具有切换特征结构的安全制品的制作方法

专利名称：具有切换特征结构的安全制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有回射微球的安全层合物和制品。
背景技术：
有价文件如护照、身份证、驾驶执照、入境通行证、所有权证书、金融凭证等常通过个性化数据分配给特定的人。个性化数据常以印刷图像存在，可包括照片、签名、指纹、个人字母数字信息和条码并允许人或电子验证出示该文件供检查的人为该文件所被分配给的人。人们普遍担心可用伪造技术涂改此类文件上的个性化数据，从而使得非授权人员可以通过检查步骤而以欺诈方式使用所述文件。已经开发出许多安全特征结构来帮助鉴定有价文件或有价物品的真伪，从而有助于防止伪造者涂改、复制或仿制有价文件或有价物品。这些安全结构中的一些可以包括显见安全结构或隐蔽安全结构。显见安全特征结构为容易为肉眼所看得见的特征结构。这样的特征结构可包括全息图和其他衍射光变图像、压印图像和色移膜。相比之下，隐蔽安全特征结构包括仅在某些条件下可见的图像，例如，在某些波长、偏振光或回射光下进行检测。可既包含显见安全特征结构又包含隐蔽安全特征结构的层合物的一个实例为3MConfirm Security Laminate (3M Confirm 安全层合物),其可自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company, St. Paul, Minnesota)商购获得。该安全层合物可以与有价文件(例如，身份证、徽章和驾驶执照)或者有价物品一起使用，并有助于提供识别和真伪鉴定以及帮助防范伪造、涂改、复制和仿制。美国专利公开号2003/0170425A1 “Security Laminate (安全层合物)”(Mann等人)中示出了既包含显见安全特征结构又包含隐蔽安全特征结构的层合物的另一实例。美国专利号3，801，183和4，688，894中公开了一些其他装置的实例。W009/105142描述了一种安全层合物的实例，其包含具有第一主表面和第二主表面的第一基材。沿所述基材的第一主表面附连了多个回射元件。所述回射元件包含实心球芯，所述实心球芯具有外芯表面，所述外芯表面提供第一界面。所述回射元件还包含第一完整同心光学干涉层，所述第一完整同心光学干涉层具有内表面和外表面，所述内表面覆盖在所述芯表面上，所述第一完整同心光学干涉层的外表面提供第二界面。所述回射元件还包含第二完整同心光学干涉层，所述第二完整同心光学干涉层具有内表面和外表面，所述内表面覆盖在所述第一完整同心光学干涉层的外表面上，所述第二完整同心光学干涉层的外表面提供第三界面。所述安全层合物是回射性的。W001/29587描述了一种暴露的透镜回射制品，其在干和湿条件下具有回射。该制品包含第一组光学元件，所述第一组光学元件具有设置在元件的嵌入部分上的第一反射层。该第一组主要有助于干回射。所述制品还包含第二组光学元件，所述第二组光学元件具有位于间隔层后面的第二反射层。该第二组主要有助于湿回射。在一个实施例中，第一和第二组光学元件具有基本相同的平均直径、折射率和密度。美国专利号5，777，791描述了一种道路标记制品，其具有干和湿反射特性。该制品包含第一组光学元件，所述第一组光学元件的折射率介于1. 9和2. 0之间，从粘结剂层突出，所述粘结剂层具有镜面反射颜料的粒子。这些元件主要有助于干反射。所述制品还包含第二组光学元件，所述第二组光学元件的折射率介于2. 2和2. 3之间，其主要有助于湿反射。虽然在商业上可利用的安全特征结构的成功已令人瞩目，但由于伪造者能力的持续发展，故希望进一步改善指示如下的能力即，某个安全特征结构已被篡改或在某种程度上已受到损害，以防范伪造、涂改、复制和仿制。

发明内容
本发明的一个示例性实施例提供了一种安全层合物，其具有透明粘结剂层、在第一区域中的第一多个回射微球和在第二区域中的第二多个回射微球。所述第一多个回射微球和第二多个回射微球从所述粘结剂层突出，所述第一多个回射微球包含干回射微球，所述第二多个微球包含湿回射微球。在第一条件下，所述第一多个回射微球的亮度高于所述第二多个微球的亮度。在第二条件下，所述第二多个回射微球的亮度高于所述第一多个回射微球的亮度。所述第一条件可包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，所述第二条件可包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。所述第一介质的折射率可介于1. 00和1. 20之间，所述第二介质的折射率可介于1. 25和1. 35之间。在一个示例性实施例中，第一多个回射微球包含回射变色(retrochromic)微球和/或一个或多个同心光学干涉层。所述安全层合物可还包含其上具有标记的基材，所述标记位于第一多个回射微球和第二多个回射微球的下面。本发明的安全层合物可用来鉴定附加了所述安全层合物的物品的真伪。在一个示例性实施例中，本发明的安全层合物包含其上具有标记的基材、透明粘结剂层、在第一区域中的第一多个回射微球和在第二区域中的第二多个回射微球，所述第一区域位于所述标记的第一部分上方，所述第二区域位于所述标记的第二部分上方。所述第一多个回射微球和第二多个回射微球从所述粘结剂层突出，所述第一多个回射微球包含干回射微球，所述第二多个微球包含湿回射微球。在第一条件下，所述第一多个回射微球的亮度高于所述第二多个微球的亮度，而在第二条件下，所述第二多个回射微球的亮度高于所述第一多个回射微球的亮度。所述第一条件可包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，所述第二条件可包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。所述第一介质的折射率可介于1.00和1.20之间，所述第三介质的折射率可介于1. 25和1. 35之间。在另一个示例性实施例中，在第一条件下，所述标记的第一和第二部分是看得见的，在第二条件下，所述第一多个回射微球至少部分地隐藏所述标记的第一部分而所述标记的第二部分是看得见的，在第三条件下，所述标记的第一部分是看得见的而所述第二多个回射微球至少部分地隐藏所述标记的第二部分。所述第一条件可包括环境光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，所述第二条件可包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质，所述第三条件可包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第三介质。所述第一介质的折射率可介于1. 00和1. 20之间，所述第二介质的折射率可介于1. 00和1. 20之间，所述第三介质的折射率可介于1. 25和1. 35之间。所述第一多个回射微球可包含回射变色微球和/或一个或多个同心光学干涉层。在一个示例性实施例中，安全层合物可还包含粘合剂层，其中所述基材包含第一主表面和与所述第一主表面相背的第二主表面，且其中所述透明粘结剂层在所述基材的第一主表面上而所述粘合剂层在所述基材的第二主表面上。在另一个示例性实施例中，本发明的安全层合物包含透明粘结剂层和多个回射微球，所述多个回射微球包含干回射微球和湿回射微球。所述多个回射微球从粘结剂层突出并位于安全层合物的一个区域中，且所述多个回射微球中的至少一部分包含一个或多个完整同心光学干涉层。在第一条件下，所述安全层合物区域呈现一种颜色，而在第二条件下，所述安全层合物区域呈现不同的颜色。所述第一条件可包括回射光和与所述多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，所述第二条件可包括回射光和与所述多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。所述第一介质的折射率可介于1. 00和1. 20之间，所述第二介质的折射率可介于1. 25和1. 35之间。所述干回射微球可包含回射变色微球。所述安全层合物可用来鉴定附加了所述安全层合物的物品的真伪。本发明提供了一种鉴定制品真伪的方法，所述方法包括以下步骤提供安全层合物，所述安全层合物包含其上具有标记的基材、透明粘结剂层、在第一区域中的第一多个干回射微球和在第二区域中的第二多个湿回射微球，所述第一区域位于所述标记的第一部分上方，所述第二区域位于所述标记的第二部分上方。所述第一多个干回射微球和所述第二多个湿回射微球从所述粘结剂层突出。所述方法还包括以下步骤暴露所述安全层合物于第一条件并在所述第一条件下观察所述安全层合物以确定标记的第一部分和标记的第二部分的可见性，暴露所述安全层合物于第二条件并在所述第二条件下观察所述安全层合物以确定标记的第一部分和标记的第二部分的可见性，暴露所述安全层合物于第三条件并在所述第三条件下观察所述安全层合物以确定标记的第一部分和标记的第二部分的可见性，和如果在所述第一条件下，标记的第一部分和标记的第二部分是看得见的，在所述第二条件下，所述第一多个回射微球至少部分地隐藏标记的第一部分而标记的第二部分是看得见的，且在所述第三条件下，标记的第一部分是看得见的而所述第二多个回射微球至少部分地隐藏标记的第二部分，则鉴定制品为真。在一种示例性方法中，所述第一条件包括环境光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，所述第二条件包括回射光和与所述第一多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质，所述第三条件包括回射光和与所述第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。所述第一介质的折射率可介于1. 00和1. 20之间，所述第二介质的折射率可介于1. 00和1. 20之间，所述第三介质的折射率可介于1. 25和1. 35之间。鉴定制品真伪的另一示例性方法包括以下步骤提供安全层合物，所述安全层合物包含透明粘结剂层和具有多个回射微球的区域，所述多个回射微球包含干回射微球和湿回射微球。所述多个回射微球从粘结剂层突出，且所述多个回射微球中的至少一部分包含一个或多个同心光学干涉层。所述方法还包括以下步骤暴露所述安全层合物于第一条件并在所述第一条件下观察所述具有多个回射微球的区域的颜色，暴露所述安全层合物于第二条件并在所述第二条件下观察所述具有多个回射微球的区域的颜色，如果在第一条件下，所述安全层合物区域呈现一种颜色，而在第二条件下，所述安全层合物区域呈现不同的颜色，则鉴定制品为真。所述第一条件可包括回射光和与所述第一多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，所述第二条件可包括回射光和与所述第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。所述第一介质的折射率可介于1. OO和1. 20之间，所述第二介质的折射率可介于1. 25和1. 35之间。根据本发明鉴定制品真伪的另一方法包括以下步骤提供安全层合物，所述安全层合物包含透明粘结剂层、在第一区域中的第一多个干回射微球和在第二区域中的第二多个湿回射微球。所述多个回射微球从所述粘结剂层突出。所述方法还包括以下步骤暴露所述安全层合物于第一条件并在所述第一条件下观察所述第一区域和第二区域的亮度，暴露所述安全层合物于第二条件并在所述第二条件下观察所述第一区域和第二区域的亮度，如果在第一条件下，所述第一多个回射微球的亮度高于所述第二多个微球的亮度，而在第二条件下，所述第二多个回射微球的亮度高于所述第一多个回射微球的亮度，则鉴定制品为真。所述第一条件可包括回射光和与所述第一多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，所述第二条件可包括回射光和与所述第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。所述第一介质的折射率可介于1. 00和1. 20之间，所述第二介质的折射率可介于1. 25和1. 35之间。说明书和权利要求书中使用了某些可能需要一些解释的术语。“显见安全特征结构”是指容易为肉眼所看得见的特征结构。这样的特征结构可包括全息图和其他衍射光变图像、压印图像和色移膜。“隐蔽安全特征结构”是指仅在某些条件下例如在一定的波长、偏振光或回射光下检测时可见的特征结构如图像。“安全层合物”是指可结合至有价文件或有价物品使得可用所述安全层合物评估所述有价文件或有价物品的真实性的材料。安全层合物与粘合剂的组合可被称为安全标签。除非另外指明，否则“折射率”是指与钠黄d线相对应的589. 3nm的波长以及20°C的温度下的折射率。术语“折射率”与其缩写“RI “在本文中可互换使用。“回射模式”是指照明和观察的特定几何学，其包括使制品受到光束的照射，并从基本上相同的方向(例如照明方向的5度、4度、3度、2度或I度内)观察被照明的制品。“回射模式”可描述其中人们观察制品的几何学或其中仪器测量制品反射率的几何学。“回射亮度”是指物体或全体物体(例如回射元件或全体回射元件，或例如包含一种或多种回射元件的制品)以(或几乎以)其射来的方向返回入射光的效率。回射亮度与相对于入射在对象上的光的强度，从对象回射的光的强度有关。“同心光学干涉层”或“光学干涉层”是指半透明或透明的涂层，其围绕并直接邻近珠粒的基本整个表面(即不仅表面的选定部分，例如仅背表面)或围绕并直接邻近另一内部同心光学干涉层的外表面，所述同心光学干涉层可具有基本均一的厚度。“区域”是指表面上的空间的粗略边界部分。“回射变色”是指制品或区或其区域在回射模式下观察时呈现出与所述制品或区或区域在漫射或环境照明下观察时不同的颜色的能力。本发明的上述发明内容并不旨在描述本发明的每个公开的实施例或每种实施方式。以下附图和具体实施方式
更具体地举例说明了示例性实施例。


本发明将参照附图得到进一步的阐明，其中在此数个视图中的类似结构由类似数字指代，并且其中图1为适合用于本发明中的回射微球的一个实施例的剖视图；图2为适合用于本发明中的回射微球的一个实施例的剖视图，所述回射微球具有两个完整同心光学干涉层；图3a_3c提供了根据本发明的安全层合物的示例性实施例的剖视图；图4a_4c提供了根据本发明的一个示例性安全层合物在不同条件下的顶视图；图5a_5c提供了根据本发明的安全层合物的示例性实施例的剖视图；和图6a_6c提供了根据本发明的一个示例性安全层合物在不同条件下的顶视图。
具体实施例方式许多国家具有护照办公室，其向申请者颁发护照簿。通常，护照包含多页，护照簿内的一页印有关于特定申请者的个性化信息，例如其照片、全名、国籍、出生日期等以及某些护照识别信息如机器可读区或条码。在所述信息被印上后，一些护照办公室会在所印信息上方施加安全层合物以帮助识别和鉴定护照的真伪。此安全层合物还可有助于指示所述信息已在后来被篡改。该层合过程常常需要特殊的设备并使用热和压力来使安全膜层合到印有所述信息的护照页。此类安全膜的一个实例可从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company, St. Paul, Minnesota)以3MConfirm Security Laminate (3M Conf irm 安全层合物)商购获得。该安全膜包含当用3MRetroviewer (3M回射观察器)观察时可见的隐蔽图像,3M Retroviewer (3M回射观察器)包括聚焦光，其有助于识别和鉴定有效护照的真伪。此外，如果伪造者试图改变层合的安全膜3M Confirm 下所印的信息，该膜将很可能被损坏，从而可能破坏隐蔽图像并因此指示已发生篡改。也可使用安全层合物和安全标签来验证有价物品的真实性。安全层合物可有助于指示物品是否已被篡改或物品是否是伪造的。可将安全层合物或安全标签施加到任何合适的有价物品，如果安全层合物或安全标签不提供预期的显见或隐蔽安全特征结构的话，则可怀疑该有价物品的真实性。在防范有价文件和有价物品的伪造、涂改、复制和仿制中，安全特征结构如回射图案可能尤其有用，尤其是当回射图案提供隐蔽安全特征结构时。许多回射安全层合物会提供图像，例如回射图案，所述图像在回射照明下比层合物的非回射部分亮很多。使用准直光工具如可得自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company, St.Paul, Minnesota)的3M Retroviewer (3M回射观察器),此类图像的识别可立即鉴定层合物为真，而不存在所述图像或者存在的是改变了的图像将指示层合物被篡改或伪造。隐藏力和对比度常常被看作回射安全制品中的显著特征结构。隐藏力为当在回射照明下观察时隐藏下面的标记的能力。回射微球隐藏标记的能力与回射微球在特定条件下呈现的回射亮度有关。位于回射微球下面的标记可能因微球的回射亮度而部分或完全不可读，在这种情况下我们说标记被隐藏。在层合物的部分上具有回射微球区域的层合物将呈现对比度，使得当在回射光下观察所述层合物时，来自含回射微球的区域的反射比来自层合物的非回射区域的反射显著更亮。含不同类型的回射微球的层合物也可呈现对比度，其中所述不同类型的回射微球在不同的观察条件下不同地反射光。差的隐藏力可使得鉴定困难，如果数据干扰例如回射图案和背景或如果本文所述的切换效应难以观察的话。差的对比度，例如低的回射强度或相对于背景的低色差，指回射图案不那么可分辨，其可使得鉴定更困难。根据本发明的安全层合物或安全标签可与任何合适的制品一起使用。例如，根据本发明的安全层合物和标签可与包装在例如纸板箱或容器、瓶、挤压管、LDPE和HDPE容器以及聚合物袋中的药品、化学产品和电气附件一起使用。安全层合物和标签还可与例如汽车部件和包装、印刷部件如墨盒、色带、印刷机和印刷机部件、或计算机和计算机附件、移动电话和个人设备一起使用。包含个性化数据的有价文件和制品也可用根据本发明的安全层合物或安全标签来防护。此类物品可包括驾驶执照、护照、牌照、保险单据以及其他证明、安全文件或有价文件。 带有珠粒的构造的回射亮度可在很大程度上取决于珠粒的折射率和入射在珠粒上的光所来自于的介质。当珠粒被暴露于干条件(例如，空气)下时，光学原理预测具有镜面反射器的微球的最佳折射率为约1. 9至1. 93。但当微球表面被水覆盖时，预测最佳折射率要高得多(2. 55至2. 65)。因此，通过使用折射率为约1. 9和折射率为约2. 55至2. 65的其上涂覆有镜面反射器的微球，在干和湿条件二者下均可取得回射。本发明提供了一种安全层合物，其具有防范伪造、涂改、复制和仿制的特征结构。在第一个实施例中，安全层合物具有透明粘结剂层、在第一区域中的第一多个回射微球和在第二区域中的第二多个回射微球。所述第一多个回射微球和所述第二多个回射微球可例如分别包含干回射微球和湿回射微球。所述第一多个回射微球和所述第二多个回射微球不同地影响入射光并因此在不同的条件下在观察者看来不同，这将在下面结合图4a到4c描述。因此，根据本发明的安全层合物具有“切换效应”，这可由观察者观察到以鉴定所述安全层合物所附连于的制品的真伪。在第一个示例性实施例中，当在特定的条件下第一多个回射微球隐藏所述第一多个回射微球下面的标记、同时第二多个回射微球下面的标记可保持看得见而在不同的条件下该效应被切换时，观察到安全层合物所提供的切换效应。也就是说，在所述不同的条件下，第二多个回射微球将隐藏所述第二多个回射微球下面的标记、同时第一多个回射微球下面的标记保持看得见。在第二个示例性实施例中，在特定的条件下，第一多个回射微球的亮度高于第二多个回射微球的亮度。在不同的条件下，所述第二多个回射微球的亮度高于所述第一多个回射微球的亮度。观察者可通过观察该切换效应来鉴定本发明的附加了安全层合物的制品的真伪，所述切换效应在当第一多个回射微球从例如至少部分地隐藏所述第一多个微球下面的标记切换或从例如高回射亮度向低或无回射亮度切换时发生。在第二个示例性实施例中，本发明提供了一种安全层合物，其具有透明粘结剂层和多个回射微球，所述多个回射微球包含位于安全层合物的相同区域中的干回射微球和湿回射微球。所述多个回射微球中的至少一部分可包含一个或多个同心光学干涉层。具有多个这样的回射微球的安全层合物区域在不同的条件下呈现不同的颜色，这将在本文中结合图6a到6c描述。因此，所述安全层合物区域因在第一条件下对观察者呈现一种颜色或透明、在第二条件下对观察者呈现不同的颜色而具有切换效应。观察者可通过观察本文所述的切换效应来鉴定所述安全层合物所附连于的制品的真伪。图1提供了回射微球100的一个示意性实施例，该回射微球100可与本发明的安全层合物一起使用。回射微球100包含基本球形的透明珠粒110。光在具有不同折射率的材料、例如折射率差异为至少0.1的材料之间的界面处反射。透明珠粒110与回射微球从之突出的介质之间足够的折射率差异可在第一界面116处产生反射。入射光130在图1中不意为定向于回射微球100。一部分入射光130可在第一界面116处反射。进入透明珠粒110中并通过折射聚焦到透明珠粒110的相对侧的部分入射光130产生回射。折射光135在透明珠粒110的后部遭遇第一界面116, —些折射光135可作为反射光140向回射微球100的前部反射回去，在这里，其最终作为回射光150以与入射光130基本反平行的方向从回射微球出来。一部分入射光可不以所述方式反射，而是完全通过透明珠粒110 (未示出)。另一部分入射光可从回射微球的前部表面反射而从不进入透明珠粒中(未示出)。根据本发明的安全层合物可包含具有一个或多个同心光学干涉层的回射微球。图2提供了具有两个同心光学干涉层的回射微球的一个示例性实施例，该回射微球可被结合在本发明的安全层合物中。回射微球200包含透明珠粒210，透明珠粒210为基本球形并在其上具有第一同心光学干涉层212。透明珠粒210与第一同心光学干涉层212在第一界面216处接触。第二同心光学干涉层222覆盖在第一同心光学干涉层212上面。第二同心光学干涉层222具有与第一同心光学干涉层212的外表面或最外表面接触形成第二界面226的内表面，以及形成回射微球200的最外表面并提供第三界面224的外表面。在一个示例性实施例中，第一同心光学干涉层212和第二同心光学干涉层222在透明珠粒210的表面上基本均匀。光在具有不同折射率的材料、例如折射率差异为至少0.1的材料之间的界面处反射。透明珠粒210与第一同心光学干涉层212之间足够的折射率差异可在第一界面216处产生第一反射。类似地，第一同心光学干涉层212与第二同心光学干涉层222之间足够的折射率差异可在第二界面226处产生第二反射。第二同心光学干涉层222与和所述第二同心光学干涉层222接触的任何介质如气体、液体、固体或真空之间足够的折射率差异可在回射微球200的第三界面224处产生第三反射。入射光束230在图2中示意为定向于回射微球200。入射光230大量透射通过第二同心光学干涉层222和第一同心光学干涉层212并进入透明珠粒210中。一部分入射光230可在第三界面224或第二界面226或第一界面216处反射。进入透明珠粒210中并通过折射聚焦到透明珠粒210的相对侧的部分入射光230产生回射。折射光235在透明珠粒210的后部遭遇第一界面216，一些折射光235作为反射光240反射向回射微球200的前部，在这里，其最终作为回射光250以与入射光230基本反平行的方向从回射微球出来。类似地，另一部分聚焦光通过第一同心光学干涉层212并在第二界面226处作为反射光242被反射回。反射光242最终作为回射光252以与入射光230基本反平行的方向从回射微球200出来。再一部分聚焦光通过同心光学干涉层212和222 二者并在第三界面224处作为反射光244被反射回。第二同心光学干涉层222的外表面与回射微球200所设置于其中的介质如气体、液体、固体或真空形成第三界面224。反射光244最终作为回射光254以与入射光230基本反平行的方向从回射微球200出来。一部分入射光不以所述方式反射，而是完全通过同心涂覆的珠粒(未示出)。另一部分入射光从回射微球的前部表面反射而从不进入透明珠粒中(未示出)。反射光240、242、244以及继而回射光250、252、254之间的干涉可引起回射光的强度或颜色的变化。多个回射微球如回射微球200可提供亮的回射，包括高回射系数和/或回射变色性质，其增强制品的外观或提供所需的隐蔽颜色、设计、讯息等。可通过用不同材料的同心光学干涉层212和222制造回射微球200并选择这些材料的厚度和折射率，使得上述回射光250、252、254有利地互相干涉来获得所需的干涉效应。在一些实施例中，通过合适地选择同心光学干涉层212和222的材料、厚度和折射率，回射微球200可提供比来自例如未涂覆珠粒的回射光更亮(例如，以更高回射系数的形式)的回射光250、252、254。反射光240、242、244以及继而回射光250、252、254之间的相长干涉将引起回射光(例如可见回射光)的亮度或强度的增大。在一些实施例中，当两个光学干涉层为二氧化硅和二氧化钛的交替层并且其中透明珠粒包含测得的直径为约30 μ m至约90 μ m的玻璃珠粒时，可以优化这些层的涂层厚度以提供最高的回射性。在这样的实施例中，当回射元件作为单层被部分地嵌入丙烯酸酯粘合剂中时，厚度在约85至115nm之间(通常为约IlOnm)的二氧化娃的第一同心光学干涉层212以及厚度在约45nm至125nm之间(通常为约60nm)的二氧化钛的第二同心光学干涉层222提供显著增强的回射系数(Ra)。光在材料之间的界面处的反射取决于两种材料的折射率差。用于透明珠粒和光学干涉层的材料可以选自如本文所述的多种材料中的任何者。可选择所述材料以例如在透明珠粒210和第一同心光学干涉层212之间、第一同心光学干涉层212和第二同心光学干涉层222之间、以及第二同心光学干涉层222和回射微球200所暴露于的介质之间提供足够的折射率差异。每个这些差异应至少为约O.1。在一些实施例中，每个这些相邻层之间的差异应至少为约O. 2。在其他实施例中，所述差异为至少约O. 3，还在其他的实施例中，所述差异为至少约O. 5。第一同心光学干涉层212的折射率可高于或低于透明珠粒210的折射率。在一些实施例中，折射率的选择以及所用材料的相应选择由接触回射微球200的暴露表面以形成第三界面224 的介质决定。透明珠粒210、第一同心光学干涉层212、第二同心光学干涉层222、与回射微球200接触的粘结剂层以及与回射微球200的暴露表面接触的介质的折射率有利地选择为，控制回射元件的光焦度以及来自界面216、226和224的反射的强度。完整地、同心地涂覆的回射微球的暴露表面与空气接触，后表面被折射率为约1.55的介质(如聚合物粘结剂)所围绕，并且被白光照明，反射光的适光加权净强度由回射光进入和离开回射元件时回射光的反平行光线的一系列透射和反射事件决定，就此而言，反射光的适光加权净强度可随一个或多个涂层厚度而异。术语“反射光的适光加权净强度”是指在回射元件上的入射光部分透射到回射元件中、在回射元件的后面被部分反射、在离开回射元件时反平行于入射光方向部分透射之后保留的用发光度函数加权的白光强度的相对比率，这只说明了由界面反射和干涉效应引起的强度损失。当选择给定材料的单个干涉薄层(例如折射率1. 93的透明珠粒上的二氧化硅)而在两个反射界面中的每一个处导致一定的折射率差异时，反射光的适光加权净强度可根据涂层的厚度而有系数为至少约6的差别。折射率1. 93的透明珠粒上由两个涂层(例如无定形二氧化硅和二氧化钛的两个涂层)所创建的三个界面所产生的反射光的适光加权净强度可根据两个同心涂层的确切厚度而有系数为至少12的差别。对于涂层和厚度的一些选择，反射光的适光加权净强度可相对于未涂覆的回射元件降低。在一些实施例中，可选择透明珠粒210的折射率以在当与回射微球200的暴露表面接触的介质为空气时适合使用。在一些实施例中，当所述介质为空气时，透明珠粒210的折射率选择为介于约1. 65和2. 10之间。在其他实施例中，透明珠粒的折射率选择为介于约
1.7和约2. O之间。在其他实施例中，透明珠粒的折射率选择为介于1. 8和1. 95之间。在还其他的实施例中，透明珠粒的折射率选择为介于1. 9和1. 94之间。在选择合适的透明珠粒210后，可首先对透明珠粒涂覆以较低折射率的材料，例如折射率介于1. 40和1. 70之间的材料，以形成第一同心光学干涉层212，然后涂覆以高折射率材料，例如折射率介于2. 00和2. 60之间的材料，以形成第二同心光学干涉层222。为提供在湿条件下具有高回射性的回射元件，回射微球200的透明珠粒210可选择为具有通常介于约2. O和约2. 6之间的折射率。在其他实施例中，透明珠粒的折射率选择为介于2. 3和2. 6之间。在还其他的实施例中，透明珠粒的折射率选择为介于2. 4和2. 55之间。首先对透明珠粒210涂覆以较低折射率的材料，例如折射率介于1. 40和1. 90之间的材料，以形成第一同心光学干涉层212，然后涂覆以较高折射率的材料，例如折射率介于
2.00和2. 6之间的材料，以提供第二同心光学干涉层222。本发明的安全层合物可包含具有零个、一个、不止一个或其中的任何合适组合的完整同心光学干涉层的回射微球。支承一个或不止一个完整同心光学干涉层的微球可产生回射颜色。用于同心光学干涉层的合适材料和涂层包括能够部分地反射入射可见光、同时还允许至少一部分入射光透射通过材料以使得如本文所述的回射性现象可以发生的那些材料和结构。在一些实施例中，使 用无机材料来提供透明涂层，所述透明涂层往往能够制得亮的、高回射性的制品。包括在前述无机材料中的有无机氧化物如折射率为例如大约2. 2-2. 7的TiO2、折射率为例如大约1. 4-1. 5的SiO2和折射率为例如大约2. 2的无机硫化物如ZnS。具有相对高的折射率的其它合适的材料包括CdS、Ce02、Zr02、Bi203、ZnSe、W03、Pb0、Zn0、Ta205以及本领域技术人员已知的其它材料适合用于本发明中的其他低折射率材料包括A1203、B2O3> A1F3^ MgO、CaF2, CeF3、LiF、MgF2和Na3AIF6以及本领域技术人员已知的其他材料。现在看图3a，根据本发明的安全层合物300的一个示例性实施例包含在第一区域中的第一多个回射微球310、在第二区域中的第二多个回射微球320和透明粘结剂层330。安全层合物300可被附连到例如有价文件并可布置在个性化数据、识别数据或其他标记上方。除上述那些元件和特性外，如图3b中所示，根据本发明的另一示例性安全层合物300还包含其上具有标记350的基材340。基材340可由任何合适的材料制成或包含任何合适的材料，所述材料包括例如纸、聚合物涂覆纸或聚对苯二甲酸乙二醇酯或它们的任意组合。标记350可包含第一部分351和第二部分352。第一多个回射微球310在位于标记的第一部分351上方的第一区域中，第二多个回射微球320在位于标记的第二部分352上方的第二区域中。或者，与单个标记的两个不同部分相反，标记351和标记352可看作是两个单独的或离散的标记。
标记350可为或可包含字词、数字、符号、图像等(例如个性化数据、识别数据或其他数据)的任意组合。第一部分351和第二部分352可例如在视觉上不同。或者，第一部分351和第二部分352可由对第一和第二多个回射微球的相对位置表不。S卩，在一个不例性实施例中，标记的第一部分351为第一多个回射微球310下面的标记部分，标记的第二部分352为第二多个回射微球320下面的标记部分。在另一个示例性实施例中，除上述那些元件和特性外，如图3c中所示，根据本发明的安全层合物300还包含粘合剂层360和隔离衬片370。基材340包含第一主表面341和与第一主表面341相背的第二主表面342。透明粘结剂层330在基材的第一主表面341上，粘合剂层360在基材340的第二主表面342上。第一多个回射微球310和第二多个回射微球320可从透明粘结剂层330突出。在一个示例性实施例中，回射微球半嵌入在透明粘结剂层中。在其他示例性实施例中，回射微球可多半为粘结剂层所围绕、多半从粘结剂层突出、同等地为粘结剂层所围绕和从粘结剂层突出、或它们的任意组合。透明粘结剂层330可包含任何合适的材料或由任何合适的材料制成，所述任何合适的材料为例如可UV固化的材料或可热固化的材料。在一个示例性实施例中，粘结剂层是透明、不散射光且不反射的，并可为例如透光的无色聚合物。透明、不散射光且不反射的粘结剂层允许光通过，使得在适宜的条件下可观察粘结剂层下面的层。基本着色的、不透明的或以其他方式抑制光通过粘结剂层的粘结剂层将阻止观察例如下面的层上的个性化数据。

在一个例性实施例中，第一多个回射微球310包含在干条件(例如在其下暴露的回射微球不接触液体的条件)下可呈现回射性质的干回射微球。干回射微球可为包含折射率介于大约1. 65和2.1之间的透明珠粒的那些微球。在一个不例性实施例中，干回射微球包含折射率介于大约1. 90和1. 95之间的透明珠粒。透明珠粒可被涂覆以一个或多个同心光学干涉层。在一个示例性实施例中，可例如首先对透明珠粒涂覆以折射率介于大约1. 4至1. 7之间的材料，随后涂覆以折射率介于大约2. O至2. 6之间的材料。在一个示例性实施例中，第二多个回射微球320包含在湿条件下，例如当暴露的回射微球接触液体时呈现回射性质的回射微球，所述液体如水或可例如从明尼苏达州圣保罗的 3M 公司(3M Company, St. Paul, Minnesota)商购获得的 Fluorinert ElectronicLiquid FC_43(电子氟化液FC-43)。在一个示例性实施例中，湿回射微球包含折射率介于大约2. 3和2. 6之间的透明珠粒。可例如首先对透明珠粒涂覆以折射率介于大约1. 4至1. 9之间的材料，随后涂覆以折射率介于大约2. O至2. 6之间的材料。在本发明的安全层合物的第一个实施例中，第一多个回射微球310在第一区域430中，第二多个回射微球320在第二区域440中。如图4a中所示，第一和第二区域430和440形成安全层合物的表面上的空间的粗略边界部分。第一区域可包含至少具有仅干回射微球的部分，第二区域可包含至少具有仅湿回射微球的部分。第一区域中干回射微球和第二区域中湿回射微球的排布适宜提供可通过观察切换效应来鉴定待确定的有价文件的真伪的安全层合物。即，在特定的条件下，干回射微球可与湿回射微球不同地影响入射光，从而使得安全层合物在不同的条件下在观察者看来不同。图4a到4c示意了安全层合物400在三种条件下呈现的切换效应。在特定的条件下，第一多个回射微球410的亮度高于第二多个回射微球420的亮度。在不同的条件下，第二多个回射微球420的亮度高于第一多个回射微球410的亮度。本质上，当在特定的条件下由于其对入射光的作用而使得第一多个回射微球呈现高于第二多个回射微球的亮度，并在不同的条件下由于其对入射光的作用而切换为呈现低于第二多个回射微球的亮度时，观察者观察到切换效应。所述切换效应至少部分地隐藏多个回射微球和粘结剂层下面的层，例如具有标记的基材。由于此部分隐藏效应，观察者将不能观察例如多个回射微球下面的基材上的标记。在第一条件下(图4a)，标记的第一部分451和标记的第二部分452是看得见的。在第二条件下(图4b)，第一区域430中的第一多个回射微球410至少部分地隐藏标记的第一部分451而标记的第二部分452是看得见的。在第三条件下(图4c)，第二区域440中的第二多个回射微球420至少部分地隐藏标记的第二部分452而标记的第一部分451是看得见的。在一个实施例中，第一条件可包括环境光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质。第一介质可为空气或例如折射率介于1. 00和1. 20之间的任何其他合适的介质。当在环境照明或漫射照明下观察时，第一区域430和第二区域440中的第一和第二多个回射微球分别将看起来基本透明。因此，回射微球和粘结剂层下面的层是看得见的。例如，标记的第一部分451和标记的第二部分452是看得见的。第二条件可包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。第二介质可为空气或例如折射率介于1. 00和1. 20之间的任何其他合适的介质。当在回射模式下观察时，第一多个回射微球410的回射亮度高于第二多个回射微球的回射亮度。由于回射亮度，第一多个回射微球410至少部分地隐藏标记的第一部分451而标记的第二部分452是看得见的。即，当在回射模式下观察安全层合物400时，由于第一多个回射微球410的回射亮度，标记的第一部分451被至少部分地隐藏而观察不到。由于与第一和第二多个回射微球接触的第二介质的折射率，第二多个回射微球呈现低于第一多个回射微球410的回射亮度。因此，标记的第二部分452保持看得见。第三条件可包括回射光和具有指定折射率的第三介质490。第三介质可为水、可得自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company, St. Paul, Minnesota)的FluorinertElectronic Liquid FC-43 (电子氟化液FC-43)或折射率介于1. 25和1. 35之间的任何其他合适的介质。当在回射模式下观察时，第二多个回射微球420的回射亮度高于第一多个回射微球的回射亮度。由于回射亮度，第二多个回射微球420至少部分地隐藏标记的第二部分452，而标记的第一部分451是看得见的。即，当在回射模式下观察安全层合物400时，由于第二多个回射微球420的回射亮度，标记的第二部分452被至少部分地隐藏而观察不至丨J。由于与第一和第二多个回射微球接触的第三介质490的折射率，第一多个回射微球呈现低于第二多个回射微球420的回射亮度。因此，第一多个回射微球410看起来基本透明，故标记的第一部分451保持看得见。为获得本文所述的效应，第一和第二多个回射微球二者优选完全与介质接触。干回射微球可仅在干条件下呈现回射性质，而湿回射微球可仅在湿条件下呈现回射性质。回射亮度的不同水平对于观察者来说最明显，当第一和第二多个回射微球二者接触相同的介质时，本发明的安全层合物将非常有利于鉴定附加了安全层合物的有价文件的真实性。可通过观察本文所述的切换效应来确定附加了根据本发明的安全层合物的，例如有价文件或有价物品的真实性。
在一种示例性方法中，可通过提供如本文所述的安全层合物来鉴定制品的真伪，其中第一多个回射微球在位于标记的第一部分上方的第一区域中，第二多个回射微球在位于标记的第二部分上方的第二区域中。在暴露所述安全层合物于特定的条件之后观察标记的第一部分和标记的第二部分的可见性。例如，一种根据本发明的鉴定制品真伪的方法包括暴露安全层合物于第一条件并在所述第一条件下观察所述安全层合物以确定标记的第一部分和标记的第二部分的可见性，暴露安全层合物于第二条件并在所述第二条件下观察所述安全层合物以确定标记的第一部分和标记的第二部分的可见性，和暴露安全层合物于第三条件并在所述第三条件下观察所述安全层合物以确定标记的第一部分和标记的第二部分的可见性。如果在第一条件下，标记的第一部分和标记的第二部分是看得见的，在第二条件下，第一多个回射微球至少部分地隐藏标记的第一部分而标记的第二部分是看得见的，且在第三条件下，标记的第一部分是看得见的而第二多个回射微球至少部分地隐藏标记的第二部分，则可鉴定制品为真。在一个不例性实施例中，第一条件包括环境光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，第二条件包括回射光和与所述第一多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质，第三条件包括回射光和与所述第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第三介质。第一介质可为空气或例如折射率介于1. 00和1. 20之间的任何其他合适的介质。第二介质可为空气或例如折射率介于1. 00和1. 20之间的任何其他合适的介质。第三介质可为水、可得自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany, St.Paul, Minnesota)的 Fluorinert Electronic Liquid FC-43 (电子氟化液 FC-43)或折射率介于1. 25和1. 35之间的任何其他合适的介质。在根据本发明的鉴定制品真伪的另一方法中，提供了一种安全层合物，例如图3a中所示意的安全层合物。该安全层合物不包含其上具有标记的基材。除上述步骤外，鉴定物品真伪的方法还包括附连所述安全层合物于有价文件上的个性化数据、识别数据或其他标记上方，使得第一区域中的第一多个微球位于标记的第一部分上方而第二区域中的第二多个微球位于标记的第二部分上方。然后可使所述安全层合物暴露于不同的条件，并观察标记的第一部分和标记的第二部分的可见性。如果观察到如本文所述的切换效应，则可确定制品的真实性。在根据本发明的鉴定制品真伪的另一示例性方法中，可通过在特定的条件下观察第一多个回射微球和第二多个回射微球的相对亮度来鉴定制品的真伪。可通过提供如本文所述的安全层合物来鉴定制品的真伪，其中第一多个回射微球在第一区域中，第二多个回射微球在第二区域中。在暴露所述安全层合物于特定的条件之后观察标记的第一部分和标记的第二部分的相对亮度。例如，一种根据本发明的鉴定制品真伪的方法包括暴露安全层合物于第一条件并在所述第一条件下观察所述第一区域和第二区域的亮度，和暴露安全层合物于第二条件并在所述第二条件下观察所述第一区域和第二区域的亮度。如果在第一条件下，第一区域的亮度高于第二区域的亮度，而在第二条件下，第二区域的亮度高于第一区域的亮度，则可鉴定制品为真。在一个示例性实施例中，第一条件包括回射光和与所述第一多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，第二条件可包括回射光和与所述第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。第一介质可为空气或例如折射率介于1. 00和1. 20之间的任何其他合适的介质。第二介质可为水、可得自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company, St.Paul, Minnesota)的 Fluorinert Electronic Liquid FC-43 (电子氟化液 FC-43)或折射率介于1. 25和1. 35之间的任何其他合适的介质。在本文所述的鉴定制品真伪的所有方法中，第一、第二和第三条件均是示例性的且不必以指定的顺序发生。当发生所述切换效应时，可鉴定制品为真，且切换效应发生的顺序由回射微球的特性以及第一、第二和第三条件决定。现在看图5a，根据本发明的一个示例性安全层合物500包含透明粘结剂层530和多个回射微球510。所述多个回射微球510包含干回射微球511和湿回射微球512。除上述那些元件和特性外，如图5b中所示，根据本发明的另一示例性安全层合物500还包含其上具有标记550的基材540。在又一个示例性实施例中，除上述那些元件和特性外，如图5c中所示，根据本发明的安全层合物500还包含粘合剂层560和隔离衬片570。基材540包含第一主表面541和与第一主表面541相背的第二主表面542。透明粘结剂层530在基材的第一主表面541上，粘合剂层560在基材的第二主表面542上。所述多个回射微球位于安全层合物的一个区域中。例如，所述多个微球可位于安全层合物的基材上的识别数据、个性化数据或其他数据上方，或者当附连于有价文件时所述多个微球可位于此类数据上方。一种示例性安全层合物中所述多个回射微球510中的至少一部分包含一个或多个完整同心光学干涉层。由于存在所述一个或多个完整同心光学干涉层，反射光和回射光例如图2中的反射光240、242和244以及继而图2中的回射光250、252和254之间的干涉可引起回射光的强度或颜色的变化。一个区域中混合排布的干回射微球和湿回射微球的存在使得当在不同的条件下观察安全层合物的该区域时将产生切换效应，如图6a到6c所示。例如，在特定的条件下，具有多个回射微球的安全层合物区域660呈现一种颜色640。在不同的条件下，具有多个回射微球的安全层合物区域660呈现不同的颜色650。颜色640和650可包括白色或无色的回射光，如本文所述。第一条件可包括环境光和与所述多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质。第一介质可为空气或例如折射率介于1. 00和1. 20之间的任何其他合适的介质。当在环境照明或漫射照明下观察时，区域660中的多个回射微球将看起来基本透明。因此，回射微球和粘结剂层下面的层是看得见的。例如，标记620是看得见的。第二条件可包括回射光和与所述多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。第二介质可为空气或例如折射率介于1. 00和1. 20之间的任何其他合适的介质。当在回射模式下观察时，由于干回射微球对入射光的作用，所述多个回射微球610中包含的干回射微球呈现一个亮度。因此，具有多个回射微球的区域660可呈现一个亮度。当干回射微球包含回射变色微球和例如包含一个或多个同心光学干涉层时，区域660将呈现一种颜色640。通过选择完整光学干涉层材料和特性，可获得一系列颜色，如本文所述。由于该亮度，所述多个回射微球610可部分地隐藏微球下面的层，例如具有标记的层。在本文所述的第二条件下，所述多个回射微球610中包含的湿回射微球几乎不或不呈现亮度而保持基本透明。区域660所呈现的颜色和亮度基本归因于干回射微球对入射到所述多个回射微球610上的光的作用。第三条件可包括回射光和具有指定折射率的第三介质690。第三介质690可为水、可得自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company, St. Paul, Minnesota)的FluorinertElectronic Liquid FC-43 (电子氟化液FC-43)或折射率介于1. 25和1. 35之间的任何其他合适的介质。当在回射模式下观察时，由于湿回射微球对入射光的作用，所述多个回射微球610中包含的湿回射微球呈现一个亮度。因此，具有多个回射微球的区域660可呈现一个亮度。当湿回射微球包含回射变色微球和例如包含一个或多个完整同心光学干涉层时，区域660将呈现一种颜色650。由于该亮度,所述多个回射微球610可部分地隐藏微球下面的层，例如具有标记的层。在本文所述的示例性第三条件下，所述多个回射微球610中包含的干回射微球几乎不或不呈现亮度而保持基本透明。区域660所呈现的颜色和亮度基本归因于湿回射微球对入射到所述多个回射微球610上的光的作用。在特定的条件下，第一多个回射微球和/或第二多个回射微球可看起来无色。当由光学扫描器进行的色坐标测量在4800K和7500K之间的黑体辐射曲线的O. 01内时，回射微球可看起来无色，其中黑体辐射曲线在大约4800K和7500K之间通过白点。所述多个回射微球可以任何合适的排布包含任何合适比率的干回射微球和湿回射微球。在一个示例性实施例中，所述多个回射微球610包含均匀比例的干和湿回射微球，且所述干和湿回射微球基本均匀地分布在安全层合物600的区域660上。在另一个示例性实施例中，所述多个微球中可包含较高比例的湿回射微球。较高比例的湿回射微球可使得切换效应更易于为观察者所观察到。可通过观察本文所述的颜色切换效应来确定根据本发明的安全层合物所附连于的例如有价文件的真实性。可通过在特定的条件下观察具有多个回射微球的区域所呈现的颜色来鉴定制品的真伪。在一种示例性方法中，可通过提供如本文所述的安全层合物来鉴定制品的真伪，其中所述安全层合物上提供了一个具有多个回射微球的区域，所述多个回射微球包含干回射微球和湿回射微球。在暴露所述安全层合物于特定的条件之后观察具有多个回射微球的区域的颜色。例如，一种根据本发明的鉴定制品真伪的方法包括暴露安全层合物于第一条件并在所述第一条件下观察具有多个回射微球的区域的颜色，和暴露安全层合物于第二条件并在所述第二条件下观察具有多个回射微球的区域的颜色。如果在第一条件下，所述安全层合物区域呈现一种颜色，而在第二条件下，所述安全层合物区域呈现不同的颜色，则可鉴定制品为真。在一个示例性实施例中，第一条件包括回射光和与所述第一多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，第二条件可包括回射光和与所述第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。第一介质可为空气或例如折射率介于1. 00和1. 20之间的任何其他合适的介质。第二介质可为水、可得自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company, St.Paul, Minnesota)的 Fluorinert Electronic Liquid FC-43 (电子氟化液 FC-43)或折射率介于1. 25和1. 35之间的任何其他合适的介质。在本文所述的安全层合物或鉴定制品真伪的方法的所有实施例中，在特定的条件下观察切换效应的能力随回射微球的回射亮度的增大而提高。回射微球隐藏例如位于微球下面的标记的能力也随回射亮度的增大而提高。可选择回射微球或者一个或多个完整同心光学干涉层的材料、厚度和折射率以提供更高的回射亮度。具有一个或多个完整同心光学干涉层的回射微球通常呈现高于未涂覆微球的回射亮度。来自微球的反射光(例如图2中的反射光240、240和242)以及继而图2中的回射光250、252和254之间的相长干涉将引起回射光的亮度或强度的增大。在一些实施例中，可优化完整同心光学干涉层的涂层厚度以提供最大回射性。例如，一个示例性实施例可包含二氧化硅、二氧化钛和二氧化硅的三个交替光学干涉层。微球可为直径介于大约30 μ m和90 μ m之间、折射率介于大约1. 90和1. 95之间的玻璃珠粒。在该实施例中，第一光学干涉层可为厚度介于大约95nm和120nm之间的二氧化硅，第二光学干涉层可为厚度介于大约45nm和SOnm之间的二氧化钛，第三光学干涉层可为厚度介于大约70nm和115nm之间的二氧化娃。回射微球的构造可影响回射微球是否具有回射变色效应。例如，在折射率为大约1.9的透明珠粒上包含两个完整同心光学干涉层的回射微球在回射模式下观察时可产生明显的颜色，其中第一完整同心光学干涉层为厚度大约IlOnm的二氧化硅、第二完整同心光学干涉层为厚度介于大约IOOnm和215nm之间的二氧化钛。如果氧化钛层小于IOOnm,则观察到很少或观察不到颜色。应当理解，除前述构造外，其他回射微球材料和构造也将提供颜色或增强的回射亮度。除本文所述的其他实施例外，所有这样的实施例也都适于包含在根据本发明的安全层合物内。颜色的存在可增大对比度，使得本文所述的切换效应更明显并因此便于鉴定制品的真伪。观察根据本发明的安全层合物的距离可影响观察本文所述的回射亮度和颜色的能力。在一个示例性实施例中，本文所述的回射亮度和颜色在距离安全层合物大约4-6英寸的距离处最好地观察到。在显著更大的距离处，例如在若干英尺的距离处，例如安全层合物的回射亮度或本文所述的隐藏效应将看起来不那么明显。易于观察本文所述的回射亮度和相关切换效应的能力与入射到安全层合物上的光的准直性有关。如果安全层合物用高度准直光照明并在接近照明角度的角度下观察，则本文所述的回射效应可更易于被观察到并可在更远的距离处观察到。除根据本发明的安全层合物的各个特征结构的上述有益效果外，本发明的安全层合物还提供常规的安全层合物未予考虑的若干有益效果。安全层合物具有切换效应，所述切换效应可用来鉴定有价文件和其他制品的真伪。当向安全层合物施加水或其他合适的介质并在回射模式下观察时 ，所述切换效应可能明显。安全层合物所附连于的制品的安全性通过隐蔽的切换效应的存在以及水或其他合适的液体的施加得到增强。施加水来鉴定有价文件的真伪可能导致文件的损坏，例如具有纸或多层基材的文件。因此，具有结合使用水或其他合适液体的安全特征结构的安全层合物将是潜在的伪造者所不知道的。本发明的安全层合物可提供具有明确的使用寿命的低成本安全层合物。所述安全层合物提供低成本的真伪鉴定工具以防止有价文件或有价物品的伪造、涂改、复制或仿制，所述工具可适合单用途或多用途应用。如果在鉴定过程中未观察到适宜的切换效应，安全层合物的篡改可很明显。将参照下面的详细实例进一步描述本发明的操作。这些实例提供成进一步说明各种具体的和优选的实施例和技术。然而，应当理解，在本发明范围内可进行许多变化和修改。所有实例采用下面的程序。在实例中，标识为“3M”的所有物品均可得自明尼苏达州圣保罗的 3M 公司(3M Company, St. Paul, MN)。程序1:回射珠粒的制备
通过使用常压化学气相沉积法(APCVD)沉积金属氧化物(二氧化钛或二氧化硅)涂层于透明珠粒芯上来形成具有多个完整同心光学干涉层的回射元件。关于珠粒涂覆方法的具体情况与W009/105142中所公开的方法一致，其公开内容以引用方式并入本文。通过重复用于具有先前沉积的涂层的回射微球(珠粒)样品的程序来沉积多个涂层。程序2 :回射亮度测暈测定自珠粒的层回射的光的亮度(回射系数(Ra))。通过向胶带上喷洒珠粒制备均勻的珠粒单层。通过用手挤压和部分嵌入珠粒于透明胶带(3M Scotch375Clear Tape)的粘合剂中，并使珠粒侧朝上地将该胶带置于一张具有暗(黑色)背景的纸张的顶部，来制备样品构造。珠粒通常嵌入为使得平均略小于50%的微球直径被嵌入胶带的粘合剂中。根据ASTM标准E809-94a (2008年I月I日)的程序B中确立的程序测定回射系数(单位为Cd/m2/lux)，测量在-4. O度的入射角和O. 2度的观察角下进行。在“干”条件下的回射亮度测量以样品暴露于环境空气来进行。在“湿”条件下的回射亮度测量通过在样品上施加一层液体使得珠粒完全被该液体所覆盖来进行。对于“湿”条件，使用不同的液体来比较折射率的作用。使用了折射率为1. 33的水和折射率为1. 29的3M Fluorinert Electronic LiquidFC-43 (3M电子氟化液FC-43)。实例 1-3 实例1-3的制备中使用的珠粒芯在本文中称为A型珠粒芯，其为透明的玻璃珠粒，折射率为约1. 93，平均直径为约60 μ m,近似组成为42. 5%重量的Ti02、29. 4重量％的BaO、
14.9重量%的SiO2,8. 5重量%的Na20,3. 3重量%的B2O3和1. 4重量%的K2O0实例2-3根据程序I制备并包含多个同心干涉层。涂层材料、涂层厚度和亮度测量汇总在表I中。名为“涂层构造”的列指示珠粒芯上是否有涂层以及在有涂层时透明珠粒芯上完整同心光学干涉层的顺序。制备样品构造并根据程序2测量亮度。表I
权利要求
1.一种安全层合物，所述安全层合物包含 透明粘结剂层； 在第一区域中的第一多个回射微球；和 在第二区域中的第二多个回射微球； 其中所述第一多个回射微球和所述第二多个回射微球从所述粘结剂层突出，所述第一多个回射微球包含干回射微球，所述第二多个微球包含湿回射微球。
2.根据权利要求1所述的安全层合物，其中在第一条件下，所述第一多个回射微球的亮度高于所述第二多个微球的亮度，且其中在第二条件下，所述第二多个回射微球的亮度高于所述第一多个回射微球的亮度。
3.根据权利要求2所述的安全层合物，其中所述第一条件包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，且其中所述第二条件包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。
4.根据权利要求3所述的安全层合物，其中所述第一介质的折射率介于1.OO和1. 20之间，所述第二介质的折射率介于1. 25和1. 35之间。
5.根据权利要求1所述的安全层合物，其中所述第一多个回射微球包含回射变色微球。
6.根据权利要求1所述的安全层合物，其中所述第一多个微球包含一个或多个同心光学干涉层。
7.根据权利要求1所述的安全层合物，所述安全层合物还包含其上具有标记的基材，所述标记位于所述第一多个回射微球和第二多个回射微球的下面。
8.根据权利要求1所述的安全层合物，其中所述安全层合物用来鉴定附加了所述安全层合物的物品的真伪。
9.一种安全层合物，所述安全层合物包含 其上具有标记的基材； 透明粘结剂层； 位于所述标记的第一部分上方的第一区域中的第一多个回射微球； 和 位于所述标记的第二部分上方的第二区域中的第二多个回射微球； 其中所述第一多个回射微球和所述第二多个回射微球从所述粘结剂层突出，且其中所述第一多个回射微球包含干回射微球，所述第二多个微球包含湿回射微球。
10.根据权利要求9所述的安全层合物，其中在第一条件下，所述第一多个回射微球的亮度高于所述第二多个微球的亮度，且其中在第二条件下，所述第二多个回射微球的亮度高于所述第一多个回射微球的亮度。
11.根据权利要求10所述的安全层合物，其中所述第一条件包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，且其中所述第二条件包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。
12.根据权利要求11所述的安全层合物，其中所述第一介质的折射率介于1.00和1. 20之间，所述第三介质的折射率介于1. 25和1. 35之间。
13.根据权利要求9所述的安全层合物，其中在第一条件下，所述标记的所述第一和第二部分是看得见的，其中在第二条件下，所述第一多个回射微球至少部分地隐藏所述标记的所述第一部分而所述标记的所述第二部分是看得见的，且其中在第三条件下，所述标记的所述第一部分是看得见的而所述第二多个回射微球至少部分地隐藏所述标记的所述第二部分。
14.根据权利要求13所述的安全层合物，其中所述第一条件包括环境光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，其中所述第二条件包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质，且其中所述第三条件包括回射光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第三介质。
15.根据权利要求14所述的安全层合物，其中所述第一介质的折射率介于1.OO和1. 20之间，所述第二介质的折射率介于1. 00和1. 20之间，所述第三介质的折射率介于1. 25和1. 35之间。
16.根据权利要求9所述的安全层合物，其中所述第一多个回射微球包含回射变色微球。
17.根据权利要求9所述的安全层合物，其中所述第一多个回射微球包含一个或多个同心光学干涉层。
18.根据权利要求9所述的安全层合物，所述安全层合物还包含粘合剂层，其中所述基材包含第一主表面和与所述第一主表面相背的第二主表面，且其中所述透明粘结剂层在所述基材的所述第一主表面上，而所述粘合剂层在所述基材的所述第二主表面上。
19.一种安全层合物，所述安全层合物包含 透明粘结剂层；和 多个回射微球，所述多个回射微球包含干回射微球和湿回射微球； 其中所述多个回射微球从所述粘结剂层突出并位于所述安全层合物的一个区域中，所述多个回射微球中的至少一部分包含一个或多个完整同心光学干涉层，且其中在第一条件下，所述安全层合物的所述区域呈现一种颜色，而在第二条件下，所述安全层合物的所述区域呈现不同的颜色。
20.根据权利要求19所述的安全层合物，其中所述第一条件包括回射光和与所述多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，且其中所述第二条件包括回射光和与所述多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。
21.根据权利要求20所述的安全层合物，其中所述第一介质的折射率介于1.00和1.20之间，所述第二介质的折射率介于1. 25和1. 35之间。
22.根据权利要求19所述的安全层合物，其中所述干回射微球包含回射变色微球。
23.根据权利要求19所述的安全层合物，其中所述安全层合物用来鉴定附加了所述安全层合物的物品的真伪。
24.一种鉴定制品真伪的方法，所述方法包括以下步骤 提供安全层合物，所述安全层合物包含 其上具有标记的基材； 透明粘结剂层； 在位于所述标记的第一部分上方的第一区域中的第一多个干回射微球；和 在位于所述标记的第二部分上方的第二区域中的第二多个湿回射微球；其中所述第一多个干回射微球和所述第二多个湿回射微球从所述粘结剂层突出； 暴露所述安全层合物于第一条件并在所述第一条件下观察所述安全层合物，以确定所述标记的所述第一部分和所述标记的所述第二部分的可见性； 暴露所述安全层合物于第二条件并在所述第二条件下观察所述安全层合物，以确定所述标记的所述第一部分和所述标记的所述第二部分的可见性； 暴露所述安全层合物于第三条件并在所述第三条件下观察所述安全层合物，以确定所述标记的所述第一部分和所述标记的所述第二部分的可见性；并且如果 在所述第一条件下，所述标记的所述第一部分和所述标记的所述第二部分是看得见的， 在所述第二条件下，所述第一多个回射微球至少部分地隐藏所述标记的所述第一部分而所述标记的所述第二部分是看得见的，且 在所述第三条件下，所述标记的所述第一部分是看得见的而所述第二多个回射微球至少部分地隐藏所述标记的所述第二部分，则鉴定所述制品为真。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一条件包括环境光和与所述第一和第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，所述第二条件包括回射光和与所述第一多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质，所述第三条件包括回射光和与所述第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述第一介质的折射率介于1.OO和1. 20之间，所述第二介质的折射率介于1. 00和1. 20之间，所述第三介质的折射率介于1. 25和1. 35之间。
27.一种鉴定制品真伪的方法，所述方法包括以下步骤 提供安全层合物，所述安全层合物包含 透明粘结剂层；和 具有多个回射微球的区域，所述多个回射微球包含干回射微球和湿回射微球； 其中所述多个回射微球从所述粘结剂层突出，且其中所述多个回射微球中的至少一部分包含一个或多个同心光学干涉层； 暴露所述安全层合物于第一条件并在所述第一条件下观察所述具有多个回射微球的区域的颜色； 暴露所述安全层合物于第二条件并在所述第二条件下观察所述具有多个回射微球的区域的颜色；并且如果 在第一条件下，所述安全层合物区域呈现一种颜色，而 在第二条件下，所述安全层合物区域呈现不同的颜色，则鉴定所述制品为真。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述第一条件包括回射光和与所述第一多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，所述第二条件包括回射光和与所述第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述第一介质的折射率介于1.00和1. 20之间，所述第二介质的折射率介于1. 25和1. 35之间。
30.一种鉴定制品真伪的方法，所述方法包括以下步骤 提供安全层合物，所述安全层合物包含 透明粘结剂层；和 在第一区域中的第一多个干回射微球；和 在第二区域中的第二多个湿回射微球； 其中所述多个回射微球从所述粘结剂层突出； 暴露所述安全层合物于第一条件并在所述第一条件下观察所述第一区域和第二区域的亮度； 暴露所述安全层合物于第二条件并在所述第二条件下观察所述第一区域和第二区域的売度；并且 如果 在第一条件下，所述第一多个回射微球的亮度高于所述第二多个微球的亮度，而 在第二条件下，所述第二多个回射微球的亮度高于所述第一多个回射微球的亮度，则鉴定所述制品为真。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述第一条件包括回射光和与所述第一多个回射微球接触、具有指定折射率的第一介质，所述第二条件包括回射光和与所述第二多个回射微球接触、具有指定折射率的第二介质。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述第一介质的折射率介于1.00和1. 20之间，所述第二介质的折射率介于1. 25和1. 35之间。
全文摘要
本发明公开了一种用于鉴定制品真伪的安全层合物和一种用于鉴定制品真伪的方法。所述安全层合物包含透明粘结剂层和回射微球，使得所述安全层合物在暴露于特定条件下时具有隐蔽的切换效应。
文档编号B42D15/10GK103068585SQ201180039728
公开日2013年4月24日 申请日期2011年8月17日 优先权日2010年8月31日
发明者维韦克·克里希南, 高拉夫·马尼克, 加金德拉·拉奥 申请人:3M创新有限公司