专利名称：一种由全息图和变色油墨形成的安全器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及在物品表面形成标签，其通过在物品上印刷光学可变油墨并通过例如热压印将例如全息图的图案化结构粘附地粘合在该光学可变油墨上形成标签。
背景技术：
安全标签也被称为光学安全器件，被用于保护各种物品免受伪造。这些物品包括纸质文件，钞票，商品，包装等。通常，安全标签被粘附地粘合或被热压印在一个物品或包装的表面。
安全标签的一种是可显示压印的或蚀刻的表面浮雕图案效果的光学结构，这些表面浮雕图案例如全息图或衍射光栅，和具有例如文字数字特征，条形码，或图画或图示设计的图案，和在这种图案周围区域中的其它光学效果。这种结构在Argoitia等人的2006年4月13日公开的美国专利申请20060077496中被描述。
安全标签的另一种也被称为色度图(chromagram)，其包括具有图案化或窗口化基底的光学结构，该图案化或窗口化基底具有由该图案化或窗口化基底支撑的或支撑该图案化或窗口化基底的具有特殊效果的涂层或层。色度图的各种设计在该发明人的专利和专利申请中已知，并且其用于提高产品的安全性和美学效果。
所使用的术语“图案化”层是指在平面的或在其中具有表面浮雕图案的基底上以形成所需要的“图案”或设计的方式施加反射或非反射，不透明或半透明层。通过非限制性的例子，该图案化反射层可以以文字，数字，条形码和/或图画或图示设计的形式形成。
Phillips等人的美国专利6,987,590公开了一种包括可透光基底的光学器件，该基底具有以全息图的形式施加在其上的表面浮雕图案。在这种光学器件的制作中，反射材料的图案化层被施加到该表面浮雕图案部分上以形成文字数字特征，条形码，或图画或图示设计。光学主动涂层(optically active coating)作为油墨或涂料被沉积或施加到该反射材料的图案化层和该表面浮雕图案的暴露部分上，以在该表面浮雕图案的暴露部分提供所需要的光学效果。在一些实施例中，该光学主动涂层是变色薄膜，或包含变色薄片。任意地，该光学主动涂层的材料与该可透光基底相匹配以光学地擦除没有被该反射材料涂覆的该表面浮雕图案部分的表面浮雕图案效果。这个前述专利申请提供一种光学结构，其具有可透光基底，在所述基底上形成了表面浮雕图案；反射材料的图案化层，其被施加在该可透光基底的该表面浮雕图案部分上，以使一些表面浮雕图案部分被该反射材料涂覆，并且该表面浮雕图案的其它部分被暴露。该结构还具有光学主动涂层，该涂层在该图案化层和该表面浮雕图案的暴露部分的下面。这种结构是色度图的一种。
另一种色度图型结构在Phillips等人的美国专利申请20050128543中被描述。在这个公开的专利申请中，图案化基底具有人可观察的窗口化区域，该基底用光学可变涂层或光学可变油墨涂覆，光学可变涂层或光学可变油墨可以通过该窗口被观察。对于所有的目的和意图，所有在此或在下面描述的参考文件通过参考被引用在此。
光学可变(OV)涂层被认为是提供光学可变效果的涂层，该光学可变效果例如随着入射光角度或观察角度的改变而产生的可观察的变色。例如，该光学涂层可以是多层光学干涉薄膜例如吸收体-电介质-反射体的三层光学叠加，或者是低折射率和高折射率的折射电介质层的交互层(alternating layer)。此外，该光学涂层可以由多个分散在例如变色油墨中的聚合物介质的多层光学干涉薄片形成。OV涂层的另一个例子是具有分散在其中的反射薄片的带颜色的介质。但是，这种类型的涂层是不变色的。它的可变效果随着带颜色的介质的颜色的明和暗的颜色而显示。
前述的色度图结合了全息图和光学可变涂层的安全特征用于增强保护。然而，先进的安全特征增加了被保护物品的复杂性和费用。因此，需要提供一种用安全标签来保护物品的简单和经济的方法，该方法比现有的色度图的使用更简单并更经济，而且提供了相同的先进的安全特征。
提供包括色度图的全息的和光学可变效果的安全器件，根据制造的方法可以被分为两组。一组包括由光学可变涂层涂覆全息结构所形成的器件，例如，在聚合物涂层上的薄膜叠加或变色薄片。第二组的器件具有带有在其中或其上形成的全息图的第一基底，该第一基底优选的通过热压印粘附地粘合在具有在其上形成的OV涂层的第二基底上。
热压印的应用，并且特别的是，一种光学涂层或基底与另一种光学涂层或基底的热压印是已知的。例如，带有图象，标识语或其它标记的被涂覆的基底被热压印在奖券，护照，钞票，驾驶执照，扑克牌，和各种其它的物品和基底上是已知的。
热压印在Phillips等人的美国专利5,002,312，美国专利5,059,245，美国专利5,135,812，美国专利5,171,363，美国专利5,186,787，美国专利5,279,657和美国专利7005178中被描述或提到。一种商业上可获得的用于将图象热压印到基底上的机器是由Malahide设计和制造有限公司生产的Malahide E4-PK型。这种类型的机器在因特网www.hotstamping.com上有显示和说明。简单地说，在热压印过程中，模具被安装在加热的图版上，该图版被压在热压印箔片的负载辊上以使该箔片粘附在物品或基底上。
这两组的器件在例如由Phillips等人的WO0153113申请和Holmes等人的美国专利7,054,042中被公开。
WO0153113公开了多种安全物品，该安全物品由将光学涂层结构显示到凸出的基底上的层压激光形成，其中该层压的物品包括变色箔片或油墨，其可以作为在全息图象下面的背景。美国专利7,054,042公开了光学退耦器件，其包括用光学透明粘合剂层压到包括反射层的预先制作的薄膜反射结构上的浮雕结构，一个或多个电介质层，和半透明金属层。
传统的，当安全器件的任意类型被使用在保护有价值的物品例如文件，钞票，或任何其它物品时，该器件通过外部粘附层被粘附地连接在该物品上。因此，第二组器件具有两个粘附层用于连接该全息结构到OV结构的内部粘附层和用于连接该最终器件到该物品上的外部粘附层。
本发明的一个目的是通过减少两个粘附层的一个和两个基底的一个来减少保护物品的成本，同时使得第二组的安全器件提供相同的安全特征。本发明的再一个目的是通过利用比第一或第二类型器件简单的安全标签使得这种安全特征作为具有结合有全息和变色效果的图象。本发明的又一个目的是通过减少施加外部粘附层的步骤来简化保护物品的方法，并在该物品的表面形成安全标签。
来自于第二组的安全器件，通过施加例如全息图的OV涂层到衍射结构，并且随后粘附地连接到物品上而预先制作，该安全器件仅仅在该全息图区域上具有OV涂层。然而，其它的安全特征可以由例如钞票的物品表面的OV油墨图案提供，其它的安全特征延伸超出该全息图标签的边界以使该油墨设计从钞票的一个部分向另一个部分延伸。例如，在变色油墨中印刷在钞票上的人图象，仅仅人的头部在外表上是全息的。该头部是全息图被压印的位置。这种排列将难于利用以OV油墨涂覆的预先制作的全息图来制作；它需要在两步法中使用OV油墨——对全息图使用和对物品使用，并需要对这两个图象的精确标记。本发明的一个目的是提供一种用于在物品上形成安全标签的方法，其中OV图案延伸超出了由该标签上形成的衍射图案。本发明的又一个目的是提供具有在其上形成的安全标签的物品的制作方法，其中在物品上的OV图案和安全标签上的OV背景在一个步骤中形成。
与标签的独立制作和连接到物品上有关的可能的安全性破坏与从真实文件到伪造文件转移标签或其错误地连接所获得的安全标签到伪造产品上有关。这种问题可以通过利用安全基底来消除，其中特殊光学效果由物品本身的基底提供而不是由连接在基底上的标签提供。安全基底的一个例子可以从Caporaletti等人的美国专利6,686,027中发现，其公开了一种带有固定变色安全线的塑料基底。
同时提供较高水平的防伪保护，特别是，例如美国专利6,686,027中公开的基底由于全部物品-尺寸基底不得不在真空照相机(vacuum camera)中制作而具有比小安全标签明显更高的制作成本。制作这种基底的方法带来另一种限制，即基底的材料在美国专利6,686,027中被限制为聚合体。
本发明的一个目的是提供一种对制作基底材料没有限制的经济有效的安全基底。特别地，本发明的一个目的是提供用于钞票或纸质文件的纸质基底。
现有技术已知的是印刷在纸质文件上的特殊的油墨可以作为安全特征。特殊油墨的一种特殊种类是光学可变(OV)油墨，其根据观察角度的变化其提供光学效果。例如，Mehta的美国专利7,029,525教导了以水性变色油墨印刷的纸质文件。
同时OV油墨的应用是方便和经济的，但通过其本身仅仅提供中等水平的安全性。因此，本发明结合了由OV油墨和衍射结构提供的安全特征。
此外，通过直接印刷OV油墨到钞票上，该油墨受力进入该钞票纤维并且钞票因为油墨的渗透可以通过分析方法被观察出而变得更加安全。由于热压印粘附在钞票纤维和OV涂层之间发生，所以这种渗透不会与用OV油墨预先制作的全息图一起发生。本发明的另一个目的是允许两个独立的安全特征在独立的位置被制作并随后在被保护的产品制作时连接在一起。由于预先制作了安全标签，从而提供了例如具有OV涂层的全息图的其它的安全性，其可以在运输中被查获，从而保护物品的安全。
各种类型的衍射结构可以在形成根据本发明的安全标签中被使用。去金属化的图案化全息图或与变色涂层一起的窗口化全息图允许光入射到全息图上以到达下面的变色涂层，从而产生衍射和变色光学效果的协同作用。
反射材料的图案化层可以在该全息基底的预定部分被施加以形成文字数字特征，条形码，图示或图画设计。例如铝的高反射材料被沉积在全息基底的表面并在该基底的预定部分被蚀刻。由于去金属化，该基底的金属被蚀刻的该区域，变得基本透明并且此处的该全息效果变得几乎不可见。与之相反，该基底的该反射金属以不同的预定形状被留在表面上的部分，保持可见的全息特性。
本发明的另一个目的是通过利用去金属化或窗口化的全息图通过粘附层光学连接到下面的OV涂层提供衍射和OV效果的协同作用。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种在物品上形成标签的方法，该方法包括用光学可变油墨涂覆物品表面的步骤，并且其特征在于该方法包括用在该光学可变油墨上的可透光的粘合剂将图案化结构粘附到该物品上的步骤，其中该图案化结构允许光从其中透过，因此，当用光照射时该标签形成具有光学可变背景的图象。
根据本发明的另一个方面，提供一种本发明方法所使用的图案化结构，其是包括半透明反射层，高折射率层，和图案化反射层中的一种的衍射结构，由该标签形成的图象具有由衍射结构提供的全息效果和由该光学可变油墨提供的光学可变效果。
根据本发明的又一个方面，提供一种物品包括基底，施加在该基底上的光学可变油墨涂层，粘附地粘合在该基底的光学可变油墨涂层上的衍射结构，和用于将该衍射结构粘合到该基底上的粘合层。该物品的特征在于，该衍射结构包括反射层，以使当该物品用光照射时，光的第一部分被该反射层反射并且光的第二部分透过该反射层到达该光学可变油墨涂层，并且该光的第一和第二部分分别由该反射层和该光学可变油墨涂层反射后形成具有光学可变特征的镜象。
在本发明的一个实施例中，光学可变油墨首先被印刷在纸质文件的钞票上，随后通过热压印过程将该光学可变油墨层和具有窗口化的全息图的基底粘合在一起。
本发明的另一个方面，该光学可变油墨可以通过去金属化的全息图部分观察或两者可以在同时被观察到。
根据本发明，提供一种光学结构，其中去金属化的全息图被热压印到光学可变箔片上。
为进一步澄清本发明的上述和其它优点和特征，本发明的更加详细的说明将通过参考其特定的实施例被说明，这些实施例在所附的图中被示出。应该清楚的是，这些附图仅仅针对本发明的典型实施例描述，因此并不是对本发明范围的限制。通过使用所附的图，本发明的其它特征和细节将被描述并说明，其中 图1是根据本发明的一个实施例形成的色度图的剖视图。
图2是如图1所示的色度图中图案化结构的剖视图。
图3是在钞票上形成的色度图的剖视图。
图4是色度图的剖视图，其中该粘合剂包括隐蔽的薄片或低浓度光学可变薄片或光学可变磁性薄片。
图5是色度图的剖视图，其中光栅由高折射率材料层支撑或在其中形成。
图6是色度图的剖视图，其中去金属全息图由高折射率材料层支撑。
图7是形成如图6所示的色度图的示意性说明。
发明详述 根据本发明，安全标签或色度图通过在基底上印刷光学可变油墨并随后在其上粘附地粘合图案化结构在物品表面形成。
该光学可变油墨包括带有分散在其中的OV薄片的运载体介质。应该知道运载体介质可以是很多类型。例如可以是Mehta的美国专利7,029,525所公开的水性OV油墨，和Phillips等人的美国专利5,279,657所教导的基于聚合物的OV油墨。以举例的方式，该OV油墨运载体是基于丙烯酸或氨基甲酸乙酯的油墨。应该了解的是在其中带有OV薄片的较厚的运载体同样被称为OV涂料，其被认为是用于本申请目的的OV油墨类型。在一些实施例中，该运载体是带颜色的和/或包括磁性粒子的。
该OV薄片可以是例如Phillips的美国专利6,751,022和Argoitia等人的美国专利6,749,777所公开的变色薄片，例如Phillips的的美国专利6,818,299和Coulter等人的美国专利6,586,098所公开的反射薄片，磁性反射薄片或磁性变色薄片。
对于一些应用，该反射薄片优选的被使用在带颜色的介质中。同时，该变色薄片和反射薄片随着观察角度的变化提供光学效果。
该光学可变油墨可以被使用在例如平版印刷，柔性版印刷，凸版印刷，凹板印刷，照相凹版印刷，丝网印刷，墨水喷射印刷和静电印刷的各种印刷过程中。
根据本发明的教导，该OV油墨被直接施加到物品上，这意味着该物品表面可以被油墨，涂料或油漆涂覆，其可以被认为是物品的一部分。“直接施加到该物品上”具有与施加OV油墨到与该物品分离的基底上并随后粘合该涂覆油墨的基底到物品上相反的含义。“直接施加”意思是在OV涂层和由本发明的方法所保护或装饰的物品的基底之间没有设置其它的基底。
本发明的方法允许在各种物品上形成安全标签，所述物品包括大尺寸物品和由纸，塑料，金属等制作的物品。这与前述的在聚合物基底上形成安全标签并随后将该标签粘合在该物品的传统方法不同。
根据本发明，安全标签通过用粘合剂粘附地粘合图案化结构到OV油墨涂层上在物品表面形成，其中粘合剂可以是能量活化的粘合剂。
对于本申请的目的，该术语“能量活化的粘合剂”意思是需要用于固化的能量来源的粘合基底。该能量活化的粘合剂包括，但不限制在，热压印粘合剂，UV或电子束活化粘合剂，热塑性和热固性粘合剂，涂料性聚合体合成物，清漆，和着色合成物。通过举例的方式，粘合剂从下面的物质组成的组中选择聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸脂，聚酰胺，硝化纤维，醇酸树脂，聚乙烯醇，聚醋酸乙烯酯，和聚亚安酯。
活化该粘合剂的方法包括热压印，UV固化，加热，加压，或电子束。简而言之，在其中可能具有特殊粒子的能量活化的粘合剂，在下面被称为“粘合剂”。
该粘合剂可以被印刷进图案或全部涂覆在整个表面上。如果形成图案，由于该产品不能被物理地一次性移动，该产品变得更容易被改动。通过使用溶剂来溶解该粘合剂以尝试移动该器件，但由于溶剂同样会破坏该硬层/释放层，它就会反过来破坏该器件，使得改动变得明显。
优选的，该粘合剂被施加到该图案化结构上，然而根据本发明不同的实施例，该粘合剂可以在将两个表面粘合在一起之前被施加并固化在图案化结构或OV油墨中的一个，或两个上。
本申请所公开的方法利用了图案化结构，其中在本发明的一个实施例中包括在基底上的图案化涂层，其中该基底在用OV油墨印刷的物品表面上形成安全标签的过程中可任意地移动。
在其它的实施例中，图案化结构可以是各种传统的衍射结构的形式，包括例如衍射光栅的衍射图案，折射图案，例如二维和三维全息图象的全息图案，去金属化全息图，具有各种折射率的涂层，在其中或其上有折射薄片的可透光电介质涂层，KinegramR器件，PixelgramR器件，角反射器，零级衍射结构，moiré图案，和基于具有尺寸在大约0.1μm至大约10μm之间的微结构的光干涉图案。
在本发明的一个实施例中，该衍射结构在由例如聚氯乙烯或聚甲基丙烯酸酯的材料制作的浮雕树脂层上凸出。该浮雕层同样可以提供硬层/释放层的功能。该浮雕可以组成图案或连续的。
在本发明的另一个实施例中，该衍射结构包括在基底上形成的光栅，优选可透光或基本透明的基底，其可以由G型PET，聚碳酸酯，定向聚丙烯(OPP)，聚氯乙烯或其它适合的塑料材料制成。通过举例的方式，PET层具有6-25微米的厚度。
作为选择地，该图案化结构包括由凸出的金属粒子或光学叠加薄片形成的全息图案，其在Miekka等人的专利5,624,076和5,672,410中被公开。作为选择地，该凸出的粒子可以是金属电介质颜料。
任意地，对于改进的全息效果的可见性，前述结构具有在下面的某些形式的反射材料，或例如Al或其它金属的高反射金属，或由ZnS，TiO2，or ZrO2制作的高指数层。
在物品表面形成的安全标签被设计成从图案化结构的侧面可以被观察到，图案化结构具有可透光的区域，因此图案化结构下面的OV涂层提供的OV效果可见。
在本发明的一个实施例中，该衍射结构包括具有一个或多个可透光区域或窗口的图案化不透明层，以允许由光学可变涂层提供的光学效果通过所述窗口从该衍射结构的侧面观察在该器件时可见。优选的，该窗口化涂层是可反射的以对光学可变背景提供高反射全息图象。
现有技术的技术人员已知的是衍射结构下面的反射层可以通过去金属化组成图案。去金属化层可以由Al，Cu，Ni，和其它金属和金属合金制作，其可以通过去金属化组成图案。可以使用各种技术将金属层组成图案，例如在真空中的化学蚀刻或油溶，优选的在浮雕图象的位置处完成。
去金属化的方法允许制作复杂的，花边状图案和具有相对宽的窗口的图案。而例如金属围栏，较大尺寸窗口的花边状图案更加难于复制，通过举例的方式，至少1mm宽并优选至少5mm宽以允许更多的OV背景可见。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，用于形成安全标签的图案化结构是具有窗口化反射层的衍射结构。如图1所示的该结构是用粘合剂层62粘附地将衍射结构连接到物品24上的结果。该物品24具有运载体34的OV涂层，该运载体34具有悬浮于其中的OV薄片35，该运载体被施加在物品表面64上。衍射结构在基底12上形成，所述基底12可以是树脂/硬涂层并且在其上具有光栅14，该光栅部分地用与光栅14的部分相接触的高反射涂层16图案涂覆，以防止光从其中穿过。基底12任意地以保护性的可透光层28涂覆，所述的保护性的可透光层28具有印刷在其上的不透明标记19。优选的，光栅14在基底12上凸出并且以图案化的去金属化铝涂覆以形成高反射涂层16，并且随后利用透明的热压印粘合剂将该去金属的全息图热压印或热轧辊压到该物品24上并形成粘合剂层62。全息图的未被涂覆的部分是完全透光的。
优选的，反射层16是有窗口的，以使基底12在其上具有一个或多个凸出的并以反射材料涂覆的区域100，所述区域被如图2所示的区域17分开，其没有被铝涂覆并可以凸出或不凸出。
当图1所示的该结构从上面观察时，它提供具有窗口的高反射全息图象，其中显示了变色背景。该结合的光学效果通过印刷的标记被提高。
优选将反射层16形成图案，由于它更容易在全部区域上凸出，随后组成反射层图案，并随后施加光学匹配的粘合剂。作为选择，连续的反射涂层被转变到一个侧面；该获得的结构具有在非凸出区域的平面反射涂层，提供作为另外的光学效果的高反射镜像图象部分。
参考图3，本发明的另一个实施例中，物品或基底68是钞票或任意其它种类的安全文件。安全结构通过在作为背景颜色的物品68上印刷变色油墨形成，并且随后使用透明的热压印粘合剂在油墨上热压印一个全息图，以此形成粘合剂层62。优选的，该全息图是凸出在基底12上的由浮雕树脂制成的去金属全息图并由运载体板66支撑。
任意地，粘合剂层62包括其它粒子或薄片以改变变色油墨的颜色或作为隐蔽的安全特征。通过举例的方式，粘合剂层62可以包括例如Argoitia等人的美国专利申请20050037192中公开的荧光材料，隐蔽的色度，上频移磷光体(upshift phosphors)，象云母状的干涉薄片的干涉颜料，和非变色颜料或染料。该隐蔽的薄片可以在显微镜下观察，然而对于荧光和磷光体材料，需要UV或IR光的放射器件激活这些特征。因为基底12非常薄，优选的小于3微米，UV或IR光可以穿透粘合剂层62中的粒子。在图3中，可释放层，树脂层和硬层以一个层12示出以提供三层中的每一层的功能。在其它实施例中，层12由单独层的任意组合取代用于压纹的树脂层，用于从运载体板66释放去金属全息图的释放层，和用于转移器件的耐久性的硬层。
本发明的另一个实施例如图4所示，隐蔽的薄片45不能用裸眼观察，薄片45被混合在如前面实施例中将两个结构粘合在一起的热压印粘合剂40中。隐蔽薄片的例子包括，但并不限于，由通过参考在此引入的美国专利申请公开号2006/0035080所教导的咒文(charms)或标记，由美国专利申请公开号20060035080中所公开的成型的颜料，磁性薄片，荧光颜料，被激活形成可见光的标准UV，或被激活形成可见光的专门的反斯托克斯(anti-Stokes)材料UV。
这些隐蔽的薄片可以作为鉴定的一种方式。如果例如在显微镜下或被IR激活后该隐蔽的薄片提供了光学效果和通过这种结构显示的全息效果，虽然缺少A1涂层处的窗口，隐蔽的薄片45可以在变色背景上可见。在另一个实施例中，光学可变薄片以低浓度被加入到粘合剂40中，以使OV箔片颜色在从上面观察时可改变。
如图4所示的结构，当从上面观察时，该结构提供由光栅14形成的高反射全息图象和在该窗口中可见的变色背景。隐蔽的薄片45在UV或IR光中或在显微镜下可见。该隐蔽的薄片在变色背景上的窗口内显现。如果基底64是透明的或透光的，那么通过基底64，人可以观察到具有微弱的反射全息图的变色，此处例如铝的反射材料存在于反射层16内并且在没有反射材料的反射层16处标记19。
在如图5所示的本发明的一个实施例中，该衍射结构包括可透光的全息图，其由在可透光的硬层/树脂层70上凸出的浮雕图案14形成，并且高折射率层50被设置在粘合层62和凸出的浮雕图案14之间用于防止粘合剂层62和树脂层70的折射率匹配。高折射率层50由具有小于1.65的折射率的材料制作，通过举例的方式，该高折射率层可以由ZnS，TiO2，ZrO2等制作。
当形成安全标签时，由具有光栅14的树脂层70制作的衍射结构被涂覆有高指数涂层和粘合剂，该衍射结构被连接到具有例如变色油墨的OV油墨涂层的物品24上。任意地，该衍射结构可以在可移动基底上形成，或者树脂层/硬涂层70可以作为用于衍射结构的基底。优选的，该衍射结构通过热压印被连接到物品上，并且该粘合剂是干燥的热压印粘合剂。
在操作中，当根据本实施例形成的安全标签被光照射时，光的一部分在区分出的树脂层70和高折射率层50的表面被反射，并形成全息的非OV图象。光的另一部分穿透高折射率层50和粘合剂层62到达OV涂层，并携带来自OV涂层的变色效果和全息图象反射回到树脂层70的上表面。因此，该安全标签提供结合有光学可变效果和衍射结构的变色全息图象，其中可见的效果通过从光学可变油墨反射的光和从衍射结构衍射的光的相互作用产生。
在本发明的另一个实施例中，该衍射结构包括取代图5中的高折射率层50的半透明反射层。由这个实施例所提供的光学效果与前面描述的图5中的实施例的效果十分相似并且包括高指数层。
在如图6所示的本发明的另一个实施例中，衍射结构包括由硬层/树脂层70，图案化反射层16，和高折射率材料层50支撑或在其中形成的光栅14。安全标签通过热压印这种衍射结构到涂覆有OV油墨的物品24上形成。例如在印制的钞票的物品表面的形成这种安全标签的过程在图7中示意性的示出。
如图6所示，当从上面观察时，这个结构提供具有结合的光学效果的图象。该图象的一部分是由从不透明的反射层16反射的光形成的镜面全息图象。图象的这个部分由变色镜面全息图象补偿，该变色镜面全息图象通过从反射层16具有窗口的区域反射的光形成，以使该图象的相应的部分通过从光学可变油墨反射的光和从具有高指数层的衍射结构衍射的光的相互作用产生，并显示出由衍射结构和OV涂层两者提供的光学效果。
与图6所示的结构相似的但没有高折射率涂层的结构中，反射层16中具有窗口的区域，显示出十分弱的全息效果或没有全息效果。如果粘合剂层62与树脂层70的折射率完全匹配，随后就看不到全息效果。该全息效果是否能被看到主要依赖该全息图的非铝化部分下面的涂层和该粘合剂的指数匹配度。对于折射率的实部(real part)而言如果折射率差别至少是0.2，那么可以看到某些全息效果。折射率差别越大，看到的全息图会越清楚。通过举例的方式，在n＝1.5的基底和n＝2.3的高指数涂层之间的0.8的折射率差别提供明亮的透明的全息图。
参看图5和图6，高折射率涂层50具有不小于1.65的折射率。这种高指数透明层的例子包括TiO2或ZnS。
在前面描述的实施例中，其中衍射结构包括半透明的反射层或高折射率层，通过该标签形成的该全息图象至少部分是变色全息图象。该全息图象的变色部分通过从衍射结构衍射的光和从光学可变油墨反射的光的相互作用产生，从而该图象的这个部分显示全息和光学可变效果的协同作用。由衍射光和薄膜干涉光的相互作用产生的颜色可以增加或减少衍射的颜色，衍射的颜色导致了随着观察角度的独特的光谱。
在本发明的另一个实施例，可选择的，使用热压印，UV活化粘合剂将两个结构粘合在一起。通过举例的方式，物品或基底以变色油墨和该油墨上粘合剂印刷，以将其与包括去金属全息图的压片连接在一起；该粘合剂随后通过用UV光或电子束照射该压片来固化，其中该压片具有透明的或至少是UV光可透过的基底。克服由涂覆在全息图上的反射金属引起的阻挡UV光的方法是使用图案化或窗口化的反射层，其中涂覆有金属的区域十分窄，估计小于2微米，以使UV光通过在某个角度下入射可以固化该粘合剂。另一种方法是使用电子束固化。可选择地，半透明反射层或高指数层可以允许某些UV光通过该粘合层。
在本发明的一个实施例中，粘合层被组成图案，以使该图案化结构具有不被粘合到物品或基底的光学可变涂层上的区域。
在本发明的另一个实施例中，粘合剂和OV油墨被印刷在物品表面的不同区域，并且图案化结构用粘合剂粘合到物品上以在OV涂层周围形成画面或部分画面。
在本发明的一个实施例中，器件通过在可透光基底上涂覆OV油墨并随后优选的通过热压印粘附地粘合到衍射结构上形成，其中该衍射结构是反射层下面的全息图，以使两者可以反射光并且允许光可透过以在该OV涂层和该全息图之间提供光学耦合。优选的，该OV油墨是印刷在基底上的变色油墨，该粘合方法是热压印，并且该反射层是通过去金属组成图案的铝。可选择的，该反射层是半透明金属层，或高指数电介质涂层。该基底可以是不透明的或透明的。
一种可透光的基底，优选的由PET制成，提供从两侧观察的器件，如果光学可变涂层是可透光的，该基底是有优势的，例如由可透光OV油墨形成的，例如具有包括不透明法布里-珀罗(Fabry Perot)滤波器的低密度光学可变薄片，或基于全介质透明的光学可变薄片，或在Phillips等人的美国专利5,278,590中公开的包括吸收体-间隔体-吸收体薄片的油墨。当通过OV油墨涂覆的基底观察这种结构时，全息的和光学可变效果的重合是可见的，例如，人可以看到在铝存在的位置有微弱的反射的全息图的变色。事实上，最初全息图的彩虹颜色已经被OV结构所改变，从而一些颜色被加重，另一些颜色被减少。当这种结构从该衍射结构的侧面观察时，人可以看到高反射全息图象，该高反射全息图象具有在涂覆全息图的反射层的窗口中可见的变色背景。这种结构特别适合用在使用透明塑料基底的钞票上，该基底可以从两个侧面观察。
在本发明的另一个实施例中，光学可变箔片包括被热压印，或由另一种方法粘附地粘合到去金属化全息图上的OV油墨涂层。可选择地，该全息图可以使用前面描述的半透明的反射层，图案化或非图案化的，或高指数材料涂层涂覆。
权利要求
1.一种用于在物品上形成标签的方法，包括用光学可变油墨涂覆物品表面的步骤，其特征在于，该方法包括用光学可变油墨上的可透光的粘合剂将图案化结构粘合到该物品上的步骤，其中该图案化结构允许光从其中透过，从而当被光照射时，该标签形成具有光学可变背景的图象。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该图案化结构是衍射结构，从而由该标签形成的图象显示了由该衍射结构提供的衍射效果和由该光学可变油墨提供的光学可变效果。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该衍射结构包括下列之一半透明反射层，和由具有折射率大于1.65的材料制成的高折射率层，和图案化反射涂层，该图案化反射涂层具有反射区域和在反射区域之间的用于允许光入射到该衍射结构并穿过其到达该光学可变油墨的可透光窗口。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该衍射结构包括下列之一全息图，去金属化全息图，衍射光栅，折射图案，KinegramR器件，PixelgramR器件，角反射器，零级衍射结构，moiré图案，和基于具有尺寸在0.1μm至10μm之间的微结构的光干涉图案，和由凸出的粒子或光学叠加薄片形成的全息图案。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该物品是下列之一纸质文件，钞票和容器。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该可透光的粘合剂是下列之一透明的粘合剂，在其中或其上具有隐蔽薄片的粘合剂，包括颜料粒子的粘合剂，热压印粘合剂，通过加热、紫外线或电子束活化的粘合剂，和选自下列组中的粘合剂聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸脂，聚酰胺，硝化纤维，醇酸树脂，聚乙烯醇，聚醋酸乙烯酯和聚亚安酯。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该可透光的粘合剂的涂层是图案化的，以使在该衍射结构和该光学可变油墨之间至少有一个区域没有粘合剂材料。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该光学可变油墨被印刷在物品上。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该光学可变油墨主要包括在其中具有光学可变薄片的运载体。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该光学可变薄片是下列之一变色薄片，反射薄片，磁性反射薄片和磁性变色薄片。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该运载体是带颜色的运载体。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该光学可变油墨包括磁性光学可变薄片或磁性粒子。
13.一种器件包括基底，施加到该基底上的光学可变油墨涂层，粘附地粘合在该基底的光学可变油墨涂层上的衍射结构，和用于将该衍射结构粘合到该基底上的粘合层，其特征在于，该衍射结构包括反射层以使当该器件被光照射时，光的第一部分由该反射层反射并且光的第二部分透过该反射层到达该光学可变油墨涂层上，和该光的第一和第二部分被该反射层和该光学可变油墨涂层分别反射后，形成具有光学可变特征的镜像。
14.如权利要求13所述的器件，其特征在于，该反射层是下列之一半透明反射层，通过去金属化组成图案的反射层，和在一个或多个区域中没有反射材料的部分反射层，以使当该衍射结构被光照射时，该一个或多个区域允许光透过到该光学可变油墨涂层上，而该衍射结构的其它区域反射光并阻挡光从其中穿过。
15.如权利要求13所述的器件，其特征在于，该衍射结构包括下列之一全息图，衍射光栅，折射图案，KinegramR器件，PixelgramR器件，角反射器，零级衍射结构，moiré图案，基于具有尺寸在0.1μm至10μm之间的微结构的光干涉图案，由凸出的粒子或光学叠加薄片形成的全息图案，和由具有折射率大于1.65的材料制成的设置在该衍射结构和该粘合层之间的高折射率层。
16.如权利要求13所述的器件，其特征在于，该基底是纸质基底，塑料基底，纸板基底和金属基底。
17.如权利要求13所述的器件，其特征在于，可透光的粘合剂是下列之一透明的粘合剂，在其中或其上具有隐蔽薄片的粘合剂，包括颜料粒子的粘合剂，热压印粘合剂，通过加热、紫外线或电子束活化的粘合剂，和选自下列组中的粘合剂聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸脂，聚酰胺，硝化纤维，醇酸树脂，聚乙烯醇，聚醋酸乙烯酯和聚亚安酯。
18.如权利要求13所述的器件，其特征在于，该可透光粘合剂的涂层是图案化的，以使在该衍射结构和该光学可变油墨之间的至少有一个区域没有粘合剂材料。
19.如权利要求18所述的器件，其特征在于，该粘合剂层独自与没有该光学可变油墨的该基底区域邻接，从而该衍射结构通过压力被连接到该光学可变油墨涂层上。
20.如权利要求13所述的器件，其特征在于，该光学可变油墨涂层被直接施加到该基底上。
21.如权利要求13所述的器件，其中其它的涂层被设置在该光学可变油墨涂层下面的该基底上，其特征在于，该其它的涂层是油墨，涂料或油漆涂层。
22.如权利要求13所述的器件，其特征在于，该光学可变油墨主要包括在其中具有变色薄片的运载体。
23.如权利要求13所述的器件，其特征在于，该光学可变油墨主要包括在其中具有反射薄片的有颜色的运载体。
全文摘要
本发明涉及一种在物品上形成标签的方法，该方法包括用光学可变油墨涂覆物品表面，用光学可变油墨上的可透光的粘合剂将图案化结构粘合到该物品上的步骤。该图案化结构允许光从其中透过，而且该图案化结构是衍射结构，该衍射结构包括下列之一半透明反射层，高折射率层，和图案化反射涂层。在一个实施例中，全息图被热压印到用变色油墨印刷的钞票或纸质文件上。
文档编号B44F1/12GK101070040SQ20071010689
公开日2007年11月14日 申请日期2007年5月14日 优先权日2006年5月12日
发明者罗杰·W.·菲利普斯, 埃琳娜·塔戈尔 申请人:Jds尤尼弗思公司