專(zhuān)利名稱(chēng)：用于隱形防偽的片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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(jià)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(guó)20美元的聯(lián)邦 儲(chǔ)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(guò)普通的彩色影印機(jī)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(shí)性。
在具體實(shí)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(wú)機(jī) 材料包括多層建立在彼此之上的相同的無(wú)機(jī)材料。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)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(chēng)為"隱形片")。在一個(gè)實(shí)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(shí)施例中， 隱形片包括具有或不具有選定形狀的符號(hào)和/或光柵圖案。在具體實(shí)施例中，光柵圖案具 有光柵間距，其在光鐠的可見(jiàn)范圍內(nèi)是不具有旋光性的。即，這些光柵圖案不形成可見(jiàn) 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(shí)也被稱(chēng)為"標(biāo)記 (taggent)，，片。輥筒是能夠用來(lái)制造本發(fā)明實(shí)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(chēng)為"轉(zhuǎn)輪體(web)")通過(guò)沉積區(qū)域，并涂敷有一層或多層薄膜層?？梢允咕?合物基底輥前后來(lái)回多次通過(guò)沉積區(qū)域。然后，薄膜層被從聚合物基底中分離出來(lái)并被 加工成片。這一過(guò)程也可以使用其他設(shè)備和技術(shù)來(lái)完成。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(shí)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(shí)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(jì)(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。作為選擇或除具有選定形狀之外，隱形片可以包括一個(gè)或多個(gè)符號(hào)。符號(hào)可以是字 母、數(shù)字或其他標(biāo)記。符號(hào)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(hào)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(guò)激光消融、壓花或蝕刻。符號(hào)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?hào)被復(fù)制 在至少第一薄膜層中,所述至少第一薄膜層以陽(yáng)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(shí)，至少一些片包含符號(hào)。浮雕符號(hào)在片上的間距可以 選擇以便基本上大于某個(gè)尺寸的每個(gè)片都包含至少一個(gè)符號(hào)。在具體實(shí)施例中，基礎(chǔ)顏料粒子是涂敷有Ti02層或其他介電材料的云母片。涂敷 材料一般具有相對(duì)高的折射率。云母是自然存在的礦物，其相對(duì)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(shí)，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(chēng)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(duì)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(hào)是不實(shí)際的。根據(jù)本發(fā)明實(shí)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(jiàn)光語(yǔ)中 的選定波長(zhǎng)時(shí)隱形顏料片的厚度大約為四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度("QWOT")的五倍，則 由單層無(wú)機(jī)介電材料如Ti02或ZnS制成的隱形顏料片可以具有類(lèi)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。在一個(gè)實(shí)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(shí)，透明片幾乎難以看見(jiàn)。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(jiàn)，但是仍然不能通過(guò)隨機(jī)觀測(cè)來(lái)檢測(cè)。圖4A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光亮顏料片20的簡(jiǎn)化截面。反射層22在兩個(gè)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(shí)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(jiān)固因此更難沿結(jié)構(gòu)圖 案斷裂。711反射層22—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語(yǔ)的可 見(jiàn)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(guò)程。換句話說(shuō)，太厚的金屬反射層將在相對(duì)易碎的介電層24, 26之間提 供有韌性的層，同時(shí)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, Si02, A1203, Ti02， >^205和丁3205。在一些實(shí)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(jī)成形或可替換成形)光亮片中，作 為隱形防偽特征。元素標(biāo)志層28不具有旋光性，因?yàn)樗趦蓚€(gè)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，鈷和鴒。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(shí)施例中，光亮顏料的反射層具有元素標(biāo)志材料(見(jiàn) 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(shí)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(shí)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(shí)施例的變色顏料片30的簡(jiǎn)化截面。變色顏料片30通常 被稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)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(duì)入射光提供類(lèi)似的法布里-珀羅干涉結(jié)構(gòu)，因此片是光學(xué)對(duì)稱(chēng)的。作為選擇， 變色顏料片是完全介電顏料片。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(jiàn)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, Si02或A1203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Ti02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(cè)的元素。 在提供隱形防偽特征后，隱形防偽特征通過(guò)用不可見(jiàn)輻射照明物體來(lái)觀察(步 驟706),以使隱形片發(fā)熒光，從而識(shí)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(shí)別。識(shí)別的隱形片被觀 察其防偽標(biāo)記(步驟710)。在一個(gè)實(shí)施例中，隱形片具有選定形狀并當(dāng)物體利用不可 見(jiàn)輻射照明時(shí)進(jìn)行觀察。在另一實(shí)施例中，隱形片包括符號(hào)，并且在利用不可見(jiàn)輻射識(shí) 別隱形片的步驟之后，利用可見(jiàn)光對(duì)隱形片進(jìn)行觀察。在特定實(shí)施例中，觀察隱形片上 一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的步驟是在50X-200X的放大倍數(shù)下完成的。
VI. 示例性方法
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圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)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(gè)實(shí)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(shí)施 例中，浮雕部分被浮雕有光柵圖案或符號(hào)。在可替換實(shí)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(gè)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(lèi)型、結(jié)構(gòu)的性質(zhì)、光柵圖案或符號(hào)，以及工藝參數(shù)。
[102
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(hào)，則預(yù)期大 約10%具有光柵圖案或符號(hào)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(duì)于介電-金屬-介電片預(yù)期約9%的產(chǎn)量，因?yàn)?0%的產(chǎn)量在將薄膜疊層的圖案化部 分加工為成形片時(shí)損失。類(lèi)似地，對(duì)于成形的完全介電片，預(yù)期約5%的產(chǎn)量，因?yàn)?0 %的產(chǎn)量在將薄膜疊層的圖案化部分加工為成形片時(shí)損失。
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盡管本發(fā)明已經(jīng)依照多個(gè)具體實(shí)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(shí)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(lái)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 發(fā)明的范圍中。
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盡管本發(fā)明已經(jīng)依照多個(gè)具體實(shí)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(shí)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(lái)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 發(fā)明的范圍中。
權(quán)利要求
1. 包含第一多個(gè)片的多個(gè)片，其中，母一個(gè)片為成形不透明無(wú)機(jī)隱形標(biāo)記片且具有相同的第一選定形狀以及小于10微米的厚度。
2. 如權(quán)利要求1所限定的多個(gè)片，其中，至少一些所述成形不透明無(wú)機(jī)隱形標(biāo)記 片具有環(huán)繞其外圍的結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1所限定的多個(gè)片，其中，所述成形不透明無(wú)機(jī)隱形標(biāo)記片在其上 具有壓花。
4. 如;f又利要求2所限定的多個(gè)片，其中，具有所述相同的第一選定形狀和結(jié)構(gòu)的 所述片中的至少一些片在其中具有位于所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的壓花。
5. 如權(quán)利要求4所限定的多個(gè)片，其中，位于所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述壓花為衍射光柵。
6. 如權(quán)利要求4所限定的多個(gè)片，其中，位于所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述壓花形成符號(hào)或標(biāo)識(shí)。
7. 如權(quán)利要求1所限定的多個(gè)片，其中，所述片被分散在載體中以形成涂敷材料。
8. 如權(quán)利要求1所限定的多個(gè)片，其中，所述成形不透明無(wú)機(jī)隱形標(biāo)記片為光亮片。
9. 如權(quán)利要求1所限定的多個(gè)片，還包含具有相同的第二選定形狀的第二多個(gè)成 形片，所述第二選定形狀不同于所述第一選定形狀。
10. 如權(quán)利要求1所限定的多個(gè)片，還包含具有不同形狀的片以形成多個(gè)混合片。
11. 如權(quán)利要求1所限定的多個(gè)片，其中，所述片的形狀為方形、矩形、梯形、圓 形或菱形。
12. 如權(quán)利要求1所限定的多個(gè)片，還包含具有不同于所述第一組片的符號(hào)或標(biāo)記 的符號(hào)或標(biāo)記的第二多個(gè)成形片。
13. 如權(quán)利要求12所限定的多個(gè)片，其中，所述第二多個(gè)成形片的所述形狀或符 號(hào)或標(biāo)記不同于所述第一多個(gè)成形片的所述形狀或符號(hào)或標(biāo)記。
全文摘要
具有一個(gè)或多個(gè)符號(hào)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(shí)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(jué)特性的隱形顏料片。在其他實(shí)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(shí)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(jiàn)光下通過(guò)隨機(jī)觀察不易被發(fā)覺(jué)。在一個(gè)實(shí)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(shí)別隱形片的位置，以至于可以觀察隱形標(biāo)記。在具體實(shí)施例中，具有一個(gè)或多個(gè)符號(hào)的隱形片利用不可見(jiàn)輻射定位，然后在可見(jiàn)光下觀察以讀取隱形片上的符號(hào)。
文檔編號(hào)C09K11/56GK101412859SQ20081018027
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2004年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月14日
發(fā)明者保羅·G.·庫(kù)姆斯氏, 查理·T.·馬肯特思, 艾伯特·阿高耶特 申請(qǐng)人:Jds尤尼弗思公司