專利名稱：用于隱形防偽的片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一種顏料片，更具體地涉及一種涂料組分例如墨水或涂料，其為涂敷了該涂料組分的物體提供隱形防偽的特征(例如防偽特征)。
背景技術(shù)：
特殊的顏料已經(jīng)被研制以用于防偽應(yīng)用，例如印刷在紙幣上的防偽圖案，高價值物品的封裝，容器的密封件，以及甚至直接應(yīng)用于商業(yè)物品。例如，美國20美元的聯(lián)邦儲蓄券目前使用光學(xué)可變墨水。印刷在紙幣表面右下角的數(shù)字“20”隨著視角的改變而改變顏色。這是明顯的防偽圖案。變色效果不能通過普通的彩色影印機復(fù)制，從而拿到紙幣的人可以觀察它是否具有變色的防偽特征以確定該紙幣的真實性。
其他高價值文件和物體使用類似的措施。例如，閃光顏料或衍射顏料被用在直接涂敷到物品上的涂料或墨水中，這些物品如股票、護(hù)照、原始的產(chǎn)品封裝，或者將這些顏料用在物品的密封上。由于偽造者變得越來越富有經(jīng)驗，因此希望防偽特征能夠更難偽造。
一種防偽方法使用多層變色顏料片上的微觀符號。該符號通過光學(xué)性能的局部變化，如反射率，而形成在多層變色顏料片的至少一層上。多層變色顏料片通常包括法布里-珀羅型的結(jié)構(gòu)，其具有通過隔離層而與反射層分離的吸收層。反射層一般為金屬層，其使得顏料片基本上不透明。如果在其他顏料中以大比例混合這種類型的顏料片，則合成的顏色可能很明顯不同于該顏料，如果太少的這種顏料片與其他顏料混合，則它們可能很難被發(fā)現(xiàn)。
具有全息信息的透明顏料片也用于防偽目的。單色體全息圖利用在可見、紅外(“IR”)或紫外(“UV”)區(qū)域中的基準(zhǔn)激光形成在聚合的片晶中。聚合片晶不具有金屬反射層，并且可以與包括金屬涂料(例如墨水和顏料)的其他涂料混合，而不會干擾該涂料本來的顏色顯現(xiàn)。聚合片晶也可以包括在清漆涂料中，該涂料可以涂敷在物品上而不改變其顏色。當(dāng)利用基準(zhǔn)激光照射聚合片晶時，可以讀出全息圖所包含的信息。然而，聚合材料可能在日光下分解，并且全息圖的偽造相對容易，這是因為原始的全息圖可以提供易于復(fù)制的“標(biāo)印”(模板)。全息圖作為防偽圖案并不像它們過去那樣可靠。
另一種技術(shù)使用由聚對苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)形成的環(huán)氧樹脂包裹成形的片。反射層沉積在PET輥上，然后將PET切割成片。這些片被環(huán)氧樹脂涂敷或包裹以提高反射層的耐用性。這些片適用于多種形狀，例如方形、矩形、六邊形和“撇號形(apostrophe)”，以及適用于選擇反射金屬色調(diào)，例如銀、鉛錫銻合金、金和銅。然而，環(huán)氧樹脂層和相對厚的PET基底(其用于真空沉積處理時一般具有約13微米(0.5密耳)的最小厚度)產(chǎn)生相對厚的片，一般大于14微米。不幸地，這種厚度的片在隱形應(yīng)用中是不合乎需要的，在該應(yīng)用中該厚度基本上大于基礎(chǔ)顏料。類似地，這種厚度的片在墨水中不能很好地流動，從而在涂料中產(chǎn)生小塊。當(dāng)涂料包括產(chǎn)生粗糙表面的厚片時，相對厚的透明外涂層一般涂敷在粗糙表面上。
希望在物體上標(biāo)記克服了上述技術(shù)限制的隱形的防偽圖案。

發(fā)明內(nèi)容
涂料組分包括具有辨識標(biāo)記、由單層無機介電材料構(gòu)成的隱形片。辨識標(biāo)記的例子包括選定的片形狀和/或符號。隱形片一般分散在載體如清漆底、涂料載體或墨水媒介物中，以形成涂料組分。隱形片以充分稀釋的濃度分散以便隱形片通過隨機觀測在涂料組分中不容易被發(fā)覺，并且可以是透明的或有色的以匹配基礎(chǔ)顏料的顏色或者具有不同的光學(xué)特性，例如是高反射的(“光亮的”或“銀色的”)。
在具體實施例中，涂料組分包括具有辨識標(biāo)記的隱形不透明片，其厚度小于約10微米。辨識標(biāo)記的例子包括選定的片形狀和/或構(gòu)圖。選擇單層無機介電材料的厚度以提供隱形片，其具有匹配基于云母的有珍珠光澤的基礎(chǔ)顏料的顏色。
在具體實施例中，隱形防偽片當(dāng)利用不可見輻射照射時發(fā)熒光。在本發(fā)明的一個實施例中，發(fā)熒光的隱形防偽片占該組分的小于1％。
在另一實施例中，在清漆組分中的透明隱形片占該組分的20％。在另一實施例中，透明隱形片在具有光學(xué)可變基礎(chǔ)顏料片的組分中占總顏料重量的10重量％。
在具體實施例中，隱形片為單層無機介電材料，例如ZnS。選擇單層無機介電材料的厚度以提供具有顏色或透明的隱形片。在進(jìn)步的實施例中，透明的隱形片被熱處理以提高其透明度(即“白度”)。
在另一實施例中，涂料組分具有分散在載體中的透明隱形片，其在可見光的觀察下不容易在涂料組分中檢測出。該透明的隱形顏料片當(dāng)利用UV光進(jìn)行照明時發(fā)熒光，并且在可見光下放大50X(倍)-200X時具有可讀取的一個或多個符號。在具體實施例中，載體中的透明隱形片在可見區(qū)域中具有大于70％的透射率。
根據(jù)本發(fā)明實施例的組分涂敷到物體上以提供隱形防偽特征。著色組分可以用于在物體上印刷一區(qū)域(例如圖像)，清漆組分可以用于在物體上印刷透明區(qū)域，或在物體上疊加印刷已有圖像。在本發(fā)明的實施例中，隱形片與基礎(chǔ)顏料混合以對利用該組分印刷的圖像提供隱形防偽特征，該圖像看起來基本上類似于利用基礎(chǔ)顏料印刷的圖像。
在根據(jù)本發(fā)明實施例的方法中，當(dāng)隱形防偽特征利用不可見輻射進(jìn)行照明時，即當(dāng)該片發(fā)熒光時，隱形片上的符號不可讀取。隱形片的位置利用不可見輻射進(jìn)行識別，然后使該片在可見光下(一般放大50X-200X)觀察以讀取隱形片上的符號。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例具有防偽特征的文件的一部分的平面圖。
圖2A是具有浮雕部分和非浮雕部分的沉積基底的一部分的簡化圖。
圖2B是具有浮雕部分13′和非浮雕部分15′的另一沉積基底11′的一部分的簡化圖。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明實施例的防偽特征的一部分的簡化平面圖。
圖3B是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的防偽特征的一部分的簡化平面圖。
圖3C是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的防偽特征的一部分的簡化平面圖。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明實施例的光亮顏料片20的簡化截面。
圖4B是提供元素標(biāo)志的光亮片20′的簡化截面。
圖4C是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的變色顏料片30的簡化截面。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有分散在載體中的透明或不透明隱形片的清漆的截面。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例分散在粘合劑中的基片和隱形片的截面。
圖7A是當(dāng)在利用UV照明的顯微鏡下進(jìn)行觀察時，根據(jù)本發(fā)明實施例的印刷有透明、無機隱行片的防偽特征的一部分的簡化平面圖。
圖7B是當(dāng)在利用可見光照明的顯微鏡下進(jìn)行觀察時，圖5A的防偽特征的部分的簡化平面圖。
圖8示出了對于利用墨水制備的試樣以及對于利用墨水結(jié)合根據(jù)本發(fā)明實施例的隱形顏料片制備的試樣的顏色軌跡。
圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例觀察隱形片的方法的簡化流程圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例制造顏料片的方法的流程圖。
具體實施例方式
I.引言[32]用于隱形防偽系統(tǒng)的片一般通過隨機觀測是不可見的。某種類型的檢驗技術(shù)可以被用來發(fā)現(xiàn)和/或辨認(rèn)這些片，例如根據(jù)顯微鏡檢測或利用特定類型光的照明來檢測。根據(jù)本發(fā)明實施例的片可以被著色(“顏料片”)或基本上是透明的。
在一個實施例中，包含標(biāo)記例如符號或特定形狀的片基本上與和它混合在一起的大量顏料或其他物質(zhì)的視覺特性相匹配。在具體實施例中，具有選定形狀或符號的單層無機片與閃光的基于云母的片或其他基礎(chǔ)顏料相混合。在另一實施例中，具有標(biāo)記的透明片與大量顏料混合，而不干擾合成混合物的視覺特性。在又一實施例中，具有標(biāo)記的透明片在清漆中混合并且涂敷到物體上，以提供隱形防偽特征而基本上不改變底層的顏色。在此使用時，清漆通常為基本透明的組分。
在一個實施例中，包括標(biāo)記如特定形狀的不透明片基本上與大量顏料或其他物質(zhì)的視覺特性相匹配，所述大量顏料和其他物質(zhì)混合在一起。在具體實施例中，具有選定形狀的單層無機不透明片與閃光的基于云母的片或其他基礎(chǔ)顏料混合。為了論述的目的，“單層”的無機材料包括多層建立在彼此之上的相同的無機材料。
在熱量、溶劑、日光或其他因素可能使有機片降解的應(yīng)用中，特別需要無機隱形片。例如，用于爆炸物的無機隱形片甚至在其暴露在高溫和/或壓力下后仍可被檢測出，并且在環(huán)境中保持不變。根據(jù)本發(fā)明實施例的片也基本上比常規(guī)成形片更薄，一般約小于10微米，這使它們能夠用于墨水中并在涂料中產(chǎn)生光滑的表面光潔度而不是必須使用透明的外涂層。根據(jù)本發(fā)明實施例的薄的無機片還具有接近于利用相似技術(shù)制造的基礎(chǔ)顏料片的濃度。混入有機基底的厚的片通常具有不同于薄膜基礎(chǔ)顏料片的濃度，并且可能在載體是流體時的應(yīng)用之前或期間偏聚。片偏聚是不希望的，因為它可以導(dǎo)致合成物中隱形片和基片的不一致的比例，并且如果偏聚導(dǎo)致隱形片不適當(dāng)?shù)母邼舛?，可能使隱形片的隱形特性下降。
在具體實施例中，由單層ZnS制成的片被熱處理，以變白或“漂白”片的外觀并且提高由此得到的合成物的透明度(即減小發(fā)黃特性)。為了論述的目的，“單層”的無機材料包括多層建立在彼此之上的相同的無機材料。
在又一實施例中，隱形片與化學(xué)制品混合，例如爆炸物、爆炸物前體、食物、藥或可控物質(zhì)。隱形片包括標(biāo)記，例如符號和/或其他圖案(例如凹槽)，其識別制造廠商或提供其他具體信息。在熱量、溶劑、日光或其他因素可能使有機片降解的應(yīng)用中，特別需要無機片。例如，用于爆炸物的無機隱形片甚至在其暴露在高溫和/或壓力下后仍可被檢測出，并且在環(huán)境中保持不變。
II.示例性隱形片[38]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有防偽特征12的文件10的部分平面圖。防偽特征12的至少部分14利用與大量顏料如大量顏料片混合的墨水或涂料印刷，所述墨水或涂料包括具有標(biāo)記的透明、著色或不透明的片(以下稱為“隱形片”)。在一個實施例中，隱形片具有特定形狀，例如為方形、矩形、梯形、成“菱形”或圓形。在另一實施例中，隱形片包括具有或不具有選定形狀的符號和/或光柵圖案。在具體實施例中，光柵圖案具有光柵間距，其在光譜的可見范圍內(nèi)是不具有旋光性的。即，這些光柵圖案不形成可見的衍射光柵。盡管不是所有的標(biāo)記片一定是隱形片，但隱形片有時也被稱為“標(biāo)記(taggent)”片。
通常，大量顏料粒子，包括大量顏料片，具有不規(guī)則形狀。在一個實施例中，隱形片可通過它們的形狀與大量顏料片區(qū)分。作為選擇，大量顏料片具有第一選定形狀，隱形片具有第二選定形狀。成形的顏料片的制造可通過多種技術(shù)完成，這些技術(shù)例如利用圖案化基底以在基底上沉積片材料，然后將片與基底分離以得到圖案，或者利用激光器或其他裝置以從一張片材料中切割圖案化片。隱形片的選定形狀可以與例如文件10的制造設(shè)備、制造日期或其他方面，或者在制造該文件時使用的墨水有關(guān)。
輥筒是能夠用來制造本發(fā)明實施例的隱形片的一種設(shè)備。將一片聚合物基底材料輥(也被稱為“轉(zhuǎn)輪體(web)”)通過沉積區(qū)域，并涂敷有一層或多層薄膜層?？梢允咕酆衔锘纵伹昂髞砘囟啻瓮ㄟ^沉積區(qū)域。然后，薄膜層被從聚合物基底中分離出來并被加工成片。這一過程也可以使用其他設(shè)備和技術(shù)來完成。
通常，希望將從聚合物膜基底輥沉積(以及然后被去除)的薄膜層的總厚度限制為小于約10微米。PET是用于輥筒的聚合物膜基底的一種類型，PET膜基底通常的厚度至少約為13微米。更薄的PET膜在真空沉積處理期間易于熱變形。當(dāng)它通過沉積區(qū)域時，在沉積區(qū)域的熱量以及沉積的薄膜層凝結(jié)的熱量使得聚合物基底的溫度上升。因此，從PET膜切割并包括該膜的片的最小厚度約為13微米。
作為選擇，或除此之外，具有選定形狀的隱形片可以包括光柵圖案。在沉積被加工成片的薄膜層之前，光柵圖案被壓花到用于輥筒的基底上，或以其他方式形成。在另一實施例中，沉積基底表面區(qū)域的選定量(百分比)浮雕有光柵圖案或成形圖案，以當(dāng)薄膜層從沉積基底剝離并被加工成片時得到選定量的隱形片。該技術(shù)為隱形片提供與基片相同的光學(xué)設(shè)計(薄膜層組分和厚度)。例如，沉積基底表面區(qū)域浮雕10％具有光柵圖案和/或成形圖案將導(dǎo)致具有約10％隱形片的顏料混合物。制造具有不同百分比浮雕表面區(qū)域的沉積基底的不同輥，以得到具有不同量隱形片的顏料混合物，或沉積基底的不同輥浮雕有不同圖案以得到不同的形狀和/或光柵圖案。
圖2A是具有浮雕部分13和非浮雕部分15的沉積基底11的部分簡化圖。浮雕部分具有一結(jié)構(gòu)(frame)，其為了說明的目的而被放大，并且作為選擇或任選地具有例如光柵或符號，非浮雕部分基本上是光滑的。作為選擇，非浮雕部分浮雕有不同的結(jié)構(gòu)、光柵或符號。浮雕部分13和非浮雕部分15的表面區(qū)域的比例產(chǎn)生選定量的標(biāo)記片(由浮雕部分產(chǎn)生)，其具有與基片(由非浮雕部分產(chǎn)生)相同的薄膜結(jié)構(gòu)。沉積基底11通過輥筒中的沉積區(qū)域(未示出)從一個輥17移動到另個輥19，但是替換實施例使用不同類型的基底和沉積系統(tǒng)。圖2B是具有浮雕部分13′和非浮雕部分15′的另一沉積基底11′的部分簡化圖。
作為選擇或除具有選定形狀之外，隱形片可以包括一個或多個符號。符號可以是字母、數(shù)字或其他標(biāo)記。符號可以表示例如隱形片的制造者，隱形片的使用者、或日期編碼。被在沉積加工成片的薄膜層之前，符號可以被壓花到用于輥筒中的基底上；或在沉積后將其成形在薄膜層上，例如通過激光消融、壓花或蝕刻。
具有選定形狀或符號的顏料片提供防偽特征，即使它是是顯而易見的；然而，如果具有選定形狀或符號的顏料片不容易被觀察，則偽造者可能甚至意識不到隱形片存在。本發(fā)明的一個實施例使用具有與基礎(chǔ)顏料相同的光學(xué)特性的隱形顏料片。隱形顏料片的百分比足夠小以至于隱形顏料片甚至在顯微鏡檢驗下也不容易被發(fā)現(xiàn)。例如，如果墨水合成物具有隱形片，其重量占顏料總重量(即基礎(chǔ)顏料加隱形顏料)的百分比小于1％，則隱形顏料片很難發(fā)現(xiàn)。
隱形顏料片不能通過獨立的人類視覺看見，但是其在約50X至300X的放大倍數(shù)下是可見的。具有基本相同視覺特性的隱形顏料片可以以寬范圍的比例與基礎(chǔ)顏料混合，而不會顯著影響合成物的顏色。在一些實施例中，在含有隱形顏料片的重量百分比為5-10％和具有相似外觀(例如顏色和/或顏色軌跡)的基礎(chǔ)顏料片的重量百分比為95-90％的合成物中，隱形顏料片是易于識別的。通常，在利用手提式顯微鏡(例如“襯衣袖珍式(shirt-pocket)”顯微鏡)的場合，成形的不透明隱形片是容易識別的，并且與相似大小的具有符號的片相比，其識別要求更小的放大倍數(shù)。
另一方法是使用具有選定形狀或符號的透明、無機隱形片。在一個實施例中，透明的無機隱形片在載體如墨水載體或涂料載體中與基礎(chǔ)顏料片混合，以形成合成物如墨水或涂料。在另一實施例中，透明的無機隱形片在透明的載體中混合以形成清漆。載體的折射率足夠地類似于透明隱形片的折射率，以至于隱形片在載體中“消失”。載體的例子包括聚乙烯醇，聚乙烯乙酸脂，聚乙烯吡咯烷酮，聚(乙氧基乙烯)，聚(甲氧基乙烯)，聚(丙烯)酸，聚(丙烯酰胺)，聚(氧化乙烯)，聚(順丁烯二酸酐)，羥乙基纖維素，乙酸纖維素，聚(sacchrides)如阿拉伯樹膠和果膠，聚(乙縮醛二乙醇)如聚乙烯縮丁醛，聚(乙烯鹵化物)如聚乙烯氯化物和聚亞乙烯氯化物，聚(二烯)如聚丁二烯，聚(烯屬烴)如聚乙烯，聚(丙烯酸酯)如聚丙烯酸甲酯，聚(甲基丙烯酸酯)如聚甲基丙烯酸甲酯，聚(碳酸鹽)如聚氧化羰基氧化已撐，聚(酯)如聚對苯二甲酸乙二醇酯，聚(尿烷)，聚(硅氧烷)，聚(suphides)，聚(砜)，聚(乙烯腈)，聚(丙烯腈)，聚(苯乙烯)，聚(苯撐)如聚(2，5二羥基-1，4-苯撐乙烯)，聚(酰胺)，天然橡膠，甲醛樹脂和其他聚合物。
透明的隱形片一般在載體中不是完全不可見的，但是與在空氣中相比，可見度更小。如果觀察者知道在哪里看，則由于形成在透明片中或其上的符號，透明片一般具有模糊的外觀。然而，如果觀察者不知道在哪里或怎樣尋找透明片，則通常它不能被發(fā)現(xiàn)。
在具體實施例中，透明隱形片在空氣中在約30％的可見范圍中具有反射率，在載體中具有小于30％的反射率。從而，當(dāng)分散在載體中時，透明隱形片一般具有大于70％的透射率，這樣可保持基礎(chǔ)顏料的可見特性，透明隱形片與該顏料混合或該顏料位于包含透明隱形片的清漆之下。
透明、無機隱形片很難被檢測，甚至當(dāng)它們在合成物或清漆中占大于1％的總顏料重量時也難于被檢測。在一個實施例中，透明隱形片是單層ZnS，其被熱處理以在UV光下發(fā)熒光。ZnS隱形片的位置利用UV光照明以識別其位置，然后利用可見光一般在約20X-200X的顯微鏡下進(jìn)行觀察，以觀察隱形片的標(biāo)記。
另一方法是使用具有選定形狀的不透明隱形片，其顏色與基片不同。在一個實施例中，不透明隱形片是光亮金屬(“銀白色”)片，此光亮金屬片在介電材料(如MgF2)層之間具有鋁薄膜層或其他反射層。光亮片通常在可見光的寬范圍上是高反射的，但是通常不具有特有的顏色。用金和銅制造的光亮片可以呈現(xiàn)例如淡黃色和微紅色。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以在著色基礎(chǔ)顏料中添加重量百分比約0.25％至約5％之間的成形(例如“菱形”)光亮片，而不會引起顏色的顯著改變，但是在放大約50X(即50倍放大)的照明下仍然容易識別。在照明放大下，片的形狀和高亮度都可使其同基片區(qū)分開來。當(dāng)所使用的成形光亮片小于約0.25％時，隱形片變得很難被檢測，因為與基片的稀釋導(dǎo)致視野中更少的成形光亮片。
當(dāng)光亮片的量超過約5％的重量比時，某些類型的片特別是深色的片的顏色(例如色調(diào))將改變。在這些情況下，太多的光亮片基本上“沖淡”了基礎(chǔ)顏料的顏色。然而，在具有變色顏料的合成物中使用成形光亮片是非常理想的，這是因為少量的單類型的成形光亮片被添加到許多不同類型(顏色和/或顏色軌跡)的顏料片中，從而相對少量的成形光亮片提供隱形防偽特征。類似地，顏色的沖淡在下述應(yīng)用中不是關(guān)鍵性的，例如包含顏料和光亮片的合成物不傾向于替換或與包含100％顏料片的合成物無區(qū)別。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明實施例并在圖1所示的防偽特征14的部分14A的簡化平面圖。防偽特征14的部分14A般在約20X-200X的放大倍數(shù)下進(jìn)行觀察，以便看見片的形狀，其典型約5-100微米寬，更典型約20-40微米寬。防偽特征利用墨水進(jìn)行印刷，該墨水包括基礎(chǔ)顏料粒子16和具有選定形狀的隱形顏料片18，在該情況下選定形狀為“菱形”?；A(chǔ)顏料粒子被示為不規(guī)則成形的片。作為選擇，基礎(chǔ)顏料粒子是具有選定形狀的片。選擇隱形顏料片的光學(xué)特性和濃度，以便不干擾用基礎(chǔ)顏料粒子制成的合成物的視覺外觀。
當(dāng)使用不可見輻射如UV或IR光或電子束對隱形顏料片進(jìn)行照明時，隱形顏料片會發(fā)光。在具體實施例中，隱形顏料片在UV光下發(fā)熒光。利用不可見輻射照明隱形顏料片可使觀察者辨認(rèn)出隱形顏料片在防偽特征中所處的位置，即使顏料片以非常少的量存在。然后觀察者在可見光下檢驗隱形顏料片，以看見隱形顏料片的選定形狀，或看見隱形片上的符號。
基礎(chǔ)顏料粒子16被示為不規(guī)則成形的片。作為選擇，基礎(chǔ)顏料片具有選定(即規(guī)則)形狀。類似地，隱形顏料片18可以具有光柵。光柵的添加進(jìn)一步增加了偽造的難度。在一些實施例中，隱形顏料片18通常具有與基礎(chǔ)顏料粒子相同的光學(xué)特性。作為選擇，隱形顏料片18具有與基礎(chǔ)顏料粒子不同的光學(xué)特性，但是它的含量足夠小，以便不干擾使用基礎(chǔ)顏料粒子制成的合成物的外觀。
在具體實施例中，“菱形”隱形片是約25微米×35微米寬的光亮片。成形片通過將菱形圖案壓花到PET沉積基底材料輥中，然后為光亮片沉積標(biāo)準(zhǔn)薄膜圖案(例如在MgF2的多層之間約100-60nm的Al，每層約400nm厚)而制成。該光亮片的總厚度為約900nm，其約1微米。浮雕的圖案也被稱為“結(jié)構(gòu)”(與傾向于在片中或在片上產(chǎn)生圖案的光柵相對)，并且在一些實施例中是陽文，在其他實施例中是陰文。
金屬層與一層或多層介電層的的組合利于從沉積基底上去除片。僅具有介電層的薄膜層疊是易碎的并且通常具有來自沉積過程的殘余應(yīng)力。這種薄膜層疊易于更隨機地破裂，導(dǎo)致更少的成形片。完全的金屬層疊或單層很難根據(jù)沉積基底的結(jié)構(gòu)而被加工成圖案化的片，這是因為金屬相對有韌性。在具體實施例中，總厚度在約0.5微米和約3微米之間的金屬-介電和介電-金屬-介電片提供韌性和易碎特性的良好組合，其結(jié)果是當(dāng)片從基底去除和被加工時將形成優(yōu)良圖案的片。在具體實施例中，在易碎介電層之間具有韌性金屬層的總厚度約為1微米的成形光亮片從浮雕沉積基底產(chǎn)生約90％菱形片。
薄膜層利用常規(guī)技術(shù)從沉積基底剝離并被加工成片。浮雕的菱形圖案提供線，薄膜層沿該線斷裂為具有選定菱形的片。在另一實施例中，菱形片約為12微米×16微米并且在片的主表面上包括光柵。光柵為標(biāo)稱2000線/毫米，并且在用作標(biāo)記的合成物中不產(chǎn)生顯著的衍射效應(yīng)。12微米×16微米片的形狀容易在100X放大倍數(shù)下看見；然而，光柵在該放大倍數(shù)下不容易被看見。光柵在400X的放大倍數(shù)下比較明顯。在其他實施例中，光柵較粗略，并且易于在與被用來識別標(biāo)記片形狀的放大倍數(shù)的相同(例如50X至100X)的放大倍數(shù)下看見。從而，用來為標(biāo)記片提供防偽特征的光柵不是必須在光譜的可見部分中具有旋光性。
圖3B是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的防偽特征14B的部分簡化平面圖。防偽特征利用墨水印刷，該墨水包括基礎(chǔ)顏料粒子16和隱形顏料片18B，該隱形顏料片18B具有不規(guī)則形狀并包含符號17，在該情況下符號為仿效的“F”?？梢允褂枚喾N不同的符號以及其組合。防偽特征14B的部分一般在約100X-200X的放大倍數(shù)下觀察，以便看見在隱形顏料片18B上的符號，其一般約0.5-20微米高。
隱形顏料片18B通過下述方法制成在基底上沉積一層或多層薄膜層例如塑料薄膜，將這些薄膜層與基底分離，然后例如通過研磨和過篩將這些分離的薄膜層加工成所需的片。隱形顏料片一般約5-100微米寬，更一般約20-100微米寬。符號17一般約0.5-20微米高。在具體實施例中，符號17約為700納米高，在另一實施例中，符號約為15微米高。通常希望符號足夠地緊密以便大多數(shù)片具有至少可識別的符號部分。在一個實施例中，8微米高的符號間隔大約2微米，這使得隱形片的每個片平均具有6個符號。當(dāng)無論從透明片的頂部或底部觀察時，具有雙側(cè)對稱的符號看上去相同，但該對稱不是必需的。在另一實施例中，約15微米高的符號間隔約4微米。
符號一般凸現(xiàn)在基底上，薄膜層沉積在浮雕基底的上方?；椎谋砻婕捶柋粡?fù)制在至少第一薄膜層中，所述至少第一薄膜層以陽或陰的凸紋沉積在基底上。從而，當(dāng)薄膜層與浮雕基底分離并被加工成片時，至少一些片包含符號。浮雕符號在片上的間距可以選擇以便基本上大于某個尺寸的每個片都包含至少一個符號。
基礎(chǔ)顏料粒子被示為不規(guī)則成形的片。作為選擇，基礎(chǔ)顏料粒子具有選定形狀。類似地，隱形顏料片18B除了符號17以外可以具有選定形狀，并且疊加的光柵例如衍射光柵可以被包括在整個片上方或者在片的選定部分上方，例如在片的上方區(qū)域，但不在符號的上方。作為選擇，一種類型的光柵形成在片的區(qū)域中，另一類型的光柵(例如具有不同的節(jié)距)在符號區(qū)域中形成。光柵的添加進(jìn)一步增加了偽造的難度。隱形顏料片一般具有與基礎(chǔ)顏料粒子相同的光學(xué)特性，或以足夠小的量存在，以便不干擾使用基礎(chǔ)顏料粒子制成的合成物的視覺外觀。
在具體實施例中，基礎(chǔ)顏料粒子是涂敷有TiO2層或其他介電材料的云母片。涂敷材料一般具有相對高的折射率。云母是自然存在的礦物，其相對便宜并容易被加工成片基底。當(dāng)云母片基底涂敷有選定厚度的高指數(shù)材料層時，將獲得有珍珠光澤的顏料片。云母片基底可以利用多種方法涂敷有幾種可選的材料。這種顏料通常被稱為“基于云母的”顏料。使用這種有珍珠光澤的顏料片印刷的圖像的影印件看上去不像原作，從而基于云母的顏料片對于提供明顯的防偽特征是所需的。然而，使云母片基底成形或在云母片基底上提供符號是不實際的。根據(jù)本發(fā)明實施例的隱形顏料片與基于云母的顏料混合，使隱形防偽特征被包括在使用基于云母的顏料片印刷的圖像中。如果在可見光譜中的選定波長時隱形顏料片的厚度大約為四分之一波長光學(xué)厚度(“QWOT”)的五倍，則由單層無機介電材料如TiO2或ZnS制成的隱形顏料片可以具有類似于基于云母顏料的外觀。一般，用于匹配基于云母顏料外觀的單層ZnS隱形顏料片具有約60nm至約600nm的厚度。
由具有浮雕菱形圖案的沉積基底加工完全介電片的產(chǎn)量一般低于加工對應(yīng)的金屬-介電片的產(chǎn)量。
圖3C是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的防偽特征14C的部分簡化平面圖。防偽特征利用墨水進(jìn)行印刷，該墨水包括基礎(chǔ)顏料粒子16和透明隱形片19，該透明隱形片19具有不規(guī)則形狀并包含符號17′，在該情況下符號為仿效的“F”。作為選擇，可以使用多種不同的符號及其組合。作為選擇，透明的隱形片具有選定形狀，可具有或不具有符號。
透明隱形片由沉積的(即合成的)無機薄膜層形成，且在具體實施例中，為約700nm厚的單層ZnS。在進(jìn)一步的實施例中，ZnS片被處理以增強熒光性。作為選擇，當(dāng)在UV光下曝光時發(fā)熒光可見光的其他材料被用于其他實施例中，例如硅酸鋅、鈣-鎢氧化物、磷酸釔釩、摻雜的氧化釔(例如具有銪)，和摻雜有稀土鋁酸鹽的堿土金屬鋁酸鹽。作為選擇，當(dāng)利用低UV輻射(約250nm)激發(fā)時可使用在長UV范圍(300-400nm)中發(fā)熒光的其他材料。
在一個實施例中，透明隱形片的材料根據(jù)將與其混合的預(yù)定載體進(jìn)行選擇，以在載體中獲得片的折射率的選定匹配或不匹配。例如，當(dāng)由低指數(shù)材料形成的透明片在低指數(shù)載體中混合時，透明片幾乎難以看見。如果低指數(shù)透明片在高指數(shù)載體中混合，則透明片很容易看見，但是仍然不能通過隨機觀測來檢測。
由大于約十個QWOT厚度的無機材料形成的單層片趨于透明，而不是帶有色彩或有珍珠光澤。然而，甚至透明片可以使合成物例如清漆帶有淡黃色的色調(diào)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，熱處理一些透明無機片可提高它們的“白度”，這可使優(yōu)良的清漆用于隱形防偽的應(yīng)用中。在具體實施例中，由約700nm厚的單層ZnS形成的透明顏料片在空氣中被加熱大約600分鐘到550℃的溫度，以增強在UV光下的熒光性。該熱處理也提高了ZnS片的白度。
通常認(rèn)為從輥涂敷處理剩余的痕量元素有助于增強熒光性。特別是，NaCl被用作輥涂敷處理中的聚合物基底上的釋放層。單層ZnS沉積在NaCl釋放層的上方，該釋放層隨后在水中溶解以易于從聚合物基底上去除ZnS。一般認(rèn)為來自釋放層的鈉摻雜ZnS或活化其他摻雜物，會導(dǎo)致熒光性增強。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明實施例的光亮顏料片20的簡化截面。反射層22在兩個介電薄膜層24，26之間。介電薄膜層24，26為光亮顏料片20提供剛度，并且有助于從輥涂料器基底上去除顏料片。希望保持光亮顏料片的厚度小于10微米，以將干燥或固化的合成物提供到光滑表面上。在具體實施例中，片的厚度在約1微米和約3微米之間。更薄的片由于其重量太小而傾向于更難處理和控制，而更厚的片太堅固因此更難沿結(jié)構(gòu)圖案斷裂。
反射層22一般是由高反射金屬制成的薄膜層，這些金屬例如鋁、鉑、金、銀或銅，或是由適度反射的金屬如鐵或鉻制成的薄膜層。反射層22足夠地厚以使其在光譜的可見部分中是不透明的(反射的)，但是其厚度不能妨礙薄膜層從基底上的分離以及后續(xù)加工成片的過程。換句話說，太厚的金屬反射層將在相對易碎的介電層24，26之間提供有韌性的層，同時易于妨礙將沉積的層加工成片。用于介電層的適當(dāng)材料包括ZnS，MgF2，SiO2，Al2O3，TiO2，Nb2O5和Ta2O5。在一些實施例中，介電薄膜層24，26也為反射層22提供環(huán)境保護(hù)。
光亮片20具有選定形狀，并且可任選地或作為選擇，具有其他標(biāo)記如表面(光柵)圖案或元素標(biāo)志。光亮片20以足夠低的濃度被添加到著色顏料和著色合成物(例如墨水和涂料)中。成形光亮片可以添加到基礎(chǔ)(即隨機成形或可替換成形)光亮片中，作為隱形防偽特征。
圖4B是具有元素標(biāo)志層28的光亮片20′的簡化截面。光亮片20′具有在介電層24′，26′之間的反射層22′，22″和提供元素標(biāo)志的層28。元素標(biāo)志層28是由一種材料制成的層，該材料在與光亮片一起使用的基礎(chǔ)顏料中不會被發(fā)現(xiàn)，并易于利用元素分析技術(shù)進(jìn)行檢測，這些技術(shù)例如二次離子質(zhì)譜儀(“SIMS”)，能量分散X射線(“EDX”)和奧格分析。此外，元素標(biāo)志存在于隱形片中但是不存在于基片中，并且微-SIMS，微-EDX或微-奧格分析容易檢測該區(qū)別。僅將標(biāo)記元素添加到顏料混合物中(例如將少量的包含標(biāo)記元素的化合物添加到載體中)將不能解決該防偽特征。
元素標(biāo)志層28不具有旋光性，因為它在兩個不透明反射層22′，22″之間。選擇反射層22′，22″以具有與用于基片的相同材料例如鋁。用于元素標(biāo)志的適當(dāng)材料包括鉑，銥，鋨，釩，鈷和鎢。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，選擇的元素標(biāo)志材料取決于將與其一起使用的基礎(chǔ)顏料。在可替換實施例中，光亮顏料的反射層具有元素標(biāo)志材料(見圖3B，附圖標(biāo)記22)。例如，利用鉑作為反射層的隱形光亮片或著色顏料片與利用鋁作為反射層的基礎(chǔ)光亮片或著色顏料片混合。在進(jìn)一步的實施例中，具有元素標(biāo)志的片的量被選擇以在顏料混合物中提供選定的元素比例(例如鋁比鉑)，該標(biāo)志被包含在顏料混合物或合成物中。在可替換或進(jìn)一步實施例中，選擇介電薄膜層24′，26′的材料(圖4A，附圖標(biāo)記24，26)以提供元素標(biāo)記。
圖4C是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的變色顏料片30的簡化截面。變色顏料片30通常被稱為對稱的5層Fabry-Perot干涉片。薄膜疊層32包括反射金屬層34，兩層隔離層36A，36B和兩層吸收層38A，38B。吸收層一般是由鉻、碳或其他材料制成的非常薄的半透明層。反射、隔離和吸收層都是具有旋光性的，即它們有助于變色顏料片的光學(xué)特性。片的每側(cè)對入射光提供類似的法布里-珀羅干涉結(jié)構(gòu)，因此片是光學(xué)對稱的。作為選擇，變色顏料片是完全介電顏料片。
變色顏料片的顏色和顏色軌跡通過片的光學(xué)設(shè)計即薄膜層疊32中的層的材料和厚度來決定，如在已知的光學(xué)可變顏料的技術(shù)中那樣。變色顏料片30的光學(xué)設(shè)計一般選擇以匹配將與其混合的基礎(chǔ)顏料片的光學(xué)特性。變色顏料片30成形(見圖3A，附圖標(biāo)記18)，并且可任選地或可替換地，包括其他標(biāo)記例如表面光柵圖案和/或元素標(biāo)志。
例如，反射層包括元素標(biāo)志，或者不同于基礎(chǔ)顏料片的反射金屬，或者包括具有或不具有旋光性的附加元素標(biāo)志層(見圖3C，附圖標(biāo)記28)。作為選擇或另外，隔離層36A，36B和/或吸收層38A，38B包括元素標(biāo)志。例如，如果基礎(chǔ)顏料片使用MgF2，SiO2或Al2O3作為隔離層材料，則隱形顏料片30使用不同的隔離層材料例如TiO2或ZnS。隔離和/或吸收標(biāo)志材料包括利用元素分析易于檢測的元素。
在一些實施例中，利用不同的隔離材料和/或反射材料導(dǎo)致隱形顏料片30具有不同于基片的光學(xué)特性。例如，即使隱形片和基片在正入射時具有類似的顏色，但顏色軌跡可能不同。通常，低指數(shù)隔離材料(例如MgF2和SiO2)提供比高指數(shù)隔離材料(例如ZnS和TiO2)更多的顏色軌跡(“快速移動”顏料)。然而，即使顏色軌跡與基片的顏色軌跡不是精確地匹配，這種隱形片也可以以相對高的濃度添加到基礎(chǔ)顏料片中，因為大多數(shù)隨機觀察者不能檢測根據(jù)本發(fā)明實施例的混合物和100％基片之間的區(qū)別。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例具有分散在載體44中的隱形片42的清漆40的截面。載體是透明或帶色彩的，隱形片42的濃度選擇為避免隨機的目視檢測?？蛇x的彩色涂層或光亮(例如“鍍鉻的”)涂層46已經(jīng)被涂敷到位于清漆40下方的物體48上。清漆40給物體提供隱形防偽特征，而不干擾其外觀。在具體實施例中，可選的彩色涂層46是用有珍珠光澤或變色顏料印刷的圖像，以給物體提供明顯的防偽特征。物體是例如文件、，產(chǎn)品、包裝或密封件。清漆40能夠?qū)σ呀?jīng)具有隱形防偽特征的物體提供隱形防偽特征，而不會顯著改變物體的外觀。例如，如果股票已經(jīng)印刷有明顯的防偽特征，隨后又希望給股票提供隱形防偽特征，則隱形防偽特征利用清漆40或類似的墨水合成物(即包含隱形片的基本透明的墨水合成物)印刷在上面。在另一實施例中，附加的隱形防偽特征被提供給已經(jīng)具有一個或多個隱形防偽特征的物體。在具體實施例中，隱形片占不超過清漆的2％。關(guān)于清漆的其他討論在以下關(guān)于實驗結(jié)果的部分提供。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例包括分散在粘合劑或載體52中的基礎(chǔ)顏料片16和隱形片18的合成物50(即墨水或涂料)的截面。隱形片18具有選定形狀或其他標(biāo)記(例如圖3C，附圖標(biāo)記20′)，例如元素標(biāo)志或表面光柵圖案。作為選擇，合成物50包括選擇成形的具有或不具有符號的透明片，和/或成形和/或包括符號(例如圖3A，附圖標(biāo)記18和圖3B，附圖標(biāo)記18B，20)的隱形顏料片。在一個實施例中，隱形片18在合成物中的量小于基礎(chǔ)顏料片16和隱形片18的總重量(“總顏料重量”)的1％，這足夠在基礎(chǔ)顏料片中分散透明隱形片以使隱形片的隨機檢測困難。在可替換實施例中，透明隱形片在合成物中的量大于1％。合成物50已經(jīng)被涂敷到物體48上，例如標(biāo)簽、產(chǎn)品包裝、鈔票或消費者項目。
在現(xiàn)有的墨水或涂料合成物中添加隱形片可為由該墨水或涂料制成的圖像提供隱形防偽特征。例如，具有變色顏料的墨水用于在鈔票或其他物體上提供變色圖像，以作為明顯的防偽特征。根據(jù)本發(fā)明實施例的隱形片被添加到墨水中，由此得到的混合物用于印刷圖像，其看上去基本上類似于用墨水印刷的圖像。從而，在添加隱形防偽特征后，鈔票的隨機觀察者不會注意到明顯防偽特征(即變色圖像)外觀上的改變。隱形片的標(biāo)記例如表示生產(chǎn)日期、印刷地點、和/或墨水的來源(制造商)。
III.隱形片的識別[82]圖7A是當(dāng)在利用UV照明的顯微鏡下進(jìn)行觀察時，根據(jù)本發(fā)明實施例的印刷有透明、無機隱形片122的防偽特征114的部分簡化平面圖。為了便于說明(對照圖4)，片以單層示出。透明的隱形片122發(fā)熒光(呈現(xiàn)光亮)并且易于與基礎(chǔ)顏料片116區(qū)分開來，該基礎(chǔ)顏料片呈現(xiàn)暗色并且為了說明的目的以虛線示出。一般，可觀察到更大得多的視野(即更低的放大倍數(shù)，一般20X-50X)。為了便于說明示出了減小的視野。一旦熒光隱形片的位置被識別，則觀察者可以對隱形片進(jìn)行“放大”觀察。
圖7B是當(dāng)在利用可見光照明的顯微鏡下進(jìn)行觀察時，圖5A的防偽特征114的部分簡化平面圖。發(fā)現(xiàn)在UV光下，透明隱形片上的符號不容易辨認(rèn)，因為熒光是顯著的現(xiàn)象并且遮蓋了符號。當(dāng)UV光關(guān)閉并且利用可見光在顯微鏡下對透明隱形片122進(jìn)行觀察時，可觀察到符號120(以及片)的模糊輪廓。熒光隱形片在片的濃度低時特別理想。透明隱形片122和符號120在圖中以虛線示出，以表示它們在可見光下呈現(xiàn)為微弱的輪廓?；A(chǔ)顏料片116以實線示出，因為它們一般在可見光下是明顯的。在具體實施例中，透明隱形片是在高光澤清漆中具有約2.2折射率的ZnS，其首先在UV光下被觀察，然后在100X的放大倍數(shù)下利用可見光讀取片上的符號。
對于在UV光或其他不可見輻射下發(fā)熒光的隱形顏料片期望獲得類似的結(jié)果。例如，當(dāng)隱形顏料片被足夠稀釋時，分散在基礎(chǔ)顏料片中、具有類似視覺特性的隱形顏料片很難檢測。在一個實施例中，隱形顏料片具有選定形狀，其在UV光下可觀察。在另一實施例中，隱形顏料片具有符號，其在UV光下不容易觀察，但在可見光下可觀察。具有符號的隱形顏料片的位置利用UV光識別，然后關(guān)閉UV光，利用可見光讀取符號。
作為選擇，當(dāng)利用較長波長的光照明時，使用在較短波長處發(fā)熒光的材料來制造隱形片或隱形顏料片。相信這種類型的熒光將較少容易引起偽造者的注意，因而增強了其在隱形防偽特征中的使用。在一個實施例中，使用近紅外或紅外光照明隱形片或隱形顏料片以在可見范圍內(nèi)發(fā)熒光。
IV.實驗結(jié)果[86]在研制透明隱形片或單層隱形顏料之前，評價了多種可替換方案。利用100％洋紅至綠色光學(xué)可變凹板(“OVI”)顏料片的測試標(biāo)準(zhǔn)被提出并被測量。所有標(biāo)記樣品具有2000線/mm的光柵圖案，這使標(biāo)記片更容易與基片區(qū)分(即位置)以及更難偽造。光柵圖案不會對利用測試合成物印刷的圖像引起衍射特性。相信小部分的標(biāo)記片與沒有很好地面向觀察者的結(jié)合避免了衍射特性的發(fā)生。在本發(fā)明的具體實施例中，在具有符號的標(biāo)記片上包括光柵圖案。符號在第一放大倍數(shù)的顯微鏡下是可識別的，但是光柵圖案在第一放大倍數(shù)下不容易被看見。光柵圖案在更高的放大倍數(shù)下可以被看見。相信包括這種光柵圖案進(jìn)一步提高了標(biāo)記片的隱形性，因為偽造者可以在顯微鏡的檢測下看見符號，但是不能看見光柵圖案，因此在偽造的物品中不會包括該光柵圖案。
第一試樣(“樣品1”)包含90％(重量)常規(guī)洋紅至綠色顏料片和與其混合的包括符號的10％洋紅至綠色OVI顏料片(“標(biāo)記片”)。標(biāo)記片通過常規(guī)顯微鏡檢測容易檢測出，并且因為標(biāo)記片的顏色與基片的顏色很好的匹配，因此混合物的顏色特性與測試標(biāo)準(zhǔn)相同。然而，接近的顏色匹配包括標(biāo)記片制造的仔細(xì)監(jiān)測。類似地，對于每種顏色標(biāo)記片的新的光學(xué)設(shè)計通常用于匹配每種顏色的基片。從而，該方法不提供一般的可以與多種著色基礎(chǔ)顏料混合的標(biāo)記片。
更簡單的方法是使用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記片設(shè)計，其可以與許多不同顏色的基片一起使用。單層MgF2標(biāo)記片與洋紅至綠色OVI基礎(chǔ)顏料混合，標(biāo)記片占總顏料重量(“樣品2”)的10％。由于利用顏色匹配OVI，顏色特性基本上與利用100％OVI基礎(chǔ)顏料片制造的樣品一致。然而，MgF2片在常規(guī)顯微鏡檢測下很難檢測，甚至在濃度為10％時。
“銀色的”(鋁)標(biāo)記片也被評價。銀色片的制造相對簡單，這些片在濃度為5％時非常容易檢測。希望銀色標(biāo)記片能夠與許多顏色的基礎(chǔ)顏料混合。然而，包含僅5％銀色標(biāo)記片與洋紅至綠色OVI基礎(chǔ)顏料混合的凹板混合物(“樣品3”)的顏色性能是不好的。從而，銀色標(biāo)記片在某些合成物中可能是有用的，但是看來似乎使至少一些基礎(chǔ)顏料的顏色性能下降。
另一種方法是使用標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)記片設(shè)計，其可以與許多不同顏色的基片一起使用。利用鋁反射層的光亮標(biāo)記片(假定片為“銀色”外觀)也被評價。光亮片的制造相對簡單，當(dāng)與著色的基礎(chǔ)顏料片混合時，這些片在濃度為5％時非常容易檢測。光亮標(biāo)記片與許多顏色的基礎(chǔ)顏料一起被使用，以提供隱形防偽特征。合成物中光亮標(biāo)記片的量取決于所需的結(jié)果。例如，包含5％光亮標(biāo)記片與洋紅至綠色OVI基礎(chǔ)顏料混合的凹板混合物的顏色性能在并列比較中區(qū)別于100％洋紅至綠色OVI片的合成物。與100％洋紅至綠色OVI片基本上不能區(qū)分的合成物使用小于5％的光亮片，例如在洋紅至綠色OVI片中具有濃度在約0.25％重量比和3％重量比之間的光亮標(biāo)記片的合成物。相信濃度大于5％的光亮片可以被添加到顏料片中，只要顏色更淡或低飽和，不會顯著改變合成物的外觀。由于具有選定形狀和具有不同顏色(例如“銀色”代替洋紅)的結(jié)合，因此光亮標(biāo)記片在普通的放大倍數(shù)下容易檢測，甚至在濃度小于1％時。
最后，透明標(biāo)記片由單層ZnS制成。該片的制造相對容易，并且在濃度10％時容易檢測，也就是說它比檢測OVI標(biāo)記片更困難，但比檢測MgF2標(biāo)記片容易得多。具有10％ZnS片和90％洋紅至綠色OVI片的凹板混合物(“樣品4”)與測試標(biāo)準(zhǔn)比較。顏色性能幾乎相同，色度上有輕微的(3％)下降。參與這種主觀比較中的人在評價光學(xué)可變顏料的顏色性能方面非常有經(jīng)驗，并且相對于標(biāo)準(zhǔn)使用并列比較。相信添加到現(xiàn)有墨水或涂料合成物中的10％的該片將足夠地保持顏色性能，以至于一般的觀察者不會注意到任何變化。ZnS透明標(biāo)記片顯現(xiàn)出能夠被添加到許多包括光學(xué)可變顏料的著色顏料中而不會顯著改變由該著色顏料形成的合成物的外觀，因此能夠?qū)崿F(xiàn)普通的標(biāo)記片。
所測量的上述樣品的光學(xué)性能記載在表1中

表1凹板混合物的光學(xué)性能[93]在清漆合成物中用作標(biāo)記或隱形標(biāo)記的透明ZnS片也被評價。確定在一些例子中幾乎1/3的清漆合成物可以是透明片，在清漆合成物的感知外觀中幾乎沒有變化。高光澤清漆基底用于制造清漆合成物，并且清漆合成物被應(yīng)用到白卡片材料類型，其通常用于墨水和涂料的顏色評價。所有的清漆合成物與沒有透明片的清漆基底的測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。
在第一清漆合成物中，沉積態(tài)的(as-deposited)(即沒有為了透明度而進(jìn)行熱處理)3％單層ZnS看上去基本上與測試標(biāo)準(zhǔn)一致。當(dāng)與測試標(biāo)準(zhǔn)比較時，具有5％單層沉積態(tài)ZnS片的第二清漆合成物幾乎沒有顯著的不同，但是相信隨機觀察者將不會注意到泛黃的輕微量。當(dāng)與測試標(biāo)準(zhǔn)比較時，具有10％單層沉積態(tài)ZnS片的第三清漆樣品在外觀上顯示出顯著的改變，相信一些隨機觀察者將會注意到利用該合成物在非常淡的背景上印刷的區(qū)域。然而，該合成物可能對于印刷在非白色基底如鈔票或米色股票上是有用的，其中輕微的泛黃被注意到的可能性較少。作為選擇，無光澤清漆基底用于當(dāng)用作隱形防偽特征時進(jìn)一步減小被檢測出的可能性。甚至沒有與測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行并列比較，具有15％單層沉積態(tài)ZnS片的第四清漆樣品也顯示出顯著的泛黃。
單層ZnS片被熱處理以使該片透明(“漂白”)。片在空氣中被加熱兩個小時至200℃。熱處理ZnS片以提高熒光性(在空氣中550℃10小時)也漂白該片，但是漂白可以利用更短的熱處理來實現(xiàn)。利用20％單層漂白ZnS的清漆合成物顯示幾乎不能觀測到顏色變化。從而，相信至少10％的未漂白單層ZnS片和至少20％的漂白單層ZnS片可以被添加到高光澤清漆基底中作為隱形標(biāo)記。
此外，ZnS作為標(biāo)記片是理想的，這是因為它不同于包括金屬(例如鋁)層的某些片，ZnS在水，酸，堿和漂白劑中是刷久的。與某些有機片不同，ZnS在有機溶劑和日光的存在下也是耐久的。
圖8示出了對于利用墨水制備的試樣以及對于利用墨水結(jié)合根據(jù)本發(fā)明實施例的隱形顏料片制備的試樣的顏色軌跡。顏色曲線遵守CIE La*b*協(xié)定。照明和視角與反射角偏離10度，以避開與透明涂敷樣品有關(guān)的強光澤組分。樣品利用以5°增量的從15°/5°至65°/55°的照明/觀察的十一個角度來特性化。曲線的第一個點(即較高的左側(cè)點)相應(yīng)于15°/5°數(shù)據(jù)，最后一個(即第十一個)點相應(yīng)于65°/55°數(shù)據(jù)。
第一曲線600示出了對于試樣所測量的顏色軌跡，該試樣利用藍(lán)色至綠色光學(xué)可變顏料片制備。第二曲線602示出了對于樣品所測量的顏色軌跡，該樣品利用重量百分比為95％的藍(lán)色至綠色光學(xué)可變顏料片和重量百分比為5％約700nm厚并具有約20微米平均粒子直徑的單層ZnS片制備。片上的符號約為8×6微米，通過約2微米的區(qū)域分隔。重量百分比是用于制備樣品的墨水合成物的片的總重量的百分?jǐn)?shù)。第三曲線604示出了對于樣品所測量的顏色軌跡，該樣品利用重量百分比為90％的藍(lán)色-綠色光學(xué)可變顏料片和重量百分比為10％的與第二曲線相關(guān)的樣品中使用的相同ZnS片制備。這些曲線說明了對于具有重量百分比高達(dá)10％的隱形片的墨水合成物，可實現(xiàn)非常相似的光學(xué)性能。特別是，顏色軌跡對于所有三個樣品幾乎相同，并且對于利用10％透明隱形片制備的樣品的色度僅略小。從而，根據(jù)本發(fā)明實施例的隱形片被添加到現(xiàn)有的光學(xué)可變墨水中以形成合成物，可提供隱形防偽特征，而不會顯著改變利用該合成物印刷的圖像外觀。
V.示例性方法 圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的提供具有隱形片的物體的方法700的簡化流程圖。在不可見輻射下，將發(fā)熒光的隱形片混合在載體中(步驟702)以提供合成物，如墨水或涂料，其中隱形片通過在可見光下的觀察不容易被檢測出。在一個實施例中，隱形片是具有符號和/或選定形狀的透明隱形片。在進(jìn)一步實施例中，合成物包括基礎(chǔ)顏料片或粒子。在另一實施例中，隱形片是具有符號和/或選定形狀的隱形顏料片。合成物被涂敷到物體上(步驟704)以提供隱形防偽特征。在一個實施例中，合成物利用印刷步驟來涂敷，這些步驟如凹板印刷、橡皮凸版印刷、平版印刷、活版印刷凹板印刷或絲網(wǎng)印刷步驟。在另一實施例中，合成物利用噴漆步驟來涂敷，這些步驟例如滾壓、浸漬、刷光或噴漆步驟。
在提供隱形防偽特征后，隱形防偽特征通過用不可見輻射照明物體來觀察(步驟706)，以使隱形片發(fā)熒光，從而識別隱形片(步驟708)。如果合成物具有也發(fā)熒光的基礎(chǔ)顏料片或粒子，應(yīng)當(dāng)理解與基礎(chǔ)顏料片或粒子相比，隱形片發(fā)熒光明顯更多或更少，或以不同顏色，因此隱形片在合成物中很明顯并且容易識別。識別的隱形片被觀察其防偽標(biāo)記(步驟710)。在一個實施例中，隱形片具有選定形狀并當(dāng)物體利用不可見輻射照明時進(jìn)行觀察。在另一實施例中，隱形片包括符號，并且在利用不可見輻射識別隱形片的步驟之后，利用可見光對隱形片進(jìn)行觀察。在特定實施例中，觀察隱形片上一個或多個符號的步驟是在50X-200X的放大倍數(shù)下完成的。
VI.示例性方法[101]圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的制造顏料片的方法600的流程圖。以輥基底沉積表面區(qū)域的選定比例，提供具有非浮雕(“光滑”)部分和浮雕部分的輥基底(步驟602)。在一個實施例中，浮雕部分被浮雕有結(jié)構(gòu)，用于制造具有選定形狀的片。在可替換實施例中，浮雕部分被浮雕有光柵圖案或符號。在可替換實施例中，基底利用壓紋以外的方法例如激光消融形成圖案。至少一個薄膜層沉積在輥基底上(步驟604)，沉積的薄膜層然后被加工成片(步驟606)以產(chǎn)生具有選定量標(biāo)記片的片混合物。標(biāo)記片的產(chǎn)量取決于因素如被加工的薄膜層的類型、結(jié)構(gòu)的性質(zhì)、光柵圖案或符號，以及工藝參數(shù)。
例如，參考圖2A和2B，如果輥基底表面的10％浮雕有光柵或符號，則預(yù)期大約10％具有光柵圖案或符號的標(biāo)記片產(chǎn)量。如果輥基底表面的10％浮雕有菱形結(jié)構(gòu)，則對于介電-金屬-介電片預(yù)期約9％的產(chǎn)量，因為10％的產(chǎn)量在將薄膜疊層的圖案化部分加工為成形片時損失。類似地，對于成形的完全介電片，預(yù)期約5％的產(chǎn)量，因為50％的產(chǎn)量在將薄膜疊層的圖案化部分加工為成形片時損失。
盡管本發(fā)明已經(jīng)依照多個具體實施例進(jìn)行了描述，但是在不偏離本發(fā)明的精神下本發(fā)明可以以其他具體形式體現(xiàn)。從而，上述實施例描述了本發(fā)明，但不限制本發(fā)明，其由所附權(quán)利要求來限定。在權(quán)利要求的意義和范圍中的所有變形和等同物均包括在本 盡管本發(fā)明已經(jīng)依照多個具體實施例進(jìn)行了描述，但是在不偏離本發(fā)明的精神下本發(fā)明可以以其他具體形式體現(xiàn)。從而，上述實施例描述了本發(fā)明，但不限制本發(fā)明，其由所附權(quán)利要求來限定。在權(quán)利要求的意義和范圍中的所有變形和等同物均包括在本
權(quán)利要求
1.一種涂料組分，包括載體；和分散在所述載體中的多個單層無機介電隱形標(biāo)記片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料組分，其特征在于所述隱形標(biāo)記片是透明隱形片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂料組分，其特征在于所述透明隱形片具有選定形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂料組分，其特征在于所述透明隱形片包括光柵圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂料組分，其特征在于所述透明隱形片包括至少一個選定符號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的涂料組分，其特征在于所述透明隱形片具有光柵圖案。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂料組分，其特征在于所述載體包括清漆基質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的涂料組分，其特征在于所述透明隱形片是ZnS片，所述ZnS片占所述涂料組分的不大于10％。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的涂料組分，其特征在于所述透明隱形片是經(jīng)過熱處理的ZnS片，所述經(jīng)過熱處理的ZnS片占所述涂料組分的不大于20％。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂料組分，進(jìn)一步包括分散在所述載體中的基礎(chǔ)顏料，選擇所述透明隱形片在所述涂料組分中的量，以使所述涂料組分顯示與由分散在所述載體中的所述基礎(chǔ)顏料構(gòu)成的第二涂料組分相同的顏色。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的涂料組分，其特征在于所述基礎(chǔ)顏料是光學(xué)可變顏料片，并且所述透明隱形片是ZnS片，所述ZnS片的重量不大于總片重量的10％。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的涂料組分，其特征在于所述透明隱形片在利用不可見輻射照明時發(fā)熒光。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的涂料組分，其特征在于所述基礎(chǔ)顏料在利用不可見輻射照明時發(fā)熒光，所述透明隱形片發(fā)的熒光不同于所述基礎(chǔ)顏料發(fā)的熒光。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂料組分，其特征在于所述載體中的透明隱形片在可見光區(qū)域中具有大于70％的透射率。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料組分，進(jìn)一步包括具有顏色的基礎(chǔ)顏料，其中所述隱形片是具有顏色的隱形顏料片。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的涂料組分，其特征在于所述隱形顏料片具有選定形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的涂料組分，其特征在于所述隱形顏料片具有光柵圖案。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的涂料組分，其特征在于所述隱形顏料片包括至少一個選定符號。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的涂料組分，其特征在于所述隱形顏料片具有光柵圖案。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的涂料組分，其特征在于所述隱形顏料片在利用不可見輻射照明時發(fā)熒光。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的涂料組分，其特征在于所述基礎(chǔ)顏料在利用不可見輻射照明時發(fā)熒光，所述隱形顏料片發(fā)的熒光不同于所述基礎(chǔ)顏料發(fā)的熒光。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的涂料組分，其特征在于所述隱形顏料片是ZnS隱形顏料片。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的涂料組分，其特征在于所述基礎(chǔ)顏料包括有珍珠光澤的基于礦石的片，以及所述ZnS隱形顏料片具有選定的厚度以匹配所述有珍珠光澤的基于礦石的片。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的涂料組分，其特征在于所述隱形顏料片在利用不可見輻射照明時發(fā)熒光。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的涂料組分，其特征在于所述隱形顏料片的重量小于總顏料重量的1％。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料組分，其特征在于所述隱形標(biāo)記片為分散在所述載體中的成形不透明隱形片，所述多個成形不透明無機隱形標(biāo)記片中的每一個具有選定形狀以及小于10微米的厚度。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的涂料組分，其特征在于所述成形不透明隱形片包括多層薄膜層。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的涂料組分，其特征在于所述成形不透明無機隱形標(biāo)記片具有在約0.5微米和約3微米之間的厚度。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的涂料組分，進(jìn)一步包括具有第二選定形狀的第二多個成形不透明片。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的涂料組分，其特征在于所述成形不透明隱形片包括光亮片。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的涂料組分，其特征在于所述成形不透明隱形片具有光柵圖案，所述選定形狀在第一放大倍數(shù)下是可見的，但所述光柵圖案在第一放大倍數(shù)下不可見，所述光柵圖案在第二放大倍數(shù)下可見，所述第二放大倍數(shù)大于所述第一放大倍數(shù)。
32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的涂料組分，其特征在于所述成形不透明隱形片包括光柵圖案。
33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的涂料組分，其特征在于所述成形不透明隱形片包括元素標(biāo)志。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的涂料組分，其特征在于所述不透明隱形片中的旋光層包括元素標(biāo)志。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的涂料組分，其特征在于所述旋光層是反射層、隔離層和吸收層之一。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的涂料組分，其特征在于所述元素標(biāo)志位于非旋光層中。
37.根據(jù)權(quán)利要求26所述的涂料組分，進(jìn)一步包括具有第一元素組分的基礎(chǔ)顏料，所述成形不透明隱形片具有包括元素標(biāo)志的第二元素組分，所述元素標(biāo)志不能在第一元素組分中找到。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的涂料組分，其特征在于選擇所述基礎(chǔ)顏料與所述成形不透明隱形片的比例，以提供所述元素標(biāo)志的選定量。
39.根據(jù)權(quán)利要求26所述的涂料組分，進(jìn)一步包括具有第一選定顏色的基礎(chǔ)顏料，所述基礎(chǔ)顏料與所述成形不透明隱形片混合以提供顏料混合物，其中所述成形不透明隱形片是具有選定形狀的光亮片，所述成形不透明隱形片的重量小于所述顏料混合物重量的5％。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的涂料組分，其特征在于所述光亮片的重量小于所述顏料混合物重量的1％。
41.根據(jù)權(quán)利要求26所述的涂料組分，其特征在于所述成形不透明隱形片包括光亮片。
42.根據(jù)權(quán)利要求26所述的涂料組分，進(jìn)一步包括具有選定顏色的基礎(chǔ)顏料，所述成形不透明隱形片具有選定形狀。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的涂料組分，其特征在于所述基礎(chǔ)顏料包括基于云母的顏料。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的涂料組分，其特征在于所述基礎(chǔ)顏料包括變色顏料。
45.根據(jù)權(quán)利要求42的涂料組分，其特征在于所述載體是清漆。
46.一種制造顏料片的方法，包括提供具有第一圖案化部分和第二部分的基底；在所述基底上沉積至少一層薄膜層；和將所述至少一層薄膜層處理為具有選定量的標(biāo)記片的片混合物。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于所述基底是輥或聚合物膜。
48.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述第二部分是第二圖案化部分。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于所述第一圖案化部分包括結(jié)構(gòu)，標(biāo)記片具有選定形狀。
50.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于所述第一圖案化部分包括光柵圖案。
51.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于所述第一圖案化部分包括符號。
52.一種涂料組分，包括載體；和分散在所述載體中的透明隱形片，所述透明隱形片在利用紫外光照明時發(fā)熒光，以及所述透明隱形片具有一個或多個符號，所述符號在50X-200X的放大倍數(shù)下在可見光下可讀取。
53.一種給物體提供隱形防偽特征的方法，所述方法包括將如權(quán)利要求1所述的組分應(yīng)用到所述物體上，以提供隱形防偽特征。
54.根據(jù)權(quán)利要求53的方法，其特征在于所述物體具有已有的防偽特征，所述隱形片是透明的隱形片，以及所述組分是清漆，所述應(yīng)用步驟包括將清漆應(yīng)用在所述已有防偽特征之上。
55.一種觀察應(yīng)用到物體上的隱形防偽特征的方法，包括利用不可見輻射照明隱形防偽特征以使隱形防偽特征中的片發(fā)熒光，所述片具有一個或多個符號；識別所述片在所述隱形防偽特征中的位置；和在可見光下觀察所述片以讀取所述一個或多個符號。
56.一種組分，包括化學(xué)制品；和具有標(biāo)記的多個無機介電標(biāo)記片，其中所述多個無機介電標(biāo)記片與所述化學(xué)制品混合以形成所述組分。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的組分，其特征在于所述化學(xué)制品是爆炸性化合物或爆炸性前體物質(zhì)。
58.根據(jù)權(quán)利要求56所述的組分，其特征在于所述無機介電標(biāo)記片基本上透明，以及所述標(biāo)記包括符號。
59.根據(jù)權(quán)利要求56所述的組分，其特征在于所述無機介電標(biāo)記片暴露在不可見輻射下時發(fā)熒光。
全文摘要
具有一個或多個符號和/或選定形狀的隱形片用于組分如墨水或涂料中，以給物體提供隱形防偽特征。在一些實施例中，組分包括基礎(chǔ)顏料，隱形片是匹配基礎(chǔ)顏料視覺特性的隱形顏料片。在其他實施例中，透明或不透明隱形片在載體中與基礎(chǔ)顏料混合。在其他實施例中，透明或不透明隱形片在清漆基底中混合，以提供可以施加在已有防偽特征之上或其他地方的透明組分。所述組分用于在物體例如股票或鈔票上印刷一區(qū)域。隱形片在可見光下通過隨機觀察不易被發(fā)覺。在一個實施例中，利用紫外光照明隱形防偽特征使隱形片發(fā)熒光并允許觀察者識別隱形片的位置，以至于可以觀察隱形標(biāo)記。在具體實施例中，具有一個或多個符號的隱形片利用不可見輻射定位，然后在可見光下觀察以讀取隱形片上的符號。
文檔編號C09C1/00GK1836010SQ200480023350
公開日2006年9月20日 申請日期2004年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月14日
發(fā)明者艾伯特·阿高耶特, 保羅·G·庫姆斯氏, 查理·T·馬肯特思 申請人:Jds尤尼弗思公司