专利名称：光学可变装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防伪线，特别涉及一种用于嵌入纸或凭证中或嵌在纸或凭证上的 防伪线。
背景技术：
为了保护钞票、信用卡和其它有价证券而使用防伪线是众所周知的。防伪线是一 种条形材料，放在例如钞票的钞票凭证或者薄片的表面；可选择的，防伪线可以是弯曲的， 或者织进钞票纸里面(窗口形状效果)从而使钞票具有额外的防伪性(真实性)。火印线 的典型尺寸是l_5mm宽，3-4μπι厚；基于聚对苯二甲酸酯(PET)的窗形线的厚度为0.5密 耳或12. 5微米。作为实例，防伪线最早的一种形式由通过火印转移到钞票表面的反射箔 组成(GB2119312A)。这种反射箔阻止假钞通过例如印刷机、个人电脑印刷机和复印机等 印刷过程的复制。全息摄影(ΕΡ-Α-0624688)、与热铬特征一起的全息特性(GB2347646)、 通过与发光物质结合的透射光从而具有可读特征和图案的不透明涂层(US6474695)、磁 性/磁性标记或金属点的重复图案(W002103624)、激光蚀刻细线和用激光的文本(德 国式“Auslegeschrift” no. 2205428)和(W002101147)、用透明的酸阻油墨在硬化透明 塑料上印刷小标记并随后在未印刷区域酸性蚀刻以在透明的底部上产生发亮的小标记 (US4652015)、粘结核酸分子从而使补充的核酸分子粘结到已经被附加到凭证上的分子 (DE10122836)，和用液晶材料制成的光学可变防伪元件(EP0435029)都已经被用以制造防 伪线。然而，这些上述提到的防伪线生产既要花费大量时间，还会伴生其它问题，例如，已发 现激光蚀刻时间太长而成本效率低，使用化学制剂的蚀刻需要多次步骤并且被不认为是环 保的；全息摄影能容易复制，在许多情况下普通人用眼不容易看出防伪线的特征，而需仪器 阅读。Piwcyzk在美国专利4，022，928中提出了一种在真空室中压花一个金属或碳单层 的方法。Piwcyzk使用各种方法将被称为F0MBLIN 或Krytox 的全氟聚醚涂敷到需要图 案的基片中，基片用于真空沉积层。全氟聚醚抑制沉积材料向薄板或塑料基片的沉积。该 液体的涂敷是通过喷射或真空蒸发并结合一个选定的移除工序，例如结合一个激光或电子 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、例如胶版印刷的平版 印刷、凹版印刷、以及例如丝网方法印刷的丝网印刷的印刷技术公开。后来，Ronchi在美国专利4，749，591中，其内容在此结合引作参考，以及在PCT申请TO8700208(A1)中提出了这个印刷方法，通过将抑制油F0MBLIN应用到真空辊式涂布机， 在那里期望在塑料基片上压花薄膜。Ronchi在US4，749，591中仅仅公开了涂敷单层金属，例如，如图1中出示的沉积为真空薄膜层的铝。就嵌入钞票中的防伪线来说，脱金属处理的铝层通过简单地使用在随后由上述的一个方法压花的金属化聚酯就能被容易地仿造。在尝试复制由Ronchi的技术制 造的单层防伪线中，可以使用通过照相平版印刷术形成图案并结合碱性蚀刻剂，或者通过 前述的任何一种方法或者甚至通过使用银笔模仿防伪线来形成图案。以前没有考虑到具有 多层薄膜的防伪线，其中一个或多个层被形成图案。提供几个薄膜层的主要障碍是残留在 图像和薄板无图案区域上的油渣。该油渣对于进一步涂布薄膜是有害的，因为剩余的油会 引起“重影”；当辊式涂布时将抑制油转移到塑料薄膜背面的方法，其反过来将抑制油进一 步向下转移到薄板前侧。剩余的抑制油也促使不能粘附到后来的薄膜层。本发明克服了“重影”和除去残留抑制油的能力。通过这个进展，第一次，图案化 多层光学叠片能以有效成本方式通过辊式涂布方便地在防伪线上制造。特别地，具有高度 图案清晰度的新光学可变防伪线被制造，其包含可读文本或图形图像，其中隐蔽特征如磁 性签名也合为一体。本发明的一个目的是提供一种防伪线，其具有光学可变特征诸如能对着背景从图 案上辨认的光学可变图案，或从图案上突出的光学可变图案。本发明的另一个目的是提供相对简单、廉价的制造多层图案防伪线的方法，该多 层图案防伪线使用于薄板或薄片的内部或上部，例如在货币、凭证或封装上用以提供它们 的真实性鉴定。
发明内容
按照本发明，提供一种用于嵌入薄片或凭证之中或上部的防伪线，包括加长基片，其具有第一侧面和第二侧面；光学可变结构，其沉积于加长基片的第一侧面或第二侧面的一个上，其中光学可 变结构包括一个薄膜干扰结构，该薄膜干扰结构具有多个并排排列并彼此隔开的分离干扰 滤波器的外观，其具有可见变色特性，以对照不同颜色的前景或背景视觉可区分辨认标记 的可见图案的形式变色。本发明提供一种防伪线，其给薄片，凭证或封装提供安全，其中的线在其上具 有可见光学可变结构，该结构至少可从纸的一侧看到；尽管光学可变结构可以是构成大 Fabry-Perot (法布里-珀罗)腔或干扰滤波器的连续多层，通过在Fabry-Perot腔前面提 供图案层，干扰滤波器看来是分离的滤波器。在另一实施方式中多个分离滤波器被提供为 看来同样为分离的光学可变结构。根据本发明，提供一种具有嵌入其中或设置在其上部的防伪线的薄片，该防伪线 包括基片，其具有第一侧面和第二侧面；多个分离的η层Fabry-Perot腔，它们并排沉积于基片的第一侧面上，其中 Fzbry-Perot腔彼此隔开，其中每个η层Fabry-Perot腔是具有可见变色特性的薄膜干扰滤 波器；由于变色特性的结果，所述多个腔沿着基片排列以形成可见图案。根据本发明另一方面，进一步提供一种用于嵌入薄片中或设置于薄片上的防伪 线，其中防伪线包括塑料薄片，塑料薄片上沉积变色薄膜涂层，涂层形成并排的隔离干扰滤 波器，其中当对着不同颜色背景时可以看到图案化的干扰滤波器。
根据本发明一个实施方式，具有限定一个或多个腔的多层的连续Fabry Perot结 构可以被涂敷到薄板或基片一侧。在薄板第二侧面，可以从Fabry Perot结构明显区分的 铝或其它材料的图案可以使用油蚀方法被涂敷。表面上当一个人从图案铝侧看防伪线时， 缺少铝的部分作为光学可变区域显现，带有铝的部分作为对比铝区域而显现。因此在这个 实施方式中，由于铝遮盖了提供图案的部分，观察者从图案侧和多个并排分离的FP腔看到 连续Fabry-Perot结构。仍然根据本发明的另外一个方面，提供一种用于形成光学可变装置的方法，包括 如下步骤在薄板基片上使用油蚀技术图案化反射层以形成图案反射层，基片具有第一侧面 和第二侧面；从薄板第一侧面除去油渣并在薄板基片上沉积薄膜层以形成光学可变装置。根据本发明的另一方面，进一步提供一种图案化金属的方法，包括如下步骤涂敷一种非浸润油到薄板基片第一表面的选定部分以构成油图案；在薄板基片第一表面沉积金属，其中非湿油从油图案中消融沉积的金属；以及除去油渣，使用第一辉光放电应用于薄板的第一表面和第二辉光放电应用于薄板 的第二表面。根据本发明的另一方面，提供了一种机器可读的防伪装置，包括设置在其上的薄 板，夹在两个金属层之间的磁性材料图案层。根据本发明，还提供了一种机器可读的防伪装置，其中防伪线包括使用油蚀方法 在其上构成图案的磁性材料。油蚀方法的使用是优选实施方式，容许在涂层室中的涂敷和在图案上辊压的去除 以生产具有明显图案干扰结构的图案薄板。虽然使用与油具有相同特性的其他材料是在本 发明的范围内，其中它的去除与在原处随后层的涂布相适应。作为选择，但不是优选，可以 以后被水洗去除的水溶聚合涂层是可以接受的，但是，这种临时涂层的使用不如油的涂敷 有效，其可以在沉积室中去除。本发明围绕通过提供一种新颖的防伪线在用于构成图案的湿化学蚀刻方法中遇到的困难，该防伪线无论是在文字或其它图案的反射或透射中都是光学可变的，文字或其 它图案通过使用真空辊式涂布机中一直线的全干的处理过程而形成。当防伪线前后跷起 时颜色变化，人眼能够容易看见变色防伪线的光学特性。在对着一个透明或者明亮的反射 背景时，文本或图案是光学可变的，或者作为选择，背景相对于文字或图案是光学可变的， 其由于透射可以被容易地看见。此外，防伪线和其上的图案能够与承载它的该薄片背景区 别开来。作为选择，在反射下能看到防伪线，当对着铝或其他诸如铜等有色金属反射背景， 或对着光学可变或非光学可变的薄膜光学叠片，使用箔或变色油墨的图像看起来是彩色的 或光学可变的。作为选择，本发明的一个实施方式是提供了上面所提及结构的反面或底片 图像。光学可变叠片能采用授予本发明的一个发明人Phillips的美国专利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，变色诸如二氧化钛 (TiO2)或三氧化二铁(Fe2O3)涂布云母的基于云母的干扰颜料可以被用作变色油墨中的变 色颜料。
本发明的各种实施方式在详细描述和附图中被描述和示出。防伪线既能够以 窗口形式进入钞票里面，这种方式与以Cunningham和Brian的名义在欧洲专利的申请 EP1258334A3中的方式相同，也能被越过钞票的表面涂敷。根据本发明描述的这种防伪线不能通过影印、拍摄和印刷的方式精确复制，因为 这些技术不能具有光学可变效果。此外，在光学可变箔实例中，复印机中的光学器件甚至阻 止正面颜色在正常入射下成像；因为光学可变线的反射表面正如一个黑色的图案，使光错 过复印机的入射光学器件。此外，文本的复杂图案，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这个 防伪装置的膺品。
结合附图对本发明的具体实施方案作详细地描述，其中图1是现有技术的示意图，其中一个压花铝层在PET基片或薄板上。图2是本发明一个实施方式的横截面图，其中干扰结构被示出通过在PET薄板上 的压花铝层形成，压花铝层由MgF2隔离层覆盖，铬层覆盖MgF2隔离层，三层形成多个光学 干扰结构，在并排的光学干扰结构之间有窗口。图3是层状结构的横截面图，层状结构具有在PET薄板一侧的压花铝，在PET薄板 同侧的光学可变箔涂层，以及在PET薄板另一侧的不同的光学涂层。图3b是类似图3的横截面图，具有另外的塑料层压花。图4是PET薄板上压花磁层实施方式的示意图。图5显示了本发明的一个实施方式，其中压花磁层夹在PET薄板上的两个铝层之 间。图6显示了一个实施方式，在PET薄板的一侧具有压花铝层，并且在PET薄板的同 侧具有一个带有隐藏磁层的光学可变箔。图7是一个示意图，显示了沉积于塑料基片上的压花铝层，变色在PET薄板的一侧 涂敷变色油墨。图8显示了在PET薄板一侧涂敷变色油墨的正片和反片压花铝层的效果。图9是本发明实施方式示意图，其中压花铝层沉积于PET薄板一侧，变色油墨层涂 布在PET薄板的相对侧。图10是一个横截面视图，显示了沉积于PET薄板一侧涂敷有抗磨损漆保护层的压 花铝层，以及在PET薄板相对侧的变色油墨。图11显示了一个压花铝层，在PET薄板一侧涂敷Fabry-Perot图案，在PET薄板 的另一侧涂布另一种不同的Fabry-Perot图案。图12是压花铝层和连续光学结构的横截面图，压花铝层在PET薄板一侧，连续光 学结构在PET薄板另一侧。图13显示了 PET —侧的图案变色箔和PET另一侧上油墨印刷层(黑色或变色箔 的互补色)。图14是一个横截面视图，显示了 PET薄板上的Fabry-Perot图案，其中绝缘体隔 离层压花于PET薄板。图15是一个横截面视图，显示了 PET薄板上的Fabry-Perot图案，其中吸收层压花于PET薄板。图16是一个描述根据本发明实施方式的简化涂布机的示意图。图17是一个示意图，其图示了在涂布室内为除去残留“抑制油”的清洗配置。图18是隐藏在铝层中的一维磁性条码图案的视图，其中铝层在这个图中被合适地显示为透明的，以便能看到条形码。图19显示了一个隐藏在铝层中的二维磁条码图案。图20是一个照片，其显示了在压花光学可变防伪线中文本标记的清晰度。图21是以窗口形式被嵌入钞票中的压花光学可变线的照片。图22是一个显示透视观察时看到的钞票中压花光学可变线文本的照片。图23显示了一个图形防伪标签，其由一个在可释放的压敏粘合标签纸原料上的 构成图案的光学可变箔结构所形成。
具体实施例方式参照图2，显示了在PET薄板20上的构成图案的铝层22。该实施方式并不限铝作 为反射体材料的使用，并且其它反射材料例如另外的反射金属能代替铝的使用。PET薄板构 成防伪线的基础，在其上所示的各层沉积；然而其它材料，诸如其它塑料能用以代替PET。 压花铝层22由沉积于压花铝和薄板上的MgF2隔离层24覆盖，薄板在薄板上缺失沉积铝的 区域中构成窗口 28;吸收材料层26，如铬的薄层，沉积于隔离层24上。光学干扰结构由在 压花金属剩余部分上的反射体/绝缘体分隔体/吸收体(R/D/Ab)形成，但没有覆盖在铝已 经被移除的薄板部分上；这些铝已经被移除的部分被称为窗口部分。(多个)光学干扰结 构21可以是提供压花金属特别外观的有色纤维，或是提供压花金属变色、“光学可变”外观 的有色纤维。铝通过使用“抑制油”在熟料薄板20上印刷图案或图像并且然后沉积一个薄 铝膜形成图案。尽管油阻止真空沉积物粘着到基片的确切机理没能完全明白，这种工序仍 然起作用。各种理论已经提出以解释这一现象。一个理论援引这样的观点，沉积材料的压 缩热使油转化为气体并且实际上消融金属。另一解释是油仅仅阻止沉积金属的集结并因此 到达的材料被分散开。在图2所示实施方式中，铝-二氟化镁(MgF2)-铬叠片每层形成 Fabry-Perot ( “F_P”)吸收层_隔离层-反射层类型光学可变装置(“0VD”)，其没有形成 于薄板窗口部分，因为在该区域存在Fabry-Perot结构的缺失。塑料薄板可以是无色的，彩 色的，半透明或透明的，选择用于压花金属层和叠加薄膜的材料仅仅是示范性的。涂布薄膜 层后，一个保护层被可选择地涂布，诸如薄漆层，未示出，或粘着使用层压粘合剂粘附到OVD 的塑料薄膜(例如0. 5密耳)。图3显示了一个在薄板30前侧的类似于图2的层结构。在用辊式涂布机由抑制油 涂敷为一个油图案以阻止在PET薄板“前”侧上薄板30预定区域的持续沉积之后，压花铝沉 积。MgF2层34和铬层36沉积于前侧，以形成布满铝的光学干扰结构；铝作为Fabry-Perot 结构中的反射层。另一光学结构39构成薄板的“后”侧，诸如反射层，光学可变层(OV)，磁 层，都是连续的或压花的，或者夹在铝层之间或者作为单层或荧光层。该实施方式中，保护 层可选择地涂敷到OVD的两面。光学结构可以是不透明的或半透射的。根据本发明，在实施方式中磁层夹在反射层之间，如在以同一发明人的名义的美国专利申请2002/0160194A1和W002090002 (A2)中所描述的，提出一种覆盖标记。以数字 代码或者以条形码的数字可以被提供，其用裸眼无法识别，并且可以在凭证或例如$50. 00 的钞片上预先验证序列号。该实施方式中，磁性条形码隐藏在图案中，它具有和铝相同的反射特性，但是具有 可以由专用探测器阅读的磁性识别标志。磁性探测可以仅仅由于在例如隐蔽条形码或隐蔽 标识的磁性图像中的磁性材料的存在，或者可以是记录信息的数字或模拟信号。在最简单的实施方式中，如图4中所示，磁性材料单层42能沉积到 塑料薄板40 上，通过油成像方法形成图案，然后构成防伪线、标签或火印图像。更复杂的结构中，由基片 50支撑的图案磁层52如图5中所示被夹在两个铝层54和56之间，或者如图6中详细所示 的，夹在Fabry-Perot光学叠片中两个铝层之间，图6中基片60上沉积图案铝层62 ；在铝 层62上是铬层63绝缘体64，磁层66夹在两个铝层65和67之间，它们位于绝缘体64上。 在只有防伪线的一侧可以看到的情况下，磁层66可以涂敷单层铝层67而不需要夹在两个 铝层之间。现在参照图5，一个横截面视图被示出，其中塑料基片50具有沉积在其上的非磁 性的铝层54。当然可以使用其它没有磁性的材料。然后涂敷抑制油图案，以形成预定的条 形码油图案，油图案依赖于设计图案和获得油并涂布到塑料薄板50上的辊。随后磁层52 沉积，磁性材料只保留在真空涂布和滚光过程中没有涂敷油的部分。没有磁性材料的终端 层56有效地将磁层52夹在两个非磁性层之间。在示出的选择实施方式中，其可以使用一个在图案层上的附加层作为校准层。这 可以由Yializis在美国专利6，706，412中教导的通过横向连接在真空和固化过程中蒸发 有机平滑层实现。在根据本发明描述的实施方式中，真空沉积层的深度要比油图案的厚度 薄得多；因此与油厚度大约10，000埃相比，用于真空沉积层的1000埃或更小的小突起会 被忽略。用于多个层的构图可以发生在没有图案的区域上或者甚至在先前构成图案的区域 上。图6比图5的结构更复杂，然而制造方法基本上相同，都是形成图案和沉积后续层。在本发明的另一实施方式中，可以使用图案薄膜和变色油墨的组合，油墨包括但 不限于包含基于涂覆云母的珠光型颜料油墨，SeeureShift (Flex产品公司注册)的颜 料，光学可变油墨(OVI ,SICPA注册)，基于衍射基的颜料或液晶变色油墨。颜料可以构 成平面薄膜光学结构或可构成如在美国专利6，692，830和PCT申请W003011980A1中描述 的衍射薄板。现在参照图7和图8，利用变色油墨的本发明的一个实施方式被示出。在这种情况 下，变色油墨75通过压花薄膜73中的孔或窗口 76可以看见。在最简单的情况中，带有图 案的铝73形成于例如聚对苯二甲酸酯(PET)的塑料薄膜70上，并且变色油墨75涂敷在带 有图案的铝上，以致于从相对侧由通过文本或图形图像的观测角度看见变色，或者绕着反 射文本或图形显示为背景。图8中图解示意背景可以是无颜色变化的并且前景是变色的，或者反之亦然。可选择地，变色油墨涂布到带有图案的铝的相对表面上，以致于一个人能从带有 图案的铝一侧看到防伪图案。在这种情况下，变色油墨通过带有图案的铝的开口显示。正如此前实施方式描述，带有图案的铝上可以具有设置在其上的另外的保护层，诸如抗划伤 漆或层压一个典型的具有0. 5密耳或更小厚度的薄PET薄板。图9和图10示范了这些结 构。图9中塑料薄板90中在其上部有光学可变结构92，光学可变结构例如以光学可 变油墨、变色油墨、光学可变颜料或薄膜Fabry-Perot腔的结构。在薄板下部，是形成图案 的铝层94。图10中变色油墨层105沉积在塑料基片100上，图案铝层103沉积在基片100 的下部，保护漆层106覆盖在其上。在一个实施方式中，反射层是不透明铝层，以致于形成图案层的窗口部分显示反射性。背面反射层没有和前侧MgF2-Cr层典型构成OV结构，因为居中PET薄板对于在可见 光谱区中用作Fabry-Perot结构中的隔离层来说相对较厚。窗口部分显示反射镜，而前侧 F-P结构提供如图3所示的OVD。作为选择，薄板背面上的光学结构是光学干扰结构，诸如PET薄板上的薄膜吸收 层，吸收层上的隔离层，以及吸收层上的反射层，这样形成了如图11所示的除薄板前侧F-P 结构之外的第二F-P结构。对于带有OVD的防伪线，特别期望有反射背面层112a，因为镜子 一样的背景为前侧的OVD提供了良好的视觉参考。该反射背面层也用于由两个相邻层限定 的光学可变结构中的一个层；两个相邻层为铬层115a，绝缘层111a。图11还显示了带有图 案铝层112的塑料基片110，随后是在其顶部具有铬层115的绝缘层111。作为选择，变色油墨层可以涂敷在薄板背面。当从任何一侧观察结构时，变色油墨 涂敷到薄板背面产生光学可变(OV)作用。当从背面观察时，就观察到变色油墨的OV作用。 当从前面观察时，除了变色油墨的OV作用外，由形成图案的铝层构成的变色结构的OV作用 被观察到。现在转向图12，一个PET薄板120被示出，在前侧具有图案铝112并且在背面具有 光学结构。在一个实施方式中，光学结构是包含以粉末形式反斯托克斯(Anti-Stokes)材 料的有机层128。当被更长波长照射时，Anti-Stokes层以短波发出荧光。存在许多适合的 材料，并且被有代表性地涂敷到薄板背面作为载体中非常细的颗粒。粉末状Anti-Stokes 材料能从STAR DUST TECHNOLOGIES中得到。微粒一般是浅色的，诸如奶白色或浅茶色，并 以诸如蓝色、绿色、橙色的颜色发出荧光，当接受可见光区之外的近红外线照射时。这样，当 用邻近红外光照射窗口部分时，窗口部分以可以看到的颜色发出荧光。这可以作为隐藏的 防伪线，因为Anti-Stokes涂层不能通过随便观察而容易看到。作为选择，图13中显示了一个形成图案的光学可变箔，其包括图案铝层132，绝缘 层134，以及可以形成在PET —侧的铬层135，并且普通油墨印刷层136印刷到PET基片130 的另一侧。印刷油墨136可以是黑色或是与变色箔的常规颜色(90度)互补的颜色。在该 实施方式中，黑色或互补颜色通过形成图案OVD或倒像的窗口显示，黑色或互补色层用于 充当变色图案文本的背景。例如，由绿色变为蓝色的箔在PET另一侧上会有洋红印刷油墨； 例如，绿色和洋红是互补色。在两个例子中，在印刷油墨层和变色箔之间的对比度在反射光 下能容易看到。对比颜色也能印刷以便文本反射色只在非正常角度显现。在图3b中示出的实施方式中，塑料薄板塑料基片30具有在图案涂层34的相对侧 上涂敷铝层32的压花表面，以便全息影像或衍射影像通过孔36显示。图14显示了一个形成于薄板140上的OVD (光学可变装置)，其中例如沉积铝的反射层142和例如MgF2层144的叠加隔离层通过油“抑制”技术形成图案。例如铬薄层的 吸收层146沉积于底层上以构成OVD，其中的反射层，隔离层和吸收层构成F-P结构。如由 图3中的OVD所示，其中背面的光学结构是反射层，图14中示出的实施方式可以具有最接 近OVD结构的高度反射区域，当观测OVD时OVD结构提供视觉参考。在另一实施方式中，更 多的绝缘层材料能沉积到形成图案的绝缘体上，以便一旦最终的吸收层已经被沉积，在不 同变色图案的顶部构成变色图案。图15显示了一个形成于薄板150上的0VD，其具有分别形成在薄板上的反射层 152和隔离层154，以及一个叠加图案吸收层156。吸收层使用融油技术形成图案。OVD形 成于吸收材料余留处。图16显示了根据本发明实施方式的简化涂布机。涂布机包括开卷辊160a，卷绕辊 160b，印刷头162，蒸发皿164和辉光放电元件166a和166b。在操作中，印刷头162接收从 拾取来自辊168的“抑制油”并且将油涂敷到PET薄板170上。油具有在辊式涂布机真空状态中不容易蒸发的特性，但是在蒸发材料遭受压缩热 时容易蒸发。另外，油具有塑料薄板表面上不扩散的特性，若有的话，也只有很少的圆点增 力口(dot gain)。
油必须粘着基片但是在印刷图像区上不扩散。理想地，油应当与塑料薄板相互作 用而不扩散。如果油在印刷圆网的图像上扩散，图像不会如实再现。如果图形图像是像素 形式，像素彼此能区别开，并且不会有边缘或一部分相互跑入是非常重要的。这种像素大小 的有害增加称为圆点增加(dot gain)。对于甚细层油来说，无论其是否是润湿油可能没有 任何不同。然而，优选油没有聚珠成串。如果油又稠又不湿润，就会简单聚珠成串并且跑出 薄板而没有保留在印刷图像上。一种材料在另一种上的扩散由各自的表面能Y A，YB和 YAB决定，其中YA是塑料薄板的表面张力(即表面能量)，YB是油的表面张力，YAB是 界面表面张力。扩散由方程Sys= Y A-γ B-γ AB决定，其中Sys是扩散系数。如果Sys是 正数，就会发生扩散。换句话说，YA比YB和YAB的总和更大，这意味着(YB加上γAB) 比YA的表面能量低。这样，到最小能量时，扩散就会发生。因此，为了在塑料基片上的油 扩散不发生，Sys应当是负数。正如上述提到的，扩散是有害的，因为圆点增加会降低形成图 案的成像辊上原先印刷图像的清晰度。油也具有较低的蒸汽压力，因此在印刷图像到薄板 后油不会蒸发。F0MBLIN或Krytox的油符合扩散标准；不过，其它低蒸汽压力的油可以根 据使用的基片而使用。在操作中，薄板前移到蒸发皿，在薄板表面上沉积铝或其它材料。控制工序条件以 便铝的压缩热使位于铝下部的油蒸发，将铝从先前有油的区域移除。替代解释是油阻止沉 积铝的集结，也就是铝不会粘着并再蒸发到室中。然而，即使工序在真空下进行，发现在薄 板一些部分上存在油产品破损和/或剩余油(一般的“油渣”)，包括真空沉积后在薄板的 背面。该残留物能降低随后形成于薄板上的OVD的光学性能，并且阻止后续薄膜层的合格 的粘附。甚至探测该残留物的存在、缺少成形OVD并评估其光学性能都是非常困难的。当 OVD膜结构沉积到带有没清除该油渣的图案铝的薄板上时，观察到重影，污点和其它不合需 要的效果。铝在一个真空涂布机中沉积和形成图案，OVD在另一真空涂布机中沉积。已经 发现油渣的清理可以在铝涂布机中在形成图案后、在OVD涂布机中在沉积前执行，或者由 一个可以用于沉积和形成图案铝并用于沉积OVD层的真空辊式涂布机执行，其具有插入的清理工序。辉光放电清除技术被用于成功移除油渣。几种类型的辉光放电清除技术和其它清 除技术被评价。使用氩气的辉光放电清除技术是可靠的，但是没充分地清除形成图案过程 中使用的油的残渣。红外线加热器在涂布前使用，但是油移动仍然发生了，大概是因为油在 薄板各层之间移动造成。例如，卷绕辊上薄板前侧上的油渣将被转移到薄板背面。内嵌过 程中，其在薄板各层卷绕在一起之前涂上0VD，残留物的前侧清除可以是充分的。然而，根据 在这个例子中使用的油，认为在形成图案过程中发生了一定数量的交叉污染，并且执行清 理前面和后面，如图17所示。涂布机的许多附加特征被忽略了，诸如张力调整辊和室分隔器。同样，薄板在铝沉 积/形成图案期间可以靠着辊被保持。
图17显示了用于清洗压花薄板的简化沉积装置。压花薄板170从开卷辊170b离 开并沿着一连串的张力辊离开。薄板背面在第一位置171处由被显示为开式的第一辉光杆 清理。薄板的前面在进一步沿着薄板的第二位置172处由包围的辉光杆清理。如果辉光放 电没有影响其它系统的组成部分，覆盖物被可选择地忽略。同样，清除薄板背面在所有实施 方式中可能不是必要的。氧气提供给辉光杆罩，但是可以在室中任何位置处提供。提供给 罩的氧气扩散到第一辉光杆区域以造成清除放电。室分隔器179使(多个)来自OV处的 材料不会沉积于张力辊和其它系统组成部分。在OV层沉积期间，薄板逆着涂层辊178被拉 紧。作为先将氧气用作前体(precursor)的辉光放电被发现在清理油渣的薄板中运行的很 好。其它前体优选用于其它油或液体，或者甚至用于这种类型的油渣。在特殊实施方式中， 大约8. 5英寸宽的PET薄板以0. 5米/秒速度被输送通过辉光放电清除阶段。背面辉光杆 和前面辉光杆的总电流是100毫安，辉光杆以2，200伏特运行。纯氧气提供给前面辉光杆 罩，以产生5X10_3托的室压力，以从图案薄板两侧清除油渣。在构成于以该方式清理后图 案薄板上的OVD表现良好的光学特性，适合在商业应用中使用。具体实施方式
的进一步描述本发明主要指向用于制造图像箔以及包括光学可变箔和防伪标签的防伪制品的 方法和装置。在实施方式中，光学可变箔使用全真空内嵌过程来制造。由0. 25到5密耳，优选0. 5-1. 0密耳(1 = 25. 4微米)的PET组成的基片首先 形成图案于薄板上，宽2” -60”或更大，形成带有如由AereeMachine在十月25_27，2000 年的美国公开“关于真空薄板涂层第十四界国际会议记录”中所述的全氟聚醚的正像或负 像。印刷位置类似于US4，749，591中描述的，在此结合引作参考。然而，印刷方法不必限于 US4, 749, 591中描述的印刷方法。例如，其它印刷技术可以被使用，包括喷墨印刷、苯胺印 刷、凹版印刷或平版印刷、或者甚至点矩阵印刷。在喷墨印刷的实施方式中，可能在没有破 坏真空的条件下改变图案或图像。有利地，这允许特定图案在塑料辊上制造，不需要在需要 预先成像辊的印刷位置上的辊子。这种使用喷墨方法的图案形成允许防伪标签和其它防伪 设计的按序编号，这是非常有利的。使用单个图案辊的多层图案，或使用在喷墨印刷方法在 随后形成的薄膜层使用不同图案的多层图案可以用来制造防伪线中复杂图形或甚至制造 防伪线中的微电子。特别地，具有光学可变特征的防伪线可以与在任意一维空间的隐藏磁 条码结合，如标准条码，或与两维空间的隐藏条码结合，如二维条码格式。磁层隐藏在其它 薄膜图案层之间，例如图18和19所示的在反射层后或夹在两个高度反射铝层之间。
为确保优良的图像保真度，印刷位置应当直接位于在第一层沉积之前的冷却辊 上，第一层沉积典型的是铝，但可以是具有足够压缩热去蒸发成像油的任何材料。其它基片 诸如聚酰亚胺，聚己二烯，聚丙烯，聚乙烯，聚苯乙烯，聚碳酸三醋酸盐，二醋酸盐和聚萘二 甲酸乙二醇酯(PEN)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)可以被用于代替聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)。对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气压的构 成图案的油将被使用。沉积将被构图的第一层是要进行的下一步骤。在OVD防伪图像为光学可变的实施 方式中，反射层和吸收层都可成像。通常，只要油图案形成过程产生小心的油图像，任意一 层可以成像。例如，通过将油图案放在先前沉积的层上，图像可以出现在绝缘层中。换句话 说，可以将油图案放在反射层或吸收层上。形成图案油上金属层的沉积作用导致液体油成 为气体的爆发式进化，造成沉积层消融。可能有一些油渣(多个油单分子层)保留在图案 区，为了防止该图像油沿着薄板进一步向下转移，这些油渣必须被清除，图像油沿着薄板进 一步向下转移会反过来造成任意后续沉积层的重影(另一图像图案)。在典型实施方式中，铝层或铬层被成像，然后结构的其余部分被添加以完成 Fabry-Perot结构，即铝(不透明，带有图案)/MgF2I量子阱(QW)0400纳米到8QW0700纳 米/Cr30%T。低指数MgF2层可以通过任何在可见光下有高透射性的绝缘材料代替。高指 数绝缘材料会造成光学可变箔，其比使用低指数绝缘材料的具有较大光学变化的箔在颜色 上变化更小。具有低于不透明点厚度的部分铝层将提供部分透明的变色膜，例如，厚度在 200-800纳米范围内，因此可以通过光学叠片从纸上读取信息，或者读取印刷在PET上的信 息。所有颜色变化从长波移到短波，即从红到蓝。为了清除图案区中的油渣，氧辉光正好位于使用冷却辊的沉积源之后。辉光也可 以用在沉积区之前或之后的薄板后侧。在这种情况下，02辉光会从薄板后侧清除任何油，薄 板可以在“涂墨过程”移动或在整个沉积过程闪烁，沉积过程在运转期后侧结束。典型地， 用于12”宽的辉光系统的氧辉光在2，200伏特100毫安下运行。通过计算颜色变化可以探 测在终端涂布薄板上的油渣，例如原始图像的大斑点或如同原始图像的重影。使用苯胺印刷过程的图像清晰度显示是20微米，尽管70微米是正常的。这在 图20中出示了。除文本外，图形图像能通过处理使用在软件程序COREL DRAW 中发现的 FloydSteinburg技术扫描图像得到。该程序将图像转变为方形像素，方形像素具有良好的 黑(图像)白(无图像)对比。涂布之后，薄板分割成1到5毫米宽的带状，其中文本一般 位于带子中心。图21显示了本发明窗口嵌入钞票中的光学变化线，图22显示了当透射观 察时的文本符号。代替带，该装置可以通过涂敷粘合剂到PET —侧并由层状体冲切标签以释放衬垫 而作为防伪粘贴标签起作用，如图23所示。粘合剂可以是溶剂胶或水剂胶。在许多别的粘 合剂中，合适的粘合剂是丙烯酸胶。代替标签，产品通过在载体薄板和真空沉积层之间插入 释放层可以制成火印防伪产品。当然无数其它的实施方式可以被设想而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
一种光学可变装置，包括具有第一表面和第二表面的基片；印刷在所述基片的第一表面上的图像；以及用于提供变色效应的光学叠片，沉积在所述基片的第一表面上以覆盖所述图像，包括反射层、吸收层以及所述反射层和所述吸收层之间的绝缘层，其中，所述反射层是部分透明的层，使得能够通过所述光学叠片看到所述图像。
2.如权利要求1所述的光学可变装置，其中所述反射层的厚度低于不透明点。
3.如权利要求1所述的光学可变装置，其中所述图像是使用常规或光学可变油墨印刷的。
4.如权利要求1所述的光学可变装置，其中所述图像是印刷到所述基片上的文本，并 且能够通过所述光学叠片读取。
5.如权利要求4所述的光学可变装置，其中所述基片是至少部分透明的，并且所述文 本被逆向印刷的，使得当通过所述基片观察所述文本时，所述文本是正常取向的。
6.如权利要求1所述的光学可变装置，其中所述基片是透明的，从而能够通过该光学 可变装置读取文本。
7.如权利要求所述的光学可变装置，其中所述吸收层被图案化，使得所述光学叠片具 有部分透明的光学可变区域和部分透明的非光学可变区域。
8.如权利要求1所述的光学可变装置，其中所述绝缘层被图案化，使得所述光学叠片 具有部分透明的光学可变区域和部分透明的非光学可变区域。
全文摘要
一种半透明光学可变装置是使用厚度低于不透明点的部分透明反射层形成的。例如，涂敷有绝缘层和吸收层的部分透明铝层提供部分透明的变色光学叠片，使得通过该光学叠片可看到印刷在光学叠片下的基片上或该基片的相反面上的图像或文本。在一个实施例中，该基片是能透射光的，使得该光学可变薄片半透明，从而可以通过该薄片读取印刷在纸张上并且由这样的薄片覆盖的信息。
文档编号B32B33/00GK101817269SQ201010163938
公开日2010年9月1日 申请日期2004年7月13日 优先权日2003年7月14日
发明者基思·霍林沃斯, 弗拉迪米尔·P.·拉卡沙, 罗杰·W.·飞利浦斯 申请人:Jds尤尼费斯公司