在成形磁场中印刷的可动态改变外观的光学图案的制作方法
【专利说明】在成形磁场中印刷的可动态改变外观的光学图案
[0001]本申请是申请日为2006年04月6日、申请号为201210196872.0，以及发明名称为“在成形磁场中印刷的可动态改变外观的光学图案”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明总体上涉及光学可变的颜料、薄膜、图案和图像，更具体地涉及如在着色或印刷处理期间排列和定向磁性薄片以得到一种虚幻的光学效果。
【背景技术】
[0003]光学可变图案广泛地被用于装饰和实用的多种应用中，例如这些图案用作商业产品的防伪图案。光学可变图案可以用许多方法制造以实现多种效果。光学可变图案的例子包括在信用卡和正版的软件文件上压印的全息图，在钞票上印刷的变色图像，以及增强物品如摩托车头盔和轮罩的表面外观。
[0004]光学可变图案可以制造成被印刷、压印、粘结或以其它方式粘附着到物体上的薄膜或箔，也可以使用光学可变颜料制造。光学可变颜料的一种类型是通常所称的变色颜料，因为用这种颜料适当印刷的图像的外观颜色随着视角和/或照明角度的倾斜而改变。通常的例子是在美国的二十美元钞票的右下角用变色颜料印刷的“20”，其用作防伪图案。
[0005]—些防伪图案是隐蔽的，而另一些是试图被引起注意的。但是，由于图案的光学可变方面不能充分地引人注意，因此试图引起注意的一些光学可变图案并不被广泛地认知。例如，在均匀荧光顶灯下用变色颜料印刷的图像的颜色变化是不引人注意的，但在直接的阳光下或单点照明下可能更容易引人注意。因为接受者可能没有意识到光学可变特征，或因为伪钞在某些条件下可能看上去基本上类似于真正的钞票，这使得伪造者的没有光学可变特征的伪钞更容易通过检查。
[0006]光学可变图案也可以用磁性颜料制造，在将颜料(通常在例如油墨载体或涂料运载体中)施加到表面后用磁场排列该磁性颜料。然而，用磁性颜料着色大多为了装饰目的。例如，已经描述了使用磁性颜料来制造着色轮罩，使其具有显示为三维形状的装饰特征。在涂料介质仍处于液态时通过给产品施加磁场，在着色产品上形成图案。涂料介质具有分散的沿磁场线排列的磁性非球状颗粒。所述场有两个区域。所述第一区域包含方向平行于表面的磁力线并以所需图案的形状排列。所述第二区域包含不平行于着色产品表面的线并以环绕图案排列。为了形成图案，具有对应于所需图案形状的永久磁铁或电磁铁位于着色产品的下面，以便在涂料仍然是湿的时候，在磁场中定向分散在涂料中的非球状磁性颗粒。当涂料干燥的时候，随着入射到涂料层的光线受到定向的磁性颗粒的不同影响，在着色产品表面上可以看见图案。
[0007]同样，已经描述了在含氟聚合物基体中制造片状磁性颗粒图案的工艺。在用液态的组分涂覆产品后，在基底下面放置具有所需形状的磁场的磁铁。分散在液态有机介质中的磁片使它们自己的方向平行于磁场线，倾斜于最初的平面方向。该倾斜从垂直于基底的表面变化到最初的方向，它包括基本上平行于产品表面的片。该平面定向的片将入射光反射回观察者，而再定向的片不反射，这在涂层中提供了三维图案的外观。
[0008]本发明的一个目的是提供光学可变图像，其中在此前未描述的特定磁场下使用可磁性排列的片，例如半球、锥等的三维物体形成彷伪图案、标签等的图像。
【发明内容】
[0009]本发明提供一种涉及具有虚幻光学效果的图像的物品、方法和装置。
[0010]根据本发明，提供一种防伪图案，所述防伪图案包括具有以第一图案静止在基底上的第一组多个磁性可排列薄片以便确定环或曲线的图像。优选至少η个薄片，假设η> 1000，并且其中从薄片表面延伸的平面彼此相交。
[0011]根据本发明的一个方案，所述第一组多个磁性可排列薄片限定多个薄片的同心环，并且薄片的环形成圆形区域；限定环的薄片从最外面的环到最里面的环相对于基底形成增加或减小的角。
[0012]在本发明的一个方案中，所述图案可以包括以与第一图案对应的图案静止在基底上的第二组多个磁性可排列薄片，其中薄片以相对于基底相同的第二角度倾斜，其中第二角度不同于第一角度，并且其中从沿第二组多个薄片的表面延伸的面彼此相交。
[0013]多个磁性可排列薄片可以基本上分布在整个封闭的区域并在其中以预定的图案定向，其中至少多于50%的薄片被这样定向，使得垂直于它们的反射表面的线沿线汇聚或汇聚到一点。
[0014]在优选实施例中，所述图像包括至少10000个薄片或更多。
[0015]根据本发明的一个方案，提供一种光学虚幻图像，包括具有涂覆在其表面的薄片区域的基底，其中薄片基本上分布在整个区域并在其中以预定的图案定向，其中薄片被这样定向，使得垂直于它们的反射表面的线沿线汇聚或汇聚到一点。
[0016]根据本发明的另一个方案，提供一种标签或防伪图案，包括具有覆盖并分布在整个区域、并以预定图案定向的薄片的光学虚幻图像，薄片具有反射表面，其中形成预定图案的薄片的方向是这样的，使得垂直于它们的反射表面的线沿线汇聚或汇聚到一点，其中预定的图案具有转动轴。
[0017]根据本发明的另一个方案，提供一种印刷阵列，包括多个磁性排列小片的同心环，该小片以菲涅耳结构的形式设置在基底上，优选是菲涅耳反射器。有利地，因为磁场的强度和方向可以控制，所以可以容易地设计一个用于校正球面像差的场，而在一般的菲涅耳反射器中会不同程度地存在该球面像差。
[0018]根据本发明的一个方案，图像形成一部分接收或反射天线，并且其中薄片分别为有选择的吸收或反射薄片。
[0019]根据本发明的另一个方案，在此前描述的任何实施例中描述的光学图像在其上具有光栅和/或具有表面积为100 μ??2到Imm2的薄片，并且其中薄片的厚度在10nm到100 μπι之间的范围内。
[0020]根据本发明的另一个方案，至少一些薄片在其中或其上具有光栅，并且其中光栅的频率和深度足够低，以便不具有可以被人的肉眼看见的衍射效果，并且其中具有光栅的薄片沿各自光栅的线排列。在一些实施例中，至少一些薄片在其中或其上具有光栅，并且其中光栅的频率小于200线/毫米，并且其中光栅的深度小于100微米。
[0021]薄片在形状上是均匀的，优选为允许更大填充密度的六角形。
[0022]在本发明的一个可选实施例中，提供一种图像，其形成光检测器，图像是动态的，由此它显示对应于照射图像的多个独立光源的多个环。
【附图说明】
[0023]现在根据本发明描述本发明的实施例，其中:
[0024]图1A是被称为在申请人的美国专利申请US2005/0106367A1中描述和示出的“翻转”(fl ip-flop)的印刷图像的简化横截面图。
[0025]图1B是在申请人的美国专利申请US2005/0106367A1中描述和示出的以第一选择视角观看的文件上的印刷图像的简化平面图。
[0026]图1C是在申请人的美国专利申请US2005/0106367A1中描述和示出的以第二选择视角观看的印刷图像的简化平面图，此简化平面图通过将所述图像相对于观察点倾斜获得。
[0027]图2A是出于讨论目的而被称为“滚动条”的印刷图像的简化横截面图，其在申请人的美国专利申请US2005/0106367A1中描述和示出。
[0028]图2B是在申请人的美国专利申请US2005/0106367A1中描述和示出的以第一选择视角观看的滚动条图像的简化平面图。
[0029]图2C是出于讨论目的而被称为“双滚动条”的印刷图像的简化横截面图，其在申请人的美国专利申请US2005/0106367A1中描述和示出。
[0030]图2D是图2C所示出的图像的顶视图。
[0031]图3是对应于图4示出的星爆式(star burst)图像的印刷干油墨层中的磁性排列小片的横截面图。
[0032]图4是根据本发明的星爆式图案的图像的平面图。
[0033]图5A和5B是由磁性排列小片构成的锥的图像的照片。
[0034]图6是锥形磁场的横截面图，示出在场中排列的小片。
[0035]图7A是当以垂直于图像表面的角度直接从上面观察时锥图像的照片。
[0036]图7B和7C是从不同的角度观察的锥图像的照片。
[0037]图8是本发明可选实施例的横截面图，其中具有不同半径的两个环形堆叠的磁铁被用于产生新的磁场，其在印刷图像中具有令人惊奇的效果。
[0038]图9是用图8中的通过磁性排列所产生的图像的照片。
[0039]图10A、10B、10C、11、12和13A是包含用在各种不同图案中的磁性颗粒的油墨的图像，使用环形磁场排列其中的磁性小片。
[0040]图13B是根据本发明的光学虚幻图像的照片。
[0041]图14是示出图7B中所示的锥图像中薄片排列的图；为了说明的目的，采用更大更少的对称薄片，并且一些薄片被有目的地省略以表示特定薄片的侧视图。
[0042]图15是用透视图示出的与图14类似的图。
[0043]图16是与图15相类似的图，显示沿外加的锥形磁场的磁力线分散在油墨层中的非构造磁性小片的轴心排列。
[0044]图17是分散在油墨薄层的运载体或载体中的磁性颗粒的锥形排列的图，其中示出与颗粒表面垂直的角度沿限定假想的环的曲线在图像上面汇聚。
[0045]图18A和18B是示出反光环的具有锥形排列的图的照片。
[0046]图19是示出当锥形磁铁位于基底上面时锥形磁场中的磁性颗粒的锥形排列的图。
[0047]图20A是当漏斗形磁铁位于基底下面时锥形磁场中的磁性颗粒的锥形排列的图。
[0048]图20B是根据本发明的漏斗形物体图像的照片。
[0049]图20C是分散在运载体中的磁性小片的漏斗形排列的部分横截面图，该运载体包括具有表面垂直于所示颗粒的油墨薄层。
[0050]图20D是当球状磁铁位于基底下面时在漏斗形磁场中磁性颗