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TWI511887B - 於顏料薄片四周提供邊框或邊界以供隱蔽安全應用之用 - Google Patents

於顏料薄片四周提供邊框或邊界以供隱蔽安全應用之用 Download PDF

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TWI511887B
TWI511887B TW096144152A TW96144152A TWI511887B TW I511887 B TWI511887 B TW I511887B TW 096144152 A TW096144152 A TW 096144152A TW 96144152 A TW96144152 A TW 96144152A TW I511887 B TWI511887 B TW I511887B
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Alberto Argoitia
Cornelis Jan Delst
Stacey A Yamanaka
Wilfred C Kittler
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Jds Uniphase Corp
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Description

於顏料薄片四周提供邊框或邊界以供隱蔽安全應用之用
本發明一般而言係關於薄顏料薄片，且更特定言之，係關於在用於塗料組合物中之標記薄片周圍提供邊界或邊框以及在薄片之加邊框區域內提供由一或多個凹槽界定之標誌；且更特定言之，本發明提供一邊框及具有邊框之標誌，其中與凹槽式標誌相比，該凹槽式邊框較不穩固且更易於斷裂。
已發展特用顏料以用於諸如印製於紙幣、高價值物品包裝、容器密封件上之防偽圖案的安全應用中，且甚至直接應用於商業物品。舉例而言，美國二十美元聯邦儲備券(U.S.twenty－dollar Federal Reserve Note)目前使用可光變油墨。印於該紙幣正面右下角之數字"20"的顏色隨觀察角度之改變而改變。此為外現防偽圖案。該變色作用不可由普通彩色影印機複寫，且接收紙幣者可觀察其是否具有變色安全特徵以確定該紙幣之真實性。
其他高價值文件及目標物使用類似措施。舉例而言，在直接應用於諸如股票、護照、原始產品包裝或應用於密封件(其應用於物品)的油漆及油墨中使用虹彩顏料或繞射性顏料。由於偽造者之技術日臻成熟，因此需更難以偽造的安全特徵。
一種防偽方法係在多層變色顏料薄片上使用微觀符號。該等符號藉由諸如反射率之光學性質的局部變化形成於該多層變色顏料薄片之層的至少一者上。多層變色顏料薄片一般包括法布裏伯羅(Fabry Perot)型結構，其具有藉由分隔層與反射層分離之吸收層。反射層通常為金屬層，其使得顏料薄片大體上不透明。若大部分此等類型顏料薄片與其他顏料混合，則所得顏色可顯著不同於該顏料，且若過少此等薄片與其他顏料混合，則其難以發現。
另一種技術使用經環氧樹脂封裝成形的聚對苯二甲酸乙二酯("PET")薄片。將一反射層沈積於一卷PET上，且接著將該PET切成小片。該等薄片經環氧樹脂塗佈或封裝以改良該反射層之耐久性。此等薄片可以諸如方形、矩形、六邊形及"單引號(apostrophe)"之各種形狀獲得，且可選擇諸如銀、錫鉛合金、金及銅之反射性金屬色澤。然而，該環氧樹脂層及相對厚的PET基板(其用於真空沈積製程中之最小厚度通常為約13微米(0.5密耳))產生相對厚的薄片，通常大於14微米。不幸的是，若厚度遠大於基質顏料，則如此厚的薄片對隱蔽應用而言並不合意。類似地，該厚薄片在油墨中流動並非良好，且在油漆中產生結塊。當油漆包括產生粗糙表面之厚薄片時，通常在該粗糙表面上施加相對厚的透明外塗層。
需要以能克服以上討論技術的侷限性之隱蔽防偽圖案來標記目標物。
本發明係關於提供具有經藉由機械方式在其中壓印或壓花或蝕刻或藉由雷射方式形成的標記或隱蔽符號之薄片，其中該等隱蔽符號在顯微鏡下可見。為保留該等符號之完整性，在所有或部分隱蔽符號周圍提供邊框，使得當該等個別薄片自其所沈積之支撐結構移除時，大部分薄片沿所提供的邊框線斷裂，而非以缺乏控制的不可預測方式斷裂(其中斷裂線另外以較大頻率穿過該等符號且在該等符號周圍出現)。為進一步嘗試確保沿邊框線或凹槽發生斷裂，該等邊框凹槽可具有與界定隱蔽符號之凹槽不同的剖面，其中該等邊框凹槽經設計比隱蔽符號凹槽更容易斷裂或破裂。在一些實例中，可提供平行邊框線使得該等薄片斷裂為條帶；在本發明之一較佳實施例中，薄片及更尤其薄片內之一或多個符號在該等一或多個符號周圍之四個以上或四個以下之邊上具有加邊框凹槽式邊界，以使得薄片沿邊框線以均一的方形或矩形斷裂。當然亦可以此方式藉由在自襯底移除該等薄片前在三個邊上預加邊框符號來提供三角形或六邊形薄片。提供習知釋放層以使得該等薄片可易於自其襯底或支撐層移除，且使得該等薄片在移除時沿邊框線斷裂。使用雷射、蝕刻或壓印處於基板上之膜，邊框可以製作符號之類似方式製作；在一較佳實施例中，該等邊框乃連同符號之形成而以相同方法提供。
下文所用之術語"壓花薄片"描述藉由以壓花工具對薄片施加壓力或對藉由塗佈於壓花基板上而形成於壓花基板上的採取基板形式之薄片施加壓力而壓花的薄片。
因此，本發明之一目標為提供其上具有符號之薄片，且其中該等符號具有或曾具有經壓花、蝕刻或雷射至薄片或自經壓花臨時支撐物模製之薄片的邊框或邊界，以供在自其臨時支撐襯底分離薄片之過程期間保護該等符號，且其中該等邊框凹槽比在邊框內界定標誌或符號之凹槽深及/或更易於斷裂。
本發明之一目標為提供具有與標誌凹槽不同之橫截剖面的邊框凹槽，且其中該等邊框凹槽經設計為比標誌凹槽更容易斷裂或破裂。
在本發明之另一態樣中，在向基板添加釋放層之前，將基板預金屬化。在薄片自釋放層分離後，可將經壓花基板切成反射性薄片而非再用以提供另一批經塗佈之薄片。經預金屬化之基板可經切割成長條以製成一新穎安全裝置(亦即，細絲)，該安全裝置含有與用基板製造之薄片相同之匹配設計。
在本發明之另一態樣中，"分級"薄片在自基板移除且經適當後加工以產生成形/具有符號之薄片後經密封以改良薄片之耐久性以防在印刷或塗漆應用期間斷裂。
根據本發明，提供複數個顏料標記薄片，各薄片包含一位於由壁界定之薄片周圍之邊框及一位於該邊框內之區域，其中該等邊框壁中之至少一者的高度為至少高度Fh ，且其中該邊框內之區域具有藉由其中所形成之一或多個深度小於Id 之凹槽界定的標誌，其中Fh >Id 。
根據本發明之另一態樣，提供一薄層標記區域以供形成標記薄片，其包含：一經複數個用以界定邊框之具有深度Fh 之邊框凹槽壓花的基板及複數個在各邊框內形成標誌之標誌凹槽，其中該等標誌凹槽之深度小於Id ，且其中Fh >Id ，使得當薄層或薄層上之塗層分離為標記薄片時，與沿標誌凹槽相比，更可能沿邊框凹槽發生斷裂。
根據本發明之另一態樣，提供一種塗料組合物，其包含：載劑；及分散於該載劑中之複數個單層無機介電隱蔽標記薄片，其中該等薄片由邊框包圍，且其中可辨別之符號形成於該邊框內部之區域中，且其中邊框壁比界定該可辨別符號之凹槽壁深。
根據本發明之另一態樣，提供一種製造其上具有標誌之薄片的方法，該方法包含以下步驟：提供一經釋放層塗佈之基板；在該釋放層上提供一或多層光學塗料；以一或多個符號之形式在該光學塗料之複數個區域中記錄標誌，其中該經記錄之標誌係呈一或多個在該光學塗料內形成之凹槽形式；在各區中之標誌周圍記錄凹槽式邊框，其中該凹槽式邊框比形成該標誌之一或多個凹槽深；自該釋放層移除光學塗料使得該塗料沿凹槽式邊框斷裂為以加邊框之標誌形式之薄片。
在本發明之又一態樣中，提供其上具有至少一符號之薄片，其中該等薄片藉由沿在其自支撐薄層移除前蝕刻、雷射或壓花至該支撐薄層中之凹槽式邊框或邊界分離而自相鄰薄片分離，且其中界定薄片周圍之該等邊框或邊界比其上之至少一符號更容易斷裂。
根據另一態樣，本發明提供複數個經壓花顏料隱蔽標記薄片，該等薄片經透光性非相容塗料塗佈，以減少薄片內之凹槽深度。
 I.介紹
用於隱蔽安全應用之用的薄片通常不可藉由一般觀察而看見。使用諸如顯微鏡下檢查之一些類型的檢查技術或諸如元素分析之分析技術。在一實施例中，含有諸如特定形狀之標誌的不透明薄片大體上與其所混合的本體顏料或其他物質之視覺特徵相匹配。在一特定實施例中，具有所選擇形狀的單層無機不透明薄片與以虹彩雲母為基礎的薄片或其他基質顏料相混合。出於此討論目的，無機材料之"單層"包括相同無機材料彼此疊合之多層。
在熱、溶劑、陽光或其他因素可降解有機薄片之應用中尤其需要無機隱蔽薄片。舉例而言，用於炸藥中之無機隱蔽薄片甚至在暴露於高溫及/或壓力後仍可偵測且在環境中具有抗性。根據本發明之實施例之薄片亦大體上比習知成形的薄片更薄，通常小於約10微米，使得其能用於油墨中且其在油漆中在不必需使用透明外塗層之狀況下產生光滑表面修飾面層。根據本發明之實施例之薄、無機薄片亦具有更接近使用類似技術製作之基質顏料薄片密度之密度。併入有機基板之厚薄片通常具有與薄膜基質顏料薄片不同的密度且當載劑為流體時可在應用前或期間分體。由於薄片分體可導致隱蔽及基質薄片在組合物中之比率不一致，因此薄片分體係不合意的，且若分體導致不當高濃度之隱蔽薄片，則其可使隱蔽薄片之隱蔽性質降級。
II.例示性不透明薄片
圖1為根據本發明之實施例具有安全特徵12的文件10之一部分的平面圖。安全特徵12之至少一部分14以包括具有標誌的不透明薄片(下文稱為"隱蔽薄片")之油墨或油漆印刷，該等不透明薄片與諸如本體顏料薄片之本體顏料相混合。在一實施例中，該等隱蔽薄片具有特定形狀，例如成形為方形、矩形、梯形、"菱形"或圓形。在另一實施例中，該等隱蔽薄片包括具有或不具有所選形狀之格柵圖案。所選形狀較佳藉由壓花、蝕刻或使用雷射以產生邊框或邊界來提供，當自其臨時支撐基板移除時薄片將沿該等邊框或邊界斷裂。在一特定實施例中，該格柵圖案具有在光譜可見光範圍內非光學活性之格柵間隔。亦即，此等格柵圖案並不形成可見的繞射格柵。儘管並非所有標記薄片必為隱蔽薄片，但有時隱蔽薄片亦稱為標記薄片。
一般而言，包括本體顏料薄片之本體顏料顆粒具有不規則形狀。在一實施例中，隱蔽薄片可藉由其形狀與本體顏料薄片區別。或者，本體顏料薄片具有第一選擇形狀，且隱蔽薄片具有第二選擇形狀。成形顏料薄片之製造係藉由各種技術完成的，諸如使用圖案化基板來將薄片材料沈積於該基板上，且接著自基板分離薄片以獲得諸如邊框或邊界之圖案；或使用雷射或其他方式自一薄層薄片材料切割圖案化薄片。該等隱蔽薄片之所選形狀可與(例如)製造設施、製造日期或文件10之其他方面或製作該文件所使用的油墨相關聯。
滾塗機為一種類型的可用於製造根據本發明之實施例選擇性成形或隨機成形之隱蔽薄片的裝置。使一卷聚合物基板材料之薄層(亦稱為"網")通過一或多個沈積區且經一或多個薄膜層塗佈。可使該卷聚合物基板來回多次通過該一或多個沈積區。接著自聚合物基板分離該(等)薄膜層且使其加工為薄片。亦可使用其他裝置及技術。
通常需將自一卷聚合物膜基板沈積(且因此自其移除)之薄膜層的總厚度限制為小於約10微米。PET為一種類型的用於滾塗機之聚合物膜基板，且PET膜基板通常至少為約13微米厚。較薄PET膜傾向於在真空沈積製程中熱變形。當聚合物基板通過沈積區時，沈積區之熱及所沈積一或多個薄膜層冷凝之熱均增加聚合物基板溫度。因此，自PET膜切割且併入PET膜之薄片的最小厚度為約13微米。
另外，具有所選擇形狀之薄片較佳藉由使邊框壓花至基板中來實現，該等薄片將沿該等邊框分離且斷裂開，隱蔽薄片較佳在邊框內且經邊框界定邊界包括一或多個符號、其他形式標誌及/或格柵圖案。在沈積或另外形成經加工為薄片之薄膜層前將格柵圖案壓花於用於滾塗機的基板上。在另一實施例中，當該等薄膜層自沈積基板剝離且加工為薄片時，所選量(百分比)之沈積基板表面積以格柵圖案或形狀圖案壓花以獲得所選量之隱蔽薄片。此技術提供與基質薄片具有相同光學設計(薄膜層組合物及厚度)之隱蔽薄片。舉例而言，以格柵圖案及/或形狀圖案壓花10%之沈積基板表面積將產生具有約10%隱蔽薄片之顏料混合物。圖10展示對於成形/具有符號之薄片及未成形/平坦薄片之兩種不同光學設計的摻合物。可在相同真空製程中進行兩種不同光學設計，然而此並非較佳。較佳地，以不同百分比經壓花表面積產生不同卷沈積基板以獲得具有不同量隱蔽薄片之顏料混合物，或以不同圖案壓花以獲得不同形狀及/或格柵圖案。
圖2A為具有壓花部分13及未經壓花部分15之沈積基板11的一部分之簡化圖。該經壓花部分具有邊框，其出於說明目的而經誇大，且另外或視情況具有(例如)格柵或符號，且該未經壓花部分大體上為光滑的。或者，未經壓花部分以不同邊框、格柵或符號壓花。壓花部分13與未經壓花部分15的表面積之比產生所選量之具有與基質薄片(自未經壓花部分產生)相同之薄膜結構的標記薄片(自壓花部分產生)。儘管沈積基板11經由滾塗機內沈積區(未圖示)自一卷17行進至另一卷19，但替代實施例使用不同類型基板及沈積系統。圖2B為具有壓花部分13'及未經壓花部分15之另一沈積基板11'的一部分之簡化圖。
即使具有可識別標誌之顏料薄片易於觀察，其亦提供安全特徵；然而，若具有可識別標誌的顏料薄片不易觀察，則偽造者甚至不會發覺隱藏薄片之存在。本發明之一實施例使用具有與基質顏料相同的光學特徵之隱蔽顏料薄片。隱蔽顏料薄片由未經協助的人類視覺不可見，但在放大約50×至1000×下可見。具有大體上相同視覺特徵之隱蔽顏料薄片可與基質顏料以寬範圍比例相混合而不顯著影響組合物之顏色。在一些實施例中，隱蔽顏料薄片在具有5－10重量%之隱蔽顏料薄片及具有95－90重量%之具有類似外觀(例如顏色及/或色程)的基質顏料薄片之組合物中易於識別。通常，成形的不透明隱蔽薄片在使用手持顯微鏡(例如"袖珍(shirt－pocket)"顯微鏡)之視野中易於識別且為識別與具有符號之類似尺寸的薄片相比需更小的放大倍數。
另一方法為使用顏色與基質薄片不同的、具有所選形狀的不透明隱蔽薄片。在一實施例中，不透明隱蔽薄片為在諸如MgF2 之介電材料層之間具有鋁或其他反射物薄膜層之亮金屬("銀")薄片。亮薄片通常在寬範圍可見光波長下具有高度反射性，且通常不具有特徵顏色。以金或銅製作的亮薄片可表現出(例如)微黃色或微紅色。已發現可在顯色基質顏料中添加介於約0.25重量%至約5重量%之成形(例如"菱形"形)亮薄片而不引起可注意到的顏色改變，但在約50×照明放大下(意即50倍放大)仍易於識別。在照明放大下，該薄片之形狀及高亮度均使其區別於基質薄片。當使用小於約0.25%之成形亮薄片時，該等隱蔽薄片變得難以偵測，因為基質薄片之稀釋導致較少在視野中成形的亮薄片。
當亮薄片之量超過約5重量%時，某些類型薄片(尤其深色薄片)之顏色(例如色調)改變。在此等實例中，太多亮薄片基本上"稀釋"基質顏料之顏色。然而，在具有變色顏料之組合物中使用成形亮薄片係高度合意的，因為將少量單一類型成形亮薄片添加至許多不同類型(顏色及/或色程)之顏料薄片中，且相對少量之成形亮薄片提供隱蔽安全特徵。類似地，在含有顏料及亮薄片之組合物並不用於替換或另外與含有100%顏料薄片之組合物區別的應用中，顏色稀釋並非關鍵。
顏料通常於載劑中混合以形成油漆或油墨。載劑之實例包括聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯啶酮、聚(乙氧基乙烯)、聚(甲氧基乙烯)、聚(丙烯)酸、聚(丙烯醯胺)、聚(氧化乙烯)、聚(順丁烯二酸酐)、羥乙基纖維素、乙酸纖維素、諸如阿拉伯膠及果膠之聚(醣)、諸如聚乙烯醇縮丁醛之聚(縮醛)、諸如聚乙烯氯及聚亞乙烯氯之聚(乙烯鹵化物)、諸如聚丁二烯之聚(二烯)、諸如聚乙烯之聚(烯烴)、諸如聚丙烯酸甲酯之聚(丙烯酸酯)、諸如聚甲基丙烯酸甲酯之聚(甲基丙烯酸酯)、諸如聚(氧基羰基氧基伸己烷)之聚(碳酸酯)、諸如聚對苯二甲酸乙二酯之聚(酯)、聚(胺基甲酸酯)、聚(矽氧烷)、聚(硫)、聚(碸)、聚(乙烯基腈)、聚(丙烯腈)、聚(苯乙烯)、諸如聚(2,5－二羥基－1,4－伸苯基乙烯)之聚(伸苯基)、聚(醯胺)、天然橡膠、甲醛樹脂、其他聚合物及聚合物及聚合物與溶劑之混合物。
圖3A為圖1中所示安全特徵14之一部分14A的簡化平面圖。為看見該等薄片之形狀，安全特徵之部分14A在放大通常約20×－300×下觀察，其對徑(across)通常為約5－100微米，更通常為對徑約20－40微米。該安全特徵使用包括基質顏料顆粒16及具有所選形狀(在此狀況下為"菱形"形)的隱蔽顏料薄片18之油墨印刷。選擇該隱蔽顏料薄片之光學特徵及濃度以使得不擾亂以基質顏料顆粒製得的組合物之視覺外觀。
該等基質顏料顆粒16經說明為不規則成形的薄片。或者，基質顏料薄片具有所選(意即規則)形狀。類似地，隱蔽顏料薄片18可具有格柵。添加格柵進一步增加偽造難度。在一些實施例中，隱蔽顏料薄片18一般具有與基質顏料顆粒相同的光學特徵。或者，隱蔽顏料薄片18具有與基質顏料顆粒不同的光學特徵，但所佔量充分少以使得不擾亂以該等基質顏料顆粒製得的組合物之視覺外觀。
在一特定實施例中，該等"菱形"隱蔽薄片橫截面(across)為約25微米乘以35微米之亮薄片。該等經成形薄片藉由將菱形圖案壓花至一卷PET沈積基板材料中，且接著沈積亮薄片(例如，介於各為約400 nm厚的MgF2 層之間的約100－60 nm Al)之標準薄膜設計而製得。此亮薄片之總厚度為約900 nm，此為約1微米。經壓花圖案亦稱為"邊框"(與格柵相反，其用於在薄片內或上產生圖案)，且在一些實施例中為正的(positive)且在其他實施例中為負的(negtive)。除當與其他不規則形狀薄片成某些預定比分布時菱形薄片其自身可提供一些隱蔽特徵之量測外，該等菱形薄片可以額外隱蔽符號壓花，藉此提供兩種水平的可獲得的隱蔽特徵以保護圖案。
金屬層與一或多個介電層之組合促進薄片自沈積基板之移除。僅具有介電層之薄膜堆疊易碎且通常具有來自沈積製程之殘餘應力。該等薄膜堆疊更傾向於隨機斷裂，產生較少成形薄片。全金屬堆疊或單層難以根據沈積基板之邊框加工為圖案化薄片，因為金屬相對易延展。在特定實施例中，總厚度介於約0.5微米與約3微米之間的金屬－介電及介電－金屬－介電薄片提供延展及易碎特徵之良好組合，其導致當自基板移除且經加工時薄片之良好圖案化。在一特定實施例中，具有介於易碎介電層之間的、總厚度為約一微米之延展性金屬層之成形亮薄片自壓花沈積基板產生約90%菱形薄片。
使用習知技術將該等薄膜層自沈積基板剝離且經加工為薄片。該經壓花菱形圖案提供線，沿該線薄膜層斷裂為具有所選菱形形狀之薄片。在另一實施例中，該菱形薄片為約12微米乘以16微米，且在該等薄片之主要表面上包括格柵。該格柵在標稱上為每毫米2000條線，且當用作標記時在組合物中不產生明顯繞射作用。12×16微米薄片之形狀於100×放大倍數下易見；然而，在此放大倍數下格柵不易見。該格柵於400×放大倍數下容易明顯看到。在其他實施例中，格柵較為粗糙，且在用於分辨標記薄片形狀之相同放大倍數(例如50×至100×)下容易看見。因此，用於向標記薄片提供安全特徵之格柵在光譜之可見光部分中不必為光學活性的。
在一特定實施例中，基質顏料顆粒為以一層TiO2 或其他介電材料塗佈之雲母薄片。該塗佈材料通常具有相對高的折射率。雲母係相對便宜且容易加工為薄片基板之天然產生的礦物。當雲母薄片基板以一層所選厚度的高折射率材料塗佈時，獲得珠光顏料薄片。雲母薄片基板可以若干替換材料使用各種製程塗佈。該等顏料通常稱為"以雲母為基礎"的顏料。以該珠光顏料印製的影像之影印件看來與原件不同，因此需使用以雲母為基礎的顏料薄片以提供外現安全特徵。然而，使雲母薄片基板成形或在雲母薄片基板上提供符號為不實際的。根據本發明之一實施例之隱蔽薄片與以雲母為基礎之顏料相混合以使得隱蔽安全特徵能夠包括於經以雲母為基礎之顏料薄片印製的影像中。若在可見光譜波長下，該隱蔽顏料薄片之厚度為約五倍於四分之一波長光學厚度("QWOT")，則由諸如TiO2 或ZnS之單層無機介電材料製得的成形顏料薄片具有類似於以雲母為基礎之顏料的外觀。通常，用於與以雲母為基礎之顏料的外觀相匹配之ZnS之單層隱蔽薄片的厚度為約60 nm至約600 nm。加工來自具有經壓花菱形圖案之沈積基板的所有介電薄片傾向於具有比對應金屬－介電薄片更低的產量。
圖3B為根據本發明之一實施例之亮顏料薄片20的簡化截面。反射層22介於兩個介電薄膜層24、26之間。該等介電薄膜層24、26向亮顏料薄片20提供硬度且促進該顏料薄片自滾塗機基板之移除。需保持亮顏料薄片之厚度小於10微米以提供乾燥或固化成光滑表面之組合物。在特定實施例中，該薄片之厚度係介於約1微米與約3微米之間。較薄薄片因其重量過小而傾向於更難以加工及處理，且較厚薄片更堅固且因此更難以沿邊框圖案斷裂。
反射層22通常為諸如鋁、鉑、金、銀或銅之高反射金屬，或諸如鐵或鉻之適度反射金屬之薄膜層。反射層22充分厚以在光譜可見光部分不透明(反射)，但並不過厚以致於干擾薄膜層自基板分離及隨後加工為薄片。換言之，過厚金屬反射層將在介於相對易碎介電層24、26之間提供延展性層，且其傾向於干擾該等沈積層加工為薄片。介電層之適當材料尤其包括ZnS、MgF2 、SiO2 、Al2 O3 、TiO2 、Nb2 O5 及Ta2 O5 。在一些實施例中，介電薄膜層24、26亦為反射層22提供環境保護。
亮薄片20具有所選形狀且視情況或另外具有諸如表面(格柵)圖案或元素指紋之其他標誌。將充分低濃度之亮薄片20添加至顯色顏料及顯色組合物(例如油墨及油漆)中。成形亮薄片可作為隱蔽安全特徵添加至基質(意即隨機成形或另外成形的)亮薄片中。
圖3C為具有元素指示劑層28之亮薄片20'的簡化截面。亮薄片20'具有位於介電層24'、26'之間的反射層22'、22"，且層28提供元素指示劑。元素指示劑層28為未在基質顏料中發現的材料之層，該基質顏料將與亮薄片共同使用且使用諸如二次離子質譜("SIMS")分析、能量色散X－射線("EDX")分析及奧格(Auger analysis)分析之元素分析技術易於偵測。此外，元素指示劑存在於隱蔽薄片中但不存在於基質薄片中，且微SIMS、微EDX或微奧格分析可易於偵測此差別。僅向該顏料混合物添加指示元素(例如將少量含有指示元素之化合物添加至載劑)不可克服此安全特徵。
元素指示劑層28不具光學活性，因為其介於兩個不透明反射層22'、22"之間。選擇反射層22'、22"為用於基質薄片的相同材料，例如鋁。元素指示劑之適當材料尤其包括鉑、銥、鋨、釩、鈷及鎢。熟習此項技術者將瞭解所選擇元素指示劑材料視其將一起使用的基質顏料而定。在一替代實施例中，亮顏料之反射層為元素指示劑材料(參見圖3B，參考數字22)。舉例而言，將使用鉑作為反射層之隱蔽亮或顯色顏料薄片與使用鋁作為反射層之基質亮薄片或顯色顏料薄片混合。在另一實施例中，具有併入顏料混合物或組合物的元素指示劑之薄片的量經選擇以在顏料混合物中提供所選元素比(例如鋁與鉑)。在替代或另一實施例中，介電薄膜層24'、26'之材料(圖3B，參考數字24、26)經選擇以提供元素指示劑。
圖3D為根據本發明之另一實施例之變色顏料薄片30的簡化截面。變色顏料薄片30通常稱為對稱5層法布裏－伯羅干擾薄片。薄膜堆疊32包括反射金屬層34、兩個分隔層36A、36B及兩個吸收層38A、38B。吸收層通常為極薄半透明鉻、碳或其他材料層。反射層、分隔層及吸收層均為光學活性的，亦即其對變色顏料薄片之光學效能有貢獻。薄片之各邊向入射光提供類似法布裏－伯羅干擾結構，且因此該薄片為光學對稱的。或者，該變色顏料薄片為全介電顏料薄片或3層薄片，諸如吸收層/介電層/吸收層。
如光變顏料技術中所熟知的，變色顏料薄片之顏色及色程藉由薄片之光學設計、即在薄膜堆疊32中該等層之材料及厚度來確定。變色顏料薄片30之光學設計通常經選擇以與其將混合的基質顏料薄片之光學性質相匹配。使變色顏料薄片30成形(參見圖3A，參考數字18)，且視情況或另外包括諸如表面格柵圖案及/或元素指示劑之其他標誌。
舉例而言，反射層包括元素指示劑，其為不同於基質顏料薄片之反射性金屬或包括一或多個額外元素指示劑層，其可為或可不為光學活性的(參見圖3C，參考數字28)。或者或另外，分隔層36A、36B及/或吸收層38A、38B包括元素指示劑。舉例而言，若基質顏料薄片使用MgF2 、SiO2 或Al2 O3 作為分隔層材料，則隱蔽顏料薄片30使用諸如TiO2 或ZnS之不同分隔層材料。分隔及/或吸收指示劑材料包括使用元素分析可容易偵測到的元素。
在一些實施例中，使用不同分隔材料及/或反射材料產生具有與基質薄片不同的光學性質之隱蔽顏料薄片30。舉例而言，即使該等隱蔽及基質薄片在正常入射時具有類似顏色，色程可為不同。一般而言，低折射率分隔材料(諸如MgF2 及SiO2 )提供比高折射率分隔材料(諸如ZnS及TiO2 )更高的色程("快變"顏料)。然而，可將該等隱蔽薄片以相對高濃度添加至基質顏料薄片中，即使其色程與基質薄片之色程並不精確匹配，因為多數一般觀察者不能偵測根據本發明之一實施例之混合物與100%基質薄片之間的差異。
圖4為根據本發明之一實施例具有分散於載劑44中的隱蔽薄片42之清漆40的截面。該載劑為透明的或經調色的，且隱蔽薄片42以一定濃度，該濃度經選擇以避免一般視覺偵測到。可選顏色塗層或亮(例如"鍍鉻")塗料46已經塗覆於清漆40下之目標物48上。清漆40向該目標物提供隱蔽安全特徵而不擾亂其外觀。在一特定實施例中，可選顏色塗層46為以珠光或變色顏料印製之影像以向目標物提供外現安全特徵。該目標物為(例如)文件、產品、包裝或密封件。清漆40使得能夠向已具有隱蔽安全特徵之目標物提供隱蔽安全特徵而不顯著改變該目標物之外觀。舉例而言，若股票已印製有外現安全特徵且隨後需向股票提供隱蔽安全特徵，則外現安全特徵以清漆40或類似油墨組合物(意即含有隱蔽薄片之大體上透明的油墨組合物)加印。在另一實施例中，向已具有一或多個隱蔽安全特徵之目標物提供額外隱蔽安全特徵。在一特定實施例中，該等隱蔽薄片構成不超過該清漆之2%。
圖5為根據本發明之另一實施例包括分散於黏合劑或載劑52中之基質顏料薄片16及成形隱蔽薄片18的組合物50(意即油墨或油漆)之截面。隱蔽薄片18具有所選形狀或諸如元素指示劑或表面格柵圖案之其他標誌。組合物50已塗覆於諸如標籤、產品包裝、紙幣或消費物品之目標物48上。
向已存在油墨或油漆組合物添加隱蔽薄片，此向由油墨或油漆製作的影像提供隱蔽安全特徵。舉例而言，具有變色顏料之油墨用於在紙幣或其他目標物上提供變色影像作為外現安全特徵。將根據本發明之一實施例之隱蔽薄片添加至油墨中且將所得混合物用於印製影像，該等影像似乎大體上類似於以原始油墨印製的彼等影像。因此，添加隱蔽安全特徵後，紙幣之一般觀察者不會注意到外現安全特徵(意即變色影像)之外觀的變化。隱蔽薄片之標誌指示(例如)製造日期、印製地點及/或油墨的來源(製造商)。
III.實驗結果
製造且量測使用100%紫紅－綠色光變凹紋("OVI")顏料薄片之測試標準。亮及光變標記樣品均具有每毫米2000條線之格柵圖案，其使得該等標記薄片更容易地區別於基質顏料薄片(意即定位)且更難以偽造。格柵圖案於約400×下清晰可見且並不誘發以該等測試組合物印製的影像產生可見光繞射性質。認為標記薄片之低部分與未向觀察者良好定向避免發生繞射作用。在一替代實施例中，較細格柵圖案包括於成形標記薄片上。該等形狀於顯微鏡第一放大倍數下可識別，但格柵圖案在此第一放大倍數下不容易看見。格柵圖案於較高放大倍數下可見。認為使具有所選形狀或符號之標記薄片包括該格柵圖案進一步加強該標記薄片之隱蔽性質，因為偽造者可能在顯微鏡檢查下看見形狀或符號，但看不見格柵圖案且因此在偽造物品中不包括格柵圖案。
第一測試樣品("樣品1")含有與10%(以重量計)具有格柵的紫紅至綠色OVI顏料薄片("標記薄片")混合之90%(以重量計)之習知(基質)紫紅至綠色顏料薄片。該等標記薄片藉由常規顯微鏡檢驗易於偵測，且該混合物之顏色效能與測試標準相同，因為標記薄片之顏色與基質薄片之顏色十分匹配。相近顏色匹配涉及謹慎監控標記薄片之製造且用於標記薄片之每一顏色的新穎光學設計通常將用於匹配基質薄片之每一顏色。
另一種方法為使用可與許多不同顏色基質薄片一起使用之標準標記薄片設計。亦評估使用鋁反射層(其給予該薄片"銀白色"外觀)之亮標記薄片。製造亮薄片相對簡單且當與顯色基質顏料薄片混合時此等薄片於5%濃度下極易偵測。亮標記薄片與許多顏色之基質顏料一起使用以提供隱蔽安全特徵。組合物中亮標記薄片之量視所要結果而定。舉例而言，含有與紫紅至綠色OVI基質混合之5%亮標記薄片之凹紋摻合物的顏色效能在並行比較中區別於100%紫紅至綠色OVI薄片之組合物。大體上不能區別於100%紫紅至綠色OVI薄片之組合物使用少於5%的亮薄片，諸如在紫紅至綠色OVI薄片中亮標記薄片之濃度介於約0.25重量%與3重量%之間的組合物。認為可將濃度大於5%之亮薄片添加至顏料薄片中，從而在不顯著改變組合物之外觀的條件下提供較淺或不深顏色。亮標記薄片甚至在低於1%之濃度下在適當放大倍數下易於偵測，因為該組合具有所選形狀及不同顏色(例如"銀白色"而非紫紅色)。
IV.例示性方法
圖6為根據本發明之一實施例製作顏料薄片之方法600的流程圖。提供一卷基板，其具有以該卷基板之所選沈積表面面積之比的未經壓花("光滑")部分及經壓花部分(步驟602)。在一實施例中，該經壓花部分係以邊框壓花用於產生具有所選形狀之薄片。在一替代實施例中，該經壓花部分係以格柵圖案或符號壓花。在一替代實施例中，該基板使用諸如雷射切除之除壓花外的方法圖案化。將至少一薄膜層沈積於該卷基板上(步驟604)，且所沈積一或多個薄膜層經加工為薄片(步驟606)以產生具有所選量之標記薄片之薄片混合物。標記薄片之產量視諸如所加工薄膜層類型、邊框性質、格柵圖案或符號及加工參數之因素而定。
舉例而言，參看圖2A及2B，若該卷基板10%之表面經格柵或符號壓花，則預期產量為約10%之具有格柵圖案或符號的標記薄片。若該卷基板之10%表面以菱形邊框壓花，則對於介電－金屬－介電薄片而言預期約9%的產量，因為將薄膜堆疊之圖案化部分加工為成形薄片時存在10%產量損失。類似地，對於成形全介電薄片而言預期約5%產量，因為將薄膜堆疊之圖案化部分加工為成形薄片時存在50%產量損失。
儘管上文已關於各種特定實施例描述本發明，但現將描述提供顯著優勢之本發明之一態樣。
舉例而言，提供顯著優勢之本發明之一實施例為在基板材料上(其用於在其上形成塗層)使用框住符號之邊框或邊界或經此等邊界加邊框之標誌的態樣。
現轉向圖7，展示具有複數個歐元符號之薄層的照片，其中薄層上各€符號具有包圍其之經壓花邊界。此通常藉由以加邊框€符號來壓花諸如PET基板之有機基板，且隨後以可移除塗料塗佈該基板來完成。圖8為該等薄片自其襯底或基板分離後之照片。此照片清楚地展示多數符號為完整的，其中似乎很少裂紋進入或穿過該等符號。藉由使用本發明，圖中極少部分薄片以使€符號模糊的方式斷裂。然而所顯示的為在薄片自其所沈積的基板斷裂開後邊框未沿薄片所有邊存在。一些薄片不具有邊界且其他薄片可具有一且高達四個邊界。然而，此為可理解的。由於邊框邊界使薄片自其最近的薄片分離，因此當薄片分離時，邊界通常保持連接於一薄片且非在該邊框邊界的另一側之其相鄰薄片。然而存在此邊框邊界導致多數薄片在邊框線、在邊框一側或另一側斷裂，提供具有相對直邊緣之相對均勻薄片。通常，攜帶符號之各薄片在自其所沈積之網或基板分離後將具有至少一連接至其之邊界或邊框部分。較佳地，邊框比薄片之其他部分易於切開。
圖9為複數個攜帶μ符號之Mg－Gn薄片之照片，其中由於缺乏邊框而應力破裂且導致明顯的隨機斷裂線，因此薄片隨機斷裂保留一些符號且破壞其他符號。圖9說明遍及該等薄片之應力裂紋，由於此等裂紋之作用，因此其引起薄片分離。此外，裂紋在薄片中持續出現藉此使符號模糊。根據本發明提供邊框並不會完全防止應力裂紋，然而提供一種方法，其中可在更大程度上控制此等裂紋以沿邊框線斷裂或優先沿邊框線路經斷裂。與圖9相反，與圖7及8一起展示之本發明之實施例提供一種方式，其中薄片可沿預定邊界分離，藉此在薄片上更高程度地保留該等符號之形狀及完整性且一般不使薄片中之隱蔽符號模糊。
在未經加邊框的符號中出現的裂紋在更易碎的、玻璃樣介電材料中出現且擴展，但沿圖7所示經加邊框之符號的薄層中所提供邊框線停止且改變路徑以繼續其擴展。提供邊框產生薄片沿邊框線優先破裂。在圖8之薄片中所觀察到的多數裂紋不會完全穿過薄片之總厚度，而停止於薄片之彈性更大的金屬核心(Al/Ni/Al)水平上，產生對原始經壓花符號之清晰性有害的遮蔽作用。
圖8及9中之薄片為約1300 nm或1.3微米厚且具有以下層結構：10 nm Cr/480 nm MgF2 /80 nm Al/50 nm Ni/80 nm Al 480 nm MgF2 /10 nm Cr。存在Ni以提供外現特徵之磁性層。
現轉向圖10，其為大量缺少任何隱蔽符號或邊框之薄片中複數個經加邊框之符號的照片，其中經加邊框之符號與其他薄片之比為1：10。存在此實施例之兩個引人關注之態樣。在第一偵測水平上，裝備有100×手持顯微鏡者可偵測具有歐元符號之隱蔽薄片的存在，且此外，其亦可快速估計出隱蔽與非隱蔽符號之比為約1：10。此外，其可比較方形符號與隨機成形薄片之比以提供鑑定之一些量測。因此，在加邊框形狀內該等符號之形狀、分布及識別可用於在某確信範圍內判定該塗層是否可信。
雖然具有經邊界或邊框框住之符號的薄片通常沿邊框線或凹槽斷裂為所需形狀，如圖10中加邊框之歐元所指示，但存在薄片不合需要地沿形成符號之壓花線斷裂開的情況。
現參看圖11a，展示界定僅一部分陣列之基板110之切開剖面，更特定言之，可看見一整個薄片及與其相鄰之部分區域(其中形成其他薄片)的基板。在此例示性實施例中，因為需要攜帶字符"JDSU"及隨附標識之加邊界或加邊框薄片沿邊框邊界111斷裂開使得薄片形狀為方形，所以形成邊界或邊框111之凹槽111的深度大體上比形成標識112或文字113之凹槽更深。較佳地，邊框深度與標識或文字深度之比為至少10：8且較佳更大以確保薄片沿邊框邊界，亦即在邊框凹槽內斷裂及切斷。圖11b為指示基板上壓花之相對深度的剖面分析。界定邊框之凹槽為U形的且比界定標識及文字之V形及較窄凹槽寬。較佳地，塗佈基板且形成薄片之塗佈材料填充文字及標識之凹槽比填充邊框凹槽多。此增加邊框的可斷裂性且減少沿界定文字或標識之凹槽的可斷裂性。圖11c對應於圖11a及11b且為基板之法線視圖。
與圖11a相反，圖11d為呈鏡像凹凸之基板，其中邊框由壁界定且其中文字及標識自基板底部突出。圖11e展示此等壁之相對高度且圖11f為該基板之法線視圖。當該薄片薄層自基板移除時，標識及邊框仍由壁界定。
圖12a為先前技術之加邊框薄片的截面視圖，其中界定呈字母或標識形式之標誌的凹槽與界定邊框的凹槽具有相同深度。雖然展示完整雙壁U形邊框來說明圖12a與圖12b之間的差異，但在薄片自其基板分離後，通常將不具有雙壁U形邊框，此係因為薄片應沿邊框通道斷裂。展示虛線來指示當薄片自基板分離時預期薄片將切斷之位置。然而，因為圖12a中之凹槽深度對於凹槽及符號而言均相同，所以很可能一些薄片將沿符號凹槽切斷。如觀測圖12b時可見，界定符號之凹槽的高度或深度約為界定邊框之凹槽之高度或深度的一半。亦即，邊框比符號深。此確保大部分薄片將沿邊框凹槽切斷而非沿符號凹槽切斷。一般而言，邊框凹槽與符號凹槽之比較佳為至少3：2且較佳為4：2或更大。
展示圖12a及12b中之薄片具有均勻塗層，其中頂部、底部及側壁上薄片之厚度大體相同。
使用塗佈之物理氣相沈積(PVD)技術(亦即，將撞擊基板之材料以法線或接近法線之軌線蒸發或濺射至基板)導致在頂部、底部及側壁上之沈積層具有相同厚度。然而，實際上，PVD沈積產生以傾斜角度入射至基板上之原子，如圖13b所示，且此等傾斜軌線產生異常現象，導致厚度變化。對於極端傾斜軌線而言，較深凹槽中凹槽之開口將具有與底部相比較薄之塗層，此在目標在於使薄片沿凹槽斷裂之情況中係合意的。
縱橫比愈高，該等特徵在底部、頂部及側壁之間的差異將愈大。此現象在具有高縱橫比特徵之半導體裝置的製造中係熟知的。
薄片斷裂可經由不同機制而發生。
磨損為藉由施加與薄片表面平行之力而產生的斷裂。切割為藉由對薄片施加剪切力而產生的斷裂。壓縮或撞擊為藉由對薄片表面施加垂直力而產生的斷裂。通常斷裂可歸因於此等機制之組合。此等機制可在薄片之後加工及塗料施加過程期間發生。舉例而言，材料研磨可在改良油墨及油漆之均一性所必需的液相混合操作期間發生。
機械誘發之磨損及藉由機械剪切之切割通常在某些印刷應用期間發生，此時薄片被迫通過篩子。此情況之實例為在凸版(flexo)印刷或凹版印刷應用期間或在旋轉絲網應用期間在塗刷器強制油墨薄片通過篩子時油墨中之薄片與網紋(annilox)系統中之刀片的相互作用。此相互作用類似於在稱為"刀磨法"之研磨法中所用之方法。在此方法中，藉由使用刮刀或刀片切割顆粒之旋轉總成來獲得研磨作用。
撞擊式研磨可藉由與其他薄片或與用於後加工及塗佈之設備的高速機械性相互作用而發生。
儘管如此，表面不規則性將集中施加於薄片之負載，產生非均勻負載分布之情況。
此非均勻負載分布展示於圖14a中。所施加之能量視薄片上之破裂點(區域)位置而定而存在局部差異。舉例而言，若認為因磨損而斷裂，則在區域1所指示之深層特徵底部出現之剪切應力高於圖14b之區域2中所示之陰影特徵底部上的剪切應力。此外，如上文所解釋，預期深層特徵底部之微結構比陰影特徵之微結構更易碎。
雖然本發明提供一種促使薄片沿邊框線而非沿標誌線或凹槽斷裂的方式，但下文所述之實施例在薄片自基板分離後保護薄片以防止不必要之進一步斷裂。圖15展示已封裝於一防護塗層中之薄片。
在此實施例中，薄片可經高介電指數材料(諸如ZnS、TiO2 、SiOx 、Al2 O3 等)塗佈或介電/金屬多層薄片可經增強符號觀測性之半透明材料(諸如溶膠－凝膠(SiOx ))塗佈。若薄片用n<1.65之低折射率材料製成，則用高折射率材料(亦即n大於或等於1.65)封裝薄片可產生具有二向色性之微結構化薄片。此實施例基本上為形成具有隱蔽功能以及類似於珠光顏料之視覺光學效應的成形/具有符號之薄片的交替高/低/高所有介質層之堆疊。
有利地，封裝製程將不僅改良薄片之耐久性，且亦可向微結構化薄片提供額外功能。熟知與真空氣相沈積技術(PVD或CVD)相反，藉由溶膠－凝膠或其他濕式化學方法封裝為非表面相容的。舉例而言，此係用於眼科光學塗料中以遮蔽在模製眼鏡製程期間之刮痕或其他表面缺陷。
在濕式化學方法中藉由非相容性塗料封裝將傾向於填充壓花薄片中所存在之諸如凹槽的空隙，減少已處於薄片易碎區域上之非均勻負載，從而改良斷裂性質。相比之下，相容性塗層為在不同於該(等)層所沈積之基板微結構的各處將具有大體相同厚度之塗層。非相容性塗層(例如濕式化學塗層)將具有填充微結構中之間隙的傾向且因此使薄片"平坦化"。此極為有利，因為其提供將薄片壓花使得可看見視覺效應之益處，且其中薄片接著以保存或增強視覺效應之方式平坦化。
以此方式塗佈壓花薄片對例如用於醫藥及食品工業之"可食用薄片"具有特定適用性。許多經FDA批准用於消費之用於"可食用薄片"的材料包括介電材料，諸如SiOx 、TiOx 、AlOx 、FeOx 。然而，此等材料比金屬或聚合材料更易碎且已發現根據本發明內之教示，如更通常已知之製造"可食用小飾物(charm)"或"可食用薄片"，其中邊框比薄片內之標誌更易斷裂，且用溶膠－凝膠或其他防護塗層塗佈此等更易碎薄片極為有利於預防一些在後加工期間另外可能發生之斷裂。
亦在藉由封裝方法用半透明延展性材料塗佈之薄片中看到對於斷裂性之改良。在此情況下，藉由在真空下沈積柔軟半透明聚合材料之薄層來塗佈薄片。一種適當沈積法為所謂之電漿聚合。熟知此方法用於塗佈SiOx Hy 、TiOx Hy 或COx Hy (其為SiO2 、TiO2 及金剛石狀碳之電漿增強化學氣相沈積(CVD)之變化形式)。此外，一些聚合物可經物理氣相沈積蒸發或甚至濺射以產生微結構化隱蔽標記之功能或改良其耐久性。
10．．．文件
11．．．沈積基板
11'．．．沈積基板
12．．．安全特徵
13．．．壓花部分
13'．．．壓花部分
14．．．安全特徵12之至少一部分
14A．．．安全特徵14之至少一部分
15．．．未經壓花部分
16．．．基質顏料顆粒
17．．．一卷
18．．．隱蔽顏料薄片/成形隱蔽薄片
19．．．另一卷
20．．．亮顏料薄片
20'．．．亮薄片
22．．．反射層
22'．．．反射層
22"．．．反射層
24．．．介電薄膜層
24'．．．介電薄膜層
26．．．介電薄膜層
26'．．．介電薄膜層
28．．．元素指示劑層
30．．．變色顏料薄片/隱蔽顏料薄片
32．．．薄膜堆疊
34．．．反射金屬層
36A．．．分隔層
36B．．．分隔層
38A．．．吸收層
38B．．．吸收層
40．．．清漆
42．．．隱蔽薄片
44．．．載劑
46．．．可選顏色塗層/亮塗料
48．．．目標物
50．．．組合物
52．．．黏合劑/載劑
110．．．基板
111．．．邊框邊界/邊界/邊框/凹槽
112．．．標識
113．．．文字
圖1為具有安全特徵之文件之一部分的平面圖。
圖2A為具有壓花部分及未經壓花部分之沈積基板的一部分之簡化圖。
圖2B為具有壓花部分13'及未經壓花部分15之另一沈積基板11'的一部分之簡化圖。
圖3A為圖1中所示安全特徵14之一部分14A的簡化平面圖。
圖3B為亮顏料薄片之簡化截面。
圖3C為提供元素指紋之亮薄片20'的簡化截面。
圖3D為根據本發明之另一實施例之變色顏料薄片30的簡化截面。
圖4為根據本發明之一實施例具有分散於載劑中的不透明隱蔽薄片之清漆的截面。
圖5為根據本發明之另一實施例分散於黏合劑中之基質薄片及不透明隱蔽薄片的截面。
圖6為根據本發明之一實施例製作顏料薄片之方法的流程圖。
圖7為攜帶複數個各藉由壓花至基板之方形邊框或邊界加邊框的歐元符號之薄層的照片。
圖8為複數個各具有歐元符號且大部分具有包圍該符號的完整或部分邊框之Mg－Gn變色薄片的照片。
圖9為薄片上複數個Mg－Gn μ符號之照片，其中由於缺乏邊框該等薄片因斷裂線而隨機斷裂，保留一些符號且破壞其他符號。
圖10為較大量缺少任何隱蔽符號或邊框的薄片中複數個加邊框的符號之照片，其中加邊框符號與其他薄片之比為1：10。
圖11a為說明基板內之邊框凹槽深度的切去之經壓花基板的等角視圖。
圖11b為圖11a中所示基板之截面分析。
圖11c為圖11a之基板之法線視圖。
圖11d為說明自基板突出之邊框壁及標識壁之高度的切去之經壓花基板的等角視圖。
圖11e為圖11d中所示基板之截面分析。
圖11f為圖11d之基板之法線視圖。
圖12a為關於具有均勻塗層之先前技術薄片之截面的說明。
圖12b為關於根據本發明之薄片之截面的說明，其中邊框深度約為符號深度的兩倍。
圖13a為關於根據本發明之薄片之截面的說明，其中壁上之塗層比底部之塗層薄。
圖13b為關於根據本發明之薄片之截面的說明。
圖14a為關於薄片凹槽之截面的說明，其中頂壁之塗層比凹槽槽底之塗層厚，有利於幫助薄片沿凹槽斷裂。
圖14b為關於展示均勻塗層厚度之用以界定薄片符號之凹槽的說明。
圖15為關於根據本發明之薄片的說明，其中薄片封裝於一透光性防護塗層中。
(無元件符號說明)

Claims (25)

  1. 一種複數個顏料標記薄片，各薄片具有一第一表面；一呈一或多個凹槽形式之標誌，該標誌由一個或多個具有一第二表面之區域所界定，該等區域相對於該第一表面在一第一方向上，自該第一表面延伸出一最大距離Id ，及一邊框，該邊框由一個或多個設置在該薄片周圍之壁所界定，以至少部分環繞該標誌，各壁在該第一方向上自該第一表面延伸出至少一距離Fh ，其中Fh >Id 。
  2. 如請求項1之複數個顏料標記薄片，其中各薄片係為一多邊形之外形，其中該邊框具有至少二壁，且其中該一或多個凹槽加上位於該一或多個凹槽底部的該薄片之厚度Tf 具有一深度Id +Tf ，其中Fh >Id +Tf ，其中定義該標誌的該一或多個凹槽具有在該薄片之一相對側的互補突起區域。
  3. 如請求項2之複數個顏料標記薄片，其中該標誌包含一符號或標識，且該等壁之每一者沿著直線行進。
  4. 如請求項2之複數個顏料標記薄片，其中該等薄片之每一者具有相同之符號或標識。
  5. 如請求項2之複數個顏料標記薄片，其中該Fh /Id 為至少1.5。
  6. 如請求項2之複數個顏料標記薄片，其中各薄片係封裝於一塗料中。
  7. 如請求項6之複數個顏料標記薄片，其中該塗料係選自金屬、金屬化合物、氧化物、硝酸鹽、聚合物及金屬陶瓷之群。
  8. 如請求項2之複數個顏料標記薄片，其中該標誌包含一或多個凹槽為V形凹槽。
  9. 如請求項8之複數個顏料標記薄片，其中該等壁具有一表面，該表面大體上相對於該第一表面垂直地延伸。
  10. 如請求項2之複數個顏料標記薄片，其中該標誌僅可在放大倍數下看見。
  11. 如請求項3之複數個顏料標記薄片，其中該每一薄片係包含多層塗料以提供一可見光學效應。
  12. 如請求項2之複數個顏料標記薄片，其中該等薄片塗佈一非相容性塗料，該塗料減少該凹槽的深度且其中該標誌並未因該塗料而模糊。
  13. 如請求項12之複數個顏料標記薄片，其中該非相容性塗料增強該標誌與背景之間的對比使得該標誌變得更可見。
  14. 如請求項12之複數個顏料標記薄片，其中該等顏料標記薄片為可食用薄片。
  15. 如請求項1之複數個顏料標記薄片，其中該距離Id 與Fh 之各者大於形成該顏料標記薄片的一材料之厚度。
  16. 如請求項1之複數個顏料標記薄片，其中形成各顏料標記薄片的一材料之厚度，遍及該薄片大體上是均勻的。
  17. 如請求項1之複數個顏料標記薄片，其中該邊框包含一 結構，該結構大體上垂直地延伸至該一或多個壁且大體上平行於該第一表面。
  18. 一種複數個顏料標記薄片，各薄片包含一第一主要表面，該表面具有一位於由壁界定之至少兩個薄片側面周圍之邊框，該等壁自該邊框向上或向下延伸，及一位於具有一第一薄片表面的該邊框內之區域，其中該等邊框壁中之至少一者的高度為至少高度Fh ，且其中該第一主要表面之該邊框內的該區域具有藉由形成於其中之一或多個深度小於Id 之凹槽界定的標誌，其中Fh >Id ，其中各薄片在缺少該標誌及該邊框之一區域具有一小於Fh 之厚度，其中該邊框形成該薄片之一外部周圍，並至少部分環繞該標誌及與其分開。
  19. 如請求項18之複數個顏料標記薄片，其係經透光性非相容性塗料塗佈，從而減少該薄片內之凹槽的深度。
  20. 如請求項19之複數個顏料標記薄片，其中該非相容性塗料有效使該等薄片平坦化。
  21. 如請求項19之複數個顏料標記薄片，其中該非相容性塗料為溶膠-凝膠塗料。
  22. 如請求項18之複數個顏料標記薄片，其中該等顏料標記薄片為可食用薄片。
  23. 如請求項18之複數個顏料標記薄片，其中各顏料標記薄片之厚度遍及該顏料標記薄片大體上是均勻的。
  24. 一種複數個標記薄片，其中各標記薄片具有一周圍且其中各標記薄片包含： 一材料層，該材料層在其之一第一側具有一第一表面，在相對於該第一側之一第二側具有一第二表面，其中該材料層遍及該薄片具有一均勻厚度，其中各標記薄片具有一或多個凹槽在其周圍內形成，以定義一可辨識符號，該一或多個凹槽具有一大於該標記薄片厚度之一最大深度，及其中各標記薄片具有沿著其周圍至少一部分所提供之一邊框，該邊框具有一邊框深度，該邊框深度至少大於該一或多個凹槽之最大深度的50%。
  25. 如請求項24之複數個標記薄片，其中複數個標記薄片包含一第一標記薄片及一第二標記薄片，其中該邊框並未沿著該第一標記薄片之整體周圍所提供，且其中該邊框為沿著該第二標記薄片之整體周圍所提供。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201616955D0 (en) * 2016-10-06 2016-11-23 University Of Newcastle Upon Tyne Micro-milling
US20230150292A1 (en) * 2021-11-17 2023-05-18 Viavi Solutions Inc. Complementary flakes

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4099838A (en) * 1976-06-07 1978-07-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Reflective sheet material
TW330876B (en) * 1996-02-09 1998-05-01 Philips Eloctronics N V Method of separating semiconductor elements formed in a wafer of semiconductor material
TW200618919A (en) * 2004-08-11 2006-06-16 Disco Corp Laser processing method
TW200702399A (en) * 2005-07-05 2007-01-16 Jds Uniphase Corp Provision of frames or borders around opaque flakes for covert security applications

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1511620A4 (en) * 2002-05-17 2009-08-05 Visual Physics Llc MICROSTRUCTURE TRACEABLE PARTICLES, APPLICATIONS AND METHODS OF MAKING THESE PARTICLES
US7241489B2 (en) * 2002-09-13 2007-07-10 Jds Uniphase Corporation Opaque flake for covert security applications

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4099838A (en) * 1976-06-07 1978-07-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Reflective sheet material
TW330876B (en) * 1996-02-09 1998-05-01 Philips Eloctronics N V Method of separating semiconductor elements formed in a wafer of semiconductor material
TW200618919A (en) * 2004-08-11 2006-06-16 Disco Corp Laser processing method
TW200702399A (en) * 2005-07-05 2007-01-16 Jds Uniphase Corp Provision of frames or borders around opaque flakes for covert security applications

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