光学可变效果作为安全特征用于浮雕金属硬币的制作方法
【专利说明】光学可变效果作为安全特征用于浮雕金属硬币 发明领域
[0001] 本发明涉及保护浮雕金属硬币不被伪造或非法复制的领域。
[0002] 发明背景
[0003] 随着彩色复印和印刷质量的不断提高，并且为了保护安全文件例如纸币、有价值 文件或卡片、运输票据或卡片、税票和产品标签不被伪造、篡改或非法复制，通常将各种安 全手段结合进这些文件中。安全手段的典型例子包括安全线、窗、纤维、板（Planchette)、 箔、贴花、全息图、水印、包括光学可变颜料颗粒的安全油墨、多层薄膜干涉颜料、干涉涂层 颗粒、热变色颜料（thermochromic pigment)、光变色颜料（photochromic pig-ment)、发 光、红外吸收紫外吸收或磁性化合物。
[0004] 流通中的浮雕金属硬币（例如政府授权的用作货币的金属片）的伪造长期以来已 经被罪犯利用。但是，很少有关于保护它们不被伪造或非法复制的进展的报道。
[0005] 例如，保护浮雕金属硬币不被伪造的方法由使用由两种显示不同颜色不同金属制 造、由此使得低成本伪造或非法复制更困难的双金属硬币组成。
[0006] 或者，与可用来保护纸币不被伪造的方法类似地，最近提出将标签剂结合进金属 硬币中作为机器可读的鉴定工具以避免硬币伪造 （Authentication News，2012年三月，第 18卷第3期第12页）。
[0007] 仍存在对于保护金属硬币和增加金属硬币对伪造和非法复制的抵抗力的方法的 需要。
[0008]
[0009] 本发明提供了包含涂层的金属硬币，所述涂层由包含多个光学可变颜料颗粒的光 学可变组合物组成。
[0010] 在第二方面，本发明提供了用于制备本文描述的浮雕金属硬币的方法，所述方法 包括以下步骤：a)通过移印或丝网印刷将本文描述的光学可变组合物施于浮雕金属硬币 上，和b)硬化光学可变组合物以在浮雕金属硬币上形成涂层。
[0011] 在第三方面，本发明提供了本文描述的涂层的用途，用于保护浮雕金属硬币不被 伪造或非法复制。
[0012] 在第四方面，本发明提供看了保护浮雕金属硬币不被伪造或非法复制的方法，所 述方法包括以下步骤：a)通过移印或丝网印刷将本文描述的光学可变组合物施于浮雕金 属硬币上，和b)硬化光学可变组合物以在浮雕金属硬币上形成涂层。
[0013] 发明详沐
[0014] 以下定义用于解释说明书和权利要求书中讨论的术语的意义。
[0015] 如此处说明的，冠词"一"（"a"）表示一和多于一，并将名词限定于单数。
[0016] 如此处说明的，术语"约"指涉及的数量或数值可以为所说明的或者在所说明的附 近的。该术语用于说明在表述的值±5%范围内的类似值给出根据本发明的等价的结果或 效果。
[0017] 如此处使用的，术语"和/或"或"或/和"指可以存在所述组的所有的或仅仅一 个成员。例如，"A和/或B"应指"仅A，或仅B，或A和B"。
[0018] 如此处使用的，术语"至少"指一或多于一，例如一、二或三。
[0019] 如此处使用的，术语"包含"或"包括"指包括所述特征、整数、步骤或组分，或特征、 整数、步骤或组分的组合，但是不排除存在另外的一个或多个其他特征、整数、步骤或组分。
[0020] 术语"组合物"指任何能够在固体基质上形成涂层并且其优选但不必须通过印刷 方法施涂的组合物。
[0021] 如此处使用的，术语"颜料"指按照 DIN 55943:1993-11 和 DIN EN971-1:1996-09 中所定义。颜料是粉末或薄片形式的材料，与颜料不同，其不溶解于周围的介质中。
[0022] 本发明提供了包含涂层的金属硬币，所述涂层由包含多个光学可变颜料颗粒的光 学可变组合物组成。
[0023] 在多个国家的货币中，硬币由这样的金属片组成，即其由政府授权并且用做支付 手段。这样的硬币从至少一片盘状金属或金属合金的坯料或基础原件组成。金属硬币在其 正面和/或反面包含一个或多个浮雕，由此将图案（例如表明金属硬币价值的数值、符号、 图片或各种装饰性元素）施于金属硬币的正面和/或反面。浮雕硬币的原理是本领域中已 知的，并且经常包括这样的方法，其中形式为盘状坯料或基础原件金属硬币通常被置于分 别带有待浮雕的负像的上和下模具之间，所述方法随后进一步包括金属硬币的浮雕。此处 描述的浮雕金属硬币可以进一步包括一种或多种标记物质或标签剂。
[0024] 此处描述的涂层由包含多个光学可变颜料颗粒的光学可变组合物组成。光学可变 颜料克利在安全印刷领域是已知的，并且被用于涂层以在安全文件上提供光学可变元素。 光学可变元素（本领域中也被称为单色元素 （goniochromatic elements))显示取决于观 察角或入射角的颜色，并且被用于保护纸币和其他安全文件不被通过通常可得到的彩色扫 描、印花和复印设备来伪造和/或非法复制。例如，由包含多个光学可变颜料颗粒的光学可 变组合物组成的涂层在观察角变化时（例如从关于该层的平面约22. 5°的观察角到关于 该层的平面约90°的观察角）显示从颜色感觉CIl (例如品红）到颜色感觉CI2(绿）的色 移。
[0025] 涂层的色移性质被认为是容易检测的明显公用安全特征。有利地，任何人都能够 容易地从其可能的伪造品种用未加辅助的人类感觉检测、识别和/或辨认根据本发明的浮 雕金属硬币，例如这样的特征可以是可见的和/或和检测到的、同时仍旧是难以制造和/或 复制的。进一步地。涂层的色移性质可以被用作鉴定工具用于由机器识别浮雕金属硬币。 除了尺寸、重量和/或金属组成之外，由于光学可变组合物的存在，货币检测器或验证器， 例如自行付费机器、游戏机、自动贩卖机和运输机器可以评价浮雕金属硬币的真伪。
[0026] 此处描述的光学可变组合物包含多个光学可变颜料颗粒。优选地，多个光学可变 颜料颗粒以约5和约40重量％之间、更优选约10和约10重量％之间的量包含在此处描述 的光学可变组合物中，所述重量百分数基于光学可变组合物的总重量。
[0027] 根据本发明的一个实施方案，此处描述的光学可变组合物中的多个光学可变颜料 颗粒的至少一部分优选包含由薄膜干涉颜料、干涉涂层颜料、胆留型液晶颜料或其混合物 组成。
[0028] 适当的显示光学可变性质的薄膜干涉颜料是本领域技术人员已知的，并且公 开于 US 4, 705, 300、US 4, 705, 356、US 4, 721，271、US 5, 084, 351、US 5, 214, 530、US 5,281，480、旧5,383,995、旧5,569,535、旧5,571624和与之相关的文件中。当至少部分 光学可变颜料颗粒包含薄膜干涉颜料时，优选薄膜干涉颜料包括Fabry-Perot反射剂/介 电/吸收剂多层结构，更优选Fabry-Perot吸收剂/介电/反射剂/介电/吸收剂多层结 构，其中吸收剂层是部分透光、部分反射的，介电层是透光的，反射层反射入射光。优选地， 反射剂层选自金属、金属合金及其组合，优选选自反射金属、反射金属合金及其组合，更优 选选自铝（Al)、铬（Cr)、镍（Ni)及其混合物，并且仍更优选铝（Al)。优选地，介电层独立地 选自氟化镁（MgF2)、二氧化硅（SiO2)及其混合物并且更优选氟化镁（MgF2)。优选地，吸收 剂层独立地选自铬（Cr)、镍（Ni)、金属合金及其组合物，更优选铬（Cr)。当至少一部分光学 可变颜料颗粒包含薄膜干涉颜料时，特别优选薄膜干涉颜料包含包含Cr/MgF2/Al/MgF2/Cr 多层结构的Fabry-Perot吸收剂/介电/反射剂多层结构。
[0029] 胆留相的液晶显示垂直于其分子纵轴的螺旋超结构（superstructure)形式的分 子序。螺旋超结构是贯穿液晶材料的周期性折光指数变化的来源，而周期性折光指数变化 带来了确定的光的波长的选择性透光/反射（干涉滤光效果）。胆留型液晶聚合物可以 通过将一种或多种具有手性相的可交联物质（向列化合物）定位（alignment)和定向获 得。螺旋分子排列的特定情况导致了在确定的波长范围内显示圆偏振光分量（component) 的反射胆留型液晶材料。螺距（即完成螺旋排列的360°完整旋转的距离）可以特别是通 过改变包括温度和溶剂浓度的可选择因素、通过改变手性组分的性质和向列型和手性化合 物的比例来调整。在UV辐射的影响下的交联通过固定所希望的螺旋形式在预订的状态下 冻结了螺距，从而使得得到的胆留型液晶材料的颜色不再依赖于外部因素例如温度。胆甾 型液晶材料可以通过随后将聚合物研磨成希望的颗粒度而成型为胆留型液晶颜料。从胆 甾型液晶材料制备的膜和颜料的例子及其制备描述于US 5, 211，877、US 5