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安全元件及用于制造安全元件的方法和设备

阅读：588发布：2022-04-02

专利汇可以提供安全元件及用于制造安全元件的方法和设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种用于将标记磁性地压印到物品上的一个层中的设备，所述层包括悬浮有磁性或可磁化颗粒的成分。所述设备包括：软的可磁化片材，其具有外表面和对立的内表面，所述外表面被布置为在使用中面向所述物品；以及永磁体，其被塑造为使得其磁场包含产生标记的扰动。所述永磁体被布置为与所述软的可磁化片材的内表面相邻。所述软的可磁化片材增强了所述永磁体的磁场的扰动，以使得当待被压印的层与所述软的可磁化片材位置相邻时，所述磁性或可磁化颗粒被所述磁场定向以显示所述标记。，下面是安全元件及用于制造安全元件的方法和设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于将标记磁性地压印到物品上的一个层中的设备，所述层包括悬浮有磁性或可磁化颗粒的成分，所述设备包括：
软的可磁化片材，其具有外表面和对立的内表面，所述外表面被布置为在使用中面向所述物品；以及
永磁体，其被塑造为使得其磁场包含产生标记的扰动，所述永磁体被布置为与所述软的可磁化片材的内表面相邻，
借此，所述软的可磁化片材增强了所述永磁体的磁场的扰动，以使得当待被压印的层与所述软的可磁化片材的外表面位置相邻时，所述磁性或可磁化颗粒被所述磁场定向以显示所述标记。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述永磁体具有面向所述软的可磁化片材的上表面，所述上表面的形态与所述片材的形态不共形。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述永磁体的至少一部分相对于所述片材是弯曲的或倾斜的。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述永磁体具有面向所述软的可磁化片材的上表面，所述上表面的形态与所述片材的形态基本共形，且其中所述永磁体的上表面与所述片材的内表面的间距在0.5mm与10mm之间，优选地在1mm与5mm之间。
5.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述永磁体被塑造为使得其横向周缘具有标记的形式，优选地是几何形状、符号、文字数字混编码或数字。
6.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述永磁体基本为球形、穹顶形或金字塔形。
7.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述永磁体被布置为使得其北磁极与南磁极之间限定的轴线基本垂直于所述片材。
8.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述永磁体被塑造为使得在所述片材附近，所述磁场的方向在所述永磁体的中心与横向周缘之间变化。
9.根据任一前述权利要求所述的设备，其中在垂直于所述片材的法线的一个平面内，所述永磁体的横向周缘在所述片材的横向周缘内。
10.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述永磁体在至少一个点处接触所述片材。
11.根据任一前述权利要求所述的设备，包括多个根据权利要求1到10中任一权利要求限定的永磁体，所述永磁体被配置为单独地或共同地产生所述标记。
12.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述软的可磁化片材具有的矫顽力小于或等于25Oe，优选地小于或等于12Oe，更优选地小于或等于1Oe，再优选地小于或等于
0.1Oe，最优选地在0.01Oe与0.02Oe之间。
13.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述软的可磁化片材在0.002特斯拉的磁通密度下具有的相对导磁率为大于或等于100，优选地大于或等于500，更优选地大于或等于1000，再优选地大于或等于4000，最优选地大于或等于8000。
14.根据任一前述权利要求所述的设备，还包括壳体，所述壳体被配置为以彼此固定的关系支承所述永磁体和所述软的可磁化片材，所述壳体具有上表面，所述上表面被布置为在使用中面向所述物品，所述上表面内设置有一个或多个凹陷，所述永磁体被容纳在所述一个或多个凹陷内，所述软的可磁化片材被安装在所述壳体的上表面上且覆盖所述一个或多个凹陷。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述凹陷或每个凹陷完全容纳所述永磁体，以使得所述软的可磁化片材与所述一个或多个凹陷齐平。
16.根据权利要求14或15所述的设备，其中所述软的可磁化片材经由粘合层，或经由布置在所述软的可磁化片材上且与所述壳体毗邻的胶带，安装到所述壳体的上表面。
17.一种压印组件，包括设备阵列，每个设备是根据权利要求1到16中任一权利要求所述的设备。
18.一种压印组件，包括辊，所述辊中布置有至少一个根据权利要求1到16中任一权利要求所述的设备，所述设备或每个设备的软的可磁化片材的外表面与所述辊的外表面基本共形。
19.一种制造安全元件的方法，包括：
提供一个层，所述层包括悬浮有磁性或可磁化颗粒的成分；
使所述层与根据权利要求1到18中任一权利要求所述的设备的软的可磁化片材的外表面贴近，从而定向所述磁性或可磁化颗粒以显示标记；
使所述层硬化，从而固定所述磁性或可磁化颗粒的取向，以使得所述标记被永久显示。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述层是通过如下方式提供的：将所述成分印刷或涂覆到基底上，优选地通过筛网印刷、转动丝网印刷、凹版印刷或反转凹版印刷。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述层的至少一个横向尺度大于所述永磁体的相应横向尺度，以使得所显示的标记在所述层的周缘内。
22.根据权利要求19到21中任一权利要求所述的方法，其中所述层设置有一个或多个配准特征，对照所述配准特征能判断由所述层显示的标记的位置，所述配准特征优选地包括所述层中的间隙和/或所述层的周缘中的构造。
23.根据权利要求20到22中任一权利要求所述的方法，其中通过片材供给技术或腹板供给技术来印刷或涂覆所述基底。
24.根据权利要求19到23中任一权利要求所述的方法，其中所述基底包括有价票证，优选地是钞票、护照、身份证、支票、证书、签证或许可证，或者包括适于应用到有价票证的转移膜。
25.根据权利要求19到24中任一权利要求所述的方法，其中通过将所述层传递经过根据权利要求17或18所述的压印组件，来使所述层与所述软的可磁化片材的外表面贴近。
26.根据权利要求19到25中任一权利要求所述的方法，其中所述层的成分包括紫外线可固化流体、电子束可固化流体或热定型可固化流体。
27.根据权利要求19到26中任一权利要求所述的方法，其中所述磁性或可磁化颗粒是非球形的，优选地具有至少一个基本平坦的表面，再优选地具有细长的形状，最优选地是碎片或屑的形式。
28.根据权利要求19到27中任一权利要求所述的方法，其中所述磁性或可磁化颗粒包括光学可变结构，借此所述颗粒反射处于第一入射角的具有第一频带内的波长的光以及处于第二入射角的具有不同的第二频带内的波长的光。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述光学可变结构是薄膜干涉结构。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述薄膜干涉结构在内部包括磁性或可磁化材料。
31.根据权利要求19到30中任一权利要求所述的方法，其中在所述层与所述软的可磁化片材的外表面贴近的情况下，使所述层硬化。
32.根据权利要求19到31中任一权利要求所述的方法，其中通过物理干燥、在紫外线照射下固化、电子束、热或红外照射，使所述层硬化。
33.一种安全元件，是根据权利要求19到32中任一权利要求制造的。
34.一种安全元件，包括被布置在基底上的一个层，所述层包括含有磁性或可磁化颗粒的成分，每个颗粒具有至少一个基本平坦的表面，
其中所述磁性或可磁化颗粒在所述层上的取向是多样的，以使得：
在所述层的第一部分，所述颗粒被定向为它们的平坦表面基本平行于所述层的法线，所述颗粒的平坦表面与所述法线之间的角度随着距所述第一部分的径向距离的增大而逐渐增大，在所述层的第一径向位置达到约90度的最大值，然后再逐渐减小，直到所述层的较远的第二径向位置，位于所述第一部分与所述第二径向位置之间的颗粒的平坦表面的法线在所述层的第一侧上的点处彼此交叉，且
从所述第二径向位置起，所述颗粒的平坦表面与所述层的法线之间的角度随着径向距离的增大而逐渐增大，所述颗粒的平坦表面的法线在所述层的第二侧上的点处彼此交叉，所述第二侧与所述第一侧对立，
以使得至少当沿着与所述基底的平面基本成法向的方向观察所述安全元件时，所述安全元件在第一暗区与第二暗区之间显示出相应于所述第一径向位置的明亮边缘，所述第一暗区包括所述层的第一部分。
35.根据权利要求34所述的安全元件，其中当在日光中观察时，作为对比的暗区之间的明亮轮廓的厚度小于大约10mm，优选地小于或等于大约5mm，更优选地在1mm与4mm之间，再优选地在2mm与3mm之间。
36.根据权利要求34或35所述的安全元件，其中所述层的第一部分与所述第二径向位置之间的横向距离在1mm与10mm之间，优选地在2mm与5mm之间。
37.根据权利要求34到36中任一权利要求所述的安全元件，其中，在所述层的第一部分与所述第一径向位置之间以及在所述第一径向位置与所述第二径向位置之间的颗粒角度随横向距离的变化率，大于在所述第二径向位置之外的颗粒角度随横向距离的变化率。
38.根据权利要求34到37中任一权利要求所述的安全元件，其中在所述第二径向位置之外，在所述颗粒的平坦表面与所述层的法线之间的角度增大的区域中，所述角度在所述层的周缘以内不增大到基本90度。
39.根据权利要求34到37中任一权利要求所述的安全元件，其中在所述第二径向位置之外，在所述颗粒的平坦表面与所述层的法线之间的角度增大的区域中，所述角度在所述第二径向位置的至少2mm以内、优选地至少3mm以内、更优选地至少5mm以内不增大到基本
90度。
40.根据权利要求34到39中任一权利要求所述的安全元件，其中在所述第二径向位置处，在所述颗粒的平坦表面与所述层的法线之间的角度减小到小于45度，优选地小于30度，更优选地小于10度，再优选地在0度附近。
41.根据权利要求34到40中任一权利要求所述的安全元件，其中所述颗粒的取向沿着每个径向方向的变化基本相同，以使得所述明亮边缘形成圆形轮廓，所述第一暗区位于所述轮廓之内，且所述第二暗区位于所述轮廓之外。
42.根据权利要求34到40中任一权利要求所述的安全元件，其中所述颗粒的取向沿着每个径向方向的变化是角位置的函数，以使得所述明亮边缘形成非圆形轮廓，所述第一暗区位于所述轮廓之内，且所述第二暗区位于所述轮廓之外。
43.根据权利要求34到42中任一权利要求所述的安全元件，其中沿着选定的一个或多个径向方向，所述颗粒的取向不经历任何变化，而是保持基本平行于所述基底的法线，由此在所述明亮边缘中形成一个或多个相应的间隙。
44.根据权利要求34到43中任一权利要求所述的安全元件，其中当观察角度改变时，所述明亮边缘表现为相对于所述层横向移动。
45.根据权利要求34到44中任一权利要求所述的安全元件，其中所述层设置有一个或多个配准特征，对照所述配准特征能判断所述明亮轮廓的位置，所述配准特征优选地包括所述层中的间隙和/或所述层的周缘中的构造。
46.根据权利要求34到45中任一权利要求所述的安全元件，其中所述磁性或可磁化颗粒是非球形的，优选地具有至少一个基本平坦的表面，再优选地具有细长的形状，最优选地是碎片或屑的形式。
47.根据权利要求34到46中任一权利要求所述的安全元件，其中所述磁性或可磁化颗粒包括光学可变结构，借此所述颗粒反射处于第一入射角的具有第一频带内的波长的光以及处于第二入射角的具有不同的第二频带内的波长的光。
48.根据权利要求47所述的安全元件，其中所述层的在所述第二径向位置之外的一个区域在某些观察角度展现出具有第一颜色的第一部分和具有第二颜色的第二部分，所述第一部分与所述第二部分之间的边界当观察角度改变时表现为移动。
49.根据权利要求34到48中任一权利要求所述的安全元件，其中，当在多个光源中观察时，显示出彼此错开的具有匹配形状的多个明亮边缘。
50.一种安全元件，包括磁性层以及布置在半透明基底上的印刷层，所述印刷层被布置在所述磁性层与所述基底之间，其中所述磁性层包括具有磁性或可磁化颗粒的成分，每个颗粒具有至少一个基本平坦的表面，其中所述印刷层包括印刷的鉴定数据，且所述磁性或可磁化颗粒被定向为使得在所述磁性层的覆盖了至少部分所述鉴定数据的区域中，至少一些所述磁性或可磁化颗粒被定向为它们的平坦表面基本平行于所述基底的平面，以使得当至少沿着所述基底的法线在反射光中观察所述安全元件时所述鉴定数据基本被隐藏，且其中所述印刷的鉴定数据具有足够的光密度，以使得当在透射光中观察时透过所述磁性层的所述区域能看到所述鉴定数据。
51.根据权利要求50所述的安全元件，其中在所述磁性层的覆盖了至少部分所述鉴定数据的区域中，大多数所述磁性或可磁化颗粒被定向为它们的平坦表面基本平行于所述基底的平面。
52.根据权利要求50或51所述的安全元件，其中所述颗粒的基本平行的平坦表面与所述基底的法线之间的角度为至少60度，更优选地为至少70度，再优选地为至少80度，最优选地为大约90度。
53.根据权利要求50到52中任一权利要求所述的安全元件，其中在所述磁性层的与所述磁性层的所述区域横向相邻的第一部分中，至少一些所述磁性颗粒被定向为它们的平坦表面与所述基底的平面成小于90度的非零角，在所述第一部分中的已定向颗粒的平坦表面的法线与在所述颗粒相邻于所述基底的一侧的区域中的已定向颗粒的平坦表面的法线交叉。
54.根据权利要求50到53中任一权利要求所述的安全元件，其中所述颗粒的取向在所述磁性层上是多样的，以使得所述层显示标记。
55.根据权利要求50到54中任一权利要求所述的安全元件，其中所述印刷的鉴定数据是以深色印刷的，与下面的基底形成对比。
56.根据权利要求50到55中任一权利要求所述的安全元件，其中所述授权数据包括一个或多个文字数字混编码、符号、图形或图案。
57.根据权利要求50到56中任一权利要求所述的安全元件，其中所述磁性或可磁化颗粒的取向在如权利要求34到44中任一权利要求所限定的磁性层上是多样的，所产生的明亮边缘与所述印刷的授权数据对准。
58.根据权利要求50到57中任一权利要求所述的安全元件，其中当观察角度改变时，所述磁性层的一个明区表现为相对于所述磁性层横向移动。
59.根据权利要求50到58中任一权利要求所述的安全元件，其中所述磁性或可磁化颗粒设置有一个或多个配准特征，所述配准特征优选地包括所述层中的间隙和/或所述层的周缘中的构造。
60.根据权利要求50到59中任一权利要求所述的安全元件，其中所述磁性或可磁化颗粒是非球形的，优选地具有至少一个基本平坦的表面，再优选地具有细长的形状，最优选地是碎片或屑的形式。
61.根据权利要求50到60中任一权利要求所述的安全元件，其中所述磁性或可磁化颗粒包括光学可变覆层，借此所述颗粒反射处于第一入射角的具有第一频带内的波长的光以及处于第二入射角的具有第二频带内的波长的光。
62.一种制造安全元件的方法，包括：
将包括授权数据的印刷层印刷到半透明的基底上；
提供磁性层，所述磁性层在所述印刷层的至少一部分上方包括悬浮有磁性或可磁化颗粒的成分，每个颗粒具有至少一个基本平坦的表面；
通过使用磁场定向所述磁性或可磁化颗粒来印刷所述磁性层，以使得在所述磁性层的覆盖了至少一部分所述鉴定数据的区域中，至少一些所述磁性或可磁化颗粒被定向为它们的平坦表面基本平行于所述基底的平面；
使所述层硬化，以固定所述磁性或可磁化颗粒的取向，
其中当至少沿着所述基底的法线在反射光中观察时，所述鉴定数据基本被所述磁性层的所述区域隐藏，且其中所述印刷的鉴定数据具有足够的光密度，以使得当在透射光中观察时透过所述磁性层的所述区域能看到所述鉴定数据。
63.根据权利要求62所述的方法，其中压印所述磁性层将标记压印到所述层中。
64.根据权利要求63或63所述的方法，其中所述磁性层是通过将所述成分印刷或涂覆到所述基底上来提供的，优选地通过筛网印刷、转动丝网印刷、凹版印刷或反转凹版印刷。
65.根据权利要求62到64中任一权利要求所述的方法，其中通过使所述层与根据权利要求1到18中任一权利要求所述的设备的软的可磁化片材的外表面贴近，来定向所述磁性或可磁化颗粒。
66.根据权利要求65所述的方法，其中所述层的至少一个横向尺度大于所述永磁体的相应横向尺度，以使得所显示的标记在所述层的周缘内。
67.根据权利要求65或66所述的方法，其中通过将所述层传递经过根据权利要求17或18所述的压印组件，来使所述层与所述软的可磁化片材的外表面贴近。
68.根据权利要求62到67中任一权利要求所述的方法，还包括提供配准特征，所述配准特征的形式是施加到所述层的标志，优选地通过印刷、涂覆或粘合来提供。
69.根据权利要求62到68中任一权利要求所述的方法，其中通过片材供给或腹板供给技术来印刷或涂覆所述基底。
70.根据权利要求62到69中任一权利要求所述的方法，其中所述基底包括有价票证，优选地是钞票、护照、身份证、支票、证书、签证或许可证，或者包括适于应用到有价票证的转移膜。
71.根据权利要求62到70中任一权利要求所述的方法，其中所述层的成分包括紫外线可固化流体、电子束可固化流体或热定型可固化流体。
72.根据权利要求62到71中任一权利要求所述的方法，其中所述磁性或可磁化颗粒是非球形的，优选地具有至少一个基本平坦的表面，再优选地具有细长的形状，最优选地是碎片或屑的形式。
73.根据权利要求62到72中任一权利要求所述的方法，其中所述磁性或可磁化颗粒包括光学可变，借此所述颗粒反射以第一入射角的具有第一频带内的波长的光以及以第二入射角的具有第二频带内的波长的光。
74.根据权利要求62到73中任一权利要求所述的方法，其中在所述层与所述软的可磁化片材的外表面贴近的情况下，所述层被硬化。
75.根据权利要求62到74中任一权利要求所述的方法，其中所述层通过如下方式被硬化：物理干燥、在紫外线照射下固化、应用电子束、加热或红外照射。
76.一种转移元件，其包括根据权利要求33到61中任一权利要求所述的安全元件，被布置在支承基底上。
77.根据权利要求76所述的转移元件，还包括粘合层，用于将所述安全元件粘附至物品。
78.根据权利要求76或77所述的转移元件，还包括脱模层，其位于所述安全元件与所述支承基底之间。
79.根据权利要求76到78中任一权利要求所述的转移元件，其中所述转移元件是线、带子、箔或补丁。
80.一种有价票证，其包括根据权利要求33到61中任一权利要求所述的安全元件。

说明书全文

安全元件及用于制造安全元件的方法和设备

[0001] 本发明涉及用于物品（诸如有价票证，包括钞票等）的安全元件，以及用于制造所述安全元件的方法和设备。

[0002] 有价票证（诸如钞票、护照、许可证、证书、支票和身份证）往往是伪造者的目标，因此能够测试它们的真实性是重要的。为此，这样的票证设置有被设计为非常难以伪造的安全特征（security feature）。尤其，所述安全特征应是不能例如使用复印机来复制的。用于此目的的众所周知的特征包括安全印花（诸如凹雕）、安全插件（诸如磁性线）、水印等。众所周知的安全元件还有光学可变装置（诸如全息图像、色移油墨、液晶材料）以及浮雕的衍射或反射结构，其可以作为印刷器件、浮雕、补丁（patch）、条带（stripe）、线来施加，且近期作为宽的嵌入式或贴敷式带子（tape）来施加。光学可变装置根据观察条件（例如观察角度）而表现出不同的外观，因此十分适合用于鉴定。

[0003] 作为成功的安全装置，所述装置显示的可变光学效果必须对于观察者而言能被清楚且无疑地检测到，且对于伪造者而言不能或至少难于通过常规方式复制或生产近似物。如果所述光学效果不明确或对于观察者而言不特别明显，那么所述装置将是无效的，因为用户将难于区分真实的元件与被设计为具有相似的总体外观却没有真品效果（例如高品质彩色复印）的可变特征的伪造品。

[0004] 文献中描述的一类光学可变装置利用了定向的（oriented）磁性颜料来产生动态的和三维状的图像。描述这样的特征的相关技术的实例包括EP-A-1674282、WO-A-02/090002、US-A-20040051297、US-A-20050106367、WO-A-2004007095、WO-A-2006069218、EP-A-1745940、EP-A-1710756、WO-A-2008/046702和WO-A-2009/033601。
通常，当所述磁性颜料被施加到一个表面之后与一个磁场配准。散布在液体有机介质中的磁性屑自身定向为平行于磁场线，而偏斜于原始的平面取向。此偏斜从垂直于基底的表面到原始取向不一而足，包括本质上平行于产品表面的屑。平面定向的屑将入射光反射回观察者，而重新定向的屑却不将入射光反射回观察者，从而在覆层中提供了三维图案。

[0005] WO-A-2004007095描述了已知为“滚动条（rolling-bar）”特征的动态光学可变效果的建立。所述“滚动条”特征为由磁性配准的颜料屑构成的图像提供了运动的光学幻象。所述屑相对于所述基底的表面以弓形图案配准，从而在出现于第一邻场（adjacent field）与第二邻场之间的图像上建立了对比条（contrasting bar），当所述图像相对于观察角度倾斜时，所述对比条显现移动。这样的动态图像的运用在EP-A-1674282中进一步拓展，其中所述屑以第一弓形图案或第二弓形图案配准，从而建立了第一对比条和第二对比条，当所述图像相对于观察角度倾斜时，所述第一对比条和所述第二对比条显现同时以不同方向移动。EP-A-1674282也描述了其他滚动对象（诸如滚动半球）的建立。

[0006] WO-A-2005/002866和WO-A-2008/046702都公开了用于在一个层中定向磁性颗粒以显示标记（indicia）的设备和方法。在这两个文献中，待显示的标记是通过提供一层表面具有铭刻（engraving）的永磁材料来配置的。所述铭刻使得所述材料发出的场产生扰动，且当含有磁性颗粒的层被放置在该场内时，所述颗粒采取相应的取向（orientation）。在实践中，只有某些磁性材料适于加工以生产必要的铭刻，且通常使用柔性的聚合物联结合成物（polymer-bonded composite），其含有永磁粉，诸如Max Baermann GmbH的TM
Tromaflex 。这样的材料与常规的脆的铁磁体相比具有相对低的磁强度。因此，由这样的布置实现的颗粒重新定向的程度低，且所产生的光学效果在如下两方面都弱：所述磁性标记显现不明确，以及所述图像的三维性质（这导致运动幻象）对于观察者而言不特别明显。在WO-A-2008/046702中，通过将一个或多个附加的永磁体设置在铭刻的磁性层后方（这增加了磁性颗粒层经受的磁场），某一程度上改善了所述光学效果。这些附加的永磁体可以采取例如一系列条形磁体的形式。然而，所述附加的磁体必须处在与所述铭刻的磁性层隔开的位置，以免损害所述铭刻的层的固有磁性。因此，对磁场强度的整体改进不大，且所产生的光学效果仍不明确。当将所述安全元件与已知的全息装置和透镜装置实现的效果相比时，情况尤其如此。

[0007] EP-A-1710756也公开了一种包括磁性屑的安全元件，所述磁性屑被定向为产生诸如漏斗、穹顶和锥体图像的光学效果，使用永磁体的多种配置来产生磁场。然而，所实现的视觉效果不特别明确，且所实现的图像的形状有限。

[0008] 因此，需要这样一种安全元件，其具有更明确从而对于观察者更易辨识的光学效果，以提高鉴定所述安全元件的能力。

[0009] 根据本发明的第一方面，提供了一种用于将标记磁性地压印到物品上的一个层中的设备，所述层包括悬浮有磁性或可磁化颗粒的成分，所述设备包括：软的可磁化片材，其具有外表面和对立的内表面，所述外表面被布置为在使用中面向所述物品；以及永磁体，其被塑造为使得其磁场包含产生标记的扰动，所述永磁体被布置为与所述软的可磁化片材的内表面相邻，借此，所述软的可磁化片材增强了所述永磁体的磁场的扰动，以使得当待被压印的层与所述软的可磁化片材的外表面位置相邻时，所述磁性或可磁化颗粒被所述磁场定向以显示所述标记。

[0010] “软的”可磁化材料是非永磁体，且通常，至少与永磁体相比，具有低的矫顽力（coercivity）。例如，在没有施加磁场的情况下，软的可磁化材料通常自身（至少在外部）不产生任何显著的磁场。

[0011] 通过在所述永磁体与待被压印的层之间提供软的（在磁性意义上，而不是在物理意义上）可磁化层，可以实现若干优点。首先，由于所述永磁体可以被布置为在使用中靠近或接触所述软的可磁化片材而不造成损害，所述永磁体可以更紧密地接近待被压印的层，优选地仅隔着所述可磁化片材自身。由于磁场强度随着距磁源的径向距离依照r3而减小，这确保了被压印的层在实用的程度上尽量经受所述磁体的全部磁场强度。另外，所述软的可磁化层借助于其固有的高导磁率（与周围的空气相比）强化了所述场中的扰动。于是，穿过所述片材的厚度，磁场线被“加速”，导致所述场在紧邻所述永磁体之处变得聚焦或集中。在与所述片材的外表面相邻的区域内（在使用中所述磁性颗粒层将被放置在这里），所述扰动的曲率增强，局部磁通密度（从而磁场强度）也增强。最后，所述设备有助于使用常规的、高磁通密度的永磁材料，因为不需要加工。结果是，非常高程度的颗粒重新排列（realignment）被集中到所述永磁体附近。这导致了由所述层显示的标记具有非常鲜明和良好界定的视觉外观，其对于观察者非常醒目和可辨识，从而提高了区分该元件的能力，并且增强了该标记作为鉴别器的功能。

[0012] 根据想要的标记，所述永磁体可以以多种形状被提供。由于由所述磁体产生的场被所述可磁化片材所局限，所以所述磁体的构造将对所得到的标记具有直接和显著的效果（尽管可以不是精确匹配）。已发现特别优选的磁体布置会在所压印的图像中产生强的三维效果，同时所述标记清晰地显现为具有“深度”且当该层倾斜时相对于该层移动。为了得到特别强的三维外观，优选地所述永磁体应具有上表面（面向所述软的可磁化片材），所述上表面的形态（profile）不与所述片材的形态共形（conform）。例如，所述永磁体的上表面的至少一部分可以是弯曲的或相对于所述片材倾斜的。球形或半球形的永磁体是特别优选的实施例。已发现，这样的弯曲或“有锥度”的磁体，与上文描述的软的可磁化片材结合使用，在待被压印的层中在横向距离上产生了颗粒角度的逐渐（而不是突发）改变。所述磁体优选地与所述片材在至少一点处接触（且由于有锥度的形态而在其他点处与所述片材隔开），以使所述磁体与所述颗粒之间的间隔最小化。

[0013] 然而，也已发现，使用“扁平的（flat）”永磁体（其上表面与所述片材的内表面共形），在该扁平的磁体与所述片材有少许间隔的情况下，能够实现逐渐的颗粒角度改变，从而实现三维效果。所述间隔可以例如通过如下方式实现：在所述磁体与所述片材之间设置非磁性间隔材料（诸如塑料），或者使用被设计为保持所述磁体与所述片材处于间隔关系的壳体。在所述磁体与所述片材之间不应存在磁性或可磁化材料。因此，在其他优选实施方案中，所述永磁体具有面向所述软的可磁化片材的上表面，所述上表面的形态与所述片材的形态基本共形，且其中所述永磁体的上表面与所述片材的内表面的间距在0.5mm与10mm之间，优选地在1mm与5mm之间。

[0014] 为了实现最大的磁场聚焦，优选的是，在垂直于所述片材的法线的一个平面内，所述永磁体的横向周缘（lateral periphery）在所述片材的横向周缘内。在特别优选的例子中，所述片材的（最小）横向尺度（lateral dimension）是所述永磁体的至少1.5倍，优选地至少2倍。有利地，所述永磁体被塑造为使得其横向周缘具有标记的形式，所述标记优选地是几何形状、符号、文字数字混编码或数字。通常，集中的磁场将使具有最大曲率的区域与所述磁体的周缘极限（extreme）近似对准（在它们距所述可磁化片材不太远的情况下），从而这可以导致在最终显示的标记中形成相同的形状。在特别优选的实施例中，所述永磁体基本是球形、穹顶形或金字塔形的。有利地，所述永磁体被布置为使得限定在其南磁极与北磁极之间的轴线基本垂直于所述片材。一般，优选的是，所述永磁体被塑造为，使得在所述片材附近，所述磁场的方向在所述永磁体的中心与横向周缘之间改变。所述永磁体的横向尺度可以根据想要的标记来选择，但在有利的实施方案中在5mm与50mm之间，优选地为5mm到20mm，更优选地为5mm到10mm，再优选地为8mm到9mm。也可以提供多于一个的永磁体来产生所述标记。

[0015] 如上所述，优选的是，所述永磁体在至少一个点处接触所述片材，尤其是在所述磁体具有弯曲或有锥度的上部形态的情况下。这导致在压印期间所述磁体与所述颗粒层之间的间距最小。然而，如果想要，则可以包括窄的间隔层，例如以将所述磁体固定就位，尽管优选地它由非磁性材料形成。

[0016] 为了实现高水平的颗粒排列，非常想要强磁场。于是，在优选的实施方案中，所述永磁体的剩磁（magnetic remanence）为至少3000高斯，优选地为至少8000高斯，更优选地为至少10000高斯，最优选地为至少12000高斯。可以使用展现出这样属性的任何永磁材料，但在优选的实施例中，所述永磁体包括硬的铁氧体（ferrite）、钐钴（samarium cobalt）、AlNiCo或钕（neodymium），优选地是N33到N52中任何等级的钕。

[0017] 为了减小所述磁体与所述层之间的间距，且为了防止将磁场完全屏蔽在所述磁性颗粒层之外，所述软的可磁化片材优选地被配置为尽量薄（在平行于所述片材的法线的方向上）。有利地，所述软的可磁化片材的厚度小于5mm，优选地小于2mm，更优选地小于或等于1mm，再优选地小于或等于0.5mm，最优选地小于或等于0.25mm。在实践中，大约为0.01mm更优选地为0.05mm的最小厚度可以是合适的。所述软的可磁化片材优选地至少在所述永磁体的区域内具有基本均匀的厚度。在优选的实施方式中，所述软的可磁化片材在至少一个方向上是弯曲的，它的内表面面向该曲面的内部。这使得所述片材能够与安装有所述设备的辊的表面齐平。

[0018] 所述软的可磁化片材优选地具有尽可能低、理想地为零的矫顽力（且相应地具有尽可能低的剩磁），以使它线性地响应所述永磁体的磁场，且不施加任何冲突磁场。所述软的可磁化片材的矫顽力优选地低于所述永磁体的矫顽力。有利地，所述片材的矫顽力小于或等于25Oe，优选地小于或等于12Oe，更优选地小于或等于1Oe，再优选地小于或等于0.1Oe，最优选地在0.01Oe与0.02Oe之间（1A/m=0.012566371Oe）。

[0019] 为了实现高等级的场浓度，所述片材优选地也应具有高导磁率。在优选的实施例中，所述软的可磁化片材在0.002特斯拉的磁通密度下的相对导磁率为大于或等于100，优选地大于或等于500，更优选地大于或等于1000，再优选地大于或等于4000，最优选地大于或等于8000。可以将任何合适的软磁材料用于所述软的可磁化片材，优选地是坡莫合金（permalloy）、铁氧体、镍、钢、电炉钢（electrical steel）、铁、钼金属（Mu-metal）或超透磁合金（supermalloy）。

[0020] 优选地，所述软的可磁化片材的磁性质在整个所述片材上，至少在所述永磁体的区域内，是基本均匀的。

[0021] 可以用任何方便的方式来安装所述设备。然而，在一个优选的实施方式中，所述设备还包括壳体，所述壳体被配置为以彼此固定的关系支承所述永磁体和所述软的可磁化片材，所述壳体具有上表面，所述上表面被布置为在使用中面向所述物品，所述上表面内设置有一个或多个凹陷，所述永磁体被容纳在所述一个或多个凹陷内，所述软的可磁化片材被安装在所述壳体的上表面上且覆盖所述一个或多个凹陷。此布置确保所述永磁体保持与该组件的最外表面紧密贴近，从而在使用期间接近待被压印的层。优选地，所述凹陷或每个凹陷完全容纳所述永磁体，以使得所述软的可磁化片材与所述一个或多个凹陷齐平。有利地，所述软的可磁化片材经由粘合层，或经由布置在所述软的可磁化片材上且与所述壳体毗邻的胶带，安装到所述壳体的上表面。优选地，所述壳体的上表面在至少一个方向上是弯曲的，以用在辊组件中。

[0022] 还提供了一种压印组件，其包括设备阵列，每个设备如上所述。它可以采取平板的形式，但优选地所述组件被形成在辊的表面中。

[0023] 本发明的第二方面提供了一种制造安全元件的方法，包括：提供一个层，所述层包括悬浮有磁性或可磁化颗粒的成分；使所述层与根据本发明第一方面的设备的软的可磁化片材的外表面贴近，从而定向所述磁性或可磁化颗粒以显示标记；以及使所述层硬化，从而固定所述磁性或可磁化颗粒的取向，以使得所述标记被永久显示。

[0024] 出于前述所有原因，此制造技术形成了一种显示非常醒目和可辨识的光学效果的安全元件。

[0025] 含有磁性颗粒的层可以在先前的、分立的进程中形成，且被供应为即可用于磁性压印。在优选的例子中，所述层是通过将所述成分印刷或涂覆到基底上而提供的，优选地通过筛网印刷（screen printing）、转动丝网印刷（rotary silkscreen printing）、凹版印刷（gravure）或反转凹版印刷（reverse gravure）。这可以是片材供给（sheet-fed）或腹板供给（web-fed）技术。

[0026] 为了使所产生的光学效果可以被完整地看到，优选的是所述层的至少一个横向尺度大于所述永磁体的相应横向尺度，以使得所显示的标记在所述层的周缘内。然而，已经发现，为了实现最佳的效果，所述标记不应表现为距所述层的周缘太远，以使得所述标记的表观运动被固定的周缘强化。因此，优选地，所述层被放置在与所述软的可磁化片材的外表面相邻的一个位置，由此所述层的周缘从所述永磁体的最近横向周缘的横向偏移在0.5cm与2cm之间，优选地在0.5cm与1.5cm之间，更优选地在0.5cm与1cm之间。为了使所述标记表现为合理地贴近所述周缘的每一侧，在优选的例子中，所述层的横向尺度在所述永磁体的横向尺度的1.25倍与5倍之间，优选地在所述永磁体的横向尺度的1.25倍与3倍之间，更优选地在所述永磁体的横向尺度的1.25倍与2倍之间。

[0027] 为了进一步增强三维运动的外观，在优选的实施方案中，所述层设置有一个或多个配准特征（registration feature）（或“基准（datum）”特征），对照所述配准特征可判断由所述层显示的标记的位置，所述配准特征优选地包括所述层中的间隙和/或所述层的周缘中的构造。通过设置基准特征还可以实现一个附加效果：由定向的磁性颜料限定的图像可以增强所述基准特征。例如，所述图像的运动可以被布置为使得表现为出现在所述基准特征下方，从而强调所述特征。这尤其可用在多个所述基准特征布置成一个序列的情况下，当所述元件被倾斜时，所述磁性层展现出的效果被适配为在对应于想要阅读方向的方向上“移动”经过所述基准特征。

[0028] 在间隙的情形下，优选地所述磁性层被印刷或涂覆以限定所述间隙。然而，可以首先印刷或涂覆一个连续区域的材料，接下来选择性地移除以限定所述间隙。用于移除的方法包括激光烧蚀和化学蚀刻。依赖于间隙中的材料，可以实现多种附加效果。例如，如果设置有所述元件的基底是透明的，那么通常当在透射中观察时所述基准特征是可见的，这给所述装置提供了又一个安全方面。在另一个实施方案中，限定了所述基准特征的间隙的横向尺度足够小，使得它们仅在透射中可见而在反射中不太明显。在此例子中，所述间隙的典型高度和宽度在0.5mm到5mm的范围内，更优选地在0.5mm到2mm的范围内。另一方面，如果所述安全装置被设置在印刷的基底上，那么当在反射中观察时该印刷物的一些部分将透过所述间隙显现。

[0029] 有利地，所述配准特征以V形间隙的形式设置在所述层的周缘，或者作为沿着所述周缘形成的一系列周期性间隙。在其他优选例子中，（附加地或替代地）以所述层中的中心间隙、优选地是圆形间隙的形式提供了一个配准特征。它可以不在所述层的几何中心，而是在所有边被所述层的面积围绕。所述配准特征也可以是下列中的一个或多个：符号、文字数字混编字符、几何图案等等。可行的字符包括来自非罗马文字的字符，其实例包括但不限于：中文、日文、梵文和阿拉伯文。在一个实施例中，所述基准特征可以限定钞票的序列号或一个词。对于后一情况，由定向的磁性颜料限定的光学效果可以被布置成表现为，当所述元件被倾斜时在该词或该序列号待被阅读的方向上沿着该词或该序列号移动。

[0030] 在其他优选实施方式中，该方法可以还包括提供形式为（优选地通过印刷、涂覆或粘合）施加到该层的标志的配准特征或基准特征。当印刷所述基准特征时，可以采用任何合适的已知技术，例如湿法或干法平版印刷（lithographic printing）、凹雕印刷（intaglio printing）、凸版印刷（letterpress printing）、柔版印刷（flexographic printing）、筛网印刷、喷墨印刷（inkjet printing）和/或凹版印刷。当所述基准特征被印刷时，通常它将作为第二工序（working）出现，已定向的磁性颜料则在第一工序中被印刷。这具有的优点是：可以提供非常精细的线印刷的基准特征。所述基准特征可以被提供为单色或多色的。在间隙的情形下，如上所述，所述基准特征的颜色可以是基于下面的基底的颜色来确定的。

[0031] 在特别优选的实施方案中，所述基底包括纸片材、聚合物膜或其复合物。例如，所述层可以被直接形成在安全纸上，借此所述基底可以包括有价票证（优选地是钞票、护照、身份证、支票、证书、签证或许可证），或者作为适合施加到或纳入有价票证的线或转移膜。

[0032] 所述层的成分优选地包括紫外线可固化流体（UV-curable fluid）、电子束可固化流体或热定型可固化流体（heat-set curable fluid）。如果想要，所述成分可以包括色调。在优选的例子中，所述磁性或可磁化颗粒是非球形的，优选地具有至少一个基本平坦（planar）的表面，再优选地具有细长的形状（elongate shape），最优选地是碎片（platelet）或屑（flake）的形式。所述磁性或可磁化颗粒可以包括无覆层的磁性屑（诸如镍或铁），但在优选的实施方案中，所述磁性或可磁化颗粒包括光学可变结构，借此所述颗粒反射处于第一入射角的具有第一频带内的波长的光以及处于第二入射角的具有第二频带内的波长的光。这导致所述安全元件中的色移（colour shift）外观，这进一步增强了它的醒目和动态外观，如下文将进一步描述的。有利地，所述光学可变结构是薄膜干涉结构，且最优选地，所述薄膜干涉结构内含有磁性或可磁化材料。此类型的合适的颗粒在例如WO-A-2008/046702的第8页第18-26行中被公开。

[0033] 在优选的方法中，在所述层与所述软的可磁化片材的外表面贴近的情况下，所述层被硬化，以使得所述颗粒的取向被所述磁场维持，直到固定完成。然而，这可以不必要，如果所述成分足够粘稠，从而一旦从所述磁场中移出（且在固定之前没有施加其他磁场）就防止所述屑重新定向。该硬化过程将依赖于所述成分的性质，但在优选的例子中，这是通过物理干燥、在紫外线照射下固化、电子束、热或红外照射来实现的。

[0034] 在又一些实施例中，通过在所述安全元件的现有层之一内或者在一个附加层内引入可检测的材料，本发明的安全性质也可以被进一步扩展。对外部激励作出反应的可检测的材料包括但不限于：荧光、磷光、红外吸收、热致变色（thermochromic）、光致变色（photochromic）、磁性、电致变色（electrochromic）、导电性和压电（piezochromic）材料。

[0035] 本发明的又一些方面提供了具备特别新颖的特性的安全元件，对这些元件的鉴别能力提供了特殊的改进，如下文将阐述的。本发明的这些方面可以使用上述设备和方法来实现，但不应认为限于经由这些制造技术来生产。

[0036] 在本发明的第三方面，提供了一种安全元件，其包括被布置在基底上的一个层，所述层包括含有磁性或可磁化颗粒的成分，每个颗粒具有至少一个基本平坦的表面，[0037] 其中所述磁性或可磁化颗粒在所述层上的取向是多样的，以使得：在所述层的第一部分，所述颗粒被定向为它们的平坦表面基本平行于所述层的法线，所述颗粒的平坦表面与所述法线之间的角度随着距所述第一部分的径向距离的增大而逐渐增大，在所述层的第一径向位置达到约90度的最大值，然后再逐渐减小，直到所述层的较远的第二径向位置，位于所述第一部分与所述第二径向位置之间的颗粒的平坦表面的法线在所述层的第一侧上的点处彼此交叉，且从所述第二径向位置起，所述颗粒的平坦表面与所述层的法线之间的角度随着径向距离的增大而逐渐增大，所述颗粒的平坦表面的法线在所述层的第二侧上的点处彼此交叉，所述第二侧与所述第一侧对立，

[0038] 以使得至少当沿着与所述基底的平面基本成法向的方向观察所述安全元件时，所述安全元件在第一暗区（dark area）与第二暗区之间显示出相应于所述第一径向位置的明亮边缘，所述第一暗区包括所述层的第一部分。

[0039] 已发现，磁性屑的此布置导致得到了特别鲜明和醒目的“边缘”特征，其表现为所述元件中的亮线，与任一侧的区域形成清楚的对比，且在环境光（诸如日光）中具有强三维外观，该外观是通过屑排列的曲率得到的。当以一个角度观察时（在任何光照条件下），所述特征还展现出高程度的横向运动。所述明亮边缘被清楚地限定在所述层的第一部分（在这里所述屑是竖直的从而反射非常少的光（如果反射了光））与第二径向位置（在这附近所述屑再次与所述元件的法线紧密对准（即，近乎竖直））之间。相比之下，常规的安全元件迄今一般仅能够实现明区的一个合理鲜明的边缘，而在所述元件的其他地方几乎没有或没有限定。另外，第二径向位置之外的区域（在这里所述屑的角度又一次增大）提供了附加光学效果，因为当所述元件被倾斜以与它的法线成一个角度观察时，当在环境条件下观察时，此区域的一部分将表现为亮的而其他部分将表现为暗的。这为所述明亮边缘提供了动态的而不是静态的“背景”。

[0040] 在第二径向位置，所述颗粒的平坦表面优选地基本平行于所述层的法线。

[0041] 在特别优选的实施方式中，当在日光中观察时，所述明亮边缘在作为对比的暗区之间的厚度小于大约10mm，优选地小于或等于大约5mm，更优选地在1mm与4mm之间，再优选地在2mm与3mm之间。在颗粒布置方面，优选的是，所述层的第一部分与第二径向位置之间的横向距离在1mm与10mm之间，优选地在2mm与5mm之间。已发现，此类尺寸提供了亮度和分辨率的良好组合，这使得所述元件具有高可辨识度。

[0042] 为了所述边缘的高分辨率，所述颗粒的角度随着径向距离的变化率在紧邻所述边缘的任一侧处也应为高。在优选的例子中，所述颗粒的取向是多样的，以使得所述颗粒的平坦表面与所述法线之间的角度在第一径向位置的每一侧，在小于或等于3mm、优选地小于或等于2mm、再优选地小于或等于1mm的距离上，在近乎0与在第一径向位置的约90度的最大值之间变化。

[0043] 在任一情形下，这些区域中的角度变化率应优选地大于在第二径向位置之外（在这里所述角度增大）的角度变化率。事实上，优选的是，在所述颗粒的平坦表面与在第二径向位置之外的所述层的法线之间的角度增大的区域内，所述角度在所述层的周缘内不增大到基本90度。这样，当沿其法线观察时，所述元件将在所述边缘与所述周缘之间一直表现为暗的（至少比所述明亮边缘暗）。然而，在其他实施方式中，优选的是，在第二径向位置的至少2mm、优选地至少3mm、更优选地至少5mm内，所述角度不增大到基本90度。这确保了在所述明亮边缘与所述元件的任何其他明区之间有足够的间距。

[0044] 在第二径向位置，所述颗粒的表面与所述层的法线之间的角度越小，该区域就表现为越暗。然而，该角度不必达到零。在优选的实施方案中，所述颗粒的平坦表面与所述层的法线之间的角度在第二径向位置减小到小于45°，优选地小于30°，更优选地小于10°，再优选地在0°附近。

[0045] 所述明亮边缘可以采取任何想要的形状，诸如直线或弧，但已发现，形成轮廓（outline）或环路（loop）（无论是否完整）的边缘特别醒目，尤其是在考虑到所述边缘的三维外观的情况下，因为所述轮廓作为一个整体，从而表现为限定了某个较大的三维物体。在一个特别优选的实施方案中，所述颗粒的取向沿着每个径向方向的变化基本相同，以使得所述明亮边缘形成圆形轮廓，第一暗区位于所述轮廓之内，且第二暗区位于所述轮廓之外。在其他有利的实施例中，所述颗粒的取向沿着每个径向方向的变化是角位置的函数，以使得所述明亮边缘形成非圆形轮廓，第一暗区位于所述轮廓之内，且第二暗区位于所述轮廓之外。例如，所述轮廓可以是方形、矩形、三角形甚至不规则形的。所述轮廓或边缘也可以包括间隙，通过布置为，所述颗粒的取向沿着选定的径向方向不经历任何变化，保持基本平行于所述基底的法线，由此在所述明亮边缘中形成了一个或多个相应的间隙。

[0046] 为了最大的光学印象，所述边缘不应距所述层的周缘太远。因此，在优选的实施例中，在所述层的第一部分的中心与所述层的周缘之间沿着径向方向的距离在所述中心与所述明亮边缘之间的距离的1.25倍与3倍之间，优选地在1.25倍与2倍之间，更优选地在1.25倍与1.5倍之间。有利地，所述层的第一部分的中心基本位于所述层的横向中点。然而，情况不需如此，而是在其他实施例中，所述层的第一部分可以位于所述层的周缘上或与所述层的周缘相邻。

[0047] 所述安全元件可以是使用标准磁性颗粒（诸如镍屑）形成的，在该情形下所述外观将是单色的，其中所述明亮边缘的颜色维持恒定，无论观察角度如何。然而，在优选的实施方式中，所述外观被包含光学可变结构的磁性或可磁化颗粒进一步增强，借此所述颗粒反射处于第一入射角的具有第一频带内的波长的光以及处于第二入射角的具有第二频带内的波长的光。这样的“OVMI”颗粒不仅为所述明亮边缘赋予了在不同观察角度显示不同颜色的能力，而且，重要地，向在第二径向位置之外形成的“背景”区域施加了又一个效果。在这里，由于当所述元件被以一个角度（即，不沿着其法线）观察时，所述屑处于接近平卧的各种角度，所以所述背景的不同部分将表现为一个颜色，且其他部分表现为第二颜色（所述颜色将由所选择的具体油墨确定）。当所述元件被倾斜时，这两个颜色之间的边界将表现为移动，产生所谓的“滚动条（rolling bar）”效果。因此，所述明亮边缘将以“滚动条”为背景显现，给出特别令人难忘的视觉印象和高的鉴别能力。

[0048] 所述安全元件（无论是否是使用OVMI颗粒形成的）实现的又一个显要的光学效果是：当被多个光源照亮时，相应的多个明亮边缘可以是可见的。在实践中已发现，在使用OVMI颗粒的情况下，此效果更易分辨，因为所述多个边缘表现为更好地彼此错开，例如1mm到2mm。所述两个或多个边缘具有彼此相同的形状，并且其中所述多个光源是散布的（例如在具有两个或更多个顶灯的房间里），每个边缘显示3D深度。当所述元件被倾斜时，所述两个边缘相对于彼此移动，这提供了特别醒目、可辨识且可轻易测试的安全特征。使用OVMI颗粒，所述两个边缘也可以表现为至少在某些观察角度具有彼此不同的颜色，这使得所述元件更加突出。

[0049] 与使用本发明第二方面的方法制造的安全元件相似，第三方面的安全元件可以优选地设置有一个或多个配准特征，可对照所述配准特来判断所述明亮轮廓的位置，所述配准特征优选地包括所述层中的间隙和/或所述层的周缘中的构造。这些可以按照与上文参照第二方面描述的相同的方式来配置。

[0050] 本发明的第四方面提供了一种安全元件，所述安全元件包括磁性层以及布置在半透明基底上的印刷层，所述印刷层被布置在所述磁性层与所述基底之间，其中所述磁性层包括具有磁性或可磁化颗粒的成分，每个颗粒具有至少一个基本平坦的表面，其中所述印刷层包括印刷的鉴定数据，且所述磁性或可磁化颗粒被定向为使得在所述磁性层的覆盖了至少部分所述鉴定数据的区域中，至少一些所述磁性或可磁化颗粒被定向为它们的平坦表面基本平行于所述基底的平面，以使得当至少沿着所述基底的法线在反射光中观察所述安全元件时所述鉴定数据基本被隐藏，且其中所述印刷的鉴定数据具有足够的光密度（optical density），以使得当在透射光中观察时透过所述磁性层的所述区域能看到所述鉴定数据。

[0051] 通过将已印刷的授权数据（authorisation data）与所述磁性层的一个区域（其中磁性颗粒基本平行于所述基底）对准，并且布置为使得在透射中透过同一区域能看到所述授权数据，所述安全元件提供了附加的、隐蔽水平的鉴别（除了所述磁性层自身提供的公开效果之外）。在正常交易期间，将在反射光中看到所述元件，且所述磁性层的外观（其优选地被设计为具有强的视觉印象）将占主导。至少当所述元件被沿着所述基底的法线观察时情形应如此，但优选地当从一个范围的角度观察时情形也如此，例如在一些例子中距所述基底的法线最多达60度，在其他例子中最多达90度（即，平行于所述基底的表面）。然而，当在透射中观察所述元件时，隐藏的授权数据将被揭示，从而提供了一种双重核对（double-checking）所述元件为真的直接手段。所述磁性层的动态性质和下层的隐藏的授权数据都不能通过拷贝所述元件来获取，因此所述元件的安全水平特别高。

[0052] 通过“基本平行于”所述基底，意味着所述颗粒的平坦表面与所述基底的法线成大角度（90度是可行的最大角度，在该角度所述颗粒的表面与所述基底的法线正交）。例如，所述颗粒的平坦表面与所述基底的法线之间的角度优选地为至少60度，更优选地为至少70度，再优选地为至少80度，最优选地为大约90度（例如89度以上）。

[0053] 通过“覆盖”至少一部分所述授权数据，意味着所述磁性层的所述区域正好位于至少一部分所述授权数据的上方，以使得当被观察者（面向所述结构的承载所述磁性层的一侧）观察时，所述磁性层的所述区域位于所述观察者与一部分所述授权数据之间。所述观察者对那部分授权数据的视线被所述磁性层的所述区域遮挡。

[0054] 优选地，为了最佳地隐藏所述授权数据，在所述磁性层的所述区域中，所述颗粒大多数被定向为它们的平坦表面基本平行于所述基底的平面。然而，所述区域也可以包括以其他角度布置的颗粒，且这可以被用来帮助当所述元件被以不同于沿着其法线的方向观察时隐藏所述数据。

[0055] 在一个有利的实施方案中，在所述磁性层的与所述磁性层的所述区域横向相邻的第一部分中，至少一些所述磁性颗粒被定向为它们的平坦表面与所述基底的平面成小于90度的非零角，在所述第一部分中的已定向颗粒的平坦表面的法线与在所述颗粒相邻于所述基底的一侧的区域中的已定向颗粒的平坦表面的法线交叉。例如，紧邻所述数据的每一侧，所述颗粒可以被设定角度，以使得它们的法线被布置为指向所述数据，使得如果从这一侧观察所述元件，仍将向观察者呈现该数据区域中的颗粒的反射面，从而遮挡视线。

[0056] 所述磁性层可以采取任何构造，包括连续的、明亮的、颗粒取向无显著变化的层（即，在所述层上包括基本平放的颗粒）。然而，优选地，所述颗粒的取向在所述磁性层上是多样的，以使得所述层显示所述标记。这显著增进了所述元件的视觉印象和复制难度。

[0057] 印刷的数据所要求的光密度将依赖于所述基底的性质和所述磁性层的光密度。所述基底是半透明的（即，能够传输一些光），且可以包括例如纸、安全纸、聚合物或覆层聚合物，或其任何组合（例如作为多层结构）。为了提高透射中的数据可见性，优选地，印刷的鉴别数据是以深色印刷的，与下面的基底形成对比。所述授权数据可以采取任何想要的形式，但优选地包括一个或多个文字数字混编码、符号、图形或图案。

[0058] 在特别优选的实施方式中，所述磁性层被如上文描述的根据本发明第三方面配置，所得到的明亮轮廓与印刷的授权数据对准。这实现了如下的组合益处：具有特别醒目和可辨识的光学效果的磁性层，并且提供了如已经描述的隐蔽的印刷数据。优选地，当观察角度改变时，所述明区表现为相对于所述层横向移动。

[0059] 如在上述方面中，所述元件可以设置有一个或多个配准特征，以增强所述磁性标记的外观。所述磁性颗粒也可以包括如以前的光学可变结构。

[0060] 在本发明的第五方面，提供了一种制造安全元件的方法，包括：将包括授权数据的印刷层印刷到半透明的基底上；提供磁性层，所述磁性层在所述印刷层的至少一部分上方包括悬浮有磁性或可磁化颗粒的成分，每个颗粒具有至少一个基本平坦的表面；通过使用磁场定向所述磁性或可磁化颗粒，以使得在所述磁性层的覆盖了至少一部分所述鉴定数据的的区域中，至少一些所述磁性或可磁化颗粒被定向为它们的平坦表面基本平行于所述基底的平面；使所述层硬化，以固定所述磁性或可磁化颗粒的取向，其中当至少沿着所述基底的法线在反射光中观察时，所述鉴定数据基本被所述磁性层的所述区域隐藏，且其中印刷的鉴定数据具有足够的光密度，以使得当在透射光中观察时透过所述磁性层的所述区域能看到所述鉴定数据。

[0061] 此方法得到了一种具有上述优点的安全元件。

[0062] 该印刷层可以是通过任何想要的技术生产的，但优选地是通过平版印刷、凹雕、筛网印刷、柔版印刷、凸版印刷、凹版印刷、激光印刷或喷墨印刷。所述磁性标记可以是使用任何已知的技术压印的，但在优选的实施方式中，它是使用根据本发明第一方面的设备来实现的。该方法的其余步骤也可以是根据本发明第二方面的描述来实现的。

[0063] 上述所有安全元件可以被形成在诸如有价票证的物品上，或者可以被制造为转移元件，用于随后应用到这样的物品。因此本发明还提供了一种转移元件，其包括被布置在支承基底上的上述安全元件。所述转移元件可以优选地还包括粘合层，用于将所述安全元件粘附至物品，且可选地包括位于所述安全元件与所述支承基底之间的脱模层（release layer）。想要的是，所述安全元件的磁性层的光学效果以某种方式配合应用所述装置的票证的其余部分的设计。

[0064] 所述安全元件的形式可以是设置在安全票证或其他物品上的孤立装置，但替代地可以被提供为布置在载体（诸如PET）上的插件（insert）（诸如安全线）。所述装置也可以被提供为补丁或条带。此构造选择类似于线构造（thread construction），例外之处在于：如果不想要将PET载体转移到成品票证，则载体层可选地设置有脱模层。

[0065] 在本发明的又一个实施方案中，所述装置被纳入所述安全元件内，以使得从所述票证的两侧均可观察到所述装置的区域，优选地在所述票证的透明窗口区域内。在EP-A-1141480和WO-A-3054297中描述了纳入安全装置以使得从票证的两侧均可观察到的方法。在EP-A-1141480中描述的方法中，所述装置的一侧完全暴露于所述票证的一个表面，其中它部分地嵌入，且部分地暴露在位于所述票证的另一个表面的多个孔中。在EP-A-1141480中描述的方法中，用于所述装置的载体基底优选地是双轴取向（biaxially oriented）聚丙烯（BOPP）而不是PET。

[0066] 现在将参考附图描述用于磁性压印标记的设备和用于制造安全元件的方法，以及安全元件、转移元件和有价票证的实施例，在附图中：

[0067] 图1是描绘了制造安全元件的方法的第一实施方案的框图；

[0068] 图2示意性地示出了用于执行图1的方法的设备；

[0069] 图3示出了形成图2的设备的一部分的压印组件的实施方案；

[0070] 图4a、4b和4c示出了用于磁性压印标记的设备的第一实施方案：图4a以分解截面图示出了该设备，图4b以分解立体图示出了该设备，图4c以立体图示出了已组装的设备；

[0071] 图5a和5b示出了由图4的设备建立的磁场，图5a示出了该设备的软的可磁化片材被移除后的场，图5b示出了当该软的可磁化片材就位时的场，用于比较；

[0072] 图6a和6b示出了分别从图5a和5b的磁场得到的、安全元件中的磁性或可磁化颗粒的取向；

[0073] 图7a、7b和7c示出了示例安全元件，图7a示出了使用图5b的磁场形成的安全元件（沿着该元件的法向观察），图7b示出了使用图5b的磁场形成的安全元件（与该法向成一个角度观察），图7c示出了使用图5a的磁场形成的安全元件（以一个角度观察），用于比较，图7a和7b的安全元件构成了根据本发明的安全元件的第一实施方案；

[0074] 图8示出了安全元件的第二实施方案（沿着其法线观察）；

[0075] 图9a、9b、9c分别示出了用于磁性地压印标记的设备的第二实施方案、相应的磁场形状以及使用该设备形成的相应的安全元件；

[0076] 图10a示出了安全元件的第三实施方案，图10b示出了磁性或可磁化颗粒沿着该安全元件的径向r的取向；

[0077] 图11a、11b、11c、11d和11e示出了安全元件的第四实施方案（从不同角度观察）；

[0078] 图12示出了当存在两个光源时图8的安全元件（沿着其法线观察）；

[0079] 图13a、13b和13c示意性地示出了安全元件的第五实施方案，图13a示出了穿过该元件的截面图，图13b示出在反射光中观察的该安全元件，图13c示出了在透射光中观察的该安全元件；

[0080] 图14a和14b示出了安全元件的第六实施方案，（a）在反射光中观察，（b）在透射中观察；

[0081] 图15示出了安全元件的另外两个实施方案（在反射中观察）；

[0082] 图16是制造安全元件的方法的第二实施方案的框图，其适于制造图13、14和15的安全元件；

[0083] 图17a和17b示出了载有安全元件的有价票证的实施方案；且

[0084] 图18a和18b以截面图示出了包含安全元件的转移元件的两个实施方案。

[0085] 接下来的说明重点在用于例如有价票证的安全元件，诸如钞票、护照、身份证、证书、许可证、支票等。然而，应理解，同样的安全元件可以为了安全目的应用于任何物品或满足例如装饰功能。

[0086] 在下述所有实施方案和实施例中，所述安全元件包括含有磁性或可磁化颗粒的层。它可以采取例如油墨的形式，所述油墨包括含有磁性或可磁化材料的颜料。所述颗粒悬浮在一种成分中，所述成分诸如可以通过干燥或固化（例如通过热或紫外线照射）来硬化或凝固的有机流体。当所述成分是流体（虽然潜在地是高粘稠的）时，所述磁性或可磁化颗粒的取向可以被操纵。一旦所述成分被硬化，所述颗粒就变得固定，从而它们在硬化时刻的取向变得永久化（假定该硬化以后不被逆转）。在WO-A-2005/002866、WO-A-2008/046702、WO-A-2002/090002中公开了在下文待描述的所有实施方案和实施例中可被用来形成该层TM的合适的磁性油墨。市售的适合的油墨包括瑞士的Sicpa Holding S.A.生产的Spark产品。许多这样的油墨利用了磁性光学可变颜料（“OVMI”颜料）：即，根据观察角度而具有不同外观的磁性颗粒。在大多数情形下，这是通过提供纳入该元件的薄膜干涉结构来实现的。通常，当以一个范围的角度观察时，所述颗粒反射一个颜色的光，而当以另一个范围的角度观察时，所述颗粒反射另一个颜色的光。在US-A-4,838,648、EP-A-0,686,675、WO-A-2002/73250和WO-A-2003/000801中也公开了这样的磁性光学可变颜料。在
WO-A-2008/046702的第8页第18-26行给出了磁性光学可变颜料的特别优选的实施例，其中磁性材料被纳入薄膜干涉结构。然而，本发明的实施方案也可以使用其中磁性和可磁化颗粒非光学可变的成分（例如非涂覆的镍屑或铁屑）来实现。然而，光学可变磁性颗粒是优选的，因为光学可变效果给该安全元件增加了复杂度，既增强了它的外观又引起了特殊视觉效果，这提高了所实现的安全水平，如下文将讨论的。该磁性颗粒层可以设置有附加材料，以给该特征添加附加功能。例如，可以添加发光材料和可见颜色的材料，包括彩色的色调。

[0087] 所述磁性或可磁化颗粒通常具有碎片或屑的形式。重要的是，所述颗粒是非球形的，且具有至少一个基本平坦的表面用于反射入射光。当存在磁场时，所述颗粒将变得沿着磁场线定向，从而改变每个颗粒的表面反射光的方向，并且导致在该层中出现明区和暗区。具有细长形状的颗粒是优选的，因为所述颗粒的取向对该层的亮度的影响将更明显。

[0088] 图1示出了制造安全元件包括的步骤。在第一步骤S100，提供了含有磁性或可磁化颗粒的一个层。通常，这可以包括在基底上印刷或涂覆含有所述颗粒的成分，诸如上文提到的磁性油墨中的任一种。然而，形成该层的该处理可以预先分立执行（如果优选的话，从而不需要构成这里公开的技术的一部分），而是提供已印刷的层，在此待形成安全元件。然后，在步骤S200，通过将该层放置在一个磁场内，对该层磁性地压印标记，该磁场被配置为将所述磁性或可磁化颗粒重新定向，如下文将讨论的。最后，在步骤S300，将该层硬化以固定所述颗粒的新取向，使得即便移除该磁场（或存在不同的磁场）也会保留压印的标记。在优选的实施例中，该硬化是当该层位于定向磁场内时执行的，以避免在步骤S200与S300之间发生任何定向丢失。然而这可以不必要，如果该层的成分足够粘稠以约束非故意的颗粒运动（例如在重力下）且该层与其他磁场隔离。

[0089] 图2中示出了适于实施该处理的设备的一个具体实施例。在这里，含有磁性或可磁化颗粒的层的提供（步骤S100）使用了印刷设备100，印刷设备100的形式是包括一对辊101和102的转动筛网印刷机。上辊102的表面被形成为筛网，诸如丝网，其中限定了待被印刷的设计。当基底被传送经过这些辊之间的夹缝时，油墨被供应到该筛网的内部，且静止的刮刀根据设计通过该筛网将油墨转移到该基底上。该基底可以是腹板（web）W（如图2中所示），随后从腹板W切割出个体片材或装置，或者该处理可以是片材供给的（sheet-fed）。
对于磁性层的形成，筛网印刷是尤其优选的，因为它允许厚油墨膜被施加至该基底，且可以被用来印刷含有非常大颜料的油墨。然而，也可以使用其他印刷和涂覆技术，诸如凹版印刷或反转凹版印刷，两者都能够以相对重的油墨重量来印刷低粘度油墨。由于与生产印刷滚筒关联的成本，凹版印刷更适于长印量（long print run）。已发现，在10微米与30微米之间的、优选地大约20微米的磁性油墨层特别适合良好地显示标记。

[0090] 在此实施例中，用来将标记磁性转移到已印刷的层的压印组件200包括辊201，辊201包含单元阵列（array of units），每个单元发出一个成形的磁场，如下文将详细讨论的。随着腹板W被传送经过该辊，使每个已印刷磁性油墨的区域与一个相应成形的磁场贴近，以将所述颗粒重新定向从而显示标记。在替代实施方式中，不使用辊，而是可以邻近腹板W设置一个板，该板承载发出各个磁场的设备的阵列，该板要么被控制以当腹板W停止时在一个位置接近腹板W，要么可以在腹板W旁边沿着传输路径被传送一段距离以避免打断片材传输。然后该磁性层在固化站300被硬化，固化站300在该实施例中包括紫外线辐照元件，其被布置为当腹板W被传送经过时辐照腹板W。

[0091] 为该装置选择的基底将由终端应用（end application）来决定。在许多情形下，由腹板W形成的基底（或个体片材）将是安全纸，其由纸（纤维素）、聚合物或这两者的合成物形成，且其自身形成了承载该安全元件的有价票证（例如钞票）的基础（basis）。一种用于TM钞票的合适的聚合物基底是Securency Pty Ltd.供应的Guardian 。该安全纸可以预印刷有安全印刷物和其他数据，并且/或者可以在其上形成安全元件以后再被印刷。然而，在其他实施方式中，腹板W可以是膜或其他临时支承基底，借此该安全元件可以被形成为粘附或转移元件，用于随后应用到物品，如将参照图16和17进一步描述的。例如，如果该装置待用作线、补丁或条带，则该基底更可能是PET，尽管也可以使用其他聚合物膜。如果该装置待用作适于嵌入纸中的非常宽的带子，诸如在EP-A-11141480中描述的，则优选的是该基底是BOPP。

[0092] 如果想要，这样生产的安全元件可以在应用至安全文件或其他物品之前或之后立即在个体或系列水平上被定制。定制可以通过印刷技术（例如湿法或干法平版印刷、凹雕印刷、凸版印刷、柔版印刷、筛网印刷、喷墨印刷、激光墨粉和/或凹版印刷），通过激光标记技术，或通过凸印工艺（诸如凹雕素压花（intaglio blind embossing））。定制可以是为了美观，或者为了限定信息（诸如序列号或私人数据）。例如，为了将彩色设计纳入本应为单色的光学效果（例如将非涂覆的镍屑用作磁性颗粒的结果），可以通过将半透明的彩色层施加在该磁性层的顶部来使该元件的一个或多个区域彩色化，而且可以施加不止一个的不同颜色的层来提供多色效果。

[0093] 图3更详细地示出了形成压印组件200的辊201。箭头TP表示腹板沿着传送的传输路径。辊201在其表面201支承若干个单元10，单元10包括用于磁性地压印标记的设备，为清楚起见仅描绘了一个单元10。单元10陷入辊表面202中，以使得单元10的表面保持与该辊的表面基本齐平。单元10的外表面优选地在一个方向上弯曲，以匹配该辊的曲率。

[0094] 图4示出了用于磁性地压印标记的设备的第一实施方案。图4a和4b分别示出了穿过单元10的截面和单元10的立体图，为清楚起见各部件都以分解布置描绘。单元10的最外表面由软的可磁化片材11形成。在使用中，片材11的最外表面将面向待被压印的含有磁性或可磁化颗粒的层。在与片材11的对立的内表面11b直接相邻处，布置有永磁体12，其在此实施方案中是基本球形的，尽管可以使用许多其他形状，如下文将讨论的。该永磁体的形状被配置为产生想要的标记。该磁体的上表面（半球12a）面向软的可磁化片材11的内表面11b，且优选地在至少一个点处接触片材11。

[0095] 在此实施方案中，通过提供壳体13，片材11和永磁体12保持彼此固定的关系，壳TM体13由非磁性材料（诸如塑料，优选地是聚甲醛，例如DuPont出品的Derrin ）形成。壳体
13的上表面13a中形成有凹陷13b，一旦组装完成，片材11的内部就抵靠这里。该凹陷容纳永磁体12，优选地完全容纳，以使得片材11的曲率不被磁体12歪曲。优选地，该凹陷被安置为将磁体12近似定位在片材11的中心。如有必要，永磁体12可以被机械固定到壳体
13。凹陷13b优选地尺寸紧密配合永磁体12，以防止永磁体12相对于片材11发生任何横向移动。壳体13的上表面13a和片材11都在一个方向上弯曲（在此实施例中绕y轴），以匹配辊201的表面，如前文所解释的。要么通过片材11与壳体13的上表面13a之间的粘合剂或粘合层（未示出），要么通过片材11上方的非磁性胶带14，片材11与壳体13接合，并且粘附到壳体13的侧部。如图4b中所示，接下来可将壳体13配合到块15中，以将单元
10安装到该辊内。图4c示出了完全组装的单元10。应注意，在其他实施方案中可以省略壳体13和块15，例如，永磁体12和片材11被直接配合到该辊的表面中。

[0096] 如图4b中所示，永磁体12被布置为使得处于它的北磁极与南磁极之间的轴线基本平行于片材11的法线（其平行于该块的纵轴z，因为在此例子中该磁体近似位于该片材的曲率中心）。在此实施例中，北极与片材11相邻，尽管即使该磁体的方向倒转也会得到相同的结果。在球形磁体12的情况中，此取向由片材11自身控制，因为当片材11贴近磁体12时，片材11将被磁化，从而导致磁体12转动，直到其磁极中的一个或另一个面向片材11（如示出的）。在利用其他磁体形状的实施方案中，通过该磁体的适当定位和该凹陷（其被设计为保持该磁体就位）的适当造型，可以设定竖直的N-S（或S-N）取向。

[0097] 如上文提到的，永磁体12被塑造以产生待被压印的标记。即，该永磁体发出的磁场包括扰动（诸如方向变化），这导致通过所述安全元件的层中的磁性或可磁化颗粒显示标记。常常，压印的标记的形式将近似遵循该永磁体的横向形状（即，它在x-y平面内的最大广度），因此该永磁体可以具有与想要的标记相同的横向形状。然而，应注意，该标记的尺寸将一般不与该永磁体的尺寸精确匹配，因为这依赖于若干因素，包括：磁体12的强度、片材11的导磁率，以及在压印期间该磁性颗粒层与磁体12的贴近程度。因此，该永磁体可以采取多种形状，但至少应产生非均匀磁场以用于形成标记。下文将讨论不同的永磁体形状的实施例。

[0098] 该软的可磁化片材充当由该永磁体建立的磁场的聚焦元件，增强该场的扰动，并最终使得由磁性或可磁化颗粒显示的标记比其他情形更醒目且更被清楚地限定。实质上，与该片材相交的场线更快地透过该材料（与周围空气相比），这使得在该永磁体的横向紧邻区内的场扰动的浓度增大。

[0099] 图5a和5b针对图4中公开的布置示出了此效果，其中图5a为了方便比较而省略了软的可磁化片材。形成安全元件的可磁化层在压印期间采取的近似位置以虚线在图5a中示为项20且在图5b中示为项20′。在图5a中，球形磁体12的磁场是未变动的，且穿过层20的场线的角度缓慢地从在中心的竖直（即，平行于层20的法线）变为在层20的最左周缘和最右周缘的水平。相对比，图5b（其中为清楚起见片材11被示为与磁体12稍微间隔开；在实践中它们相接触）示出了片材11的聚焦效果实质性地增大了磁场线的曲率和密度，并将扰动集中到该永磁体的横向紧邻区。在层20′的区域中，场线的角度，如前文一样，在与球形磁体12的横向中点重合的范围上是基本竖直的。在向层20′的周缘移动的过程中，场线在与球形磁体12的横向极限（在该场中，表现为两个“极大值（maxima）”，在中心两侧）近似重合的点处迅速从竖直变为水平。然后场线迅速向竖直恢复，又再次变平，直到在层20′的周缘逼近水平（与未变动的磁场一致）。也应注意，在磁体12附近，场线的间距比图5a中描绘的近得多，这表示存在更大的磁场强度。

[0100] 图6a和6b分别示出了示例的纳入层20和20′的安全元件，以显示其中包含的磁性或可磁化颗粒的所得到的取向。在每个例子中，颗粒23/23′被描绘为代表颗粒反射表面取向的线。如前文提到的，所述颗粒通常是碎片或屑，在该情形下所描绘的线表示穿过它们的截面。在图6a中，层20被示为置于基底21上，在压印期间磁体12被置于基底21下方（磁体布置也可以被置于层20的上侧，结果类似）。层20包括悬浮在流体24中的磁性屑23。在该层的中心区域A中，在与磁体12的中心基本重合处，所述颗粒具有基本竖直的取向，导致当沿着该层的法线观察时，区域A显得暗，这是因为所述颗粒几乎不反射光。围绕着中央区域A的是环形周缘区域B，所述颗粒的角度在该区域上缓慢地从竖直向水平变化。
此区域将显得越来越亮。在该层的周缘，所述屑保持基本水平，因此是亮的。从该层的法线看去，该标记表现为本应明亮的层中的朦胧的暗“洞”。由于亮度缓慢增大，该“洞”的边缘显得模糊。

[0101] 相对比，图6b所示的、形成根据本发明的安全元件的第一实施方案的层20′显示了鲜明限定的标记。如在前一例子中，与磁体12的中心重合的中央区域A显得暗，因为在这里所述颗粒基本竖直。随着径向向外移动，所述颗粒的角度在狭窄区域B中迅速从竖直变为水平（其位置与图5b中所见的“极大值”重合）。然后，在另一个狭窄的环形区域C上，所述颗粒迅速向竖直重新定向，直到区域D上的、颗粒的平面与层20′的法线之间的角度又一次开始增大的一个点。在外观上，区域B和C在它们之间限定了形成圆形轮廓或“环”E的明亮边缘，当沿着层20′的法线观察时该圆形轮廓或“环”E与暗的内部区域A/B以及与暗的周缘C/D形成强烈的对比。由于区域C/D中的颗粒的角度可能不会完全达到竖直，此区域可能会显得稍微不如中心区域A暗，但仍将与亮环E形成鲜明的对比。轮廓E的厚度t由区域B和C上的颗粒取向的变化率确定。亮环E易于辨识，且造成显著的视觉印象。

[0102] 图7a示出了使用图5b的装置形成的安全元件30的第一实施方案（在日光中沿着该元件法线观察）。在此例子中，通过在基底31上印刷层30，将安全元件30形成在基底31上。基底31是钞票，且应注意，在与该安全元件相邻的地方，背景安全印刷物是可见的。作为整体，层30是基本圆形的，尽管该层中形成了两个人字形（chevron）或“V”形间隙35，从周缘指向内。它们的功能将在下文描述。安全元件30显示出亮环32，环32被清楚地限定在中央暗区34（对应于图6b的区域A/B）与周缘暗区33（对应于区域C/D）之间。环32的厚度t是约2mm到3mm，且其直径D紧密对应于永磁体12的实际直径（在此例子中是8mm到9mm）。亮环32具有可观的视觉印象，与该元件的其余暗部形成鲜明的对比。另外，在此实施方案中，将看到环32具有三维品质，表现出在与该元件的法线平行的维度上具有深度。这是使用上述布置实现的磁性颗粒角度渐变的结果。

[0103] 此三维效果也显现在当该元件被倾斜时该亮环的明显横向运动中。图7b示出了安全元件36的另一个形式，它与图7a的安全元件是以相同方式生产的，但在这里，该视图是与该元件的法线成一个角度取得的。可见，明亮的3D环37仍清晰可见，但表现为已经移向该元件的下周缘移动。另外，在该环的一侧（它的下半部），该元件的背景周缘区域显得比以前更亮，且这本身就呈现了有用的安全特征，如下文将进一步讨论的。

[0104] 为了比较，图7c示出了安全元件38，它与图7b的安全元件相同，且是以相同角度观察的，但却是在没有软的可磁化片材11的情况下使用图5a的磁场生产的。应看到，所显示的明亮标记39非常朦胧，尤其是在朝着该元件的下周缘的位置。当以法向观察时，该标记表现为暗“洞”的形式，其被从该洞的边缘延伸到该元件的周缘的明区环绕。明区32的厚度t超过5mm，且该明区没有可见的外边缘。

[0105] 因此总体上，与元件30相比，由元件30和36显示的强烈、醒目、明亮的标记造成了显著改善的光学效果。

[0106] 为了实现最佳结果，永磁体12应具有高的磁强度：本发明人已发现，为了产生明亮、醒目的标记，想要有至少3000高斯（1特斯拉=104高斯）的剩磁（=剩余磁通密度）的永磁性材料。增大该永磁体的磁强度进一步改善了视觉效果，且进一步增强了该图像的三维面貌。发明人已发现，为了实现合理的3D效果，想要有大约3500高斯的最小剩磁。然而，发现具有大约8000高斯或更多的剩磁的材料最有效。优选地该永磁体具有至少10000高斯的剩磁，最优选地至少12000高斯。下表1中给出了用于永磁体12的合适材料的实例及其近似磁特性，连同将产生不那么醒目的效果的永磁材料的一个实施例（注塑铁氧体（plastoferrite））。应理解，替代地可以使用具有合适的磁特性的任何其他永磁材料。

[0107] 表1

[0108]

[0109] 相对比，该软的可磁化片材是非永磁体，并且优选地由具有低矫顽力且相应地具有低剩磁的材料制成。例如，该材料的矫顽力应优选地不大于25Oe（奥斯特），优选地小于或等于12Oe，更优选地小于或等于10Oe，再优选地小于或等于0.1Oe，最优选地为大约0.01Oe到0.02Oe。例如，由日本NAKANO PERMALLOY Co.LTD供应的“PC坡莫合金（78%镍）”是合适的，且具有0.015Oe（=1.2A/m）的矫顽力。对于某些镍合金，可以获得甚至更低的大约0.002Oe的矫顽力。非常低的剩磁和矫顽力意味着该材料基本线性地响应所施加的磁场，以增强来自该永磁体的磁场的扰动，同时不因该片材自身的持续磁化而施加任何失真。为了实现强聚焦效果，该片材材料优选地具有高的导磁率（绝对的或相对的）。导磁率越大，磁场线就越“快”地穿过该片材，从而在局部磁场中实现的曲率和磁通密度增加就越大。本发明人已发现，至少100的相对导磁率是优选的。为了实现更为改善的视觉结果，相对导磁率优选地大于或等于500，更优选地大于或等于1000，再优选地大于或等于4000，最优选地大于或等于8000。下表2中给出了可形成该片材的合适材料的实例及其近似磁特性。应注意，所引述的一些材料事实上覆盖了大的组分范围，因此近似磁特性是以相应的范围给出的。

[0110] 表2

[0111]

[0112] 该软的可磁化片材的厚度也既对所实现的场聚焦量有影响又对标记的三维效果有影响。这里公开的技术的一个关键优点在于，永磁体靠近其壳体的上表面，因此在加工期间靠近待被压印的层，优选地仅隔着片材11。这使得磁性颗粒经受的磁场强度相应地高，从而显著增强了颗粒的取向程度。该片材的厚度（平行于其法线）越大，在压印期间永磁体与承载磁性颗粒的层之间的间距就越大，从而所述颗粒经受的表观场强度就越低。另外，如果该片材非常厚，则它可以对磁场有屏蔽效果。因此，太厚的片材可以削弱标记的光学效果。本发明人已发现，最佳的结果是使用小于2mm、更优选地小于或等于1mm、再优选地小于或等于0.5mm、最优选地小于或等于0.25mm的薄片材实现的。在任一情形下，该片材均不应厚于5mm。在实践中，该片材的最小厚度是由如下实际要求确定的：该片材应足够强以将该磁体物理地保持在该壳体的凹陷内。已发现，0.01mm厚的片材对于此目的就足够了，但大约0.05mm的最小厚度是优选的。该片材的厚度应优选地在其面积上（至少在该永磁体附近）基本恒定。然而，在该片材的与该永磁体间隔足够远的区域中的厚度变化（甚至切口）对所得到的光学特征可以不具有显著影响。在某些实施方案中，如果想要向磁场和所得到的光学效果（在由永磁体的配置产生的标记上方）引入进一步的变动，则该片材可以可选地被改型以包括厚度变化。

[0113] 当然，在根据上述原理设计用于磁性压印标记的设备的过程中，永磁体和软的可磁化片材的特性应被结合考虑，因为这两者均会影响所得到的结果。例如，使用较低强度的永磁体实现的光学效果将通过提供导磁率非常高且薄的可磁化片材来改善。类似地，如果永磁体具有高强度，则可以利用较厚或导磁率较低的片材。当然，通过把非常高强度的永磁体与非常薄的高导磁率片材结合起来使用，将最终实现最佳的结果。

[0114] 例如，图7b中描绘的安全元件是使用图4所示的设备形成的，其中永磁体12是直径约8mm到9mm、由等级为N35的钕制成的球。片材11由坡莫合金制成，具有组分77%镍、23%铁，且约0.25mm厚，28mm×28mm见方。所使用的磁性油墨是Sicpa Holdings S.A.提TM
供的“Green to Gold”Spark 油墨，以平均大约20微米的厚度印刷（该油墨的具体组分是专有的，但据信与在他们的专利申请WO-A-2005/002866中给出的实施例（亦可使用）相似）。
在压印期间，载有层30′的基底31被直接靠着片材11的外表面而放置，仅隔着胶带14。因此，在压印期间磁体12最上点与层30′之间的总距离是约0.4mm（包括大约120微米的典型基底厚度，以及大约40微米到60微米的胶带厚度，加上片材11的厚度）。使用此设置，发现产生合理结果的最大片材厚度是大约1.5mm。以1.25mm或更小的片材厚度实现了改善的结果。这样的效果在0.05mm的片材厚度仍可以观察到。在更一般的情形下，已发现在永磁体的顶部与待被压印的层之间的最大达5mm（尽管优选地不大于3mm）的间距产生了好的结果。

[0115] 待被压印的层的2D布局也将对该安全元件的视觉印象产生影响，且应与压印设备（尤其是所产生的标记）的配置结合起来设计。图8示出了安全元件40的第二实施方案沿着其法线观察的示意图。该元件包括以八角星形状印刷或涂覆到基底（诸如钞票）上的层40（含有磁性或可磁化颗粒）。如前文所述，标记42采取明亮的圆形轮廓或环的形式，是使用与如前文参照图4、5b、6b、7a和7b描述的相同的设备和技术生产的。该亮环的厚度t仍是大约2mm到3mm。该环的内直径d1是约8mm到9mm，紧密地对应于球形永磁体12（具有
8mm到9mm的直径）的内直径。为了让鲜明的所限定的环可以被观察到，层40的横向广度应使得在亮环42与该层的周缘之间（至少在环42周围的一些位置）存在可见的间隔s（应注意，在图7的实施例中，“V”形间隙意味着此条件未在围绕该环的整个圆周周围得到满足）。
优选地，在该环的外侧，至少在环42的对立两侧，存在间隔s。然而，已发现，为了加强该标记的3D效果，该层的横向广度不应显著大于该标记的横向广度，以使得该3D标记的显现合理地靠近该层的周缘。这提供了对比参考特征，参照它来判断该环在不同观察角度的表观位置。由于标记42的尺寸是由该永磁体的尺寸确定的，这对应于如下要求：该层的横向广度不应显著大于该永磁体的横向广度。例如，在图8中，星形层40的直径d2在该环的直径（d1）的约2倍与2.5倍之间变化。在更一般的情形下，已发现优选的是，该层应具有的横向尺度在该永磁体的横向尺度的1.25倍与5倍之间，优选地在该永磁体的横向尺度的1.25倍与3倍之间，更优选地在该永磁体的横向尺度的1.25倍与2倍之间。

[0116] 替代地或附加地，这可以从标记42与层40的周缘之间的间距s来考虑。这也可以通过在压印期间控制该层相对于永磁体位置的横向位置来调整，因为该明亮标记通常与该磁体的横向极限近似对准。因此，在优选的实施例中，在压印期间该层被放置为与软的可磁化片材的外表面在一个位置相邻，借此该层的周缘从该永磁体的最近横向周缘的横向偏移在0.5cm与2cm之间，优选地在0.5cm与1.5cm之间，更优选地在0.1cm与1cm之间，这造成了成品安全元件中的间距s的相应值。

[0117] 除了控制该层相对于该标记的尺寸以外，已发现有利的是，为该安全元件提供一个或多个配准特征（或“基准”特征），对照它可以判断该标记的位置。在优选的实施例中，这样的特征可以采取印刷的磁性油墨层中的间隙的形式。该磁性油墨的颜色优选地与下面的基底（或者与待在其上放置该元件的物品）形成对比，以使得所述间隙清晰突显。所述间隙可以相当于孔（aperture），在所有侧面都被该层的部分包围，或者可以包括在该层的周缘边缘中的构造。例如，前文参照图7描述的“V”形间隙35执行此功能。在图8的实施方案中，该星形的尖端用作参考位置。下文将参照图11描述又一些实施例。附加地或替代地，配准特征可以通过在该磁性层上印刷标志（marker）来提供。为此可以使用任何已知的印刷技术，包括平版印刷、凹版印刷、柔版印刷、凹雕印刷、凸版印刷、筛网印刷或数字印刷技术（诸如激光或喷墨印刷）。可以实现的一个附加效果是，该磁性油墨中的光学可变效果的存在可以被用来强调该配准特征，从而吸引观察者的注意。例如，该配准特征可以采取的形式是，印刷到该磁性油墨上或形成为该磁性油墨内的间隙的一系列字母或数字。该磁性标记可以被布置为出现在所述字母或数字中被选择的一个（或多个）之后或周围，从而相对于其他特征强调了那些被选择的特征。该标记也可以被布置为使得，一旦倾斜该元件，该标记就表现为移动经过所述基准特征，例如在由所述特征形成的一个词或一系列代码会被阅读的方向上。

[0118] 在至此描述的压印设备、技术和安全元件的所有实施方案中，永磁体12是球形的，因此所得到的标记采取三维圆环的形式。然而，如上文提到的，通过合适地选择适当形状的永磁体12，该标记可以被适配为任何想要的形状（3D或2D的）。另外，可以提供多于一个的这样的磁体（要么在壳体13内的对应的多个凹槽中，要么在被塑造为容纳多个磁体的单个凹槽中），它们被配置为要么在该磁性层中产生多个分立的标记，要么彼此组合作以产生单个标记。例如，为了从一系列毗连的环来形成字母、数字或其他符号，多个球形磁体可以被布置成想要的字母、数字或符号的形状。

[0119] 通常，为了实现强三维外观和运动效果（这不是必须的，但却是优选的，因为它导致了增强的视觉外观，从而导致了改善的鉴别能力），已发现该永磁体应要么被塑造为使得其上表面不平靠着该软的可磁化片材（或与该软的可磁化片材共形），要么（如果使用扁平形态的磁体）该磁体应与该片材间隔开。本质上，由该磁体产生的磁场在它与该可磁化片材相交的区域中在跨越该磁体的方向上应是变化的。例如，该磁体的上表面可以相对于该片材是弯曲的或倾斜的。合适的磁体形状包括穹顶，诸如半球形和金字塔形等。然而，可以使用建立方向变化磁场的任何磁体形状。优选地，该磁场的方向在该磁体的中心与横向周缘之间是变化的。

[0120] 图9a示出了利用了立方体（cuboid）形磁体52的设备50的一个实施例。在此实施例中，软的可磁化片材51是平直的而不是弯曲的（适合用在，例如，包括一个阵列的这样设备的压印板中，而不是用在辊中），因此磁体52的上表面52a与片材51的内表面51b共形。如果在使用中磁体52在片材51的整个上表面52a与片材51接触，则所得到的压印的标记将采取的形式是，具有围绕该立方体的鲜明的、良好限定的轮廓，但它将不具有三维外观，且当该元件被倾斜时也不表现为移动。这是因为在该磁体的边缘，磁场方向的改变发生得如此迅速，使得在该磁体的表面正上方的竖直屑与在该磁体的周缘的正上方的水平屑之间存在突发的不连续，两者之间的屑角度没有任何渐变。

[0121] 虽然此光学效果是有用的，且在许多实施方案中可能是想要的结果，但在其他实施方案中，优选的是利用前文描述的三维效果。为了使用扁平形态的磁体诸如立方体52做到这一点，该磁体应与片材51间隔开一小段距离，如图9a所示。磁体52与片材51之间的间距优选地在1mm与5mm之间，且可以通过如下方式实现：要么在该磁体与该片材之间提供一层间隔材料，要么通过设计装有该磁体的壳体。然而，布置在磁体52与片材51之间的任何材料应是非磁性的，以免干扰该磁场，一般，塑料材料将是最合适的。图9b示出了所得到的磁场，其被片材51以前文描述的方式聚焦，且图9c示出了使用图9a的设备在衬底56上压印的安全元件55的平面视图。可见，所得到的标记57是一个明亮轮廓，其采取的近似形式是一个对应于磁体52的周缘的矩形。该明亮轮廓与内部暗区58和外部暗区59形成对比。该轮廓具有三维外观（在图中未示出），且如果以一个角度观察则表现为向元件55的周缘移动。

[0122] 上述技术导致创建了新型的显示先前尚不能实现的新颖光学效果的安全元件。尤其，已发现，鲜明地限定在暗的内部区域与周缘区域之间的醒目的明亮边缘（当沿着法线观察时）的显示具有强烈的视觉印象。已发现，当该明亮边缘采取环路或轮廓的形式时尤其有效，尽管这不是必须的。本发明人已发现，该明亮边缘在如下情况下尤其明显：磁性颗粒的取向在该层的横向广度内从基本竖直（平行于该层的法线）变化到水平又回到竖直，同时这些颗粒的反射表面的法线在该层的一侧（例如，背离观察者的一侧）的多个点处彼此交叉，然后再次增大，同时此区域内的颗粒的反射表面在该层的另一侧（例如，面向观察者的一侧）彼此交叉。这就是上文的在图7a、7b、8和9描绘的实施方案中的以及在图10描绘的另一个实施例中的情况。

[0123] 图10a示出了安全元件60的第三实施方案，包括基底61上的一层具有不规则“星爆”形状的磁性油墨。该层显示出明亮的三角形轮廓62，其具有形成对比的暗的内部区域，且被暗的周缘区域环绕。箭头r示出了从该轮廓的暗的内部区域延伸到该层的周缘的一个任意径向方向，该径向方向与标称参考轴y成角度α。该平面的法线平行于z轴。

[0124] 图10b示意性地示出了层60内的磁性或可磁化颗粒63沿着径向方向r的布置。在该层的第一部分64中，在该三角形轮廓内部，所述颗粒与法线（z轴）基本平行地排列。此区域优选地与层63的中心基本重合，但不是必需如此。沿着径向方向r移动，该法线与所述颗粒之间的角度在区域65上从0逐渐增大到最大（这里，术语“逐渐”不应被理解为暗示着角度随距离的变化速率是慢的，而应被理解为角度变化在有限距离上平滑地发生，而不是在一点处突然地且不连续地切换）。在与明亮的三角形轮廓62的中点对应的第一径向位置66处，该角度处于最大值约90度，同时所述颗粒基本平行于该层的平面。该法线与所述颗粒之间的角度则在区域67上逐渐减小，直到第二径向位置68。在此点处，该法线与所述颗粒之间的角度优选地是低的，理想地是0，但更一般地小于45°，优选地小于30°，更优选地小于10°，以使得该区域表现为暗的。从第二径向位置68起，所述屑的角度在区域69上再一次逐渐增大，区域69可以一路延伸到该层的周缘（如果不存在其他磁性标记）。在第一暗区64与第二径向位置68之间，这些颗粒的反射表面的法线（其中一些以虚线示出，标为（i））在所述颗粒的基底侧（即，在所述颗粒下方，背离观察者）的多个点处彼此交叉，而在第二径向位置68之外的那些（标为（ii））在面向观察者的一侧的多个点处彼此交叉。因此，当从穿过该层的截面观察时，成角度的颗粒表现为遵循曲线的极大值，继而，在第二径向位置68处的曲率改变之后，该层朝周缘变浅。在其他实施例中，所述屑的布置可以被反转，以使得区域65到67中的法线在该层的上侧交叉，且区域69中的法线在该层的下侧交叉。

[0125] 已发现，此颗粒布置产生了特别清楚和醒目的结果，显示了明亮且良好地限定的轮廓。该视觉印象比通过常规安全元件实现的更有冲击力，从而使得该元件对于用户而言更引人注目，且更容易与伪造品（例如一个以与该安全元件相同的颜色印刷的区域，其旨在给出与该安全元件相同的总体印象）相区分。因此，与已知元件相比，该元件实现的安全等级提高了。

[0126] 为了鲜明地限定所述明亮轮廓，所述屑的角度在区域65上增大到水平并在区域67上再减小的距离优选地是长的：在优选的实施例中，从区域85的开始到第二径向位置的总距离在2mm与5mm之间。这得到了一个狭窄、明亮的环，该环的厚度可以依赖于照明条件，但在日光中（此时它将显得最宽），该厚度小于大约10mm，优选地小于5mm，更优选地更小，例如在1mm与4mm之间或者2mm到3mm。更多的镜像照明条件（包括明亮的日光和室内照明）将倾向于给出更窄的轮廓外观。

[0127] 颗粒角度的变化率在第二径向位置68之外的区域69中应小于在紧邻该轮廓的66处，从而该轮廓之外的暗区足够宽，以使得该轮廓相对于该暗区清楚地突出（当以法向观察时）。区域69中的变化率应优选地小于区域65和67中的变化率，且在特别优选的实施例中，区域69中的颗粒在层60的周缘之前不会达到水平位置。如果层60足够宽以使得所述颗粒确实达到了水平位置，则优选的是，在第二径向位置68与所述颗粒变为水平的点之间存在适当的间距，至少2mm，优选地至少3mm，更优选地至少5mm或者甚至10mm。

[0128] 以此方式，当该元件被沿着其法线观察时，区域69（其形成了该元件的“背景”）将表现为暗，因为其中的大多数颗粒将与该元件成非平面，即使仅仅成相对小的角度（关于该元件的平面）。然而，由于所述颗粒近乎水平，产生了如下的有利效果：如果该元件被倾斜，则背景部将表现为亮。由于倾斜的角度和方向在该元件上将是多样的，所以当该元件被倾斜时，该背景的亮部将表现为以类似于已知的“滚动条”效果的方式在该元件上移动。因此，该明亮轮廓表现为叠加在动态的滚动条背景上。

[0129] 虽然使用单色（mono-chromatic）磁性油墨（诸如镍屑）可以实施该安全元件并实现上述所有效果，但是通过使用OVMI颜料，如前文所述，可以实现更令人印象深刻的光学效果。具体地，这导致当以一个角度观察时，背景区域69表现为具有两个不同颜色的一些部分，随着该元件倾斜，这两个颜色之间的边界在该元件上移动。此效果与明亮轮廓的组合提供了显著的视觉印象。

[0130] 为了制造该安全元件，可以使用能够以上述方式定向所述颗粒的任何技术，特别优选的一个实施例是上文参照图1到图9描述的方法和设备（例如，要么利用与该片材间隔开的扁平的三角形永磁体，要么利用与该片材接触的金字塔形磁体）。为了产生圆形的轮廓，也可以使用用来创建图7a和7b的实施方案的具体方法和设备。

[0131] 如果想要的是不完整的“轮廓”或边缘（诸如弧或直线），则可以通过如下方式产生：相对于该层定位该磁体，以使得只有含有想要的边缘特征的部分与该层交叠。例如，该层的周缘可以与一个球形磁体的中心近似对准，以获得半圆形的明亮边缘。该边缘也可以被布置为包括间隙，例如通过仅屏蔽该磁场的被选择的部分。

[0132] 如在图10实施方案的情形下，颗粒取向随径向距离的变化对于每个径向方向不需要相同。例如，在图10的实施例中，第一径向位置66将被定位为在角位置α=0°、α=120°和α=240°处（该三角形的三个角）比在这三个位置之间距暗区64的中心远。因此，通过沿着每个径向方向适当定位第一径向位置，可以根据需要来选择该轮廓的形状。例如，如果第一径向位置与该中心的间距在每个径向方向上是相同的，则将形成一个圆形轮廓。在其他实施例中，该轮廓的形状可以是方形、矩形或多边形，或者可以限定例如字母、数字或符号。

[0133] 第一暗区优选地完全位于该磁性层的边界内，以使得整个明亮轮廓是可见的。然而，在其他实施方式中，第一暗区可以位于该层的周缘上或与该层的周缘相邻，以使得整个轮廓只有一部分是可见的。

[0134] 为了实现最大的视觉印象，如前文参照图7和图8讨论的，相同的考虑也适用于层60的2D布局。尤其，层60的横向范围优选地被设计尺寸，以使得在轮廓62的大部分（甚至全部）周围的暗区69是可见的，但此间距不过量，该轮廓仍表现为相对紧密贴近该层的周缘。类似地，该“星爆”形状的鲜明成角的边缘提供了配准特征，对照它们可以判断轮廓62的位置。

[0135] 图11示出了安全元件70的第四实施方案，以进一步示范经由图4到图9的方法的具体实施方式以及用诸如图10中的安全元件可以实现的三维效果。图11a示出了被沿着其法线（垂直于x-y平面）观察的安全元件70，图11b示出了向后倾斜（背离观察者）的该安全元件，图11c示出了向右倾斜的该安全元件，图11d示出了向前倾斜（朝向观察者）的该安全元件，且图11e示出了向左倾斜的该安全元件。

[0136] 在此例子中，层70是近似环形的。在该层的中心存在基本圆形的间隙73，透过该间隙暴露了下面的基底71。由层70显示的标记72是一个明亮的圆环，其位于圆形间隙73的外边缘与该层的最终周缘74之间（即，在环形的印刷的区域内）。正如在图10中示出的安全元件60的例子中，这是层70中的磁性屑的角度如下变化的结果：从在第一暗区（其在此例子中环形地围绕间隙73）中的竖直变到水平，然后通过一小段横向距离变回竖直，同时所述磁性屑的法线在层70的面向该基底的一侧彼此交叉。将图11a到图11e进行比较，可见亮环72相对于层70的周缘（以及相对于中央间隙73）的表观位置依赖于观察角度而变化。当该安全元件被沿着其法线观察时（图11a），该亮环距间隙73和周缘74近似等距。当该元件被背离观察者而倾斜时（图11b），环72表现为移动得更靠近该层的周缘与观察者最近的部分，且不再表现为居中。类似地，当该元件被在反方向上倾斜时（图11d），该环表现为背离观察者而移动。类似地，当该环向左和向右倾斜时（分别图11e和11c），环72表现为朝着观察方向接近该元件的边缘。此表观移动是非常醒目的，因此提高了该元件的安全等级。

[0137] 除了中心间隙73以外，安全元件70还包括具有“方波”图案的间隙73a、74a，它们分别沿着中心间隙73的外边缘和沿着周缘74。类似于中心间隙73，它们用作配准或“基准”特征，通过至少在几处减小环72与基底71的对比背景之间的间距，强调了环72对于观察者的表观运动。基底71优选地具有如下颜色，其既与磁性油墨的暗区形成对比，又与明区形成对比。例如，在此实施例中，该基底印刷有橙色的安全图案。磁性油墨层70的暗区表现为黑色，且亮环72表现为绿色。该亮环的颜色将依赖于磁性或可磁化颗粒的性质（例如，它们是否设置有光学可变结构），且依赖于悬浮有磁性或可磁化颗粒的成分带有的任何色调。

[0138] 图12示出了用参照图10描述的或使用图3到图9的技术形成的安全元件可实现的另一个光学效果。为了简便，所描绘的安全元件40对应于图8的安全元件，且是以相同的方式制造的。然而，至此的图已描绘了安全元件在环境照明条件下的外观，所述环境照明条件通常包括单个的、虽然可能漫射的光源。然而，当在多个光源下观察该元件时，对应的多个明亮边缘在磁性层中变得可见；例如，当存在两个（间隔开的）光源时，将可见两个边缘，它们形状匹配，但依赖于光源布置而彼此错开某一量和方向。

[0139] 作为一个实施例，图12示出了在两个光源下被观察的安全元件40。不是显示单个亮环（如图8所示），该元件现在显示两个圆形轮廓42a、42b，它们具有彼此相同的形状和尺寸但横向错开，以使得它们表现为交叠。限定在环42a、42b之间和之外的区域43、44、45a和45b都是暗的，且与该亮环形成突出对比。每个环的厚度t近似相同，在此实施例中是大约
2mm到3mm。假设这两个光源都是合理地散射的，则这两个环都将具有三维外观。这两个环之间的最大间距（在区域45a和45b内）依赖于照明条件，但通常是大约1mm到5mm。随着该元件被倾斜，这些轮廓因对每个光源的角度变化而相对于彼此移动。该多环效果可以使用任何类型的磁性油墨来实现，但当该元件是使用OVMI颜料形成时尤其有冲击力。在此例子中，在某些观察角度，这两个轮廓表现为不同的颜色。看到不同数目的明亮边缘（优选地是轮廓）的能力显著增强了该安全元件用作鉴定器的能力，因为用户可以通过在不同照明条件下观察该元件的外观并计数边缘的数目来容易地测试该特征。

[0140] 图13示出了包括磁性压印标记的安全元件的第五实施方案。图13a示出了穿过安全元件90以及设置有安全元件的基底91的截面，图13b示出了在反射光中观察的该安全元件的平面图，且图13c示出了在透射光中观察的该安全元件的平面图（即，光源位于基底91的与该安全元件90相反的一侧）。该基底是半透明的（即，非不透明的），至少在该磁性标记的区域内是如此。例如，该基底可以是由纸或有覆层的聚合物形成的钞票，它是半透明的但不必是透明的。在其他例子中，该安全元件可以至少部分地被布置在该基底中的窗口上，诸如透明的聚合物窗口或孔。一般，该基底可以由例如纸、安全纸、聚合物、有覆层的聚合物或其任何组合形成（例如形成为多层结构）。

[0141] 安全元件90包括印刷层92和磁性层93，磁性层93由含有磁性或可磁化颗粒的成分形成，诸如前文所述。在使用中，印刷层92位于磁性层93与基底91之间。通常这将通过如下方式实现：在第一加工步骤将印刷层92印刷到该基底上，然后用磁性油墨套印（over print）层92以形成层93。然而，也考虑了其他制造技术：例如，可以在第一步骤中将磁性层93形成在临时支承基底上，然后将印刷层92施加到磁性层93上，然后将这两个层转移到基底91上。

[0142] 印刷层92包括由项92a代表的标志。它们可以纯粹是装饰性的，或根据需要包括符号、字母或数字。由印刷层92形成的标志中的至少一些构成了鉴定数据94。这也可以采取任何想要的形式，诸如字母、数字、符号、图形或简单地图案。术语“鉴定数据”简单地意味着此数据可以被如下文所述地使用，以确认该安全元件是真品。该印刷层也可以包括形成了可视数据的其他标志96，其也可以采取字母、数字、符号等形式。

[0143] 磁性层93被配置为使得它的磁性颗粒93a显示至少一个“明”区95，优选地以标记的形式。该明区包括屑的一个显著部分，这些屑排列为与基底91的平面基本平行。例如，这些屑的表面平面可以与该基底的法线成一个角度，该角度在60度与90度之间，更优选地在70度与90度之间，再优选地在80度与90度之间，最优选地为大约90度（例如，89度以上）。可以使用任何已知的磁定向技术（优选地是上文参考图1至9描述的）在层93中形成明区95。可以使用的其他压印技术在例如EP-A-1710756中被公开。层93也可以采取前述实施方案中公开的任何安全元件的形式。

[0144] 印刷层92和磁性层93被相对于彼此布置为使得该磁性层显示的明区95与授权数据94对准。即，在从磁性层93上方观察（沿着基本平行于该安全元件的法线的方向观察）的平面图中，该明区至少部分地覆盖授权数据94。这具有隐藏至少一部分授权数据使其不被看到的作用，既因为形成该明区（且不透明）的基本水平的磁性屑93a阻挡了对印刷层92的观察，又因为该区在反射光中的高亮度——这转移了用户的视觉从而帮助隐藏下面的印刷物。图13b示出了在反射光中被沿着其法线观察的安全元件90，从中可见，在此实施例中，明区95采取圆环的形式。位于环95下方的数据94是不可见的。为了比较，此实施例包括可见的印刷数据项96a和96b，数据项96a不被磁性层93覆盖，且数据项96b与磁性层93的暗区对准，在该暗区中磁性颗粒排列为与该元件的法线基本平行。数据项96a在反射光中将是清晰可见的。根据磁性油墨层的密度，数据项96b也可以是在反射光中可见的，因为如果这些竖直的磁性颗粒彼此间隔得足够开，则它们不会显著阻挡对该印刷层的观察。

[0145] 图13c示出了在透射中观察的同一个安全元件90，例如通过对着光源举起基底。印刷的鉴定数据95现在变得透过磁性层93可见，且呈现为包括一系列数字“5”，它们被布置为与该磁性层中的亮环95（在图13c中以虚线圆表示）的位置重合。这是通过如下方式实现的：以足够高的光密度印刷授权数据94，以使得当该结构在透射光中被观察时，透过该磁性层足以检测到授权数据94与周围的半透明基底之间的对比。因此，所要求的光密度依赖于基底和磁性层的半透明程度。例如，含有高密度磁性颗粒的磁性层的半透明程度将较低，因此授权数据的光密度将需要较大。授权数据也应优选地以深色印刷，与浅色基底形成对比，以提高它在透射中的可见度。

[0146] 在展现上述效果的一个实施例中，以深色（诸如黑色）且以大约2微米到4微米的油墨厚度，使用平版印刷技术将印刷的授权数据印刷在大约100微米到120微米厚的浅色纸基底上。所印刷的授权数据被套印有一层磁性油墨，该磁性油墨是Sicpa Holdings TMS.A.出品的“Gold to green”Spark 类型的油墨，是一种紫外线可固化油墨。该磁性油墨层的厚度是大约20微米，但在其他实施例中可以是大约10微米到大约30微米。该油墨中的磁性颗粒的浓度是大约20%重量百分比，但在其他实施例中可以是大约15%到25%。所述磁性屑的尺寸是直径大约20微米且厚度在100nm与1微米之间。

[0147] 因此，安全元件90提供了既隐蔽又明显的光学效果。当该元件在正常交易（handling）期间被观察时，它的视觉外观将由磁性层的明区主导，其优选地采取标记的形式。如果该元件的真实性要求进一步的检验，则可以从反面照射基底以揭示授权数据。仅当期待的授权数据确实存在时，才能确定该元件的有效性。因此，此类元件在已经描述的安全水平之上提供了附加的安全水平。

[0148] 为了完全隐藏该授权数据，该磁性层的明区优选地在所有方向横向延伸超过该授权数据某一距离。这确保了当该元件在反射中以斜角被观察时，该授权数据仍将保持基本隐藏。为了实现最佳的效果，形成该明区的磁性颗粒中的大部分应优选地被定向为反射表面近似平行于该元件的表面。然而，以中间角度定向的颗粒也可以是有用的，例如在该明区的每个边缘。当以一个角度观察该元件时，它们可以辅助隐藏该授权数据。例如，图13a示出了该磁性层的两个部分，每个都与水平颗粒区（在这里颗粒与基底成非零角度）横向相邻。该“水平”区中的颗粒的平坦表面的法线与相邻部分中的颗粒的平坦表面的法线在该磁性层的基底侧彼此交叉。这样，如果该元件被倾斜，则这两个部分中的颗粒基本垂直于视线，从而防止观察该授权数据（在反射光中）。

[0149] 图14a和14b示出了根据上述原理形成的安全元件80的一个实施例。图14a是该元件在环境反射光中的视图，且图14b示出了在透射光中的同一元件。元件80包括以“盾”形印刷在基底81（在此例子中是钞票）上的一层磁性油墨。该磁性层具有圆形间隙形式的配准特征83，在该层的中心处穿过该层而形成。压印在该层中的是明亮的圆环84，其表现为三维且当该元件被倾斜时相对于该盾移动，在该实施例中是使用上文参照图4至图12公开的技术形成的。将看到，在反射中，透过该亮环内部区域中的磁性层，在配准间隙83的右边能看到“跃立的狮子”图形85。由于环84，该盾的左手边部分表现为大体明亮。在透射光中，如图14b所示，亮环84不再可见，该磁性层表现为单调的暗影。亮环84的消失揭示了该磁性层下方的印刷的授权数据86的存在，形式是第二个狮子。

[0150] 应认识到，在磁性层80下方，两个狮子85和86形成同一个印刷作品的一部分。然而，狮子85与该磁性压印的一个暗区对准，在该暗区中磁性屑是大致竖直的。这样，在反射中，透过磁性颜料，狮子85是可见的。狮子86与该磁性标记的一个明亮部分对准，导致它在反射中被隐藏且在透射中被揭示。在此实施例中，该亮环被布置为表现出三维（如参照前述实施方案描述的）且当该元件被倾斜时也将横向移动。这导致，当以不同角度观察该元件时，下层印刷物（狮子85和86）的不同部分变得在反射中可见。这是一个尤其有效的安全特征，因为用户可以通过检查当该元件被倾斜时不同印刷元件的出现来检测该元件的真实性，例如，印刷数据可以包括一系列数字或拼成一个单词的字母，当该元件被倾斜时它们按顺序被揭示。

[0151] 图15示出了根据与参照图13和图14描述的相同的原理形成的安全元件的另外两个实施例98和99。在图15中，这些元件被示为处于反射光下，从而授权数据不可见。安全元件98包括形成为三叶草形的磁性层。在此例子中，该磁性层覆盖整个印刷层，从而除了形成基础基底一部分的背景安全印刷物以外看不到印刷项。磁性层98显示出使用上文参照图1到图9公开的方法和设备压印的亮环98a。在该磁性层下方，与亮环98a对准，印刷的数字“50”围绕一个相应的圆而布置。当在透射光中观察时，数字“50”被揭示。安全元件99具有类似的构造，该磁性层被形成为近似环形的形状，由八个邻接的圆组成，它们共同显示磁性地压印的亮环99a。在该磁性层的每个圆圈下隐藏着印刷的数字“50”，其在透射中被揭示（该印刷数据在图15中不可见，因为这里元件被示为处于反射光下）。

[0152] 图16是示出了一个安全元件制造方法（诸如在图13、14和15中描绘的）中包括的步骤的框图。如上所述，多种替代技术是可行的，包括将印刷层印刷到已形成的磁性层上（通常在它已被磁性地压印且硬化之后）。然而，在许多情形下，优选地直接在待承载该元件的基底（诸如钞票）上形成该元件，且诸如图16所示的方法更适合这样的实施方式。

[0153] 在第一步骤S000中，通过将授权数据印刷到基底（其可以是，例如，有价票证或临时支承基底）上来形成印刷层。此印刷步骤可以使用任何印刷技术来执行，诸如平版印刷、凹雕、筛网印刷、柔版印刷、凸版印刷、凹版印刷、激光印刷或喷墨印刷。优选地，该授权数据是以高光密度以深色印刷的，从而与该基底形成对比。

[0154] 在步骤S100中，该印刷层被涂覆或套印磁性成分。这可以用与参照图1和图2讨论的基本相同的方式来执行。然后，在步骤S200中，该磁性层被压印，以将磁性或可磁化颗粒定向，从而显示出与该授权数据对准的至少一个明区。这可以使用向该磁性层施加磁场的任何技术（诸如在EP-A-1710756中公开的）来执行。然而，在优选的实施例中，为了实现明亮且醒目的光学效果，根据上文参照图3到图9公开的原理的方法和设备被用来将标记压印到该层中。附加地或替代地，该层可以被配置为显示诸如上文参照图10和图12描述的光学效果。最后，在步骤S300中，通过固化该磁性层来固定已定向的颗粒。这可以按照上文参照图1和图2描述的来执行。

[0155] 图17和图18示出了包括按照任一上述实施方案制造的安全元件的已完成产品的实施例。图17a和17b示出了应用到有价票证（诸如钞票）的安全元件。在图17a中，安全元件101简单地包括一个椭圆形磁性层，其被配置为显示形式为亮环102的标记。该层被直接布置在有价票证100上，有价票证100可以包括钞票、护照、身份证、支票、证书、许可证等。该票证通常可以设置有其他特征（未示出），诸如安全印记、全息图、安全线、微光学的光学可变结构和/或安全纤维，每个特征都可以提供公众辨识特征或机器可读特征或二者。它们可以在施加元件101之前或之后被施加到该票证。通过将磁性成分（以及授权数据，如果提供了）直接印刷或涂覆到该票证的表面，可以不用中间步骤将元件101直接制造在票证
100上。替代地，该安全元件可以初始作为转移元件（诸如补丁、箔或条带）来制造，用于随后应用到该有价票证（或者实际上任何其他物品），如下文参照图18描述的。

[0156] 在图17b中，安全元件106（其显示例如亮环107）被形成在票证105的透明窗口109内。这可以通过直接在透明的聚合物钞票基底（诸如由Security Pty Ltd供应的TMGuardian ）上形成磁性层（例如通过印刷）来实现（在以常规方式印刷或涂覆该票证的剩余部分之前或之后）。然而，在本实施方案中，元件106被形成在宽带子108上，宽带子108继而被嵌入或施加到形成票证105的纸基底。在此例子中，带子108优选地由透明聚合物（诸如双轴取向聚丙烯薄膜（BOPP）或PET）制成。可以通过在纸基底中提供一个洞（hole）来形成窗口109（要么在形成该纸期间，要么作为成品纸腹板上的转化过程）。然后，该宽的聚合物带子可以被施加在该洞上，如果该带子是透明的则得到了一个孔（aperture）。装置106可以在将该带子施加到纸基底之前或之后被印刷到该带子上。这些类型的孔的实施例可以在US-A-6428051和US-A-20050224203中找到。

[0157] 在其他优选的实施方式中，孔109完全是按照EP-A-1442171或EP-A-1141480中描述的方法在造纸过程期间形成的。对于EP-A-1141480，宽的聚合物带子108在被掩盖的一段模具罩上插入纸中，使得不会发生纸纤维沉积。另外，该带子如此宽，以使得没有纤维沉积在后部。以此方式，该带子的一侧在该票证（该带子局部嵌入该票证）的一个表面完全暴露，且在该基底的另一个表面的孔中局部暴露。安全装置106可以在插入之前或之后施加到带子108。当在插入之前施加时，优选的是，如果该特征没有沿着该带子的长度重复，则将包含该特征的区域对准机器方向上的孔。这样的处理不是无关紧要的，而是可以使用EP-A-1567714中提出的处理来实现。

[0158] 窗口109可以被配置为使得元件106从该票证的两侧都可见或仅从一侧可见。在EP-A-1141480和WO-A-3054297中描述了纳入安全元件以使其从票证的两侧都可见的方法。在EP-A-1141480中描述的方法中，该装置的一侧在该票证（该装置局部嵌入该票证）的一个表面完全暴露装置部分嵌入，且在该票证的另一个表面局部暴露在孔中。

[0159] 这样的实施方案（其中该元件由票证的一个透明部分承载）当与在磁性层中设置间隙形式的参考或“基准”特征（如上文描述的）结合时尤其有效。这些特征可以在透射中透过透明窗口被观察到，使得它们表现为与磁性光学效果形成特别强烈的对比。

[0160] 应注意，在其他实施方案中，可看到元件的窗口不需要是透明的。在EP-A-0059056中可以找到一种用于生产具有所谓开窗线（windowed thread）的纸方法。EP-A-0860298和WO-A-03095188描述了用于将更宽的局部暴露的线嵌入纸基底中的不同途径。宽线（通常具有2mm到6mm的宽度）尤其有用，因为附加的暴露的线表面面积允许更好地使用光学可变装置，诸如在本发明中公开的装置。在开窗线的一个拓展方案中，也可行的是嵌入一条线以使得它在安全票证的前面和后面交替开窗。见EP-A-1567713。

[0161] 图18示出了转移元件的另外两个实施方案。图18a示出了粘附物（sticker）形式的转移元件110。该安全元件（包括磁性层和任何授权数据）被标为项115，且如前文所述通过印刷或涂覆形成在支承基底111上。支承基底111的另一侧设置有粘合层112，诸如接触粘合剂或热活化粘合剂。为了存放，该粘合层可以被安装在背衬片材上，当待施加到物品时，可以将该转移元件从该背衬片材上去除。多个元件可以被存放在单个背衬片材上。图18b示出了替代的转移元件120，其中已经经由脱模层122通过印刷或涂覆到支承基底121上形成了元件125。粘合层123被施加到元件125的对立一侧。再一次，如有必要，在存放期间可以使用背衬材料来覆盖该粘合剂。为了施加到物品，该转移元件被放置在该物品上方，且使用印模（stamp）透过支承层121施加热和/或压力。脱模层122将元件125与基底121分开，且该粘合层将该粘结至该物品。

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