能够为消费者提供保密性的产品已经很多。例如，多数个人计算 机或自动出纳机包括保密性屏幕现在已非常普遍，这使得使用者可以 查看监视器上的图像，同时限制旁观者(或至少那些不在屏幕视角内 的人)查看。对于证件包含敏感材料的使用者，一些产品已经使用光 控制薄膜来提供保密性。该方法是类似的，其中使用者可以查看证件 上的图像，但限制旁观者查看证件的内容。
本领域公开了各种同样为使用者提供保密性的用途的光控制薄 膜。然而，由于证件保密性正越来越成为消费者的需求，本领域的技 术人员正寻求不同的解决方案来提供此期望的特征。因此，对新的保 密性薄膜构造有着持续的需求。

本发明提供的保密性薄膜可用于证件，以限制观察者可以阅读证 件上信息的角度。具体地讲，在将保密性薄膜以使用方向放置，以使 得视角与使用者的视线重合时，该使用者将可以看到证件的内容，而 其他使用者将仅拥有该证件内容的一个有限视图。
在一个方面，本发明涉及保密性薄膜，其包括透光性的聚合物基 片，所述基片包括(i)第一聚合材料，该基片具有相对的第一和第二 表面；以及(ii)包括第二聚合材料的多个光导向元件，其中每个元件 都有基座、高度h、和沿高度方向设置的短轴线，其中所述元件从基 片的第一表面伸出，并且其中每个元件都设置为使得一个元件的短轴 线基本上平行于下一个邻近元件的短轴线，并且一个元件的基座不与 下一个邻近元件的基座相连接。在另一方面，该保密性薄膜包括细长 的光导向元件。
在另一方面，本发明涉及制作保密性薄膜的方法，其包括以下步 骤：(i)提供聚合材料；(ii)将聚合材料沉积到包括多个基本上平行的 细长通道的微结构化模具上，其中每个通道都是倾斜的，并且用底面 区域与下一个通道分开，其中每个通道都有邻近底面区域邻近设置的 基座和远离底面区域设置的顶端，其中每个通道都有从基座延伸至顶 端的短轴线；(iii)引导聚合材料流入微结构化模具的通道中；(iv)在 通道中固化聚合材料以产生多个光导向元件，这些光导向元件通过聚 合基片彼此相连，基片具有第一表面(光导向元件从该表面伸出)和 相对的、基本上平的第二表面；以及(iv)从微结构化模具分离保密性 薄膜。
如本文所用，术语“透光性”是指透射可见光的能力。在一个实 施例中，所述透光性基片具有90或更低的不透明度，该数据使用Lab Scan 6000测试仪采用HuterLab Master Color Data Program(可从 Hunter Associates Laboratory，Inc.，Reston，VA商购获得)测量。结 合光导向元件，术语“细长的”通常表示该元件有类似导轨的外观。 该导轨在沿保密性薄膜的整个长度方向上可以是连续的，或者是不连 续的。在一个实施例中，不连续的光导向元件是具有杆状(例如，类 似蘑菇的杆)外表的分立主体。
本发明的一个优点是它提供了保密性特征和灵活的构造，也就是 说制造相对容易。该保密性薄膜可以非永久性方式快速粘附在证件上。 此外，该保密性薄膜很耐用，这使它可以重复使用。
在本文档中，应认为所有的数值均用术语“大约”修饰。
附图说明
结合以下附图可以更好地理解本发明，其中：
图1是保密性薄膜一个示例性实施例的透视图；
图2是图1中保密性薄膜沿线2-2截取的剖视图；
图3是保密性薄膜另一个示例性实施例的剖视图，其示出了有多 个段的光导向元件；
图4是保密性薄膜另一个示例性实施例的剖视图，其示出了覆盖 有吸光涂层的光导向元件的顶端部分；
图5是保密性薄膜另一个示例性实施例的剖视图，其示出了不同 倾斜角的光导向元件；
图6是保密性薄膜另一个示例性实施例的剖视图，其示出了以平 行于基座层方向延伸的光导向元件的顶端部分；
图7是保密性薄膜另一个示例性实施例的透视图，其示出了细长 的光导向元件的组合；以及
图8a到8c是示例性工艺的示意图，该工艺可用于制造保密性 薄膜。
这些图不是按比例绘制的，并且仅用于示例性目的。

图1是本发明一个示例性实施例的透视图，其示出了具有细长光 导向元件18的保密性薄膜10，该光导向元件设置在可能包含敏感信 息的基板50上。在一个实施例中，所述保密性薄膜可以使用透光性 粘结剂(未示出)粘附。所述元件有长轴L和短轴线l。一个示例性 基板是承载机密信息的证件，所述证件的所有者需要受限制的查看权 限。
在应用中，本发明的保密性薄膜设置在证件上，以使得长轴L基 本上平行于证件上的图像或文本行。例如，在81/2乘11英寸的竖向 纸张(其文本基本上平行于纸张的81/2英寸侧)上，保密性薄膜的取 向将使得长轴也沿着相同的方向。保密性薄膜可以临时设置在证件上 (这就意味着薄膜可以从基板上移除，而不会损坏基板)，或永久性 地设置在证件上(这就意味着移除保密性薄膜，很可能会导致证件的 损坏)。有多种方法将保密性薄膜粘附或设置在证件上。例如，可以 使用粘结剂。粘结剂可以是压敏或热熔融的。粘结剂可以是可重复定 位的粘结剂，这就意味着它可以在基板上应用或移除多次，不会损坏 基板，并且不会使可重复定位粘结剂的附着力显著降低。在另一个应 用中，保密性薄膜形成一个口袋，其中保密性薄膜形成前面，聚合物 背衬或保密性薄膜形成背面，并且保密性薄膜和背面在三个面上连接 在一起，让第四面(通常为顶面)敞开着，以便插入和移除证件。可 以使用其它构造。
光导向元件影响光的透射，从而提供本发明薄膜的保密性特征。 光学活性物质，诸如光反射和/或吸光物质，也可以使用。下面详细讨 论光导向元件的几何形状、间距、和光学活性物质。
在一个示例性实施例中，保密性薄膜上光导向元件的高度基本上 相同。由于生产条件的不同，元件的高度可能会有些不同。在另一个 示例性实施例中，保密性薄膜一个区域与另一个区域的元件高度不同， 并且甚至一个元件与下一个邻近元件的高度也不同。高度的变化通常 意味着一个元件的高度将是另一个元件高度的75％到95％。图3大 致示出了具有不同高度的光反射元件的实施例。
图2示出了图1中保密性薄膜沿线2-2截取的剖视图。所述保 密性薄膜包括基片12，其具有相对的第一表面14和第二表面16， 以及分界线13。光导向元件18从基片的第一表面伸出。尽管图2示 出的分界线13与第一表面14是共线的，但该分界线可以在不同的 位置。每个光导向元件都有高度h、宽度W、以及一个元件与下一个 邻近元件的中心至中心间距P。沿短轴线l从基片的第一表面14到 顶端20测量高度h。垂直于短轴方向测量宽度W。
在一个示例性实施例中，h与P的比(h∶P)大于0.5。在另一个 实施例中，h∶P比小于5。在一个实施例中，光导向元件的宽度(在接 近基片第一表面处测量)大于25微米。在另一个实施例中，宽度小 于750微米。在图2的实施例中，光导向元件以倾斜角θ设置在 基片上。该倾斜角是第一表面14与每个光导向元件的短轴线之间的 角度。在一个实施例中，倾斜角大于15°。在另一个实施例中，倾斜 角小于90°。在又一个实施例中，倾斜角的范围从40°到85°之 间。在又一个实施例中，倾斜角的范围从55°到75°之间。如果 需要，在基片的第二表面上提供粘结剂22，用于粘附到基板上。尽管 本具体实施例的光导向元件在其横截面尺寸上基本一致，但元件到顶 端20可能会有轻微的偏移(即，轻微的变窄)。而且，如图2中所 示，两个邻近的光导向元件的位置使得一个元件的顶端(沿垂直于基 片第一表面的假想线(如虚线N所示)截取)位于下一个元件的基座 (如参考字母b所示)旁边。可以使用其它位置构造，只要光导向元 件可以提供保密性特征，并且前提条件是h∶P比落在确定的范围内。 在本具体实施例中，光导向元件包括吸光材料或反光材料。
适合的反光材料包括，例如，二氧化钛、氧化锌、硫化锌、磷酸 锌、碳酸钙、氧化铝、二氧化硅、氧化锑、硫酸钡、锌钡白(硫酸钡 和氧化锌的共同沉淀物)、煅烧高岭土、碳酸铅、氧化镁及其组合。 适合的吸光材料包括，例如，炭黑、黑尖晶石、黑金红石、黑铁及其 组合。使用反光材料时，将1到50份重量(基于总体重量100份) 加入聚合物树脂以形成光导向元件。在一些实施例中，使用1到15 份重量。在其它实施例中，使用2到10份重量。使用吸光材料时， 将0.1到50份重量(基于总体重量100份)加入聚合物树脂以形成 光导向元件。在一些实施例中，使用1到15份重量的吸光材料。在 其它实施例中，使用1到5份重量。反光材料和吸光材料的组合可 用于形成单个光导向元件，如下面进一步论述。在其它实施例中，可 在光导向元件中添加着色颜料、荧光颜料和闪光剂。
图3示出了本发明另一个实施例的剖视图，其中保密性薄膜100 包括具有相对的第一表面114和第二表面116的基片112。光导向 元件118从基片的第一表面伸出。分隔线113稍稍位于光导向元件 内。在本具体实施例中，光导向元件包括远离基片第一表面设置的第 一部分119、接近第一表面设置的第二部分117、以及从第一表面到 线113的第三部分。在一些实施例中，基片的组成和第三部分类似， 并且可能甚至是相同的。线115将第一部分和第二部分分开。第一部 分包括吸光材料，第二部分包括反光材料。第一部分的高度表示为l 119，并且是沿元件的短轴方向，在线115和顶端之间的距离。第二 部分的高度表示为l117，并且是沿元件的短轴方向，在线113和115 之间的距离。在一个实施例中，l119与l117的比为3比0.1。两个邻 近的光导向元件的位置使得一个元件的顶端(沿假想线N截取)与下 一个邻近元件的底部重叠。尽管图2中的光导向元件包括的顶端具有 基本上直的边缘，但是如图3中所示，顶端可以是圆形的。可以使用 其它几何形状，只要光导向元件可以影响光的透射以提供保密性特征。
图4示出了本发明另一个实施例的剖视图，其中保密性薄膜200 包括具有相对的第一表面214、第二表面216、和分界线213的基片 212。光导向元件218从第一表面伸出。在光导向元件的顶端，采用 了吸光涂层219。该涂层可以向下移动到光导向元件的侧面。在本具 体实施例中，光导向元件可以包括反光材料。该涂层可以使用已知的 涂层技术涂敷到元件上。在一个实施例中，该涂层的干燥厚度为0.01 到1.0mm。在一个实施例中，使用数字印刷方法(诸如喷墨印刷、彩 色喷墨印刷、激光印刷、和染料或传质印刷)或通过传统的印刷技术 (诸如偏移平版印刷、苯胺印刷、和凹版印刷)将吸光涂层涂敷到顶 端上。元件的顶端可接受印刷工艺中使用的墨水或染料。
图5示出了本发明另一个实施例的剖视图，其中保密性薄膜300 包括具有相对的第一表面314和第二表面316的基片312。光导向 元件318从基片的第一表面伸出。为了便于理解，仅示出了5个光 导向元件的横截面。在本具体实施例中，每个光导向元件的倾斜角都 不同于下一个邻近的元件。例如，倾斜角θ1将与倾斜角θ2相似。 例如，θ1可以为90°，θ1可以为88°。因此，这两个光导向元件 将彼此基本上平行。然而，第五个光导向元件的倾斜角(θ5)可能与 第一个光导向元件的倾斜角有很大不同。在本图中，如果θ1为90 °，θ5可能为60°，因此将不认为第一个光导向元件与第五个光导 向元件平行。在本图中，倾斜角各种变化的量级都被夸大了，以示出 各种变化的倾斜角。
图6示出了本发明又一个实施例的剖视图，其中保密性薄膜400 包括具有相对的第一表面414、第二表面416、和分界线413的基片 412。光导向元件418从第一表面伸出。每个光导向元件都有远离基 片第一表面的第一部分419和接近第一表面的第二部分417。线415 将第一部分和第二部分分开。线413将第二部分和第三部分分开。第 一部分有偏向一侧的伸出部分，类似于倒“L”形。该伸出部分可以都 位于相同侧，例如，都向左或都向右(如图中所示)，或者它们可以 交替向左和向右。该伸出部分也可以无规取向的方式向左或向右，或 者在左侧或右侧之间有任意角度。换句话讲，如果要截取图6的实施 例的俯视图，以使得所有能看到的是第一部分419，可沿360°路径 以任意不同角度旋转。在一个实施例中，第一和第二部分至少有一部 分包括反光材料。在另一个实施例中，第一部分包括吸光材料，第二 部分包括反光材料。在又另一个实施例中，不同光导向元件(如图2、 3和6中所示的元件)的组合一同使用以形成保密性薄膜。
图1将光导向元件表示为细长的导轨，其沿证件的长度方向连续 延伸。在其它实施例中，元件可以包括间断，或者是指定的长度以生 成一致的间断，或者是无规的长度以生成不一致的间断。在所有不同 的元件中，可以有在整个基板长度上连续的光导向元件。例如，图7示 出了设置在基板550上的示例性保密性薄膜500。该保密性薄膜包括 光导向元件518，其在左手侧有一致的间断，并且在右手侧有不一致 的间断。散布在其中的是在薄膜整个长度上连续的光导向元件。
尽管所有实施例中的基片都是透光性的，但它可以包括反光材料。 在基片中使用的反光材料的数量可以(但不是必须)类似于光导向元 件中使用的数量。使用类似量的优点是，制作保密性薄膜的方法(如 下面详细描述的)可以简化为使用单螺杆挤出机代替多螺杆挤出机。 在基本上使用相同数量的情况下，应注意选择足够的量，以赋予薄膜 保密性特征，而不会对下面证件的可读性产生不利影响。
适合用于形成保密性薄膜的材料包括热塑性聚合物和弹性体。适 合的热塑性聚合物包括，例如，聚烯烃(如聚丙烯或聚乙烯、聚苯乙 烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯- 改性乙烯-醋酸乙烯酯聚合物、乙烯丙烯酸共聚物、尼龙、聚氯乙烯) 和工程聚合物(如聚酮或聚甲基戊烷)。适合的弹性体包括，例如， 天然或合成橡胶、包含异戊二烯的苯乙烯嵌段共聚物、丁二烯或乙烯 (丁烯)嵌段、茂金属催化的聚烯烃、聚氨酯、和聚二有机硅氧烷。 也可以使用热塑性聚合物和弹性体的混合物。
可以用不同的方式制作本发明的光导向元件。在第一个示例性方 法中，将聚合物卷材挤压通过具有开口切割(例如，通过电子放电加 工)的模具，可以形成本发明的保密性薄膜。该卷材将包括基片及设 置于其上的光导向元件。
可以设计模具开口的形状，以生成具有期望横截面形状或轮廓的 卷材。卷材离开模具开口后，可通过将它拉动通过骤冷材料(诸如水) 进行淬火。可以在骤冷介质中添加润湿剂，以润湿挤出卷材的整个表 面，包括光导向元件之间的间隙。可以进一步处理挤出的卷材，例如， 通过在元件的顶端(如图4中所示)涂敷吸光涂层，或通过切割挤出 的元件并拉伸卷材，以形成不连续的光导向元件。
当本发明的保密性薄膜包含多个不同层时(例如，当基片和光导 向元件为不同的材料时，或例如，当光导向元件包含多个部分(参阅， 例如，图3和6)时)，可通过复合挤压成型技术(例如，如PCT专 利申请WO 99/17630中所描述)形成薄膜。复合挤压成型技术可以涉 及将来自不同挤出机的不同熔融流通入多歧管模具或多层进料块和薄 膜模具。各个流注在进料区融合在一起，并作为分层层叠件进入模具， 分层层叠件在材料离开模具时流出到分层的薄板中。
图8a、8b和8c中示意性地示出了制作保密性薄膜的第二种示 例性方法。在图8a所描述的方法中，提供了聚合材料801和微结构 化模具800。微结构化模具包括多个细长的、倾斜的通道808，每个 通道与下一个通道都被底面区域806分开。每个通道都有设置在邻近 底面区域的基座808a(在剖视图中表示在一个通道上，以便于理解)， 以及远离底面区域设置的顶端808b。在本实施例中，通道可以具有基 本上线性的壁，其顶端具有明显的锋利边缘。每个通道都包括从基座 延伸至顶端的短轴线l。每个通道都以大于15°并且小于90°的角 度倾斜。在另一个实施例中，每个通道都以大于40°并且小于85° 的角度倾斜。在又一个实施例中，每个通道都以大于55°并且小于 75°的角度倾斜。该角度由通道短轴线与位于底面区域平面上的线相 交形成。类似于图2中讨论的光导向元件，模具中的每个通道都有高 度h(沿短轴方向测量其基座到其顶端的距离)。两个邻近的通道有 中心至中心间距P。在一个实施例中，模具具有0.5至5的h与P 的比。
两个相邻通道的设置使得(当从垂直于底面区域的假想线观察时) 一个通道的顶端与下一个通道的基座重合。此特征类似于图2中所 示。在可供选择的实施例中，两个通道的设置使得(当从假想线观察 时)一个通道的顶端重叠下一个通道的基座。聚合材料沉淀在微结构 化模具上。图8a也示意性地示出了(通过使用活塞804)聚合材料 是通过使用热和或压力引入微结构化模具的通道中的。
图8b示出了该工艺中的后续步骤，其中聚合材料已经流入并填 满了通道，因此复制了通道的形状。复制的聚合材料固化在模具中。 术语“固化”通常表示聚合材料充分冷却并变硬，以允许其从模具分 开。在一种工艺中，聚合材料包括反光材料，诸如上面列出的反光材 料。使用时，反光材料的组成小于聚合材料总重量的20％，并且在一 些实施例中，小于5％。
图8c示出了该工艺的又一个步骤，其中复制的聚合材料已经从 模具上分开，以产生具有多个明显光导向元件818(彼此通过聚合物 基片812相连)的保密性薄膜810，聚合物基片有第一表面812a(光 导向元件从此处伸出)以及相对的、基本上平的第二表面812b。分离 步骤使得保密性薄膜的光导向元件上基本上没有变形。也就是说，从 模具分离复制的聚合材料时，所得的保密性薄膜的每个光导向元件几 乎都是其对应通道的原样复制品，这使得(与对应通道的尺寸相比) 光导向元件的尺寸有小于20％，并且优选地小于10％的变化。图8c 进一步示出了透光性粘结剂819，其设置在聚合物基片的第二个基本 上平的表面上。
聚合材料可以为热塑性材料形式，诸如热塑性薄膜、熔化的树脂、 或液体树脂。采用热塑性薄膜形式时，可使用热和压力的组合引导聚 合材料，使其流入通道。此类方法通常描述为压缩模塑法，并且在专 利公开，诸如美国专利No.4,244,683(Rowland)和No.4,601,861 (Pricone et al.)中有所讨论。在熔化的树脂状态中，熔融树脂的热量(以 及加热模具)是引导其流入通道的有用步骤。美国专利No.4,097, 634(Bergh)公开了示例性的模压铸造和压花方法。在液体树脂状态中， 热和压力可用于引导聚合材料流入通道。可用的液体树脂是光可固化 树脂，诸如紫外光可固化树脂。在此类情况下，固化步骤涉及将光可 固化树脂暴露在光源下。美国专利No.3,869,346(Rowland)、No.4, 576,850(Martens)和No.5,183,597(Lu et al.)公开了示例性的液 体浇铸和光固化方法。这些专利全文以引用方式并入。
聚合材料可以包括至少两层，即，它可以是多层构造。在一个实 施例中，聚合材料包括第一层(其基本上不含吸光材料和反光材料) 和第二层(其包括吸光材料、反光材料)，或其组合。在此类情况下， 微结构化模具的通道与包含吸光和/或反光材料的层接触。
实例
实例1
保密性薄膜，通常根据图8a到8c按如下方法制作。加工铜板， 在其上做上通道，以此制作出微结构化工具。每个通道都有19.3密耳 (0.5mm)的高度尺寸(沿其短轴方向测量)，并且以63.1度的角度 倾斜。每个通道的顶端都有3.8密耳的尺寸。每个通道的基座都有6.9 密耳(0.18mm)的尺寸(沿位于与底面区域处于相同平面内的直线方 向测量)。沿与顶端平行的线，靠近基座测量，基座有5.5密耳 (0.14mm)的尺寸。通道的一个边缘到下一个邻近角度的最近边缘之 间的底面区域距离为4.9密耳(0.12mm)。
包含2重量％TiO2颜料的聚丙烯薄膜用作热塑性聚合物薄 膜。该聚丙烯薄膜为5密耳(0.13mm)厚。使用设定在170℃的热压 机，在压力为160磅每平方英寸(psi)的情况下，引导该薄膜流入通 道30秒。在相同压力下，压缩模制薄膜冷却到100℃，此后，将其 与模具分开，以产生具有多个通过底部基板彼此相连的光导向元件的 保密性薄膜。少量黑墨水被施加到光导向元件的顶部。