区域9中具有间隙，所述间隙被配置为形成多色调图像10，如下文将详述的。尽管如此，在优选实施例中，每个乳浊层覆盖对应于一个安全票证的安全印刷介质的面积的至少50％，更优选地至少80％。

如图1(b)的横截面中所示出的，安全印刷介质1聚合物基底5，该聚合物基底5是透明的(即，光学透亮的，但可以是带色彩的)或半透明的(即，光学散射的，但透光的)。聚合物基底5可以是单片的或可以是多层的，且可以在其第一表面5a和/或第二表面5b上承载附加的层，诸如用于改善外层的粘附的底漆层。例如，该聚合物基底可以包括BOPP或聚碳酸酯。

乳浊涂层6可以被施加在聚合物基底5的一个或两个表面5a、5b上，且在此情况下，包括四个乳浊层6a、6b、6c和7。每个乳浊层包括半透明的、半透光的材料，所述材料优选地是聚合物的且非纤维的，例如，白油墨。所述乳浊层每个优选地具有彼此相同的颜色(且颜色在空间上是均匀的)，最优选地是白色的或另一种浅颜色的，诸如，灰白色的或灰色的，以使得稍后施加的图形层将与它很好地对照。在优选实施例中，所述乳浊层每个在CIE L^*a^*b^*颜色空间中具有至少70、优选地至少80且更优选地至少90的亮度L^*。

在此实施例中，所述乳浊层中的三个乳浊层6a、6b、6c有助于多色调图像10的形成，而第四乳浊层7(其是可选的)横跨区域9是连续的，且因此除了在整个多色调图像内均匀地增加其光学密度以外，对多色调图像没有贡献。乳浊层6a、6b、6c中的每个在区域9中包括间隙，所述间隙是根据一个不同的相应子图像限定的。在图3(a)、图3(b)和图3(c)中以平面视图分别示出了针对层6a、6b和6c的子图像(图3(a)至图3(c)中的每个仅示出了相应的乳浊层的包括和包围区域9的区段，省略了该层的剩余部分)。不同的子图像被配置为使得一旦乳浊层被布置成一个在另一个上，如图1(b)中所示出的，不同子图像的累积效应是该安全印刷介质的光学密度横跨区域9变化，该变化至少当在透射光中查看该介质时显现为多色调图像10。应注意的是，乳浊层6a、6b、6c和7布置在基底上的顺序是不重要的，因为当组合地查看所有乳浊层时，是它们的累积效应创建期望的图像。类似地，基底在乳浊层的堆叠内的位置将不影响最终产品表现出的图像，因此可以被自由地选择。然而，出于其他原因，可能期望的是向基底的每个表面施加至少一个乳浊层，例如以使得之后能够印刷票证的两侧。这些考虑适用于所有实施方案。

本实施方案中的多色调图像10描绘了一个三维半球，且由四个不同的色调组成。最内圆形部分10a具有最低的光学密度(或色调)，这是通过在除了层7之外的所有乳浊层中设置对应的间隙使得横跨部分10a存在单个乳浊层来实现，且最外环形部分10d具有最高的光学密度(或色调)，这是通过在此部分中在所有乳浊层都不设置间隙使得在此存在所有四个乳浊层来实现。中间环形部分10b和10c被设置有相应的中间光学密度/色调值，这是通过分别在四个乳浊层中的一个和四个乳浊层中的两个中将间隙定位在这些部分中来实现。因此，在任意相对规模上将最内部分10a的光学密度当作是0％，将最外部分10d的光学密度当作是100％，部分10b具有33％的光学密度且部分10c具有66％的光学密度。替代地，在绝对规模上，如果每个乳浊层6a、6b、6c和7具有0.2的光学密度(如在透射光密度计(诸如MacBeth TD932)上测量的，该透射光密度计具有等于直径为1mm的圆的面积的孔径面积)，部分10a将具有0.2的光学密度，部分10b具有0.4的光学密度，部分10c具有0.6的光学密度且部分10d具有0.8的光学密度。这些不同的光学密度显现为横跨该图像的色调变化，形成三维效果。

当在透射光中查看介质1时(即逆着背光)，最内部分10a将显现为最亮，这是因为它的低光学密度允许光的最大透射，而最外部分10d由于其高光学密度因此将显现为最暗。结果，半球的中心显现为相对于半球的周边从介质1的平面朝向查看者突出，该半球的周边显现为远在后面。根据乳浊层的光学密度，多色调图像10可以是在反射光中可见的或可以是在反射光中不可见的。然而，如果所述层是足够半透明的，则当与暗背景形成对比在反射光中查看介质1时，现在内部分10a将显现为最深，这是因为它反射最少的光且在最小程度上妨碍查看暗背景，而外部分10d将显现为最浅，这是因为它反射最多的光且在很大程度上隐藏在下面的暗背景。因此，该半球相对于其在透射光中的外观显现为相反，其中它的中心部分10a显现为距查看者最远且边缘部分10a显现为最近。

现参考图2，将描述布置每个乳浊层6a、6b、6c所根据的子图像。图2(a)中示出了限定在乳浊层6a中的子图像，将看到的是，此子图像包括横跨多色调图像的多个部分10a、10b、10c延伸、完全被层6a的乳浊材料包围的圆形间隙。因此，该圆形间隙的周边对应于多色调图像10的部分10c和部分10d之间的边界。层6a的乳浊材料横跨该多色调图像的部分10d存在(部分10d的外边缘对应于区域9的周边，被示出以供参考)。因此，该子图像根据期望的多色调图像的多个部分的预期色调(或类似地根据所述部分的光学密度)来限定期望的多色调图像的多个部分：在此子图像中，该多色调图像的具有大于66％、最高至100％的期望的色调的部分(在此例中，部分10d)由乳浊材料的存在来表示，而具有66％或更小的期望的色调的部分对应于该层中的间隙。

同样地，限定在乳浊层6b中的子图像(图2(b))根据不同的、更大的色调范围来限定期望的多色调图像的多个部分：在此，多色调图像的具有大于33％、最高至100％的期望的色调的部分(在此情况下，部分10c和部分10d)由乳浊材料的存在来表示，而具有33％或更小的期望的色调的部分对应于该层中的间隙。因此，该子图像包括横跨该多色调图像的部分10a和10b延伸的圆形间隙，该圆形间隙的周边位于部分10b和部分10c之间的边界上。

最后，限定在乳浊层6c中的子图像(图2(c))根据还要更大的色调范围来限定期望的多色调图像的多个部分：该多色调图像的具有大于0％、最高至100％的期望的色调的部分(在此情况下，部分10c和部分10d)由乳浊材料的存在来表示，而具有0％的期望的色调的部分对应于该层中的间隙。因此，该子图像包括仅横跨该多色调图像的部分10a延伸的圆形间隙，此圆形间隙的周边位于部分10a和部分10b之间的边界上。

应注意的是，限定在每个子图像中的色调范围的大小是不同的，且每个范围完全落入下一个子图像的范围内(如果根据子图像的相应的色调范围按次序放置它们)。对于每个色调范围一个端点(100％)是相同的，而另一个端值变化。

还应注意的是，在此实施例中，所有的子图像是负像——也就是说，它们中的每个通过与乳浊材料的周围环境对照不存在该乳浊材料来限定期望的多色调图像的元素，但是反之则不然。

在以上实施例中，所有的子图像是二元的或“平坦的”图像，意味着横跨该图像的每个部分存在或不存在乳浊材料(在大到足以由裸眼欣赏的规模上)，且不存在中间水平。这在许多情况下将是期望的，尤其是当在最终的多色调图像中要求色调的急剧“阶跃改变”的情况下，例如，为了在一个物品的图像中限定一个直边缘。如果不期望这样，则实现从图像的一个部分到下一个部分的更逐渐的色调改变的一个选项将是利用更大数目的乳浊层(可能地所述乳浊层具有更低的个体光学密度)和对应数目的子图像，所述子图像被布置成实现更紧密地间隔的一系列较小的色调改变。然而，这可能导致不期望地安全印刷介质1的构造变厚，且还将需要加工步骤的数目的对应增加。

图3(a)、图3(b)和图3(c)示出了分别用于图1实施方案中的乳浊层6a、6b、6c中的每一个的替代子图像，所述子图像解决此问题。用于每个层的子图像与图2实施例中的大体上相同，限定该多色调图像的多个部分是根据它们的期望的色调、基于如先前所描述的针对每个子图像的相同的不同色调范围，但在此情况下，子图像中的每个子图像本身是多色调的，即，在“存在”或“不存在”的二元选项之外在对裸眼可见的规模上限定至少一个中间色调。例如，每个子图像可以被形成为半色调图像，在该半色调图像中以变化的大小和/或油墨重量铺设图像的元素，以引起所需的色调变化。在本实施例中，子图像的此多色调性质被用来将每个乳浊层中的间隙的锐利周边替换成边界区域11，在边界区域11中子图像的色调是中间的(例如，50％填充因数)或从间隙的一侧上的零逐渐地增加到另一侧上的100％。这在视觉上使每个乳浊层的边缘变柔和，导致最终的多色调图像中的色调之间的更逐渐的改变。

在本实施例中，以此方式将所有的子图像形成为多色调图像，但这不是必须的。在其他情况下，所述子图像中仅一个或所述子图像的一个子集可以是多色调的，而剩余的一个或多个子图像可以是二元图像。

除了用于一个子图像的间隙和非间隙部分之间的平滑过渡之外，多色调子图像还可以被用于多个目的。更一般地，在子图像中的一个或多个中使用多色调允许一旦子图像被组合就创建更复杂的多色调图像，这是因为可用色调的数目不再被限制于所施加的乳浊层的数目。相反，通过横跨个体子图像中的任何一个使色调变化并且根据需要将它们与另一些子图像层叠，可以创建数目大得多的不同色调，从而允许形成更复杂的多色调图像。

应领会的是，这可以适用于下文所描述的所有实施方案，在下文描述的实施方案中，所描述的子图像中的任何一个或多个可以被实施为多色调子图像，以获得上文所提及的优点。

图4示出了基于与关于第一实施方案所描述的原理相同的原理形成的安全印刷介质1的第二实施方案。安全印刷介质1的构造与先前所描述的在很大程度上相同，使用与上文所使用的附图标记相同的附图标记在图中表示共同的部件。再次，多色调图像10被形成在介质1的区域9内，且在此，此多色调图像再次采用半球的形式。然而，由于下文所描述的多色调图像10的构造不同，在此情况下，在反射光和透射光中该半球的外观将与图1实施方案中的外观相反。另外，在图2实施方案中，设置了透明窗区域12以进一步增强介质1的安全水平。尤其优选的是，在设置窗区域12的情况下，此窗区域12被布置成包围多色调图像10(如在本实施例中)，以帮助界定该多色调图像与介质1的其余部分。可以在本文公开的其他实施方案中的任何一个中设置此类别的透明窗区域12。

如图4(b)的横截面中所示出的，在此实施方案中，四个乳浊层6a、6b、6c和6d有助于限定多色调图像10。在图5(a)至图5(d)中分别示出了在区域9附近布置每个相应的层所根据的子图像。应注意的是，所述子图像中的每一个现在是正像，而不是负像(如在先前实施方案中)。也就是说，在区域9内部，每个子图像通过与空的周围环境对照存在乳浊材料来限定图像的特征。

多色调图像10再次具有四个不同的色调水平：在相对规模上，这次将透明窗区域12看作具有0％的光学密度，最内部分10a具有100％最高光学密度，且周围环形部分10b、10c和10d分别具有75％、50％和25％的光学密度。这是通过分别根据在图5(a)至图5(d)中示出的子图像施加每个乳浊层6a至6d来实现的。根据图5(a)中示出的子图像铺设层6a，该子图像包括横跨多色调图像10的部分10a至10d延伸的圆形元件，仅在对应于窗12的环形区域中不存在。因此，该子图像区分多色调图像10的具有在25％至100％的范围内的相对色调值(或光学密度)的部分(其中存在乳浊材料)与具有在0至小于25％的范围内的相对色调值的部分(其内不存在乳浊材料)。

类似地，布置层6b所根据的子图像(图5(b))根据不同的、更小的色调范围来限定期望的多色调图像的多个部分：在此，该多色调图像的具有50％、最高至100％的期望的色调的部分(在此情况下，部分10a、10b和10c)由乳浊材料的存在来表示，而具有小于50％的期望的色调的部分对应于该层中的间隙。因此，该子图像包括横跨该多色调图像的部分10a、10b和10c延伸、被包含部分10d和窗区域12的环形间隙包围的圆形元件。

同样地，布置层6c所根据的子图像(图5(c))根据不同的、还要更小的色调范围来限定期望的多色调图像的多个部分：在此，该多色调图像的具有75％，最高至100％的期望的色调的部分(在此情况下，部分10a和部分10b)由乳浊材料的存在来表示，而具有小于75％的期望的色调的部分对应于该层中的间隙。因此，该子图像包括横跨该多色调图像的部分10a和部分10b延伸、由包含部分10c和部分10d以及窗区域12的环形间隙包围的圆形元件。

最后，布置层6d所根据的子图像(图5(d))根据甚至更小的色调范围来限定期望的多色调图像的多个部分：在此，该多色调图像的具有75％、最高至100％的期望的色调的部分(在此情况下，仅部分10a)由乳浊材料的存在来表示，而具有小于75％的期望的色调的部分对应于该层中的间隙。因此，该子图像包括横跨多色调图像的部分10a延伸、被包含部分10b、10c和10d以及窗区域12的环形间隙包围的的圆形元件。

结果是，多色调图像10的最内部分10a现在具有最高的光学密度，而最外部分10d具有最低的光学密度且窗区域12具有还要更低的光学密度。因此，当在透射光中查看介质1时，半球的中心将显现为最深，且因此显现为距离查看者最远，给出该半球凹陷到介质1的平面内的印象。当与暗背景对照在反射光中查看该介质时，假设层6的光学密度足够低，则最内部分10a现在将显现为最浅且最外部分10d显现为最深，其中窗区域12呈现未中和的暗色背景。因此，该半球现在将显现为相反，其中心朝向查看者突出。

再次，所述子图像中的任何一个或多个可以以先前关于图3所描述的方式被形成为多色调子图像，以便实现更逐渐的色调变化。

现将参考图6描述另一个可选的但有益的特征。图6(a)示出了可以横跨介质1的区域9施加在最外乳浊层之上的示例性凸起图案层13。例如，在图1/图2实施方案中，凸起图案层13可以被施加在基底5的第一表面上的乳浊层6d之上，和/或施加在基底5的第二表面上的乳浊层6c之上。该凸起图案层例如可以包括根据丝网图案施加到介质1的无色、透明油墨，该丝网图案的元件大到足以能够让裸眼单独辨别(可能地仅在严密检查下)。例如，可以以线丝网元件阵列或点丝网元件阵列的形式施加凸起图案层13。在此情况下，该凸起图案层呈线网格的形式，如所示出的。该凸起图案层可以例如通过凹雕印刷来施加，且优选地具有隐藏的外观，这是因为当在一些角度下查看该介质时，该凸起图案层的存在相对于其他层不太可见。在某些查看视角(其取决于照明光源的位置)下，该凸起图像图案将向查看者更强烈地反射光，且因此变得比在其他视角下更可见。图案13可直接与多色调图像10的内容有关或可不直接与多色调图像10的内容有关。在此实施例中，该凸起图案层横跨相同的区域9延伸，但是不反射多色调图像的特征，而是包括网格图案，该网格图案的线宽横跨该区域从左向右变化，使得它逐渐消失至在区域9的右侧不存在。优选地，该凸起图案层是触觉型的(即，可以通过人类触摸来检测)，但这不是必须的。

上文所描述的类别的凸起图案层可以独自被用来为多色调图像特征添加复杂度。然而，优选的是，通过根据类似的丝网图案布置乳浊层6中的一个来将该图案与多色调图像结合。

在先前的实施方案中，已经以大体上同质的方式铺设每个乳浊层6a至6d，以便均匀地覆盖基底5的期望的部分，至少在对裸眼可见的宏观规模上。在实践中，可以例如通过凹版印刷来形成这样的层，凹版印刷包括从一个单元阵列施加乳浊材料，该单元阵列的大小通常对于任何所得到的图案结构太小而不能够对裸眼可见。

然而，在本实施例中，所述乳浊层中的一个或多个是根据丝网元件(诸如，点或线)阵列形成的，所述丝网元件足够大使得丝网结构对裸眼可见。在图6(b)中示出了这样的乳浊层6a’的一个实施例。可以设置此乳浊层6a’替代层6a或作为一个附加的层。在此实施例中，现在根据布置在正交网格上的点的丝网来施加覆盖多色调图像的部分10a至10d的子图像的圆形元件。点元件的大小横跨该区域从左侧的小变化到右侧的大。这导致多色调图案中可见的色调的小尺度结构与凸起图案层13的小尺度结构相互作用。两个丝网图案被选择成具有类似的大小和元件形状，凸起图案层13的丝网图案在区域9的左手侧上占主导，乳浊层6a’的丝网图案在右手侧上占主导。

在以上实施例中，所述多色调图像将是单色的，即，以不同的暗度水平显示相同颜色的多个明暗度。通常在乳浊层是白色的、灰白色的或灰色的情况下，多色调图像10将以灰度级显现，其中色调从白色到深灰色或黑色，中间的是多个中间灰色色调。然而，在一些情况下，将期望以不同于乳浊层的颜色的单个颜色或以多个颜色为多色调图像10着色。

图7示出了第三实施方案，其中通过添加相同图像的印记8来为多色调图像10着色，在此情况下，印记8由两个印刷制品8a和8b形成，所述印刷制品8a和8b被定位在聚合物基底5的相应的表面上、在每侧上的乳浊层6a至6d之下。在此实施例中，多色调图像10是三维立方体，且被定位在区域9内部的透明窗区域12中。介质1的构造与先前的实施方案中的大体上相同，其中聚合物基底5具有根据相应的子图像施加到每侧以限定多色调图像10中所期望的不同的色调的乳浊层6a至6d。在此实施例中，两个乳浊层6a、6b被施加到基底5的第一表面，层6a限定该立方体的、被对应于窗12的间隙包围的部分10a和10b，层6b仅存在于该立方体的部分10b中，导致该部分具有比部分10a更高的光学密度。另外两个乳浊层6c、6d被设置在基底5的第二表面上，根据与层6b相同的子图像来限定层6c并且根据与层6a相同的子图像来限定层6d。当然，如果期望的话，可以根据另一些不同的子图像来设置更多的乳浊层，以增加多色调图像的复杂度。

多色调图像10的印记8包括优选地不同颜色的两个制品8a、8b。例如，其中一个制品8a可以横跨对应于多色调图像的整个区域(即，区域10a和10b)设置整体的、一个颜色(例如，红色)的实心区域。这与通过乳浊层6a至6d实现的明暗处理组合形成红色三维立方体的图像10，其中该图像的不同部分具有由不同光学密度的乳浊层彼此组合造成的相对浅或相对深的红色明暗度。另一个制品8b可以与第一制品8a相同，且具有相同的颜色，以增加颜色的强度。替代地，第二制品可以具有不同的颜色，且被配置为提供多色调图像的不同元素——例如第一制品可以仅被设置在图像的部分10a中，且第二制品可以仅被设置在部分10b中，以使得该立方体的两个面以不同的颜色显现——或者第二制品可以与第一制品重叠，以提供中间颜色，诸如，在第一制品是红色且第二制品是黄色的情况下的橙色。替代地，所述制品中的一个可以被设置为深颜色(诸如黑色)且被用来为多色调图像提供附加的明暗度，例如，仅被设置在图像的旨在具有最深色调的部分中。印刷制品中的任何一个或多个可以有利地本身是多色调的，例如被形成为半色调图像，以将又一个复杂度引入到特征。

可以使用任何可用的施加技术来施加印记8，且印记8可以包括单个制品或多个制品。例如，可以通过凹版印刷、柔性版印刷、平版印刷或任何其他可用的印刷技术来施加印记8，或通过施加遍及的油墨层然后选择性地移除该油墨层的一部分——例如通过激光烧蚀或蚀刻——以限定图像来施加印记8。形成该图像的组成应优选地是至少半透明的，以使得它不使乳浊层6中创建的光学密度的变化无效。

通常优选的是，印记8被定位在乳浊层之下——即，在乳浊层和聚合物基底5之间(可选地在底漆层的顶部之上)，如图7(b)中所示出的。然而，这不是必须的且该印记可以被定位在任何乳浊层之间。不太优选的是，印记8被定位在最外乳浊层6b、6d的外表面上，因为在此情况下，它的反射颜色可能覆盖特征的多色调效应，尤其是当在反射中查看时。

此类别的印记8可以被纳入到任何目前所公开的实施方案中。

图8例示了安全印刷介质的第四实施方案，以平面视图单独地示出了施加到聚合物基底5的每个层。层8a、6b、6d和6f以该顺序施加到基底5的第一表面，层8b、6a、6c和6e以该顺序施加到基底5的第二表面(尽管如先前所提及的，所述层的顺序以及每个层被施加到基底的哪个表面上是不重要的)。如同之前，基底5可以在其任一个表面上承载附加的层，诸如底漆层，该底漆层在此未示出。该安全印刷介质包括六个乳浊层6a至6f，每个根据一个不同的子图像来施加，如该图中所例示的。应领会的是，虽然在实践中乳浊层通常是白色的，但是在此在层6a至6f中的每个层中乳浊材料被例示为黑色，以便在该图中可见。因此，在子图像中的每个中被黑色包围的白色部分事实上对应于所述子图像中的间隙，且黑色部分代表存在乳浊材料的区域。层8a和8b是以与上文关于图7所描述的相同方式、与乳浊层6a至6f的颜色形成对比的颜色形成印记8的两个制品。在此实施例中，制品8a是紫色的平坦(二元)印记，制品8b是黑色的多色调印记。

共同地，图8中所描绘的层形成三维扭曲环结构的多色调图像10。参考制品8b，当在透射光中查看介质1时，该环的标记为F的部分显现为物品的最前部分(即，朝向查看者突出)，标记为R的部分显现为物品的最后部分(即，远离查看者突出)，这是通过将该图像的部分F布置成具有最低的光密度、通过在最大数目的乳浊层6a至6f中将该部分设置有对应的间隙来实现的：事实上，如可以通过比较层6a中的标记为F的位置与层6b至6f中的每个层中的相同位置所理解的，将看到的是，所有的乳浊层6a至6f横跨该图像的部分F具有对齐的间隙，因此在此不存在乳浊材料，仅存在印刷制品8a和8b的油墨。因此，当在透射光中查看时，部分F将显现为浅且亮的明暗度的紫色。

与之相反，通过未布置任何乳浊层6a至6f以在此位置具有间隙，使得区域R设置有高光学密度。这可以通过将层6f中的标记为R的部分与层6a至6e中的每个层的相同位置进行比较来理解。

该环的将部分R连结到部分F的其他部分凭借存在于每个部分中的不同数目的乳浊层而具有中间色调，导致该图像的明暗度大体上连续变化，产生强烈的三维效果。

如在先前的实施方案中，所述子图像中的每一个根据不同的色调范围来有效地限定多色调图像的多个部分。在此情况下，层6a将该图像的具有最浅色调(或光学密度)(例如从0％至16％)的部分限定为间隙，而层6b、6c、6d、6e和6f中的每一个中的相应的间隙分别对应于大小增大的不同的色调值范围——例如，0％至33％；0％至50％；0％至66％；0％至82％和0％至95％。应注意的是，在此实施例中，所有的子图像6a至6f都是负像，而印刷制品8a和8b都是正像。

在此实施方案中，所述子图像中的每个子图像是如上文参考图3所描述的多色调图像，每个子图像中的间隙的边缘通过中间色调的边界区域而被“变柔和”，使得在最终的多色调图像中从一个色调到下一个色调的转变显现为逐渐的。然而，这不是必须的。

在此实施例中，通过印刷制品8b最终的图像的多色调性质被进一步增强，该印刷制品8b是深颜色的多色调(例如，半色调)制品，该制品被配置为为扭曲环结构提供附加的清晰度和明暗处理。

图9中示出了安全印刷介质的第五实施方案，以与图8中相同的方式以平面视图单独地描述多个层。在此情况下，三个乳浊层6b、6d和6f被设置在聚合物基底5的第一表面上，且三个乳浊层6a、6c和6e被设置在该聚合物基底的第二表面上。再次，在所述图中，在每个子图像中被黑色包围的白色部分事实上对应于所述子图像的间隙，黑色部分代表存在乳浊材料的区域。在此，多色调图像包括人的肖像P、建筑物B的绘画以及条元件S，它们的选定部分在每个子图像中是可见的(为了清楚起见仅被标注在层6a中)。透明窗12包围肖像P的至少一部分。

此多色调图像被设计为用于在反射光中对照暗背景查看，尽管它在透射光中也是可见的(肖像显现为相反)。因此，该图像的期望显现为最亮的部分(诸如，人的鼻子和他的颧骨)要求最高的光学密度，且将要显现为最暗的部分(诸如，他的眉毛之下和他的手指之下的阴影)要求最低的光学密度。在此情况下，该图像的最暗部分具有0％的光学密度，即，乳浊材料不存在于所有六个层中，意味着，下面的背景的深颜色未被遮蔽，如可以通过注意到这些部分对应于所述子图像中的每一子个图像中的间隙(即，所述图中的白色区域)所理解的。与之相反，肖像的最亮部分在所述子图像中的每一子个图像中设置有乳浊材料(即，所述图中的黑色区域)。

再次，所述子图像根据多色调图像的多个部分的期望的色调来限定这些部分。然而，在此实施方案中，子图像6a和6b彼此相同，子图像6c和6d彼此相同，子图像6e和6d彼此相同。因此，子图像6a和6b将该多色调图像的光学密度在0％至小于33％的范围内的部分限定为间隙；子图像6c和6d将光学密度在0％至小于66％的范围内的部分限定为间隙，且子图像6e和6f将光学密度在0％至95％的范围内的部分限定为间隙。在此情况下，所述子图像中的每个是正像。如在先前的实施方案中，将所述层施加到基底所按的顺序是不重要的。

图9中示出的构造将导致单色的多色调图像。为了向该图像提供附加的颜色，可以添加一个或多个印刷制品，在图10中示出了这些印刷制品的实施例。在此，示出了三个印刷制品8a、8b和8c。制品8a被定位在基底5的第一表面上、在图9中所示出的乳浊层6b下方，且制品8b和8c被定位在基底5的第二表面上、在乳浊层6a下方。在此情况下，印刷制品8a、8b和8c中的每个是不同颜色的多色调制品。例如，制品8a可以是红色的、制品8b可以是棕色的且制品8c可以是蓝色的。所述印记为所述多色调图像提供多种颜色和附加的明暗处理。

图11示出了安全印刷介质的第六实施方案。再次，以平面视图单独示出了形成安全印刷介质的多个层。三个乳浊层6a、6b、6c被施加到基底5的第一侧，且三个附加的、可选的乳浊层7a、7b、7c被施加到另一侧。在此情况下，横跨基底5均匀地施加三个乳浊层7a、7b、7c，因此除了在整个该多色调图像内均匀地增加其光学密度之外，没有有助于该多色调图像。以与先前所描述的相同的方式根据不同的子图像限定层6a、6b和6c中的每个层。在此情况下，所得到的多色调图像是互锁几何元件的复杂图案。该图案的不同部分凭借在任一个位置处存在的乳浊层的数目而被设置有不同的色调。如在图8和图9中，在子图像中的每个中所例示的白色部分事实上对应于所述子图像中的间隙，且黑色部分代表存在乳浊材料的区域。因此在此情况下，层6c中可见的细线(其与图6b中的更粗的黑线的中心对齐且与图6c中的还要更粗的黑色区域对齐)最终将具有最高的光学密度，而介于中间的区域将具有最低的光学密度。结果，在最终的图像中，图案的不同部分将显现为朝向查看者突出和远离查看者突出，形成三维效果。如在先前的实施方案中，将乳浊层施加到基底所按的顺序是不重要的且基底在层堆叠内的位置也可以随意选择——例如，基底S可以被定位在层6c和6b之间，或被定位在层7a和7b之间，或被定位在该堆叠中的任何其他两个相邻的层之间。

再次，所述子图像中的每个根据图案的多个部分的光学密度来限定这些部分，且在此情况下，所述的子图像是正像。

在所有的以上实施方案中，优选的是，每个乳浊层具有在0.1至0.5的范围内、更优选地在0.1至0.3的范围内的光学密度(如在透射光密度计(诸如，MacBeth TD932)上测量的，该透射光密度计具有等于直径为1mm的圆的面积的孔径面积)。有利地，所述乳浊层每个在CIEL^*a^*b^*颜色空间中具有至少70、优选地至少80且更优选地至少90的亮度L^*。优选地，所述乳浊层应是白色的、灰白色的或灰色的。每个乳浊层的组成可以彼此相同或彼此不同。在优选的实施方案中，在基底的每侧上的乳浊层中的一个可以包括导电颗粒以减少静电荷效应。优选地，这是每侧上的倒数第二层：例如，图1中的层7和6a、图8中的层6d和6c、图9中的层6d和6c以及图11中的层6b和7b。

用于任何以上实施方案的乳浊涂层通常将包括树脂(诸如，聚氨酯基树脂、聚酯基树脂或环氧基树脂)和乳浊颜料(诸如，二氧化钛(TiO2)、二氧化硅、氧化锌、氧化锡、黏土或碳酸钙)。

可以通过任何合适的施加方法来施加每个乳浊层，这允许根据相应的子图像来对它们进行选择性施加。通常，将通过凹版印刷来施加每个乳浊层。替代地，可以使用柔性版印刷、丝网印刷或平版印刷中的任何一个来施加每个乳浊层。所述乳浊层和任何印刷制品优选地应以彼此配准的方式来施加，如可以通过以相同的在线加工来施加它们全部所实现的。如已经提及的，在所述乳浊层(以及任何可选的印刷制品)之前可以将附加的层(诸如，底漆)施加到基底。另一些层可以被施加到所述乳浊层的外部，诸如，保护层(优选地透明的)或能接收印记的涂层。

然后上文所描述的安全印刷介质可以被加工成安全票证。在这样做时所涉及的加工步骤可以在单独的加工线上实施，通常在不同的制造场所处，且可选地通过不同的实体。在图12(a)中以平面视图且在图12(b)中以横截面示出了使用上文关于图1所描述的安全印刷介质1形成的安全票证100的一个实施例。已经被设置作为安全印刷介质1的一部分的所有的部件(包括多色调图像10)是如先前关于图1、图2和图3所描述的，且因此不再次对其进行描述。

该安全票证包括图形层20，在此实施例中，图形层20被施加到安全印刷介质1的外表面，即，被施加到最外乳浊层6a和6c的表面。在其他情况下，图形层20可以仅被施加到所述表面中的一个或另一个。如先前提及的，在所述乳浊层和所述图形层之间可以存在中间层，诸如保护层或底漆。在此实施例中，该安全票证是钞票，且因此所述图形层包括背景安全图案20a(诸如，连结环)以及标识符(诸如，面额信息20b)。可以在单个制品或以多个制品中施加图形层20，可选地使用不止一种印刷技术。可以利用任何可用的印刷技术来形成将被施加到常规的聚合物票证基底的所述图形层，例如，凹雕印刷、凹版印刷、柔性版印刷、平版印刷等。

图12还例示了其他安全装置的实施例，所述安全装置可以可选地被施加到所述安全印刷介质以形成安全票证，诸如，窗3中的光学可变装置21、例如，波纹放大装置、透镜状装置或整体成像装置，如可以通过在聚合物基底5的一侧上浇铸-固化或层压透镜阵列，且在另一侧上形成图像元件所形成的。还描绘了呈补片的形式的安全装置22，该安全装置22已经被施加到该安全印刷介质的表面，例如，通过层压或热冲压。安全装置22可以包括衍射光学元件，例如，诸如全息图。

通过在所述层中的任何一个中引入可检测的材料或通过引入单独的机器可读的层，可以可选地将本发明的安全票证和安装装置制成机器可读的。对外部刺激做出反应的可检测的材料包括但不限于荧光材料、磷光材料、红外吸收材料、热致变色材料、光致变色材料、磁性材料、电致变色材料、导电材料和压致变色材料。

Claims (48)

1.一种用于形成安全票证的安全印刷介质，包括：一个透明的或半透明的聚合物基底，所述基底具有相对的第一表面和第二表面；以及多个重叠的乳浊层，所述乳浊层被布置在所述聚合物基底的所述第一表面和/或第二表面上，每个所述乳浊层是一个布置在所述聚合物基底的大体上整个区域之上的半透光材料层，其中至少当在透射光中查看所述安全印刷介质时，在所述基底的至少一个区域中，通过所述多个重叠的乳浊层彼此组合表现出一个多色调图像，所述多个重叠的乳浊层中的每个具有其中不存在该层的半透光材料的间隙，每个层的间隙根据一个不同的相应的子图像来限定，所述子图像组合限定所述多色调图像，其中所有子图像是所述多色调图像的不同的负像版本，或所有子图像是所述多色调图像的不同的正像版本，由此在任何一个位置处的彼此重叠的乳浊层的数目横跨所述基底变化，所得到的、所述多个重叠的乳浊层彼此组合的光学密度的变化导致所述多色调图像的多个色调。

2.根据权利要求1所述的安全印刷介质，其中每个子图像限定所述多色调图像的具有落入相应的色调值范围内的色调值的部分，每个相应的色调值范围的大小是不同的。

3.根据权利要求2所述的安全印刷介质，其中当所述子图像的色调值范围根据增加的大小排序时，每个色调值范围落入次序中的下一个色调值范围内。

4.根据权利要求3所述的安全印刷介质，其中所有的色调值范围共享大体上相同的第一端值且它们的第二端值不同。

5.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，其中所述子图像中的至少一些是多色调子图像，优选地是半色调子图像。

6.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，其中所有的乳浊层大体上颜色彼此相同，优选地是白色的或灰色的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，还包括颜色为在视觉上与所述乳浊层形成对比的一种或多种颜色的至少部分所述多色调图像的单色调或多色调印记，所述印记被定位在所述乳浊层中的至少一个，优选地所有乳浊层，与所述聚合物基底之间在所述聚合物基底的所述第一表面和/或第二表面上，所述多色调图像的印记与所述乳浊层中的子图像对齐。

8.根据权利要求7所述的安全印刷介质，其中所述印记是多色调印记，且包括至少一个多色调印刷制品，优选地包括至少一个半色调印刷制品。

9.根据权利要求7或8所述的安全印刷介质，其中所述印记包括颜色不同的至少两个印刷制品。

10.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，其中所述子图像被配置为使得，相对于在对应于所述多色调图像中的较浅色调的位置处彼此重叠的乳浊层的数目，在横跨所述基底的对应于所述多色调图像中的较深色调的位置处更多数目的乳浊层彼此重叠，所述多色调图像被配置为用于在透射光中查看。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的安全印刷介质，其中所述子图像被配置为使得，相对于在对应于所述多色调图像中的较浅色调的位置处彼此重叠的乳浊层的数目，在横跨所述基底的对应于所述多色调图像中的较深色调的位置处更少数目的乳浊层彼此重叠，所述多色调图像被配置为用于在反射光中查看。

12.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，其中所述多个重叠的乳浊层包括至少三个，优选地至少四个，更优选地至少六个重叠的乳浊层，每个乳浊层具有根据一个不同的相应的子图像限定的间隙。

13.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，其中所述多个重叠的乳浊层中的至少一个被设置在所述聚合物基底的所述第一表面和第二表面中的每个表面上，优选地所述多个重叠的乳浊层中的一半被设置在所述第一表面和第二表面中的每个表面上。

14.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，还包括一个或多个附加的乳浊层，每个附加的乳浊层包括一个布置在所述聚合物基底的大体上整个区域之上的半透明材料层，所述一个或多个附加的乳浊层每个横跨所述基底的含有所述多色调图像的区域连续地延伸或包括一个大体上横跨该区域的间隙。

15.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，其中横跨所述基底的至少50％、优选地横跨所述基底的80％且更优选地横跨整个基底在所述区域外部布置所述多个乳浊层。

16.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，还包括通过每个乳浊层中的对齐的间隙形成的至少一个透明窗区域，所述至少一个透明窗区域优选地大体上包围所述多色调图像。

17.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，其中所述子图像中的至少一个由一个丝网元件阵列形成，所述丝网元件大到足以能够由裸眼单独辨别，所述丝网元件的大小横跨所述阵列变化以限定所述子图像。

18.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，还包括施加到所述基底的一侧或两侧上的最外乳浊层的凸起图案层，所述凸起图案层包括一个丝网元件阵列，所述丝网元件大到足以能够由裸眼单独辨别，所述凸起图案层优选地是触觉型的和/或具有根据视角变化的可见性。

19.根据权利要求17和18所述的安全印刷介质，其中形成所述子图像中的至少一个的丝网元件阵列被布置成与形成所述凸起图案层的丝网元件阵列在视觉上协作。

20.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，其中所述乳浊层是印刷的乳浊层，优选地通过凹版印刷施加到所述基底。

21.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，其中以丝网元件阵列的形式施加至少一些乳浊层，所述丝网元件太小而不能够由裸眼单独辨别。

22.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，至少一个乳浊层包括导电颗粒。

23.根据前述权利要求中任一项所述的安全印刷介质，其中所述多色调图像包括三维物品的图像，所述三维物品优选地是几何学的实心模型或线框模型、人、动物、建筑物或其他建筑结构、或三维徽标。

24.一种安全票证，包括：根据权利要求1至23中任一项所述的安全印刷介质；以及至少一个图形层，所述图形层被施加到所述聚合物基底的第一表面和/或第二表面上的最外乳浊层上。

25.根据权利要求24所述的安全票证，其中所述安全票证是钞票、识别票证、护照、许可证、支票、签证、邮票或证书。

26.一种制作安全印刷介质的方法，包括：

提供具有相对的第一表面和第二表面的透明的或半透明的聚合物基底；

将多个重叠的乳浊层施加到所述聚合物基底的所述第一表面和/或第二表面上，每个乳浊层是一个布置在所述聚合物基底的大体上整个区域之上的半透光材料层，横跨所述基底的至少一个区域，根据一个不同的相应的子图像施加每个乳浊层；

由此所述多个重叠的乳浊层中的每个具有其中不存在该层的半透光材料的间隙，每个层的间隙根据一个不同的相应的子图像来限定，所述子图像组合限定一个多色调图像，至少当在透射光中查看所述安全印刷介质时，通过多个重叠的乳浊层彼此组合表现出所述多色调图像，其中所有子图像是所述多色调图像的不同的负像版本，或所有子图像是所述多色调图像的不同的正像版本，由此在任何一个位置处彼此重叠的乳浊层的数目横跨所述基底变化，所得到的、所述多个重叠的乳浊层彼此组合的光学密度的变化导致所述多色调图像的多个色调。

27.根据权利要求26所述的制作安全印刷介质的方法，其中每个子图像限定所述多色调图像的具有落入相应的色调值范围内的色调值的部分，每个相应的色调值范围的大小是不同的。

28.根据权利要求27所述的制作安全印刷介质的方法，当所述子图像的色调值范围根据增加的大小排序时，每个色调值范围落入次序中的下一个色调值范围内。

29.根据权利要求28所述的制作安全印刷介质的方法，其中所有的色调值范围共享大体上相同的第一端值且它们的第二端值不同。

30.根据权利要求26至29中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，其中所述子图像中的至少一些是多色调子图像，优选地是半色调子图像。

31.根据权利要求26至30中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，所有的乳浊层大体上颜色彼此相同，优选地是白色的或灰色的。

32.根据权利要求26至31中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，还包括施加颜色为在视觉上与所述乳浊层形成对比的一种或多种颜色的至少部分所述多色调图像的单色调或多色调印记，所述多色调图像的所述印记与所述乳浊层中的子图像对齐，其中在施加至少一个乳浊层之前，优选地在施加所有乳浊层之前，将所述印记施加到所述基底。

33.根据权利要求32所述的制作安全印刷介质的方法，其中所述印记是多色调印记，且包括至少一个多色调印刷制品，优选地包括至少一个半色调印刷制品。

34.根据权利要求32或33所述的制作安全印刷介质的方法，其中所述印记包括颜色不同的至少两个印刷制品。

35.根据权利要求26至34中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，其中施加所述多个重叠的乳浊层包括施加至少三个、优选地至少四个、更优选地至少六个重叠的乳浊层，每个乳浊层具有根据一个不同的相应的子图像限定的间隙。

36.根据权利要求26至35中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，其中施加所述多个重叠的乳浊层包括将所述多个重叠的乳浊层中的至少一个施加在所述聚合物基底的所述第一表面上，并将所述多个重叠的乳浊层中的至少一个施加在所述聚合物基底的所述第二表面上，优选地将所述多个重叠的乳浊层中的一半施加在所述第一表面和第二表面中的每个表面上。

37.根据权利要求26至36中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，还包括施加一个或多个附加的乳浊层，每个附加的乳浊层包括一个布置在所述聚合物基底的大体上整个区域之上的半透光材料层，所述一个或多个附加的乳浊层每个横跨所述基底的含有所述多色调图像的区域连续地延伸或包括一个大体上横跨该区域的间隙。

38.根据权利要求26至37中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，施加所述多个重叠的乳浊层包括横跨所述基底的至少50％、优选地横跨所述基底的80％且更优选地横跨整个基底在所述区域外部施加所述乳浊层。

39.根据权利要求26至38中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，其中所述多个重叠的乳浊层被施加成使得在它们中的每个层中的间隙对齐以形成至少一个透明窗区域，所述至少一个透明窗区域优选地大体上包围所述多色调图像。

40.根据权利要求中26至39中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，其中以限定相应的子图像的一个丝网元件阵列的形式施加至少一个乳浊层，所述丝网元件大到足以能够由裸眼单独辨别，所述丝网元件的大小横跨所述阵列变化以限定所述子图像。

41.根据权利要求26至40中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，还包括将一个凸起图案层施加到所述基底的一侧或两侧上的最外乳浊层，所述凸起图案层包括一个丝网元件阵列，所述丝网元件大到足以能够由裸眼单独辨别，所述凸起图案层优选地是触觉型的和/或具有根据视角变化的可见性。

42.根据权利要求40和41所述的制作安全印刷介质的方法，其中形成所述子图像中的至少一个的丝网元件阵列被布置成与形成所述凸起图案层的丝网元件阵列在视觉上协作。

43.根据权利要求26至42中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，其中通过印刷施加所述乳浊层，优选地通过凹版印刷。

44.根据权利要求26至43中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，其中以丝网元件阵列的形式施加至少一些乳浊层，所述丝网元件太小而不能够由裸眼单独辨别。

45.根据权利要求26至44中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，其中至少一个乳浊层包括导电颗粒。

46.根据权利要求26至45中任一项所述的制作安全印刷介质的方法，其中所述多色调图像包括三维物品的图像，所述三维物品优选地是几何学的实心模型或线框模型、人、动物、建筑物或其他建筑结构、或三维徽标。

47.一种制作安全票证的方法，所述方法包括：

根据权利要求26至46中任一项所述的方法制作安全印刷介质；以及

将至少一个图形层施加到所述聚合物基底的所述第一表面和/或第二表面上的最外乳浊层。

48.根据权利要求47所述的制作安全票证的方法，其中所述安全票证是钞票、识别票证、护照、许可证、支票、签证、邮票或证书。