生產(chǎn)安全元件和全息圖的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在透明或半透明基材上形成表面浮雕微結(jié)構(gòu)，尤其是光變圖像(光變圖樣)的方法以及可使用該方法獲得的產(chǎn)品。本發(fā)明的另一方面為防止偽造或復制有價值文件的用途和形成顯示出角度依賴性色變的涂層的方法。
【專利說明】生產(chǎn)安全元件和全息圖的方法
[0001] 本發(fā)明涉及一種在基材上，特別是在透明或半透明基材上形成表面浮雕微結(jié)構(gòu)， 尤其是光變圖像（光變圖樣）的方法，以及可通過使用所述方法獲得的產(chǎn)品。本發(fā)明的另 一方面是防止偽造或復制有價值文件的用途和一種形成顯示出角度依賴性色變的涂層的 方法。
[0002] 過去進行了許多嘗試以改善通過在基材上形成光變圖像（光變圖樣0VD)而生產(chǎn) 安全元件。
[0003] W02005051675涉及一種在基材上形成全息衍射光柵的方法，其包括如下步驟：a) 將可固化化合物施加至基材的至少一部分上；b)使可固化化合物的至少一部分與衍射光 柵形成工具接觸；c)將可固化化合物固化和d)將金屬油墨沉積在固化化合物的至少一部 分上。
[0004] W02011/064162公開了涂料組合物在生產(chǎn)安全元件和全息圖中的用途，其包含成 型的過渡金屬，尤其是銀顆粒和基料，其中顏料與基料之比優(yōu)選使得所得涂層顯示出角度 依賴性色變。當將該發(fā)明的涂料組合物用于涂覆全息圖中時，所得產(chǎn)品顯示出角度依賴性 色變（隨角異色效應）一在反射和透射下具有不同的顏色。所述制備方法包括兩個步驟。 首先，通常施加其中壓花有OVD圖像的透明基料，隨后固化。在第二步驟中，在所述OVD圖 像上施加包含特殊幾何形狀的納米成型顆粒的涂料。
[0005] 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，該方法可通過使用一步法而顯著簡化且無需犧牲光學性能，如高對比 度、強視角依賴性和高生產(chǎn)率，這意味著僅一個壓花和一個固化步驟。所述涂料為額外包含 特定成型的金屬顆粒的可紫外線固化組合物。在該上下文中，術語"涂料"以油墨或清漆的 同義詞使用。
[0006] 在一個實施方案中，所述方法的特定特征在于所述固化步驟透過基材的背面進 行，因此所述基材必須是透明或半透明的。這是有利的，因為可使用常規(guī)旋轉(zhuǎn)金屬印刷機來 壓花，其中將相應的壓花工具安裝在表面上。
[0007] 從正面固化的替代方式為所謂的透明墊片，其具有幾個缺點。石英不夠粗糙并導 致過程緩慢。此外，透明墊片（帶或套）由于在紫外線下老化（聚合物墊片）而僅可使用 幾次并且在套準（register)中印刷非常困難。
[0008] 對在如下的基材，尤其是透明或半透明基材上印刷微結(jié)構(gòu)（表面浮雕結(jié)構(gòu)）的有 效系統(tǒng)和方法存在需求：完全將表面浮雕技術引入主流印刷應用如安全文件、軟質(zhì)和硬質(zhì) 包裝材料、標簽和印刷品中。
[0009] 本發(fā)明允許在基材，尤其是透明或半透明基材上印刷微結(jié)構(gòu)，其中壓花或表面浮 雕的金屬化在一個步驟中使用常規(guī)印刷系統(tǒng)如柔版、輪轉(zhuǎn)凹版、膠版、絲網(wǎng)印刷、數(shù)字印刷 和嗔墨印刷進打。
[0010] 本發(fā)明的一個方面為一種在基材上形成表面浮雕微結(jié)構(gòu)，尤其是光變圖像（光變 圖樣，0VD)的方法，其包括如下步驟：
[0011] A)將可固化組合物施加至所述基材的至少一部分上，其中所述可固化組合物包 含：
[0012] al)至少一種烯屬不飽和樹脂、單體或其混合物；
[0013] a2)至少一種光敏引發(fā)劑；和
[0014] a3)呈邊緣長度的最長尺寸為5-1000nm，優(yōu)選7-600nm，特別是10-500nm并且厚度 為I-IOOnm,優(yōu)選2-40nm,特別是3-30nm的片狀成型過渡金屬顆粒形式的金屬顏料；
[0015] B)使可固化組合物的至少一部分與表面浮雕微結(jié)構(gòu)，尤其是光變圖像形成工具接 觸；
[0016] C)通過使用至少一個紫外線燈固化所述組合物。
[0017] 在本發(fā)明的一個具體實施方案中，提供了一種在透明或半透明基材上形成表面浮 雕微結(jié)構(gòu)，尤其是光變圖像（光變圖樣，0VD)的方法，其包括如下步驟：
[0018] A)將可固化組合物施加至所述基材正面的至少一部分上，其中所述可固化組合物 包含：
[0019] al)至少一種烯屬不飽和樹脂、單體或其混合物；
[0020] a2)至少一種光敏引發(fā)劑；和
[0021] a3)呈邊緣長度的最長尺寸為5-1000nm，優(yōu)選7-600nm，特別是10-500nm并且厚度 為I-IOOnm,優(yōu)選2-40nm,特別是3-30nm的片狀成型過渡金屬顆粒形式的金屬顏料；
[0022] B)使可固化組合物的至少一部分與表面浮雕微結(jié)構(gòu)，尤其是光變圖像形成工具接 觸；
[0023] C)通過使用設置在所述透明或半透明基材背面上的至少一個紫外線燈固化所述 組合物。
[0024] 本發(fā)明通常在用于在基材上形成表面浮雕微結(jié)構(gòu)的裝置上實施，所述基材在其正 面的至少一部分上涂覆有可固化組合物（清漆），所述裝置包括印刷機和表面浮雕微結(jié)構(gòu) 形成工具，其中微結(jié)構(gòu)形成工具包括：
[0025] a)表面浮雕微結(jié)構(gòu)形成工具，尤其是墊片，其支撐待澆鑄至可固化組合物中的微 結(jié)構(gòu)，和
[0026] d)燈，其具有處于UV-A區(qū)，優(yōu)選近VIS區(qū)的發(fā)射峰，當涂覆基材緊壓住墊片時，所 述燈用于將可固化組合物固化。
[0027] 在優(yōu)選實施方案中，（印刷）裝置包括：
[0028] a)將基材輸送通過所述裝置的機構(gòu)，
[0029] b)包括紫外線固化液體組合物源和用于將液體組合物由所述源施加至基材表面 的工具的涂覆站，
[0030] c)包括用于將（表面浮雕）微結(jié)構(gòu)印刷至基材上所施加組合物表面中的工具和用 于將其中印刷有（表面浮雕）微結(jié)構(gòu)的樹脂固化以使得這些微結(jié)構(gòu)保留在固化樹脂中的工 具的壓花/固化站，其中設置所述裝置使得組合物施加至基材的上表面；用于印刷（表面浮 雕）微結(jié)構(gòu)的工具包括安裝在具有（表面浮雕）微結(jié)構(gòu)的不透明滾筒或金屬滾筒上的鎳板 和與基材背面接觸且具有沿著與滾筒旋轉(zhuǎn)軸相同軸旋轉(zhuǎn)的軸的兩個壓料輥，和用于將樹脂 固化的工具為位于基材背面的紫外線源。
[0031] 在一個實施方案中，所述裝置可為離線或獨立應用的單元，或者在另一優(yōu)選實施 方案中，其可為具有其它進一步的常規(guī)印刷、層壓、切割、縱切和其它轉(zhuǎn)換站作為整合制造 工藝一部分的在線或整合系統(tǒng)。在一個實施方案中，所述裝置和方法可構(gòu)造和用于提供基 于卷材的紙基材的局部全息印刷。這可通過在基于卷材的基材上局部印刷輻射固化漆例如 作為圖形元素并且僅在其中已印刷輻射固化漆的區(qū)域復制表面浮雕微結(jié)構(gòu)。
[0032] 在另一實施方案中，所述裝置可進一步包括帶有或不帶有加熱單元，或僅IR加熱 單元，或組合的UV/IR(其可尤其推薦）的紫外線后固化單元以支持和加速清漆體系的固 化。當離開印刷/固化單元但被成功地印刷的涂覆基材未完全固化時，可使用該后固化單 元。后固化單元確保涂層完全固化。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明，固化優(yōu)選透過基材但不透過墊片而進行（位于中空石英滾筒鉆孔內(nèi) 的紫外線源等）。
[0034] 表面浮雕微結(jié)構(gòu)形成工具優(yōu)選為墊片，其選自鎳套；鎳板；經(jīng)刻蝕的或經(jīng)激光成 像的金屬鼓或其它材料，其安裝在不透明滾筒或金屬滾筒上，其在表面上含有OVD圖像。表 面浮雕微結(jié)構(gòu)形成工具可包括冷卻用工具。
[0035] 紫外線預固化單元可位于紫外線漆涂覆單元之后和壓花/固化單元之前。預固化 單元照射涂覆在卷材基材上的輻射固化組合物，使得其在進入壓花/固化站之前至少部分 地固化。
[0036] 表面浮雕微結(jié)構(gòu)如全息圖可通過使用本發(fā)明方法和上述裝置而快速且精確地復 制于基材上。圖1顯示了上文所述的合適構(gòu)造的示意圖。
[0037] 用于固化所述組合物的燈優(yōu)選為摻雜鎵或鐵的中壓汞燈。
[0038] 光敏引發(fā)劑通常選自二苯甲酮類、α-羥基酮類化合物、α-烷氧基酮類化合物、 α -氨基酮類化合物、單和雙?；趸⒒衔铩⒈郊柞＜姿狨セ衔?、肟酯化合物和^猶鹽 化合物（锍鹽化合物和碘#_鹽化合物）及其混合物。
[0039] 例如，所述光敏引發(fā)劑選自單和雙酰基氧化膦化合物、α -氨基酮類化合物、肟酯 化合物或其混合物。
[0040] 在優(yōu)選實施方案中，所述光敏引發(fā)劑選自單和雙?；趸⒒衔锛捌浠旌衔铩?br> [0041] 或者，所述可固化組合物包含單或雙?；趸⒒衔锱c二苯甲酮類化合物、 α-羥基酮類化合物、α -烷氧基酮類化合物或α-氨基酮類化合物的混合物。
[0042] 當前最優(yōu)選的光敏引發(fā)劑為單和雙?；趸⒒衔?。單和雙酰基氧化膦化合物 可單獨使用?；蛘撸墒褂脝魏碗p?；趸⒒衔锏幕旌衔?，或者單和雙?；趸⒒?物可與如下的其它光敏引發(fā)劑混合使用：如二苯甲酮類、α-氨基酮類、α-羥基酮類、縮酮 化合物、苯甲酰甲酸酯化合物、肟酯化合物或傭鹽化合物，特別是二苯甲酮化合物、α -羥 基酮、α -烷氧基酮或α -氨基酮化合物，非常特別是二苯甲酮化合物、α -羥基酮或α -烷 氧基酮化合物。α -氨基酮化合物可單獨地或與其它光敏引發(fā)劑混合地使用，如果泛黃不成 問題的話。
[0043] 光敏引發(fā)劑的實例是本領域熟練技術人員已知的且例如由Kurt Dietliker出版 于"A compilation of photoinitiators commercially available for UV today"，Sita Technology Textbook，Edinburgh，London，2002 中。
[0044] 合適?；趸⒒衔锏膶嵗哂惺絏II :
[0045]
[0046] 其中
【權(quán)利要求】
1. 一種在基材上形成表面浮雕微結(jié)構(gòu)，尤其是光變圖像（光變圖樣，OVD)的方法，其包 括如下步驟： A) 將可固化組合物施加至所述基材的至少一部分上，其中所述可固化組合物包含： al)至少一種烯屬不飽和樹脂、單體或其混合物； a2)至少一種光敏引發(fā)劑；和 a3)呈邊緣長度的最長尺寸為5-1000nm，優(yōu)選7-600nm，特別是10-500nm并且厚度為 I-IOOnm,優(yōu)選2-40nm，特別是3-30nm的片狀成型過渡金屬顆粒形式的金屬顏料； B) 使可固化組合物的至少一部分與表面浮雕微結(jié)構(gòu)，尤其是光變圖像形成工具接觸； C) 通過使用至少一個紫外線燈固化所述組合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的在透明或半透明基材上形成表面浮雕微結(jié)構(gòu)，尤其是光變圖像 (光變圖樣，0VD)的方法，其包括如下步驟： A) 將可固化組合物施加至所述基材正面的至少一部分上，其中所述可固化組合物包 含： al)至少一種烯屬不飽和樹脂、單體或其混合物； a2)至少一種光敏引發(fā)劑；和 a3)呈邊緣長度的最長尺寸為5-1000nm，優(yōu)選7-600nm，特別是10-500nm并且厚度為 I-IOOnm,優(yōu)選2-40nm，特別是3-30nm的片狀成型過渡金屬顆粒形式的金屬顏料； B) 使可固化組合物的至少一部分與表面浮雕微結(jié)構(gòu)，尤其是光變圖像形成工具接觸； C) 通過使用設置在所述透明或半透明基材背面上的至少一個紫外線燈固化所述組合 物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述燈為摻雜鎵或鐵的中壓汞燈。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的方法，其中所述光敏引發(fā)劑選自二苯甲酮類、α -羥基酮類 化合物、α-烷氧基酮類化合物、α-氨基酮類化合物、單和雙?；趸⒒衔?、苯甲酰甲 酸酯化合物、肟酯化合物和鹽化合物（锍鹽化合物和碘鹽化合物）及其混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述光敏引發(fā)劑選自單和雙?；趸⒒衔锛捌浠?合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其中所述可固化組合物包含單和/或雙酰基氧 化膦化合物與二苯甲酮類化合物、α-羥基酮類、α-烷氧基酮類或α-氨基酮類化合物的 混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項的方法，其中所述可固化組合物包含： (a) 5. 0-0. 6,特別是5. 0-1. 0,非常特別是4. 0-2. 5重量％光敏引發(fā)劑， (b) 94. 9-11. 9,特別是94. 1-19. 0,非常特別是76. 0-47. 5重量％-種或多種烯屬不飽 和樹脂、單體或其混合物； (c) 0. 1-87. 5,特別是1. 0-80. 0,非常特別是20. 0-50. 0重量％如上文所定義的呈片狀 成型過渡金屬顆粒形式的金屬顏料， 其中組分a)_c)之和總計為100%。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述金屬選自Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Ti、Cr、 Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir 和 Pt,優(yōu)選 Ag 和 Cu,尤其是 Ag。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述成型過渡金屬顆粒具有5-1000nm的 邊緣長度的最長尺寸和1-lOOnm的厚度，且包含六邊形和/或三角形和/或截短的三角形 棱柱，所述棱柱占成型過渡金屬顆?？倲?shù)的超過20%。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述透明或半透明基材選自紙，或者選自 熱塑性或交聯(lián)的聚合物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述透明或半透明基材為選自聚酯、聚氯乙烯 (PVC)、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯或聚苯乙烯的熱塑性聚合物。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述表面浮雕微結(jié)構(gòu)形成工具為墊片，其 選自鎳套；鎳板；經(jīng)刻蝕的或經(jīng)激光成像的金屬鼓或其它材料，其安裝在不透明滾筒或金 屬滾筒上，其在表面上含有OVD圖像（OVD圖樣）。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述墊片為安裝在不透明滾筒或金屬滾筒上的且在 表面上含有OVD圖像的鎳板。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中將所述表面浮雕微結(jié)構(gòu)，尤其是光變圖像 (光變圖樣，0VD)施加在已存在的安全元件，尤其是全息圖上。
15. 可通過使用根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項的方法獲得的安全產(chǎn)品。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的產(chǎn)品，其包括鈔票，信用卡，識別文件如護照，身份證，駕駛執(zhí) 照，或其它驗證文件，藥物，衣物，軟件，光盤，煙草包裝和易于仿造或偽造的其它產(chǎn)品或包 裝。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15的產(chǎn)品在防止偽造或復制有價值文件、權(quán)限、識別、安全標簽或品 牌商品中的用途。
18. -種在基材上形成顯示出角度依賴性色變的涂層的方法，包括如權(quán)利要求1-14中 任一項所定義的步驟。
【文檔編號】B41M3/14GK104395091SQ201380028864
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月14日
【發(fā)明者】M·里歇特, R·弗勒里, N·A·格里戈連科 申請人:巴斯夫歐洲公司