CN109070620A - 制造安全装置的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造安全装置的方法包括：提供具有观察区域的基材；在观察区域中提供遮蔽层；提供第一图像，其是由分别具有相应颜色的第一和第二组颜色分量的第一和第二子图像形成的颜色复合图像，该第一和第二子图像中的每个具有遮蔽层的指定侧；提供代表第二图像的掩模，该掩模指示待调换的颜色分量的位置，该待调换的颜色分量将被调换到与遮蔽层的其指定侧相反的侧；将掩模施加到颜色复合图像，并且将由掩模指示的每个位置处的第一和第二子图像的颜色分量调换到与其指定侧相反的一侧，以形成：表示被调换侧上的被调换的颜色分量的掩模图案，表示指定侧上的未调换的颜色分量的背景图案。该方法还包括将掩模和背景图案印刷在遮蔽层的其对应侧上。当以反射方式观察遮蔽层的一侧时，印刷图案之间的遮蔽层降低了另一侧上的颜色的可见性，当在透射光下观察安全装置时，遮蔽层允许光穿过观察区域。当在反射光下观察该观察区域的任一侧时，该侧上的图案是占主导性地可见的，并且至少可以通过它们的颜色来区分。当从观察区域的任一侧以透射光观察该观察区域时，该观察区域足够透明使得重叠的图案的重叠的不同颜色之间的颜色混合导致了颜色复合图像可见。

Description

制造安全装置的方法
技术领域
本发明涉及制造安全装置的方法并涉及相应的产品。安全装置通常用于安全文件，例如钞票、支票、护照、身份证、真品证书、印花税票及其他安全文件，以确认其真实性。
背景技术
过去已经提出了各种安全装置来防止安全文件被伪造或欺诈性生产。特别有用的安全装置是易于由用户验证但难以生产的安全装置。这种安全装置的实例是“透视”特征，其中在相对于彼此精确套准的文件的每一侧上提供互补图像，使得当文件被光照射时，背面上的图像将恰好配合正面上的图像中的空处。例如，每个图像可以包括一系列有色片段，片的一侧上的片段配合在另一侧上的片段之间的空处内。这些图像的印刷通常用专门的平版印刷机进行，该印刷机允许在一次印刷运行期间同时进行正面和背面印刷。
透视特征具有四种目视检查模式-在反射光下观察文件第一侧上的图像，在反射光下观察文件另一侧上的图像，通过透射光观察，从第一侧观察的复合图像，并且该侧上的图像占主导，以及最后从片的另一侧上观察的复合图像，该侧上的图像占主导。在透射式观察透视特征时，看到文件相反侧上的图像在真实文件中套准。
一些已知的安全装置包括具有观察区域的基材，其在一侧上设置有第一标记，并在另一侧上设置有覆盖第一标记的第二标记。基材可以携带与第二标记对齐的遮蔽材料，用以防止在反射辐射下从基材的一侧观察到第二标记。
其他已知的安全特征包括在文件的前后表面上对齐的图案。文件可以是足够透明的，以允许透视文件背面上的部分图像，其被叠加在文件正面上的部分图像上，以在如果图案被正确地对齐时形成完整图像。
利用减色混合的安全装置也是已知的。当在任一侧上以反射方式观察这种装置时，两种颜色之间的对比使得能够区分该侧上的两个图案。然而，当以透射观察该装置时，重叠的不同颜色从入射光中减去相应的波长或波长带，使得透射过两组重叠图案的合成光具有基本相同的颜色，并且因此不再可能在各个图案之间进行区分。
尽管现有技术中的安全装置表现令人满意，但它们具有许多缺点。特别地，常规的透视特征的图案必须相对于彼此精确地套准，以使图像可被识别。如果装置任一侧上提供的图案未对齐，则无法识别完整图像。
本发明旨在避免现有技术中的安全特征的缺点，并提供改进的特征，其表现出防止伪造的新颖的惊人效果。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种制造安全装置的方法，该方法包括：
提供具有观察区域的基材；
在观察区域中提供遮蔽层(模糊层)；
提供第一图像，该第一图像是由第一和第二子图像形成的颜色复合图像，该第一和第二子图像分别具有相应颜色的第一和第二组颜色分量，该第一和第二子图像中的每个具有遮蔽层的指定侧；
提供代表第二图像的掩模，该掩模指示待调换的颜色分量的位置，该待调换的颜色分量将被调换至遮蔽层的其指定侧相反的侧的；
通过将由掩模指示的每个位置处的第一和第二子图像的颜色分量调换到与其指定侧相反的一侧，将掩模施加到颜色复合图像，以形成：
-掩模图案，其表示调换侧上的调换颜色分量，以及
-背景图案，其表示未调换的颜色分量的指定侧上的未调换的颜色分量；
将掩模和背景图案印刷在遮蔽层的其对应侧上；
其中，当以反射方式观察遮蔽层的一侧时，印刷图案之间的遮蔽层降低了另一侧上的颜色的可见性，当在透射光下观察安全装置时，遮蔽层允许光穿过观察区域，从而
-当在反射光下观察该观察区域的任一侧时，该侧上的图案是占主导性地可见，并且至少可以通过它们的颜色来区分；以及
-当从观察区域的任一侧以透射光观察该观察区域时，该观察区域足够透明使得重叠的图案的重叠的不同颜色之间的颜色混合导致了颜色复合图像可见。
我们已经开发了一种新型的透视特征，其中，形成待以透射方式观察的第一颜色复合(通常是“全色”)的图像的相应颜色的子图像在遮蔽层的两侧上“分开”。表示子图像的每组颜色分量最初被指定给遮蔽层的一侧。然后处理颜色复合图像以形成待以反射方式观察的第二图像。具体地，通过将掩模施加到颜色复合图像并将颜色分量调换到与其初始指定侧相反的遮蔽层一侧来获得掩模图案和背景图案。该掩模代表第二图像并指示待调换到遮蔽层的相反侧的颜色复合图像的颜色分量的位置。描绘第二图像的掩模图案在反射中占主导性地可见，而第一颜色复合图像在透射中显露。这种光学效果是出乎意料的，并且因此对观察者来说是惊人的和令人难忘的。该安全装置的优点是其易于检验但难以制造的。
图像中的每个位置表示与图像中的特定方位相关联的图像信号。图像可以是像素化的，尽管这不是必需的。像素化的图像中的每个位置可以被称为“像素”或“点”。颜色复合图像是多维阵列，其中每个位置值是以颜色坐标形式的一组颜色空间坐标。应当理解，如果需要，“一组颜色分量”可以仅包括一个颜色分量。可以说颜色复合图像由两个或更多个子图像形成，每个子图像没有、具有一个或具有多个相应颜色的“颜色分量”。取决于所选择的印刷技术和颜色模型，子图像可以布置在颜色层中。
例如，“CMYK”颜色模型是在标准印刷技术中使用的减色模型，其中青色、品红色、黄色和黑色(“定位套版色”(“key”)或“K”，其不允许光透射)各自形成单种颜色的子图像。因此，子图像由相同颜色的颜色分量形成，并且可以被认为是颜色分量层。术语“子图像”和“颜色分量层”可以互换使用，但是应当理解，通常，子图像不是有序的或不是均匀的。实际上，存在或不存在子图像中各个位置处的颜色分量决定了全复合图像的颜色。全色复合图像的每个位置具有来自没有或一个或多个子图像的颜色分量。
然后将颜色复合(多分量)图像“分开”成对应颜色的子图像，每个子图像具有颜色分量，并且将每个子图像指定给观察区域中的遮蔽层的一侧。当在透明基材的一侧或两侧上印刷时，子图像的组合由于颜色混合而提供颜色复合图像。当以透射方式观察时在特定位置处的观察区域的任一侧上可见的颜色与以反射方式观察时不同。这对于掩模的和背景区两者(那些未被掩模调换的区，其可以称为非掩模区)都是如此，因为在透射中，颜色混合导致全色复合图像可见。优选地，在复合图像中没有位置具有被分开或指定遮蔽层的任一侧的相同颜色，使得颜色混合效果发生在复合图像的所有位置处。因此，颜色复合图像的整个掩模的以及背景(非掩模)区中发生颜色混合。根据所选择的颜色模型，颜色混合可以是加色而不是减色。
应当理解，在基材上印刷颜色分量的顺序(即在调换之前或之后)在以透射方式观察时无关紧要，因为由颜色混合导致的每个位置处的最终颜色是由于视线中的所有颜色分量的组合。因此，在与透射方向对应的方向上无论印刷层中的各个颜色分量的位置如何，以透射方式所得到的颜色都是相同的。另一方面，遮蔽层的任一侧的分量的位置是重要的，因为它确定了以从遮蔽层反射方式观察到的颜色。
颜色复合(通常是全色)图像可以与“二值图像”形成对比。二值图像是二维阵列，其具有单个颜色空间坐标，并且因此仅包含位置信息。二值图像不包含其特定颜色的信息。最基本类型的“二值图像”是黑白图像，由二维阵列表示，其中黑色像素所具有的值为“1”，而白色像素所具有的值为“0”。
“掩模”提供那些将被调换到遮蔽层的另一侧的每个子图像的分量的位置信息。掩模用于筛选复合图像以在由掩模指示的位置处获得由颜色分量构成的掩模图案。例如，掩模图案可以是像素化的(即“点丝网”)，包括掩模“内”的像素分量(即掩模指示的位置)，但是应当理解，分量可以采用任何合适的形状和尺寸，因为该图像不是必须像素化。在二值图像中，“掩模图案”通过定义其位置的分量值(“1”或“0”)与背景图案来区分。在颜色复合图像中，掩模图案通过其颜色空间中的分量值与背景图案区分开。掩模图案将印刷在相反的经调换的侧面上，而背景图案将印刷在最初指定的一侧。
根据本发明，选择特定掩模以描绘出待以反射方式观察的所需第二图像，该第二图像由第一颜色复合图像的经调换的颜色分量形成的背景图案和有色掩模构成。换而言之，被选择用于处理第一颜色复合图像的掩模代表所需的第二图像。
选择特定的颜色复合图像颜色和分开遮蔽层两侧的颜色分量，使得当根据掩模调换分量时，通常对以反射反式来观察的背景图案进行排序，以便在同一面上将掩模图案相对于背景图案“突出”并在反射中区分。优选地，有色的掩模图案和背景图案限定了相应颜色的实心区，以便在以反射方式观察时能够很好地区分。
背景图案由“未调换的”颜色分量形成，这些颜色分量是掩模“外”的那些分量(即，在掩模所指示的位置之外的位置)。因此，以反射方式观察的一侧上的背景图案的颜色是由被指定给该特定侧的全色图像的颜色分量形成的颜色。相反，在调换之前，该侧上的掩模图案的颜色是由被指定给另一侧的颜色复合图像的颜色分量形成的颜色。
印刷的掩模和背景图案分别叠加并且优选彼此套准。换而言之，当印刷时，掩模和背景图案位于基材两侧的镜像(对应)位置处，使得颜色复合图像可以以透射方式显露。
图案被印刷在遮蔽层的任一侧，在基材的透明观察区域的同一或任一侧上。可以使用光刻、UV固化光刻、凹版印刷、凸版印刷、柔版印刷、凹印印刷、数字印刷(诸如喷墨)或丝网印刷来印刷图案。印刷在基材的正面和背面上的图案可以同时印刷，例如在光刻的情况下。可以使用常规油墨，诸如有色油墨、白色油墨、黑色油墨、金属油墨、光学可变油墨(诸如包含薄膜光学干涉滤光剂或液晶颜料的那些)等等，来提供图案。还可以采用热致变色油墨、光致变色油墨、磁性油墨、红外吸收油墨以及荧光和磷光油墨。
一方面，当以反射方式观察遮蔽层的第一侧时，该遮蔽层降低了遮蔽层的另一侧上的图案的可见性。因此，遮蔽层的第一侧上的图案是占主导性地可见的，并且对观察者“突出”。另一方面，当以透射方式观察时，遮蔽层是部分透明的，允许光通过观察区域，并且从而允许颜色复合图像可见。
在一些实施方式中，可以将相对高不透明度层印刷到观察区域上。高不透明度层可以是例如颜色复合图像的“K”子图像，掩模可以或可以不施加于其上。除了相对高不透明度层之外，或者替代相对高不透明度层，遮蔽层可以是丝网或掩模涂层形式的气相沉积金属层。遮蔽层可以设置在基材的一侧或两侧上，在印刷的颜色图案之间。遮蔽层本身可以被图案化以描绘出可以包括标记的图像。因此，遮蔽层的适当图案化可以进一步提供集成“隐藏”图像或透射设计的手段。
例如，遮蔽层可以包括具有紧密间隔的细线或点的阵列的丝网，其中，在局部区域中，吸收覆盖将是完整的，即基本上100％，形成了在透射光中显露的永久图像。在替代实施方式中，吸收丝网可包括通过完全去除金属而在局部区中形成的永久图像。替代高不透明度层或除了高不透明度层之外可以提供丝网。
遮蔽层对于反映遮蔽层的任一侧上印刷的颜色分量的颜色是必要的，使得当以反射方式观察时背景图案和掩模的颜色占主导。因此，当在反射光下观察时，防止或最小化与来自遮蔽层的另一侧的分量的颜色混合。另一方面，当在透射光下观察时，遮蔽层确实允许光通过(即，部分地遮蔽)，从而发生颜色混合并且显露全色复合图像而不是掩模和背景图案。
观察区域中的基材可以是与其保护的安全文件的基材相同的基材，例如，可以通过在传统钞票纸的任一侧上印刷图案来施加本发明的安全特征。在这种情况下，基材也将形成遮蔽层。在观察区域中的基材可以比其他地方更透明。在单独的纸基材的情况下，通常在基材的制造期间形成更大透明度的区。
可替代地，基材包括了包含聚合物材料的半透明观察区域。本领域中用于在纸和聚合物基材两者中形成透明区域的技术是已知的。例如，聚合物钞票可以由在基材的两侧上包括不透明涂层的透明基材形成。在基材两侧上的局部区域中省略不透明涂层以形成透明区域。用于在纸基材中制作透明聚合物区域的方法也是已知的。
适用于本发明的聚合物文件基材具有在聚合物基材的一个或两个表面上施加的不透明涂层。每个不透明层包括亚透明的半透明材料，该材料优选是聚合的和非纤维的，例如白色油墨。不透明层各自优选地彼此基本上是相同的颜色(并且颜色在空间上是均匀的)，最优选地是白色或另一种浅颜色，诸如灰白色或灰色，使得稍后施加的图形层将与其形成良好对比。在优选的实例中，不透明层各自具有的CIE L*a*b*颜色空间的亮度L*为至少70，优选至少80，并且更优选至少90。例如，每个不透明层可包括树脂，诸如聚氨酯基树脂、聚酯基树脂或环氧基树脂，和不透明颜料，诸如二氧化钛(TiO2)、硅石、氧化锌、氧化锡、粘土或碳酸钙。
可以将两个或更多个不透明层施加到聚合物基材的每个表面上，以实现必要的不透明度。每层的光学密度本身通常可以为约0.1至0.5。优选地，将3层或更多层施加到每个表面，彼此重叠。
在一优选的实施方式中，聚合物基材的每个表面上的不透明层中的至少一层(优选一层)是电传导性的，例如通过向其中加入传导性颜料。这降低了静电荷的影响，否则静电荷可能在处理期间积累在安全文件上。
优选地，使用诸如凹印印刷的印刷工艺将不透明层施加到聚合物基材上，但是在其它情况下，可以将不透明层涂覆到基材上，或通过胶版印刷、柔性版印刷、平版印刷或任何其他方便的方法来施加。根据安全文件的设计，可以在聚合物基材的一个或两个表面上的间隙中省略不透明层，以形成窗口区域(可以是全窗口或半窗口，或两者的混合)。这可以通过在施加过程期间适当地图案化不透明层来实现。
在本发明中，观察区域的遮蔽层可以由不透明涂层的较薄区域(与聚合物文件基材的其余部分相比)来形成。例如，在观察区域中，可以将单层的不透明涂层施加到基材的一侧上，而在文件的其余部分中，可以将三层不透明涂层施加到基材的每一侧。
根据本发明的另一方面，提供了一种安全装置，其包括：
具有观察区域的基材；
在观察区域中的遮蔽层；以及，
掩模和背景图案，其根据施加于作为颜色复合图像的第一图像的掩模而在观察区域中印刷，该颜色复合图像由第一和第二子图像形成，该第一和第二子图像分别具有相应颜色的第一和第二组颜色分量，该第一和第二子图像中的每个具有遮蔽层的指定侧；
其中，掩模代表第二图像，掩模指示了待调换的颜色分量的位置，该待调换的颜色分量将被调换到与遮蔽层的其指定侧相反的一侧；
其中，通过将由掩模指示的每个位置处的第一和第二子图像的颜色分量调换到与其指定侧相反的一侧来施加掩模，以形成：
-掩模图案，其表示调换一侧上的调换的颜色分量，该掩模图案印刷到调换的一侧上，以及
-背景图案，其表示未调换的颜色分量的指定侧上的未调换的颜色分量，该背景图案印刷到指定侧上；
其中，当以反射方式观察遮蔽层的一侧时，印刷图案之间的遮蔽层降低了另一侧上的颜色的可见性，当在透射光下观察安全装置时，遮蔽层允许光穿过观察区域，从而
-当在反射光下观察该观察区域的任一侧时，该侧上的图案是占主导性地可见，并且至少可以通过它们的颜色来区分；以及
-当从观察区域的任一侧以透射光观察该观察区域时，该观察区域足够透明，使得重叠的图案的重叠的不同颜色之间的颜色混合导致了颜色复合图像可见。
当与有价制品相关联地使用时，本文讨论的安全装置找到特别有益的应用。在包括透明材料的有价制品的一些实例中，然后安全装置可以与有价制品一体形成，例如通过使用透明材料的区域作为安全装置的基材。因此，在这种情况下，安全装置直接应用于有价制品。这里使用的术语“透明”是指对于待查看的安全装置的光学效果足够透明，并且因此包括表现出一定程度的漫射性、亚透明性或选择性光谱过滤的材料。作为一个实例，香水瓶的透明壁的一部分可以用作安全装置的基材，其中每个经印刷的图案和遮蔽层设置在基材的外表面上。
在其他实例中，安全装置可以直接设置在透明标签上，用于粘附到有价制品的透射区域或这种制品的包装上。标签的透明基材可以用作安全装置的基材，或者安全装置可以粘附到标签上。这种标签是有利的，因为它们是独立的物品，可以通过自动化制造过程容易地处理。在其他实例中，安全装置可以与用于有价制品的包装一体地形成，诸如包裹或撕开条带。通常，这种包裹被提供作为包封制品的透明聚合物膜。同样，安全装置可以粘附到这种包装上，包括使用标签。在移除包装后，可以以反射和透射方式检验包装的安全装置。可替代地，当将包装应用于制品时，如果与制品的透明区域关联地使用，或者如果设置在包装的可从相反侧观察的位置，诸如如果位于突出的标签、垫带(翻盖，勒口)或标牌，则它们可以被原位检验。如果与其附接的有价制品不包含透明区域，则同样可以特别地检验突出的标签或标牌。如将理解的，在安全装置粘附到特定物体的每种情况下，有利的是，确保安全装置不可逆地粘附到物体上，使得在不破坏安全装置的情况下不能将其移除。
有价制品可以以多种不同形式提供，包括用于高价值液体(诸如香水、葡萄酒和烈酒、印刷油墨)的瓶或容器、服装和鞋类、消费电子产品(诸如平板电脑和智能手机)、香烟和烟草产品、安全文件等等。用于该制品的包装还可以采用许多不同的形式，包括容器、盒、袋和信封，以及任何外包裹(包括收缩包裹)或其他保护层。
可以使用本发明的安全文件的实例包括钞票、护照、身份证、印花税票、支票、邮票、真品证书、用于品牌保护的制品、债券、支付凭证等等。
附图说明
现在将参考所附附图描述根据本发明的位于安全文件上或安全文件中的安全装置的一些实施例，在附图中：
图1是适用于每个实施例的一般方法的流程图；
图2a和图2b是贯穿安全装置的第一实施例的横截面；
图3是当以反射方式观察时第一实施例的安全装置的图示；
图4a-图4c是分别从相反的侧以反射方式和以透射方式观察时安全装置的第二实施例的平面图；
图5a至图5c示出了根据本发明的安全装置的其他实施例。
具体实施方式
我们现在描述适用于安全文件的安全装置的许多不同实施例。生产这些实施例安全装置中的每个的共同点是形成该安全装置的一般方法，并且现在首先结合图1对此进行描述。
图1是形成这种安全装置的工艺中的关键阶段的流程图。首先，在步骤100处，选择复合颜色的图像(“图像1”)作为待以透射方式来观察的图像。当印刷时，在该实施例中，可以通过“CMYK”颜色模型来表示全色图像。因此，该复合颜色的图像由四个子图像形成，每个子图像具有对应组的颜色分量：青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)。例如，图像1可以是图5c中所示的图像。
图像1的颜色分量是“分开的”，使得它们每个都与待印刷的遮蔽层的任一侧相关联。举例来说，Y分量将印刷在包括遮蔽层的基材的正面上，而C、M和K分量将印刷在基材10的另一侧上，如例如在图2a中所示。尽管图2a仅示出了该装置的一小部分，其中每个颜色分量或“通道”是均匀层，其中在任一层中的颜色分量之间没有间隙，在整个图像中这些层是不均匀的。应当理解，指定给基材任一侧的子图像的数量可以变化。例如，在具有4个颜色分量的颜色模型中，任一侧的子图像的分开数量可以是0/4、1/3、2/2、3/1或4/0。
返回参照图1，下一步骤200是提供待以反射方式来观察的图像(“图像2”)和描绘该图像的掩模。图3示出了当以反射方式观察时表示实施例“图像2”的爱因斯坦轮廓。接下来，处理图像1以形成图像2，如下面参考步骤300和400所描述的。描绘图像2的掩模图案可以表示连续区或块，或者是不连续的。
在步骤300处，用掩模筛选图像1，并且在步骤400处，在掩模内调换颜色分量任一侧以形成掩模图案，如图2b的部分中示意性示出的。在这种情况下，在掩模内，图像1的C和M颜色分量“移动”到基材的正面，而Y颜色分量“移动”到基材背面。在每个位置处的遮蔽层任一侧的C和M颜色分量的顺序无关紧要。
图3示出了从观察区域的正面侧以反射方式观察的装置的实施例，其中掩模图案(爱因斯坦的轮廓)由青色和品红色颜色分量构成，其在黄色背景下被感知。黄色背景以反射方式占主导，由遮蔽层支撑，包括在步骤500处，如下所述。类似地，当从观察区域的背面侧以反射方式观察装置时，将在由青色和品红色颜色分量构成的背景图案下观察由调换的黄色分量构成的黄色掩模图案(爱因斯坦的轮廓)。应当理解，在实践中，用户可以额外感知图像1的微弱轮廓(残留图像)，如图3所示。
在步骤500处，将遮蔽层(也称为不透明层11、12)提供给基材，使其位于印刷层之间，如图2a和图2b所示。在这种情况下，基材是透明基材10，其包括在基材的两侧上的不透明涂层11。应当理解，遮蔽层12可以设置在基材的一侧或两侧上，印刷层之间的任何位置。在一些实施方式中，遮蔽层是多层(即，包括两个或更多个遮蔽层)，并且可以包括表示全色图像的“K”子图像的“K”或“厚白”层。掩模可以或可以不施加于“K”子图像。在具体实施方式中，在位于基材任一侧的两个不透明层之间设置“K”层，如图2b所示。“K”层不一定施加于整个观察区域，并且可以是不均一的。
提供遮蔽层使得在反射时，被观察侧上的颜色占主导，并且颜色对基材的相反侧的影响可忽略不计。在参考图2b和图3所示的情况下，当以反射方式观察装置的背面侧时，黄色掩模图案是主导颜色，而当以反射方式观察装置的正面侧时，由青色和品红色的组合产生的颜色的掩模图案占主导。类似地，在正面侧上以反射方式情况下，黄色背景占主导，而在背面侧上以反射方式情况下，青色和品红色背景占主导。以透射方式，遮蔽层足够透明以允许将用于图像1的分量层的颜色的颜色混合的结果作为全色复合来查看，例如，如图5c所示。
在该实施例中，在步骤600处，在步骤300处理图像1之后获得的图案被印刷在遮蔽层的任一侧，在基材的正面和背面侧上。可以使用常规技术(诸如平版印刷)在观察区域的正面和后面侧上同时印刷观察区域的任一侧的图案。可替代地，可以使用诸如凹印的工艺在线印刷正面和后面侧。优选地，在将观察区域和遮蔽层设置到基材之后执行印刷。
对于常规的透视特征，使用遮蔽层是已知的。多种材料可用于遮蔽材料，但对于本发明良好的实例是使用“K”或“厚白”不透明层，其表示不由掩模处理的全色图像的“K”子图像。附加地或替代地，遮蔽层可包括气相沉积的金属层。例如，观察区域内的透明基材可以涂覆有金属材料，然后将其部分地脱金属以使得能够在透射光下观察该特征。
遮蔽可以是丝网的形式。例如，金属化的图案可以是点或线的阵列，其具有足够覆盖度以维持反射率但足够透明，以使颜色分量层的颜色混合能够在透射光下可见。还设想了非线性丝网。例如，丝网可以包括点或线的圆形或正弦曲线阵列。丝网可以是有规律的或随机的。实际上，术语“丝网”应该被广义地解释为包含许多不同形状的丝网元素。
优选地，丝网图案的整体透射率(表示透射过丝网的光强度的百分比)在20-80％的范围内，并且更优选在40-70％的范围内，并且甚至更优选在50-70％的范围内。形成丝网的点的直径或线的宽度优选地在50-250μm的范围内，并且点或线之间的间距也在50-250μm的范围内，其中每组的值被选择以实现期望的丝网覆盖度。
金属化的图案可以是点或线的阵列，其具有足够覆盖度以维持在丝网任一侧上印刷的层的反射率，但是足够透明以使颜色分量层的颜色混合能够在透射光下可见。这对于聚合物基材特别合适。可替代地，基材可以涂覆有非常薄的铝、金属氧化物或其他反射层的膜，使得它同样展现出高反射率和足够的透明度两者。作为气相沉积的金属层的替代，遮蔽层可以由印刷金属油墨形成。
可替代地，例如遮蔽层可包括涂层，诸如Coates 3188XSN或Coates HeliovylWhite S90 353。建议典型的涂层重量在1-3GSM的区域内。这些涂层已经普遍用于钞票安全线中以在反射光中隐藏信息。
在聚合物文件基材(诸如钞票)的情况下，遮蔽层优选地由施加于聚合物基材的不透明涂层形成，并且将包括树脂，诸如聚氨酯基树脂、聚酯基树脂或环氧基树脂，以及不透明的颜料，诸如二氧化钛(TiO2)、硅石、氧化锌、氧化锡、粘土或碳酸钙。
可以将两个或更多个不透明层施加到聚合物基材的每个表面，用以实现必要的不透明度。每层的光学密度本身通常可以是约0.1至0.5。优选地，将3层或更多层施加到每个表面，彼此重叠。
在一优选的实施方式中，在聚合物基材的每个表面上的不透明层中的至少一层(优选一个)是电传导性的，例如通过向其中加入传导性颜料。这减少了静电荷的影响，否则静电荷可以在处理期间积累在安全文件上。
优选使用印刷工艺(诸如凹印印刷)将不透明层施加到聚合物基材上，尽管在其它情况下，可以将不透明层涂覆到基材上，或通过胶印、柔性印刷、平版印刷或任何其他方便的方法来施加。根据安全文件的设计，可以在聚合物基材的一个或两个表面上的交叉间隙中省略不透明层，以形成窗口区域(其可以是全窗口或半窗口，或两者的混合)。这可以通过在施加过程期间适当地图案化不透明层来实现。
在本发明中，与聚合物文件基材的其余部分相比，观察区域的遮蔽层可以由不透明涂层的较薄区域形成。例如，在观察区域中，可以在基材的一个侧上施加单层的不透明涂层，而在文件的其余部分中，可以将三层的不透明涂层施加到基材的每一侧。
图4的实施例中所示的安全文件包括基材10，该基材可以是纸或聚合物，在此例中是纸。基材10限定正面和后面侧并且具有基本透明的观察区域2。可以使用任何常规方法来形成基本上透明的观察区域2。
在观察区域2(图4a)的正面侧上印刷的是颜色A的第一掩模图案3和颜色B的第一背景图案4。在该实施例中，掩模分量4呈星的形状。应当理解，印刷在正面侧上的图案的颜色可以具有一种或多种颜色通道，这可以通过标准方法来获得，诸如平版印刷、凹印、丝网或数字印刷。换而言之，如果全色图像具有指定给正面侧的单个颜色分量，则正面侧上印刷的颜色A或颜色B可以表示一个颜色分量，或者如果全色图像具有指定给正面侧的两个或更多个颜色分量，则其可以表示两个或更多个颜色分量。优选地选择将全色图像的颜色分量以及油墨的颜色分开，以当以反射方式观察时在颜色A和B限定的区域之间提供相对高的对比。
在观察区域2的后面侧上印刷的是颜色B的第二掩模分量5和颜色A的第二背景图像分量6。第二点图案5与第一点图案3相同，不同之处在于，现在反转颜色使得颜色A现在形成星形状5并且颜色B形成背景区域6。
第二掩模分量5具有与第一掩模分量3相同的形状并且基本上完美套准，直接叠加在第一掩模分量3上。
当从基材的正面以反射方式观察装置时，在颜色B中的第一背景下查看到第一掩模图案(颜色A的星)(图4a)。同样地，当从基材的后面以反射方式观察装置时，在来自正面侧的反转的颜色的背景下查看到第二掩模图案5(星)(图4b)。当从装置的任一侧以透射方式观察装置时，作为减色混合的结果，有色印刷的油墨，颜色复合图像7(具有在遮蔽层的两侧之间分开的颜色分量A和B的组)被查看到。每个颜色分量层(在一层中没有多个颜色分量)内的颜色分量的分布使得重叠图案之间的颜色混合形成由颜色A和颜色B分量的组合的图案。以这种方式，当以透射方式观察时掩模图案(星形状)消失并且用全色复合图像7代替，如图4c所示。
图5a示出了设置有安全装置的钞票20的另一实施例，该安全装置具有以反射光观察的观察区域22。可以看出，钞票20包括本领域已知的附加安全装置，其中一些形成标记。图5b是从正面侧以反射方式观察的观察区域22的特写图，其中掩模图案表示灯泡。图5c示出了当从装置的任一侧以透射方式观察时的观察区域，该观察区域示出了颜色复合图像。

Claims (65)

1.一种制造安全装置的方法，所述方法包括：
提供具有观察区域的基材；
在所述观察区域中提供遮蔽层；
提供第一图像，所述第一图像是由第一子图像和第二子图像形成的颜色复合图像，所述第一子图像和第二子图像分别具有相应颜色的第一组颜色分量和第二组颜色分量，所述第一子图像和第二子图像中的每个具有所述遮蔽层的指定侧；
提供代表第二图像的掩模，所述掩模指示待调换的颜色分量的位置，所述待调换的颜色分量将被调换到与所述遮蔽层的其指定侧相反的一侧的；
通过将由所述掩模指示的每个位置处的所述第一子图像和第二子图像的颜色分量调换到与其指定侧相反的一侧，将所述掩模施加到所述颜色复合图像，以形成：
-掩模图案，所述掩模图案表示被调换侧上的所述被调换的颜色分量，以及
-背景图案，所述背景图案表示其指定侧上的所述未调换的颜色分量；
将所述掩模和背景图案印刷在所述遮蔽层的其对应侧上；
其中，当以反射方式观察所述遮蔽层的一侧时，所述印刷图案之间的所述遮蔽层降低了另一侧上的颜色的可见性，当在透射光下观察所述安全装置时，所述遮蔽层允许光穿过所述观察区域，从而
-当在反射光下观察所述观察区域的任一侧时，该侧上的所述图案是占主导性地可见的，并且至少可以通过它们的颜色来区分；以及
-当从所述观察区域的任一侧以透射光观察所述观察区域时，所述观察区域足够透明使得所述重叠的图案的所述重叠的不同颜色之间的颜色混合导致了所述颜色复合图像可见。
2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一子图像被指定给所述遮蔽层的一侧，所述第二子图像被指定给所述遮蔽层的另一侧，并且其中将所述掩模施加到所述颜色复合图像，导致形成了分别用于印刷于所述遮蔽层的每一侧上的掩模和背景图案。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述重叠的不同颜色之间的所述颜色混合是加色混合或减色混合。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中，将印刷在所述遮蔽层任一侧上的所述掩模图案叠加起来并且套准。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述掩模图案限定标记。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述标记包括以下中的一种或多种：线图案、细丝线图案、点结构、几何图案、字母数字字符、符号或其他标记等等。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述掩模图案限定所述相应颜色或不连续区域的连续块。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述背景图案是有序的或基本上均匀的。
9.根据权利要求2至8所述的方法，其中，在一侧上印刷的所述掩模图案和所述背景图案限定了所述相应颜色的实心区。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当以透射方式观察所述安全装置时，所述得到的颜色复合图像是表示标记、符号、字母数字字符等等的全色复合图像。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述图案印刷在所述基材上，例如通过光刻、UV固化光刻、凹版印刷、凸版印刷、柔版印刷、凹印印刷、数字印刷或丝网印刷中的一种。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用有色油墨、白色油墨、黑色油墨、金属油墨、光学可变油墨、荧光油墨等等中的一种或多种来印刷所述图案。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在将所述观察区域和遮蔽层设置到所述基材之后执行印刷。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述遮蔽层是多层。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述遮蔽层是半透明的。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述遮蔽层包括印刷到所述观察区域上的至少一层相对高不透明度层。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述相对高不透明度层是没有施加所述掩模的所述颜色复合图像的第三子图像，并且其中，所述第三子图像包括一组“K”颜色分量。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述相对高不透明度层是所述颜色复合图像的所述第一子图像，并且其中，所述第一子图像包括一组“K”颜色分量。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述遮蔽层包括气相沉积的金属层。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述金属层是部分脱金属的。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述遮蔽层包括遮蔽丝网，例如线或点的阵列。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，填充所述遮蔽丝网的部分以限定图像，诸如标记。
23.根据权利要求21或权利要求22所述的方法，其中，所述遮蔽丝网是有规律的或随机的。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基材的所述透明度在所述观察区域上变化。
25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基材包括设置有至少一层不透明涂层的透明聚合物，通过在局部区域中省略所述不透明涂层来限定所述观察区域。
26.根据权利要求1至24中任一项所述的方法，其中，所述基材是纸，所述纸基材具有限定所述观察区域的孔，在其中设置有聚合物膜。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述纸基材形成所述遮蔽层。
28.一种安全装置，包括：
具有观察区域的基材；
在所述观察区域中的遮蔽层；以及，
掩模和背景图案，所述掩模和背景图案根据施加于作为颜色复合图像的第一图像的掩模而印刷在所述观察区域中，所述颜色复合图像由第一子图像和第二子图像形成，所述第一子图像和第二子图像分别具有相应颜色的第一组颜色分量和第二组颜色分量，所述第一子图像和第二子图像中的每个具有所述遮蔽层的指定侧；
其中，所述掩模代表第二图像，所述掩模指示了待调换的颜色分量的位置，所述待调换的颜色分量将被调换到与所述遮蔽层的其指定侧相反的一侧；
其中，通过将由所述掩模指示的每个位置处的所述第一子图像和第二子图像的颜色分量调换到与其指定侧相反的一侧来施加所述掩模，以形成：
-掩模图案，所述掩模图案表示所述被调换一侧上的所述被调换的颜色分量，所述掩模图案印刷于所述被调换一侧上，以及
-背景图案，所述背景图案表示其指定侧上的未调换的颜色分量，所述背景图案印刷于所述指定侧上；
其中，当以反射方式观察所述遮蔽层的一侧时，印刷图案之间的所述遮蔽层降低了另一侧上的颜色的可见性，当在透射光下观察所述安全装置时，所述遮蔽层允许光穿过所述观察区域，从而
-当在反射光下观察所述观察区域的任一侧时，该侧上的所述图案是占主导性地可见的，并且至少可以通过它们的颜色来区分；以及
-当从所述观察区域的任一侧以透射光观察所述观察区域时，所述观察区域足够透明使得所述重叠的图案的所述重叠的不同颜色之间的颜色混合导致了所述颜色复合图像可见。
29.根据权利要求28所述的安全装置，其中，所述第一子图像被指定给所述遮蔽层的一侧，所述第二子图像被指定给所述遮蔽层的另一侧，并且其中掩模和背景图案分别被印刷在所述遮蔽层的每一侧上。
30.根据权利要求28或权利要求29所述的安全装置，其中，所述重叠的不同颜色之间的所述颜色混合是加色混合或减色混合。
31.根据权利要求28至30所述的安全装置，其中，将印刷在所述遮蔽层的任一侧上的所述掩模图案叠加起来并且套准。
32.根据权利要求28至31所述的安全装置，其中，所述掩模图案限定标记。
33.根据权利要求32所述的安全装置，其中，所述标记包括以下中的一种或多种：线图案、细丝线图案、点结构、几何图案、字母数字字符、符号或其他标记等等。
34.根据权利要求28至33所述的安全装置，其中，所述掩模图案限定所述相应颜色或不连续区域的连续块。
35.根据任一前述权利要求所述的安全装置，其中，所述背景图案是有序的或基本上均匀的。
36.根据权利要求29至39所述的安全装置，其中，在一侧上印刷的所述掩模图案和所述背景图案限定了所述相应颜色的实心区。
37.根据权利要求28至36所述的安全装置，其中，当以透射方式观察所述安全装置时，所得到的所述颜色复合图像是表示标记、符号、字母数字字符等等的全色复合图像。
38.根据权利要求28至37所述的安全装置，其中，所述图案印刷在所述基材上，例如通过光刻、UV固化光刻、凹版印刷、凸版印刷、柔版印刷、凹印印刷、数字印刷或丝网印刷中的一种。
39.根据权利要求28至38所述的安全装置，其中，使用有色油墨、白色油墨、黑色油墨、金属油墨、光学可变油墨、荧光油墨等等中的一种或多种来印刷所述图案。
40.根据权利要求28至39所述的安全装置，其中，在将所述观察区域和遮蔽层设置到所述基材之后执行印刷。
41.根据权利要求28至40所述的安全装置，其中，所述遮蔽层是多层。
42.根据权利要求28至41所述的安全装置，其中，所述遮蔽层是半透明的。
43.根据权利要求28至42所述的安全装置，其中，所述遮蔽层包括印刷到所述观察区域上的至少一层相对高不透明度层。
44.根据权利要求43所述的安全装置，其中，所述相对高不透明度层是没有施加所述掩模的所述颜色复合图像的第三子图像，并且其中，所述第三子图像包括一组“K”颜色分量。
45.根据权利要求43所述的安全装置，其中，所述相对高不透明度层是所述颜色复合图像的所述第一子图像，并且其中，所述第一子图像包括一组“K”颜色分量。
46.根据权利要求28至45所述的安全装置，其中，所述遮蔽层包括气相沉积的金属层。
47.根据权利要求46的安全装置，其中，所述金属层是部分脱金属的。
48.根据权利要求28至47所述的安全装置，其中，所述遮蔽层包括遮蔽丝网，例如线或点的阵列。
49.根据权利要求48所述的安全装置，其中，填充所述遮蔽丝网的部分以限定图像，诸如标记。
50.根据权利要求48或权利要求49所述的安全装置，其中，所述遮蔽丝网是有规律的或随机的。
51.根据权利要求28至50所述的安全装置，其中，所述基材的所述透明度在所述观察区域上变化。
52.根据权利要求28至51所述的安全装置，其中，所述基材包括设置有至少一层不透明涂层的透明聚合物，通过在局部区域中省略所述不透明涂层来限定所述观察区域。
53.根据权利要求28至52所述的安全装置，其中，所述基材是纸，所述纸基材具有限定所述观察区域的孔，在其中设置聚合物膜。
54.根据权利要求53所述的安全装置，其中，所述纸基材形成所述遮蔽层。
55.一种包括安全装置的有价制品，所述安全装置是根据权利要求28至54所述的安全装置的形式或者是根据权利要求1至27中任一项所述的方法制造的安全装置的形式。
56.根据权利要求55所述的有价制品，其中，所述安全装置的所述基材由所述有价制品的基材提供。
57.根据权利要求55所述的有价制品，其中，所述安全装置附接或粘附到所述有价制品。
58.根据权利要求55至57中任一项所述的有价制品，其中，所述有价制品是安全文件，所述安全文件选自包括以下的组：钞票、护照、身份证、印花税票、支票、邮票、真品证书、用于品牌保护的制品、债券、支付凭证等等。
59.根据权利要求55至57中任一项所述的有价制品，其中，所述有价制品选自包括以下的列表：用于高价值液体的瓶、用于高价值液体的容器、服装、鞋类、消费电子产品、香烟、烟草产品、软件产品。
60.一种用于有价制品的包装，所述包装包括安全装置，所述安全装置是根据权利要求28至54所述的安全装置的形式或者是根据权利要求1至27中任一项所述的方法制造的安全装置的形式。
61.根据权利要求60所述的包装，其中，所述包装包括形成所述安全装置的所述基材的基材。
62.根据权利要求60所述的包装，其中，所述安全装置附接到或粘附到所述包装。
63.一种用于附接到有价制品或附接到这种制品的包装的标签，所述标签包括安全装置，所述安全装置是根据权利要求28至54所述的安全装置的形式或者是根据权利要求1至27中任一项所述的方法制造的安全装置的形式。
64.根据权利要求63所述的标签，其中，所述标签包括形成所述安全装置的所述基材的基材。
65.根据权利要求63所述的标签，其中，所述安全装置附接到或粘附到所述包装上。
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