專利名稱：帶有明顯和/或隱蔽圖案層的真空輥式涂布防偽薄膜的干擾制品的制作方法
背景技術(shù)：
為了保護鈔票、信用卡和其它有價證券而使用防偽線是眾所周知的。防偽線是一種條形材料，放在例如鈔票的鈔票憑證或者薄片的表面；可選擇的，防偽線可以是彎曲的，或者織進鈔票紙里面(窗口形狀效果)從而使鈔票具有額外的防偽性(真實性)?；鹩【€的典型尺寸是1-5mm寬，3-4μm厚；基于聚對苯二甲酸酯(PET)的窗形線的厚度為0.5密耳或12.5微米。作為實例，防偽線最早的一種形式由通過火印轉(zhuǎn)移到鈔票表面的反射箔組成(GB2119312A)。這種反射箔阻止假鈔通過例如印刷機、個人電腦印刷機和復(fù)印機等印刷過程的復(fù)制。全息攝影(EP-A-0624688)、與熱鉻特征一起的全息特性(GB2347646)、通過與發(fā)光物質(zhì)結(jié)合的透射光從而具有可讀特征和圖案的不透明涂層(US6474695)、磁性/磁性標記或金屬點的重復(fù)圖案(WO02103624)、激光蝕刻細線和用激光的文本(德國式“Auslegeschrift”no.2205428)和(WO02101147)、用透明的酸阻油墨在硬化透明塑料上印刷小標記并隨后在未印刷區(qū)域酸性蝕刻以在透明的底部上產(chǎn)生發(fā)亮的小標記(US4652015)、粘結(jié)核酸分子從而使補充的核酸分子粘結(jié)到已經(jīng)被附加到憑證上的分子(DE10122836)，和用液晶材料制成的光學可變防偽元件(EP0435029)都已經(jīng)被用以制造防偽線。然而，這些上述提到的防偽線生產(chǎn)既要花費大量時間，還會伴生其它問題，例如，已發(fā)現(xiàn)激光蝕刻時間太長而成本效率低，使用化學制劑的蝕刻需要多次步驟并且被不認為是環(huán)保的；全息攝影能容易復(fù)制，在許多情況下普通人用眼不容易看出防偽線的特征，而需儀器閱讀。
Piwcyzk在美國專利4,022,928中提出了一種在真空室中壓花一個金屬或碳單層的方法。Piwcyzk使用各種方法將被稱為FOMBLINTM或KrytoxTM的全氟聚醚涂敷到需要圖案的基片中，基片用于真空沉積層。全氟聚醚抑制沉積材料向薄板或塑料基片的沉積。該液體的涂敷是通過噴射或真空蒸發(fā)并結(jié)合一個選定的移除工序，例如結(jié)合一個激光或電子束。印刷方法也被描述。包括例如凸版印刷或苯胺印刷的凸版印刷、例如膠版印刷的平版印刷、凹版印刷、以及例如絲網(wǎng)方法印刷的絲網(wǎng)印刷的印刷技術(shù)公開。
后來，Ronchi在美國專利4,749,591中，其內(nèi)容在此結(jié)合引作參考，以及在PCT申請WO8700208(A1)中提出了這個印刷方法，通過將抑制油FOMBLIN應(yīng)用到真空輥式涂布機，在那里期望在塑料基片上壓花薄膜。
Ronchi在US4,749,591中僅僅公開了涂敷單層金屬，例如，如圖1中出示的沉積為真空薄膜層的鋁。就嵌入鈔票中的防偽線來說，脫金屬處理的鋁層通過簡單地使用在隨后由上述的一個方法壓花的金屬化聚酯就能被容易地仿造。在嘗試復(fù)制由Ronchi的技術(shù)制造的單層防偽線中，可以使用通過照相平版印刷術(shù)形成圖案并結(jié)合堿性蝕刻劑，或者通過前述的任何一種方法或者甚至通過使用銀筆模仿防偽線來形成圖案。以前沒有考慮到具有多層薄膜的防偽線，其中一個或多個層被形成圖案。提供幾個薄膜層的主要障礙是殘留在圖像和薄板無圖案區(qū)域上的油渣。該油渣對于進一步涂布薄膜是有害的，因為剩余的油會引起“重影”；當輥式涂布時將抑制油轉(zhuǎn)移到塑料薄膜背面的方法，其反過來將抑制油進一步向下轉(zhuǎn)移到薄板前側(cè)。剩余的抑制油也促使不能粘附到后來的薄膜層。
本發(fā)明克服了“重影”和除去殘留抑制油的能力。通過這個進展，第一次，圖案化多層光學疊片能以有效成本方式通過輥式涂布方便地在防偽線上制造。特別地，具有高度圖案清晰度的新光學可變防偽線被制造，其包含可讀文本或圖形圖像，其中隱蔽特征如磁性簽名也合為一體。
本發(fā)明的一個目的是提供一種防偽線，其具有光學可變特征諸如能對著背景從圖案上辨認的光學可變圖案，或從圖案上突出的光學可變圖案。
本發(fā)明的另一個目的是提供相對簡單、廉價的制造多層圖案防偽線的方法，該多層圖案防偽線使用于薄板或薄片的內(nèi)部或上部，例如在貨幣、憑證或封裝上用以提供它們的真實性鑒定。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，提供一種用于嵌入薄片或憑證之中或上部的防偽線，包括加長基片，其具有第一側(cè)面和第二側(cè)面；光學可變結(jié)構(gòu)，其沉積于加長基片的第一側(cè)面或第二側(cè)面的一個上，其中光學可變結(jié)構(gòu)包括一個薄膜干擾結(jié)構(gòu)，該薄膜干擾結(jié)構(gòu)具有多個并排排列并彼此隔開的分離干擾濾波器的外觀，其具有可見變色特性，以對照不同顏色的前景或背景視覺可區(qū)分辨認標記的可見圖案的形式變色。
本發(fā)明提供一種防偽線，其給薄片，憑證或封裝提供安全，其中的線在其上具有可見光學可變結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少可從紙的一側(cè)看到；盡管光學可變結(jié)構(gòu)可以是構(gòu)成大Fabry-Perot(法布里-珀羅)腔或干擾濾波器的連續(xù)多層，通過在Fabry-Perot腔前面提供圖案層，干擾濾波器看來是分離的濾波器。在另一實施方式中多個分離濾波器被提供為看來同樣為分離的光學可變結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種具有嵌入其中或設(shè)置在其上部的防偽線的薄片，該防偽線包括基片，其具有第一側(cè)面和第二側(cè)面；多個分離的n層Fabry-Perot腔，它們并排沉積于基片的第一側(cè)面上，其中Fzbry-Perot腔彼此隔開，其中每個n層Fabry-Perot腔是具有可見變色特性的薄膜干擾濾波器；由于變色特性的結(jié)果，所述多個腔沿著基片排列以形成可見圖案。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，進一步提供一種用于嵌入薄片中或設(shè)置于薄片上的防偽線，其中防偽線包括塑料薄片，塑料薄片上沉積變色薄膜涂層，涂層形成并排的隔離干擾濾波器，其中當對著不同顏色背景時可以看到圖案化的干擾濾波器。
根據(jù)本發(fā)明一個實施方式，具有限定一個或多個腔的多層的連續(xù)FabryPerot結(jié)構(gòu)可以被涂敷到薄板或基片一側(cè)。在薄板第二側(cè)面，可以從Fabry Perot結(jié)構(gòu)明顯區(qū)分的鋁或其它材料的圖案可以使用油蝕方法被涂敷。表面上當一個人從圖案鋁側(cè)看防偽線時，缺少鋁的部分作為光學可變區(qū)域顯現(xiàn)，帶有鋁的部分作為對比鋁區(qū)域而顯現(xiàn)。因此在這個實施方式中，由于鋁遮蓋了提供圖案的部分，觀察者從圖案側(cè)和多個并排分離的FP腔看到連續(xù)Fabry-Perot結(jié)構(gòu)。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，提供一種用于形成光學可變裝置的方法，包括如下步驟在薄板基片上使用油蝕技術(shù)圖案化反射層以形成圖案反射層，基片具有第一側(cè)面和第二側(cè)面；從薄板第一側(cè)面除去油渣并在薄板基片上沉積薄膜層以形成光學可變裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，進一步提供一種圖案化金屬的方法，包括如下步驟涂敷一種非浸潤油到薄板基片第一表面的選定部分以構(gòu)成油圖案；
在薄板基片第一表面沉積金屬，其中非濕油從油圖案中消融沉積的金屬；以及除去油渣，使用第一輝光放電應(yīng)用于薄板的第一表面和第二輝光放電應(yīng)用于薄板的第二表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種機器可讀的防偽裝置，包括設(shè)置在其上的薄板，夾在兩個金屬層之間的磁性材料圖案層。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種機器可讀的防偽裝置，其中防偽線包括使用油蝕方法在其上構(gòu)成圖案的磁性材料。
油蝕方法的使用是優(yōu)選實施方式，容許在涂層室中的涂敷和在圖案上輥壓的去除以生產(chǎn)具有明顯圖案干擾結(jié)構(gòu)的圖案薄板。雖然使用與油具有相同特性的其他材料是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其中它的去除與在原處隨后層的涂布相適應(yīng)。作為選擇，但不是優(yōu)選，可以以后被水洗去除的水溶聚合涂層是可以接受的，但是，這種臨時涂層的使用不如油的涂敷有效，其可以在沉積室中去除。
本發(fā)明圍繞通過提供一種新穎的防偽線在用于構(gòu)成圖案的濕化學蝕刻方法中遇到的困難，該防偽線無論是在文字或其它圖案的反射或透射中都是光學可變的，文字或其它圖案通過使用真空輥式涂布機中一直線的全干的處理過程而形成。當防偽線前后蹺起時顏色變化，人眼能夠容易看見變色防偽線的光學特性。在對著一個透明或者明亮的反射背景時，文本或圖案是光學可變的，或者作為選擇，背景相對于文字或圖案是光學可變的，其由于透射可以被容易地看見。此外，防偽線和其上的圖案能夠與承載它的該薄片背景區(qū)別開來。作為選擇，在反射下能看到防偽線，當對著鋁或其他諸如銅等有色金屬反射背景，或?qū)χ鈱W可變或非光學可變的薄膜光學疊片，使用箔或變色油墨的圖像看起來是彩色的或光學可變的。作為選擇，本發(fā)明的一個實施方式是提供了上面所提及結(jié)構(gòu)的反面或底片圖像。光學可變疊片能采用授予本發(fā)明的一個發(fā)明人Phillips的美國專利4,705,356；4,838,648；5,135,812；5,214,530；5,278,590；5,278,590；6,157,489；6,241,858；6,243,204；6,241,858；6,569,529和6,699,313中描述的形式。另外，變色諸如二氧化鈦(TiO2)或三氧化二鐵(Fe2O3)涂布云母的基于云母的干狀顏料可以被用作變色油墨中的變色顏料。
本發(fā)明的各種實施方式在詳細描述和附圖中被描述和示出。防偽線既能夠以窗口形式進入鈔票里面，這種方式與以Cunningham和Brian的名義在歐洲專利的申請EP1258334A3中的方式相同，也能被越過鈔票的表面涂數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明描述的這種防偽線不能通過影印、拍攝和印刷的方式精確復(fù)制，因為這些技術(shù)不能具有光學可變效果。此外，在光學可變箔實例中，復(fù)印機中的光學器件甚至阻止正面顏色在正常入射下成像；因為光學可變線的反射表面正如一個黑色的圖案，使光錯過復(fù)印機的入射光學器件。此外，文本的復(fù)雜圖案，具有降到60微米的分辨率，可以防止任意使用截取的方法模仿這個防偽裝置的膺品。


結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方案作詳細地描述，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的示意圖，其中一個壓花鋁層在PET基片或薄板上。
圖2是本發(fā)明一個實施方式的橫截面圖，其中干擾結(jié)構(gòu)被示出通過在PET薄板上的壓花鋁層形成，壓花鋁層由MgF2隔離層覆蓋，鉻層覆蓋MgF2隔離層，三層形成多個光學干擾結(jié)構(gòu)，在并排的光學干擾結(jié)構(gòu)之間有窗口。
圖3是層狀結(jié)構(gòu)的橫截面圖，層狀結(jié)構(gòu)具有在PET薄板一側(cè)的壓花鋁，在PET薄板同側(cè)的光學可變箔涂層，以及在PET薄板另一側(cè)的不同的光學涂層。
圖3b是類似圖3的橫截面圖，具有另外的塑料層壓花。
圖4是PET薄板上壓花磁層實施方式的示意圖。
圖5顯示了本發(fā)明的一個實施方式，其中壓花磁層夾在PET薄板上的兩個鋁層之間。
圖6顯示了一個實施方式，在PET薄板的一側(cè)具有壓花鋁層，并且在PET薄板的同側(cè)具有一個帶有隱藏磁層的光學可變箔。
圖7是一個示意圖，顯示了沉積于塑料基片上的壓花鋁層，變色在PET薄板的一側(cè)涂敷變色油墨。
圖8顯示了在PET薄板一側(cè)涂敷變色油墨的正片和反片壓花鋁層的效果。
圖9是本發(fā)明實施方式示意圖，其中壓花鋁層沉積于PET薄板一側(cè)，變色油墨層涂布在PET薄板的相對側(cè)。
圖10是一個橫截面視圖，顯示了沉積于PET薄板一側(cè)涂敷有抗磨損漆保護層的壓花鋁層，以及在PET薄板相對側(cè)的變色油墨。
圖11顯示了一個壓花鋁層，在PET薄板一側(cè)涂敷Fabry-Perot圖案，在PET薄板的另一側(cè)涂布另一種不同的Fabry-Perot圖案。
圖12是壓花鋁層和連續(xù)光學結(jié)構(gòu)的橫截面圖，壓花鋁層在PET薄板一側(cè)，連續(xù)光學結(jié)構(gòu)在PET薄板另一側(cè)。
圖13顯示了PET一側(cè)的圖案變色箔和PET另一側(cè)上油墨印刷層(黑色或變色箔的互補色)。
圖14是一個橫截面視圖，顯示了PET薄板上的Fabry-Perot圖案，其中絕緣體隔離層壓花于PET薄板。
圖15是一個橫截面視圖，顯示了PET薄板上的Fabry-Perot圖案，其中吸收層壓花于PET薄板。
圖16是一個描述根據(jù)本發(fā)明實施方式的簡化涂布機的示意圖。
圖17是一個示意圖，其圖示了在涂布室內(nèi)為除去殘留“抑制油”的清洗配置。
圖18是隱藏在鋁層中的一維磁性條碼圖案的視圖，其中鋁層在這個圖中被合適地顯示為透明的，以便能看到條形碼。
圖19顯示了一個隱藏在鋁層中的二維磁條碼圖案。
圖20是一個照片，其顯示了在壓花光學可變防偽線中文本標記的清晰度。
圖21是以窗口形式被嵌入鈔票中的壓花光學可變線的照片。
圖22是一個顯示透視觀察時看到的鈔票中壓花光學可變線文本的照片。
圖23顯示了一個圖形防偽標簽，其由一個在可釋放的壓敏粘合標簽紙原料上的構(gòu)成圖案的光學可變箔結(jié)構(gòu)所形成。
具體實施例方式
參照圖2，顯示了在PET薄板20上的構(gòu)成圖案的鋁層22。該實施方式并不限鋁作為反射體材料的使用，并且其它反射材料例如另外的反射金屬能代替鋁的使用。PET薄板構(gòu)成防偽線的基礎(chǔ)，在其上所示的各層沉積；然而其它材料，諸如其它塑料能用以代替PET。壓花鋁層22由沉積于壓花鋁和薄板上的MgF2隔離層24覆蓋，薄板在薄板上缺失沉積鋁的區(qū)域中構(gòu)成窗口28；吸收材料層26，如鉻的薄層，沉積于隔離層24上。光學干擾結(jié)構(gòu)由在壓花金屬剩余部分上的反射體/絕緣體/分隔體/吸收體(R/D/Ab)形成，但沒有覆蓋在鋁已經(jīng)被移除的薄板部分上；這些鋁已經(jīng)被移除的部分被稱為窗口部分。(多個)光學干擾結(jié)構(gòu)21可以是提供壓花金屬特別外觀的有色纖維，或是提供壓花金屬變色、“光學可變”外觀的有色纖維。鋁通過使用“抑制油”在熟料薄板20上印刷圖案或圖像并且然后沉積一個薄鋁膜形成圖案。盡管油阻止真空沉積物粘著到基片的確切機理沒能完全明白，這種工序仍然起作用。各種理論已經(jīng)提出以解釋這一現(xiàn)象。一個理論援引這樣的觀點，沉積材料的壓縮熱使油轉(zhuǎn)化為氣體并且實際上消融金屬。另一解釋是油僅僅阻止沉積金屬的集結(jié)并因此到達的材料被分散開。
在圖2所示實施方式中，鋁-二氟化鎂(MgF2)-鉻疊片每層形成Fabry-Perot(“F-P”)吸收層-隔離層-反射層類型光學可變裝置(“OVD”)，其沒有形成于薄板窗口部分，因為在該區(qū)域存在Fabry-Perot結(jié)構(gòu)的缺失。塑料薄板可以是無色的，彩色的，半透明或透明的，選擇用于壓花金屬層和疊加薄膜的材料僅僅是示范性的。涂布薄膜層后，一個保護層被可選擇地涂布，諸如薄漆層，未示出，或粘著使用層壓粘合劑粘附到OVD的塑料薄膜(例如0.5密耳)。
圖3顯示了一個在薄板30前側(cè)的類似于圖2的層結(jié)構(gòu)。在用輥式涂布機由抑制油涂敷為一個油圖案以阻止在PET薄板“前”側(cè)上薄板30預(yù)定區(qū)域的持續(xù)沉積之后，壓花鋁沉積。MgF2層34和鉻層36沉積于前側(cè)，以形成布滿鋁的光學干擾結(jié)構(gòu)；鋁作為Fabry-Perot結(jié)構(gòu)中的反射層。另一光學結(jié)構(gòu)39構(gòu)成薄板的“后”側(cè)，諸如反射層，光學可變層(OV)，磁層，都是連續(xù)的或壓花的，或者夾在鋁層之間或者作為單層或熒光層。該實施方式中，保護層可選擇地涂敷到OVD的兩面。光學結(jié)構(gòu)可以是不透明的或半透射的。
根據(jù)本發(fā)明，在實施方式中磁層夾在反射層之間，如在以同一發(fā)明人的名義的美國專利申請2002/0160194A1和WO02090002(A2)中所描述的，提出一種覆蓋標記。以數(shù)字代碼或者以條形碼的數(shù)字可以被提供，其用裸眼無法識別，并且可以在憑證或例如$50.00的鈔片上預(yù)先驗證序列號。
該實施方式中，磁性條形碼隱藏在圖案中，它具有和鋁相同的反射特性，但是具有可以由專用探測器閱讀的磁性識別標志。磁性探測可以僅僅由于在例如隱蔽條形碼或隱蔽標識的磁性圖像中的磁性材料的存在，或者可以是記錄信息的數(shù)字或模擬信號。
在最簡單的實施方式中，如圖4中所示，磁性材料單層42能沉積到塑料薄板40上，通過油成像方法形成圖案，然后構(gòu)成防偽線、標簽或火印圖像。更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中，由基片50支撐的圖案磁層52如圖5中所示被夾在兩個鋁層54和56之間，或者如圖6中詳細所示的，夾在Fabry-Perot光學疊片中兩個鋁層之間，圖6中基片60上沉積圖案鋁層62；在鋁層62上是鉻層63絕緣體64，磁層66夾在兩個鋁層65和67之間，它們位于絕緣體64上。在只有防偽線的一側(cè)可以看到的情況下，磁層66可以涂敷單層鋁層67而不需要夾在兩個鋁層之間。
現(xiàn)在參照圖5，一個橫截面視圖被示出，其中塑料基片50具有沉積在其上的非磁性的鋁層54。當然可以使用其它沒有磁性的材料。然后涂敷抑制油圖案，以形成預(yù)定的條形碼油圖案，油圖案依賴于設(shè)計圖案和獲得油并涂布到塑料薄板50上的輥。隨后磁層52沉積，磁性材料只保留在真空涂布和滾光過程中沒有涂敷油的部分。沒有磁性材料的終端層56有效地將磁層52夾在兩個非磁性層之間。
在示出的選擇實施方式中，其可以使用一個在圖案層上的附加層作為校準層。這可以由Yializis在美國專利6,706,412中教導(dǎo)的通過橫向連接在真空和固化過程中蒸發(fā)有機平滑層實現(xiàn)。在根據(jù)本發(fā)明描述的實施方式中，真空沉積層的深度要比油圖案的厚度薄得多；因此與油厚度大約10,000埃相比，用于真空沉積層的1000埃或更小的小突起會被忽略。用于多個層的構(gòu)圖可以發(fā)生在沒有圖案的區(qū)域上或者甚至在先前構(gòu)成圖案的區(qū)域上。
圖6比圖5的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，然而制造方法基本上相同，都是形成圖案和沉積后續(xù)層。
在本發(fā)明的另一實施方式中，可以使用圖案薄膜和變色油墨的組合，油墨包括但不限于包含基于涂覆云母的珠光型顏料油墨，SecureShift(Flex產(chǎn)品公司注冊)的顏料，光學可變油墨(OVI，SICPA注冊)，基于衍射基的顏料或液晶變色油墨。顏料可以構(gòu)成平面薄膜光學結(jié)構(gòu)或可構(gòu)成如在美國專利6,692,830和PCT申請WO03011980A1中描述的衍射薄板。
現(xiàn)在參照圖7和圖8，利用變色油墨的本發(fā)明的一個實施方式被示出。在這種情況下，變色油墨75通過壓花薄膜73中的孔或窗口76可以看見。在最簡單的情況中，帶有圖案的鋁73形成于例如聚對苯二甲酸酯(PET)的塑料薄膜70上，并且變色油墨75涂敷在帶有圖案的鋁上，以致于從相對側(cè)由通過文本或圖形圖像的觀測角度看見變色，或者繞著反射文本或圖形顯示為背景。
圖8中圖解示意背景可以是無顏色變化的并且前景是變色的，或者反之亦然。
可選擇地，變色油墨涂布到帶有圖案的鋁的相對表面上，以致于一個人能從帶有圖案的鋁一側(cè)看到防偽圖案。在這種情況下，變色油墨通過帶有圖案的鋁的開口顯示。正如此前實施方式描述，帶有圖案的鋁上可以具有設(shè)置在其上的另外的保護層，諸如抗劃傷漆或?qū)訅阂粋€典型的具有0.5密耳或更小厚度的薄PET薄板。圖9和圖10示范了這些結(jié)構(gòu)。
圖9中塑料薄板90中在其上部有光學可變結(jié)構(gòu)92，光學可變結(jié)構(gòu)例如以光學可變油墨、變色油墨、光學可變顏料或薄膜Fabry-Perot腔的結(jié)構(gòu)。在薄板下部，是形成圖案的鋁層94。圖10中變色油墨層105沉積在塑料基片100上，圖案鋁層103沉積在基片100的下部，基片覆蓋保護漆層106。
在一個實施方式中，反射層是不透明鋁層，以致于形成圖案層的窗口部分顯示反射性。背面反射層沒有和前側(cè)MgF2-Cr層典型構(gòu)成OV結(jié)構(gòu)，因為居中PET薄板對于在可見光譜區(qū)中用作Fabry-Perot結(jié)構(gòu)中的隔離層來說相對較厚。窗口部分顯示反射鏡，而前側(cè)F-P結(jié)構(gòu)提供如圖3所示的OVD。
作為選擇，薄板背面上的光學結(jié)構(gòu)是光學干擾結(jié)構(gòu)，諸如PET薄板上的薄膜吸收層，吸收層上的隔離層，以及吸收層上的反射層，這樣形成了如圖11所示的除薄板前側(cè)F-P結(jié)構(gòu)之外的第二F-P結(jié)構(gòu)。對于帶有OVD的防偽線，特別期望有反射背面層112a，因為鏡子一樣的背景為前側(cè)的OVD提供了良好的視覺參考。該反射背面層也用于由兩個相鄰層限定的光學可變結(jié)構(gòu)中的一個層；兩個相鄰層為鉻層115a，絕緣層111a。圖11還顯示了帶有圖案鋁層112的塑料基片110，隨后是在其頂部具有鉻層115的絕緣層111。
作為選擇，變色油墨層可以涂敷在薄板背面。當從任何一側(cè)觀察結(jié)構(gòu)時，變色油墨涂敷到薄板背面產(chǎn)生光學可變(OV)作用。當從背面觀察時，就觀察到變色油墨的OV作用。當從前面觀察時，除了變色油墨的OV作用外，由形成圖案的鋁層構(gòu)成的變色油墨結(jié)構(gòu)的OV作用被觀察到。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖12，一個PET薄板120被示出，在前側(cè)具有圖案鋁112并且在背面具有光學結(jié)構(gòu)。在一個實施方式中，光學結(jié)構(gòu)是包含以粉末形式反斯托克斯(Anti-Stokes)材料的有機層128。當被更長波長照射時，Anti-Stokes層以短波發(fā)出熒光。存在許多適合的材料，并且被有代表性地涂敷到薄板背面作為載體中非常細的顆粒。粉末狀A(yù)nti-Stokes材料能從STAR DUSTTECHNOLOGIES中得到。微料一般是淺色的，諸如奶白色或淺茶色，并以諸如藍色、綠色、橙色的顏色發(fā)出熒光，當接受可見光區(qū)之外的近紅外線照射時。這樣，當用鄰近紅外光照射窗口部分時，窗口部分以可以看到的顏色發(fā)出熒光。這可以作為隱藏的防偽線，因為Anti-Stokes涂層不能通過隨便觀察而容易看到。
作為選擇，圖13中顯示了一個形成圖案的光學可變箔，其包括圖案鋁層132，絕緣層134，以及可以形成在PET一側(cè)的鉻層135，并且普通油墨印刷層136印刷到PET基片130的另一側(cè)。印刷油墨136可以是黑色或是與變色箔的常規(guī)顏色(90度)互補的顏色。在該實施方式中，黑色或互補顏色通過形成圖案OVD或倒像的窗口顯示，黑色或互補色層用于充當變色圖案文本的背景。例如，由綠色變?yōu)樗{色的箔在PET另一側(cè)上會有洋紅印刷油墨；例如，綠色和洋紅是互補色。在兩個例子中，在印刷油墨層和變色箔之間的對比度在反射光下能容易看到。對比顏色也能印刷以便文本反射色只在非正常角度顯現(xiàn)。
在圖3b中示出的實施方式中，塑料薄板塑料基片30具有在圖案涂層34的相對側(cè)上涂敷鋁層32的壓花表面，以便全息影像或衍射影像通過孔36顯示。
圖14顯示了一個形成于薄板140上的OVD(光學可變裝置)，其中例如沉積鋁的反射層142和例如MgF2層144的疊加隔離層通過油“抑制”技術(shù)形成圖案。例如鉻薄層的吸收層146沉積于底層上以構(gòu)成OVD，其中的反射層，隔離層和吸收層構(gòu)成F-P結(jié)構(gòu)。如由圖3中的OVD所示，其中背面的光學結(jié)構(gòu)是反射層，圖14中示出的實施方式可以具有最接近OVD結(jié)構(gòu)的高度反射區(qū)域，當觀測OVD時OVD結(jié)構(gòu)提供視覺參考。在另一實施方式中，更多的絕緣層材料能沉積到形成圖案的絕緣體上，以便一旦最終的吸收層已經(jīng)被沉積，在不同變色圖案的頂部構(gòu)成變色圖案。
圖15顯示了一個形成于薄板150上的OVD，其具有分別形成在薄板上的反射層152和隔離層154，以及一個疊加圖案吸收層156。吸收層使用融油技術(shù)形成圖案。OVD形成于吸收材料余留處。
圖16顯示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的簡化涂布機。涂布機包括開卷輥160a，卷繞輥160b，印刷頭162，蒸發(fā)皿164和輝光放電元件166a和166b。在操作中，印刷頭162接收從拾取來自輥168的“抑制油”并且將油涂敷到PET薄板170上。
油具有在輥式涂布機真空狀態(tài)中不容易蒸發(fā)的特性，但是在蒸發(fā)材料遭受壓縮熱時容易蒸發(fā)。另外，油具有塑料薄板表面上不擴散的特性，若有的話，也只有很少的圓點增加(dot gain)。
油必須粘著基片但是在印刷圖像區(qū)上不擴散。理想地，油應(yīng)當與塑料薄板相互作用而不擴散。如果油在印刷圓網(wǎng)的圖像上擴散，圖像不會如實再現(xiàn)。如果圖形圖像是像素形式，像素彼此能區(qū)別開，并且不會有邊緣或一部分相互跑入是非常重要的。這種像素大小的有害增加稱為圓點增加(dot gain)。對于甚細層油來說，無論其是否是潤濕油可能沒有任何不同。然而，優(yōu)選油沒有聚珠成串。如果油又稠又不濕潤，就會簡單聚珠成串并且跑出薄板而沒有保留在印刷圖像上。一種材料在另一種上的擴散由各自的表面能γA，γBγ和AB決定，其中γA是塑料薄板的表面張力(即表面能量)，γB是油的表面張力，γAB是界面表面張力。擴散由方程SL/S＝γA-γB-γAB決定，其中SL/S是擴散系數(shù)。如果SL/S是正數(shù)，就會發(fā)生擴散。換句話說，γA比γB和γAB的總和更大，這意味著(γB加上γAB)比γA的表面能量低。這樣，到最小能量時，擴散就會發(fā)生。因此，為了在塑料基片上的油擴散不發(fā)生，SL/S應(yīng)當是負數(shù)。正如上述提到的，擴散是有害的，因為圓點增加會降低形成圖案的成像輥上原先印刷圖像的清晰度。油也具有較低的蒸汽壓力，因此在印刷圖像到薄板后油不會蒸發(fā)。FOMBLIN或Krytox的油符合擴散標準；不過，其它低蒸汽壓力的油可以根據(jù)使用的基片而使用。
在操作中，薄板前移到蒸發(fā)皿，在薄板表面上沉積鋁或其它材料?？刂乒ば驐l件以便鋁的壓縮熱使位于鋁下部的油蒸發(fā)，將鋁從先前有油的區(qū)域移除。替代解釋是油阻止沉積鋁的集結(jié)，也就是鋁不會粘著并再蒸發(fā)到室中。然而，即使工序在真空下進行，發(fā)現(xiàn)在薄板一些部分上存在油產(chǎn)品破損和/或剩余油(一般的“油渣”)，包括真空沉積后在薄板的背面。該殘留物能降低隨后形成于薄板上的OVD的光學性能，并且阻止后續(xù)薄膜層的合格的粘附。甚至探測該殘留物的存在、缺少成形OVD并評估其光學性能都是非常困難的。當OVD膜結(jié)構(gòu)沉積到帶有沒清除該油渣的圖案鋁的薄板上時，觀察到重影，污點和其它不合需要的效果。鋁在一個真空涂布機中沉積和形成圖案，OVD在另一真空涂布機中沉積。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)油渣的清理可以在鋁涂布機中在形成圖案后、在OVD涂布機中在沉積前執(zhí)行，或者由一個可以用于沉積和形成圖案鋁并用于沉積OVD層的真空輥式涂布機執(zhí)行，其具有插入的清理工序。
輝光放電清除技術(shù)被用于成功移除油渣。幾種類型的輝光放電清除技術(shù)和其它清除技術(shù)被評價。使用氬氣的輝光放電清除技術(shù)是可靠的，但是沒充分地清除形成圖案過程中使用的油的殘渣。紅外線加熱器在涂布前使用，但是油移動仍然發(fā)生了，大概是因為油在薄板各層之間移動造成。例如，卷繞輥上薄板前側(cè)上的油渣將被轉(zhuǎn)移到薄板背面。內(nèi)嵌過程中，其在薄板備層卷繞在一起之前涂上OVD，殘留物的前側(cè)清除可以是充分的。然而，根據(jù)在這個例子中使用的油，認為在形成圖案過程中發(fā)生了一定數(shù)量的交叉污染，并且執(zhí)行清理前面和后面，如圖17所示。
涂布機的許多附加特征被忽略了，諸如張力調(diào)整輥和室分隔器。同樣，薄板在鋁沉積/形成圖案期間可以靠著輥被保持。
圖17顯示了用于清洗壓花薄板的簡化沉積裝置。壓花薄板170從開卷輥170b離開并沿著一連串的張力輥離開。薄板背面在第一位置171處由被顯示為開式的第一輝光桿清理。薄板的前面在進一步沿著薄板的第二位置172處由包圍的輝光桿清理。如果輝光放電沒有影響其它系統(tǒng)的組成部分，覆蓋物被可選擇地忽略。同樣，清除薄板背面在所有實施方式中可能不是必要的。氧氣提供給輝光桿罩，但是可以在室中任何位置處提供。提供給罩的氧氣擴散到第一輝光桿區(qū)域以造成清除放電。室分隔器179使(多個)來自O(shè)V處的材料不會沉積于張力輥和其它系統(tǒng)組成部分。在OV層沉積期間，薄板逆著涂層輥178被拉緊。作為先將氧氣用作前體(precursor)的輝光放電被發(fā)現(xiàn)在清理油渣的薄板中運行的很好。其它前體優(yōu)選用于其它油或液體，或者甚至用于這種類型的油渣。在特殊實施方式中，大約8.5英寸寬的PET薄板以0.5米/秒速度被輸送通過輝光放電清除階段。背面輝光桿和前面輝光桿的總電流是100毫安，輝光桿以2,200伏特運行。純氧氣提供給前面輝光桿罩，以產(chǎn)生5×10-3托的室壓力，以從圖案薄板兩側(cè)清除油渣。在構(gòu)成于以該方式清理后圖案薄板上的OVD表現(xiàn)良好的光學特性，適合在商業(yè)應(yīng)用中使用。
具體實施例方式
的進一步描述本發(fā)明主要指向用于制造圖像箔以及包括光學可變箔和防偽標簽的防偽制品的方法和裝置。在實施方式中，光學可變箔使用全真空內(nèi)嵌過程來制造。
由0.25到5密耳，優(yōu)選0.5-1.0密耳(1＝25.4微米)的PET組成的基片首先形成圖案于薄板上，寬2”-60”或更大，形成帶有如由Aeree Machine在十月25-27，2000年的美國公開“關(guān)于真空薄板涂層第十四界國際會議記錄”中所述的全氟聚醚的正像或負像。印刷位置類似于US4,749,591中描述的，在此結(jié)合引作參考。然而，印刷方法不必限于US4,749,591中描述的印刷方法。例如，其它印刷技術(shù)可以被使用，包括噴墨印刷、苯胺印刷、凹版印刷或平版印刷、或者甚至點矩陣印刷。在噴墨印刷的實施方式中，可能在沒有破壞真空的條件下改變圖案或圖像。有利地，這允許特定圖案在塑料輥上制造，不需要在需要預(yù)先成像輥的印刷位置上的輥子。這種使用噴墨方法的圖案形成允許防偽標簽和其它防偽設(shè)計的按序編號，這是非常有利的。使用單個圖案輥的多層圖案，或使用在噴墨印刷方法在隨后形成的薄膜層使用不同圖案的多層圖案可以用來制造防偽線中復(fù)雜圖形或甚至制造防偽線中的微電子。特別地，具有光學可變特征的防偽線可以與在任意一維空間的隱藏磁條碼結(jié)合，如標準條碼，或與兩維空間的隱藏條碼結(jié)合，如二維條碼格式。磁層隱藏在其它薄膜圖案層之間，例如圖18和19所示的在反射層后或夾在兩個高度反射鋁層之間。
為確保優(yōu)良的圖像保真度，印刷位置應(yīng)當直接位于在第一層沉積之前的冷卻輥上，第一層沉積典型的是鋁，但可以是具有足夠壓縮熱去蒸發(fā)成像油的任何材料。其它基片諸如聚酰亞胺，聚己二烯，聚丙烯，聚乙烯，聚苯乙烯，聚碳酸三醋酸鹽，二醋酸鹽和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)可以被用于代替聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。對于其它基片和其它表面，基于所遇到的基本表面能并需要如上面所述低氣壓的構(gòu)成圖案的油將被使用。
沉積將被構(gòu)圖的第一層是要進行的下一步驟。在OVD防偽圖像為光學可變的實施方式中，反射層和吸收層都可成像。通常，只要油圖案形成過程產(chǎn)生小心的油圖像，任意一層可以成像。例如，通過將油圖案放在先前沉積的層上，圖像可以出現(xiàn)在絕緣層中。換句話說，可以將油圖案放在反射層或吸收層上。形成圖案油上金屬層的沉積作用導(dǎo)致液體油成為氣體的爆發(fā)式進化，造成沉積層消融?？赡苡幸恍┯驮?多個油單分子層)保留在圖案區(qū)，為了防止該圖像油沿著薄板進一步向下轉(zhuǎn)移，這些油渣必須被清除，圖像油沿著薄板進一步向下轉(zhuǎn)移會反過來造成任意后續(xù)沉積層的重影(另一圖像圖案)。
在典型實施方式中，鋁層或鉻層被成像，然后結(jié)構(gòu)的其余部分被添加以完成Fabry-Perot結(jié)構(gòu)，即鋁(不透明，帶有圖案)/MgF21量子阱(QW)@400納米到8QW@700納米/Cr30％T。低指數(shù)MgF2層可以通過任何在可見光下有高透射性的絕緣材料代替。高指數(shù)絕緣材料會造成光學可變箔，其比使用低指數(shù)絕緣材料的具有較大光學變化的箔在顏色上變化更小。具有低于不透明點厚度的部分鋁層將提供部分透明的變色膜，例如，厚度在200-800納米范圍內(nèi)，因此可以通過光學疊片從紙上讀取信息，或者讀取印刷在PET上的信息。所有顏色變化從長波移到短波，即從紅到藍。
為了清除圖案區(qū)中的油渣，氧輝光正好位于使用冷卻輥的沉積源之后。輝光也可以用在沉積區(qū)之前或之后的薄板后側(cè)。在這種情況下，02輝光會從薄板后側(cè)清除任何油，薄板可以在“涂墨過程”移動或在整個沉積過程閃爍，沉積過程在運轉(zhuǎn)期后側(cè)結(jié)束。典型地，用于12”寬的輝光系統(tǒng)的氧輝光在2,200伏特100毫安下運行。通過計算顏色變化可以探測在終端涂布薄板上的油渣，例如原始圖像的大斑點或如同原始圖像的重影。
使用苯胺印刷過程的圖像清晰度顯示是20微米，盡管70微米是正常的。這在圖20中出示了。除文本外，圖形圖像能通過處理使用在軟件程序CORELDRAWTM中發(fā)現(xiàn)的FloydSteinburg技術(shù)掃描圖像得到。該程序?qū)D像轉(zhuǎn)變?yōu)榉叫蜗袼?，方形像素具有良好的?圖像)白(無圖像)對比。涂布之后，薄板分割成1到5毫米寬的帶狀，其中文本一般位于帶子中心。圖21顯示了本發(fā)明窗口嵌入鈔票中的光學變化線，圖22顯示了當透射觀察時的文本符號。
代替帶，該裝置可以通過涂敷粘合劑到PET一側(cè)并由層狀體沖切標簽以釋放襯墊而作為防偽粘貼標簽起作用，如圖23所示。粘合劑可以是溶劑膠或水劑膠。在許多別的粘合劑中，合適的粘合劑是丙烯酸膠。代替標簽，產(chǎn)品通過在載體薄板和真空沉積層之間插入釋放層可以制成火印防偽產(chǎn)品。
當然無數(shù)其它的實施方式可以被設(shè)想而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于嵌入紙或憑證中或上的防偽線，包括加長基片，具有第一側(cè)面和第二側(cè)面；光學可變結(jié)構(gòu)，其沉積于加長基片第一側(cè)面或第二側(cè)面，其中光學可變結(jié)構(gòu)包括薄膜干擾結(jié)構(gòu)，薄膜干擾結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為多個并排排列并彼此隔開的分離干擾濾波器，對照不同顏色的前景或背景，其具有以視覺可區(qū)分辨認的標記的可見圖案形式的變色特性。
2.如權(quán)利要求1所述的防偽線，其中可見圖案由以下步驟制成a)用第一材料涂布基片，第一材料以圖案或翻轉(zhuǎn)圖案的形式涂布；b)在整個第一材料和缺少所述第一材料的基片部分上涂敷第二材料層，所述基片部分鄰近已涂布第一材料的部分；c)移除第一材料以及其上覆蓋的第二材料層，在沒有涂布第一材料的基片區(qū)域中保留第二材料，以及d)在第二材料上涂布第三和第四層，以在離散區(qū)中構(gòu)成法布里-珀羅濾波器。
3.如權(quán)利要求1所述的防偽線，其中加長基片的第一側(cè)面具有沉積在其上的第一反射材料層，反射材料包括大量并排的、隔開的反射區(qū)域，至少一些隔開的反射區(qū)域構(gòu)成干擾結(jié)構(gòu)的首層，干擾結(jié)構(gòu)包括多個n層法布里-珀羅腔。
4.如權(quán)利要求1所述的防偽線，其中第二光學結(jié)構(gòu)沉積于加長基片的第二側(cè)面，并且其中包括至少一個圖案層的圖案出現(xiàn)在加長基片的第一側(cè)面上。
5.如權(quán)利要求4所述的防偽線，其中第二光學結(jié)構(gòu)包括包含反斯托克斯顏料的有機層。
6.如權(quán)利要求1所述的防偽線，進一步包括在干擾濾波器之中或之后的磁層。
7.如權(quán)利要求1所述的防偽線，進一步包括沉積于加長基片與隔開的干擾濾波器相反一側(cè)的法布里-珀羅結(jié)構(gòu)，其中一個法布里-珀羅結(jié)構(gòu)和干擾濾波器具有允許通過那里看到其它的窗口。
8.如權(quán)利要求4所述的防偽線，其中第二光學結(jié)構(gòu)包括變色油墨。
9.如權(quán)利要求1所述的防偽線，進一步包括磁層，其沉積于至少一些并排的隔開的干擾濾波器之間。
10.如權(quán)利要求1所述的防偽線，進一步包括磁層，其沉積于反射層上或由與多個隔開的干擾濾波器所共有的反射層覆蓋至少一側(cè)。
11.如權(quán)利要求1所述的防偽線，進一步包括磁層，其沉積于干擾濾波器之中和或之間或之后，其中磁層包含用于鑒定線條或薄片真實性的機器可讀信息。
12.如權(quán)利要求1所述的防偽線，其中防偽線設(shè)置于薄板內(nèi)部或上部，并且其中薄片構(gòu)成圖像防偽標簽、貨幣或護照防偽裝置之一。
13.如權(quán)利要求1所述的防偽線，其中薄膜干擾濾波器包括變色油墨。
14.如權(quán)利要求1所述的防偽線，進一步包括變色油墨。
15.如權(quán)利要求1所述的防偽線，其中薄膜干擾濾波器包括光學可變顏料。
16.一種用于在薄板上形成光學可變裝置的方法，包括以下步驟在具有第一側(cè)面和第二側(cè)面的薄板上使用油蝕技術(shù)構(gòu)成圖案反射層；從薄板基片的第一側(cè)面除去油渣；以及沉積由薄板支撐的薄膜層，以形成光學可變裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中圖案反射層步驟是在薄板的第一側(cè)面進行，并且其中薄膜層沉積于在圖案反射層上的薄板的第一側(cè)面。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括從薄板第二側(cè)面除去油渣的步驟。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，進一步包括將光學結(jié)構(gòu)沉積于圖案反射層上，或者沉積于薄板相對側(cè)上的反射層后面的步驟。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中除去油渣步驟包括使用輝光放電。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中輝光放電從含氧的前體形成。
22.如權(quán)利要求16所述的方法，其中油蝕技術(shù)包括由噴墨裝置以圖形涂敷油的步驟。
23.如權(quán)利要求1所述的防偽線，其中加長基片具有壓花衍射圖案，壓花衍射圖案在與光學可變結(jié)構(gòu)相反的基片一側(cè)涂敷反射層，以致壓花圖案從具有干擾結(jié)構(gòu)的基片一側(cè)至少是部分可見的。
全文摘要
一種帶有明顯和/或隱蔽圖案層的真空輥式涂布防偽薄膜干擾制品以及形成方法，制品包括加長基片，其具有第一側(cè)面和第二側(cè)面；光學可變結(jié)構(gòu)，沉積于加長基片第一側(cè)面或第二側(cè)面，其中光學可變結(jié)構(gòu)包括薄膜干擾結(jié)構(gòu)，薄膜干擾結(jié)構(gòu)具有多個并排排列，并彼此隔開的分離干擾濾波器的外觀，其具有可見變色特性，對照不同顏色的前景或背景，以可見圖案形式在視覺上隔開可辨認的標記。方法包括以下步驟反射層使用去油技術(shù)，圖形化薄板，薄板具有第一側(cè)面和第二側(cè)面；從薄板基片的第一側(cè)面除去油渣；以及沉積由薄板支撐的薄膜層，以形成光學可變裝置。
文檔編號B32B1/00GK1597334SQ2004100899
公開日2005年3月23日 申請日期2004年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月14日
發(fā)明者羅杰·W.·飛利浦斯, 基思·霍林沃斯, 弗拉迪米爾·P.·拉卡沙 申請人:Jds尤尼費斯公司