TWI458794B - 塗佈具有不同視覺區之單一塗層的安全影像 - Google Patents

Description

塗佈具有不同視覺區之單一塗層的安全影像

本發明大體而言係關於光學可變顏料、膜、裝置及影像，且更特定而言係關於(例如)於一噴塗或印刷過程期間對磁性薄片進行對凖或定向，以獲得用於安全及裝飾應用之影像。

美國專利3,853,676、5,364,689、6517628、6632275、6702885、6773499、7,045,007、6294010、6243204、68383166及美國專利申請案2003/0143400及2006/0198998係關於顏料及磁性對凖之顏料。

此等專利及申請案出於所有目的以引用的方式併入本文中。

光學可變裝置用於裝飾及功利兩者之各種各樣的應用中，例如，此類裝置用作商業產品上之安全裝置。光學可變裝置可以眾多方式製成以達成各種效應。光學可變裝置之實例包括壓印於信用卡及真軟體文檔上之全息圖、印刷於鈔票、ID卡、護照及其他有價值文檔上之色移影像。光學可變裝置可出於裝飾目的而印刷於諸如摩托車頭盔及輪蓋之類的物件上以增強其外觀。

光學可變裝置可製作為壓製、壓印、黏貼或以其他方式附著至一物品之膜或箔片，且亦可使用光學可變顏料製成。一種類型的光學可變顏料通常稱作一色移顏料，此乃因用此類顏料適當印刷之影像之外觀色彩隨觀看及/或照明角度傾斜而改變。一常見實例係用色移顏料印刷於二十美元紙幣右下角中充當一防偽裝置之「20」。

某些防偽裝置為隱藏的，而其他防偽裝置意欲讓人注意到。令人遺憾的是，某些意欲讓人注意到的光學可變裝置因該裝置之光學可變態樣不夠引人注目而不廣為人知。例如，用色移顏料所印刷影像之色移可能在均勻瑩光吊燈下不易被人注意到，而在直射陽光下或在單點照明下則更容易看到。此可使得仿造者更容易使無光學可變特徵之假鈔流通，此乃因接受者可能不知道該光學可變特徵，或因為在某些條件下假鈔可能看起來大致類似於真幣。

光學可變裝置亦可由磁性顏料製成，在將顏料(其通常在一諸如油墨展色劑或塗漆展色劑之載體中)施加至一表面後該等磁性顏料藉助一磁場對凖。然而，具有磁性顏料之塗漆主要用於裝飾之目的。例如，已闡述使用磁性顏料來製作具有一表現為三維形狀之裝飾特徵之噴塗覆蓋輪。藉由在該塗漆媒介仍處於液態時將一磁場施加至該產品從而在該噴塗產品上形成一圖案。該塗漆媒介具有沿磁場線對凖之散佈磁性非球形粒子。該磁場具有兩個區。第一區包含與表面平行定向並佈置成一合意圖案形狀之磁力線。第二區包含與該噴塗產品之表面不平行且佈置於該圖案周圍之線。為形成該圖案，將具有對應於合意圖案形狀之形狀的永久磁鐵或電磁鐵置於噴塗產品下面以在塗漆仍濕潤時沿磁場定向散佈於塗漆中之非球形磁性粒子。當塗漆變幹時，由於經定向之磁性粒子會對入射於塗漆層上之光線造成不同程度之影響而可在該噴塗產品上看到圖案。

同樣地，已闡述一種用於在氟聚合物基質中產生一薄片式磁性粒子圖案之過程。在用一呈液態形式之組合物塗佈一產品後，將一具有合意形狀之磁場之磁鐵置於基板之底側上。散佈於一液態有機媒介中之磁性薄片自定向成平行於磁場線，從而自原始平面定向傾斜。此傾斜自垂直於基板表面變成垂直於原始定向，從而包括與該產品表面實質上平行之薄片。經平面定向之薄片將入射光反射回至觀看者，而經重新定向之薄片則不然，從而在塗層中提供具有一三維圖案之外觀。

本發明之一目的係藉由將具有不同特性及特徵之薄片組合於同一影像中來為由可磁性定向薄片形成之影像提供附加特徵。

本發明之另一目的係利用一混合於一載體內的具有一第一色彩之薄片與具有一第二不同色彩之薄片之混合物來形成一具有該第一色彩之可見區及一具有第三感覺色彩之可見區，該第三感覺色彩不同於該第一色彩或該第二色彩但由該第一色彩或該第二色彩所形成。本發明之一目的係藉由下述方式來達成此另一目的：利用磁性及非磁性薄片並將至少一單個塗佈區曝露至一與上面塗佈有薄片塗層之基板大致正交之磁場。

根據本發明，提供安全裝置，其包括：一塗層，其形成一具有一第一區及一可在視覺上與該第一區區別開且毗鄰於該第一區塗佈於一基板上之第二區之影像，其中該塗層係一油墨或塗漆且其中該塗層係由複數個第一色調之可磁性定向薄片及複數個另一可區別不同色調之不可定向於一磁場中之其他薄片構成；其中該第一區與第二區內之薄片濃度大致相同，其中該第一區內之可磁性定向薄片經對凖以大致豎立於該基板上或相對於該基板豎立以便在觀看該影像時無法看到可磁性定向薄片之側面且其中該第一區內之不可定向薄片大致正交於大致豎立之可磁性定向薄片以使不可定向薄片平放於該基板上並與該基板平行，以便當觀看該影像時可看到該第一區內不可定向薄片之側面，且其中該第二區內之可磁性定向薄片及不可定向薄片與該基板大致平行以便平放於該基板上且其中當觀看該影像時可在第二區內看到該第二區內可定向薄片及不可定向薄片之側面，其中因該第一區與該第二區中可磁性定向薄片之定向所致之一外觀差異形成一可見對比度。

根據本發明，提供一種用於形成一影像之方法，其包括如下步驟：於一單個塗佈步驟中藉助一載體內其中具有薄片之油墨或塗漆之塗層來塗佈一基板之第一及第二區，其中透過該載體可看到該等薄片，且其中該等薄片包括大致均勻分佈於油墨或塗漆內之可磁性定向薄片及非磁性薄片；且僅給該第一及第二區中之一者施加一磁場，其中該磁場與該基板正交以使曝露至該磁場之該等可磁性定向薄片之全部或大部分豎立在該基板上以曝露其邊緣而非其正面，且其中該等非磁性薄片中大部分或全部於該等第一及第二區兩者內仍保持大致平放於基板上以便曝露其正面。

根據本發明之另一態樣，提供一種影像，其由一以固定方式設置於一至少部分透光黏結劑內之磁性及非磁性薄片之單個塗層構成，其中該塗層大致均勻以使該等磁性及非磁性薄片均勻分佈於該單個塗層上，且其中該影像之一第一區內之磁性薄片皆經對凖以便係豎立或垂直於該基板以曝露每一豎立薄片之邊緣且其中相同區內之非磁性薄片與該基板大致平行且與該等豎立磁性薄片正交，且其中一毗鄰第二區內之磁性及非磁性薄片皆係大致平放且與該基板平行，其中可在該第一區與該第二區之間看到一色彩對比差。於某些情況下，該色差被視為一色調差。

於下文說明中，使用措詞磁性薄片及非磁性薄片。出於各種意圖及目的，措詞磁性薄片係一受磁場影響且藉由曝露至其的磁場對凖或定向之薄片。該薄片本身可係或可不係一磁鐵。

措詞非磁性薄片係一當被置於一磁場內時不受影響之薄片；因此，其定向或對凖將不改變或不受磁場影響。於此說明中，將磁性薄片闡述為垂直於支撐其之基板，或平放於基板上並與基板平行；然而，可因磁場與基板不完全正交或因薄片倚靠在其他薄片上而出現輕微之變化，且本發明意在包括微小之變化。雖然，於一理想影像中，豎立之薄片恰好與基板成90度而平放之薄片與基板完全平行。當薄片經對凖以豎立於基板上時，其邊緣係可見，然而因其尺寸較小而看不到。當薄片與基板平行時，其正面係可見且色彩因自其表面反射而可看到。

磁性及/或非磁性薄片可係單層薄片、多層薄片、色移薄片、繞射薄片、珠光般薄片或具有其他特徵之薄片，例如上面具有隱藏符號之隱藏薄片。此外，非磁性薄片可為半透明。

吾人已發現，當將兩種片晶樣顏料(其中一種係磁性而另一種係非磁性)摻合在一起，與一液態樹脂黏結劑混合，塗佈於一基板之表面上並置於一磁鐵之磁場中時，該等磁性粒子本身沿該磁場之磁力線對凖而不會使位於附近之非磁性粒子沿相同方向傾斜。因此，非磁性薄片之定向實質上不會因經對凖磁性薄片之影響而受到影響。吾人已證實，當此等顏料薄片之濃度相對高時，一磁場內磁性顏料薄片之對凖對該混合物內之非磁性顏料薄片幾乎沒有影響。

鑒於此發現，吾人已重複形成用於安全裝置及用於迄今為止尚未發現的其他應用之影像。

本發明之一新穎態樣在於將一第一色彩之磁性薄片與具有一大致不同第二色彩之非磁性薄片相組合以產生一影像，當觀看時，該影像顯示一在色彩上與第二色彩大致匹配之區及一與第一色彩不匹配而是第一色彩與第二色彩之摻合色彩(其形成一第三不同色彩)之區。因此，一觀看者看到一第一色彩區及一第三色彩區，該第三色彩區係藉由添加顯現第一及第二色彩之極小薄片所形成。

現在翻至圖1a，圖中提供一不具有變化且由一塗佈基板組成之簡單影像，該塗佈基板塗佈有一顏料摻合物(13.3 wt.%之綠色磁性顏料及6.6 wt.%之品紅/金色非磁性顏料)，該顏料摻合物與一油墨展色劑混合並絲網印刷於該紙基板上。

圖1b顯示此影像中之色彩行進，以圖解說明在低亮度下一綠色區中小的色彩行進曲線。

現在參見圖1c，圖中顯示一根據本發明之影像10，其中一呈線形式之第一區2在似乎暗於該第一區之第二區4周圍形成一邊界。令人驚訝的是，第一區2及第二區4兩者皆由具有相同組合物及濃度之相同薄片配方形成。實際上，使用一擴散於影像10下面之基板上的具有磁性薄片及非磁性薄片之油墨塗層來形成影像。第一區2與第二區4之間的色彩差異完全隨該兩個區內之薄片對凖差異而變化。在透過該基板施加一磁場前，整個影像因第一與第二區之間無差別而係均勻。在施加磁場前，整個影像具有圖4之外觀。

第一試樣中用於形成圖1c中所示圖像之薄片摻合物係由一標準干涉品紅/金色(6.6 wt%)非磁性顏料及綠色干涉磁性顏料(13.3 wt%)組成，該兩種顏料散佈於色麗可(Sericol)油墨展色劑中，絲網印刷於紙基板上，置於磁鐵(圖2)之頂部上，在磁鐵之磁場中對凖並經UV固化。該印刷所形成之影像顯示於圖1c中。較佳之情形係磁性與非磁性薄片之比率至少為1且較佳更大。因此，磁性薄片之濃度較佳高於非磁性薄片之濃度。

現在翻至圖2，圖中顯示一用於形成圖1c中所示影像10的中心處具有一凹槽區段之磁鐵20。箭頭N－S所示之磁場線與磁鐵之平坦表面大致垂直，若磁鐵如所示置於影像10之基板下面則需要如此以使磁場內之薄片呈豎立狀。圖3a中顯示一自磁鐵中發出之磁場的一橫截面之更詳細圖式。該磁場橫截面中之垂直線31對應於其中磁性粒子垂直於基板之磁鐵之平坦區域。磁鐵邊緣周圍之諸多線32及33皆與基板平行。此等區中之磁性粒子與基板平行對凖。遵循此等線，磁性粒子形成一重複圖4中示意性顯示之磁鐵輪廓之圖案。在試樣之區域41及42中進行色彩量測。當然，只要其磁場提供一能將可磁性讓渡薄片定向成與基板垂直、正交豎立之力，亦可使用其他磁鐵。應注意，該磁鐵使其約80%之磁場線垂直於基板傳播過基板。較佳實質上使其所有磁場線與基板正交，並且期望使至少60%之磁場與基板正交以最大化所期望之效應。

為清楚地圖解說明磁性及非磁性薄片之定向，圖3b薄片顯示大於其實際尺寸之薄片，當該磁場略變化時，磁性薄片34實質上呈與垂直線極輕微傾斜之垂直狀態。非磁性薄片35顯示於豎立磁性薄片之間且與基板水平及平行。該等薄片固定於一透光式UV可固化黏結劑中。

圖5a及5b係圖1中所示影像之不同區域之顯微照片。圖5a代表圖1中所示試樣之區4中之一顯微照片。照片5b顯示相同試樣之區域2。圖6a及6b係此等區域中之色彩行進曲線：圖6a顯示區域4中非磁性顏料之色彩行進而圖6b代表區域2中磁性及非磁性顏料之添加色彩行進。綠色磁性顏料係藉由沈積具有一由一磁性材料製成之中心層之多層干涉結構所製作。該結構之色移極小且其出現於色空間之單個象限中或兩個象限中以在改變觀察角度時賦予裸眼對單個色彩之視覺感知。色彩行進圖表指示非磁性移位器中之某一移位，然而，此移位幾乎不為裸眼所察覺且其出現於一單個色彩區域內之色空間中。

顯微圖片表明，綠色磁性粒子於其中磁場線係垂直之圖4之區域41中係不可見(圖5a)。此區域中試樣之品紅/金色(圖6a)係由圖5a中所示水平對凖之品紅/金色非磁性粒子之色彩所形成。區域5b中之顯微分析指示(圖5b)存在的綠色磁性粒子在數量上大得足以改變印刷色彩(圖5b)。

圖7係一剖視圖，其圖解說明圖4之區域42中之磁性粒子係水平。圖4中影像之區域41(其中磁性粒子有目的地定向成與基板垂直)以如下方式對凖：對影像觀看者而言，此等粒子實質上不可見。當該等粒子係垂直或豎立時，僅其極薄之邊緣係可見且其在不放大之情況下看不到。平放非磁性薄片之效應在於其係可見。以此方式，可實質上消除切斷光時磁性薄片之存在而非磁性薄片仍保持「接通」或可見。因此，於其中施加磁場之此區中，非磁性薄片之色彩成為主要色彩，即使磁性對非磁性薄片之比率大於1。

現在參見圖8，圖中顯示一第二影像80，其中薄片藉助提供相同磁場之相同磁鐵以一與圖1c中相同之方式對凖。於此影像80中，標準干涉品紅/金色(6.6 wt%)非磁性顏料及金色干涉磁性顏料(13.3 wt%)散佈於透明色麗可油墨展色劑中，置放於磁鐵20之頂部上，在磁場中對凖並經UV固化。與用來塗佈第一影像10之第一試樣相似，當觀察角度自垂直改變至60度時，區域801(其中磁性粒子與基板垂直)具有一如圖9a中所示自品紅至金色之色移。區域802顯示一在任一觀察角度下之金色。區域或區801顯示平放於基板上之粒子。當然，亦可於此區中看到色移效應，此乃因使用了多層色移薄片。

根據本發明之薄片可係色移、非色移、珍光般繞射，可帶有隱藏符號或標記，且可係一預定之特定形狀。於圖10a、10b及10c中所示一實施例中，非磁性薄片係由半透明雲母形成之半透明薄片。於此情況下，將會透過該半透明雲母顯示出基板之一背景色彩或薄片下面之一彩色表面。於此情況下，在其中此等薄片平面於基板之區中，可磁性定向薄片將有可能成為主要色彩。

作為一添加之安全形式，於使用半透明非磁性薄片之情況下，可在其中磁性薄片係豎立之區下面提供諸如文本或徽標之標記，以透過半透明薄片露出標記、文本或徽標。

2．．．區

4．．．區

10．．．影像

20．．．磁鐵

31．．．垂直線

32．．．線

33．．．線

34．．．磁性薄片

35．．．非磁性薄片

41．．．區域

42．．．區域

801．．．區域

802．．．區域

已根據本發明闡述了本發明之實例性實施例，其中：圖1a係一塗佈有包含一顏料摻合物之油墨之基板。

圖1b係一顯示圖1b內之色彩行進之色彩行進曲線。

圖1c係一根據本發明一實施例具有一施加至基板之相同薄片塗層之影像，其中在磁性對凖後，依據某些薄片之對凖，可在不同之區中看到兩種不同之色彩。

圖2係一用於形成圖1c中影像之磁鐵之透視圖。

圖3a係磁鐵及自圖2之磁鐵所發出磁場之一剖視圖。

圖3b係一磁鐵之剖視圖，其顯示磁性及非磁性薄片之定向。

圖4顯示圖2之磁鐵所致之圖1c之影像中之演變圖案。

圖5a及5b係顯示圖1c之兩個區中不同薄片對凖之顯微照片，其中於圖5A中磁性薄片係豎立而於圖5B中磁性薄片平行於基板平放。

圖6a及6b係分別顯示於圖5a及5b中照片之區之色彩行進曲線。

圖7係一顯示豎立之垂直磁性薄片及平放之非磁性薄片的粒子之剖視顯微照片。

圖8係一根據本發明形成之類似於圖1c之第二影像。

圖9a及9b係對應於圖8之影像之色彩行進曲線，其顯示於一其中磁性薄片係豎立之區中及於一其中所有薄片皆與基板大致平行之區中之色彩。

圖10a、10b及10c係藉由包含一透明色移非磁性雲母顏料及一不透明彩色磁性顏料之油墨在白色背景上印刷於黑色文本上的一魚之影像。

2．．．區

4．．．區

10．．．影像

Claims (20)

1. 一種安全裝置，其包括：一塗層，其形成一具有一第一區及一毗鄰於且可在視覺上與該第一區區別開之影像，其中該塗層塗佈於一基板上，其中該塗層係一油墨或塗漆且其中該塗層包含複數個可磁性定向薄片及複數個不可磁性定向薄片之一混合物；其中該等可磁性定向薄片及該等不可磁性定向薄片為大致平面的薄片，而其各者具有兩個由邊緣分離之正面，該等邊緣係由該等可磁性定向薄片及該等不可磁性定向薄片之厚度所界定；其中該第一區及第二區內之該等可磁性定向薄片及該等不可磁性定向薄片之該混合物之濃度大致相同，其中該第一區內之該等可磁性定向薄片經對凖以使其在該基板上或相對於該基板大致豎立以便當觀看該影像時沒有該等可磁性定向薄片之正面可被看到且其中該第一區內之該等不可磁性定向薄片與該等大致豎立之可磁性定向薄片大致正交以使該等不可磁性定向薄片平放於該基板上並與該基板平行以便當觀看該影像時可看到該第一區內該等不可定向薄片之該等正面，且其中該第二區內之該等可磁性定向薄片及不可磁性定向薄片皆與該基板大致平行以便平放於該基板上且其中當觀看該影像時可於該第二區內看到該第二區內該等可磁性定向薄片及不可磁性定向薄片之該等正面，其中因 該第一區與該第二區內該等可磁性定向薄片之定向所致之一外觀差異形成一可見對比度，其中該第一區內該等可磁性定向薄片之該等邊緣在放大下係可見且其中該等可磁性定向薄片之正面不可見且其中該等第一及第二區中之一者形成一徽標、標誌或文本。
2. 如請求項1之安全裝置，其中該第一區內之該塗層與該第二區鄰接且其中該塗層組合物在兩個區中係相同。
3. 如請求項2之安全裝置，其中該等可磁性定向薄片之色調與該等不可定向薄片之色調大致不同且其中該等可磁性定向薄片之正面具有一第一色彩且其中該等不可定向薄片之正面具有一可在視覺上與該第一色彩區別開之第二色彩。
4. 如請求項3之安全裝置，其中在該第一區中所看到之色彩大致係該第二色彩。
5. 如請求項4之安全裝置，其中在該第二區中所看到之色彩不同於該第一色彩且不同於該第二色彩。
6. 如請求項4之安全裝置，其中在該第二區中所看到之色彩似乎不同於該等磁性薄片之色彩且不同於該等非磁性薄片之色彩而係該等磁性薄片及該等非磁性薄片兩者之色彩之一平均。
7. 如請求項6之安全裝置，其中可磁性定向薄片與不可定向薄片之比率大於或等於1。
8. 如請求項1之安全裝置，其中該等不可定向薄片係大致透明且其中該等可磁性定向薄片係大致不透明。
9. 如請求項1之安全裝置，其中該第一區之面積大致小於該第二區之面積。
10. 如請求項1之安全裝置，其中該等第一及第二區中之一者形成一包封另一者之邊界。
11. 如請求項10之安全裝置，其中該第二區之一色彩大致暗於或大致亮於該第一區之一色彩。
12. 如請求項1之安全裝置，其中於此處該等磁性薄片可磁性定向成垂直於該基板之該第一區之感覺色彩與該等非磁性薄片之色彩特性緊密匹配，而於此處兩種顏料皆與該基板平行之該第二區之感覺色彩與所摻合之非磁性與磁性薄片之色彩特性緊密匹配。
13. 一種影像，其由一固定設置於一至少部分透光黏結劑內之磁性及非磁性薄片之單個塗層構成，其中該塗層係大致均勻以使該等磁性及非磁性薄片均勻分佈於該單個塗層上，且其中該影像之一第一區內之磁性薄片全部經對凖以便豎立並垂直於該基板且其中該相同區內之該等非磁性薄片大致平行於該基板並正交於該等豎立之磁性薄片，且其中一毗鄰第二區中之該等磁性及非磁性薄片全部係大致平放並平行於該基板，其中可在該第一區與該第二區之間看到一色差，且其中該等第一及第二區中之一者形成一徽標、標誌或文本。
14. 如請求項13之影像，其中該影像係藉由於一單個塗佈步驟中用該單個塗層來塗佈該等第一及第二區所形成。
15. 如請求項13之影像，其中該等磁性薄片之正面具有一第 一色彩且其中該等非磁性薄片之正面具有一可在視覺上與該第一色彩區別開之第二不同色彩。
16. 如請求項13之影像，其中該等磁性薄片與該等非磁性薄片具有一相同之色彩。
17. 如請求項13之影像，其中該塗層中該等磁性薄片與非磁性薄片之比率為至少2：1。
18. 如請求項13之影像，其中該等薄片中至少某些薄片係色移多層薄片。
19. 如請求項1之安全裝置，其中該等非磁性薄片係半透明。
20. 如請求項1之安全裝置，其中該等可磁性定向薄片或該等不可磁性定向薄片之至少某些為色移多層薄片。