具有切換特征結構的安全制品的制作方法

專利名稱：具有切換特征結構的安全制品的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有回射微球的安全層合物和制品。
背景技術：
有價文件如護照、身份證、駕駛執照、入境通行證、所有權證書、金融憑證等常通過個性化數據分配給特定的人。個性化數據常以印刷圖像存在，可包括照片、簽名、指紋、個人字母數字信息和條碼并允許人或電子驗證出示該文件供檢查的人為該文件所被分配給的人。人們普遍擔心可用偽造技術涂改此類文件上的個性化數據，從而使得非授權人員可以通過檢查步驟而以欺詐方式使用所述文件。已經開發出許多安全特征結構來幫助鑒定有價文件或有價物品的真偽，從而有助于防止偽造者涂改、復制或仿制有價文件或有價物品。這些安全結構中的一些可以包括顯見安全結構或隱蔽安全結構。顯見安全特征結構為容易為肉眼所看得見的特征結構。這樣的特征結構可包括全息圖和其他衍射光變圖像、壓印圖像和色移膜。相比之下，隱蔽安全特征結構包括僅在某些條件下可見的圖像，例如，在某些波長、偏振光或回射光下進行檢測。可既包含顯見安全特征結構又包含隱蔽安全特征結構的層合物的一個實例為3MConfirm Security Laminate (3M Confirm 安全層合物),其可自明尼蘇達州圣保羅的3M公司(3M Company, St. Paul, Minnesota)商購獲得。該安全層合物可以與有價文件(例如，身份證、徽章和駕駛執照)或者有價物品一起使用，并有助于提供識別和真偽鑒定以及幫助防范偽造、涂改、復制和仿制。美國專利公開號2003/0170425A1 “Security Laminate (安全層合物)”(Mann等人)中示出了既包含顯見安全特征結構又包含隱蔽安全特征結構的層合物的另一實例。美國專利號3，801，183和4，688，894中公開了一些其他裝置的實例。W009/105142描述了一種安全層合物的實例，其包含具有第一主表面和第二主表面的第一基材。沿所述基材的第一主表面附連了多個回射元件。所述回射元件包含實心球芯，所述實心球芯具有外芯表面，所述外芯表面提供第一界面。所述回射元件還包含第一完整同心光學干涉層，所述第一完整同心光學干涉層具有內表面和外表面，所述內表面覆蓋在所述芯表面上，所述第一完整同心光學干涉層的外表面提供第二界面。所述回射元件還包含第二完整同心光學干涉層，所述第二完整同心光學干涉層具有內表面和外表面，所述內表面覆蓋在所述第一完整同心光學干涉層的外表面上，所述第二完整同心光學干涉層的外表面提供第三界面。所述安全層合物是回射性的。W001/29587描述了一種暴露的透鏡回射制品，其在干和濕條件下具有回射。該制品包含第一組光學元件，所述第一組光學元件具有設置在元件的嵌入部分上的第一反射層。該第一組主要有助于干回射。所述制品還包含第二組光學元件，所述第二組光學元件具有位于間隔層后面的第二反射層。該第二組主要有助于濕回射。在一個實施例中，第一和第二組光學元件具有基本相同的平均直徑、折射率和密度。美國專利號5，777，791描述了一種道路標記制品，其具有干和濕反射特性。該制品包含第一組光學元件，所述第一組光學元件的折射率介于1. 9和2. 0之間，從粘結劑層突出，所述粘結劑層具有鏡面反射顏料的粒子。這些元件主要有助于干反射。所述制品還包含第二組光學元件，所述第二組光學元件的折射率介于2. 2和2. 3之間，其主要有助于濕反射。雖然在商業上可利用的安全特征結構的成功已令人矚目，但由于偽造者能力的持續發展，故希望進一步改善指示如下的能力即，某個安全特征結構已被篡改或在某種程度上已受到損害，以防范偽造、涂改、復制和仿制。

發明內容
本發明的一個示例性實施例提供了一種安全層合物，其具有透明粘結劑層、在第一區域中的第一多個回射微球和在第二區域中的第二多個回射微球。所述第一多個回射微球和第二多個回射微球從所述粘結劑層突出，所述第一多個回射微球包含干回射微球，所述第二多個微球包含濕回射微球。在第一條件下，所述第一多個回射微球的亮度高于所述第二多個微球的亮度。在第二條件下，所述第二多個回射微球的亮度高于所述第一多個回射微球的亮度。所述第一條件可包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，所述第二條件可包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。所述第一介質的折射率可介于1. 00和1. 20之間，所述第二介質的折射率可介于1. 25和1. 35之間。在一個示例性實施例中，第一多個回射微球包含回射變色(retrochromic)微球和/或一個或多個同心光學干涉層。所述安全層合物可還包含其上具有標記的基材，所述標記位于第一多個回射微球和第二多個回射微球的下面。本發明的安全層合物可用來鑒定附加了所述安全層合物的物品的真偽。在一個示例性實施例中，本發明的安全層合物包含其上具有標記的基材、透明粘結劑層、在第一區域中的第一多個回射微球和在第二區域中的第二多個回射微球，所述第一區域位于所述標記的第一部分上方，所述第二區域位于所述標記的第二部分上方。所述第一多個回射微球和第二多個回射微球從所述粘結劑層突出，所述第一多個回射微球包含干回射微球，所述第二多個微球包含濕回射微球。在第一條件下，所述第一多個回射微球的亮度高于所述第二多個微球的亮度，而在第二條件下，所述第二多個回射微球的亮度高于所述第一多個回射微球的亮度。所述第一條件可包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，所述第二條件可包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。所述第一介質的折射率可介于1.00和1.20之間，所述第三介質的折射率可介于1. 25和1. 35之間。在另一個示例性實施例中，在第一條件下，所述標記的第一和第二部分是看得見的，在第二條件下，所述第一多個回射微球至少部分地隱藏所述標記的第一部分而所述標記的第二部分是看得見的，在第三條件下，所述標記的第一部分是看得見的而所述第二多個回射微球至少部分地隱藏所述標記的第二部分。所述第一條件可包括環境光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，所述第二條件可包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質，所述第三條件可包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第三介質。所述第一介質的折射率可介于1. 00和1. 20之間，所述第二介質的折射率可介于1. 00和1. 20之間，所述第三介質的折射率可介于1. 25和1. 35之間。所述第一多個回射微球可包含回射變色微球和/或一個或多個同心光學干涉層。在一個示例性實施例中，安全層合物可還包含粘合劑層，其中所述基材包含第一主表面和與所述第一主表面相背的第二主表面，且其中所述透明粘結劑層在所述基材的第一主表面上而所述粘合劑層在所述基材的第二主表面上。在另一個示例性實施例中，本發明的安全層合物包含透明粘結劑層和多個回射微球，所述多個回射微球包含干回射微球和濕回射微球。所述多個回射微球從粘結劑層突出并位于安全層合物的一個區域中，且所述多個回射微球中的至少一部分包含一個或多個完整同心光學干涉層。在第一條件下，所述安全層合物區域呈現一種顏色，而在第二條件下，所述安全層合物區域呈現不同的顏色。所述第一條件可包括回射光和與所述多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，所述第二條件可包括回射光和與所述多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。所述第一介質的折射率可介于1. 00和1. 20之間，所述第二介質的折射率可介于1. 25和1. 35之間。所述干回射微球可包含回射變色微球。所述安全層合物可用來鑒定附加了所述安全層合物的物品的真偽。本發明提供了一種鑒定制品真偽的方法，所述方法包括以下步驟提供安全層合物，所述安全層合物包含其上具有標記的基材、透明粘結劑層、在第一區域中的第一多個干回射微球和在第二區域中的第二多個濕回射微球，所述第一區域位于所述標記的第一部分上方，所述第二區域位于所述標記的第二部分上方。所述第一多個干回射微球和所述第二多個濕回射微球從所述粘結劑層突出。所述方法還包括以下步驟暴露所述安全層合物于第一條件并在所述第一條件下觀察所述安全層合物以確定標記的第一部分和標記的第二部分的可見性，暴露所述安全層合物于第二條件并在所述第二條件下觀察所述安全層合物以確定標記的第一部分和標記的第二部分的可見性，暴露所述安全層合物于第三條件并在所述第三條件下觀察所述安全層合物以確定標記的第一部分和標記的第二部分的可見性，和如果在所述第一條件下，標記的第一部分和標記的第二部分是看得見的，在所述第二條件下，所述第一多個回射微球至少部分地隱藏標記的第一部分而標記的第二部分是看得見的，且在所述第三條件下，標記的第一部分是看得見的而所述第二多個回射微球至少部分地隱藏標記的第二部分，則鑒定制品為真。在一種示例性方法中，所述第一條件包括環境光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，所述第二條件包括回射光和與所述第一多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質，所述第三條件包括回射光和與所述第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。所述第一介質的折射率可介于1. 00和1. 20之間，所述第二介質的折射率可介于1. 00和1. 20之間，所述第三介質的折射率可介于1. 25和1. 35之間。鑒定制品真偽的另一示例性方法包括以下步驟提供安全層合物，所述安全層合物包含透明粘結劑層和具有多個回射微球的區域，所述多個回射微球包含干回射微球和濕回射微球。所述多個回射微球從粘結劑層突出，且所述多個回射微球中的至少一部分包含一個或多個同心光學干涉層。所述方法還包括以下步驟暴露所述安全層合物于第一條件并在所述第一條件下觀察所述具有多個回射微球的區域的顏色，暴露所述安全層合物于第二條件并在所述第二條件下觀察所述具有多個回射微球的區域的顏色，如果在第一條件下，所述安全層合物區域呈現一種顏色，而在第二條件下，所述安全層合物區域呈現不同的顏色，則鑒定制品為真。所述第一條件可包括回射光和與所述第一多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，所述第二條件可包括回射光和與所述第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。所述第一介質的折射率可介于1. OO和1. 20之間，所述第二介質的折射率可介于1. 25和1. 35之間。根據本發明鑒定制品真偽的另一方法包括以下步驟提供安全層合物，所述安全層合物包含透明粘結劑層、在第一區域中的第一多個干回射微球和在第二區域中的第二多個濕回射微球。所述多個回射微球從所述粘結劑層突出。所述方法還包括以下步驟暴露所述安全層合物于第一條件并在所述第一條件下觀察所述第一區域和第二區域的亮度，暴露所述安全層合物于第二條件并在所述第二條件下觀察所述第一區域和第二區域的亮度，如果在第一條件下，所述第一多個回射微球的亮度高于所述第二多個微球的亮度，而在第二條件下，所述第二多個回射微球的亮度高于所述第一多個回射微球的亮度，則鑒定制品為真。所述第一條件可包括回射光和與所述第一多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，所述第二條件可包括回射光和與所述第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。所述第一介質的折射率可介于1. 00和1. 20之間，所述第二介質的折射率可介于1. 25和1. 35之間。說明書和權利要求書中使用了某些可能需要一些解釋的術語。“顯見安全特征結構”是指容易為肉眼所看得見的特征結構。這樣的特征結構可包括全息圖和其他衍射光變圖像、壓印圖像和色移膜。“隱蔽安全特征結構”是指僅在某些條件下例如在一定的波長、偏振光或回射光下檢測時可見的特征結構如圖像。“安全層合物”是指可結合至有價文件或有價物品使得可用所述安全層合物評估所述有價文件或有價物品的真實性的材料。安全層合物與粘合劑的組合可被稱為安全標簽。除非另外指明，否則“折射率”是指與鈉黃d線相對應的589. 3nm的波長以及20°C的溫度下的折射率。術語“折射率”與其縮寫“RI “在本文中可互換使用。“回射模式”是指照明和觀察的特定幾何學，其包括使制品受到光束的照射，并從基本上相同的方向(例如照明方向的5度、4度、3度、2度或I度內)觀察被照明的制品。“回射模式”可描述其中人們觀察制品的幾何學或其中儀器測量制品反射率的幾何學。“回射亮度”是指物體或全體物體(例如回射元件或全體回射元件，或例如包含一種或多種回射元件的制品)以(或幾乎以)其射來的方向返回入射光的效率。回射亮度與相對于入射在對象上的光的強度，從對象回射的光的強度有關。“同心光學干涉層”或“光學干涉層”是指半透明或透明的涂層，其圍繞并直接鄰近珠粒的基本整個表面(即不僅表面的選定部分，例如僅背表面)或圍繞并直接鄰近另一內部同心光學干涉層的外表面，所述同心光學干涉層可具有基本均一的厚度。“區域”是指表面上的空間的粗略邊界部分。“回射變色”是指制品或區或其區域在回射模式下觀察時呈現出與所述制品或區或區域在漫射或環境照明下觀察時不同的顏色的能力。本發明的上述發明內容并不旨在描述本發明的每個公開的實施例或每種實施方式。以下附圖和具體實施方式
更具體地舉例說明了示例性實施例。


本發明將參照附圖得到進一步的闡明，其中在此數個視圖中的類似結構由類似數字指代，并且其中圖1為適合用于本發明中的回射微球的一個實施例的剖視圖；圖2為適合用于本發明中的回射微球的一個實施例的剖視圖，所述回射微球具有兩個完整同心光學干涉層；圖3a_3c提供了根據本發明的安全層合物的示例性實施例的剖視圖；圖4a_4c提供了根據本發明的一個示例性安全層合物在不同條件下的頂視圖；圖5a_5c提供了根據本發明的安全層合物的示例性實施例的剖視圖；和圖6a_6c提供了根據本發明的一個示例性安全層合物在不同條件下的頂視圖。
具體實施例方式許多國家具有護照辦公室，其向申請者頒發護照簿。通常，護照包含多頁，護照簿內的一頁印有關于特定申請者的個性化信息，例如其照片、全名、國籍、出生日期等以及某些護照識別信息如機器可讀區或條碼。在所述信息被印上后，一些護照辦公室會在所印信息上方施加安全層合物以幫助識別和鑒定護照的真偽。此安全層合物還可有助于指示所述信息已在后來被篡改。該層合過程常常需要特殊的設備并使用熱和壓力來使安全膜層合到印有所述信息的護照頁。此類安全膜的一個實例可從明尼蘇達州圣保羅的3M公司(3M Company, St. Paul, Minnesota)以3MConfirm Security Laminate (3M Conf irm 安全層合物)商購獲得。該安全膜包含當用3MRetroviewer (3M回射觀察器)觀察時可見的隱蔽圖像,3M Retroviewer (3M回射觀察器)包括聚焦光，其有助于識別和鑒定有效護照的真偽。此外，如果偽造者試圖改變層合的安全膜3M Confirm 下所印的信息，該膜將很可能被損壞，從而可能破壞隱蔽圖像并因此指示已發生篡改。也可使用安全層合物和安全標簽來驗證有價物品的真實性。安全層合物可有助于指示物品是否已被篡改或物品是否是偽造的。可將安全層合物或安全標簽施加到任何合適的有價物品，如果安全層合物或安全標簽不提供預期的顯見或隱蔽安全特征結構的話，則可懷疑該有價物品的真實性。在防范有價文件和有價物品的偽造、涂改、復制和仿制中，安全特征結構如回射圖案可能尤其有用，尤其是當回射圖案提供隱蔽安全特征結構時。許多回射安全層合物會提供圖像，例如回射圖案，所述圖像在回射照明下比層合物的非回射部分亮很多。使用準直光工具如可得自明尼蘇達州圣保羅的3M公司(3M Company, St.Paul, Minnesota)的3M Retroviewer (3M回射觀察器),此類圖像的識別可立即鑒定層合物為真，而不存在所述圖像或者存在的是改變了的圖像將指示層合物被篡改或偽造。隱藏力和對比度常常被看作回射安全制品中的顯著特征結構。隱藏力為當在回射照明下觀察時隱藏下面的標記的能力。回射微球隱藏標記的能力與回射微球在特定條件下呈現的回射亮度有關。位于回射微球下面的標記可能因微球的回射亮度而部分或完全不可讀，在這種情況下我們說標記被隱藏。在層合物的部分上具有回射微球區域的層合物將呈現對比度，使得當在回射光下觀察所述層合物時，來自含回射微球的區域的反射比來自層合物的非回射區域的反射顯著更亮。含不同類型的回射微球的層合物也可呈現對比度，其中所述不同類型的回射微球在不同的觀察條件下不同地反射光。差的隱藏力可使得鑒定困難，如果數據干擾例如回射圖案和背景或如果本文所述的切換效應難以觀察的話。差的對比度，例如低的回射強度或相對于背景的低色差，指回射圖案不那么可分辨，其可使得鑒定更困難。根據本發明的安全層合物或安全標簽可與任何合適的制品一起使用。例如，根據本發明的安全層合物和標簽可與包裝在例如紙板箱或容器、瓶、擠壓管、LDPE和HDPE容器以及聚合物袋中的藥品、化學產品和電氣附件一起使用。安全層合物和標簽還可與例如汽車部件和包裝、印刷部件如墨盒、色帶、印刷機和印刷機部件、或計算機和計算機附件、移動電話和個人設備一起使用。包含個性化數據的有價文件和制品也可用根據本發明的安全層合物或安全標簽來防護。此類物品可包括駕駛執照、護照、牌照、保險單據以及其他證明、安全文件或有價文件。 帶有珠粒的構造的回射亮度可在很大程度上取決于珠粒的折射率和入射在珠粒上的光所來自于的介質。當珠粒被暴露于干條件(例如，空氣)下時，光學原理預測具有鏡面反射器的微球的最佳折射率為約1. 9至1. 93。但當微球表面被水覆蓋時，預測最佳折射率要高得多(2. 55至2. 65)。因此，通過使用折射率為約1. 9和折射率為約2. 55至2. 65的其上涂覆有鏡面反射器的微球，在干和濕條件二者下均可取得回射。本發明提供了一種安全層合物，其具有防范偽造、涂改、復制和仿制的特征結構。在第一個實施例中，安全層合物具有透明粘結劑層、在第一區域中的第一多個回射微球和在第二區域中的第二多個回射微球。所述第一多個回射微球和所述第二多個回射微球可例如分別包含干回射微球和濕回射微球。所述第一多個回射微球和所述第二多個回射微球不同地影響入射光并因此在不同的條件下在觀察者看來不同，這將在下面結合圖4a到4c描述。因此，根據本發明的安全層合物具有“切換效應”，這可由觀察者觀察到以鑒定所述安全層合物所附連于的制品的真偽。在第一個示例性實施例中，當在特定的條件下第一多個回射微球隱藏所述第一多個回射微球下面的標記、同時第二多個回射微球下面的標記可保持看得見而在不同的條件下該效應被切換時，觀察到安全層合物所提供的切換效應。也就是說，在所述不同的條件下，第二多個回射微球將隱藏所述第二多個回射微球下面的標記、同時第一多個回射微球下面的標記保持看得見。在第二個示例性實施例中，在特定的條件下，第一多個回射微球的亮度高于第二多個回射微球的亮度。在不同的條件下，所述第二多個回射微球的亮度高于所述第一多個回射微球的亮度。觀察者可通過觀察該切換效應來鑒定本發明的附加了安全層合物的制品的真偽，所述切換效應在當第一多個回射微球從例如至少部分地隱藏所述第一多個微球下面的標記切換或從例如高回射亮度向低或無回射亮度切換時發生。在第二個示例性實施例中，本發明提供了一種安全層合物，其具有透明粘結劑層和多個回射微球，所述多個回射微球包含位于安全層合物的相同區域中的干回射微球和濕回射微球。所述多個回射微球中的至少一部分可包含一個或多個同心光學干涉層。具有多個這樣的回射微球的安全層合物區域在不同的條件下呈現不同的顏色，這將在本文中結合圖6a到6c描述。因此，所述安全層合物區域因在第一條件下對觀察者呈現一種顏色或透明、在第二條件下對觀察者呈現不同的顏色而具有切換效應。觀察者可通過觀察本文所述的切換效應來鑒定所述安全層合物所附連于的制品的真偽。圖1提供了回射微球100的一個示意性實施例，該回射微球100可與本發明的安全層合物一起使用。回射微球100包含基本球形的透明珠粒110。光在具有不同折射率的材料、例如折射率差異為至少0.1的材料之間的界面處反射。透明珠粒110與回射微球從之突出的介質之間足夠的折射率差異可在第一界面116處產生反射。入射光130在圖1中不意為定向于回射微球100。一部分入射光130可在第一界面116處反射。進入透明珠粒110中并通過折射聚焦到透明珠粒110的相對側的部分入射光130產生回射。折射光135在透明珠粒110的后部遭遇第一界面116, —些折射光135可作為反射光140向回射微球100的前部反射回去，在這里，其最終作為回射光150以與入射光130基本反平行的方向從回射微球出來。一部分入射光可不以所述方式反射，而是完全通過透明珠粒110 (未示出)。另一部分入射光可從回射微球的前部表面反射而從不進入透明珠粒中(未示出)。根據本發明的安全層合物可包含具有一個或多個同心光學干涉層的回射微球。圖2提供了具有兩個同心光學干涉層的回射微球的一個示例性實施例，該回射微球可被結合在本發明的安全層合物中。回射微球200包含透明珠粒210，透明珠粒210為基本球形并在其上具有第一同心光學干涉層212。透明珠粒210與第一同心光學干涉層212在第一界面216處接觸。第二同心光學干涉層222覆蓋在第一同心光學干涉層212上面。第二同心光學干涉層222具有與第一同心光學干涉層212的外表面或最外表面接觸形成第二界面226的內表面，以及形成回射微球200的最外表面并提供第三界面224的外表面。在一個示例性實施例中，第一同心光學干涉層212和第二同心光學干涉層222在透明珠粒210的表面上基本均勻。光在具有不同折射率的材料、例如折射率差異為至少0.1的材料之間的界面處反射。透明珠粒210與第一同心光學干涉層212之間足夠的折射率差異可在第一界面216處產生第一反射。類似地，第一同心光學干涉層212與第二同心光學干涉層222之間足夠的折射率差異可在第二界面226處產生第二反射。第二同心光學干涉層222與和所述第二同心光學干涉層222接觸的任何介質如氣體、液體、固體或真空之間足夠的折射率差異可在回射微球200的第三界面224處產生第三反射。入射光束230在圖2中示意為定向于回射微球200。入射光230大量透射通過第二同心光學干涉層222和第一同心光學干涉層212并進入透明珠粒210中。一部分入射光230可在第三界面224或第二界面226或第一界面216處反射。進入透明珠粒210中并通過折射聚焦到透明珠粒210的相對側的部分入射光230產生回射。折射光235在透明珠粒210的后部遭遇第一界面216，一些折射光235作為反射光240反射向回射微球200的前部，在這里，其最終作為回射光250以與入射光230基本反平行的方向從回射微球出來。類似地，另一部分聚焦光通過第一同心光學干涉層212并在第二界面226處作為反射光242被反射回。反射光242最終作為回射光252以與入射光230基本反平行的方向從回射微球200出來。再一部分聚焦光通過同心光學干涉層212和222 二者并在第三界面224處作為反射光244被反射回。第二同心光學干涉層222的外表面與回射微球200所設置于其中的介質如氣體、液體、固體或真空形成第三界面224。反射光244最終作為回射光254以與入射光230基本反平行的方向從回射微球200出來。一部分入射光不以所述方式反射，而是完全通過同心涂覆的珠粒(未示出)。另一部分入射光從回射微球的前部表面反射而從不進入透明珠粒中(未示出)。反射光240、242、244以及繼而回射光250、252、254之間的干涉可引起回射光的強度或顏色的變化。多個回射微球如回射微球200可提供亮的回射，包括高回射系數和/或回射變色性質，其增強制品的外觀或提供所需的隱蔽顏色、設計、訊息等。可通過用不同材料的同心光學干涉層212和222制造回射微球200并選擇這些材料的厚度和折射率，使得上述回射光250、252、254有利地互相干涉來獲得所需的干涉效應。在一些實施例中，通過合適地選擇同心光學干涉層212和222的材料、厚度和折射率，回射微球200可提供比來自例如未涂覆珠粒的回射光更亮(例如，以更高回射系數的形式)的回射光250、252、254。反射光240、242、244以及繼而回射光250、252、254之間的相長干涉將引起回射光(例如可見回射光)的亮度或強度的增大。在一些實施例中，當兩個光學干涉層為二氧化硅和二氧化鈦的交替層并且其中透明珠粒包含測得的直徑為約30 μ m至約90 μ m的玻璃珠粒時，可以優化這些層的涂層厚度以提供最高的回射性。在這樣的實施例中，當回射元件作為單層被部分地嵌入丙烯酸酯粘合劑中時，厚度在約85至115nm之間(通常為約IlOnm)的二氧化娃的第一同心光學干涉層212以及厚度在約45nm至125nm之間(通常為約60nm)的二氧化鈦的第二同心光學干涉層222提供顯著增強的回射系數(Ra)。光在材料之間的界面處的反射取決于兩種材料的折射率差。用于透明珠粒和光學干涉層的材料可以選自如本文所述的多種材料中的任何者。可選擇所述材料以例如在透明珠粒210和第一同心光學干涉層212之間、第一同心光學干涉層212和第二同心光學干涉層222之間、以及第二同心光學干涉層222和回射微球200所暴露于的介質之間提供足夠的折射率差異。每個這些差異應至少為約O.1。在一些實施例中，每個這些相鄰層之間的差異應至少為約O. 2。在其他實施例中，所述差異為至少約O. 3，還在其他的實施例中，所述差異為至少約O. 5。第一同心光學干涉層212的折射率可高于或低于透明珠粒210的折射率。在一些實施例中，折射率的選擇以及所用材料的相應選擇由接觸回射微球200的暴露表面以形成第三界面224 的介質決定。透明珠粒210、第一同心光學干涉層212、第二同心光學干涉層222、與回射微球200接觸的粘結劑層以及與回射微球200的暴露表面接觸的介質的折射率有利地選擇為，控制回射元件的光焦度以及來自界面216、226和224的反射的強度。完整地、同心地涂覆的回射微球的暴露表面與空氣接觸，后表面被折射率為約1.55的介質(如聚合物粘結劑)所圍繞，并且被白光照明，反射光的適光加權凈強度由回射光進入和離開回射元件時回射光的反平行光線的一系列透射和反射事件決定，就此而言，反射光的適光加權凈強度可隨一個或多個涂層厚度而異。術語“反射光的適光加權凈強度”是指在回射元件上的入射光部分透射到回射元件中、在回射元件的后面被部分反射、在離開回射元件時反平行于入射光方向部分透射之后保留的用發光度函數加權的白光強度的相對比率，這只說明了由界面反射和干涉效應引起的強度損失。當選擇給定材料的單個干涉薄層(例如折射率1. 93的透明珠粒上的二氧化硅)而在兩個反射界面中的每一個處導致一定的折射率差異時，反射光的適光加權凈強度可根據涂層的厚度而有系數為至少約6的差別。折射率1. 93的透明珠粒上由兩個涂層(例如無定形二氧化硅和二氧化鈦的兩個涂層)所創建的三個界面所產生的反射光的適光加權凈強度可根據兩個同心涂層的確切厚度而有系數為至少12的差別。對于涂層和厚度的一些選擇，反射光的適光加權凈強度可相對于未涂覆的回射元件降低。在一些實施例中，可選擇透明珠粒210的折射率以在當與回射微球200的暴露表面接觸的介質為空氣時適合使用。在一些實施例中，當所述介質為空氣時，透明珠粒210的折射率選擇為介于約1. 65和2. 10之間。在其他實施例中，透明珠粒的折射率選擇為介于約
1.7和約2. O之間。在其他實施例中，透明珠粒的折射率選擇為介于1. 8和1. 95之間。在還其他的實施例中，透明珠粒的折射率選擇為介于1. 9和1. 94之間。在選擇合適的透明珠粒210后，可首先對透明珠粒涂覆以較低折射率的材料，例如折射率介于1. 40和1. 70之間的材料，以形成第一同心光學干涉層212，然后涂覆以高折射率材料，例如折射率介于2. 00和2. 60之間的材料，以形成第二同心光學干涉層222。為提供在濕條件下具有高回射性的回射元件，回射微球200的透明珠粒210可選擇為具有通常介于約2. O和約2. 6之間的折射率。在其他實施例中，透明珠粒的折射率選擇為介于2. 3和2. 6之間。在還其他的實施例中，透明珠粒的折射率選擇為介于2. 4和2. 55之間。首先對透明珠粒210涂覆以較低折射率的材料，例如折射率介于1. 40和1. 90之間的材料，以形成第一同心光學干涉層212，然后涂覆以較高折射率的材料，例如折射率介于
2.00和2. 6之間的材料，以提供第二同心光學干涉層222。本發明的安全層合物可包含具有零個、一個、不止一個或其中的任何合適組合的完整同心光學干涉層的回射微球。支承一個或不止一個完整同心光學干涉層的微球可產生回射顏色。用于同心光學干涉層的合適材料和涂層包括能夠部分地反射入射可見光、同時還允許至少一部分入射光透射通過材料以使得如本文所述的回射性現象可以發生的那些材料和結構。在一些實施例中，使 用無機材料來提供透明涂層，所述透明涂層往往能夠制得亮的、高回射性的制品。包括在前述無機材料中的有無機氧化物如折射率為例如大約2. 2-2. 7的TiO2、折射率為例如大約1. 4-1. 5的SiO2和折射率為例如大約2. 2的無機硫化物如ZnS。具有相對高的折射率的其它合適的材料包括CdS、Ce02、Zr02、Bi203、ZnSe、W03、Pb0、Zn0、Ta205以及本領域技術人員已知的其它材料適合用于本發明中的其他低折射率材料包括A1203、B2O3> A1F3^ MgO、CaF2, CeF3、LiF、MgF2和Na3AIF6以及本領域技術人員已知的其他材料。現在看圖3a，根據本發明的安全層合物300的一個示例性實施例包含在第一區域中的第一多個回射微球310、在第二區域中的第二多個回射微球320和透明粘結劑層330。安全層合物300可被附連到例如有價文件并可布置在個性化數據、識別數據或其他標記上方。除上述那些元件和特性外，如圖3b中所示，根據本發明的另一示例性安全層合物300還包含其上具有標記350的基材340。基材340可由任何合適的材料制成或包含任何合適的材料，所述材料包括例如紙、聚合物涂覆紙或聚對苯二甲酸乙二醇酯或它們的任意組合。標記350可包含第一部分351和第二部分352。第一多個回射微球310在位于標記的第一部分351上方的第一區域中，第二多個回射微球320在位于標記的第二部分352上方的第二區域中。或者，與單個標記的兩個不同部分相反，標記351和標記352可看作是兩個單獨的或離散的標記。
標記350可為或可包含字詞、數字、符號、圖像等(例如個性化數據、識別數據或其他數據)的任意組合。第一部分351和第二部分352可例如在視覺上不同。或者，第一部分351和第二部分352可由對第一和第二多個回射微球的相對位置表不。S卩，在一個不例性實施例中，標記的第一部分351為第一多個回射微球310下面的標記部分，標記的第二部分352為第二多個回射微球320下面的標記部分。在另一個示例性實施例中，除上述那些元件和特性外，如圖3c中所示，根據本發明的安全層合物300還包含粘合劑層360和隔離襯片370。基材340包含第一主表面341和與第一主表面341相背的第二主表面342。透明粘結劑層330在基材的第一主表面341上，粘合劑層360在基材340的第二主表面342上。第一多個回射微球310和第二多個回射微球320可從透明粘結劑層330突出。在一個示例性實施例中，回射微球半嵌入在透明粘結劑層中。在其他示例性實施例中，回射微球可多半為粘結劑層所圍繞、多半從粘結劑層突出、同等地為粘結劑層所圍繞和從粘結劑層突出、或它們的任意組合。透明粘結劑層330可包含任何合適的材料或由任何合適的材料制成，所述任何合適的材料為例如可UV固化的材料或可熱固化的材料。在一個示例性實施例中，粘結劑層是透明、不散射光且不反射的，并可為例如透光的無色聚合物。透明、不散射光且不反射的粘結劑層允許光通過，使得在適宜的條件下可觀察粘結劑層下面的層。基本著色的、不透明的或以其他方式抑制光通過粘結劑層的粘結劑層將阻止觀察例如下面的層上的個性化數據。

在一個例性實施例中，第一多個回射微球310包含在干條件(例如在其下暴露的回射微球不接觸液體的條件)下可呈現回射性質的干回射微球。干回射微球可為包含折射率介于大約1. 65和2.1之間的透明珠粒的那些微球。在一個不例性實施例中，干回射微球包含折射率介于大約1. 90和1. 95之間的透明珠粒。透明珠粒可被涂覆以一個或多個同心光學干涉層。在一個示例性實施例中，可例如首先對透明珠粒涂覆以折射率介于大約1. 4至1. 7之間的材料，隨后涂覆以折射率介于大約2. O至2. 6之間的材料。在一個示例性實施例中，第二多個回射微球320包含在濕條件下，例如當暴露的回射微球接觸液體時呈現回射性質的回射微球，所述液體如水或可例如從明尼蘇達州圣保羅的 3M 公司(3M Company, St. Paul, Minnesota)商購獲得的 Fluorinert ElectronicLiquid FC_43(電子氟化液FC-43)。在一個示例性實施例中，濕回射微球包含折射率介于大約2. 3和2. 6之間的透明珠粒。可例如首先對透明珠粒涂覆以折射率介于大約1. 4至1. 9之間的材料，隨后涂覆以折射率介于大約2. O至2. 6之間的材料。在本發明的安全層合物的第一個實施例中，第一多個回射微球310在第一區域430中，第二多個回射微球320在第二區域440中。如圖4a中所示，第一和第二區域430和440形成安全層合物的表面上的空間的粗略邊界部分。第一區域可包含至少具有僅干回射微球的部分，第二區域可包含至少具有僅濕回射微球的部分。第一區域中干回射微球和第二區域中濕回射微球的排布適宜提供可通過觀察切換效應來鑒定待確定的有價文件的真偽的安全層合物。即，在特定的條件下，干回射微球可與濕回射微球不同地影響入射光，從而使得安全層合物在不同的條件下在觀察者看來不同。圖4a到4c示意了安全層合物400在三種條件下呈現的切換效應。在特定的條件下，第一多個回射微球410的亮度高于第二多個回射微球420的亮度。在不同的條件下，第二多個回射微球420的亮度高于第一多個回射微球410的亮度。本質上，當在特定的條件下由于其對入射光的作用而使得第一多個回射微球呈現高于第二多個回射微球的亮度，并在不同的條件下由于其對入射光的作用而切換為呈現低于第二多個回射微球的亮度時，觀察者觀察到切換效應。所述切換效應至少部分地隱藏多個回射微球和粘結劑層下面的層，例如具有標記的基材。由于此部分隱藏效應，觀察者將不能觀察例如多個回射微球下面的基材上的標記。在第一條件下(圖4a)，標記的第一部分451和標記的第二部分452是看得見的。在第二條件下(圖4b)，第一區域430中的第一多個回射微球410至少部分地隱藏標記的第一部分451而標記的第二部分452是看得見的。在第三條件下(圖4c)，第二區域440中的第二多個回射微球420至少部分地隱藏標記的第二部分452而標記的第一部分451是看得見的。在一個實施例中，第一條件可包括環境光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質。第一介質可為空氣或例如折射率介于1. 00和1. 20之間的任何其他合適的介質。當在環境照明或漫射照明下觀察時，第一區域430和第二區域440中的第一和第二多個回射微球分別將看起來基本透明。因此，回射微球和粘結劑層下面的層是看得見的。例如，標記的第一部分451和標記的第二部分452是看得見的。第二條件可包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。第二介質可為空氣或例如折射率介于1. 00和1. 20之間的任何其他合適的介質。當在回射模式下觀察時，第一多個回射微球410的回射亮度高于第二多個回射微球的回射亮度。由于回射亮度，第一多個回射微球410至少部分地隱藏標記的第一部分451而標記的第二部分452是看得見的。即，當在回射模式下觀察安全層合物400時，由于第一多個回射微球410的回射亮度，標記的第一部分451被至少部分地隱藏而觀察不到。由于與第一和第二多個回射微球接觸的第二介質的折射率，第二多個回射微球呈現低于第一多個回射微球410的回射亮度。因此，標記的第二部分452保持看得見。第三條件可包括回射光和具有指定折射率的第三介質490。第三介質可為水、可得自明尼蘇達州圣保羅的3M公司(3M Company, St. Paul, Minnesota)的FluorinertElectronic Liquid FC-43 (電子氟化液FC-43)或折射率介于1. 25和1. 35之間的任何其他合適的介質。當在回射模式下觀察時，第二多個回射微球420的回射亮度高于第一多個回射微球的回射亮度。由于回射亮度，第二多個回射微球420至少部分地隱藏標記的第二部分452，而標記的第一部分451是看得見的。即，當在回射模式下觀察安全層合物400時，由于第二多個回射微球420的回射亮度，標記的第二部分452被至少部分地隱藏而觀察不至丨J。由于與第一和第二多個回射微球接觸的第三介質490的折射率，第一多個回射微球呈現低于第二多個回射微球420的回射亮度。因此，第一多個回射微球410看起來基本透明，故標記的第一部分451保持看得見。為獲得本文所述的效應，第一和第二多個回射微球二者優選完全與介質接觸。干回射微球可僅在干條件下呈現回射性質，而濕回射微球可僅在濕條件下呈現回射性質。回射亮度的不同水平對于觀察者來說最明顯，當第一和第二多個回射微球二者接觸相同的介質時，本發明的安全層合物將非常有利于鑒定附加了安全層合物的有價文件的真實性。可通過觀察本文所述的切換效應來確定附加了根據本發明的安全層合物的，例如有價文件或有價物品的真實性。
在一種示例性方法中，可通過提供如本文所述的安全層合物來鑒定制品的真偽，其中第一多個回射微球在位于標記的第一部分上方的第一區域中，第二多個回射微球在位于標記的第二部分上方的第二區域中。在暴露所述安全層合物于特定的條件之后觀察標記的第一部分和標記的第二部分的可見性。例如，一種根據本發明的鑒定制品真偽的方法包括暴露安全層合物于第一條件并在所述第一條件下觀察所述安全層合物以確定標記的第一部分和標記的第二部分的可見性，暴露安全層合物于第二條件并在所述第二條件下觀察所述安全層合物以確定標記的第一部分和標記的第二部分的可見性，和暴露安全層合物于第三條件并在所述第三條件下觀察所述安全層合物以確定標記的第一部分和標記的第二部分的可見性。如果在第一條件下，標記的第一部分和標記的第二部分是看得見的，在第二條件下，第一多個回射微球至少部分地隱藏標記的第一部分而標記的第二部分是看得見的，且在第三條件下，標記的第一部分是看得見的而第二多個回射微球至少部分地隱藏標記的第二部分，則可鑒定制品為真。在一個不例性實施例中，第一條件包括環境光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，第二條件包括回射光和與所述第一多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質，第三條件包括回射光和與所述第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第三介質。第一介質可為空氣或例如折射率介于1. 00和1. 20之間的任何其他合適的介質。第二介質可為空氣或例如折射率介于1. 00和1. 20之間的任何其他合適的介質。第三介質可為水、可得自明尼蘇達州圣保羅的3M公司(3MCompany, St.Paul, Minnesota)的 Fluorinert Electronic Liquid FC-43 (電子氟化液 FC-43)或折射率介于1. 25和1. 35之間的任何其他合適的介質。在根據本發明的鑒定制品真偽的另一方法中，提供了一種安全層合物，例如圖3a中所示意的安全層合物。該安全層合物不包含其上具有標記的基材。除上述步驟外，鑒定物品真偽的方法還包括附連所述安全層合物于有價文件上的個性化數據、識別數據或其他標記上方，使得第一區域中的第一多個微球位于標記的第一部分上方而第二區域中的第二多個微球位于標記的第二部分上方。然后可使所述安全層合物暴露于不同的條件，并觀察標記的第一部分和標記的第二部分的可見性。如果觀察到如本文所述的切換效應，則可確定制品的真實性。在根據本發明的鑒定制品真偽的另一示例性方法中，可通過在特定的條件下觀察第一多個回射微球和第二多個回射微球的相對亮度來鑒定制品的真偽。可通過提供如本文所述的安全層合物來鑒定制品的真偽，其中第一多個回射微球在第一區域中，第二多個回射微球在第二區域中。在暴露所述安全層合物于特定的條件之后觀察標記的第一部分和標記的第二部分的相對亮度。例如，一種根據本發明的鑒定制品真偽的方法包括暴露安全層合物于第一條件并在所述第一條件下觀察所述第一區域和第二區域的亮度，和暴露安全層合物于第二條件并在所述第二條件下觀察所述第一區域和第二區域的亮度。如果在第一條件下，第一區域的亮度高于第二區域的亮度，而在第二條件下，第二區域的亮度高于第一區域的亮度，則可鑒定制品為真。在一個示例性實施例中，第一條件包括回射光和與所述第一多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，第二條件可包括回射光和與所述第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。第一介質可為空氣或例如折射率介于1. 00和1. 20之間的任何其他合適的介質。第二介質可為水、可得自明尼蘇達州圣保羅的3M公司(3M Company, St.Paul, Minnesota)的 Fluorinert Electronic Liquid FC-43 (電子氟化液 FC-43)或折射率介于1. 25和1. 35之間的任何其他合適的介質。在本文所述的鑒定制品真偽的所有方法中，第一、第二和第三條件均是示例性的且不必以指定的順序發生。當發生所述切換效應時，可鑒定制品為真，且切換效應發生的順序由回射微球的特性以及第一、第二和第三條件決定。現在看圖5a，根據本發明的一個示例性安全層合物500包含透明粘結劑層530和多個回射微球510。所述多個回射微球510包含干回射微球511和濕回射微球512。除上述那些元件和特性外，如圖5b中所示，根據本發明的另一示例性安全層合物500還包含其上具有標記550的基材540。在又一個示例性實施例中，除上述那些元件和特性外，如圖5c中所示，根據本發明的安全層合物500還包含粘合劑層560和隔離襯片570。基材540包含第一主表面541和與第一主表面541相背的第二主表面542。透明粘結劑層530在基材的第一主表面541上，粘合劑層560在基材的第二主表面542上。所述多個回射微球位于安全層合物的一個區域中。例如，所述多個微球可位于安全層合物的基材上的識別數據、個性化數據或其他數據上方，或者當附連于有價文件時所述多個微球可位于此類數據上方。一種示例性安全層合物中所述多個回射微球510中的至少一部分包含一個或多個完整同心光學干涉層。由于存在所述一個或多個完整同心光學干涉層，反射光和回射光例如圖2中的反射光240、242和244以及繼而圖2中的回射光250、252和254之間的干涉可引起回射光的強度或顏色的變化。一個區域中混合排布的干回射微球和濕回射微球的存在使得當在不同的條件下觀察安全層合物的該區域時將產生切換效應，如圖6a到6c所示。例如，在特定的條件下，具有多個回射微球的安全層合物區域660呈現一種顏色640。在不同的條件下，具有多個回射微球的安全層合物區域660呈現不同的顏色650。顏色640和650可包括白色或無色的回射光，如本文所述。第一條件可包括環境光和與所述多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質。第一介質可為空氣或例如折射率介于1. 00和1. 20之間的任何其他合適的介質。當在環境照明或漫射照明下觀察時，區域660中的多個回射微球將看起來基本透明。因此，回射微球和粘結劑層下面的層是看得見的。例如，標記620是看得見的。第二條件可包括回射光和與所述多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。第二介質可為空氣或例如折射率介于1. 00和1. 20之間的任何其他合適的介質。當在回射模式下觀察時，由于干回射微球對入射光的作用，所述多個回射微球610中包含的干回射微球呈現一個亮度。因此，具有多個回射微球的區域660可呈現一個亮度。當干回射微球包含回射變色微球和例如包含一個或多個同心光學干涉層時，區域660將呈現一種顏色640。通過選擇完整光學干涉層材料和特性，可獲得一系列顏色，如本文所述。由于該亮度，所述多個回射微球610可部分地隱藏微球下面的層，例如具有標記的層。在本文所述的第二條件下，所述多個回射微球610中包含的濕回射微球幾乎不或不呈現亮度而保持基本透明。區域660所呈現的顏色和亮度基本歸因于干回射微球對入射到所述多個回射微球610上的光的作用。第三條件可包括回射光和具有指定折射率的第三介質690。第三介質690可為水、可得自明尼蘇達州圣保羅的3M公司(3M Company, St. Paul, Minnesota)的FluorinertElectronic Liquid FC-43 (電子氟化液FC-43)或折射率介于1. 25和1. 35之間的任何其他合適的介質。當在回射模式下觀察時，由于濕回射微球對入射光的作用，所述多個回射微球610中包含的濕回射微球呈現一個亮度。因此，具有多個回射微球的區域660可呈現一個亮度。當濕回射微球包含回射變色微球和例如包含一個或多個完整同心光學干涉層時，區域660將呈現一種顏色650。由于該亮度,所述多個回射微球610可部分地隱藏微球下面的層，例如具有標記的層。在本文所述的示例性第三條件下，所述多個回射微球610中包含的干回射微球幾乎不或不呈現亮度而保持基本透明。區域660所呈現的顏色和亮度基本歸因于濕回射微球對入射到所述多個回射微球610上的光的作用。在特定的條件下，第一多個回射微球和/或第二多個回射微球可看起來無色。當由光學掃描器進行的色坐標測量在4800K和7500K之間的黑體輻射曲線的O. 01內時，回射微球可看起來無色，其中黑體輻射曲線在大約4800K和7500K之間通過白點。所述多個回射微球可以任何合適的排布包含任何合適比率的干回射微球和濕回射微球。在一個示例性實施例中，所述多個回射微球610包含均勻比例的干和濕回射微球，且所述干和濕回射微球基本均勻地分布在安全層合物600的區域660上。在另一個示例性實施例中，所述多個微球中可包含較高比例的濕回射微球。較高比例的濕回射微球可使得切換效應更易于為觀察者所觀察到。可通過觀察本文所述的顏色切換效應來確定根據本發明的安全層合物所附連于的例如有價文件的真實性。可通過在特定的條件下觀察具有多個回射微球的區域所呈現的顏色來鑒定制品的真偽。在一種示例性方法中，可通過提供如本文所述的安全層合物來鑒定制品的真偽，其中所述安全層合物上提供了一個具有多個回射微球的區域，所述多個回射微球包含干回射微球和濕回射微球。在暴露所述安全層合物于特定的條件之后觀察具有多個回射微球的區域的顏色。例如，一種根據本發明的鑒定制品真偽的方法包括暴露安全層合物于第一條件并在所述第一條件下觀察具有多個回射微球的區域的顏色，和暴露安全層合物于第二條件并在所述第二條件下觀察具有多個回射微球的區域的顏色。如果在第一條件下，所述安全層合物區域呈現一種顏色，而在第二條件下，所述安全層合物區域呈現不同的顏色，則可鑒定制品為真。在一個示例性實施例中，第一條件包括回射光和與所述第一多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，第二條件可包括回射光和與所述第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。第一介質可為空氣或例如折射率介于1. 00和1. 20之間的任何其他合適的介質。第二介質可為水、可得自明尼蘇達州圣保羅的3M公司(3M Company, St.Paul, Minnesota)的 Fluorinert Electronic Liquid FC-43 (電子氟化液 FC-43)或折射率介于1. 25和1. 35之間的任何其他合適的介質。在本文所述的安全層合物或鑒定制品真偽的方法的所有實施例中，在特定的條件下觀察切換效應的能力隨回射微球的回射亮度的增大而提高。回射微球隱藏例如位于微球下面的標記的能力也隨回射亮度的增大而提高。可選擇回射微球或者一個或多個完整同心光學干涉層的材料、厚度和折射率以提供更高的回射亮度。具有一個或多個完整同心光學干涉層的回射微球通常呈現高于未涂覆微球的回射亮度。來自微球的反射光(例如圖2中的反射光240、240和242)以及繼而圖2中的回射光250、252和254之間的相長干涉將引起回射光的亮度或強度的增大。在一些實施例中，可優化完整同心光學干涉層的涂層厚度以提供最大回射性。例如，一個示例性實施例可包含二氧化硅、二氧化鈦和二氧化硅的三個交替光學干涉層。微球可為直徑介于大約30 μ m和90 μ m之間、折射率介于大約1. 90和1. 95之間的玻璃珠粒。在該實施例中，第一光學干涉層可為厚度介于大約95nm和120nm之間的二氧化硅，第二光學干涉層可為厚度介于大約45nm和SOnm之間的二氧化鈦，第三光學干涉層可為厚度介于大約70nm和115nm之間的二氧化娃。回射微球的構造可影響回射微球是否具有回射變色效應。例如，在折射率為大約1.9的透明珠粒上包含兩個完整同心光學干涉層的回射微球在回射模式下觀察時可產生明顯的顏色，其中第一完整同心光學干涉層為厚度大約IlOnm的二氧化硅、第二完整同心光學干涉層為厚度介于大約IOOnm和215nm之間的二氧化鈦。如果氧化鈦層小于IOOnm,則觀察到很少或觀察不到顏色。應當理解，除前述構造外，其他回射微球材料和構造也將提供顏色或增強的回射亮度。除本文所述的其他實施例外，所有這樣的實施例也都適于包含在根據本發明的安全層合物內。顏色的存在可增大對比度，使得本文所述的切換效應更明顯并因此便于鑒定制品的真偽。觀察根據本發明的安全層合物的距離可影響觀察本文所述的回射亮度和顏色的能力。在一個示例性實施例中，本文所述的回射亮度和顏色在距離安全層合物大約4-6英寸的距離處最好地觀察到。在顯著更大的距離處，例如在若干英尺的距離處，例如安全層合物的回射亮度或本文所述的隱藏效應將看起來不那么明顯。易于觀察本文所述的回射亮度和相關切換效應的能力與入射到安全層合物上的光的準直性有關。如果安全層合物用高度準直光照明并在接近照明角度的角度下觀察，則本文所述的回射效應可更易于被觀察到并可在更遠的距離處觀察到。除根據本發明的安全層合物的各個特征結構的上述有益效果外，本發明的安全層合物還提供常規的安全層合物未予考慮的若干有益效果。安全層合物具有切換效應，所述切換效應可用來鑒定有價文件和其他制品的真偽。當向安全層合物施加水或其他合適的介質并在回射模式下觀察時 ，所述切換效應可能明顯。安全層合物所附連于的制品的安全性通過隱蔽的切換效應的存在以及水或其他合適的液體的施加得到增強。施加水來鑒定有價文件的真偽可能導致文件的損壞，例如具有紙或多層基材的文件。因此，具有結合使用水或其他合適液體的安全特征結構的安全層合物將是潛在的偽造者所不知道的。本發明的安全層合物可提供具有明確的使用壽命的低成本安全層合物。所述安全層合物提供低成本的真偽鑒定工具以防止有價文件或有價物品的偽造、涂改、復制或仿制，所述工具可適合單用途或多用途應用。如果在鑒定過程中未觀察到適宜的切換效應，安全層合物的篡改可很明顯。將參照下面的詳細實例進一步描述本發明的操作。這些實例提供成進一步說明各種具體的和優選的實施例和技術。然而，應當理解，在本發明范圍內可進行許多變化和修改。所有實例采用下面的程序。在實例中，標識為“3M”的所有物品均可得自明尼蘇達州圣保羅的 3M 公司(3M Company, St. Paul, MN)。程序1:回射珠粒的制備
通過使用常壓化學氣相沉積法(APCVD)沉積金屬氧化物(二氧化鈦或二氧化硅)涂層于透明珠粒芯上來形成具有多個完整同心光學干涉層的回射元件。關于珠粒涂覆方法的具體情況與W009/105142中所公開的方法一致，其公開內容以引用方式并入本文。通過重復用于具有先前沉積的涂層的回射微球(珠粒)樣品的程序來沉積多個涂層。程序2 :回射亮度測暈測定自珠粒的層回射的光的亮度(回射系數(Ra))。通過向膠帶上噴灑珠粒制備均勻的珠粒單層。通過用手擠壓和部分嵌入珠粒于透明膠帶(3M Scotch375Clear Tape)的粘合劑中，并使珠粒側朝上地將該膠帶置于一張具有暗(黑色)背景的紙張的頂部，來制備樣品構造。珠粒通常嵌入為使得平均略小于50%的微球直徑被嵌入膠帶的粘合劑中。根據ASTM標準E809-94a (2008年I月I日)的程序B中確立的程序測定回射系數(單位為Cd/m2/lux)，測量在-4. O度的入射角和O. 2度的觀察角下進行。在“干”條件下的回射亮度測量以樣品暴露于環境空氣來進行。在“濕”條件下的回射亮度測量通過在樣品上施加一層液體使得珠粒完全被該液體所覆蓋來進行。對于“濕”條件，使用不同的液體來比較折射率的作用。使用了折射率為1. 33的水和折射率為1. 29的3M Fluorinert Electronic LiquidFC-43 (3M電子氟化液FC-43)。實例 1-3 實例1-3的制備中使用的珠粒芯在本文中稱為A型珠粒芯，其為透明的玻璃珠粒，折射率為約1. 93，平均直徑為約60 μ m,近似組成為42. 5%重量的Ti02、29. 4重量％的BaO、
14.9重量%的SiO2,8. 5重量%的Na20,3. 3重量%的B2O3和1. 4重量%的K2O0實例2-3根據程序I制備并包含多個同心干涉層。涂層材料、涂層厚度和亮度測量匯總在表I中。名為“涂層構造”的列指示珠粒芯上是否有涂層以及在有涂層時透明珠粒芯上完整同心光學干涉層的順序。制備樣品構造并根據程序2測量亮度。表I
權利要求
1.一種安全層合物，所述安全層合物包含 透明粘結劑層； 在第一區域中的第一多個回射微球；和 在第二區域中的第二多個回射微球； 其中所述第一多個回射微球和所述第二多個回射微球從所述粘結劑層突出，所述第一多個回射微球包含干回射微球，所述第二多個微球包含濕回射微球。
2.根據權利要求1所述的安全層合物，其中在第一條件下，所述第一多個回射微球的亮度高于所述第二多個微球的亮度，且其中在第二條件下，所述第二多個回射微球的亮度高于所述第一多個回射微球的亮度。
3.根據權利要求2所述的安全層合物，其中所述第一條件包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，且其中所述第二條件包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。
4.根據權利要求3所述的安全層合物，其中所述第一介質的折射率介于1.OO和1. 20之間，所述第二介質的折射率介于1. 25和1. 35之間。
5.根據權利要求1所述的安全層合物，其中所述第一多個回射微球包含回射變色微球。
6.根據權利要求1所述的安全層合物，其中所述第一多個微球包含一個或多個同心光學干涉層。
7.根據權利要求1所述的安全層合物，所述安全層合物還包含其上具有標記的基材，所述標記位于所述第一多個回射微球和第二多個回射微球的下面。
8.根據權利要求1所述的安全層合物，其中所述安全層合物用來鑒定附加了所述安全層合物的物品的真偽。
9.一種安全層合物，所述安全層合物包含 其上具有標記的基材； 透明粘結劑層； 位于所述標記的第一部分上方的第一區域中的第一多個回射微球； 和 位于所述標記的第二部分上方的第二區域中的第二多個回射微球； 其中所述第一多個回射微球和所述第二多個回射微球從所述粘結劑層突出，且其中所述第一多個回射微球包含干回射微球，所述第二多個微球包含濕回射微球。
10.根據權利要求9所述的安全層合物，其中在第一條件下，所述第一多個回射微球的亮度高于所述第二多個微球的亮度，且其中在第二條件下，所述第二多個回射微球的亮度高于所述第一多個回射微球的亮度。
11.根據權利要求10所述的安全層合物，其中所述第一條件包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，且其中所述第二條件包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。
12.根據權利要求11所述的安全層合物，其中所述第一介質的折射率介于1.00和1. 20之間，所述第三介質的折射率介于1. 25和1. 35之間。
13.根據權利要求9所述的安全層合物，其中在第一條件下，所述標記的所述第一和第二部分是看得見的，其中在第二條件下，所述第一多個回射微球至少部分地隱藏所述標記的所述第一部分而所述標記的所述第二部分是看得見的，且其中在第三條件下，所述標記的所述第一部分是看得見的而所述第二多個回射微球至少部分地隱藏所述標記的所述第二部分。
14.根據權利要求13所述的安全層合物，其中所述第一條件包括環境光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，其中所述第二條件包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質，且其中所述第三條件包括回射光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第三介質。
15.根據權利要求14所述的安全層合物，其中所述第一介質的折射率介于1.OO和1. 20之間，所述第二介質的折射率介于1. 00和1. 20之間，所述第三介質的折射率介于1. 25和1. 35之間。
16.根據權利要求9所述的安全層合物，其中所述第一多個回射微球包含回射變色微球。
17.根據權利要求9所述的安全層合物，其中所述第一多個回射微球包含一個或多個同心光學干涉層。
18.根據權利要求9所述的安全層合物，所述安全層合物還包含粘合劑層，其中所述基材包含第一主表面和與所述第一主表面相背的第二主表面，且其中所述透明粘結劑層在所述基材的所述第一主表面上，而所述粘合劑層在所述基材的所述第二主表面上。
19.一種安全層合物，所述安全層合物包含 透明粘結劑層；和 多個回射微球，所述多個回射微球包含干回射微球和濕回射微球； 其中所述多個回射微球從所述粘結劑層突出并位于所述安全層合物的一個區域中，所述多個回射微球中的至少一部分包含一個或多個完整同心光學干涉層，且其中在第一條件下，所述安全層合物的所述區域呈現一種顏色，而在第二條件下，所述安全層合物的所述區域呈現不同的顏色。
20.根據權利要求19所述的安全層合物，其中所述第一條件包括回射光和與所述多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，且其中所述第二條件包括回射光和與所述多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。
21.根據權利要求20所述的安全層合物，其中所述第一介質的折射率介于1.00和1.20之間，所述第二介質的折射率介于1. 25和1. 35之間。
22.根據權利要求19所述的安全層合物，其中所述干回射微球包含回射變色微球。
23.根據權利要求19所述的安全層合物，其中所述安全層合物用來鑒定附加了所述安全層合物的物品的真偽。
24.一種鑒定制品真偽的方法，所述方法包括以下步驟 提供安全層合物，所述安全層合物包含 其上具有標記的基材； 透明粘結劑層； 在位于所述標記的第一部分上方的第一區域中的第一多個干回射微球；和 在位于所述標記的第二部分上方的第二區域中的第二多個濕回射微球；其中所述第一多個干回射微球和所述第二多個濕回射微球從所述粘結劑層突出； 暴露所述安全層合物于第一條件并在所述第一條件下觀察所述安全層合物，以確定所述標記的所述第一部分和所述標記的所述第二部分的可見性； 暴露所述安全層合物于第二條件并在所述第二條件下觀察所述安全層合物，以確定所述標記的所述第一部分和所述標記的所述第二部分的可見性； 暴露所述安全層合物于第三條件并在所述第三條件下觀察所述安全層合物，以確定所述標記的所述第一部分和所述標記的所述第二部分的可見性；并且如果 在所述第一條件下，所述標記的所述第一部分和所述標記的所述第二部分是看得見的， 在所述第二條件下，所述第一多個回射微球至少部分地隱藏所述標記的所述第一部分而所述標記的所述第二部分是看得見的，且 在所述第三條件下，所述標記的所述第一部分是看得見的而所述第二多個回射微球至少部分地隱藏所述標記的所述第二部分，則鑒定所述制品為真。
25.根據權利要求24所述的方法，其中所述第一條件包括環境光和與所述第一和第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，所述第二條件包括回射光和與所述第一多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質，所述第三條件包括回射光和與所述第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。
26.根據權利要求25所述的方法，其中所述第一介質的折射率介于1.OO和1. 20之間，所述第二介質的折射率介于1. 00和1. 20之間，所述第三介質的折射率介于1. 25和1. 35之間。
27.一種鑒定制品真偽的方法，所述方法包括以下步驟 提供安全層合物，所述安全層合物包含 透明粘結劑層；和 具有多個回射微球的區域，所述多個回射微球包含干回射微球和濕回射微球； 其中所述多個回射微球從所述粘結劑層突出，且其中所述多個回射微球中的至少一部分包含一個或多個同心光學干涉層； 暴露所述安全層合物于第一條件并在所述第一條件下觀察所述具有多個回射微球的區域的顏色； 暴露所述安全層合物于第二條件并在所述第二條件下觀察所述具有多個回射微球的區域的顏色；并且如果 在第一條件下，所述安全層合物區域呈現一種顏色，而 在第二條件下，所述安全層合物區域呈現不同的顏色，則鑒定所述制品為真。
28.根據權利要求27所述的方法，其中所述第一條件包括回射光和與所述第一多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，所述第二條件包括回射光和與所述第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。
29.根據權利要求28所述的方法，其中所述第一介質的折射率介于1.00和1. 20之間，所述第二介質的折射率介于1. 25和1. 35之間。
30.一種鑒定制品真偽的方法，所述方法包括以下步驟 提供安全層合物，所述安全層合物包含 透明粘結劑層；和 在第一區域中的第一多個干回射微球；和 在第二區域中的第二多個濕回射微球； 其中所述多個回射微球從所述粘結劑層突出； 暴露所述安全層合物于第一條件并在所述第一條件下觀察所述第一區域和第二區域的亮度； 暴露所述安全層合物于第二條件并在所述第二條件下觀察所述第一區域和第二區域的売度；并且 如果 在第一條件下，所述第一多個回射微球的亮度高于所述第二多個微球的亮度，而 在第二條件下，所述第二多個回射微球的亮度高于所述第一多個回射微球的亮度，則鑒定所述制品為真。
31.根據權利要求30所述的方法，其中所述第一條件包括回射光和與所述第一多個回射微球接觸、具有指定折射率的第一介質，所述第二條件包括回射光和與所述第二多個回射微球接觸、具有指定折射率的第二介質。
32.根據權利要求31所述的方法，其中所述第一介質的折射率介于1.00和1. 20之間，所述第二介質的折射率介于1. 25和1. 35之間。
全文摘要
本發明公開了一種用于鑒定制品真偽的安全層合物和一種用于鑒定制品真偽的方法。所述安全層合物包含透明粘結劑層和回射微球，使得所述安全層合物在暴露于特定條件下時具有隱蔽的切換效應。
文檔編號B42D15/10GK103068585SQ201180039728
公開日2013年4月24日 申請日期2011年8月17日 優先權日2010年8月31日
發明者維韋克·克里希南, 高拉夫·馬尼克, 加金德拉·拉奧 申請人:3M創新有限公司