專利名稱：表面處理薄片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)薄片以及生產(chǎn)該光學(xué)薄片的方法。更特別地，本發(fā)明涉及用于在載體媒介中的自排列的、不對(duì)稱的、高反射的薄片。5 發(fā)明背景
變色油墨和在載體中包含反射顏料的其它涂料組分被用于安全和裝飾的目的。
于2007年1月9日授權(quán)給Yamamoto的美國(guó)專利第7,160,375號(hào)，在下文中被稱 作'375,講授了一種水性組分，包括涂覆有疏水材料的閃光顏料，以提高所述組分的閃 光性能，所述閃光顏料例如涂覆有玻璃的金屬顆粒。通過將未被涂覆的顆粒與疏水材料 10 的溶液混合，震蕩混合物30分鐘，并隨后干燥混合物，從而產(chǎn)生顆粒上的涂層。這個(gè) 過程產(chǎn)生了包覆在疏水涂層中的顆粒。
不利地，因?yàn)轭伭系氖杷砻婧退暂d體之間的結(jié)合不牢固，所以使用'375中公 開的顏料所制得的圖象對(duì)機(jī)械磨損敏感，并且顏料顆粒容易從載體表面脫落。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，而提供用在載體媒介中的具有改進(jìn)的反射 15率的反射薄片，以及提供一種生產(chǎn)這種薄片的經(jīng)濟(jì)有效的方法。 發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種用在載體中的具有第一側(cè)面和第二側(cè)面的不對(duì)稱的反射薄 片，該薄片包括用于反射光的金屬反射層；以及由所述金屬反射層支撐的載體排斥材料 的涂層，其中，所述載體排斥材料被涂覆在所述第一側(cè)面，用于在載體中自行聚集所述 20 薄片，使得所述薄片停留在載體上，所述薄片的第一側(cè)面至少部分地在載體的外面而所 述第二側(cè)面浸在載體中，并且其中，所述第二側(cè)面沒有任何載體排斥材料。
本發(fā)明的另一方面涉及一種生產(chǎn)多個(gè)如上所限定的薄片的方法，包括以下步驟
(a)提供一個(gè)基底；
(b)將第一層沉積到所述基底上，其中，所述第一層是所述金屬反射層和所述載體排 25 斥材料的涂層中的一個(gè)；[10] (c)將第二層沉積到所述第一層上，其中，所述第二層是所述金屬反射層和所述載 體排斥材料的涂層中的另一個(gè)；以及， [ll](d)將所述多個(gè)薄片從所述基底上分離。[2]本發(fā)明的另一方面提供了 一種具有不對(duì)稱特征的薄片。該薄片具有第一側(cè)面和第二 30側(cè)面并且包括用于反射光的金屬反射層，以及由所述反射層支撐的載體排斥材料的涂層，其中，所述的載體排斥材料被涂覆在第一側(cè)面上，而沒有被涂覆在所述的第二側(cè)面 上，用于在載體中定向所述薄片，從而使所述薄片停留在載體上，所述薄片的第一側(cè)面 至少部分地在載體的外面而第二側(cè)面浸在載體中。所述薄片具有不對(duì)稱的特征，例如在 反射層的一個(gè)表面上有變色涂層，所述薄片包括在所述反射層上的電介質(zhì)層和在所述電5介層上的吸收材料涂層，用于在所述薄片的所述第一側(cè)面上提供變色效果；其中，所述反射層的另一表面至少?zèng)]有所述的吸收材料，以及其中所述薄片的所述第二側(cè)面沒有變色效果。可替換地，所述不對(duì)稱特征是在所述反射層的一個(gè)表面上的浮雕符號(hào)(relief symbol)?？商鎿Q地，所述不對(duì)稱特征是所述金屬反射層的不對(duì)稱外形，其中，所述 反射層的一個(gè)表面是具有至少20納米的凹陷的凹表面，而所述反射層的另一表面是凸 10表面，以影響反射光的方向。


[13]下文將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，附圖所示為優(yōu)選實(shí)施方式，其中 [14]圖l是載體中的微雕(microsculptured)反射薄片的橫截面視圖； [15]圖2是凹形薄片的橫截面視圖； 15[16]圖3是如圖2所示的薄片的透視圖； [17]圖4是槽形薄片的透^見圖；[18]圖5是分段的薄片(segmented flake)的橫截面視圖； [19]圖6和圖7是如圖5所示的分段的薄片的透視圖； [20]圖8到圖9是金字塔形薄片的透視圖； 20[21]圖10a和圖10b是在載體中現(xiàn)有技術(shù)的安全標(biāo)簽(taggant)薄片的無規(guī)定向的示意 圖；[22]圖10c和圖10d是在載體中本發(fā)明的安全標(biāo)簽薄片的定向的示意圖； [23]圖11是變色薄片的橫截面視圖； [24]圖12是載體中平的薄片的橫截面視圖； 25[25]圖13是載體中具有兩個(gè)附加的保護(hù)層的平的薄片的橫截面視圖； [26]圖14是用多層疊加涂覆的浮凸基底的橫截面； [27]圖15是圖14所示的基底的透視圖； [28]圖16是用多層疊加涂覆的浮凸基底的橫截面視圖；[29]圖17是實(shí)驗(yàn)色變曲線(color travel plot),說明了兩個(gè)樣品間的不同，這兩個(gè)樣品一 30個(gè)包括具有疏水涂層的薄片，而另一個(gè)的薄片沒有疏水涂層；[30]圖18是關(guān)于傳統(tǒng)的顏料薄片和本發(fā)明的薄片的色變曲線圖； [31]圖19是如圖18所示的兩種顏料薄片的DCA值的柱形圖；以及 [32]圖20是帶有浮凸符號(hào)或圖像的浮凸薄片的橫截面視圖。 具體實(shí)施例5 [33]分散在載體中的薄膜顏料薄片形成了特殊效果涂層。根據(jù)本發(fā)明，分層薄膜的薄片 包括具有至少50%反射率的金屬反射層，以提供涂層的高反射率。同樣，該薄片在其一 側(cè)具有載體排斥層，用以在載體表面排列所述薄片，使其預(yù)定的側(cè)面朝上，這對(duì)于不對(duì) 稱薄片是重要的。[34]不對(duì)稱薄片是具有不對(duì)稱特征的薄片，例如僅在薄片的一側(cè)可以看見變色效果，或 10在薄片一側(cè)正確的復(fù)制圖像，而在另一側(cè)具有相反的圖像或根本沒有圖像?？商鎿Q地， 所述不對(duì)稱特征是形成薄片的層的外形；例如，反射層的一個(gè)表面是凹表面，而該反射 層的另一個(gè)表面是凸表面，其它層也是如此。[35]傳統(tǒng)的顏料薄片通常是對(duì)稱的，例如前面提到的Yamamoto的閃光顏料，或于2001 年5月22日授權(quán)給Bradley等人的美國(guó)專利第6,236,510中所公開的薄片，在下文中被 15稱作'510,該專利在此通過參考并入本文中。只要涂層的厚度允許，該傳統(tǒng)的薄片在液 體載體中就無規(guī)地定向.[36]載體中不對(duì)稱薄片的無規(guī)定向?qū)?huì)減少或甚至消除使薄片不對(duì)稱的好處。例如，在 薄載體涂層中的一側(cè)變色薄片的中，僅有接近一半的薄片會(huì)變色側(cè)朝上的平躺。而且， 在薄載體涂層中的透鏡型的薄片中， 一些薄片會(huì)凹面朝上，而其它的凸面朝上，因此不20期望的相互抵消了已產(chǎn)生的光學(xué)效果。[37]本發(fā)明的薄片在其一個(gè)側(cè)面上具有載體排斥材料層，這一側(cè)面被設(shè)計(jì)用于反射投射 到涂層上的光。被涂覆在液體載體內(nèi)的物體上的薄片本能地自聚集以停留到載體上，該 薄片的載體排斥側(cè)至少部分地在載體之外，而另 一側(cè)浸在載體中。 [38]對(duì)于用在水基載體中的薄片而言載體排斥材料是疏水材料，或者對(duì)于在油基載體或25 在其他有機(jī)載體中的薄片而言載體排斥材料是疏油材料。通常，載體排斥材料的選擇是 基于載體的類型，使得載體排斥表面是不會(huì)被載體浸濕的，也就是所述表面與液體載體 之間的接觸角度大于90°。[39]本發(fā)明的薄片優(yōu)選直徑范圍在1微米到1000微米內(nèi)和厚度在40納米到5微米之間。 該厚度是基本為常數(shù)，以至該厚度的變化不超過20%。[40]在本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例中，微雕反射薄片具有凹面和與凸面，所述凸面和凹面相對(duì)， 其中僅有所述凹面被涂覆了載體排斥材料。參考圖1，物體IO用水基油墨涂層12印刷， 所述的水基油墨涂層12具有分散在其中的微雕薄片，例如薄片20,該薄片包括反射層 14、由反射層14支撐的疏水層16和例如由MgF2制得的可選擇保護(hù)層18。沉積在薄片 5 20的凹面上的由疏水材料制成的疏水層16,促使其自己在還是濕的水基油墨涂層12中 以這樣的方式翻動(dòng)使薄片20的凹面朝向并遠(yuǎn)離物體10。例如，疏水材料是氟化鈧 (scandium fluoride )或Merck生產(chǎn)的WR1 Patinal 。[41]微雕薄片也可以以在其表面帶有圖像或符號(hào)的這種方式被浮雕出來，如圖20中的 浮雕薄片82。10[42]用于反射層14的適合的反射材料的例子包括鋁、銀、鐵、鉭、銥、錸、銅、銀、 金、柏、釔、鎳、鈷、鈮、鉻、錫和反射合金?？商鎿Q地，該反射層14是光學(xué)疊加的 反射薄膜。[43]可選擇的，薄片20包括附加的層，例如，用于改變由反射層14反射的光的顏色。 [44]參考圖2和圖3,薄片20優(yōu)選具有在2-1000微米范圍內(nèi)的直徑D和在40納米至515微米范圍內(nèi)的薄片厚度/2。為了這種應(yīng)用的目的，凹面被理解為具有在20納米至5微米 范圍內(nèi)的凹陷深度A或具有在0.001 - 0.5之間的t//D比率，或具有在2微米至6毫米 范圍內(nèi)的曲率半徑7 。因此，凸面被理解為具有在同樣范圍內(nèi)的凸起。 [45]如圖2和圖3所示的薄片的兩維形狀是具有在10 x IO微米到1000 x 1000微米尺 寸范圍內(nèi)的正方形。可替換地，本發(fā)明的微雕薄片可以具有除了正方形的二維形狀外，20還具有例如圖6所示的六邊形、鉆石形等。[46]薄片的凹面和凸面可以被造形，使之成為球面的一部分或類似球面的一部分，拋物 面或類似拋物面的 一部分，或圓柱表面的槽形部分等。所述部分球形或類似球形的薄片 具有在2微米到6毫米范圍內(nèi)的平均曲率半徑R (見圖3)，并且該曲率半徑的變化不超 過10%。半徑R的選擇基于薄片的尺寸和油墨或涂料涂層的厚度。如圖4所示的槽形薄25 片，是符合圓柱的一部分的薄片；其表面僅沿著軸24彎曲，而不沿著另一個(gè)軸22彎曲。 [47]本發(fā)明的微雕薄片可以是完全彎曲的或者是在鄰近凹陷或凸起具有平的區(qū)域。在如 圖5-7所示的實(shí)施例中，凹形薄片表面是分段的，其中，凹陷32鄰近基本平的區(qū)域34, 該區(qū)域34具有偏差不超過5納米的平均峰谷距離。因此，薄片的相對(duì)一側(cè)是分段凸表 面，該分段凸表面具有鄰近凸起的平的區(qū)域。[48]參考圖8和圖9，凹陷和凸起薄片表面可以具有金字塔的形狀。例如，圖8示出了 具有由平的鄰近區(qū)域所圍繞的正方形基底的金字塔形凸起的薄片。[49]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，反射薄片具有用載體排斥材料涂覆的凸面。這種薄片凸 面朝上地自聚集在載體表面上，因此形成光散射表面。 5 [50]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，在其表面具有浮雕圖像的安全標(biāo)簽薄片在其一面用載 體排斥材料涂覆。該安全標(biāo)簽薄片，也指防偽標(biāo)簽(taggent)薄片，被公開在于2007 年7月10授權(quán)給Argoitia等人的美國(guó)專利第7,241,489號(hào)中，其在此通過參考被并入本 文中，并且在下文中被稱作'489。例如，如圖10a-d所示，正方形的安全標(biāo)簽薄片在其 中央具有字母"JDSU"。當(dāng)一個(gè)物體，例如紙質(zhì)文件，用包含這種安全標(biāo)簽薄片的水基油 10 墨印刷而沒有用疏水涂層時(shí)，只要涂層的厚度允許，該薄片無規(guī)則定向，見圖10a和圖 10b。結(jié)果，該"JDSU，，圖像在一部分薄片上可見，而相反的圖象在另一部分薄片上可見。 如圖10c和圖lOd所示，在安全標(biāo)簽薄片一側(cè)上的疏水涂層在水基載體表面上排列薄片， 使薄片的上表面是"JDSU"圖像，因此對(duì)觀察者而言是可讀的。[51]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖11所示的不對(duì)稱變色薄片210包括Fabry-Perot干 15 涉濾光片，該Fabry-Perot干涉濾光片包括反射層211 、在反射層211 —側(cè)的電介質(zhì)層212 和在電介質(zhì)層212上的吸收層213，用于在薄片210的一側(cè)提供變色效果。因?yàn)闆]有由 所述反射層211的另一面支撐的吸收層，該薄片210的另一側(cè)并沒有提供任何變色效果。 可選擇的，保護(hù)性的電介質(zhì)層(未示出)由反射層211的第二側(cè)面支撐。薄片210包括 由所述吸收層213支撐的載體排斥層214。 20[52]可選擇的，本發(fā)明的薄片的第二側(cè)面用親水的或親油的材料涂覆。[53]在另一個(gè)實(shí)施例中，不對(duì)稱的變色薄片在反射層211的兩側(cè)具有與所述電介質(zhì)層 212相似的兩個(gè)電介質(zhì)層，和在所述電介質(zhì)層上與所述吸收層213相似的兩個(gè)吸收層， 用于在該薄片的兩側(cè)提供變色效果，并且在該薄片的一側(cè)涂覆了載體排斥涂層。 [54]參考圖12，用油墨涂層12印刷物體10,所迷油墨涂層12包括水基載體和分散在 25 其中的平的薄片，例如薄片120。該薄片120包括反射層14和疏水層16,該疏水層16 由排斥水基載體的疏水材料制得，并由反射層14支撐。沉積在薄片120的第一表面11 上的疏水層16促使薄片在濕油墨涂層12中自行排列，使得薄片120的第一表面11遠(yuǎn) 離物體IO朝向并且第二薄片表面13浸在載體中。[55]適合于分隔層(spacer layer)的材料包括硫化鋅(ZnS),氧化鋅(ZnO), 二氧化鋯 30(Zr02),氧化鈦(Ti02),類金剛石碳(diamond-Uke carbon),三氧化二銦(In203)，氧化銦錫("ITO"),五氧化二鉭(Ta205), 二氧化鈰(Ce02),三氧化二釔(Y203),三氧化二銪 (Eu203)，例如四氧化三鐵(Fe304)和三氧化二鐵(Fe203)的鐵氧化物，氮化鉿(HfN),碳 化鉿(HfC), 二氧化鉿(Hf02),氧化鑭(La203),氧化鎂(MgO)，氧化釹(Nd203),氧化鐠 (Pr6 011),氧化釤(Sm203),三氧化二銻(Sb203),硅(Si), —氧化硅(SiO),鍺(Ge),三 5 氧化硒(Se203),二氧化錫(Sn02)，三氧化鶴(W03),二氧化硅(Si02),三氧化二鋁(A1203), 例如氟化鎂(MgF2)、氟化鋁(A1F3)、氟化鈰(CeF3)、氟化鑭(LaF3)、氟鋁酸鈉(如六氟合 鋁酸鈉(Na3AlF6)或錐冰晶石(NaSADF14))、氟化銨(NdF3)、氟化釤(SMF"、氟化鋇 (BaF2)、氟化鈣(CaF2)、氟化鋰(LiF)的金屬氟化物，及它們的組合，和有機(jī)單體和包括 例如丙烯酸酯(如曱基丙烯酸酯)，全氟烯烴(perfluoroalkenes)，黑色素及其衍生物的烯烴10和二烯烴的聚合物，以及它們的組合等等。[56]適合的吸收材料的例子包括鉻、鎳、鐵、鈦、鋁、鴒、鉬、鈮，及其的組合、混合 物或合金，例如鎳基合金(INCONEI^)(Ni—Cr-Fe),混合在電介質(zhì)基體中的金屬，或能 夠在可見光譜中作為相同的或可選擇的吸收體的其它物質(zhì)?？商鎿Q地，該吸收體也可以 是例如氧化鐵(如Fe203)、 一氧化硅(SiO)、氧化鉻(Cr203)、 石墨、低價(jià)鈦氧化物15(TiOx)、金屬碳化物、金屬碳氮化物，及其組合等的電介質(zhì)材料。金屬吸收層通常沉積 為足夠薄的層，以使大部分光透過吸收層。[57]在如圖13所示的另一個(gè)實(shí)施例中，平的反射薄片220與圖12中所示的薄片120不 同，其在反射層14的一側(cè)或兩側(cè)具有附加的層18和118。
附加的層18和118中的每 一個(gè)可以是保護(hù)層，和/或已著色的層，例如由氟化鎂(MgF力或任何化學(xué)穩(wěn)定的氧化物、 20氟化物和聚合物制成，用以改變由反射層14反射的光的顏色。[58]本發(fā)明的薄片通過將所需的薄膜多層疊加真空沉積到基底上而制造出。適合的基底 可由例如PET的聚合物材料或金屬形成。薄膜沉積的方法是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，并且包 括真空冷凝或化學(xué)汽相沉積(CVD)、噴涂、浸涂等方法。[59]例如參考上面圖l-10所述的不對(duì)稱形的薄片的生產(chǎn)需要不平的基底，該不平的基 25底具有在其上浮雕有預(yù)定的三維形狀的表面，如'489和以Argoitia的名義于2006年2 月16曰公開的美國(guó)專利申請(qǐng)第20060035080號(hào)中所教授的,該專利申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^參考 合并入本文，并且在下文中被稱作'080。例如，使用具有在其表面形成框架的溝槽并 且在所述框架內(nèi)具有凹陷和凸起區(qū)域的基底制造如圖l-9所示的薄片；和使用在所述框 架內(nèi)具有浮雕符號(hào)的基底制造如圖10a-d所示的薄片。包括反射層和載體排斥層的薄膜 30堆疊是例如通過在基底上真空沉積反射材料和其它材料形成的。[60]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，載體排斥材料層是將薄片剝離以前，沉積在基底上的薄 膜堆疊的最后一層。制造該薄片的方法包括以下步驟提供一個(gè)基底，可選擇的結(jié)構(gòu)如 上面所述，在基底上沉積金屬反射材料以形成金屬反射層，并且隨后在金屬反射層上 涂覆載體排斥材料。可選擇地，在沉積反射層以前，其它的材料層被沉積在基底上，例 5 如由水溶的或溶劑溶解的材料制得的釋放層，和/或由化學(xué)穩(wěn)定的不溶材料制得的保護(hù) 層。可選擇地，在沉積載體排斥材料以前，其它材料層被沉積在金屬反射層上，例如如 圖11所示的電介質(zhì)層212和吸收層213。[61]可替換地，載體排斥材料層被直接沉積到基底上或沉積到釋放層上。釋放層可以是 有機(jī)溶劑可溶的或水溶的涂層，例如氯化鈉、冰晶石、丙烯酸樹脂、丙酸纖維素、(聚 10 乙烯吡咯烷)聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯等。包括金屬反射層的所有形成薄片的其它層被 沉積到釋放層上?？蛇x擇地，在沉積金屬反射層以前， 一層或多層其它材料層被沉積到 載體排斥材料層上，例如，如圖11所示的電介質(zhì)層212和吸收層213。在剝離過程中， 該釋放材料溶解在載體中。[62]在將薄片從基底剝離以前，可以通過真空蒸發(fā)或通過將基底的已涂覆一側(cè)浸入化學(xué)15浴中來沉積有機(jī)或無機(jī)載體排斥材料。Merck公司的蒸發(fā)物質(zhì)Patina嚴(yán)是真空沉積的有 機(jī)材料的一個(gè)例子。氟化鈧是無機(jī)真空沉積的疏水材料的一個(gè)例子。杜邦公司的Zonyl 是許多含氟表面活性劑的一個(gè)例子，用于具有已沉積的薄膜堆疊的基底的浸涂。例如不 同的全氟聚合物的其它材料也適用于具有已沉積的薄膜堆疊的基底的表面處理。 [63]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖14-16所示，具有已沉積的薄膜堆疊的基底通過浸入到載體20 排斥溶劑中來被涂覆。參考圖14，凹形基底701在其表面具有后涂覆的多層結(jié)構(gòu)。該基 底701用半徑為C的凹形702施以浮雕，該凹形702被平的區(qū)域704圍繞并被深的溝槽 703分離。該基底701用多層堆疊707涂覆并隨后被浸入到具有載體排斥溶液705的化 學(xué)浴中，以使疏水材料沉積到潛在的薄片的凹面。如在'080中所描述的，該深的溝槽 703 1吏得已沉積薄膜的結(jié)構(gòu)在此處斷裂。25 [64]圖15是將潛在的薄片分開前的浮凸基底701的圖像?；?01具有多個(gè)凹陷區(qū)域 702、平的區(qū)域704和溝槽703，以將涂層斷裂成具有六邊形二維形狀的潛在的薄片。 [65]為了在潛在的薄片的凸面上沉積疏水材料，如圖16所示的凸形浮雕基底710用薄 膜堆疊707涂覆，并浸入到所述的浴中用于載體排斥材料的沉積。 [66]例如，基底701和基底710由聚酯制成；薄膜堆疊707是MgF2/Al/MgF2結(jié)構(gòu)，并30且載體排斥材料是Merck KGaA公司生產(chǎn)的WR1 Patinaf。[67]隨后，沉積物從基底上被剝離，并被分離成具有單一載體排斥側(cè)面的薄片。 [68]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有載體排斥材料的薄片表面的涂層不影響單一薄片的表面平滑性和表 面反射率，并改善了在載體中具有許多薄片的涂層的色彩表現(xiàn)。 [69]下面的例子解釋了在其中具有不對(duì)稱變色薄片的油墨的色彩表現(xiàn)。 5 [70]已經(jīng)制備了兩種不同類型的薄片。對(duì)于第一種類型，不對(duì)稱層結(jié)構(gòu)MgF2 /Al/ MgF2/Cr被沉積到平的聚酯(polyester )基底上，被剝離，并被磨成平均尺寸為20微米。 薄片的總體厚度接近l微米。當(dāng)將樣品傾斜超過60°時(shí)，所得到的具有鉻層的薄片的一 側(cè)由品紅色變成金色。薄片的相對(duì)一側(cè)是亮銀色。[71]第二種類型的薄片具有同樣的結(jié)構(gòu)MgF2/Al/MgF2/Cr/，在鉻層上具有WR1 Patinal 10薄層。該WR1 Patina產(chǎn)不會(huì)改變薄片這一特定側(cè)面的品紅色/金色的外觀。[72]每種類型的薄片與透明的Sericol旋轉(zhuǎn)絲網(wǎng)(Sericol Rotary Screen )油墨載體以25% 的重量比混合，并通過一個(gè)195網(wǎng)孔的絲網(wǎng)(mesh silk screen)打印到紙上，傳送到紫外燈 并在紫外燈下固化直到凝固。印刷的色變用Zeiss角度分光光度計(jì) (goniospectrophotometer)分沖斤。 15 [73]分析結(jié)果如圖17中所示的C正Lab色度曲線。曲線卯l相應(yīng)于沒有疏水涂層的樣 品，該疏水涂層中含有第一類型薄片。這個(gè)曲線的色變很小，因?yàn)楸∑匿X的一側(cè)極大 地降低了油墨的色度。這是我們所熟知的。曲線902相應(yīng)于具有疏水涂層的樣品，WR1 Patinaf被沉積在薄片的品紅色/金色一側(cè)的上面。這個(gè)薄片的色變很大，因?yàn)樵摫∑?載體中翻動(dòng)使得有顏色的一側(cè)出現(xiàn)在油墨的表面。20[74]如上所述，除了 MgF2的厚度增加外，制備兩份金色變綠色的變色薄片； 一份薄 片具有載體排斥涂層，而另一份薄片不具有載體排斥涂層。不具有和具有載體排斥材料 層的變色顏料薄片的色變差異如圖18所示，傳統(tǒng)顏料的金色/綠色色變?nèi)缜€1所示， 而在一側(cè)涂覆有載體排斥材料的顏料薄片的色變?nèi)缜€2所示。如上所述，這兩份薄片 與油墨連接料混合，并被印刷到紙質(zhì)基底上。25 [75]動(dòng)態(tài)顏色域(DCA)是光干涉顏料的動(dòng)態(tài)"色彩度"的測(cè)量，例如，于2001年6月5 日授權(quán)給Phillips等人的美國(guó)專利第6,241,858號(hào)中所描述的動(dòng)態(tài)顏色域，其在此參考并 被結(jié)合，因此DCA在角視(gonio叩parent)材料的變色表現(xiàn)的對(duì)比中是有用的。圖19代 表了圖18所示的兩種顏料的DCA值柱形71是傳統(tǒng)顏料薄片的DCA值，而柱形72 是在一側(cè)涂覆有載體排斥材料的顏料薄片的DCA值，該值是傳統(tǒng)顏料的DCA值的2.330倍，因此說明根據(jù)本發(fā)明的涂覆有載體排斥材料的薄片的變色效果更好。[76]本發(fā)明的薄片傾向于在載體的表面自排列，至少一部分出現(xiàn)在載體外，并且彼此平 行，以相同的方向反射入射光，并且提供了具有金屬反射顏料的印刷物的高反射率以及 具有變色顏料的印刷物的高色度。 一些薄片可以不到達(dá)載體的表面，例如其被其它的薄 片遮擋。期望選擇載體中薄片的濃度和涂層的厚度，以使至少70%的薄片停留在載體上 5 并且第一側(cè)面朝上。[77]這可以通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，見圖16-19，如'510中公開的，在一側(cè)具有載體排斥材料的 涂層比具有傳統(tǒng)的對(duì)稱的變色薄片的涂層具有更高的反射率。這個(gè)反射率的差異是由于 這樣一個(gè)事實(shí)在載體中，本發(fā)明的薄片自排列，使得它們停留在平行于基底的載體表 面并彼此平行，該薄片的第一變色側(cè)至少部分地在載體的外面，而第二不變色側(cè)浸在載 10 體中，并且該第二不變色側(cè)背對(duì)著觀察者。本發(fā)明提供了一種用于定向或翻動(dòng)預(yù)定側(cè)面 朝上的薄片的機(jī)理，因此使要求不對(duì)稱薄片的多種應(yīng)用成為可能，例如拋物微反射面或 帶有特定的可視浮雕符號(hào)的微安全標(biāo)簽(microtaggant)。[78]與在'375中公開的閃光顏料相比，本發(fā)明的薄片并沒有從載體上脫落，因?yàn)樵摫∑?的第二側(cè)面是不疏水的。15 [79]本發(fā)明提供了一種用在載體中的不對(duì)稱的可定向的薄片。該薄片具有第一側(cè)面和第 二側(cè)面，并包括用于反射光的金屬反射層和由金屬反射層支撐的載體排斥材料涂層，其 中，用于在載體中定向該薄片的載體排斥材料被涂覆在第 一側(cè)面上,而沒有被涂覆在第二 側(cè)面上，使得該薄片停留在載體上，其第一側(cè)面至少部分地在載體的外面而第二側(cè)面浸 在載體中。該薄片具有不對(duì)稱的特征，例如在反射層的一個(gè)表面上具有變色涂層，其包20括在反射層上的電介質(zhì)層，和在電介質(zhì)層上的吸收材料涂層，所述變色涂層用于在薄片 的第一側(cè)面上提供變色效果；其中，反射層的另一表面至少?zèng)]有吸收材料，以及其中， 薄片的第二側(cè)面沒有變色效果。可替換地，該不對(duì)稱特征是在反射層的一個(gè)表面上的浮雕符號(hào)或是金屬反射層的不對(duì)稱外形，其中，反射層的一個(gè)表面是具有至少20納米 凹陷的凹面，而反射層的另一個(gè)表面是凸面，用于影響反射光的方向。 25[80]然而，在此所示和描述的本發(fā)明的實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解為僅是通過舉例提供的實(shí)施例。 在不背離本發(fā)明的精神的情況下，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)出現(xiàn)各種變體、改變和替 換。因此，我們希望所附的權(quán)利要求將所有這些變體覆蓋在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用在載體中的具有第一側(cè)面和第二側(cè)面的不對(duì)稱反射薄片，包括金屬反射層，其用于反射光；以及載體排斥材料的涂層，其由所述金屬反射層支撐，其中，所述載體排斥材料被涂覆在所述薄片的所述第一側(cè)面，用于在載體中自聚集所述薄片，使得所述薄片停留在所述載體上，所述薄片的所述第一側(cè)面至少部分地在所述載體的外面并且所述第二側(cè)面浸在所述載體中，以及其中，所述薄片的所述第二側(cè)面沒有任何載體排斥材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所限定的薄片，其中，所述金屬反射層的第一表面是具有至少20 納米凹陷的凹表面，以及所述金屬反射層的第二表面是凸表面，所述第二表面與所述第 一表面是相對(duì)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所限定的薄片，其中，所述凹陷的平均曲率半徑大于2微米并且小 于6毫米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所限定的薄片，其中，所述金屬反射層的第一表面具有鄰近于所述 凹陷的平的區(qū)is戈。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所限定的薄片，還包括在所述金屬反射層的第一表面上的電介質(zhì)層， 15和在所述電介質(zhì)層上的吸收材料涂層，用于在所述薄片的所述第一側(cè)面上提供變色效果。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所限定的薄片，其中，與所述金屬反射層的所述第一表面相對(duì)的所 述金屬反射層的第二表面至少?zèng)]有所述吸收材料，因此所述薄片的所述第二側(cè)面沒有變 色效果。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所限定的薄片，其中，在所述金屬反射層的第一表面上具有浮雕符 號(hào)，以及在與所述金屬反射層的所述第一表面相對(duì)的所述金屬反射層的第二表面上沒有 所述浮雕符號(hào)。
8.—種涂層，其包括載體和多個(gè)薄片，所述的每一個(gè)薄片都具有如權(quán)利要求1所限定 的結(jié)構(gòu)，其中，至少70%的所述薄片停留在所述載體上，所述薄片的所述第一側(cè)面朝上。 25
9. —種制造多個(gè)如權(quán)利要求1所限定的薄片的方法，包括以下步驟(a) 提供基底；(b) 在所述基底上沉積第一層，其中，所述第一層是所述金屬反射層和所述載體排 斥材料涂層中的一個(gè)；(c) 在所述第一層上沉積第二層，其中，所述第二層是所述金屬反射層和所述載體 30排斥材料涂層中的另一個(gè)；以及(d)從所述基底上分離所述多個(gè)薄片。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所限定的方法，其中，所述基底是不平的基底，所述基底具有在其 表面上形成框架的溝槽和在所述框架內(nèi)的凹陷或凸起的區(qū)域。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所限定的方法，其中，所述基底是不平的基底，所述基底具有在其 5 表面上形成框架的溝槽和在所述框架內(nèi)的浮雕符號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所限定的方法，還包括在步驟(b)和(c)之間沉積電介質(zhì)層的步驟。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所限定的方法，還包括的步驟是在步驟(b)之后并且在步驟(c)之前 沉積吸收層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所限定的方法，還包括的步驟是在步驟(a)之后并且在步驟(b) 10之前，在基底上沉積釋放層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用在載體中的不對(duì)稱的可定向的薄片。該薄片包括涂覆在薄片一側(cè)的金屬反射層和載體排斥材料的涂層，該載體排斥材料的涂層用于在載體中定向薄片，使薄片停留在載體上，該薄片第一側(cè)面至少一部分在載體外而第二側(cè)面浸在載體中。該薄片具有不對(duì)稱的特征，例如所述反射層的一側(cè)表面上有變色涂層?？商鎿Q地，該不對(duì)稱特征是浮雕符號(hào)或者是薄片的不對(duì)稱外形。
文檔編號(hào)C09D5/36GK101271167SQ20081008442
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月21日
發(fā)明者保羅·T.·科爾曼, 凡拉蒂米爾·P.·瑞克沙 申請(qǐng)人:Jds尤尼弗思公司