CN101102905A - 防伪特征、其使用及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及由包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水形成、产生、印刷的防伪特征。优选地,所述防伪特征为包括毫微级金属颗粒的反射性防伪特征,其中反射性防伪特征通过使用包括毫微级金属颗粒的墨水的直写方法形成,例如,喷墨印刷方法。本发明也涉及在许多应用中使用这些防伪特征并涉及生产它们的方法。
Description
技术领域
本申请要求2005年1月14日提交的美国临时专利申请序列号60/643,577的优先权,该申请的全部内容在此结合作为参考。
本发明涉及防伪特征、其使用及该防伪特征的制造方法。特别地,本发明涉及这样的防伪特征,它们是反射性的,并且优选地至少部分地由金属颗粒,优选为毫微级金属颗粒(metallic nanoparticles)形成。本发明还涉及制造这些防伪特征的方法,特别地是用于利用含金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水来印刷反射性防伪特征的方法。
背景技术
彩色复印和印刷的最新进展已经提高了对防止伪造防伪文件例如钞票的新方法进行研发的重要性。虽然已经有许多的研发技术,但是目前日益感兴趣的一个领域是研发出不容易被复制的,特别是通过彩色复印机或印刷机进行复制的防伪特征。
一种已经采用的方法是配置墨水来产生印刷图像,其可与复制品在视觉上区分开。例如在美国专利5,059,245、5,569,535和4,434,010中描述了叠层薄膜小片或薄片的使用,这些文件在此结合为对比文件。由这些颜料产生的图像显示出在不同角位下具有不同结构,也就是它们的彩色依赖于观察它们的角度而改变。这些颜料已经被结合到使用的防伪墨水中,例如在纸钞中。这些颜料也结合进入到塑料的应用中(例如,见PCT公开WO00/24580,于2000年5月4日公开)。附加的墨水和防伪特征被描述在美国专利4,705,356、4,779,898、5,278,590、5,766,738和6,114,018中,这些文件在此结合作为参考。
在此结合作为参考的美国专利6,013,307中公开了一种印刷墨水,其包含单独的染料或被配制的至少两种染料的混合物,以根据两个限定的发光类型,在配制的墨水和基准墨水之间产生最大可能的位变异构。所述原始的图像与其复制品进行比较具有在视觉上可清楚分辨的差别。
另一种用于生产防伪文件的方法已经产生一种“隐藏的”图像,其包含一种材料,该材料不能被裸眼看到但是可以在特殊条件下被看到。例如,美国专利5,324,564、5,718,754和5,853,464中公开拉曼活性化合物的使用。美国专利5,944,881和5,980,593描述能够用于墨水中的荧光材料。同样,美国专利4,504,084公开了包含信息标记的文件,其包括至少部分不透明的或在红外光下可见的第一色彩及在可视光谱下隐藏第一色彩的、但在或外光下不可看见的第二色彩。
在化学曝光时改变的墨水也已经用于防伪文件。例如,美国专利5,720,801、5,498,283和5,304,587公开了墨水的组成,其当被印刷时是不可看见的,并且依赖暴露于漂白剂中而显出色彩。
虽然这些研究可提供不易复制的印刷图像,但是彩色复印机和彩色印刷机不断地发展。因此,需要继续提供一种产生图像的方法,特别是用于防伪文件的方法,其不容易被复制,并且其可以在视觉上与它们的仿制品进行区分。
而且,存在提供生产防伪特征能力的需要,该特征显示可变信息,例如用于一个特定产品单元的个性化的信息,如系列号,其可变信息不容易地或不方便进行复制和拷贝。也存在提供产生防伪特征能力的需要,该特征显示可变化信息并且在商业可接受的速率下具有高清晰度。
发明内容
在一个实施例中,本发明涉及一种包括金属颗粒的反射性防伪特征。
在另一个实施例中,本发明涉及一种数字式印刷(digitally-printed)的反射性防伪特征,其可选择地包括金属颗粒。
金属颗粒可以具有小于约5μm、小于约1μm、小于约500nm、或小于约100nm的平均颗粒尺寸。金属颗粒可选择地具有从约50nm到约100nm的平均颗粒尺寸。所述防伪特征可选择地包括毫微级金属颗粒。优选地,至少一部分所述反射性防伪特征显示可变信息。并且,所述反射性防伪特征可以是发光的。
一方面,反射性防伪特征至少部分地与基底表面上的图像重叠。所述图像的至少一部分可选择地当从相对于基底表面的第一角度观看时通过反射性防伪特征是可看见的,但当从相对于基底表面的第二角度观看时,至少一部分所述图像至少部分地被遮挡。
所述反射性防伪特征可以由包括在基底上喷墨印刷含金属颗粒的墨水的方法来制造。
优选地,所述反射性防伪特征表现出难于复制的光学效果。例如,所述反射性防伪特征可选择地被配置在包括透明材料片和反射层的基底上,所述透明材料具有透明表面,并且所述反射性防伪特征被配置在所述透明表面上。在这个方面,所述反射性防伪特征优选地表现出光学干涉图案。
金属颗粒可选择地包括从银,金,锌,锡,铜,铂和钯或者它们组合构成的组中选择的金属。相邻的金属颗粒之间的平均距离可选择地小于约700nm。例如,大多数金属颗粒可以与至少一个相邻的毫微级颗粒颈缩(neck)。
在一个实施例中,所述反射性防伪特征包括至少部分地半透明的反射层。在一个实施例中,反射层包括非连续的反射层,该非连续的反射层包括金属颗粒。反射层可以包括多个缩微图像,至少一个缩微图像可选择地包括可变信息。所述多个缩微图像优选地具有小于约0.5毫米的平均最大尺寸。在另一个实施例中,反射层包括连续的反射层,该连续的反射层包括金属颗粒。连续的反射层可以是半透明的(translucent)或不透明的。例如,连续的反射层可选择地至少部分地重叠基底表面上的图像,所述图像具有纵向变化的外形。在该实施例中,连续的反射层优选地表现出重叠的图像的纵向变化的外形的平移。
在另一个实施例中,本发明涉及防伪特征,包括(a)具有表面的基底,所述表面包括图像;和(b)包括金属颗粒的反射层,其被配置在所述表面的至少一部分上并且至少部分地重叠图像。所述图像的至少一部分优选地当从相对于表面的第一角度观看时通过反射层是可看见的,但当从相对于表面的第二角度观看时,所述图像的至少一部分至少部分地被遮挡。所述第二角度优选地是约180°减掉入射光相对于所述表面的角度。所述反射层可选择地包括多个反射性图像。所述图像可选择地通过从直写印刷(direct write printing)、凹版印刷、照相凹版印刷、平版印刷和柔版印刷方法的组中选择的印刷方法而形成。在另一个方面,所述图像从由全息图、黑白图像、彩色图像、水印、紫外线荧光图像、文本和系列号构成的组中选择。
在另一个实施例中,本发明涉及一种形成反射性防伪特征的方法,所述方法包括步骤:(a)提供包括金属颗粒的墨水;并且和(b)直写印刷墨水以形成反射性防伪特征。所述反射性防伪特征的至少一部分可选择地显示可变信息,其可选择地包括隐蔽的信息和/或明显的信息。理想地,所述反射性防伪特征在大于约15m/s的速率下被形成。步骤(b)优选地在基本恒温下连续发生。在一个实施例中,步骤(b)包括通过印刷头喷墨印刷来自墨水罐的墨水到所述基底上,其中墨水罐或印刷头的温度大于约30℃。可选择地,所述方法还包括步骤:(c)向印刷的墨水上施加紫外或红外辐射。可选择地,墨水包括非可紫外线固化的媒介,并且所述方法还包括步骤:(c)向印刷的墨水上施加紫外辐射。所述反射性防伪特征可选择地印刷在包括透明材料片和反射层的基底上,所述透明材料具有透明表面,并且所述反射性防伪特征印刷在透明表面上,优选地造成防伪特征表现出光学干涉图案。在特别优选的实施例中,步骤(b)包括将墨水直写印刷在基底的具有图像的表面上以形成反射性防伪特征。在这个方面,所述图像的至少一部分可选择地当从相对于基底表面的第一角度观看时通过反射性防伪特征是可看见的,但当从相对于基底表面的第二角度观看时,所述图像的至少一部分至少部分地被遮挡。所述图像可以通过包括直写印刷、凹版印刷、照相凹版印刷、平版印刷和柔版印刷方法的组中选择的印刷方法而形成。在另一个实施例中,所述图像从由全息图、黑白图像、彩色图像、水印、紫外线荧光图像、文本和系列号构成的组中选择。
在另一个实施例中,本发明涉及一种使用具有直写印刷头的直写印刷机印刷防伪特征的直写印刷方法,所述直写印刷头能够在基底上产生和沉积墨水的液滴,所述墨水包括金属颗粒,所述方法包括在大于5000s-1下操作直写印刷头的步骤,使得所产生的墨水的每个液滴包括约5微微升到约100微微升的墨水,并且其中所述基底以大于1m/s的速率移动。所述方法可选择地进一步包括加热墨水和/或直写印刷头的步骤。具体地,墨水或直写印刷头的温度可选择地被保持在约30℃到约100℃的温度下。优选地,所述操作在基本恒温下连续发生。所述直写印刷头优选地具有一个或多个具有不大于约100μm直径的喷口。被形成的防伪特征优选地具有小于约200μm的尺寸,并且可选择地包括可变信息,可选择地包括隐蔽的信息和/或明显的信息。所述防伪特征优选地在大于约15m/s的速率下形成。所述方法可选择地还包括向被沉积的液滴上施加紫外或红外辐射的步骤。一方面,所述墨水包括非可紫外线固化的媒介,并且所述方法还包括向被沉积的液滴上施加紫外辐射的步骤。
在另一个实施例中,本发明涉及一种形成反射性防伪特征的方法,所述方法包括步骤:(a)提供包括金属颗粒的墨水;并且(b)基于基底的速率,在大于1m/s(例如,大于约5m/s、10m/s、15m/s或20m/s)的速率下将墨水印刷到基底上以形成反射性防伪特征。步骤(b)可选择地包括直写印刷(例如,喷墨印刷或数字式印刷)所述墨水以形成反射性防伪特征。优选地,防伪特征至少一部分在x和/或y方向具有大于约200dpi(例如,大于约300dpi或大于约400dpi)的清晰度。
在另一个实施例中,本发明涉及一种包括金属颗粒并表现出导电性的认证特征的防伪特征。例如,所述金属颗粒优选地包括大块金属,并且防伪特征的至少一部分可以具有的电阻率不高于约30倍或不高于约20倍大块金属的电阻率。所述防伪特征优选地也是反射性的和/或包括磁性。一方面,防伪特征是基本上不导电的,但包括导电性部分。例如,导电性部分可以具有的电阻率小于约30倍或小于约20倍的大块金属的电阻率,而所述防伪特征可以具有的电阻率为至少30倍或至少50倍大块金属的电阻率。
在另一个实施例中,本发明涉及包括金属颗粒的可紫外线固化的防伪特征并且没有可紫外线固化的有机组成。所述金属颗粒优选地具有小于约5μm或小于约1μm的平均颗粒尺寸。所述可紫外线固化的防伪特征可选择地包括毫微级金属颗粒。可紫外线固化的有机组成可选择地是可紫外线固化的媒介或可紫外线固化的单体或者聚合物。理想地,可紫外线固化的防伪特征是可固化的以形成毫微级金属颗粒的熔结的网络。
在另一个实施例中,本发明涉及一种包括导电性部分或组分的基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征,其中所述防伪特征没有可紫外线固化的构成。
在另一个实施例中,本发明涉及防伪特征,包括:(a)包括第一金属颗粒的第一层,所述第一金属颗粒包括第一金属氧化物;和(b)至少在第一层一部分上配置的第二层,所述第二层包括含第二金属氧化物的第二金属颗粒。优选地,所述防伪特征还包括:(c)在第二层至少一部分上配置的第三层,所述第三层包括含第一金属氧化物的第三金属颗粒。可选择地,第一金属氧化物从硅土、二氧化钛和云母中选择,其中第二金属氧化物从硅土、二氧化钛和云母中选择,并且,其中第一金属氧化物与第二金属氧化物不同。在优选的实施例中,第一金属氧化物包括二氧化钛,并且第二金属氧化物包括云母。所述防伪特征当被倾斜时表现出色彩的偏移,以提供使仿制者进行仿制非常困难的光学效果。
在其它实施例中,本发明涉及包括一个或多个本发明的防伪特征的钞票、商标认证标记、物品或制品、印花、酒瓶和烟草制品。
附图说明
根据非限定性的附图,本发明将被更好地理解,附图中:
图1A-E表示几个能够被用于形成其中具有开口或间隙的半透明反射性特征的图形的示例;
图2A-C表示防伪装置的示例,其表示本发明一个方面的光遮蔽效果;
图3表示根据本发明一个实施例的防伪特征的横截面;及
图4A-B表示根据本发明另一个实施例的防伪特征的横截面。
具体实施方式
介绍
在各种例如商标产品,如香水、药品、烟草、酒精制品等,及防伪文件,如护照、债券、票据、印花、钞票等中的防伪特征已经变成一个非常重要的产业。伪造品正在变得越来越先进,并且例如先进的彩色复印机的技术开发,使得这些人每年更容易从商家和客户身上获取以上亿的金钱。
现在已经使用了许多防伪装置。防伪特征一般由各种方法和许多类型的墨水来形成。典型地,这些方法已经包括使用常规的膏剂或浆状油墨的丝网印刷、胶版印刷和凹版印刷。但是,直到本发明的用于制造独特材料,例如所发明的金属颗粒优选为毫微级金属颗粒的方法的研发的出现,本发明的防伪特征仍是不可能的。所述墨水,优选地包括金属颗粒尤其是毫微级金属颗粒的数字墨水(digital inks),用于形成本发明的防伪特征,不仅仅改进了上述的方法,而且提供能够直写印刷、数字式印刷或喷墨印刷的防伪特征、优选地是反射性的防伪特征的能力。另外,直写印刷,特别是喷墨印刷,提供不能由常规方法形成的防伪特征的能力。例如,本发明还涉及包含可变信息的防伪特征,例如系列化或个性化。没有直写印刷,如果并非不可能,其会是非常没有效率的并且是昂贵的。而且,在要求的高速度印刷的商业应用中本发明的墨水性能出奇地好。
金属颗粒
本发明在几个实施例中致力于防伪特征,优选为反射性的防伪特征,包括金属颗粒,优选为毫微级金属颗粒,以及涉及用于用包含这些金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水,优选为数字墨水形成这种防伪特征的方法。作为在此所使用的,术语“金属颗粒”意味着颗粒包括金属或金属性特性并且具有小于约10μm的平均颗粒尺寸。优选地,所述金属颗粒具有小于约7μm的平均颗粒尺寸,优选小于约5μm,更优选地具有小于约3μm的平均颗粒尺寸,甚至更加优选地具有小于约2μm的平均颗粒尺寸。术语“毫微级金属颗粒”意味着颗粒包括金属或金属性特性并且具有小于约1μm的平均颗粒尺寸。本领域技术人员会理解有许多技术来决定颗粒总体的平均颗粒尺寸,扫描电子显微镜(SEM)是一个特别优选的技术。其它用于决定微米级的颗粒(例如从约1μm到约10μm)的平均颗粒尺寸的方法是通过单独颗粒光遮挡技术(例如使用AccuSizerTM颗粒尺寸分析仪)。所述较小颗粒平均颗粒尺寸(例如小于约1μm)也可使用准弹性光散射(QELS)技术来决定(例如使用MalvernTMZetaSizerTM)。“含金属”意味着所有或一部分颗粒在整体上或在部分上包括金属(例如金属元素(零氧化状态)或金属混合物或合金)或含金属的化合物(例如,金属氧化物或金属氮化物)。因此,在优选的实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒包括从由金属、金属合金和含金属的化合物(例如金属氧化物)组成的组中选择的组分。附加地或可选择地,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒可以包含具有金属特性组分。所述“金属特性”意味着与金属类似的反射性的或闪光的光学特性。例如,一个成分可以通过其具有一个小的电子频带隙的功效而显示出金属特性。
如上所述,本发明的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒优选地具有小于约1μm的平均颗粒尺寸。在另一个实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒具有小于约500nm,更优选为小于约250nm,甚至更加优选为小于约100nm,最优选为小于约80nm的平均颗粒尺寸。所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒可选择地具有大于约20nm,大于约25nm,大于约30nm,大于约40nm,大于约50nm,大于约100nm,大于约250nm或大于约500nm的平均颗粒尺寸。对于其范围,本发明的所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒可选择地具有约20nm到约5μm的平均颗粒尺寸,优选为约25nm到约3μm,更优选为约30nm到约2μm,更优选为约40nm到约1μm,更优选为约50nm到约500nm,更优选为约50nm到约100nm,最优选为约50nm到约80nm的平均颗粒尺寸。所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒可以具有单峰的或多峰的(例如双峰、三峰等)的颗粒尺寸分布。
在一实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒基本上没有具有大于5μm,例如大于4μm,大于3μm,大于2μm,大于1μm,大于500nm,大于250nm或大于100nm的颗粒尺寸(意味着最大的尺寸,例如球形颗粒的直径)的颗粒。对于本专利说明书和权利要求书,“基本上没有”意味着在重量上不大于约50%,优选地不大于约40%,更优选地不大于约30%,更优选地不大于约20%,更优选地不大于约10%,更优选地不大于约5%,更优选地不大于约1%,更优选地不大于约0.5%,最优选地不大于约0.25%。
在所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒中和在本发明的防伪特征中使用的非限定的金属示例包括过渡金属以及主族金属,例如银、金、铜、镍、钴、钯、铂、铟、锡、锌、钛、铬、钽、钨、铁、铑、铱、钌、锇、铅和它们的混合物。优选地用于本发明的金属的非限定性示例包括银、金、锌、锡、铜、镍、钴、铑、钯和铂,银、铜和镍是特别优选的。所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒可选择地包括由银、金、锌、锡、铜、铂和钯或它们的组合物构成的组中选择的金属。显示出金属特性的并且可以用作防伪特征的所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒和本发明的墨水的含金属的化合物或组分的非限定性示例包括金属氧化物、金属氮化物(例如氮化钛或氮化钽),金属硫化物和某些半导体。所述含金属的化合物优选地具有产生金属特性或特征的小的电子频带隙。非限定的金属氧化物的示例性的系列包括例如包括氢氧化钨、钠氧化钨和锂氧化钨的钨青铜的青铜以及例如磷青铜的其它青铜。另外的氧化钨被公开的美国专利申请第2005/0271566A1所描述,其公开于2005年12月8日,在此整体被结合作为参考。一方面,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒包括具有金属特性的矿物质。一个适合于所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的示例性矿物质的非限定的系列包括白铁矿和黄铁矿。在另一个实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒包括瓷漆或玻璃/金属复合物,其提供金属特性。在一实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒包括提供金属特性的珠光般材料和/或发乳白光材料。
本发明的所述述防伪特征(以及用于制造、形成、印刷或产生本发明的所述防伪特征的墨水)在一实施例中也包括两种或多种不同的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的混合物,可选择地带有颜料或染料。在另一个实施例中,本发明的防伪特征包括由两种或多种以合金形式的金属或金属混合物或含金属的化合物构成金属颗粒和/或毫微级金属颗粒。用作本发明的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的合金的非限定性示例包括铜/锌、铜/锡、银/镍、银/铜、铂/铜、钌/铂、铱/铂和银/钴。可选择地,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒包括例如青铜、钨青铜或黄铜的合金。另外,在一实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒具有由两种不同金属构成的核壳结构,例如包括镍的核及包括银的壳(例如镍核具有约20nm的直径,由约15nm厚的银壳所包围)。在另一个实施例中,核壳结构可包括金属氧化物的核并由另一种金属氧化物包覆。一个非限定性示例为毫微级颗粒核壳结构,包括云母的核及二氧化钛包覆层。在另一个实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒包括金属效果的颗粒和/或颜料。一种制造金属效果的颜料的方法为在另一种材料表面上淀积一种金属氧化物或陶瓷的薄层(例如在云母上的TiO2)。金属效果颜料进一步被描述在CENEAR杂志第81卷,第44期,第25-27页(2003年11月3日)(ISSN0009-2347)中,其在此被结合作为参考。
在另一个实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒包括具有第一相的复合颗粒,其为金属的;以及具有第二相的复合颗粒,其为非金属的。在该实施例中,所述第二相优选地基本上不会损害金属的第一相的反射性或发光性。用于第二相的非限定性示例包括硅酸盐、硼酸盐或二氧化硅。所述复合颗粒的结构可以是所述第二相与第一相混合而形成金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,所述第一相包覆第二相,或所述第一相由第二相包覆。在另一个实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒包括复合颗粒,其包括第一金属相(包括金属元素或金属的混合物或合金)及含金属成分的化合物的第二相(例如金属氧化物,如二氧化钛或氧化铝)。在另一个实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒包括复合颗粒,其包括第一金属相(包括金属元素或金属的混合物或合金)和包含颜料或染料的第二相。所述颜料或染料优选地基本不会损害金属的第一相的反射性或发光性。在该方面,所述颜料或染料可以使所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的颜色从第一相的自然的金属色变为另一色(例如金色)。适合于第二相的颜料或染料的非限定性示例包括黄色、绿色、蓝色、红色、和/或桔黄色颜料或染料中的一种或多种。在所述复合(或非复合)金属颗粒和/或毫微级金属颗粒中获得的所述金属色可选择地从由银、铜、青铜、金和黑、以及任何在可视光谱中的金属反射或发光的颜色组成的组中选择。
适用于本发明的所述防伪特征(优选为反射性防伪特征)的和所述墨水(优选为数字墨水)的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,可以用几种方法来生产,所述墨水用于形成这些防伪特征,优选为反射性防伪特征。例如所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒可以由喷射热分解法来形成,例如描述在2005年1月21日提交的美国临时专利申请60/645,985中,或在一个有机基质中,例如描述在2005年4月29日提交的美国专利申请11/117,701中,这些文件在此都完整结合作为参考。一种制造金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的优选的方法的非限定性示例已知为多元醇法(polyol process),并且被公开在美国专利4,539,041中,其在此被结合作为参考。所述多元醇法的变型描述在例如P.-Y.Silvert等的著作“通过多元醇法制备胶态微粒银体分散”第一部分-合成和特性,J.Mater.Chem.,1996,6(4),573-577;第二部分-颗粒形成的机理,J.Mater.Chem.,1997,7(2),293-299,这两篇文件的公开内容在此结合作为参考。简而言之,在所述多元醇法中金属化合物被溶解,并由多元醇,如乙二醇在升高的温度下被还原或部分地被还原,以提供相应的金属颗粒。在一个多元醇法的变型中,在存在溶解的抗凝结物质时进行所述还原,优选为一种聚合物,最优选为聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)。
一种用于制造金属颗粒,特别地是毫微级金属颗粒的特殊的优选的多元醇法的变型被公开在2005年1月14日提交的共同待审的美国专利申请60/643,577、2005年1月14日提交的申请60/643,629和2005年1月14日提交的申请60/643,578中,以及Cabot Corporation的专利简报2005A001.2、2005A002.2、2005A003.2中,这些文件在此都被结合作为参考。在多元醇法变型的优选的方面,溶解的金属化合物(例如银化合物,如硝酸银)被组合并在升高的温度下(例如约120℃)且存在聚合物(优选为例如PVP的包含杂原子聚合物)的条件下,通过多元醇(例如乙二醇、丙二醇等)还原。
在防伪特征中,优选地在反射性的防伪特征中或在用于形成这些特征的墨水中优选地在数字墨水中的所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,可选择地包括抗凝结物质,当被散布到墨水、优选地在金属墨水、更优选为例如喷墨墨水的数字墨水中时,防止所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的凝结。所述抗凝结物质可以是无机的或有机的并且可以包括低分子量的化合物,优选为低分子量的有机化合物,例如具有分子量不大于约500amu(原子单位质量)、优选为不大于约300amu的化合物,和/或可以包括低聚物或聚合物,优选为有机聚合物,具有(重量平均)分子量至少约1000amu,例如至少约3000amu、至少约5000amu、或至少约8000amu、但是优选地不高于约500,000amu、例如不高于约200,000amu、或不高于约100,000amu。通过一个非限定性示例,所述抗凝结物质,优选为聚合物,且更优选为聚乙烯基吡咯烷酮,其可选择地具有重量平均分子量在约3000amu到约60000amu的范围内。例如,所述抗凝结物质可选择地具有重量平均分子量为约10000amu、约20000amu、约30000amu、约40000amu或约50000amu。在本发明中用作抗凝结物质的特别优选的聚合物包括这样的聚合物,其包含一种或多种未取代或取代的N-乙烯基内酰胺,优选具有约4到8个环原子的那些N-乙烯基内酰胺,例如N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基-2-哌啶酮和N-乙烯基吡咯烷酮的单体单元。这些聚合物包括同聚物和共聚物,以及它们的结合。另一种适合于本发明的作为抗凝结物质的聚合物上非限定性示例被公开在例如2004年9月23日公开的美国专利申请公开2004/0182533A1中,其在此被结合作为参考。在一个优选的实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒包括金属或含金属的化合物,或具有金属特性的化合物,及抗凝结剂,优选为聚合物,并且更优选为包含杂原子聚合物。
根据本发明的一个优选方面,在本发明的墨水和防伪特征中所用的所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒展示小的平均颗粒尺寸,优选地具有窄的颗粒尺寸分布。窄的颗粒尺寸分布可以用于直写应用场合或数字式印刷,因为其可限制由大颗粒造成的直写装置,例如喷墨头或墨盒的喷孔的阻塞。窄的颗粒尺寸分布也有助于提供形成具有高清晰度和/或高存储密度的特征的能力。
用于本发明的所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒也可选择地显示在形状上的高度均匀性。用于本发明的组合物、优选地用于墨水组合物和/或防伪特征、更优选地用于数字墨水的组合物的所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,可选择地基本上具有一个形状,例如可选择地其形状基本上为球形。基本球形的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒可更容易地散布到液体悬浮液中并且显示良好的流动特性,特别地用于在墨水中的沉积,优选地在用于喷墨装置、直写工具或其它类似装置或工具的喷墨墨水中或数字墨水中。对于固体负荷的一个给定的水平,具有基本上球形金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的低粘性金属复合物比具有非球形金属颗粒例如金属薄片的复合物可具有更低的粘性。基本上球形的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒也可以比锯齿状的或板状颗粒具有更小的磨耗性,因此,可能减小在沉积工具上的磨损和损耗量。
在一实施例中,用于本发明的防伪特征中,优选地在反射性的防伪特征中和/或用于墨水中,优选地用于形成所述防伪特征的数字墨水中的至少约70重量%、至少约80重量%、至少约85重量%、至少约90重量%、至少约95重量%、或至少约99重量%的所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒基本上为球形形状。在另一个实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒为从约70重量%到约100重量%范围的基本球形形状,例如从约80重量%到约100重量%范围的基本球形形状或从约90重量%到约100重量%范围的基本球形形状。在另一个实施例中,所述防伪特征和/或用于形成所述防伪特征的墨水基本上没有薄片形式的金属颗粒。相反,在其它方面,所述防伪特征和/或用于形成所述防伪特征的墨水包括为薄片、杆、管、梯形、板形、针形、盘形和/或晶体形式的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,可选择地与上述球形颗粒有相同重量百分比。
用于形成防伪特征的墨水的构成
用于构成本发明的防伪特征的墨水或各种墨水可以包括各种不同的组分。理论上,墨水包括金属颗粒、优选为毫微级金属颗粒,完全如上所述。另外,墨水优选包括能够分散所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的媒介。可选择地,所述墨水也可包括一种或多种添加剂。
上述的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒用于墨水,优选地用于印刷用的喷墨墨水或数字墨水,优选地用于喷墨印刷或直写印刷或数字式印刷所述防伪特征,例如本发明的反射的防伪特征,和/或传导性的防伪特征。尽管在各个实施例中的材料的高的依赖性,载入到墨水中的,例如喷墨墨水或数字墨水中的所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,根据总的墨水组分的总重量为至少约2重量%、至少约5重量%、至少约10重量%、至少约15重量%、至少约20重量%、或至少约40重量%。载入到用于形成本发明防伪特征的墨水中的总的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的量优选根据墨水组分的总重量为不高于约75重量%,例如不高于约40重量%,不高于约20重量%,不高于约10重量%,或不高于约5重量%。在各个实施例中,就范围而言,所述墨水根据墨水组分的总重量包括从约1重量%到约60重量%的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,例如,从约2重量%到约40重量%的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,从约5重量%到约25重量%的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,从约10重量%到约20重量%的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒。在其它各个实施例中,墨水根据墨水组分的总重量,包括从约40重量%到约75重量%的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,例如从约40重量%到约60重量%的金属颗粒。超过优选的载入量会导致不希望的高粘性和/或不希望的流动特性。当然,仍然能够提供有用结果的最大载入量也依赖于所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的浓度。换句话说,例如所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的金属浓度越高,可接受的和希望的重量百分比的载入量也越高。
媒介
本发明的防伪特征优选地由除了包括所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒之外还包括媒介的墨水来形成、印刷或制造。在一实施例中,这些墨水进一步包括抗凝结物质,例如上述的聚合物或表面活性剂。所述用于墨水的、优选地用于喷墨墨水或数字墨水的媒介,优选为液体,其能够稳定地将所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒、更优选地将带有抗凝结物质的所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒进行分散。例如,媒介优选地能够承担所述墨水的分散,其可以在室温下保持几天甚至一、两、三周或几个月或甚至更长而基本上不会使所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒凝结和/或沉积。为此目的,优选地所述媒介与所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的表面相容。特别优选地,所述媒介能够溶解所述抗凝结物质,如果其存在的话,至少溶解一部分而不会从所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒中将其去掉。在一实施例中,所述媒介包括(或主要组成为)一种或多种极性成分(溶剂),例如,如质子溶剂,或一种或多种非质子溶剂,非极性成分,或它们的混合物。在一实施例中,所述媒介为从由酒精、多元醇、胺、酰胺、酯、酸、酮、醚、水、饱和烃、不饱和烃和它们的混合组成的组中选择的溶剂。
当通过直写印刷,例如喷墨印刷或数字式印刷来印刷、形成或制造本发明的防伪特征时,不论是否是反射的或导电的或其组合,优选地对所述媒介进行选择,以有效地与直写印刷工具一起工作,例如,如喷墨头、数字头、及墨盒,特别地是在所述墨水成分的粘度和表面张力方面。
在一个优选的方面,所述媒介包括至少两种溶剂的混合物,优选地至少两种有机溶剂,例如,至少三种有机溶剂的混合物,或至少四种有机溶剂的混合物。多于一种的溶剂的使用优选地是由于其可以,特别地同时调整组合物的各种特性(例如,粘度、表面张力、与预定基底的接触角等)并且使得所有这些特性都尽可能地靠近最佳值。在一个优选实施例中,所述媒介包括乙二醇、乙醇和丙三醇的混合物。所述媒介的非限定性示例被公开在例如美国专利5,853,470、5,679,724、5,725,647、4,877,451、5,837,045和5,837,041中,这些文件在此被结合作为参考。
如下面更详细的描述,也希望考虑一些要求(如果有的话),这些要求由沉积工具(例如,根据墨水的粘度和表面张力)及选择所述媒介中预定基底的表面特性(例如酸性、亲水性或疏水性)产生。虽然希望的墨水粘度可以基本上依赖使用的特定的沉积工具,但是用于形成本发明的防伪特征的墨水,特别是那些要用于用压电头进行的喷墨印刷的,优选地具有粘度(在20℃下测量)为不低于约10喱泊(cP),例如,不低于约12cP、或不低于约15cP和不高于约50cP,例如不高于约40cP、不高于约30cP或不高于约25cP。优选地,所述墨水组合物的粘度在约20℃到约40℃的范围内仅显示出与温度的小的相关性,例如温度相关性不大于约0.4cP/℃。为使用喷墨印刷方法,所述墨水的粘度优选为从约10cP到约40cP的范围,优选地从约10cP到约35cP的范围、更优选为约10cP到约30cP的范围,优选地小于约25cp。为了在悬浮颗粒喷射雾化方法中使用,所述墨水的粘度优选为不大于约20cp。在自动喷射方法中,所述墨水的粘度优选为高到约5000cp。为在照相凹版印刷方法中使用,所述墨水的粘度优选为从约15cp到约100cp的范围内。为了在平版或胶版印刷方法中使用,所述墨水的粘度优选为从约5000cp到约50000cp的范围内。
而且,用于形成本发明的防伪特征的优选地墨水显示出表面张力(在20℃下测量的)优选不低于约20达因/厘米,例如不低于约25达因/厘米、或不低于约30达因/厘米、及不高于约40达因/厘米。在一实施例中,所述用于形成防伪特征的墨水组分或构成包括所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,并且具有小于约60cp的粘度,例如小于约30cp或小于约20cp。
可选择的添加剂
所述墨水、优选地所述喷墨墨水或数字墨水包括所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,用于形成本发明的防伪特征,优选为反射的和/或导电性的防伪特征,在一实施例中能够进一步地包括一种或多种添加剂,例如但不限于此,助粘剂、流变性调节剂、表面活性剂、润湿角调整剂、润湿剂、防结晶剂、结合剂、染料/颜料等。
在一实施例中,所述墨水,优选地所述喷墨墨水或数字墨水包括助粘剂,其有利于所述金属颗粒、优选地所述毫微级金属颗粒在所述墨水中到其最后沉积的基质上的粘性。所述助粘剂的非限定性示例包括虫胶、乳胶、丙烯酸酯、其它的聚合物、金属或主族氧化物(例如SiO2、CuO)。助粘剂的其它示例被公开在美国专利5,750,194中,其在此被结合作为参考。可选择地包括有金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的所述抗凝结物质也可作为助粘剂。另外,虽然不为较优选地,所述助粘剂或任何上述添加剂可以直接地添加到所述基底内。
在一实施例中,墨水、优选喷墨墨水或数字墨水,除了金属颗粒和/或毫微级金属颗粒之外,还包括流变性调节剂,其降低墨水在沉积后的扩散。流变性调节剂的非限定示例包括:SOLTHIX 250(Avecia有限公司)、SOLSPERSE 21000(Avecia有限公司)、苯乙烯烯乙醇(SAA,styrene allylalcohol)、乙基纤维素、羧甲基纤维素、硝化纤维素、聚碳酸亚烷基酯、乙基硝化纤维素等。
在一实施例中,墨水、优选喷墨墨水或数字墨水,除了金属颗粒和/或毫微级金属颗粒之外,还包括粘合剂,其增加最后被形成的特征的耐久性。粘合剂的非限定性示例包括乳胶、虫胶、丙烯酸酯等。而且,聚合物例如,但不限制于,例如聚酰胺酸聚合物,丙烯酸类聚合物,PVP,PVP共聚物(烷烃,苯乙烯,等),多氟硅酸盐聚合物,多氟化的调聚物(包括由E.I.DuPont de Nemours & Co公司制造的ZonylTM产品),及苯乙烯丙烯酸类的共聚物(例如,那些以JoncrylTM商标可从Johnson Polymer Corp买到的),能改进金属颗粒和/或毫微级金属颗粒对聚合物基底的粘附力,如偶联剂(例如,钛酸酯和硅烷)这类的物质一样。这些物质可起增加所述特征对基底的粘附力的作用,并且减少水与所述特征的相互作用从而使所述特征的更加耐久。在墨水中也可以包括粘结促进剂以改进防伪特征的耐久性。
基底
上述墨水、优选喷墨墨水或数字墨水,经过印刷、沉积、或其他方法布置在具有无数表面特征的任何各种的基底上,从而在基底表面上形成、布置、或印刷本发明的防伪特征,优选反射性和/或导电性防伪特征。
在一优选的实施例中,本发明的防伪特征,优选反射性防伪特征,使用包括一种或多种金属颗粒、优选毫微级金属颗粒构成或组成的墨水印刷在一基底上,所述基底具有形成所述防伪特征的表面。在该实施例中,优选由直写工具进行印刷,直写工具例如,喷墨打印机、印刷头、墨盒等,并且墨水的构成或组成为可通过喷墨头或墨盒喷射的。在更优选的实施例中,所述防伪特征、优选反射性和/或导电性防伪特征,由墨水成分在低温下形成。因此,本发明的防伪特征要形成在其上的基底的选择包括那些具有低软化点或熔点的基底,例如纸,聚合物等。根据本发明的一个优选的方面,包含墨水的构成或组成的金属的颗粒和毫微级颗粒所放置的基底具有一软化和/或分解温度,其不高于约300℃,例如,不高于约250℃,不高于约225℃,不高于约200℃,不高于约185℃,不高于约150℃,或不高于约125℃。
特别有利的用于印刷在防伪特征上或结合于防伪特征中(优选反射性和/或导电性防伪特征)的基底的非限定性示例包括一个或多个基底表面,该表面包括一个或多个下列物质:氟化聚合物,聚酰亚胺,环氧树脂(包括玻璃填装的环氧树脂),聚碳酸酯,聚酯,聚乙烯,聚丙烯,双取向聚丙烯,单取向聚丙烯,聚氯乙烯,ABS共聚物,木头,纸,金属箔,玻璃,钞票,亚麻布,标签(例如,自粘合的标签等),合成纸,柔性纤维板,无纺聚合物织品,布料和其它纺织品。其它特别有利的基底包括基于纤维素的材料,例如木头、纸、纸板、或人造丝,及金属箔和玻璃(例如,薄的玻璃)。虽然本发明的构成为特别有利于使用对温度敏感的基底,但应该明白的是其它基底例如,如金属的和陶瓷的基底也一样地可用。
在一实施例中,所述基底包括涂层。特别是,上述的基底,例如,天然或合成纸,已经用特定的层进行涂覆以提高光泽和/或加速用于墨水,特别是数字墨水中的墨水或墨水媒介的渗透。涂层的优选例子,优选为用于例如纸(例如,相片纸)的喷墨基底的光滑的涂层,包括硅土、氧化铝、二氧化硅氧化铝和/或热解法氧化铝(fumed alumina)。在优选的实施例中,纸的表面具有的pH值小于5。
在各种实施例中,基底在它的表面上包括一个或多个图像。所述图像可以从包括直写印刷(例如,喷墨或数字式印刷)、凹版印刷、照相凹版印刷、胶版印刷、平版印刷和柔版印刷的方法构成的组中选择的一种印刷方法形成。对于全息图像或一些其它类型的图像,所述图像也可以至少一部分通过激光蚀刻方法形成。所述在具有图像(例如,印刷图像、全息图等)的基底上印刷、制造并且形成本发明的防伪特征的能力提供了文件防伪在此以前不可利用的另外一个水平。另外,由于能为文件赋予个性化,带有可变信息的标签等甚至进一步提供了直到现在也没被认识或可被利用的防伪造的量度。如在此使用的,术语“可变信息”意味着产品单位被赋予个性化的信息,例如,但不限制于,连续化的数据。例如,系列号是可变信息的一种非限定类型。其它类型的可变信息包括:计数(counters)、文字、连续符号、字母数字的可变信息、非连续的可变信息(没有顺序的可变信息)、以及它们的组合。
另外,基底表面上的图像可具有或不具有纵向变化的外形。通过纵向变化的外形,其意味着图像具有某些部分,例如,表面,其优选以变化的角度在垂直于基底表面的方向上延伸。该纵向延伸的表面可以被形成,例如,作为更多墨水被涂覆在基底表面上以形成图像的区域。即,图像的某些部分(例如,一种色彩的区域)可以比图像的其它部分(例如,一种不同色彩的区域)具有更大程度纵向延伸的外形。在不均匀的表面上以及在通道、沟槽和空隙上印刷的能力也提供不可利用常规墨水或方法实现的附加的防伪造的措施。
墨水沉积
如上所示,所述防伪特征,例如,本发明的反射性和/或导电性防伪特征,优选通过直写印刷的方法形成,虽然其它的印刷方法也可用于形成防伪特征,例如,但不限于,笔/喷射器、在要求的喷墨上连续或滴落、液滴沉积、喷洒、胶版印刷、柔版印刷、平版印刷、照相凹版印刷、凹版印刷及其它,在下面将较详细地论述。本发明的防伪特征可通过浸涂或旋涂而沉积墨水来形成,或通过笔在杆或纤维型基底上进行分配来形成。
如上所示,用于形成本发明的防伪特征、优选反射性防伪特征的含金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水,能够使用各种工具例如,如低粘度沉积工具而沉积在基底的表面上。如在此使用的,低粘度沉积工具是这样一种设备,其通过喷口朝着表面排出组分而将液体或液体悬浮物沉积在该表面上而所述工具不直接与该表面接触。低粘度沉积工具优选地在x-y的栅格(grid),或x-y-z栅格(grid)的整个范围可控制,在此涉及“直写”沉积工具。根据本发明的优选直写沉积工具是喷墨设备或打印机。其它直写沉积工具的例子包括雾喷射器和自动注射器,例如MICROPEN的工具,可从纽约的Honeoye Falls的Ohmcraft有限公司得到。
如前所述,以商业可接受的速率印刷包括可变信息的反射性防伪特征的能力在此之前是不可能的。根据本发明,直写印刷方法,例如喷墨印刷方法,是特别优选的,因为它们提供形成包括可变信息的防伪特征,优选反射性特征的能力以及以商业可接受的速率形成、印刷、制造这样防伪特征的能力。将例如独特的系列号、特征等与防伪特征结合的能力是一理想的防伪造的措施。包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水为数字式印刷提供允许在本发明的防伪特征中印刷可变信息、特别是发明的反射性防伪特征。另外,在具有低熔点温度的基底,例如在纸等上印刷的能力使得做到这一点更有可能。
适于商业直写印刷方法的墨水应具有许多特征和特性,包括:颗粒的精确加载、正确粘度、及适当的粘合剂、附着力促进剂等。本发明的墨水被惊奇地发现能够用于商业印刷设备中,以在快速的、商业可接受的速率下印刷本发明的防伪特征。本发明的防伪特征、优选反射性防伪特征,在一实施例中,在速率大于约0.1m/s,例如,大于约0.5m/s,大于约1m/s,大于约5m/s,大于约10m/s,大于约15m/s甚至大于约20m/s,基于基底的移动速度,在一移动的基底上使用直写印刷方法进行印刷,例如,使用喷墨或数字式印刷方法。优选地,在这些速度下印刷的防伪特征具有非常高清晰度(优选地在x和/或y方向上大于约200dpi(79dpcm),大于约300dpi(118dpcm),或大于约400dpi(157dpcm))。如在该上下文中所使用的,术语“数字式印刷”,“数字式地被印刷的”及其变化用语涉及到使用数字数据的非接触印刷方法,优选能印刷可变信息。在一实施例中,防伪特征被形成的速率是指所述基底穿过其中印刷防伪特征的喷墨打印机的速度,或如果所述基底保持固定且当印刷头在基底表面上移动时的等效速率。为这些和其它原因,直写印刷方法、设备和工具,例如喷墨的方法、设备和工具,是在基底表面上沉积上述墨水的高度希望的手段。在另一个实施例中,防伪特征,优选反射性防伪特征的数量能够使用本发明的墨水进行印刷,达到大于约每分钟5,000个防伪特征、优选地大于约每分钟10,000个防伪特征、并且最好大于约每分钟20,000个防伪特征的速率。当然,防伪特征被印刷的速率将部分地取决于所述防伪特征的尺寸。此外,在该实施例中,防伪特征优选地包括反射性防伪特征,优选地包括可变信息。
一方面,为形成本发明的防伪特征,例如,反射性防伪特征的方法,包括步骤:(a)提供包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水;及(b)在基底上直写印刷所述墨水以形成防伪特征。如上所述,至少部分的防伪特征可选择地显示可变信息,例如,掩蔽的和/或明显的可变信息。该实施例中的基底可以是此前描述的任意一个。优选地,基底包括纸、塑料或它们的组合。另外,在该实施例中,其进一步构想基底的表面可选择地包含一个或多个图像,在该图像上全部或部分地印刷本发明的防伪特征。实施例中的所述一个或多个图像也可包括印刷图像、全息图等。
某写常规直写,例如,喷墨、印刷方法所遇到的一个问题是印刷头和/或墨盒的温度在连续高速印刷期间倾向于变化,从而不希望地改变一个或多个特性,例如,被设计用来在环境温度下进行印刷的墨水的粘度和/或表面张力。墨水特性的变化可以具有损害效果,例如改变印刷质量和性能,由于粘性下降形成拖尾,以及当粘度提高时的印刷头的堵塞和失效。
在发明的一个方面中,用于本发明的印刷方法中的含金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水中的墨水的组成或构成被设计在基本上恒定的提高的温度下进行印刷。例如,所述墨水也可被改造为包括高粘性组分(例如,润湿剂)和/或聚合物,其能够起到增加被形成后的防伪特征的耐久性并且改进墨水在高温下的性能的双重功能。因此,在一实施例中,直写印刷步骤发生在温度大于环境温度时,例如,高于约25℃、高于约30℃或高于约35℃。对于上限范围限制,可选择地与这些更低的范围限制进行组合,直写印刷步骤可选择地发生在温度低于约40℃、低于约35℃或低于约30℃时。因此,一方面,直写印刷墨水的步骤包括从墨水罐通过印刷头,并且到所述基底上喷墨印刷所述墨水,其中墨水罐或印刷头的温度大于约25℃、大于约30℃或大于约35℃。在印刷期间,这些温度是指印刷头或墨水罐的温度,取决于热电偶测量。另一个沉积墨水的方法的例子,例如,可喷射墨水或数字墨水,采用加热的墨水罐和/或印刷头以减少墨水组分的粘度。惊奇地发现加热墨水、喷墨头,或同时加热两者,并且在高温下操作减少了温度波动,导致基本上更可靠的直写方法。可选择地,当以在商业印刷本发明的防伪特征时可以是必要的高速度印刷时,所述喷墨头和/或墨水被加热,特别是,当使用喷墨头时,压电头(piezo head)优选地在高频率例如大于3,000s-1下***作,优选地大于5,000s-1,优选地大于7,000s-1,更加优选地大于9,000s-1,仍然更加优选地大于10,000s-1,并且最优选地大于12,000s-1。
因此,在一实施例中,本发明关于一种印刷防伪特征、优选反射性防伪特征的方法,在高速度或速率下使用直写印刷机,例如喷墨打印机,其中所述方法可选择地涉及加热例如压电头的印刷头的步骤,或用于加热优选地压电头的印刷头的墨水的步骤。在一优选的实施例中,墨水或喷墨头的温度保持在从上述室温温度到约200℃的温度,优选地从约30℃到约100℃,更优选地从约30℃到约40℃,并且最优选地从约30℃约350℃。
虽然本发明的墨水的连续印刷可以发生在高温下,所述连续印刷优选发生在基本恒温下,例如,±6℃,更好±4℃,更好±2℃,更好±1℃,并且最好±0.5℃。如上所示,所述印刷方法将开始增加温度,直到到达上述相对恒定的高温。因此,在该上下文中的术语“连续印刷”是指在墨水和/或印刷头已经达到该相对恒定的高温后的时间周期,例如,在起动后墨水和/或印刷头的温度已经稳定后。
在优选的实施例中,直写沉积工具、优选喷墨设备,与墨水、优选可喷墨的墨水或数字墨水结合使用以形成本发明的防伪特征,优选反射性防伪特征。喷墨设备通过产生墨水的液滴并引导所述液滴朝向基底的表面而工作。由喷墨头产生且被传递到基底表面的每个液滴包括约5到约100微微升的墨水(例如从约10到约100微微升或从约25到约100微微升的墨水),例如,喷墨墨水或数字墨水。也可使用液滴量可变化的喷墨印刷头。每个液滴优选基本上是球状的,虽然非球形液滴也可用于在被印刷的特征中产生不寻常的结构(例如,每个液滴形成头尾结构),从而为隐蔽的防伪特征增加更高的水平。喷墨头的位置是严格受控的,并且可以是高度自动化的,以便所述墨水构成的离散图案可以施加在所述表面上。喷墨打印机能够进行印刷,以约每秒每喷射1000液滴的速率或更高(例如,大于每秒3,000液滴,大于每秒约5,000液滴,大于每秒约7,000液滴,大于每秒约9,000液滴,大于每秒约10,000液滴,或甚至大于每秒约12,000液滴),并且能够以商业可接受的速率(上面提供的)以良好的清晰度(例如,在x和/或y方向上,清晰度大于约200dpi(79dpcm)、大于约300dpi(118dpcm)、或大于约400dpi(157dpcm))印刷包括线性特征在内的各种特征。
一般地,喷墨设备包括喷墨头,和/或墨盒或其它墨水输送***,带有一个或多个喷口,所述喷口具有不大于约100μm直径,例如从约5μm到约75μm。液滴产生并通过喷口被引导朝向被印刷的表面。喷墨打印机典型地运用压电驱动***产生液滴,虽然也使用其它变型。也可以使用热能的和气泡喷射喷墨印刷方法。喷墨设备较详细地描述在例如美国专利4,627,875和5,329,293中,其中的公开内容在此全部被结合作为参考。
在另一个实施例中,本发明的防伪特征,优选反射性防伪特征,由包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水使用雾喷射沉积方法来形成、印刷、沉积、或以其它方法制造。雾喷射沉积允许防伪特征的构成具有最小的特征尺寸,例如,不大于约200μm,例如不大于约150μm,不大于约100μm和甚至不大于约50μm。在雾喷射沉积中,含金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水的构成或组成被雾化成液滴,并且所述液滴通过气流通道在气流中被运输到基底。雾喷射沉积的例子公开在美国专利6,251,488、5,725,672和4,019,188中,其中的公开内容在此全部被结合作为参考。
也可通过较大液滴的惯性撞击、被充电的液滴的静电沉积、亚微级液滴的扩散沉积、例如那些具有超出约10μm尺寸的液滴在非平面表面上的拦截和沉淀,将所述液滴沉积在基底的表面上。
在一实施例中,本发明涉及直写印刷方法以运用具有直写印刷头的直写印刷机印刷防伪特征,所述直写印刷头能够产生和/或沉积墨水的液滴在基底上,所述墨水包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,该方法包括在大于5000s-1下操作直写印刷头的步骤,从而产生的墨水每个液滴包括约5微微升到约100微微升的墨水(例如,从约10到约100微微升,或从约25到约100微微升的墨水),并且,其中所述基底以大于1m/s的速率移动。另外,上面方法可选择地还包括加热墨水和/或直写印刷头的步骤。在该实施例的一个优选的方面,墨水或直写印刷头的温度被保持在从上述室温到约200℃的温度下,优选地从约30℃到约100℃,更好从约30℃到40℃,并且最好从约30℃到35℃。在该实施例中,直写印刷头具有一个或多个有不大于约100μm直径的喷口,例如,从约50μm到约75μm。另外,在该实施例中,所述特征优选地具有小于约200μm的尺寸,优选地小于约150μm,更好小于100μm,并且最好小于约50μm。并且,在该实施例中,所述特征是防伪特征,优选反射性或导电性特征,并且最好是反射性防伪特征,可选择地进一步包括可变信息。这些防伪特征可用在标签、标记、文件、货币等,其可以被附加或用其它方法固定到制造的任何所有实际物品上。在该实施例的另一个方面,基底包括涂层,或基底包括一个或多个图像,例如全息图。在一实施例中,直写印刷机包括喷墨设备,并且直写印刷头可选择地包括压电头。
在另一个实施例中,使用各种其它的技术,包括但不限于凹版印刷、轧辊印刷机(roll printer)、喷涂、胶版印刷、浸涂、旋涂、以及引导不连续的流体单元或流体的连续喷射或连续流体片到表面上的其它技术,由包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水形成、印刷、沉积,或以其它方法制造本发明的防伪特征,优选反射性防伪特征。
有利用于本发明构成的印刷方法的其它例子包括平版印刷和照相凹版印刷。例如,照相凹版印刷可以与具有由高达约500cP粘度的含金属颗粒和毫微级金属颗粒的墨水构成或组成一起使用。所述照相凹版方法可布置具有从约1μm到约25μm的毫微级特征尺寸的特征,并且可以高速率,例如高达约每分钟700米放置所述特征。照相凹版方法也包括在所述表面上直接形成图案。因此,当本发明的墨水优选地用于直写印刷方法时,本发明的墨水也可用于照相凹版印刷方法,其提供通过微雕照相凹版圆筒印刷精细的特征的能力。该实施例能够使利用包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水进行非常细致的反射性防伪特征的印刷以润湿所述精巧地被雕刻的照相凹版圆筒特征。
在另一个实施例中,使用平版印刷方法,由包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水形成、印刷、沉积、或以其它方法制造本发明的防伪特征、优选反射性防伪特征。在平版印刷方法中,被着墨的印版将图案接触并转移到橡胶垫上,并且所述橡胶垫将所述图案接触并转移到要被印刷的表面上。印版圆筒首先与阻尼辊接触,其转移水溶液到所述印版的亲水的非图像区域。被阻尼的印版然后与着墨的辊接触并且仅在亲油的图像区域接受墨水。因此,当本发明的墨水优选地用于直写印刷方法时,本发明的墨水也可用于平版印刷方法,使用这些方法提供能够由高清晰度图案限定的高反射性防伪特征。
使用一个或多个前述沉积技术,能够在基底的一侧或两侧沉积上述墨水。进一步,所述方法可以被重复以在基底上沉积相同或不同的毫微级金属颗粒构成的多个层。
在一个优选的实施例中,所述墨水,其包括金属颗粒,优选毫微级金属颗粒,有利地被限制在基底上,从而能使防伪特征的构成具有小的最小限度的(small minimum)特征尺寸,所述最小限度特征尺寸为在x-y的轴上最小的特征尺寸,例如线的宽度或圆圈的直径。根据所述直写方法,本发明包括防伪特征、优选反射性防伪特征的构成,可选择地具有小的最小限度特征尺寸。例如,本发明的方法可以用于制造防伪特征具有不大于约200μm的最小限度特征尺寸,例如,不大于约150μm,不大于约100μm,或不大于约50μm。使用喷墨印刷和其它将液滴或构成的不连续单元提供给表面的印刷的方法可以提供这些特征尺寸。用于形成本发明的防伪特征的优选地含金属颗粒和毫微级颗粒的墨水可以被限制在基底上具有宽度不大于约200μm的区域,优选地不大于约150μm,例如,不大于约100μm,或不大于约50μm。
如上所述,其上印刷有墨水,例如,喷墨或数字墨水的所述基底可选择地包括一个或多个在其上的图像。因此,印刷的步骤可选择地包括在所述具有图像的基底表面上直写印刷所述墨水以形成防伪特征,以加强防伪特征的防伪造的安全性。优选地,最后形成的印刷的防伪特征至少部分地重叠于一个或多个图像。下部的图像可以从包括全息图、黑白图像、彩色图像、水印、紫外线荧光图像、文本和系列号、或它们的组合构成的组中选择。在一个或多个图像的至少一部分的顶部上印刷防伪特征是希望形成具有相片遮挡效果的防伪特征,如下面较详细的描述。
优选地,在将含金属颗粒和/或毫微级颗粒的墨水印刷在基底上形成本发明的防伪特征、例如反射性防伪特征之前,形成下部的基底图像。在各种实施例中,基底图像可以由直写印刷(例如,喷墨或其它数字式印刷)、凹版印刷、照相凹版印刷、平版印刷和柔版印刷方法构成的组中选择的一种印刷方法来形成。图像可由与用于形成部分地至少重叠图像的防伪特征同样的墨水形成(全部或部分),或不由其形成。对于全息图或一些其它类型的图像,图像可以至少是一部分通过激光蚀刻方法来形成。另外,图像可选择地在基底表面上可具有或不具有纵向变化的外形,如上所述。在另一个实施例中,包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水被用于使用以下印刷的技术:喷墨印刷、凹版印刷、照相凹版印刷、胶版印刷等的任何一个或组合来印刷反射性防伪特征。
处理墨水
在上述印刷步骤的同时或之后,例如,紧接着墨水沉积(印刷)步骤后,所述方法可选择地还包括步骤处理和/或固化沉积在基底上墨水的步骤。如在此使用的,术语“处理”意味着处理过程,例如,通过加热或通过施加辐射(例如,IR,UV或微波辐射),在有效改变(被沉积的墨水)的要被处理的组成的物理或化学特性条件下,或对所述组分的其它改变,例如,通过在其上形成另一层(例如涂层)。因此,一方面,所述方法还包括对印刷的或其它方法被沉积的墨水施加热量、紫外辐射、红外辐射和/或微波辐射的步骤。以此方式处理被沉积的墨水的方法的非限定性示例包括使用紫外线、红外线、微波、热、激光或常规光源。使用热的气体或与被加热的基底接触可以升高被沉积的墨水的温度。所述温度的增加会导致媒介和/或其它种类的进一步蒸发。激光,例如IR激光,可被用于加热。也可应用IR灯、热板或带式炉(beltfurnace)。在其它方面,所述处理包括,例如,凝结、熔化、辐射和其它的对所使施加的墨水的特性的改变,例如粘度和/或表面张力,有或没有化学反应或从施加的墨水中去掉材料。所述处理步骤可期望,例如,形成更加永久的防伪特征(例如,通过对被沉积的墨水进行固化)和/或形成导电性防伪特征。
在一实施例中,用于形成发明的防伪特征的被沉积的墨水,例如,喷墨或数字墨水,在非常短时间内进行处理。短的加热时间可有利地预防对下部的基底的损坏。例如,对形成具有干燥厚度约200nm量级的防伪特征的墨水沉积的热处理时间可不大于约100毫秒,例如,不大于约10毫秒,或不大于约1毫秒。所述短的加热时间可以使用激光(脉冲的或连续波的)、灯、或其它辐射来提供。特别优选地是以受控的停留时间扫描激光。当用带式炉和箱式炉或灯进行处理时,保持时间经常可不长于约60秒,例如,不长于约30秒,或不长于约10秒。优选地加热时间和温度也将取决于期望特征的本性,例如,期望的防伪特征。应该理解的是短的加热时间可能是不利的,如果溶剂或其它组成部分迅速地煮沸并且在特征中形成多孔类型或其它类型的缺陷。
在一实施例中,包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水进一步包括可由紫外光辐照固化的感光的试剂。所述感光的试剂可以为,例如,聚合的单体或低分子量聚合物,可选择地存在光致引发剂,暴露在紫外光导致的结实的、不能溶解的金属反射层。
在一个特殊方面,本发明涉及防伪特征,优选反射性防伪特征,其是可紫外线固化的,但不包括可紫外线固化的有机组成(例如,不包括有机可紫外线固化的媒介、单体或聚合物)。因此,在一实施例中,本发明是针对包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的可紫外线固化的防伪特征而没有可紫外线固化的有机组成(例如,没有可紫外线固化的媒介)。在这个方面,不受特殊的理论限制,应该相信金属(例如,银)颗粒和/或毫微级金属颗粒的等离子体振子的共振与紫外辐射导致周围媒介的加热是一致的。所述加热导致媒介从基底表面蒸发并由此形成干燥的、高反射性的特征。例如,可紫外线固化的防伪特征是可固化的以形成毫微级金属颗粒的熔结的网络。不受特殊的理论限制,应该相信紫外辐射增加在被沉积的墨水中的相邻金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的熔结,改进最后形成的防伪特征的反射性和传导性。
在本发明的一个进一步的方面中,被沉积的墨水,例如,喷墨或数字墨水,可以被进行处理,例如,进行固化,通过紧缩以形成本发明的防伪特征,例如,反射性防伪特征。这可以通过将包含被沉积的墨水的基底暴露到任何“焊接”在墨水中的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的各种不同的方法。这些方法的非限定示例包括冲压及辊压。
在本发明的一个方面中,被沉积的墨水在温度不高于约300℃,例如,不高于约250℃,不高于约225℃,不高于约200℃,或不高于约185℃下被转变成印刷的防伪特征,例如,印刷的反射性防伪特征。在许多情况下,在温度不高于约150℃,例如,在温度不高于约125℃,甚至在温度不高于约100℃下将能够形成中意的防伪特征,例如,反射性防伪特征(可选择地表现出某种期望程度的传导性)。
如果希望在本发明的防伪特征中具有传导性,例如作为增加的防伪元素(如下面的详细描述),有利的是从墨水获得在重量上占大多数,优选地约至少60重量百分比、约至少70重量百分比、约至少80重量百分比或约至少90重量百分比的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,以在最后形成的防伪特征中与至少一个相邻的毫微级金属颗粒至少部分地,优选充分地进行熔结(或收缩(neck))。该熔结可以在室温下或在处理被沉积的墨水期间,例如,利用加热、IR辐射、紫外辐射、微波辐射、压力、或其它辐射进行处理下发生。
被沉积的和被处理的材料,例如,防伪特征,优选反射性防伪特征,也可以是后处理的。所述后处理可以例如包括防伪特征的清洁和/或封装(例如,为了保护被沉积的材料免受氧气、水或其它潜在有害物质的影响)或其它的改变。在所述墨水,例如,喷墨或数字墨水,已经被沉积在基底上并优选被处理以形成本发明的防伪特征,例如,反射性防伪特征以后,它可以如希望地形成防护层来覆盖所述防伪特征的至少一部分以保护其免受损坏和/或氧化。
因此,在另一个非限定性示例中,防护层可以被印刷或被涂覆在所述印刷的防伪特征的顶部。该防护层提供保护,例如对压力、腐蚀、水或化学药剂的防护,这些存在于被印刷的结构在它印刷之后可能暴露到的水或化学药剂中。防护层也可以保护所述特征不暴露到人的触摸、汗水、或环境,例如,湿气等。例如,漆、瓷漆、玻璃、玻璃/金属的复合物,或聚合物防护物质可以被应用(可选择地被印刷)作为在防伪特征,例如,反射性防伪特征顶部的覆盖层,以禁止防伪特征的例如氧化作用或变黑,并且可以提供改进的抗划痕和抗磨强度。或者,将漆、玻璃和聚合物防护物质添加到墨水构成中与本发明的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒组合。各种防护物质可以添加到已经被印刷的防伪特征中,或在印刷防伪特征之前添加在墨水本身中,以提供耐久性(特别是水耐久性)并增加防伪特征的寿命。非限定性示例性的用作覆盖层或包括到墨水本身中的防护物质名单包括:漆、氟硅酸盐、氟化聚合物(例如,Zonyl产品)、虫胶(或其它类似的透明涂层的技术)、丙烯酸酯、可紫外线固化的丙烯酸酯、聚氨酯等,或它们的组合。所述防护层可选择地通过从包括直写印刷(例如,喷墨或数字式印刷)、凹版印刷、照相凹版印刷、胶版印刷、平版印刷和柔版印刷方法中选择的一种印刷方法,被沉积在防伪特征上。当然,所述防护层可以由本领域技术人员所公知的其它常规涂层方法形成在防伪特征上。在一实施例中,所述防护物质用在用于印刷防伪特征的墨水中,并且随后所述防伪特征印刷有同样或另外防护物质。如果以这样的方式利用两种不同防护物质,它们进行反应能够形成第三种防护物质。
防伪特征
本发明的上述墨水,例如,喷墨墨水或数字墨水,以及方法可得到有利地使用,例如,用于制造包括金属颗粒、优选毫微级金属颗粒的印刷的防伪特征,优选地印刷的反射性防伪特征。所述防伪特征可以用于实际上验证制造所有物品,例如,但不限于,任何有商标的产品、香水、药物、烟草或酒精制品、瓶、衣物(例如,衬衣、裤子、牛仔裤、女衬衫、裙子、礼服、袜子、帽子、内衣等),食品包装或容器、体育用品、海报等,并且可以用于文件,例如,护照、债券、票据、印花、钞票、商标认证标记等。
一方面,本发明涉及一种数字式印刷的防伪特征。所述防伪特征可以是导电性或非导电的、磁性或非磁性的,并且可以是在可见光范围和/或在其它范围内透明的、半透明和/或反射性,例如,如在UV和/或IR范围。如在此使用的,术语“半透明的”意味着能允许至少一些光从中通过,例如,通过开口和/或通过透明层,而同时可选择地吸收一部分的光。如在此使用的,术语“反射性”意味着显示出一种基本上镜子(或镜子般的)的特征,同时可选择地吸收某些量的(例如,某些波长)光。在此使用的和在所附的权利要求书中的术语“特征”和“结构”包括所有二维或三维结构,包括,但不限于,线、形状、图像、点、斑纹、连续或不连续的层(例如,涂层)和特别是,任何能被形成在任何基底上的结构。如在此使用的,术语“防伪特征”意味一种特征,如上所定义的,其被直接地或间接地安置在物品上(例如,标记或标签,例如护照、支票、债券、钞票、货币、票据等的文件),以验证所述物品。
本发明在一实施例中,涉及到包括金属颗粒,优选毫微级金属颗粒的防伪特征,并且更优选地涉及包括毫微级金属颗粒的防伪特征,其中的防伪特征至少部分地,优选充分地具有反射性,在一实施例中,本发明的防伪特征,优选反射性防伪特征,主要地包括,例如,大于80%或大于90%的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒(除了任何覆盖层和/或防护层)。在另一个方面,本发明涉及一种数字式印刷的防伪特征,优选地是反射性的数字式印刷的防伪特征。本发明的反射性防伪特征提供使防伪特征的复制特别困难的各种光学防伪特征。
本发明进一步涉及由金属颗粒,优选毫微级金属颗粒形成防伪特征,优选反射性防伪特征的方法。附加地或可选择地,本发明涉及形成一种数字式印刷的防伪特征的方法。所述防伪特征优选地由包括金属颗粒,优选地毫微级金属颗粒的墨水形成。所述墨水,在一实施例中,为包括金属颗粒,优选毫微级金属颗粒的数字墨水,并且能通过数字式喷墨印刷头或墨盒进行数字式印刷。所述方法,在一个示例性实施例中,包括第一步骤:提供包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水,优选数字墨水。所述方法包括第二步骤:在基底上直写印刷,优选地喷墨印刷所述墨水,优选地数字墨水,以形成防伪特征,优选反射性防伪特征。如上所述,所述基底上可选择地包括一图像,该图像至少部分地通过具有照片遮挡作用的防伪特征覆盖在下部的图像上。如上所述,.根据特殊的墨水组成,所述方法也可选择地包括步骤:利用例如加热、微波、紫外辐射和/或红外辐射处理所述印刷的墨水,在各情况下有效地引起被印刷的墨水固化。在优选的实施例中,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒包括金属(例如,以金属元素、合金、或含金属化合物的形式)或具有金属特征的化合物,并且可选择地包括抗凝结剂、优选为聚合物,并且更优选地包含杂原子的聚合物。
本发明的防伪特征包括用于在许多不同的应用中提供防伪和真实性的各种使用。例如,随着台式印刷***和彩色复印机的出现和发展,文件和息票诈骗的机会极大地增加。本发明的防伪特征在包括息票兑现、存货防伪、货币防伪、光盘防伪和驾驶执照和护照防伪的各种区域具有实用性。本发明的防伪特征可能也用于作为一种对磁条的有效的选择。目前,磁条包括标识号,例如被制造商编程的信用***码。因为这些磁条容易被复制或被修改,它们易于失效并且易于受到欺骗。为克服这些缺点,一导电性防伪特征以电路的形式可以印刷在基底上并用具体消费者信息进行编码。因此,本发明可以用于改进使用磁条作为防伪措施的***、ATM卡和其它跟踪卡片的防伪。
在本发明的另一个防伪应用方面,防伪特征,例如,反射性防伪特征,能够被印刷在各种物品上以制造明显的防伪特征。例如,这样的特征在为货币(例如钞票)提供防伪或对被注册商标的物品提供商标保护的应用中很有用。通过非限定性示例的方式,一种独特金属的、反射性特征可以数字式印刷在表面上以提供可容易识别的和反射性的金属防伪特征。所述特征的反射性、金属特性的组合和由例如喷墨印刷进行印刷的信息的数字式特性能给基底提供多种水平的防伪。由该特征提供的防伪可以通过被印刷的金属特征与其它防伪特征,例如光学上可变化的特征、浮雕、水印、线、全息图、荧光基底、以及金属墨水的其它特征,例如电导性和磁性的结合,进一步地得到加强。
通过非限定性示例,上述墨水,例如,喷墨墨水或数字墨水能够被印刷,使得在电磁波频谱或可见光谱的可见区域产生半透明的防伪特征。所述特征的半透明度使得多个防伪特征被结合在独特的组合中,一个特征是可通过其它特征被看见的。与这个特征的反射性比较,光学半透明度的程度可以根据层的特点和加工条件进行调整。以举例的方式来说,反射性半透明的特征可以被印刷在其它明显的例如彩色图像、黑白图像、水印、全息图等的特征表面上,或与隐蔽特征例如,如发光材料例如紫外或抗斯托克斯(anti-stokes)荧光剂及其它的隐蔽特征进行结合。所述半透明涂层也可以可选择地是导电性的和/或磁性的,从而为这些特征添加附加水平的隐蔽防伪。半透明涂层也可以以这样的方法进行制造,使得在电磁波频谱的其它区域例如,紫外和红外的区域内,导致有选择性的透明度。
在另一个非限定的方面,包括不同金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的各层,例如,墨水,可以根据被印刷的颗粒或毫微级颗粒金属的物理特性被印刷以达到所选择的透明度。例如,通过在彩色特征上印刷包含两种不同金属颗粒和/或毫微级颗粒的墨水,可获得一种特殊颜色的光学透明度。另外,通过印刷包含两种不同金属颗粒和/或毫微级颗粒的墨水,也可获得特殊的颜色。
在本发明的另一个实施例中,可以形成、可选择地印刷(例如,凹版印刷、直写印刷、数字式印刷和/或喷墨印刷)多个半透明层,其中各个层导致金属的“移动(flop)”或色彩的转移。在该实施例中,所述防伪特征,例如,反射性防伪特征,可选择地包括被配置的第一半透明层和至少一部分在第一半透明层的顶部的第二半透明层。优选地,第一半透明层具有的厚度从约50nm到约500nm,典型地约200nm,并具有一侧向尺寸,其明显大于例如,至少几微米量级。第二半透明层优选具有的厚度从约20nm到约500nm并具有一侧向尺寸,其明显大于例如,至少几微米量级。第一半透明层和/或第二半透明层优选地包括金属氧化物,例如,云母、硅土、二氧化钛、氧化铁、氧化铬、或它们的混合物,优选是云母、二氧化钛和/或硅土。在一优选的实施例中,第一半透明层和/或第二半透明层包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,包括金属氧化物的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒。具体优选的实施例包括云母、二氧化钛和硅土的各种组合,如提供在下面的表1中:
表1
多层防伪特征
第一层 | 第二层 |
云母 | 二氧化钛 |
二氧化钛 | 云母 |
硅土 | 云母 |
云母 | 硅土 |
硅土 | 二氧化钛 |
二氧化钛 | 硅土 |
另外,所述防伪特征可选择地包括至少一部分布置在第二半透明层的顶部上的第三半透明层。该第三半透明层可以具有的厚度从约20nm到约500nm,并具有一侧向尺寸,其明显地大于例如,至少几微米量级。第二半透明层和/或可选择的第三半透明层的厚度是可变化的(例如,在x和/或y的方向上具有增加的厚度)以提供不同的金属色。与第一和第二半透明层类似,第三半透明层可选择地包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,其优选地包括金属氧化物,例如,但不限于:云母、硅土、二氧化钛、氧化铁、氧化铬、或它们的混合物,而云母、硅土和二氧化钛是特别优选地。所述第一半透明层、第二半透明层和/或可选择的第三半透明层中的一个或多个可以由印刷方法形成,例如,直写印刷方法,优选是数字式印刷方法或喷墨印刷方法。以这样的方式,包括可变信息的防伪特征可以有利地被制造成具有独特的金属反射性效果。下面的表2提供可以被用于彼此组合的以制造具有特殊金属色彩特点的防伪特征的各种半透明层的名单。见Hugh M.Smith,高性能颜料,Wiley-VCH Verlag-Gmbh,Weinheim,德国,(2002),其全部在此结合作为参考。
表2
多层防伪特征
第一层 | 第二层 | 第三层 | 得到的颜色(或多个颜色)I1 |
云母 | TiO2 | ... | 银、黄、红、蓝、绿 |
云母 | Fe2O3 | ... | 青铜、铜、红、红-紫、红-绿 |
云母 | Fe2O3xTiO2 | ... | 金 |
云母 | TiO2 | Fe2O3 | 金 |
云母 | TiO2 | 铁蓝 | 银-灰 |
云母 | TiO2 | Cr2O3 | 绿 |
1多个颜色表明当增加第二反射层的厚度时颜色以被表示的顺序进行改变。
在另一个实施例中,第一半透明层和第三半透明层至少一部分以相同的构成,例如,同一金属氧化物被形成。在这个方面,第二半透明层优选地具有与第一和第三半透明层不同的折射率,以便制造多个导致引起“金属效应”现象的多干涉效应的交界面。结果,通过放置各自的层将防伪特征的层型结构构建在基底的表面上,而不是通过使用预制的多层颜料颗粒被随后施加在基底上。这样获得制造新颖的防伪特征的能力,所述防伪特征显示出不可能通过放置预制的多层金属效果颜料颗粒来制造的不寻常的颜色效果。在下面的表3中提供形成优选地具有独特的金属效果的多层防伪特征的各层的另外的组合。
表3
多层防伪特征
第一层 | 第二层 | 第三层 |
硅土 | 二氧化钛 | 硅土 |
硅土 | 云母 | 硅土 |
二氧化钛 | 云母 | 二氧化钛 |
二氧化钛 | 硅土 | 二氧化钛 |
云母 | 硅土 | 云母 |
云母 | 二氧化钛 | 云母 |
因此,在一实施例中,本发明涉及一种防伪特征,包括:(a)包括第一金属颗粒的第一层,该第一金属颗粒包含第一金属氧化物;及(b)至少一部分布置在第一层上的第二层,所述第二层包括包含第二金属氧化物的第二金属颗粒。优选地,所述防伪特征还包括:(c)至少一部分配置在第二层上的第三层,所述第三层包括包含第一金属氧化物的第三金属颗粒。可选择地,第一金属氧化物从包括硅土、二氧化钛和云母的组中选择,其中第二金属氧化物从包括硅土、二氧化钛和云母的组中选择,并且其中第一金属氧化物与第二金属氧化物不同。在优选的实施例中,第一金属氧化物包括二氧化钛,而第二金属氧化物包括云母。该防伪特征优选地当其被倾斜时显示出色彩的变动,以便提供一光学效果,其对于想成为伪造者来说进行复制非常困难。
另外,虽然至少一个半透明层优选地至少部分地由包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水来形成(例如,直写印刷、数字式印刷或喷墨印刷);一个或多个反射层可以由包括在下面的表4中的一个或多个颜料类型的墨水可选择地形成。这些颜料类型包括一般是很大的以至于不能通过直写印刷、数字式或喷墨印刷方法的颗粒。
表4
颜料类型
颜料类型 | 各个示例 |
金属片状物 | 铝、锌/铜、铜、镍、金、银、铁(钢)、碳(石墨) |
由金属片状物覆盖的氧化物 | 表面氧化的铜-,锌/铜-片状物,Fe3O4覆盖的铝片状物 |
被覆盖的云母片状物 | 不吸收的涂层:TiO2(金红石),TiO2(八面石),ZrO2,SnO2,SiO2;选择性吸收的涂层:FeOOH,Fe2O3,Cr2O3,TiO2-x,TiOxNy,CrPO4,KFe[Fe(CN)6],色素;完全吸收的涂层:Fe3O4,TiO,TiN,FeTiO3,C,Ag,Au,Fe,Mo,Cr,W |
如片状物的单晶体 | BiOCl,Pb(OH)2x2PbCO3,α-Fe2O3,α-Fe2O3xn SiO2,AlxFe2-xO3,MnyFe2-yO3,AlxMnyFe2-x-yO3,Fe3O4,还原的混合相,铜-酞化青染料 |
粉碎的薄PVD膜 | Al,Cr(半透明的)/SiO2/Al/SiO2/Cr(半透明的) |
根据本发明的半透明的金属颗粒涂层或半透明的毫微级金属颗粒涂层可以由多种不同的方法来实现。通过非限定性示例,所述被印刷的特征的数字清晰度可以被减少以减少在基底表面上印刷的材料的量,通过减少被覆盖表面面积的量导致光学透明度的增加。或者,本发明的含金属颗粒或毫微级金属颗粒的墨水可以被稀释以减少金属颗粒或毫微级颗粒含量,并且进行印刷以导致充分覆盖所述表面的更薄的层。
形成本发明的防伪特征例如,反射性防伪特征的方法的所述可选择的处理步骤(,在上面描述的),例如,固化步骤,也可以具有与它的反射性比较在透明度水平上的很强的影响。通常,对于较高的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的装载,更高的固化温度和更久的固化时间将产生更高的反射性及更低的印刷特征的光学透明度。较低的固化温度将通常导致较低的反射性,但增加了透明度。用于获得增加的光学透明度和增加的反射性的组合的最佳条件通常包括被固化的毫微级颗粒完全覆盖的更薄层以给出一更连续的膜片。
在本发明的一个防伪应用方面,含金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水的构成或组成包含着色颜料和/或染料,使得当墨水的构成或组成被印刷和可选择地被处理(例如,固化)时,所述特征具有金属色泽,并且另外,所述特征具有不是金属构成自身的特点的颜色。通过非限定性示例,金色的色泽可以通过混合黄色染料与银色毫微级颗粒墨水而获得。
在进一步的方面中,可以在墨水中结合荧光或磷光性添加剂,在该情况下由此制造的特征可以具有组合特性,其包括金属色泽(明显特征)和发光性(隐蔽特征),该发光性(隐蔽特征)通过被暴露在适当的波长的电磁辐射下例如,由紫外光的短的(例如,约254nm)或长的(例如,约365nm)波长可以被检测到。在一个这样实施例中,利用磷光剂,例如吸收IR的磷光剂(例如,铒和/或镱掺杂的钇硼酸盐),如描述在2005年10月18日提交的美国临时专利申请系列号60/731,004中的,其全部内容在此被结合作为参考。在进一步的方面中,颜料或染料可以也是发光的,导致特性的结合,其中本发明的印刷的防伪特征具有金属的色泽,其色彩(在普通的光下)取决于颜料或染料的性质,但在辐照区域下利用,例如,紫外光,可观察到可见的光发射。
在另一个防伪应用方面,含金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水的构成或组成可以被印刷在基底上,其随后用于生产防伪线。在该实施例中,墨水的构成或组成可以通过上述任何方法特别是直写印刷而印刷在例如带有一定数量另外的防伪特征的纸或有机聚合物的基底上。数字式印刷的附加的使用帮助提供可变信息,其对施加有防伪特征的物品的伪造产生另外的障碍。在一典型的应用中,所述防伪线可以用于给钞票、例如护照的纸文件、或为打开例如泡泡糖的消费品的撕条提供一增加的防伪的水平。
在本发明的另外防伪应用中,本发明的印刷的防伪特征,优选地印刷的反射性防伪特征,用作具有独特光学特性例如光学上可变化的特征的一种合成防伪特征的一部分。通过非限定性示例,本发明的含金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水的结构或组成用于以确定的图案印刷在固化以后为高反射性的金属特征。该反射性金属特征(其在该实施例中,优选地是充分地反射性的)能用于在一系列印刷的层中作为基底层以产生用于合成防伪特征的光学特征。第二层可以附加在所述反射性金属层的表面上,该第二层是光学上透明或半透明的。第三层可以然后印刷在第二层的表面上,使得其具有相对于可见光是半透明和反射性的特性。在该实施例中,第三层优选吸收一部分入射光。该第三层的非限定性示例是以提供一非常薄层的方式被印刷并且被固化的毫微级金属颗粒墨水的另一涂层。在另一个非限定性示例中,第一层和/或第三层包括铬或因康镍合金(Inconel)TM(镍铬铁合金族)。这三个层叠置(夹层)显示出的效果是由顶层(第三层)和基底层(第一反射性金属墨水层)反射的光之间的光学干涉图案,当印刷有这些层的物品相对于观察者倾斜(角度改变)时造成独特的颜色或多种颜色。可以由这种结构产生的光学变化可以通过包括在这个结构中的层的构成和印刷的层的厚度来变化,除去由所述叠置产生的独特的光学干涉图案之外。
夹层结构中的第二(中部)层的材料几乎可以是在光学上透明的任何的材料,光学上透明是由于它的固有物理吸收光谱和/或由于它由大小在减少光散射的范围内的颗粒构成的事实造成的。所述材料可以是无机的,有机的(例如,如有机聚合物)或两者的混合物。具有高折射率的材料,例如,如TiO2、硅土、或MgF2,提供了加强的效果。材料还可以具有一些其它功能特征,例如包括发光颗粒使得所述特征为明显的和隐蔽的特性的组合。
在该实施例中,用于形成防伪特征的各层可以由相同或不同的印刷方法形成。例如,第一层可选择地由从包括直写印刷(例如,喷墨或数字式印刷)、凹版印刷、照相凹版印刷、胶版印刷、平版印刷和柔版印刷的方法中选择的印刷方法来形成。可选择地,第二层由从包括直写印刷(例如,喷墨或数字式印刷)、凹版印刷、照相凹版印刷、胶版印刷、平版印刷和柔版印刷的方法中选择的印刷方法来形成。同样,第三层可选择地由从包括直写印刷(例如,喷墨或数字式印刷)、凹版印刷、照相凹版印刷、胶版印刷、平版印刷和柔版印刷的方法中选择的印刷方法来形成。因此,一,二或所有三个层可以由直写印刷方法形成,例如数字式印刷方法或喷墨印刷方法。在其它实施例中,使用了不止三层以提供更进一步的独特防伪特征。
图3示出根据发明这个方面的非限定性的防伪特征300。如图所示,防伪特征300包括在基底301上的三层结构。所述三层结构包括配置在基底301上的第一反射层302。第一反射层302可以是半透明或不透明的。透明层303配置在第一反射层302上。透明层303可以包括无机成分,有机组成(例如,有机聚合物)或两者的混合物。透明层303,例如,可选择地包括一个或多个TiO2、硅土、和/或MgF2。第二反射层304,其优选地是半透明的,被配置在透明层303上,如图所示。第一反射层302和第二反射层304可以由相同或不同的材料来形成。优选地,第二反射层由墨水形成,优选为直写墨水例如包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的喷墨墨水或数字墨水。第一反射层可选择地也由所述墨水形成。该防伪特征403提供独特的光学特性,例如光学上可变化的特征,其使仿制者非常不容易进行复制。
在一个相关方面,可选择地这样印刷防伪特征,优选反射性防伪特征,例如,通过在包括具有薄的反射层设置于其上的透明材料(可选择地,聚合物)片的基底上直写印刷方法例如喷墨印刷,以形成一个与上述相似的合成防伪特征,但仅在单一印刷步骤中完成。在这个方面,基底具有透明表面和一个对置的可以是半透明或不透明的反射性表面。防伪特征(例如,反射层),例如,通过例如喷墨印刷或数字式印刷的直写印刷方法直接印刷在透明表面上以形成类似于上述三层防伪特征的三层的合成防伪特征。印刷的层可以类似地为半透明的(例如,如果反射性表面在基底是不透明的)或不透明(例如,如果反射性表面在基底上是半透明的)。因此,在另一个实施例中,本发明的防伪特征被配置(或印刷)在包括透明材料片和反射层的基底上,所述透明材料具有透明表面,并且所述防伪特征配置(或印刷)在透明表面上。这种形成三层合成防伪特征的方法仅要求单一印刷步骤并且相应地比分开地印刷全部三层更加简单。然后得到的三层防伪特征可以通过任何常规附着手段,例如,胺粘剂被固定到商品上。
该实施例示于图4A-B中。图4A示出包括光学透明层401的基底400。透明层401可以包括无机成分、有机组成(例如,有机聚合物)或两者的混合物。透明层401,例如可选择地包括一个或多个TiO2,硅土,和/或MgF2。基底400也包括如图所示的在透明层401上配置的第一反射层402。可选择地,第一反射层是半透明的。或者,第一反射层是不透明的。如图所示,基底400具有透明表面405和一对置的反射性表面406。如上所述,墨水,优选地直写墨水例如包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的喷墨墨水或数字墨水被印刷在基底400的透明表面405上,并且可选择地被处理以在其上形成第二反射层404且形成三层防伪特征403,如图4B所示。防伪特征403,如在图3中显示的防伪特征300,提供一个独特的光学特征,例如光学上可变化的特征,其使仿制者进行复制非常困难。
由本发明的墨水和方法制造的印刷的防伪特征,例如,反射性防伪特征,能够结合其它防伪特征以产生附加水平的防伪。另外的防伪特征可以是明显的或隐蔽的。另外的明显特征的非限定性示例包括光学上可变化的特征、全息图、压花、水印等等。另外的隐蔽特征的非限定性示例包括发光材料,例如可紫外光激发的磷光剂,向上转换型(up-conversion)磷光剂,缩影相片或缩微图像。另外或可选择地,所述防伪特征可以具有磁性特征,可选择地与光学效果进行组合。例如,防伪特征可以具有磁性特征(其可以作为隐蔽防伪特征)并且展示出光学效果(其可以作为明显和/或隐蔽防伪特征)。这可以是这样的情形,例如,如果防伪特征包括含氧化铁的金属颗粒。
如上所示,在优选的实施例中,本发明涉及防伪特征或部分的合成防伪特征,优选所述防伪特征或部分的合成防伪特征是反射性的情况,其中防伪特征或部分的合成防伪特征包括金属颗粒,优选地包括毫微级金属颗粒。在另一个方面,本发明涉及数字式印刷的防伪特征,优选数字式印刷的反射性防伪特征,其中可选择地包括金属颗粒,优选地包括毫微级金属颗粒。无论在那种情况下,防伪特征可选择地被配置在具有图像的基底表面上。防伪特征优选地至少一部分地重叠图像。在这个方面,术语“防伪特征”可以用于专门指重叠图像的反射层或反射层和底下图像的组合。在最优选的实施例中,本发明的防伪特征包括由本发明的墨水构成印刷、制造或形成的可变信息,所述墨水构成包括金属颗粒的和/或毫微级金属颗粒。
在相关实施例中,本发明涉及一种防伪特征,其包括:(a)基底,其具有包括图像的表面;及(b)反射层,其包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,其配置在至少一部分所述表面上并且至少部分地重叠所述图像。
在一优选的方面中,例如,防伪特征包括半透明的反射层,该反射层由金属颗粒组成,优选毫微级金属颗粒,其特征至少部分,优选地全部重叠下面的图像并提供依赖角度的反射性。当从相对于基底表面的第一角度观察所述特征时,反射层的本质使得所述图像被完全可看见。然而当在第二角度观察时,由于入射光被半透明的反射层反射到观察者的眼中,下面的图像变得至少部分地被遮挡。一种在防伪特征之下的图像可以在一个或多个角度下被遮挡的特征在此称作为“图像遮挡”效果。例如,第二角度优选地是相对于基底表面的约180°减去入射光的角度。这个上面已经较详细地描述过的图像遮挡效果对仿制者来说进行复制非常困难。虽然不被任何特殊的理论进行限制,这个效果可以由在某些角度上所述反射性防伪特征表现出像一个镜子,并且从入射光源来的光被直接朝着观察者反射的事实来获得。来自该反射光的亮度基本上遮挡了下面的图像而使其不能被看见(如图2B所示,下面谈论)。然而,在其它角度,所述反射性特征不将入射光反射到观察者,并且下面的图像可以由观察者清楚地看到。
一方面,防伪特征包括非连续的反射层,其包括金属颗粒的和/或毫微级金属颗粒。如在此使用的,术语“非连续的”意味着至少一部分形成了多个分开的不连续的物体,其中相邻的物体之间的平均距离小于约500μm,或至少一部分形成了单一的物体,在其中具有至少一个空间或空白,如,螺旋形图案,空间或空白具有小于约500μm的宽度。在优选的实施例中,非连续的反射层包括多个反射性图像,优选多个反射性缩微图像,其提供附加的隐蔽防伪元素。
在非连续的半透明的反射层中的空白或空间的一个目的为允许观察者在第一角度观看在半透明的反射层之下的图像。然而,在第二角度,入射光应该被在半透明的反射层中的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒反射并且从而遮挡下面的图像不被观察者看见。为了实现空白或空间这个目的,空白或空间的平均最小尺寸应该是相对较小的。例如,空白或空间的平均最小尺寸可选择地小于约500μm,例如,小于约250μm,小于约100μm,或小于约50μm。
非连续的半透明的反射层可以通过以具有间隙或空白的样式印刷包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的反射层来形成,其允许至少当在第一角度观看时光穿过反射层。所述间隙或空白可以采取各种形式。例如,反射层可以包括十字阴影线的样式(如图1A所显示),类似窗口筛网的样式。在另一个实施例中,反射层包括多个平行线条,如图1B所示,其中使用本发明的包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水构成制造、形成、沉积、印刷所述线条。所述线条可有利地具有不大于约250μm,例如不大于约200μm,不大于约150μm,不大于约100μm,或不大于约50μm的平均宽度。虽然图1B显示为直线条,但在防伪特征中的线条可以是平直的、弯曲的、正弦曲线的、搭接的、曲折的或它们的组合。线条的末端可连接或不连接到相邻的线条上(在图1B中它们被显示为不连接的)。另一方面,反射层可以是螺旋样式,如图1C所示。另一方面,反射层包括多个点,如图1D所示。在另一个实施例中,反射层包括多个文本物体,例如,字母数字物体,其中可选择地由多个点来形成,如图1E所示。另一方面,反射层包括多个相似形状的几何形状,但大小不同,每个图形位于下一个更大尺寸的图形之内,如图1F所示。所述图形可以包括正方形,圆形,椭圆形,长方形,星形,或任何其它形状。这些图形可以或不必与相邻的图形重叠,只要保持在反射层内的空间或空白足够看到下面的潜像。另一方面,可以结合一个或多个这些实施例。但是具有几个非限定性示例实施例,其中的防伪特征包括半透明的反射层,并且本领域技术人员会意识到半透明的反射层在其中具有可以被形成为非限定的其它样式的空白或间隙,例如,重复或非重复的字符,文本,字母,数字,星,圆圈,正方形,图像等。其它的示例性形状和样式在公开的PCT申请第WO 2005/080089 A1中描述,其公开在2005年9月1日,其全部在此结合作为参考。
图2A-2C表示根据本发明的一个实施例的防伪特征100的非限定性示例。被表示的防伪特征显示出上述的图像遮挡效果。图2A表示从相对于基底表面的第一角度来观察的防伪特征100。在所示的第一角度下,包括一星形的明显图像103通过半透明的反射层104可清楚地看见,其与星形图像103重叠。然而,在第二角度下,显示在图2B中,入射光由半透明的反射层104朝着观察者反射,从而基本上遮挡图像103,如由被遮挡的区域106所示(在该处在图2A中显示的图像103是看不见的)。
在图2A-2B显示的防伪特征100中,半透明的反射层104包括多个反射性的缩微图像105。缩微图像105在图2A-2B中是看不见的,但被显示在放大的插图2C中。如在此使用的,术语“缩微图像”意味基本上二维的抽象或几何图形,或物体或信息的一个符号的表示,其具有小于0.5毫米的最大的平均尺寸,例如,小于约0.4毫米,小于约0.3毫米或小于约0.2毫米,小于约0.1毫米,小于约750μm,小于约500μm或小于约250μm。相邻的缩微图像1 05之间的距离形成参考图1A-E所描述的空间或空白。如插图2C所示,在图2A-B的防伪特征100中的缩微图像105包括重复的圆圈。在另一个优选的方面,缩微图像包括文字数字文本的序列。
在本发明的一个实施例中,防伪特征,例如,反射性防伪特征,包括至少一个具有可变信息的缩微图像。因此,一个方面,防伪特征包括具有多个缩微图像的反射层,至少一个缩微图像可选择地包括可变信息,并且其中,优选地所述缩微图像通过使用本发明的包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水构成进行印刷而被制造、形成、设置。作为一个附加的防伪元素,防伪特征可选择地包括明显的可变信息,其可能或不必由上述的毫微级金属颗粒形成。在本发明的特别希望的一个方面,所述防伪特征包括明显的和隐蔽的可变信息,其中公开的和隐蔽的可变信息显示相同的信息,或可以彼此相互关联的信息(例如,通过数学公式或其它方法)。
图2A-2C表示本发明的这个方面。如图所示,防伪特征100包括明显的可变信息101,其容易被肉眼看见。该相同的可变信息在半透明的反射层104的缩微图像105中也至少被显示一次,如由隐蔽的可变信息102所示。因此,作为一个附加的防伪元素,人们可用圆孔(loop)或其它简单的放大设备检查隐蔽的可变信息102,比较明显的可变信息101与隐蔽的可变信息102,并且保证它们互相匹配或可以相互关联。
在一实施例中,字母字符或光学识别字符或者标志、图像等的缩微印刷品,使用包括本发明的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水结构或组成进行印刷、制造、形成或沉积。在优选的实施例中,缩微印刷品的字符、图像、标志等被修改以增加每平方英寸点数或印迹的密度。这主要是通过制造一种新的字体来完成,该新的字体中组成各个字符的点的数量得以减少,以使得基本信息、可见图像、或字符的值保持不变。例如,在2号字体中的Times NewRoman数字“2”包括33个点,并且对于本发明的该实施例,20个点被去除而不丢失字符“2”的基本的信息、可见图像或值。这个技术提供缩微印刷各种防伪特征的能力,例如使用本发明的墨水结构或组成的具有更好的清晰度的以及例如半透明度的视觉效果的可变信息。
另一方面,防伪特征包括连续的半透明反射性,该连续的半透明反射层包括本发明的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒。如在此使用的,术语“连续的”意味着形成一单一的、谨慎的、连接的物体,例如,基本上没有空白的墨水。
所述连续的反射层可以是半透明(translucent)或不透明的。如在此使用的,术语“半透明”意味着能够允许光从中通过,但不专门地通过空间或空白处(虽然有些空间和空白可能或不可能存在半透明层)。在这个方面,半透明反射层优选地是特别薄的,例如,处于小于约5μm,小于约1μm,小于约500nm或小于约50nm的量级,以允许光穿过半透明的反射层。
半透明反射层可以表现出与上面参照图2A-C所述的非连续的反射层产生的图像遮挡效果相似的图像遮挡效果。即,半透明反射层可以配置在基底表面上的图像上。所述图像在相对于基底表面的第一角度下通过透明反射层是可以看见的,但在相对于基底表面的第二角度下当入射光被透明反射层朝着观察者反射时是被遮挡的。
在另一个实施例中,防伪特征包括配置在具有纵向变化的外形的至少一部分下面的图像上的反射层,如上所述。如果图像(一个或多个)具有纵向变化的外形,因此在图像的至少一部分上印刷的防伪特征(或其反射层)优选地表现出重叠的图像的纵向变化的外形平移。已经发现本发明的反射性防伪特征当在具有纵向变化的外形的下面的图像上形成时,提供了非常难于复制的防伪元素。在该实施例中,反射层显示下面的图像的相似图像(likeness),即使反射层是不透明的,这是因为下面的图像的纵向变化的外形被平移为重叠的反射层。
因此,一方面,连续的反射层至少部分地重叠基底表面上的图像,所述图像具有纵向变化的外形,并且连续的反射层表现出被重叠的图像的纵向变化的外形的平移。在该实施例中,反射层可以连续或非连续的。如果是连续的,该实施例中的反射层可以是半透明或不透明的。即,反射层可以提供下面的图像的平移,即使反射层是不透明的并且实际上通过反射层不可能看见下面的图像。
一方面,包括金属颗粒或毫微级金属颗粒的防伪特征的平均厚度,或由包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的墨水制造、形成、沉积或印刷的防伪特征的平均厚度,可以大于约0.01μm,例如,大于约0.05μm,大于约0.1μm,或大于约0.5μm。所述厚度甚至可以大于约1μm,例如大于约5μm。这些厚度可以通过直写沉积获得,例如经过单遍或两遍或多遍喷墨沉积或材料的不连续单元的沉积。例如,可以沉积单层并干燥,如果需要,随后重复这个周期一次或多次。可选择地,被沉积的防伪特征的厚度,例如,所述反射层(可选择地不透明,半透明,连续或非连续的反射层)的厚度,小于约2μm、小于约1μm、小于约750nm、或小于约500nm。
在防伪特征中的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒之间的距离可以广泛地变化,所述防伪特征例如反射性防伪特征或反射层。在各个实施例中,在防伪特征中(例如,反射性防伪特征或反射层)相邻的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒之间的平均距离小于约1μm,例如,小于约700nm、小于约500nm、小于约250nm、小于约100nm或小于约50nm。
在本发明的另一个防伪应用方面,防伪特征,可选择地反射性防伪特征,包括在物品上提供附加防伪元素的导电性(可选择地反射性)层或迹线(trace),在这个方面,防伪特征包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒并显示出导电性的认证特征。通过非限定性示例,如上所述,印刷的金属防伪特征可以在导致电导率的情况下被固化,例如,通过相邻的毫微级金属颗粒颈缩(necking)的方式,因而提供附加水平的防伪。电导率的存在可以例如由接触方法来确定,例如,2点或4点探针测量;或者通过不接触方法来确定,其中在电场或磁场中确定导电性特征的存在。例如,印刷的金属特征可以以维度(厚度,宽度和长度)来构造,其中特征的电导率可以作为在所述特征之内被测量的位置的函数而变化。这给该特征提供了附加水平的防伪。在一个实施例中,防伪特征中的大多数的(例如,至少约60重量百分比,至少约75重量百分比,至少约80重量百分比或至少约90重量百分比)金属颗粒和/或毫微级金属颗粒与至少一个相邻的毫微级颗粒颈缩(neck)。
因此,防伪特征自身或防伪特征的部分或者组分,优选反射性防伪特征,可选择地是导电性的。在优选的实施例中,防伪特征包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,所述金属颗粒和/或毫微级金属颗粒包括大块金属。至少一个部分、多个部分、或所有防伪特征或防伪特征的组分,优选反射性防伪特征,包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒,具有的电阻率不高于约30倍,例如,不高于约20倍,不高于约10倍,或不高于约5倍的金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的大块纯金属的电阻率。因此,在一个实施例中,本发明的防伪特征是导电性的,或防伪特征的部分是导电性的。优选地,本发明的防伪特征或本发明的部分的防伪特征都是反射性的并且包括导电性部分。反射性和导电性的防伪特征的结合进一步加强了防伪特征的安全性,不论其是否是标记,标签,钞票,文件等。仿制者不仅要复制本发明的防伪特征的反射性特质还要复制其导电性。在另外的实施例中,所述防伪特征或其中的一部分进一步包括与反射性和/或导电性结合的磁性。在另一方面,防伪特征的一部分,例如,包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的反射性防伪特征,具有高导电性(低电阻率),虽然整个防伪特征中表现出很少的或不表现出导电性。即,在一个方面,本发明涉及的是包括导电性部分或成分的基本上不导电的防伪特征。可选择地,所述导电性部分具有最小的特征尺寸小于约1cm,例如,小于约500μm,小于约250μm,小于约100μm,或小于约50μm。根据该范围,所述导电性部分可选择地具有的最小特征尺寸从约10μm到约5cm,例如,从约250μm到约5cm,从约500μm到约3cm,或从约750μm到约2cm。在这个方面,高导电性的区域优选地具有的电阻率小于大块金属的电阻率约30倍,例如,小于大块金属的电阻率约10倍,或小于大块金属的电阻率约5倍。然而,整个所述防伪特征,可选择地表现出电阻率大于金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的大块金属的电阻率至少10倍,例如,大于大块金属的电阻率至少30倍,至少50倍,至少约100倍,至少约500倍或至少约1000倍。而且可选择地,整个防伪特征的电导率比导电性部分的电导率要小约10倍以上,例如,比导电性部分的电导率小约100倍以上或小约1000倍以上。在一个实施例中,防伪特征包括两种或多种类型的可变信息,例如,一种类型是在防伪特征中视觉上可识别的(例如系列号),以及另外的类型是组成特征的可变的电阻率。这给所述特征提供两个水平的防伪:明显的防伪(可变化的字符)和隐蔽的防伪(子部分的可变电阻)。
在另一个实施例中,本发明涉及的是包括导电性部分或组分的基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征,其中所述防伪特征没有可紫外线固化的有机组成,例如,没有有机可紫外线固化的媒介、单体或聚合物。在该实施例中,包括金属颗粒和/或毫微级金属颗粒的导电性部分或组分优选地进一步包括抗凝结物质,例如聚合物,优选为包含杂原子的聚合物。
示例
包括银色毫微级颗粒(平均颗粒尺寸50nm,5wt%)、乙二醇(EG)(38wt%)、二甘醇3,4-乙基酯(DEGME)(38wt%)和丙三醇(19wt%)的墨水通过银色毫微级颗粒分散作用进行制备成为40∶40∶20的EG∶DEGME∶丙三醇混合物。该墨水在25℃(100转每分钟)下具有21.8cP的粘度,并且表面张力为37mN/m。该墨水由可从Dimatix Inc.得到的SE128压电光谱喷墨印刷头进行喷射,同时墨水罐被保持在40℃。墨水被连续喷射在基底上,以在12kHz下、不中断地形成反射性防伪特征一个小时。墨水也以100ft/分钟、200ft/分钟,和300ft/分钟的速度(基底在头之下移动的速度),以300dpi和500dpi的清晰度喷射在网***(web system)上。在断断续续地喷射约8个小时以后,观察到所有的喷射都被触发而且没有遮蔽/堵塞现象消极地影响喷墨性能。被印刷的反射性防伪特征由肉眼观察具有极强的反射性。
虽然已经参考了示例性实施例来描述本发明,但应该明白所使用的词汇是描述和说明性的词汇,而不是限制性的词汇。在所附的权利要求书的范围之内可以做出变化,如目前所述和所做的修改,这些都不偏离本发明的各个方面的范围和精神。虽然在此参考特殊手段、材料和实施例描述了本发明,但本发明并不打算被限制于在此被公开的各个细节中。反而,本发明延伸到所有例如落入所附的权利要求书的范围内的功能上等效结构、方法和用途。
Claims (184)
1.一种包括金属颗粒的反射性防伪特征。
2.如权利要求1的反射性防伪特征,其中所述金属颗粒具有小于约5μm的平均颗粒尺寸。
3.如权利要求1的反射性防伪特征,其中所述反射性防伪特征包括毫微级金属颗粒。
4.如权利要求1的反射性防伪特征,其中所述金属颗粒具有小于约1μm的平均颗粒尺寸。
5.如权利要求4的反射性防伪特征,其中所述金属颗粒具有小于约500nm的平均颗粒尺寸。
6.如权利要求5的反射性防伪特征,其中所述金属颗粒具有小于约100nm的平均颗粒尺寸。
7.如权利要求1的反射性防伪特征,其中所述金属颗粒具有从约50nm到约100nm的平均颗粒尺寸。
8.如权利要求1的反射性防伪特征,其中所述反射性防伪特征至少部分地与基底表面上的图像重叠。
9.如权利要求8的反射性防伪特征,其中当从相对于基底表面的第一角度观看时,通过所述反射性防伪特征,所述图像的至少一部分是可看到的,并且当从相对于基底表面的第二角度观看时,所述图像的至少一部分至少部分地被遮挡。
10.如权利要求1的反射性防伪特征,其中通过包括在基底上喷墨印刷包括金属颗粒的墨水的方法制造所述反射性防伪特征。
11.如权利要求1的反射性防伪特征,其中所述反射性防伪特征是发光的。
12.如权利要求1的反射性防伪特征,其中所述反射性防伪特征的至少一部分显示可变信息。
13.如权利要求1的反射性防伪特征,其中所述反射性防伪特征配置在包括透明材料片和反射层的基底上,所述透明材料具有透明表面,并且所述反射性防伪特征配置在所述透明表面上。
14.如权利要求13的反射性防伪特征,其中所述反射性防伪特征显示出光学干涉图案。
15.如权利要求1的反射性防伪特征,其中所述金属颗粒包括一种从包括银、金、锌、锡、铜、铂和钯或它们的组合的组中选择的金属。
16.如权利要求1的反射性防伪特征,其中相邻的金属颗粒之间的平均距离小于约700nm。
17.如权利要求16的反射性防伪特征,其中大多数金属颗粒与至少一个相邻的毫微级颗粒颈缩。
18.如权利要求1的反射性防伪特征,其中所述反射性防伪特征包括至少部分半透明的反射层。
19.如权利要求18的反射性防伪特征,其中所述反射层包括非连续的反射层,所述非连续的反射层包括金属颗粒。
20.如权利要求18的反射性防伪特征,其中所述反射层包括多个缩微图像,至少一个缩微图像可选择地包括可变信息。
21.如权利要求20的反射性防伪特征,其中所述多个缩微图像具有平均最大尺寸小于约0.5毫米。
22.如权利要求18的反射性防伪特征,其中所述反射层包括连续的反射层,所述连续的反射层包括金属颗粒。
23.如权利要求22的反射性防伪特征,其中所述连续的反射层是半透明的。
24.如权利要求22的反射性防伪特征,其中所述连续的反射层是不透明的。
25.如权利要求22的反射性防伪特征,其中所述连续的反射层至少部分地与基底表面上的图像重叠,所述图像具有纵向变化的外形。
26.如权利要求25的反射性防伪特征,其中所述连续的反射层表现出重叠的图像的纵向变化的外形的平移。
27.一种包括权利要求1的反射性防伪特征的钞票。
28.一种包括权利要求1的反射性防伪特征的商标认证标记。
29.一种包括权利要求28的商标认证标记的产品的物品。
30.一种包括权利要求1的反射性防伪特征的印花。
31.一种包括权利要求30的印花的酒瓶。
32.一种包括权利要求30的印花的烟草制品的容器。
33.一种数字式印刷的反射性防伪特征。
34.如权利要求33的反射性防伪特征,其中所述数字式印刷的反射性防伪特征包括金属颗粒。
35.如权利要求34的反射性防伪特征,其中所述金属颗粒具有小于约5μm的平均颗粒尺寸。
36.如权利要求34的反射性防伪特征,其中所述金属颗粒包括从银,金,锌,锡,铜,铂和钯或它们组合的组中选择的金属。
37.如权利要求34的反射性防伪特征,其中相邻的金属颗粒之间的平均距离小于约700nm。
38.如权利要求37的反射性防伪特征,其中大多数金属颗粒与至少一个相邻的毫微级颗粒颈缩。
39.如权利要求33的反射性防伪特征,其中所述数字式印刷的反射性防伪特征至少部分地与基底表面上的图像重叠。
40.如权利要求39的反射性防伪特征,其中当从相对于基底表面的第一角度观看时,通过所述数字式印刷的反射性防伪特征,所述图像的至少一部分是可看到的,并且其中当从相对于基底表面的第二角度观看时,所述图像的至少一部分至少部分地被遮挡。
41.如权利要求33的反射性防伪特征,其中所述数字式印刷的反射性防伪特征的至少一部分显示可变信息。
42.如权利要求33的反射性防伪特征,其中数字式印刷的反射性防伪特征被配置在包括透明材料片和反射层的基底上,所述透明材料具有透明表面,并且所述数字式印刷的反射性防伪特征被配置在透明表面上。
43.如权利要求42的反射性防伪特征,其中所述反射性防伪特征显示出光学干涉图案。
44.如权利要求33的反射性防伪特征,其中所述数字式印刷的反射性防伪特征包括至少部分半透明的反射层。
45.如权利要求44的反射性防伪特征,其中所述反射层包括非连续的反射层,所述非连续的反射层包括金属颗粒。
46.如权利要求45的反射性防伪特征,其中所述反射层包括多个缩微图像,至少一个缩微图像可选择地包括可变信息。
47.如权利要求46的反射性防伪特征,其中多个所述缩微图像平均最大尺寸小于约0.5毫米。
48.如权利要求44的反射性防伪特征,其中所述反射层包括连续的反射层,所述连续的反射层包括金属颗粒。
49.如权利要求48的反射性防伪特征,其中所述连续的反射层是半透明的。
50.如权利要求48的反射性防伪特征,其中所述连续的反射层是不透明的。
51.如权利要求48的反射性防伪特征,其中所述连续的反射层至少部分地与基底表面上的图像重叠,所述图像具有纵向变化的外形。
52.如权利要求51的反射性防伪特征,其中所述连续的反射层表现出重叠的图像的纵向变化的外形的平移。
53.一种包括权利要求33的反射性防伪特征的钞票。
54.一种包括权利要求33的反射性防伪特征的商标认证标记。
55.一种包括权利要求54的商标认证标记的产品的物品。
56.一种包括权利要求33的反射性防伪特征的印花。
57.一种包括权利要求56的印花的酒瓶。
58.一种包括权利要求56的印花的烟草制品的容器。
59.一种防伪特征,包括:
(a)具有一表面的基底,所述表面包括图像;并且
(b)反射层,其包括配置在至少一部分所述表面上的金属颗粒并且至少部分地与所述图像重叠。
60.如权利要求59的防伪特征,其中所述金属颗粒具有小于约5μm平均颗粒尺寸。
61.如权利要求59的防伪特征,其中所述防伪特征包括毫微级金属颗粒。
62.如权利要求59的防伪特征,其中所述金属颗粒具有小于约1μm的平均颗粒尺寸。
63.如权利要求62的防伪特征,其中所述金属颗粒具有小于约500nm的平均颗粒尺寸。
64.如权利要求63的防伪特征,其中所述金属颗粒具有小于约100nm的平均颗粒尺寸。
65.如权利要求59的防伪特征,其中所述金属颗粒具有从约50nm到约100nm的平均颗粒尺寸。
66.如权利要求59的防伪特征,其中所述反射层至少部分地是半透明的。
67.如权利要求66的防伪特征,其中所述反射层包括非连续的反射层。
68.如权利要求67的防伪特征,其中当从相对于基底表面的第一角度观看时,通过所述反射层,所述图像的至少一部分是可看到的,并且其中当从相对于基底表面的第二角度观看时,所述图像的至少一部分至少部分地被遮挡。
69.如权利要求68的防伪特征,其中所述第二角度是约180°减掉入射光相对于所述表面的角度。
70.如权利要求68的防伪特征,其中所述反射层包括多个反射性图像。
71.如权利要求70的防伪特征,其中所述反射层包括多个反射性缩微图像,其中所述多个反射性缩微图像具有小于约0.5毫米的平均最大尺寸。
72.如权利要求71的防伪特征,其中至少一个缩微图像包括可变数据。
73.如权利要求59的防伪特征,其中所述图像通过包括直写印刷、凹版印刷、照相凹版印刷、平版印刷和柔版印刷方法的组中选择的印刷方法而形成。
74.如权利要求59的防伪特征,其中所述图像从由全息图、黑白图像、彩色图像、水印、紫外线荧光图像、文本和系列号构成的组中选择。
75.如权利要求59的防伪特征,其中所述金属颗粒包括从由银,金,锌,锡,铜,铂和钯或它们的组合的组中选择的金属。
76.如权利要求59的防伪特征,其中相邻的金属颗粒之间的平均距离小于约700nm。
77.如权利要求76的防伪特征,其中大多数所述金属颗粒与至少一个相邻的毫微级颗粒颈缩。
78.如权利要求59的防伪特征,其中所述反射层包括连续的反射层。
79.如权利要求78的防伪特征,其中当从相对于表面的第一角度观看时,通过连续的反射层,所述图像的至少一部分是可看到的,并且其中当从相对于表面的第二角度观看时,所述图像的至少一部分至少部分地被遮挡。
80.如权利要求79的防伪特征,其中所述第二角度是约180°减掉入射光相对于所述表面的角度。
81.如权利要求78的防伪特征,其中所述连续的反射层是半透明的。
82.如权利要求78的防伪特征,其中所述连续的反射层是不透明的。
83.如权利要求78的防伪特征,其中所述图像具有纵向变化的外形。
84.如权利要求83的防伪特征,其中所述连续的反射层表现出重叠的图像的纵向变化的外形的平移。
85.一种形成反射性防伪特征的方法,该方法包括步骤:
(a)提供包括金属颗粒的墨水;并且
(b)直写印刷所述墨水以形成反射性防伪特征。
86.如权利要求85的方法,其中至少一部分所述反射性防伪特征显示可变信息。
87.如权利要求86的方法,其中可变信息包括隐蔽的信息和/或明显的信息。
88.如权利要求85的方法,其中所述反射性防伪特征以大于约15m/s的速率被形成。
89.如权利要求85的方法,其中所述步骤(b)在基本恒温下连续发生。
90.如权利要求85的方法,其中所述步骤(b)包括从墨水罐通过印刷头将所述墨水喷墨印刷在所述基底上,其中所述墨水罐或印刷头的温度高于约30℃。
91.如权利要求85的方法,其中所述方法还包括步骤:(c)向印刷的墨水上施加紫外或红外辐射。
92.如权利要求85的方法,其中所述墨水包括非可紫外线固化的媒介,并且其中所述方法还包括步骤:
(c)向印刷的墨水上施加紫外辐射。
93.如权利要求85的方法,其中所述反射性防伪特征至少是部分地半透明的。
94.如权利要求85的方法,其中所述反射性防伪特征被印刷在包括透明材料片和反射层的基底上,所述透明材料具有透明表面,并且所述反射性防伪特征被印刷在透明表面上。
95.如权利要求94的方法,其中所述反射性防伪特征显示出光学干涉图案。
96.如权利要求85的方法,其中所述反射性防伪特征包括非连续的反射层。
97.如权利要求96的方法,其中所述反射性防伪特征包括多个反射性缩微图像,其中至少一个缩微图像可选择地包括可变数据。
98.如权利要求85的方法,其中金属颗粒包括从银、金、锌、锡,铜,铂和钯或者它们的组合构成的组中选择的金属。
99.如权利要求85的方法,其中所述反射性防伪特征包括金属颗粒,并且其中在反射性防伪特征中的相邻的金属颗粒之间的平均距离小于约700nm。
100.如权利要求99的方法,其中在反射性防伪特征中的大多数所述金属颗粒与至少一个相邻的毫微级颗粒颈缩。
101.如权利要求85的方法,其中步骤(b)包括将所述墨水直写印刷在具有图像的基底表面上以形成反射性防伪特征。
102.如权利要求101的方法,其中当从相对于表面的第一角度观看时,通过所述反射性防伪特征,所述图像是可看到的,并且其中当从相对于表面的第二角度观看时,所述图像的至少一部分至少部分地被遮挡。
103.如权利要求102的方法,其中所述第二角度是约180°减掉入射光相对于所述表面的角度。
104.如权利要求101的方法,其中所述图像从由直写印刷、凹版印刷、照相凹版印刷、平版印刷和柔版印刷的方法构成的组中选择的印刷方法形成。
105.如权利要求101的方法,其中图像从由全息图、黑白图像、彩色图像、水印、紫外线荧光图像、文本和系列号组成的组中选择。
106.如权利要求101的方法,其中所述反射性防伪特征包括非连续的反射层。
107.如权利要求106的方法,其中所述反射性防伪特征包括多个反射性缩微图像,其中至少一个缩微图像可选择地包括可变数据。
108.如权利要求101的方法,其中所述反射性防伪特征包括连续的反射层。
109.如权利要求108的方法,其中所述连续的反射层是半透明的。
110.如权利要求108的方法,其中所述连续的反射层是不透明的。
111.如权利要求108的方法,其中所述图像具有纵向变化的外形。
112.如权利要求111的方法,其中所述连续的反射层表现出重叠的图像的纵向变化的外形的平移。
113.一种直写印刷方法,其利用具有直写印刷头的直写印刷机印刷防伪特征,所述直写印刷头能够在基底上产生和沉积墨水的液滴,所述墨水包括金属颗粒,所述方法包括在大于5000s-1下操作直写印刷头的步骤,使得所产生的墨水的每个液滴包括约5微微升到约100微微升的墨水,并且其中所述基底以大于1m/s的速率移动。
114.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述方法还包括加热墨水和/或直写印刷头的步骤。
115.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述墨水或直写印刷头的温度被保持在约30℃到约100℃的温度下。
116.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述操作在基本恒温下连续发生。
117.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述直写印刷头具有一个或多个不大于约100μm直径的喷口。
118.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述防伪特征具有小于约200μm的尺寸。
119.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述防伪特征还包括可变信息。
120.如权利要求119的直写印刷方法,其中所述可变信息包括隐蔽的信息和/或明显的信息。
121.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述基底包括至少一个图像。
122.如权利要求121的直写印刷方法,其中所述防伪特征包括连续的反射层。
123.如权利要求122的直写印刷方法,其中所述连续的反射层是半透明的。
124.如权利要求122的直写印刷方法,其中所述连续的反射层是不透明的。
125.如权利要求122的直写印刷方法,其中所述图像具有纵向变化的外形。
126.如权利要求125的直写印刷方法,其中所述连续的反射层表现出重叠的图像的纵向变化的外形的平移。
127.如权利要求121的直写印刷方法,其中当从相对于表面的第一角度观看时,通过所述防伪特征,所述图像是可看到的,并且其中当从相对于基底表面的第二角度观看时,所述图像的至少一部分至少部分地被遮挡。
128.如权利要求127的直写印刷方法,其中所述第二角度是约180°减掉入射光相对于所述表面的角度。
129.如权利要求121的直写印刷方法,其中所述图像从由直写印刷、凹版印刷、照相凹版印刷、平版印刷和柔版印刷的方法构成的组中选择的印刷方法形成。
130.如权利要求121的直写印刷方法,其中所述图像从由全息图、黑白图像、彩色图像、水印、紫外线荧光图像、文本和系列号组成的组中选择。
131.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述防伪特征以大于约15m/s的速率被形成。
132.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述方法还包括向被沉积的上施加紫外或红外辐射的步骤。
133.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述墨水包括非紫外可固化的媒介,并且其中所述方法还包括向被沉积的液滴上施加紫外辐射的步骤。
134.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述防伪特征至少是部分地半透明的。
135.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述基底包括透明材料片和反射层,所述透明材料具有透明表面,并且所述防伪特征被印刷在透明表面上。
136.如权利要求135的直写印刷方法,其中所述防伪特征表现出光学干涉图案。
137.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述防伪特征包括非连续的反射层。
138.如权利要求137的直写印刷方法,其中所述防伪特征包括多个反射性缩微图像,其中至少一个缩微图像可选择地包括可变数据。
139.如权利要求113的直写印刷方法,其中所述金属颗粒包括从由银、金、锌、锡、铜、铂和钯或者它们的组合构成的组中选择的金属。
140.如权利要求113的直写印刷方法,其中在所述反射性防伪特征中相邻的金属颗粒之间的平均距离小于约700nm。
141.如权利要求140的直写印刷方法,其中在所述防伪特征中的大多数的金属颗粒与至少一个相邻的毫微级颗粒颈缩。
142.一种形成反射性防伪特征的方法,所述方法包括步骤:
(a)提供包括金属颗粒的墨水;并且
(b)基于基底的速率,以大于1m/s的速率将所述墨水印刷在基底上以形成反射性防伪特征。
143.如权利要求142的方法,其中步骤(b)包括直写印刷所述墨水以形成反射性防伪特征。
144.如权利要求142的方法,其中步骤(b)包括喷墨印刷所述墨水以形成反射性防伪特征。
145.如权利要求142的方法,其中步骤(b)包括数字式印刷所述墨水以形成反射性防伪特征。
146.如权利要求142的方法,其中所述速率大于约5 m/s。
147.如权利要求142的方法,其中所述速率大于约10m/s。
148.如权利要求142的方法,其中所述速率大于约15m/s。
149.如权利要求142的方法,其中所述速率大于约20m/s。
150.如权利要求142的方法,其中所述防伪特征在x和y方向上至少一部分具有大于约200dpi的清晰度。
151.如权利要求142的方法,其中所述防伪特征在x和y方向上至少一部分具有大于约300dpi的清晰度。
152.如权利要求142的方法,其中所述防伪特征在x和y方向上至少一部分具有大于约400dpi的清晰度。
153.一种包括金属颗粒并表现出导电性的认证特征的防伪特征。
154.如权利要求153的防伪特征,其中所述防伪特征是反射性的。
155.如权利要求153的防伪特征,其中所述金属颗粒包括大块金属并且其中防伪特征的至少一部分具有的电阻率不高于约30倍大块金属的电阻率。
156.如权利要求153的防伪特征,其中所述金属颗粒包括大块金属并且其中防伪特征的至少一部分具有的电阻率不高于约20倍大块金属的电阻率。
157.如权利要求153的防伪特征,其中所述防伪特征或其中的一部分还包括磁性。
158.如权利要求153的防伪特征,其中所述防伪特征基本上是不导电的,但包括导电性部分。
159.如权利要求158的防伪特征,其中所述金属颗粒包括大块金属并且其中导电性部分具有的电阻率小于约30倍大块金属的电阻率。
160.如权利要求158的防伪特征,其中所述金属颗粒包括大块金属并且其中导电性部分具有的电阻率小于约20倍大块金属的电阻率。
161.如权利要求158的防伪特征,其中所述金属颗粒包括大块金属并且其中防伪特征具有的电阻率为至少30倍大块金属的电阻率。
162.如权利要求158的防伪特征,其中所述金属颗粒包括大块金属并且其中防伪特征具有的电阻率为至少50倍大块金属的电阻率。
163.一种可紫外线固化的防伪特征,其包括金属颗粒而没有可紫外线固化的有机组成。
164.如权利要求163的可紫外线固化的防伪特征,其中所述金属颗粒具有小于约5μm的平均颗粒尺寸。
165.如权利要求163的可紫外线固化的防伪特征,其中所述可紫外线固化的防伪特征包括毫微级金属颗粒。
166.如权利要求163的可紫外线固化的防伪特征,其中所述金属颗粒具有小于约1μm的平均颗粒尺寸。
167.如权利要求163的可紫外线固化的防伪特征,其中所述可紫外线固化的有机组成为可紫外线固化的媒介。
168.如权利要求163的可紫外线固化的防伪特征,其中所述可紫外线固化的有机组成是可紫外线固化的单体或聚合物。
169.如权利要求163的可紫外线固化的防伪特征,其中所述可紫外线固化的防伪特征是可固化的以形成毫微级金属颗粒的熔结的网络。
170.一种基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征,其包括导电性部分或组分,其中所述防伪特征没有可紫外线固化的组成。
171.如权利要求170的基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征,其中所述防伪特征是反射性的。
172.如权利要求170的基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征,其中所述防伪特征包括磁性。
173.如权利要求170的基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征,其中基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征包括金属颗粒,所述金属颗粒包括大块金属,其中导电性部分或组分具有的电阻率不大于约30倍大块金属的电阻率。
174.如权利要求173的基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征,其中所述部分或组分具有的电阻率不高于约20倍大块金属的电阻率。
175.如权利要求173的基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征,其中所述基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征具有的电阻率为至少50倍大块金属的电阻率。
176.如权利要求170的基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征,其中所述防伪特征包括具有小于约5μm平均颗粒尺寸的金属颗粒。
177.如权利要求170的基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征,其中所述防伪特征包括具有小于约1μm平均颗粒尺寸的金属颗粒。
178.如权利要求170的基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征,其中所述可紫外线固化的构成为可紫外线固化的媒介。
179.如权利要求170的基本上不导电的可紫外线固化的防伪特征,其中所述可紫外线固化的构成是可紫外线固化的单体或聚合物。
180.一种防伪特征,包括:
(a)包括第一金属颗粒的第一层,所述第一金属颗粒包括第一金属氧化物;及
(b)被配置在第一层的至少一部分上的第二层,所述第二层包括第二金属颗粒,该第二金属颗粒包括第二金属氧化物。
181.如权利要求180的防伪特征,还包括:
(c)配置在第二层的至少一部分上的第三层,所述第三层包括第三金属颗粒,该第三金属颗粒包括第一金属氧化物。
182.如权利要求181的防伪特征,其中第一金属氧化物从由硅土、二氧化钛和云母构成的组中选择,其中第二金属氧化物从由硅土、二氧化钛和云母构成的组中选择,并且其中所述第一金属氧化物与第二金属氧化物不同。
183.如权利要求181的防伪特征,其中所述第一金属氧化物包括二氧化钛且所述第二金属氧化物包括云母。
184.如权利要求181的防伪特征,其中所述防伪特征当被倾斜时表现出色彩的偏移。
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Owner name: SICPA HOLDING SA Free format text: FORMER OWNER: CABOT CORP. Effective date: 20141226 |
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TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20141226 Address after: Swiss prili Patentee after: Sicpa Holding SA Address before: Massachusetts, USA Patentee before: Cabot Corp. |