可定向衍射颜料片制造技术

有选择地定向衍射颜料片以形成一个图案。在一个实施例中，带有一个磁性层的颜料片被做成一定的形状以更容易地在磁场中定向。在另一个实施例中，颜料片包括一个磁性非连续层。在一个特定的实施例中，在一个衍射光栅上沉积镍从而沿着光栅生成磁针，这就使得所得的衍射颜料片能磁性定向。磁性定向的颜料片的测试标本的颜色扫描表明，与磁性衍射颜料片的定向方向平行与垂直的照明之间会有很大的区别。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及带有一个光学衍射结构和衍射光学可变图案器件(“DOVID”)，如可定向衍射颜料片和立体图，活动图，图案定向器件，点定向器件，及像素定向器件，和定向的光学可变颜料片的颜料。光学可变颜料(“OVP’s”TM)已得到了广泛的应用。它们可以用于涂料或墨水中，或与塑料混合。这种涂料或墨水被用于装饰用途或作为货币上的防伪措施。光学可变颜料的一种在一个基座上使用许多薄膜层以形成一个光学干涉结构。通常，一层介质(间隔)层经常被做在一个反射层上，接着在间隔层上形成一层光学吸收材料。附加层可以用来增加附加效果，如附加额外的间隔-吸收层对。或者可以用由(高-低-高)n或(低-高-低)n的介质材料或这两种的混合材料做成的光学堆。另一种颜料采用一种图形如一系列的凹槽，以生成一种衍射干涉结构。衍射颜料已经被用来在印刷的媒介上和涂料如汽车涂料中生成一种彩虹效果。还有其它产品采用衍射干涉以获得所需的效果，这些产品就是通常所知的衍射光学可变图案器件(“DOVID”)。一些衍射光学可变图案器件提供各种取决于观察角度的图案。例如，衍射光学可变图案器件的一些类型可以使一个印刷物体出现在另一个物体的前面，提供一个基于观察角度的连续图像，或者随着观察角度的改变使一个二维图案中产生移动的外观。其它衍射光学可变图案器件可以有一个图案出现在一个观察角，而在另一个观察角消失。衍射光学可变图案器件被用在银行纸币，信用卡，软件媒介，和其它高价值文件上的防伪和装饰目的中。一种为大家所知的特别的衍射光学可变图案器件是“像素图”。一个像素图是基于不同的线性衍射区域(像素)的非均匀空间分布。当被旋转或倾斜时，会有不同的图案出现或消失，使得像素图很难被伪造，因为即使高质量的彩色影印机也不能复制图案的可变效果。用来在一个标准全息图上获得全息微型结构的技术，如干涉测量法，全息术，化学蚀刻，离子束平版印刷和电子束平版印刷相对来说比较复杂和昂贵。准备好一个标准全息图后，通常从标准全息图生成一个复制工具。复制工具在一个聚合箔上压出表面凹凸微结构，然后在箔的背面镀铝。接着将箔贴在文件上。对每一个新的图案都要做标准全息图，或当标准全息图被磨损后。这样，有必要提供一种用于生成衍射光学可变图案器件的更为简单的物和技术。更有必要能够在所需的方向定向颜料片以得到各种光学效果专利技术简述带有衍射光栅的颜料粒子被选择性地定向以形成一个或多个图像。不同的区域可以印刷不同的衍射颜料，或在预选方向已被定向的衍射颜料。类似地，图像可以由不同的和/或不同定向的衍射颜料像素或点生成。本专利技术的一个实施例是一种印刷的像素图，另一个是一个点衍射光学可变图案器件，另一个是活动图。在本专利技术的另一个实施例中，带有一层磁性材料的颜料片的形状使颜料片在涂到一个媒介之前，期间或之后在一个磁场中容易定向。在另一个实施例中，随意形状的颜料片包括一个成形的磁性结构，使颜料片在一个磁场中更容易被定向。在另一个特定的实施例中，一层磁性材料以一个预选的厚度沉积在一个格层上(如衍射光栅格)以形成一个不连续磁性层，如磁针。在另一个实施例中，衍射颜料片被机械地定向，如在凹槽或成形的粒子上的划刀片或用一个滚筒。图示简述附图说明图1A-1D是根据本专利技术的各个实施例的范例颜料片结构的简化横截面图。图2A和2B是根据本专利技术的实施例的成形颜料片的简化平面图。图3A是根据本专利技术的一个实施例的一个成形磁性层的简化平面图。图3B-3D是根据本专利技术的实施例的颜料片的简化横截面图。图4是根据本专利技术的一个实施例的一个图案的简化平面图。图5是根据本专利技术的一个实施例的一个衍射光学可变图案器件的一部分的简化示意图。图6A-6D是根据本专利技术的一个实施例的一种图案的简化示意图。图7是根据本专利技术的另一个实施例的一个活动图案的简化示意图。图8A-8C是根据本专利技术的实施例的方法的简化流程图。图9A-9E是根据本专利技术的各种实施例的定向衍射颜料片的颜色扫描图。本专利技术的详细描述I.前言在一个实施例中，本专利技术提供可机械定向的衍射颜料片。在一个特定的实施例中，可机械定向的衍射颜料片被用来印刷图案，包括衍射光学可变图案器件。衍射颜料片通常是用在涂料，墨水，薄膜，塑料中的小粒子，这些粒子提供取决于观察角度的可变的可见颜色，亮度，色调和/或色度。一些衍射颜料，如那些包括法布里-伯乐(Fabry-Perot)型干涉结构，改变可观察到的颜色，并提供衍射效果。用介质层的薄膜干涉结构也可以与一个微型结构衍射格结合。一些实施例包括一层与一个间隔层和一个吸收层结合的衍射反射层，以形成一个既有衍射又有薄膜干涉的颜料片。带有衍射光栅的颜料将光束分成空间成分，类似于一个棱镜，以使可见的颜色随着观察角度而改变。已经发现如果颜料片包括一个磁性材料，它可以用磁场来定向。在该应用中，“磁”性材料可以是含铁或铁磁性材料。镍，钴，铁，钆，铽，镝，铒以及它们的合金和氧化物，铁/硅，铁/镍，铁/钴，铁/镍/钼，钴化钐(SmCo5)，钴化钕(NdCo5)，钴化二钐(Sm2Co17)，硼铁钕(Nd2Fe14B)，铁化铽(TbFe2)，四氧化三铁(Fe3O4)，氧化铁镍(NiFe2O4)，和氧化铁钴(CoFe2O4)，都是磁性材料的例子。但磁性层或磁性层的磁性材料没有必要是永久磁化的，虽然永久磁化的也可以用。在一些实施例中，能永久磁化的的磁性材料包括在一个颜料片中，但在用它形成一个图案之前仍保持非磁性。在另一个实施例中，带有永久磁铁材料的颜料片涂在一个基座上以形成一个可见的图案，接着被磁化以形成除了可视图案以外的一个磁性图案。如果在形成图案或与涂料或墨水介质混合在一起之前剩余的磁性太强，一些磁性颜料很容易聚在一起。II.颜料结构范例图1A是根据本专利技术的一个实施例的一个镀膜颜料片10的简化模截面图。一系列的薄膜层被沉积在一个基座12上。薄膜层包括例如一层磁性材料14，14’，一层反射材料16，16’，和附加层18，18’。如附加层可以是带有提供一个特定的干涉波长的厚度的介质材料间隔层18，18’和一个吸收层19，19’。虽然所示的镀膜颜料片在基座12的两面上有一个对称的镀膜层，镀膜层可以是非对称的，甚至在一面上没有镀膜层也可以。同样地，颜料片可以由连续镀膜层密封。现知有许多光学设计能得到各种变色，选择性吸收/反射，及其它光学效果。在另一个实施例中，基座12是一种磁性材料，磁性材料的分离层14则省略。在另一个实施例中，基座既反射又有磁性，反射层16也可以被省略。在另一个实施例中，反射层是一种磁性材料，磁性材料的分离层被省略。在另一个实施例中，吸收层也可以是一个磁性层。合适的基座可以由以下材料做成，如玻璃，云母，氧化铝，氧化铁，石墨，氯氧化铋，氮化硼，聚合物或金属或类似的粒子。合适的反射材料例包括铝，银，铁，钽，铱，铼，铜，银，金，铂，钯，镍，钴，铌，铬，锡，和它们的混合物或合金。合适的间隔层材料包括硫化锌(ZnS)，氧化锌(ZnO)，氧化锆(ZrO2)，二氧化钛(TiO2)，金刚碳，氧化铟(In2O3)，氧化锡铟(“ITO”)，五氧化钽(Ta2O5)，氧化铈(CeO2)，氧化钇(Y2O3)，氧化铕(Eu2O3)，氧化铁如四氧化三铁(Fe3O4)和三氧化二铁(Fe2O3)，氮化铪(HfN)，碳化铪(HfC)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种颜料粒子包括：一个能够根据所加磁场定向颜料粒子的磁性结构；及一个衍射光栅。

【技术特征摘要】
US 2002-9-13 10/243,1111.一种颜料粒子包括一个能够根据所加磁场定向颜料粒子的磁性结构；及一个衍射光栅。2.根据权利要求1所述的颜料粒子，其中磁性结构是一层磁性材料，并且颜料粒子的形状使其在所加磁场中更容易定向。3.根据权利要求1所述的颜料粒子，其中磁性结构包括成形的磁性材料。4.根据权利要求1所述的颜料粒子，其中磁性结构包括许多磁条。5.根据权利要求1所述的颜料粒子，其中磁性结构包括一种半透明磁性材料。6.根据权利要求1所述的颜料粒子，其中磁性结构包括镍，钴，铁，钆，铽，镝，铒，铁硅合金，铁镍合金，铁钴合金，铁镍钼合金，钴化钐(SmCo5)，钴化钕(NdCo5)，钴化二钐(Sm2Co17)，硼铁钕(Nd2Fe14B)，铁化铽(TbFe2)，四氧化三铁(Fe3O4)，氧化铁镍(NiFe2O4)，或氧化铁钴(CoFe2O4)。7.根据权利要求1所述的颜料粒子，其中衍射光栅包括许多槽。8.根据权利要求7所述的颜料粒子，其中许多槽的间隔在500条/毫米到5000条/毫米之间。9.根据权利要求7所述的颜料粒子，其中磁性结构包括与衍射光栅的许多槽平行的磁针。10.根据权利要求9所述的颜料粒子，其中至少有些磁针与居间的磁性材料相连接。11.根据权利要求1所述的颜料粒子，其中磁性结构包括一层带有可变厚度的磁性材料。12.根据权利要求11所述的颜料粒子，其中磁性材料层是一层连续层。13.根据权利要求1所述的颜料粒子被散入一个墨水介质中以提供一种墨水成份。14.根据权利要求1所述的颜料粒子，散射到介质涂料中的颜料是用来提供磁性材料一种涂料成份。15.根据权利要求1所述的颜料粒子被散入一个聚合薄膜，颜料粒子的衍射光栅在薄膜中被选择定向。16.一种颜料粒子包括一个包括一个衍射光栅的反射层；及沿着衍射光栅放置的许多磁针。17.在一种媒介上形成的一个图案，所述图案包括包括第一许多衍射颜料片的一个第一区域，许多衍射颜料片的至少一些以一个选择好的第一方向定向；及一个第二区域。18.根据权利要求17所述的图案，其中许多衍射颜料片包括磁性可定向衍射颜料片。19..根据权利要求17所述的图案，其中第二区域包括一个第二许多衍射颜料片。20.根据权利要求19所述的图案，其中第二许多衍射颜料片的至少一部分以一个选择好的第二方向定向。21.应用到一个物体上的根据权利要求17所述的图案，以提供一种安全特性。22.在一种媒介上形成的一个图案，所述图案包括包括第一许多衍射颜料片的一个第一区域；及包括第二许多衍射颜料片的一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔博特阿格帝亚，弗拉基米尔P拉克沙，朱迪旋，
申请(专利权)人：JDS尤尼弗思公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]