显示依赖于视角的光学效应的光学效应层、其生产过程和装置、带有光学效应层的物品及 ...的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及保护有价文件和有价商品免遭伪造和非法复制的领域。具体而言，本 发明涉及显示依赖于视角的光学效应的光学效应层（OEL)、其生产装置和过程、带有所述 OEL的物品，以及所述光学效应层作为文件上的防伪装置的使用。
【背景技术】
[0002] 在本技术领域中众所周知，使用包含定向的磁性或可磁化粒子或颜料（尤其是光 学可变的磁性颜料）的油墨、组分或层例如在安全文件领域中制造安全元素。包括定向 的磁性或可磁化粒子的涂层或层例如在US 2, 570, 856、US 3, 676, 273、US 3, 791，864、US 5, 630, 877和US 5, 364, 689中公开。包括定向的磁性色偏移颜料粒子的涂层或层在WO 2002/090002 A2和WO 2005/002866 Al中公开，这些磁性色偏移颜料粒子可产生引人注目 的光学效应，有利于保护安全文件。
[0003] 例如用于安全文件的安全特征一般可被分类为一方面的"隐式"安全特征，和另一 方面的"显式"安全特征。隐式安全特征所提供的保护依赖于这样的概念：即，这些特征很 难检测到，通常需要特殊的设备和知识才能检测到，而"显式"安全特征依赖于这样的概念： 即，人类感官无需任何帮助即可轻易检测到这些特征，例如，这些特征可看到和/或通过触 觉检测到，但是仍旧很难制造和/或复制。然而，显式安全特征的效力很大程度上依赖于它 们作为安全特征的易识别性，因为多数用户，尤其是事先对相关安全文件或物品的安全特 征不了解的用户只有在此时才基于所述安全特征实际地执行安全检查，如果这些用户实际 了解安全特征的存在和性质的话。
[0004] 如果安全特征根据观察条件（例如观察角度）的变化更改其外观，则可实现特别 引人注目的光学效应。此效应例如可通过EP-A 1 710 756中公开的动态外观更改光学装 置（DACOD)实现，所述装置例如为依赖于硬化涂层中的定向颜料粒子的凹面菲涅尔型反射 表面，或者凸面菲涅尔型反射表面。该文献描述了一种通过在磁场中调准颜料获取包含带 磁性颜料或碎片的印刷版图像的方式。在磁场中调准之后，这些颜料或碎片显示出菲涅尔 结构排列，例如菲涅尔反射器。通过倾斜图像来更改朝向观察者的反射方向，向观察者呈现 最大反射的区域根据碎片或颜料的调准（alignment)而移动。此类结构的一个示例是所谓 的"滚条"(rolling bar)效应。此效应如今被用于纸币上的若干安全元素，例如南非50兰 特纸币的"50"。但是，这种滚条效应一般仅在将安全文件朝着特定方向倾斜时才能被看到， 即，从观察者角度来看上下倾斜或向侧面倾斜。
[0005] 尽管菲涅尔型反射表面平坦，但它们提供凹凸反射半球的外观。所述菲涅尔型 反射表面可通过将包括各向异性反射磁性或可磁化粒子的湿涂层暴露于单个偶极磁铁 (magnet)的磁场下而产生，其中后者被置于涂层平面的上方或者下方，该单个偶极磁铁具 有自己的与所述平面平行的南北轴，并且围绕与所述平面垂直的轴旋转，如EP-A 1 710 756中的图形37A-37D所示。这样定向的粒子接下来通过硬化涂层而固定位置和方向。
[0006] 移动环图像通过将包括各向异性反射磁性或可磁化粒子的湿涂层暴露于偶极 磁铁的磁场下而产生，这些图像随着变化的视角显示看起来移动的环（"滚环"（rolling ring)效应）。WO 2011/092502公开了可通过使用用于对涂层中的粒子进行定向的装置获 取或产生的移动环图像。所公开的装置允许在磁场的帮助下对磁性或可磁化粒子进行定 向，该磁场由可磁化的软片和球形磁铁的组合产生，球形磁铁具有自己的与涂层平面垂直 的南北轴，并且被设置在所述可磁化的软片的下方。
[0007] 现有技术的移动环图像一般通过根据仅一个旋转或静态磁铁的磁场调准磁性或 可磁化粒子产生。由于仅一个磁铁的磁场线的弯曲程度一般相对柔和，即，具有低曲率，因 此OEL表面上的磁性或可磁化粒子定向变化也相对柔和。此外，当仅使用单个磁铁时，磁场 的强度随着到磁铁的距离的增加而快速降低。这样导致很难通过磁性或可磁化粒子的定向 获取高度动态、界定义清晰的特征，并且可能导致呈现出模糊的环边缘的"滚环"效应。当 仅使用单个静态或旋转的磁铁时，随着"滚环"图像大小（直径）的增加，该问题也在加剧。
[0008] 因此，需要一种高质量地显示覆盖文件上较大面积的引人注目的动态环形效应的 安全特征，这种安全特征应该易于验证，而不用考虑安全文件的定向，很难使用对伪造者可 用的设备大规模地制造，并且可以以大量可能的形状和形式提供。
【发明内容】
[0009] 因此，本发明的目标是克服上述现有技术的缺陷。通过例如在文件或其它物品上 设置光学效应层来实现此目标，此光学效应层在扩展的长度上呈现出依赖于视角的图像特 征的表观移动，具有良好的锐度和/或对比度，且易于检测。本发明提供这样的光学效应 层：例如在文件安全领域中作为易于检测的改进型显式安全特征，或者备选地或补充地作 为隐式安全特征。
[0010] 此处公开和声明了包括安全元素的光学效应层（OEL)以及包括所述光学效应层 的安全文件。具体而言，提供一种光学效应层（OEL)，包括多个非球形磁性或可磁化粒子，所 述粒子分散在包括粘合剂材料的涂层组分中，其中在所述OEL的至少一个环形区域中，所 述多个非球形磁性或可磁化粒子的至少一部分被定向为：其最长轴与所述OEL的平面基本 平行，所述环形区域形成围绕中心区域的环形体的光学影像，其中，在与所述OEL垂直并从 所述中心区域的中心延伸的横截面中，所述环形区域中存在的所述定向粒子的所述最长轴 与假设的椭圆或圆的负弯曲或正弯曲部相切。通过以此方式对非球形磁性或可磁化粒子进 行定向，向观察者产生环形体的光学效应。
[0011] 此处还描述和声明了可用于产生此处描述的光学效应层的磁场产生装置。具体而 言，提供一种用于形成光学效应层的磁场产生装置，所述装置被配置为接收包括多个非球 形磁性或可磁化粒子和粘合剂材料的涂层组分，并且包括一个或多个磁铁，所述一个或多 个磁铁被配置为在所述光学效应层的至少一个环形区域中，平行于所述光学效应层的平面 定向所述多个非球形磁性或可磁化粒子的至少一部分，所述环形区域形成围绕中心区域的 闭合环形体的光学影像，其中，在与所述OEL垂直并从所述中心区域的中心延伸的横截面 中，形成所述环形体的光学影像的环形区域中存在的定向粒子的最长轴与假设的椭圆或圆 的负弯曲或正弯曲部相切。所述涂层组分可被直接施加到作为装置的一部分并且由固体构 件（例如，板）形成的支持表面上，或者被施加到在这样的支持表面上设置的衬底上，或者 备选地，所述衬底可充当所述涂层组分的支持表面。
[0012] 另外还描述和声明了平面印刷技术中用于制造安全元素、包括安全元素的光学效 应层的工艺，以及使用光学效应层来防止伪造安全文件或将光学效应层用于装饰性应用。 具体而言，本发明涉及用于产生光学效应层（OEL)的工艺，包括以下步骤：
[0013] a)在磁场产生装置的衬底表面或支持表面上施加包括粘合剂和多个非球形磁性 或可磁化粒子的涂层组分，所述涂层组分处于第一（流体）状态，
[0014] b)使处于第一状态的所述涂层组分暴露于磁场产生装置的磁场下，所述磁场产生 装置优选地为权利要求8-12中的任一项中定义的磁场产生装置，从而对围绕一个中心区 域的至少一个环形区域中的非球形磁性或可磁化粒子的至少一部分进行定向，这样在与所 述OEL垂直并从所述中心区域的中心延伸的横截面中，所述环形区域中存在的粒子的最长 轴与假设的圆的负弯曲或正弯曲部相切，以及
[0015] c)将所述涂层组分硬化为第二状态，以便将所述磁性或可磁化非球形粒子固定在 它们所采用的位置和方向中。
[0016] 通过阅读从属权利要求和下面的描述，本发明的进一步实施例和方面将变得显而 易见。
[0017] 本发明的多个方面可总结如下：
[0018] 1. 一种光学效应层（OEL)，包括多个非球形磁性或可磁化粒子，所述粒子分散在 包括粘合剂材料的涂层组分中，
[0019] 其中在所述OEL的至少一个环形区域中，所述多个非球形磁性或可磁化粒子的至 少一部分被定向为：其最长轴与所述OEL的平面基本平行，所述环形区域形成围绕中心区 域的闭合环形体的光学影像，其中，在与所述OEL垂直并从所述中心区域的中心延伸的横 截面中，形成所述环形体的影像的所述环形区域中存在的所述定向粒子的最长轴与假设的 椭圆或圆的负弯曲或正弯曲部相切。
[0020] 2.根据项目1所述的光学效应层（OEL)，其中所述OEL包括位于闭合环形区域外 部的外部区域，并且围绕所述环形区域的所述外部区域包括多个非球形磁性或可磁化粒 子，其中位于所述外部区域内的多个非球形磁性或可磁化粒子的一部分被定向为：其最长 轴与所述OEL的平面基本垂直，或者随机定向。
[0021] 3.根据项目1或2所述的光学效应层（0EL)，其中由所述环形区域围绕的所述中 心区域包括多个非球形磁性或可磁化粒子，其中位于所述中心区域内的所述多个非球形磁 性或可磁化粒子的一部分被定向为：其最长轴与所述OEL的平面基本平行，从而在所述环 形体的所述中心区域内形成突出的光学效应。
[0022] 4.根据项目3所述的光学效应层（OEL)，其中所述突出的外围形状的至少一部分 与所述环形体的形状类似。
[0023] 5.根据项目4所述的光学效应层（OEL)，其中所述环形体具有环状形式，并且所述 突出具有实心圆或半球形状。
[0024] 6.根据上述任一项目所述的光学效应层（OEL)，其中所述多个非球形磁性或可磁 化粒子的至少一部分由非球形光学可变磁性或可磁化颜料构成。
[0025] 7.根据项目6所述的光学效应层（OEL)，其中所述非球形光学可变磁性或可磁化 颜料从磁性薄膜干涉颜料、磁性胆留相液晶颜料以及它们的混合物构成的组中选择。
[0026] 8. -种用于形成光学效应层的磁场产生装置，所述装置被配置为接收包括多个非 球形磁性或可磁化粒子和粘合剂材料的涂层组分，并且包括一个或多个磁铁，所述一个或 多个磁铁被配置为在所述光学效应层的至少一个环形区域中，平行于所述光学效应层的平 面定向所述多个非球形磁性或可磁化粒子的至少一部分，所述环形区域形成围绕中心区域 的闭合环形体的光学影像，其中，在与所述OEL垂直并从所述中心区域的中心延伸的横截 面中，形成所述环形体的影像的所述环形区域中存在的所述定向粒子的最长轴与假设的椭 圆或圆的负弯曲或正弯曲部相切。
[0027] 9.根据项目8所述的磁场产生装置，其中
[0028] a)包括用于接收涂层组分的支持表面，并且所述支持表面由以下项形成：
[0029] al)上面可直接施加所述涂层组分的板，
[0030] a2)用于接收上面可施加所述涂层组分的衬底的板，
[0031] 或者
[0032] a3)磁铁表面，其上面可直接施加所述涂层组分，或者其上面或上方可设置上面可 施加所述涂层组分的衬底；或者
[0033] b)被配置为接收上面将设置所述光学效应层的衬底，所述衬底取代所述支持表 面。
[0034] 10.根据项目9所述的磁场产生装置，所述装置包括支持表面或者被配置为接收 取代所述支持表面的衬底，所述装置进一步包括
[0035] a)条形偶极磁铁和极片，所述条形偶极磁铁被设置在所述支持表面或取代所述 支持表面的所述衬底的下方，并且具有自己的与所述支持表面/所述衬底表面垂直的南北 轴，其中
[0036] al)所述极片被设置在所述条形偶极磁铁的下方，并且与所述磁铁的一个极接触， 和/或
[0037] a2)其中所述极片与所述条形偶极磁铁间隔并且从侧面围绕所述条形偶极磁铁；
[0038] b) -对或多对条形偶极磁铁，其位于所述支持表面的下方并且可围绕与所述支持 表面基本垂直的旋转轴旋转，所述磁铁具有自己的与所述支持表面基本平行的南北轴，并 且具有自己的相对于所述旋转轴基本呈径向的南北磁轴，以及
[0039] bl)相反的磁性南北方向，或者
[0040] b2)相同的磁性南北方向
[0041] 所述一对或多对条形偶极磁铁分别由关于所述旋转轴基本对称地设置的两个条 形偶极磁铁形成；
[0042] c) 一对或多对条形偶极磁铁，其位于所述支持表面的下方并且可围绕与所述支持 表面基本垂直的旋转轴旋转，所述磁铁具有i)自己的与所述支持表面基本垂直的南北轴， ii)自己的与所述旋转轴基本平行的南北轴，以及iii)相反的磁性南北方向，所述一对或 多对条形偶极磁铁分别由关于所述旋转轴基本对称地设置的两个条形偶极磁铁的组件形 成；
[0043] d)三个条形偶极磁铁，其位于所述支持表面的下方并且被设置为可围绕与所述支 持表面基本垂直的旋转轴旋转，其中所述三个条形偶极磁铁中的两个关于所述旋转轴位于 相反的两侧，所述第三个条形偶极磁铁位于所述旋转轴上，并且其中i)所述磁铁中的每个 具有自己的与所述支持表面基本平行的南北轴，ii)与所述旋转轴间隔的所述两个磁铁具 有自己的相对于所述旋转轴基本呈径向的南北轴，iii)与所述旋转轴间隔的所述两个条形 偶极磁铁具有相同的，即相对于所述旋转轴不对称的南北方向，以及iv)位于所述旋转轴 上的所述第三条形偶极磁铁具有与间隔的所述两个条形偶极磁铁的南北方向相反的南北 方向；
[0044] e) -个偶极磁铁，其位于所述支持表面或取代所述支持表面的衬底的下方，所述 偶极磁铁由环形体构成，所述磁铁具有自己的从所述环形体的中心向着外围径向延伸的南 北磁轴；
[0045] f) 一个或多个条形偶极磁铁，其位于所述支持表面或取代所述支持表面的衬底的 下方并且可围绕与所述支持表面/所述衬底表面基本垂直的旋转轴旋转，所述一个或多个 条形偶极磁铁中的每个具有自己的与所述支持表面/衬底表面基本平行的南北磁轴，具有 自己的相对于所述旋转轴基本呈径向的南北磁轴，并且所述一个或多个条形偶极磁铁的南 北方向全部朝着所述旋转轴或者全部背离所述旋转轴进行指向；或者
[0046] g)三个或更多条形偶极磁铁，其位于所述支持表面的下方，所有三个或更多个磁 铁围绕着对称中心以静态的方式设置，所述三个或更多条形偶极磁铁中的每个具有i)自 己的与所述支持表面基本平行的南北轴，ii)自己的被调准为基本从所述对称中心径向延 伸的南北磁轴，iii)所述一个或更多磁铁的南北方向全部朝着或者全部背离所述对称中心 进行指向。
[0047] 11.根据项目10、实施例b2)、c)或d)所述的用于形成光学效应层的磁场产生装 置，其中，在所述磁铁围绕所述旋转轴旋转时，与所述支持表面基本平行的时间相关磁场线 在定义环形并且位于中心区域内的区域中产生，所述中心区域被所述环形围绕并且与所述 环形间隔。
[0048] 12.根据项目12所述的磁场产生装置，其中所述环形体采取环状形式，并且由所 述环形体围绕的所述中心区域采取实心圆或半球的形式。
[0049] 13. -种印刷组件，包括项目8-12中的任一项中所述的磁场产生装置。
[0050] 14.项目8-12中所述的磁场产生装置的使用，用于产生在项目1-7中的任一项中 所述的OEL。
[0051] 15. -种用于产生光学效应层（OEL)的工艺，包括以下步骤：
[0052] a)在磁场产生装置的衬底表面或支持表面上施加包括粘合剂和多个非球形磁性 或可磁化粒子的涂层组分，所述涂层组分处于第一状态，
[0053] b)使处于第一状态的所述涂层组分暴露于磁场产生装置的磁场下，所述磁场产 生装置优选地为项目8-12中的任一项中定义的磁场产生装置，从而对围绕一个中心区域 的至少一个环形区域中的非球形磁性或可磁化粒子的至少一部分进行定向，这样在与所述 OEL垂直并从所述中心区域的中心延伸的横截面中，所述环形区域中存在的粒子的最长轴 与假设的圆的负弯曲或正弯曲部相切，以及
[0054] c)将所述涂层组分硬化为第二状态，以便将所述磁性或可磁化非球形粒子固定在 它们所采用的位置和方向中。
[0055] 16.根据项目15所述的工艺，其中所述硬化步骤c)通过UV-Vis光辐射固化完成。
[0056] 17.根据项目1-7中任一项所述的光学效应层，所述光学效应层可通过项目15或 项目16所述的工艺获取。
[0057] 18. -种光学效应涂层衬底（OEC)，在所述衬底上包括根据项目1-7或17中的任 一项所述的一个或多个光学效应层。
[0058] 19. -种安全文件，优选地为纸币或身份证件，包括项目1-7或17中的任一项中所 述的光学效应层。
[0059] 20.项目1-7或18中的任一项中所述的光学效应层或项目18中列举的光学效应 涂层衬底的使用，用于保护安全文件不受伪造或篡改，或者用于装饰性应用。
【附图说明】
[0060] 现在参考附图和特定的实施例更详细地描述根据本发明的光学效应层（OEL)及 其产生，其中
[0061] 图1示意