CN101204898A - 一种采用微型标记增强防伪特性的物品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有增强的防伪特征的物品，增强的防伪特征通过相互关联的第一标记和第二标记来提供，该第一标记直接成像在基底上或成像在由基底支撑的附加层上，该第二标记成像在薄片上，该薄片在基底中或由基底支撑。至少该第二标记仅仅在放大的情况下才可辨别。

Description

一种采用微型标记增强防伪特性的物品
交叉引用的相关申请
[0001]本发明要求于2006年12月15日提交的美国专利申请号60/875,041的优先权，在此通过参考将其合并入本发明中。
技术领域
[0002]本发明涉及光学器件、制作这种器件的方法，以及包含这种器件的物品。本发明也可延伸至使用这种器件鉴别物品、文件等的方法。
背景技术
[0003]已经开发了各种防伪器件被用于印刷、压印在钞票、贵重物品的包装、容器的封条上，并甚至直接应用在商品上。
[0004]一种防伪方法是利用层状颜料薄片上的微观符号。通过光学性能(例如反射率)的局部变化在多层变色颜料薄片的至少一层上形成这些符号。
[0005]美国专利7,241,489教导了通过在具有浮雕结构、符号和任意的光栅的沉积基底上沉积薄膜层形成不透明的薄片。美国专利7,258,915教导了在其中或其上形成符号的隐藏标志、或标志、包含透明薄片的薄片、光学可变薄片，以及“银色”标志薄片。美国专利号5,135,812，6,692,830，6,749,777，6,749,936，6,815,065，6,841,238和6,902,807中描述了光学可变衍射颜料。
[0006]通常通过随机观测不能看见隐藏的防伪薄片，而需要例如在显微镜下检查。有时，包括标记的隐藏薄片基本与和它们混合的散装颜料或其它物质的视觉特征匹配，并且隐藏颜料薄片的百分比十分小，以使隐藏颜料薄片甚至在显微镜检查下都不容易被发现。例如，如果油墨组合物具有的隐蔽的颜料薄片占全部颜料的重量小于1％，或者例如如果隐藏颜料(甚至在大于1％的较高浓度)具有与形成油墨组合物的其它颜料相似的光学设计。
[0007]另一种防伪的方法利用色谱光学结构(Chromagrams-optical structures)，光学结构具有图案化或窗口型基底和由图案化或窗口型基底支撑的特殊效果涂层或层、或支撑图案化或窗口型涂层的特殊效果涂层或层。全部以Phillips等名义的美国专利7,224,528和美国专利申请公开号20060285184和20070206248中描述了各种设计的色谱光学结构。
[0008]以Phillips等名义的美国专利号6,987,590公开了一种光学器件，该光学器件包括可透光基底，该可透光基底具有以全息图形式施加在其上的表面浮雕图案，将反光材料的图案化层施加到该表面浮雕图案的部分上，以形成文字数字式字符、条形码，或图示或图形图案。一种光学活性涂层作为油墨或颜料被沉积或施加在该反光材料的图案化层和该表面浮雕图案的暴露部分以使该表面浮雕图案的暴露部分具有所需的光学效果。以Argoitia等的美国专利申请号20060077496教导了展示例如文字数字式字符、条形码，或图示或图形图案，以及环绕这些图案的区域中的其它光学效果的色谱光学结构。
[0009]实际上，上面或下面描述的所有参考文献在此通过参考将其合并入本发明中。
发明内容
[0010]尽管在现有技术中已知有许多防伪特征，但伪造者的经验不断地增长。因此，需要更加难于仿造的防伪特征；并且因此本发明的目的是提供具有增强的隐藏特征的防伪器件，其容易制造并难于发现和仿造。
[0011]本发明的另一个目的是通过合理的关联提供彼此关联的两个防伪特征。从而提供一种在其中物品可以被鉴别的系统。
[0012]因此，本发明提供一种物品，其包括：基底和在所述基底中或由所述基底支撑的一个或多个薄片；其特征在于，所述基底具有第一标记，所述第一标记被直接成像在所述基底上或被成像在由所述基底支持的附加层上，所述薄片的每一个均具有第二标记，所述第一标记和所述第二标记仅仅在放大的情况下才可辨别，并且所述第一标记与所述第二标记相关联以验证所述物品。
附图说明
[0013]下面将参考代表本发明优选实施例的附图更详细地描述本发明，其中：
[0014]图1是根据本发明的物品的示意性描述；
[0015]图2是图1所示物品的放大部分；
[0016]图3是图1所示物品的示意性剖面图；
[0017]图4是根据本发明的一个实施例的物品的示意性剖面图；
[0018]图5是根据本发明的一个实施例的物品的示意性描述；
[0019]图6显示
Figure S2007101984830D00031
符号的正像；
[0020]图7显示由周围的衍射区域形成的
Figure S2007101984830D00032
符号的反像；
[0021]图8是根据本发明的一个实施例的物品的示意性剖面图；
[0022]图9是根据本发明的一个实施例的物品的示意性剖面图；
[0023]图10是根据本发明的一个实施例的色谱光学结构的示意性剖面图；和
[0024]图11是根据本发明的一个实施例的色谱光学结构的示意性剖面图。
具体实施例
[0025]就本申请而言，标记可被理解为选自印字、数字、商标、标识、任意语言符号、条形码等等中一个或多个符号。被视为标记的还可以是象征性图像，例如国旗或扑克牌标记。当然，标记可以通过例如印刷或压印由颜色或纹理成像；然而标记可以不仅是颜色或特定纹理。标记被理解为已获得常规含义的视觉符号。
[0026]根据本发明，物品的防伪特征通过具有标记的薄片提供，所述标记与在该物品中的另一种标记相关联。通过举例的方式，该物品具有第一标记和第二标记，所述第一标记在火印于物品的色谱光学结构中，第二标记在薄片上，所述薄片分散在印刷于该物品上的变色油墨中，并且第一标记和第二标记具有相同的图像。
[0027]第一标记和第二标记之间的关联被理解为，引导观测者得出第一标记和第二标记“是一起”的结论的图像或符号之间的关系，例如两个标记是相同的符号、标识等，尽管与不同绘制技术和材料有关的在尺寸、字体、颜色和清晰度方面存在可选择的差异。通过举例的方式参考图1进一步讨论，薄片上的符号与衍射结构上的
Figure S2007101984830D00034
符号有关联。
[0028]可选择地，第一标记和第二标记是不同的符号表示但具有相同的含义，例如“1”和“一”，“爱”和心型符号。例如，具有加拿大国旗的薄片与词“加拿大”相关联。
[0029]可选择地，第一标记和第二标记为不同的符号，它们结合在一起形成表示单词或物品的符号表示。通过举例，第一标记是缺少一个字母的单词，而第二标记是该缺少的字母，例如“UNDERSTANDIN”和“G”。可选择地，第一标记是缺少一部分的不完整的字谜，而第二标记是该缺少的部分。
[0030]可选择地，第一标记和第二标记是相反的符号，相互提供彼此缺少的东西或彼此互补，例如锁和钥匙图像。
[0031]本发明提供一种使用具有微型标记的薄片的隐藏防伪特征，人类肉眼不能够辨别该微型标记；需要放大大约100倍或更高倍，该标记才能被看到。该微型标记是直径小于200微米并且优选小于50微米的标记。
[0032]第一标记和第二标记之间的关联是隐藏防伪特征，当物品或它们的部件在两个制造场所之间运送并且可能在该过程中被偷盗的情况下该隐藏防伪特征特别有用。在显微镜下或放大镜下才可鉴定成品。在一个实施例中，需要放大并且需要特定的滤波器或波长来放大。
[0033]在本发明的一个实施例中，具有彼此关联的第一标记和第二标记的物品是色谱光学结构。传统的色谱光学结构将两种公开的检测方式结合在一起，这两种检测方式为借助于变色油墨的光学薄膜干涉效应和借助于同一器件中的全息图的衍射干涉效应。根据本发明，一种新的色谱器件在衍射箔片和在变色油墨中具有相匹配的隐藏特征，例如在全息图上的浮雕微型结构和在油墨中的具有标记的薄片。这样可实现同一区域的分层防伪特征和实现鉴定和防伪的双重识别目的。这种分层法也适合于普通公众更容易识别的较简单的全息图。
[0034]参考图1-3，现在来描述本发明的一个实施例。通过举例的方式，物品101是具有欧元主题的全息图，该欧元主题具有多个光栅化
Figure S2007101984830D00041
微型符号。图1显示该物品101的正面，其包括两个视觉上有区别的区域。在第一区域110中，衍射结构113由基底100支撑；外圆环部分112具有以光栅化
Figure S2007101984830D00042
符号111形式的标记。在第二区域120中，基底100支撑涂层122，涂层122具有分散在其中的一个或多个薄片121，并且薄片121具有标记123。薄片121的直径在3微米至200微米之间，在一些实施例中，该薄片足够大以在不需要放大下可辨别，然而标记仅仅在放大下才可见。
[0035]由于标记111和123的尺寸，它们在人类肉眼下是不可见的，但使用放大镜或显微镜它们可以被探测到。图2显示衍射结构113的边界部分126的放大图像125，以使衍射标记111在放大后是可辨别的。
[0036]图3通过举例的方式说明，通过浮雕基底100而使其具有包括
Figure S2007101984830D00051
符号111的光栅图案522而形成衍射结构113，并且薄片121是这样制成的：通过在被浮雕有图像123的复制基底上真空沉积单层或多层涂层，然后将所述单层或多层涂层与所述复制基底分离而使其成为薄片121。基底100和复制基底的浮雕可以通过例如钻石雕刻、掩模、激光直写、电子束写入、激光干涉、平版印刷和全息方法等不同的技术完成。
[0037]第一标记111和第二标记123表示相同的符号，但是薄片121上的标记123可以通过与圆环112的标记111的不同的技术获得，并且从而标记123和111中的一个可以看起来比另一个更清晰。
[0038]此外且作为一个例子，标记111可以被光栅化以产生衍射圆环112。
[0039]此外，第一标记111和第二标记123可以在尺寸上不同，但两者仍然要足够小以在没有放大的情况下是不可见的。然而，观测者使用显微镜或放大镜可以很容易地了解第一标记和第二标记之间的关联。
[0040]此外，图1显示该第一标记的另一种类型：在衍射结构113中的词“euro”，其与“euro”符号123具有相同的含义。
[0041]参考图1-3，第一标记是光栅图案522的一部分。通常，衍射光栅是由材料中的线或凹槽制成的重复结构以形成峰与谷结构。当衍射光栅在反射表面上每毫米数百到数千线的范围内具有规则间隔的凹槽时，在可见光谱中将出现所需的光学效果。这些可以用来形成表面浮雕图案522的方法是本领域技术人员已知的。例如，基底100的表面可以由已知的方法浮雕，例如通过在高压下将它与热压镍片挤压接触。其它方法包括照相平版和与图案化表面相对的塑料基底的成型。
[0042]在一种方法中，基底100为热塑性薄膜，该热塑性薄膜已经通过热软化该薄膜的表面以及随后使该薄膜经过压花辊而被浮雕，该压花辊将衍射光栅或全息图传到该软化表面。以这种方式，可形成在其上具有衍射光栅或全息图的有效无限长的片。可选择地，可将涂有例如PMMA的紫外光(UV)可固化聚合物的塑料薄膜卷通过一组透紫外光辊来制造光学结构113，从而该组辊将图案转印到UV可固化聚合物中，并且由穿过透紫外光辊的UV光来固化聚合物。
[0043]可选择地，光栅图案522采用反射率大于50％的材料(例如铝)涂覆，优选反射率大于70％，以形成大约5-200nm厚的反射层524；或者光栅图案522采用高折射率(HRI)层涂覆，该高折射率层由折射率为大约1.65或更高的介电材料(例如ZnS，TiO2，ZrO2材料)组成，且形成的厚度在10-200nm之间。反射层524优选去金属化以形成去金属化的全息图，例如在美国专利5,314,767，6,616,190，和7,081,819中描述了去金属化的全息图。去金属化可以不同方法完成。最常见的是真空涂覆铝(Al)层，随后掩模和蚀刻。在另一种较新的技术中，可以仅仅在所需要的区域上真空沉积Al层。
[0044]图4显示一个与参考图1-3中描述的实施例相似的实施例，然而不同在于，浮雕树脂层221由基底200支撑，包含
Figure S2007101984830D00061
符号111的光栅图案222被浮雕到树脂层221上，并且光栅图案222可以用如上面现有技术教导的一个或多个其它材料层涂覆，从而形成衍射结构220。衍射结构220被涂覆在基底200上或粘结到其上。通过举例的方法，图4中显示的物品是纸质文件，其中基底200是纸质基底。
[0045]在图5显示的实施例中，将第一标记171通过油墨直接印刷到基底170上或印刷到由基底支撑的附加层(例如未显示的背景颜色层)上，而如下面参考图8所讨论的，具有与第一标记相关联的第二标记的薄片121由基底160支撑或分散在基底160中。
[0046]可选择地，第一标记通过涂覆在基底上的反射层(例如反射层524)的去金属化而成像，其中光栅522是可选择的。去金属化反射层可以在由基底支持的色谱光学结构内。在一个实施例中，去金属化反射层是变色箔片的一部分，所述变色箔片具有真空涂覆在反射层上的介电层和吸收层，正如美国专利申请20070206249中所描述的那样。
[0047]可选择地，第一标记可通过激光直写成像，正如美国专利号5,982,545和5,378,508中所描述的那样。
[0048]可选择地，第一标记可以通过例如钻石雕刻、掩模、电子束写入、激光干涉、干法蚀刻、接触曝光等各种不同的微结构技术中的一种或多种制作。
[0049]此外可以将多个层添加到在此描述的具有第一标记的任何结构以形成色谱光学结构。
[0050]在本发明的一个实施例中，第一标记是一种微型标记，仅仅在将其放大大约100倍或更高倍下才可辨别。
[0051]当使用上述技术中的一种形成第一标记或第二标记时，它可以是通过浮雕、去金属化、蚀刻、油墨印刷、压印雕刻等成像的标记的正像或反像；与表面浮雕元件的制造有关的这些技术在半导体和全息工业中是已知的。图6和7分别显示
Figure S2007101984830D00071
符号的正像620和由周围区域611形成的同一符号的反像610。区域620和611是在基底表面上或在由基底支撑的附加层的表面上或在每一个薄片上的衍射光栅区域。
[0052]参考图1，薄片121可以包含具有第二标记123的正像或反像的浮雕图案的一个或多个层，薄片121在例如浮雕基底上形成，如美国专利7,241,489中所教导的那样。可选择地，对于第二标记123，可以使用如第一标记所使用的相同方法成像：在将它分成薄片或将薄片从基底分离前对预薄片板进行去金属化、激光直写、蚀刻、压印、或雕刻。
[0053]在一个实施例中，薄片121具有衍射光栅和标记，其中标记通过激光直写成像。在另一个实施例中，符号(
Figure S2007101984830D00072
)和光栅的结合可以通过激光干涉、随后通过掩模过程获得。
[0054]在一个实施例中，油墨组合物122中的隐藏颜料薄片121占颜料总重量的比率小于1％。可选择地，如图3所示，甚至在较高浓度下，隐藏颜料121具有与形成油墨组合物122的其它颜料512相似的光学设计。
[0055]第一标记的正像或反像可以是油墨印刷图像、激光直写图像、电子束写入图像、浮雕图像、蚀刻图像、压印图像、雕刻图像、印刷图像，以及去金属化图像，或这些图像的结合。第二标记的正像或反像可以是激光直写图像、电子束写入图像、浮雕图像、蚀刻图像、压印图像、雕刻图像、印刷图像，以及去金属化图像，或这些图像的组合。
[0056]参考图8，本发明的一个实施例具有包括具有标记的薄片711的透明基底700，具有标记的薄片711与图1显示的薄片121类似。衍射结构720与衍射结构220类似。然而，具有第一标记的任一前述结构都可以被用于此实施例来取代结构220，只要是所述第一标记与在薄片711上的第二标记相关联。如图9所示，可选择地，薄片751可以分散在基底700的表面上，其中在此例中不要求基底700是透明的。通过举例的方式，薄片751在涂覆或粘结具有第一标记的结构之前可流动并依靠静电附着在基底上。
[0057]贯穿本申请，基底可被理解为需要保护的任何物体、或是这样的物体的一部分。特别是，基底可以由纸质、纸板或塑料制作；除了图8显示的实施例以外，其中要求透明基底。
[0058]在一个实施例中，本发明的物品是具有衍射结构和变色结构的色谱光学结构，如美国专利申请号20070195392，20060077496和20070058227所教导的那样。此外，色谱光学结构具有第一标记和第二标记，第一标记被成像在如上所述的衍射结构上，薄片上的第二标记分散在变色油墨涂层中，其中第一标记和第二标记如上所讨论那样彼此相关联，例如它们具有相同的符号。
[0059]在该实施例中，具有第二标记的薄片被分散在粘附层中，所述粘附层结合了衍射结构和变色箔片(color shifting foil)这两部分色谱光学结构，如美国专利申请号20070206249所教导的那样，其中可通过在衍射结构或变色箔片中的透明窗口观看到薄片；并且采用前述技术中的一种将第一标记成像到这两部分中的任何一个上。参考图10，基底964被涂覆有反射层922、介电层920和吸收层918而形成光学可变的变色箔片923。基底912可以是树脂/硬罩层，在其上具有光栅914，光栅914的局部涂覆有高反射涂层图案916，所述高反射涂层图案916与光栅914的一部分相接触，用于防止光从其中穿过。树脂层912可选择地用印刷有不透明的标记919的可透光防护层928涂覆。
[0060]图10是将两个光学结构粘结在一起的结构。优选的，将光栅914浮雕到基底912上并且采用图案化的去金属化的铝916涂覆，随后利用具有薄片930的透明烫印粘合剂962将去金属的全息图烫印或热轧压印(hot roll nipped)到光学叠层，薄片930具有分散在其中的微型标记并且该薄片可以在反射层916中通过窗口辨别，其中基底912不用铝涂覆。薄片930上的第二标记以上面讨论的任一方式与第一标记919相关联，第一标记919被印刷在防护层928、或基底912、或基底964的上面。可选择地，第一标记由反射层916或922中的图案形成，或由光栅914形成。
[0061]在一个实施例中，在真空涂覆变色结构的全部或部分法布里-珀罗型(Fabry-Perot)设计之前，具有第二标记的薄片被粘附在衍射箔片上，例如这些薄片可流动并依靠静电附着在箔片上。参考图11，衍射箔片包括基底800，基底800被浮雕有光栅图案815并被涂覆有去金属化的反射层820，反射层820有为第一标记成像的多个部件825，其上设置有薄片851。所得到的结构使用介电层830和吸收层840涂覆以形成变色法布里-珀罗型(Fabry-Perot)结构，正如美国专利号7,224,528中所描述。可选择地，第一标记由光栅图案815成像，而反射层820的去金属化是可选择的。
[0062]在本发明的一个实施例中，具有第一标记和第二标记的物品是色谱箔片(Chromagram foil)，例如具有设置在去金属化全息图后面的反射体/电介质/吸收体类型的三层设计。在起始步骤中将第一标记直接浮雕在全息图上，这是表面浮雕微型结构的制作过程，并且可选择去金属化。浮雕可以使用例如钻石雕刻、掩模、激光直写、电子束写入、激光干涉、平版印刷和全息方法等不同的技术完成。容易将第一标记设置在色谱箔片的变色涂覆区域。
[0063]在一个实施例中，在去金属化全息图之前印刷变色薄片。
[0064]总之，相对于基底而言，具有薄片的标记可以被设置在具有第一标记的层的下方，如图9所示；或被设置在具有第一标记的层的中间，例如设置在可浮雕树脂层221中；或被设置在具有第一标记的层的上面，如图11所示。
[0065]虽然已经参考典型实施例对本发明进行了详细的描述，但并不意味这种描述是限制性的。应该理解的是，虽然已经对本发明进行了描述，但是对于本领域的技术人员，在参考本说明书而不背离本发明的精神下，这些典型实施例的各种改进和结合，以及本发明的其它实施例将是很明显的，正如所附的权利要求书中所叙述的。
[0066]因此预期地，所附的权利要求书将覆盖落入本发明的真实范围内的任意这样的改进或实施例。

Claims (15)

1.一种物品，包括：
基底和
在所述基底中或由所述基底支撑的一个或多个薄片；
其特征在于，所述基底具有直接成像在其上或成像在由其支撑的附加层上的第一标记，
所述一个或多个薄片的每一个具有仅仅在放大情况下才可辨别的第二标记，以及
其中所述第一标记和所述第二标记是相同的符号、或相反的符号、或具有同一含义而用不同符号表示的符号、或者其中所述第一标记和所述第二标记是不同符号而它们结合在一起形成单词或物品的符号表示。
2.根据权利要求1所限定的物品，其中，所述一个或多个薄片的每一个包括具有所述第二标记的正像或反像的凸起图案的层。
3.根据权利要求1所限定的物品，其中，所述第一标记或所述第二标记的正像或反像分别由所述基底或所述附加层的表面上、或所述薄片的每一个上的一个或多个衍射区域形成。
4.根据权利要求1所限定的物品，在其表面上包括第一区域和第二区域，其中，所述第一区域与所述第二区域在视觉上是有区别的，并且在所述第一区域中的所述第一标记在放大情况下可见，并且在所述第二区域中的所述第二标记在放大情况下可见。
5.根据权利要求1所限定的物品，其中，所述基底是透明的，并且所述一个或多个薄片被设置在所述基底中。
6.根据权利要求1所限定的物品，包括所述附加层，其中，所述一个或多个薄片在所述附加层的下面、中间或上面。
7.根据权利要求1所限定的物品，其中，所述第一标记在所述基底的第一侧，而所述第二标记在与所述第一侧相对的所述基底的第二侧。
8.根据权利要求1所限定的物品，其中，所述第一标记仅仅在放大的情况下才可辨别。
9.根据权利要求1所限定的物品，包括所述附加层，其中，所述附加层是由所述基底支撑的背景颜料层、防护涂层、浮雕树脂层、反射层和变色箔片层中的一个。
10.根据权利要求1所限定的物品，其中，所述第一标记和所述第二标记是相同的符号。
11.权利要求1所限定的物品，其中，所述第一标记和所述第二标记是相反的符号。
12.根据权利要求1所限定的物品，其中，所述第一标记和所述第二标记是具有相同含义而用不同符号表示的符号。
13.根据权利要求1所限定的物品，其中，所述第一标记和所述第二标记是不同符号而它们结合在一起形成单词或物品的符号表示。
14.根据权利要求1所限定的物品，其中，所述第一标记的正像或反像是选自油墨印刷图像、激光直写图像、电子束写入图像、浮雕图像、蚀刻图像、压印图像、雕刻图像、印刷图像、去金属化图像所组成的组中的一个，以及它们的组合。
15.根据权利要求1所限定的物品，其中，所述第二标记的正像或反像是选自激光直写图像、电子束写入图像、浮雕图像、蚀刻图像、压印图像、雕刻图像、印刷图像、去金属化图像所组成的组中的一个，以及它们的组合。
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