[发明专利]手性液晶聚合物标记

说明书

相关申请案的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)主张2009年12月8日申请的美国临时申请第61/267,668号的权益，该案的全部揭示内容以引用的方式明确并入本文中。

发明背景

【发明所属的技术领域】

本发明关于一种以手性向列型（亦称为胆固醇型）液晶聚合物为基础的标记。本发明亦关于一种用于手性向列型液晶膜改性的方法，其中手性向列型液晶层通过改性剂而局部或选择性地（一或多个区域）被改性。

【先前技术】

若产品以大批基础而非以个别品项基础处理时，将促进大量生产商品的伪造与市场转移。在这种情形下，伪造或转移的产品很容易被引进供应链中。制造商和零售商都希望处于在所贩卖个别单位水平上区分其原始产品与这类伪造或转移（平行输入或走私）产品的立场。

在试图防止伪造方面，目前广泛地使用标记，例如展现视角依赖性颜色的“光学可变”特征已经在此技术中被提出作为认证手段。当中有全像图（参见Rudolf L.van Renesse,“Optical Document Security”2nd ed.,1998，其全部揭示内容以引用方式纳入本文，第10章）及光学薄膜安全装置（同上，第13章）。

另一种试图防止伪造的标记是胆固醇型液晶，其展现视角依赖性颜色。当以白光照射时，胆固醇液晶结构反射预定颜色（预定波长）的光，其为所采用材料的函数且通常随观察角度和装置温度改变。它本身的前体材料是无色的，所观察到的颜色（预定波长范围）只是因为在既定温度下在液晶材料所采的胆固醇螺旋形结构的物理反射作用所致（参见J.L.Fergason,Molecular Crystals,Vol.1,pp.293-307(1966)，其全部揭示内容以引用方式纳入本文）。详言之，在液晶材料（胆固醇型液晶聚合物（CLCP））中，胆固醇螺旋形结构通过聚合作用被“冷冻”在预定状态，因而使其与温度无关。

手性向列型液晶相通常由向列型介晶分子所构成，该介晶分子包含手性掺杂物，其产生利于分子间以些微角度对彼此配向的分子间作用力。其结果是形成一种可被看成极薄2D似向列型层堆栈的结构，其中各层的准面相关于上下者扭曲。该手性向列型液晶相的一个重要特征为间距p（见图1）。该间距p定义为该准面在该螺旋中旋转一整圈所行的（垂直）距离。

手性向列相的螺旋结构的特征性质为其选择性地反射波长落于特定范围的光的能力。当此范围与一部份可见光谱重迭时，观察者将察觉到彩色的反射。该范围的中心大约等于该间距乘以该材料的平均折射率。对于该间距有影响的一个参数是温度，由于在连续层之间准面方位中逐渐变化（其修改间距长度）对温度的依赖性，造成所反射光波长的改变为温度的函数。可通过升高分子温度，由此提供它们更多热能而使准面变化的角度较大，从而使间距变紧。类似地，降低分子温度增加手性向列型液晶的间距长度。液晶聚合物与液晶相的其它定义可见于M.Barón,Pure Appl.Chem.,2001,Vol.73,No.5,pp.845-895，其全部揭示内容以引用方式纳入本文。

为了增进手性液晶聚合物膜的安全性水平，可能浮现的第一个想法是将呈图案、记号或条形码形式的代码重迭在液晶聚合物膜上。然而，总是有伪造者篡改该代码并将其以人工方式施加至液晶聚合物膜上的风险。

克服此问题的第二个可能性是将代码直接插入液晶聚合物膜内。举例而言，美国专利第6,207,240号（其全部揭示内容以引用方式纳入本文）叙述一种具有视角依赖性反射颜色的胆固醇型液晶聚合物（CLCP）的作用涂层，其进一步包含展现特定吸收颜色的吸收型颜料。标记，诸如符号或文字，通过雷射照射在CLCP涂层中产生。雷射辐射使受照射区域中的CLCP材料碳化，因此，上面涂布有CLCP的基材的颜色，或被掺混至该CLCP内的吸收颜料的颜色，在受照射区域中变成可见的。然而，该方法需要高功率雷射来碳化材料而使得该标记为可见的。

另一个可能性叙述于US 2006/0257633A 1中，其全部揭示内容以引用方式纳入本文，其不仅适用于液晶聚合物，亦适用于一般聚合物。该方法由下列步骤所组成：将渗透性物质涂覆于聚合物基材表面上的预定区域，并使超临界流体与已经涂覆该渗透性物质的聚合物基材表面接触，以使该渗透性物质渗透至该聚合物基材内。该方法使得有可能将该基材表面一部分选择性（部分地）改性。然而，对于其中就大量物品需要高标记速度的工业制程而言，该方法实施起来很复杂且昂贵。

【发明内容】

本发明提供一种液晶聚合物标记。该标记可通过包括依下列顺序的步骤的方法获得：