1.本发明属于防伪技术和颜料领域，具体涉及一种安全单元及其应用。


背景技术：

2.现有技术中，经常使用随角异色颜料或胆甾型液晶混合物制作成防伪颜料。
3.随角异色颜料是通过物理沉积或化学沉积金属和介质材料的方式形成3层、5层或7层对称干涉结构的薄膜，然后通过粉碎、表面处理等工艺形成用于防伪和装饰用途的颜料，这种结构和效果描述例如专利cn 1211437c中。上述随角异色颜料的随角异色效果明显，但由于防伪效果单一，现多用于装饰功能，在防伪应用领域多用于一线防伪，且防伪功能趋于弱化。
4.手性胆甾型液晶混合物是在手性胆甾型液晶材料中加入荧光、磁性等微粒后，通过制作成薄膜、粉碎、表面处理等工艺形成的用于防伪和装饰用途的颜料，这种功能性的材料描述例如专利cn 101087864a。上述手性胆甾型液晶混合物虽然加入了荧光、磁性等借助设备、工具才能识别的二线防伪手段，但由于手性胆甾型液晶本身的材料限制，随角异色效果没有物理沉积或化学沉积金属和介质材料形成随角异色效果强烈，一致性差，且功能材料如荧光、磁性等材料完全包裹在本身具有颜色的液晶材料中，对荧光、磷光、光吸收等材料功能的发挥有很大影响。
5.将随角异色颜料和特定功能性颜料在涂层中直接混合或以上两个颜料作为单独的涂层叠加是一个不错的解决方案，如在专利cn101171099a中所描述的，特定功能性的材料如：光谱吸收材料、发光材料等与随角异色颜料同时独立存在于一个涂层中这样做的好处是工艺简单容易实现，但缺点也是明显的，两种不同密度的材料没有形成一个整体，容易在图层制作时产生分层，特别的，随角异色颜料大部分在上部时特殊功能粒子将被遮挡无法产生应有的效果，或者特殊功能粒子大部分在上部时遮挡随角异色颜料较多，使随角异色效果无法良好展现。该专利中还提供了另外一种实现方式，随角异色颜料和特定功能性材料分别做成图层后叠加，但作为两个独立的涂层叠加，印刷制作工艺复杂，成本高，且功能性材料图层种类使用的越多，印刷次数越多，成本越高。
6.因此，亟需提供一种同时具有的随角异色效果和具有特定性能，防伪效果明显高效，且效果稳定，特定性能可调控的全新防伪材料，以解决上述问题。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种安全单元，将随角异色结构单元和具有特定性能的粒子通过承载层连接或相融成为一个安全单元整体，同时，该安全单元具有优异的随角异色和特定性能的效果。用该安全单元制作的颜料能够加入油墨或其他载体中，起到防伪作用。
8.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种安全单元，包括光学干涉结构层，光学干涉结构层外侧包覆连续承载层，连续承载层中融合有功能粒子，所述功能粒子包
括荧光粒子、夜光粒子、磷光粒子、磁性粒子、红外吸收粒子、紫外吸收粒子、热敏变色粒子、压敏变色粒子性能中的一种、两种或多种；从第一角度观察具有第一颜色，从第二角度观察具有第二颜色，第一颜色不同于第二颜色。
9.对称光学干涉结构层的层数为奇数，对称光学干涉结构层为关于中间层对称的光学干涉结构。
10.光学干涉结构层是通过物理沉积或化学沉积金属和介质材料的方式形成三层、五层或七层对称干涉结构的薄膜光学干涉结构层。
11.连续承载层透明，连续承载层的厚度为1nm～50μm。
12.连续承载层的材质为氧化物、无机盐、有机盐、树脂或以上物质的组合物。
13.连续承载层采用二氧化硅、硅酸盐、二氧化钛、钛酸盐、氧化铝、铝酸盐、树脂或以上物质的组合物。
14.功能粒子由连续承载层完全包裹、由连续承载层部分包裹、在连续承载层表面、同时具有以上三种状态中的两种或同时具有以上三种状态。
15.功能粒子为球状或片状或不规则形状，功能粒子的粒径范围1nm～120μm，功能粒子质量占安全单元总体质量的0.01％～70％。
16.基于本发明所述安全单元的应用，将所述安全单元制作成颜料并添加到油墨或连接料中用于喷涂、注塑、印刷或做贴纸，用于防伪和装饰。
17.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
18.1.连续的承载层可以将随角异色单元和特定性能粒子有效的连接成一个稳固的整体，用其制作成的颜料在加入油墨、涂料等载体中应用时会减少搅拌不均匀或材料密度差异形成的不同材料分层而导致的展现效果一致性变坏；
19.2.透明的承载层可以无遮挡的发挥随角异色效果和特定功能粒子的效果，如：荧光、磷光、夜光、红外吸收、紫外吸收、热敏变色、压敏变色等；
20.3.本发明安全单元可以按照预先的设定功能设计功能粒子的添加量，用功能粒子的添加量来控制特殊功能效果的强弱、遮挡效率和均匀性，防伪效果更灵活，一致性更好。
21.4.本发明所述安全单元可以同时包括多种功能，如随角异色和光学吸收、荧光、夜光、磁性等功能同时存在，具有更高的安全性，且可以在该安全单元制作时调整不同功能材料的加入比例，从而调节不同效果展现的强弱。
附图说明
22.图1是本发明具有预设性能的安全单元的结构示意图；
23.图2是一种具有安全单元中同时拥有两种功能粒子a和b，其中a和b被承载层完全包裹，部分包裹和在承载层表面。
24.图3是具体实施方式例1的图示说明。
25.1-连续承载层，2-光学干涉结构层，3-功能粒子。
26.图4是具体实施方式例2的图示说明
27.图5是具体实施方式例3的图示说明
具体实施方式
28.下面结合具体实施方式对本发明进行详细阐述。
29.在一个由物理沉积或化学沉积金属和介质材料形成的具有随角异色效果的3层、5层或7层对称光学结构单元上，包裹一个透明、连续的承载层，在承载层表面、或内部嵌入单一特定性能粒子或多种特定性能粒子的组合物，从而形成一个牢固的安全单元整体。其中，随角异色效果由对称光学结构单元提供，特定性能由特定性能粒子或其组合物提供。
30.实施例1：一个5层对称光学干涉结构层2，其中第一层是金属钛，第二层是二氧化硅介质，第三层是金属铝，第四层是二氧化硅介质，第五层是金属钛，该干涉结构层当人眼从0～15
°
观察时为红色的干涉色，在60～90
°
观察时呈现绿色的干涉色。在该对称光学干涉结构层外表面包裹一层1μm的二氧化硅承载层1。在承载层内部嵌入质量分数占安全单元的10％～50％、粒径范围为50～500nm的荧光粒子3，且该荧光粒子在365nm波长的光线激发下可以发出黄色荧光。如图3所示，自然光条件下，当人眼从0～15
°
观察时，自然光射到未被荧光粒子遮挡的部分，并透过二氧化硅承载层1，最终由对称光学干涉结构层2产生红色的干涉色，在60～90
°
观察时呈现绿色的干涉色，当用365nm波长的光线照射时，365nm波长的光线照射到荧光粒子3上会激发出明亮的黄色荧光，人眼无论在哪个角度都能看到黄色荧光，而365nm波长的光线照射到其他部分的光线不会产生干涉色，也不会激发出人眼可识别的荧光，故无法被人眼识别。
31.作为可选的实施例，连续承载层1采用二氧化硅、硅酸盐、二氧化钛、钛酸盐、氧化铝、铝酸盐、树脂或以上物质的组合物。
32.用二氧化硅、硅酸盐、二氧化钛、钛酸盐、氧化铝、铝酸盐、树脂或以上物质的组合物。
33.特别的，10％～50％的添加比例可以灵活调整随角异色效果和荧光效果的相对强弱，满足不同情景下的需要；荧光粒子还可以被承载层部分包裹和在承载层表面，都能产生同样的效果。
34.当需要实现两种及以上功能时，根据功能的特征增加功能粒子的种类。
35.本案例仅揭示其中一个具体应用，随角异色的异色效果有很多种，如：红变绿、绿变蓝、橙色变绿色、黄色变绿色、绿色变红色，金色变绿色等，荧光粒子也可以由多种材料制作，并呈现多种颜色，如：绿色、黄色、蓝色、紫色、黄色，另外，激发光源的激发光波长也有很大的带宽，但这些都不影响本发明所保护的同时具有随角异色和荧光的防伪效果。
36.另外，用本案例具有随角异色和荧光效果的安全单元制作成的颜料并添加到油墨或其他组合物中用于注塑、喷涂、印刷、制作成印花或贴纸，会产生同样的效果。
37.当添加两种或两种以上不同的特殊功能粒子时，由于其材料特性、表面粗糙度和粒径等不同导致表面性能差异，所以与承载层结合的牢固度不同。因此使用由二氧化硅和硅酸钠构成的复合承载层可以增加与特殊功能粒子间的结合牢固度，如实施例2。
38.实施例2：一个5层对称光学干涉结构层2，其中第一层是金属钛，第二层是二氧化硅介质，第三层是金属铝，第四层是二氧化硅介质，第五层是金属钛，该干涉结构层当人眼从0～15
°
观察时为绿色的干涉色，在60～90
°
观察时呈现蓝色的干涉色。在该对称光学干涉结构层外表面包裹一层0.5μm～2μm的二氧化硅和硅酸钠承载层1，其中二氧化硅占承载层质量百分数为75～95％，硅酸钠占承载层质量分数为5％～25％。在承载层内部嵌入质量分
数占安全单元的15％、粒径范围为10～200nm的荧光粒子3，且该荧光粒子在365nm波长的光线激发下可以发出黄绿色荧光，和质量分数占安全单元的30％、粒径范围为10～50nm的红外吸收粒子4，且该红外吸收粒子可以吸收波长为850-1250nm的红外线。如图4所示，自然光条件下，当人眼从0～15
°
观察时，自然光射到未被荧光粒子和红外吸收粒子遮挡的部分，并透过二氧化硅承载层，最终由对称光学干涉结构层2产生绿色的干涉色，在60～90
°
观察时呈现蓝色的干涉色，当用365nm波长的光线照射时，365nm波长的光线照射到荧光粒子上会激发出明亮的黄绿色荧光，人眼无论在哪个角度都能看到黄色荧光，而365nm波长的光线照射到其他部分的光线不会产生干涉色，也不会激发出人眼可识别的荧光，故无法被人眼识别。当用光谱仪检测该安全单元的反射率时，在波长850～1250的红外波段光被红外吸收粒子吸收，因此具有一个明显的反射率下降的吸收效应。该安全单元同时具备随角异色、紫外荧光激发和红外吸收三个功能特点，且功能粒子与承载层结合牢固度好，添加到油墨中可广泛用于品牌保护、金融、政府等安全印务。
39.实施例3：一个5层对称光学干涉结构层2，其中第一层是金属钛，第二层是二氧化硅介质，第三层是金属铝，第四层是二氧化硅介质，第五层是金属钛，该干涉结构层当人眼从0～15
°
观察时为橙色的干涉色，在60～90
°
观察时呈现绿色的干涉色。在该对称光学干涉结构层外表面包裹一层1μm的二氧化硅承载层1。在承载层内部嵌入质量分数占安全单元的25％～50％、粒径范围为50～200nm的金属镍粒子3。如图5所示，自然光条件下，当人眼从0～15
°
观察时，自然光射到未被镍粒子遮挡的部分，并透过二氧化硅承载层1，最终由对称光学干涉结构层2产生橙色的干涉色，在60～90
°
观察时呈现绿色的干涉色。将该安全单元至于磁场中，镍粒子在磁场作用下被磁化，故而使安全单元同时具有磁性材料所具有的磁性特性和光学随角异色特性。