本發(fā)明涉及在涂層中制備三維外觀圖案的方法，特別是在基材上的包含薄片狀效果顏料的涂層中制備直接可見(jiàn)的三維外觀圖案的方法，根據(jù)這種方法制備的涂層以及所述涂層優(yōu)選用于制備裝飾材料、包裝材料、工藝制品或安全制品的用途。
墻紙、家具裝飾膜或包裝材料上的包含裝飾性三維圖案的涂層是已知的并且優(yōu)選用于高價(jià)商品或豪華包裝，因?yàn)槠滟x予包含其的最終產(chǎn)品特殊魅力。為此目的，通常對(duì)相應(yīng)基材和/或施加在基材上的涂層進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，使其具有可感覺(jué)的三維表面結(jié)構(gòu)。通常非常希望所述效果，從而例如除了木質(zhì)外觀之外還賦予具有木紋的家具裝飾膜相應(yīng)的觸感。這種結(jié)構(gòu)化通常通過(guò)復(fù)雜的壓花過(guò)程進(jìn)行，但是壓花過(guò)程需要高設(shè)備投資以及高生產(chǎn)成本。如果希望所需的三維圖案還具有特殊效果(例如金屬效果或珠光)，則還需要這樣的涂布方法和壓花方法，其即使在包含相應(yīng)效果顏料或者由蒸鍍效果層組成的涂層的情況下也可以使用而無(wú)品質(zhì)損失。然而特別對(duì)于裝飾性包裝材料，一段時(shí)間以來(lái)通過(guò)wo2012/079674已知一種在包含薄片狀效果顏料的涂層中產(chǎn)生三維圖案的方法，其中將可以包含薄片狀效果顏料的流動(dòng)性涂層組合物施加至基材并且在尚未凝固的狀態(tài)下與用于凸版印刷的印模(例如柔性印模)接觸，使得凸版印模在尚未凝固的涂層組合物中產(chǎn)生微米范圍內(nèi)的特別微小的凹陷，然后使這樣處理的涂層經(jīng)受立即的凝固過(guò)程。通過(guò)所述方法獲得的涂層具有包括高亮度和深度的可見(jiàn)三維效果，因?yàn)樾Ч伭系穆晕⒖臻g上去取向造成涂層中非常容易察覺(jué)三維效果。然而所述方法需要將印刷線內(nèi)的尚未硬化的涂層從一個(gè)涂布機(jī)運(yùn)輸至另一個(gè)涂布機(jī)，其中在較長(zhǎng)距離上經(jīng)涂布基材可能受到振動(dòng)并且不能通過(guò)轉(zhuǎn)向輥引導(dǎo)新鮮涂布的基材。因此對(duì)于特定應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)說(shuō)可能非常有利的是，可以在基材上獲得相似印象的三維效果，其中預(yù)先制備的帶圖案的基材可以在更長(zhǎng)的距離上運(yùn)輸、以纏繞形式儲(chǔ)存并且可以在任意時(shí)刻設(shè)置三維效果涂層。
通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)還已知可以為基材設(shè)置三維圖案的其它結(jié)構(gòu)化方法。例如通過(guò)ep0115038已知一種用于制備有色裝飾紙膜的方法，其中通過(guò)為第一印刷層設(shè)置面漆從而為膜設(shè)置三維表面結(jié)構(gòu)，所述第一印刷層包含斥漆制劑并且具有圖案。斥漆制劑造成面漆中的厚度差異，所述厚度差異最終產(chǎn)生可察覺(jué)的三維圖案。
通過(guò)us3,811,915還已知一種印刷方法，其中通過(guò)在底漆層上印刷作為圖案層的印刷油墨從而產(chǎn)生三維木紋，所述印刷油墨除了常見(jiàn)的有色顏料和印刷油墨載體之外還包含斥漆硅酮化合物。由于含硅酮層的斥漆作用，施加在其上的覆蓋層不僅具有包括木質(zhì)結(jié)構(gòu)的可見(jiàn)的三維圖案，而且涂層表面還具有可感覺(jué)的三維變形。
us6,150,009中描述了一種裝飾制品，所述裝飾制品在基材上具有由斥漆材料制成的圖案，所述斥漆材料由蠟、油或硅酮組成，并且其中基材的未被斥漆材料涂布的表面部分用有色樹(shù)脂涂布，所述有色樹(shù)脂具有比斥漆材料更大的表面應(yīng)力。由于斥漆材料排斥之后的樹(shù)脂涂層，使得基材的被斥漆介質(zhì)涂布的位置上不粘附樹(shù)脂層，所以獲得具有不同厚度和因此可感覺(jué)的三維結(jié)構(gòu)的漆表面。樹(shù)脂層中可以包含薄片狀效果顏料。
本發(fā)明的目的是提供一種在基材上的包含效果顏料的涂層中制備三維外觀圖案的方法，通過(guò)所述方法可以在涂層中產(chǎn)生無(wú)需輔助工具直接良好可見(jiàn)的三維外觀圖案，其中涂層具有光滑未壓花的表面并且涂層中所使用的效果顏料的光學(xué)效果有效，即使在涂層的極小層厚度下也可以獲得源自深處的吸引人的三維外觀圖案，并且所述方法簡(jiǎn)單，即使在多個(gè)分開(kāi)的步驟中也可以通過(guò)常規(guī)涂布方法以批量生產(chǎn)的方式進(jìn)行。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是在未壓花基材上提供涂層，其中涂層具有光滑未壓花的外表面和由薄片狀效果顏料形成的三維外觀圖案。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是指明這樣制得的涂層的用途。
通過(guò)在基材上的包含效果顏料的涂層中制備三維外觀圖案的方法實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中用包含薄片狀效果顏料的涂層組合物涂布基材的表面并且使涂層組合物凝固，所述基材的表面在局部區(qū)域中設(shè)置有呈現(xiàn)二維圖案的平面元件，其中基材的設(shè)置平面元件的局部區(qū)域和基材的未設(shè)置平面元件的局部區(qū)域具有彼此不同的表面應(yīng)力σ1和σ2，并且其中包含薄片狀效果顏料的涂層組合物具有表面應(yīng)力σ3，所述表面應(yīng)力σ3小于表面應(yīng)力σ1和σ2。此外，通過(guò)基材上的包含薄片狀效果顏料的涂層實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述涂層具有可見(jiàn)的三維外觀圖案并且根據(jù)上述方法制得。
此外還通過(guò)所述涂層在裝飾材料、包裝材料、工藝制品和安全制品中的用途實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中使用基材，所述基材的表面(平面基材的至少一個(gè)表面)在局部區(qū)域中設(shè)置有呈現(xiàn)二維圖案的平面元件。
這樣預(yù)處理的基材可以在進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的方法之前才制備，但是也可以已經(jīng)預(yù)先制得。由于所使用的基材以及施加在基材上的平面元件為固體并且干燥，通過(guò)這種方式預(yù)先制得的基材可以在需要時(shí)以卷狀形式儲(chǔ)存和運(yùn)輸，而無(wú)需擔(dān)心施加的平面元件被損壞。
對(duì)于在進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的方法之后希望以三維形式存在的圖案，由平面元件形成的二維圖案本身已經(jīng)呈現(xiàn)二維基礎(chǔ)圖案。
通過(guò)在基材上施加流動(dòng)性的第一涂層組合物并且使其凝固從而產(chǎn)生平面元件。所述涂層組合物包含至少一種粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑在施加至基材之后通過(guò)各種方法硬化和/或干燥，所述涂層組合物也可以包含溶劑和各種助劑和/或添加劑。
可以通過(guò)各種常見(jiàn)的涂布方法施加所述涂層組合物，但是特別通過(guò)常見(jiàn)的印刷方法施加從而能夠制備批量制品。
作為添加劑，除了通常用在涂料組合物中的助劑之外還可以考慮例如炭黑、填料、紫外線穩(wěn)定劑、抑制劑、阻燃劑、潤(rùn)滑劑、分散劑、再分散劑、消泡劑、流動(dòng)控制劑、成膜劑、助粘劑、干燥促進(jìn)劑、干燥延遲劑、光引發(fā)劑等，特別還有著色顏料或染料。作為顏料，可以使用有機(jī)或無(wú)機(jī)的吸收顏料和/或效果顏料，特別是薄片狀效果顏料。有機(jī)和無(wú)機(jī)的吸收顏料如同染料可以許多具體形式市售獲得。由于根據(jù)本發(fā)明所述顏料和染料的使用不受特別限制，只要凝固的第一涂層組合物的表面應(yīng)力滿(mǎn)足根據(jù)本發(fā)明的要求即可，因此本文不再對(duì)其進(jìn)行討論。下文進(jìn)一步描述合適的薄片狀效果顏料。
為了在基材上施加平面元件，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選使用通常使用的底漆組合物，所述底漆組合物通常用于預(yù)處理例如紙、紙板、墻紙等的基材。底漆組合物可以從各種供應(yīng)商市售獲得并且通常包含至少一種粘結(jié)劑并且通常還包含溶劑，所述溶劑可以是水或有機(jī)溶劑或溶劑混合物。
適合作為粘結(jié)劑的是通常用在各種涂布方法中的常見(jiàn)粘結(jié)劑或粘結(jié)劑體系，例如基于硝基纖維素、聚酰胺、丙烯酸酯、聚乙烯基丁縮醛、pvc、pur的水性或含溶劑的粘結(jié)劑或其合適的混合物，只要由此制得的平面元件滿(mǎn)足根據(jù)本發(fā)明的關(guān)于表面應(yīng)力的條件，表面應(yīng)力可以通過(guò)簡(jiǎn)單的初步試驗(yàn)容易地確定。被證明特別合適的是基于丙烯酸酯的水性粘結(jié)劑體系，例如由瑞士schmidrhynerag公司以名稱(chēng)
除了水之外，在用于施加表面元件的第一涂層組合物中還可以使用有機(jī)溶劑，例如支化或非支化的醇、芳族化物或烷基酯，例如乙醇、1-甲氧基-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯或包含其的混合物。優(yōu)選使用水。然而第一涂層組合物還可以含有少量或完全不含溶劑。
在根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案中，第一涂層組合物不包含顏料，特別是不包含著色顏料。
在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案中，第一涂層組合物包含染料、吸收顏料和/或效果顏料，所述染料、吸收顏料和/或效果顏料具有著色作用并且因此決定基材上的平面元件的光學(xué)可察覺(jué)有色印象，因?yàn)樵谀虪顟B(tài)下通常使用無(wú)色和透明的粘結(jié)劑體系。
雖然根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方案的基材上的平面元件無(wú)色或者在最好情況下呈現(xiàn)為基材上的白色覆層，第二個(gè)實(shí)施方案的平面元件具有由所使用的染料和/或顏料及其相互作用決定的可見(jiàn)顏色。
根據(jù)本發(fā)明，上述實(shí)施方案沒(méi)有哪個(gè)是特別優(yōu)選的。不如說(shuō)，使用本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案還是第二實(shí)施方案在基材上施加平面元件，取決于三維外觀圖案的希望的顏色。
作為基材通常使用可以用常見(jiàn)涂布方法涂布的平面基材，例如各種品質(zhì)的紙、紙板、墻紙、層壓件、紙巾材料、木材、塑料體、塑料膜、金屬體、金屬膜、玻璃或包含由多種所述物質(zhì)構(gòu)成的成分的材料?；目梢匀芜x通過(guò)靜電進(jìn)行預(yù)處理或者通過(guò)施加底漆層或釉層(satinierschichten)進(jìn)行預(yù)處理。
常見(jiàn)的底漆層或釉層通常具有淺色或白色。這種預(yù)涂布的基材本身適合作為用于根據(jù)本發(fā)明的方法的基材，但是由此實(shí)現(xiàn)的涂層中的三維外觀效果難以捉摸并且不容易察覺(jué)。
因此優(yōu)選地，基材具有黑色、深色或有色表面?？梢愿鶕?jù)所使用的基材材料和最終產(chǎn)品的目標(biāo)應(yīng)用通過(guò)基材材料的批量著色(例如在塑料膜的情況下)或者借助用黑色、深色或有色涂層涂布基材從而獲得所述基材的顏色。黑色、深色或有色涂層可以在底漆層或釉層的基礎(chǔ)上額外施加或取而代之地施加。深色涂層例如被理解為僅具有較低亮度的灰色、褐色、藍(lán)色、紅色、紫色或綠色范圍，通常也被稱(chēng)為深灰色、深褐色、深藍(lán)色、深紅色、深紫色或深綠色。正如有色涂層那樣，可以通過(guò)在相應(yīng)涂層組合物中加入常見(jiàn)著色劑(任選結(jié)合炭黑或其它黑色著色劑)從而獲得這些顏色。優(yōu)選地，基材的整個(gè)待涂布表面設(shè)置有所述黑色、深色或有色涂層。
在根據(jù)本發(fā)明的方法之前的步驟中，通過(guò)施加第一涂層組合物(優(yōu)選底漆組合物)在上述基材的表面的局部區(qū)域中涂布平面元件并且使涂層凝固。平面元件在基材上形成二維圖案。每個(gè)平面元件本身可以已經(jīng)呈現(xiàn)圖案和/或全部或一部分平面元件可以相互呈現(xiàn)圖案。圖案的類(lèi)型并不重要，例如可以是抽象圖案、無(wú)規(guī)圖案、點(diǎn)狀圖案或線狀圖案、字符圖案、具體物體的圖案或其兩者或多者的組合。
根據(jù)本發(fā)明重要的是，呈現(xiàn)二維圖案的平面元件僅存在于基材的局部區(qū)域上，此外基材的其它局部區(qū)域未被平面元件涂布，其中被平面元件涂布的局部區(qū)域和未被平面元件涂布的局部區(qū)域彼此相鄰，使得兩種局部區(qū)域之間形成分界線。由平面元件形成的二維圖案在基材的表面上以規(guī)則、不規(guī)則或統(tǒng)計(jì)學(xué)分布的方式存在，并且可以限制于基材的局部區(qū)域(例如位于中心)也可以擴(kuò)展存在于基材的整個(gè)表面上。
由平面元件形成的二維圖案為宏觀圖案，其中單個(gè)平面元件具有至少0.1mm2，特別是至少1mm2的尺寸，但是根據(jù)涂布技術(shù)也可以具有數(shù)百平方厘米的尺寸。
平面元件在凝固狀態(tài)下僅具有0.5至10μm，特別是1至5μm范圍內(nèi)的較小層厚度。
根據(jù)本發(fā)明重要的是，基材(所述基材經(jīng)過(guò)預(yù)處理和/或可以預(yù)涂布成黑色、深色或有色，但是下文被稱(chēng)為未涂布基材)在固體狀態(tài)下的表面應(yīng)力σ1和平面元件同樣在固體狀態(tài)下的表面應(yīng)力σ2具有用單位mn/m表示的彼此不同的值。
為了確定設(shè)置有平面元件的基材的不同局部區(qū)域的表面應(yīng)力，可以使用適合確定固體表面上的表面應(yīng)力的任何常用方法，前提是分別使用相同方法確定表面應(yīng)力，使得獲得的表面應(yīng)力σ1和σ2的值可以直接相互對(duì)比。特別適合的是可以確定總表面應(yīng)力以及總表面應(yīng)力的分散分量和極性分量(disperseundpolareanteil)的方法，其中對(duì)于每個(gè)局部平面適用如下等式：
σ總＝σ分散+σ極性
為此特別適合的是例如owens、wendt、rabel和kaelbe方法。
根據(jù)本發(fā)明，基材的未被平面元件涂布的局部區(qū)域或基材的被平面元件涂布的局部區(qū)域是否具有標(biāo)稱(chēng)的更高的表面應(yīng)力并不太重要。根據(jù)本發(fā)明重要的是，基材的被涂布局部區(qū)域或未涂布局部區(qū)域之間存在各自的總表面應(yīng)力σ總之間的可測(cè)量的差值，并且所述差值為至少1mn/m?？偙砻鎽?yīng)力之間的差值可以為1至20mn/m，優(yōu)選1至10mn/m，特別優(yōu)選1至5mn/m。
特別優(yōu)選地，基材的被平面元件涂布的局部區(qū)域的總表面應(yīng)力大于基材的未涂布局部區(qū)域的總表面應(yīng)力。
特別優(yōu)選的是，除了總表面應(yīng)力的差值之外，基材的被涂布局部區(qū)域和未涂布局部區(qū)域的各個(gè)極性表面應(yīng)力σ極性之間也存在可測(cè)量的差值。在此特別優(yōu)選的是，各個(gè)表面應(yīng)力的極性分量σ1極性和σ2極性之間的差值在數(shù)值上大于用mn/m表示的各個(gè)總表面應(yīng)力σ1總和σ2總之間的差值?？梢岳缤ㄟ^(guò)在用于涂布平面元件的涂層組合物中加入表面活性劑針對(duì)性地調(diào)節(jié)各個(gè)總表面應(yīng)力σ1總和σ2總之間的差值，所述表面活性劑使得固體表面元件的總表面應(yīng)力的極性分量減小。相比于局部區(qū)域的總表面應(yīng)力的極性分量，表面活性劑的加入對(duì)在表面元件凝固之后獲得的標(biāo)稱(chēng)總表面應(yīng)力產(chǎn)生明顯更少的影響。
根據(jù)本發(fā)明，極性表面應(yīng)力σ1極性和σ2極性之間的差值同樣在1至20mn/m的范圍內(nèi)，但是優(yōu)選在5至10mn/m的范圍內(nèi)，并且特別大于總表面應(yīng)力σ1總和σ2總之間的差值。
然而用于在基材上施加平面元件的液體或流動(dòng)性第一涂層組合物在該情況下具有表面應(yīng)力σ2a，所述表面應(yīng)力σ2a小于未涂布基材的表面應(yīng)力σ1(σ1總)，從而實(shí)現(xiàn)涂層組合物在基材上的良好分布，實(shí)現(xiàn)待產(chǎn)生平面元件的清晰界限及其在基材上的良好粘附。表面應(yīng)力σ2a的確定與表面應(yīng)力σ3的確定以相同方式進(jìn)行，如下所述。
作為根據(jù)本發(fā)明的方法的基礎(chǔ)使用的基材在其至少一個(gè)表面上具有可見(jiàn)或幾乎不可見(jiàn)的二維圖案，所述二維圖案由表面的被平面元件涂布的局部區(qū)域形成并且與基材表面的未涂布局部平面之間具有分界線，其中未涂布局部平面的表面應(yīng)力σ1不同于被平面元件涂布的局部平面的表面應(yīng)力σ2。
σ1和σ2各自表示總表面應(yīng)力σ1總和σ2總。
此時(shí)在這樣準(zhǔn)備的基材上施加包含薄片狀效果顏料的涂層組合物，所述涂層組合物的用mn/m表示的表面應(yīng)力σ3小于表面應(yīng)力σ1和σ2(σ1總和σ2總)。
在此需要注意的是，相比于表面應(yīng)力σ1和σ2必須借助于另一種方法確定表面應(yīng)力σ3，因?yàn)楸砻鎽?yīng)力σ3是流動(dòng)性涂層組合物的值。為了確定液體體系的表面應(yīng)力，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以使用各種方法，例如dunouy環(huán)狀法、懸滴法和各種其它方法。根據(jù)本發(fā)明指明的表面應(yīng)力σ3由涂層組合物的沉淀出薄片狀效果顏料之后的上清液使用dunouy環(huán)狀法確定。
根據(jù)本發(fā)明，包含薄片狀效果顏料的涂層組合物的表面應(yīng)力σ3也小于用于制備平面元件的第一涂層組合物的借助于相同方法確定的表面應(yīng)力σ2a。涂層組合物的表面應(yīng)力的差值能夠?qū)崿F(xiàn)包含薄片狀效果顏料的涂層組合物的良好分布及其在基材的設(shè)置有平面元件的局部區(qū)域和未涂布局部區(qū)域上的良好粘附。
根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)涂層組合物的表面應(yīng)力σ2a和σ3之間的差值(σ2a-σ3)在1至12mn/m的范圍內(nèi)，優(yōu)選在3至8mn/m的范圍內(nèi)，特別是在4至7mn/m的范圍內(nèi)。
包含薄片狀效果顏料的涂層組合物(下文也被稱(chēng)為效果漆)包含至少一種粘結(jié)劑以及至少一種類(lèi)型的薄片狀效果顏料。效果漆中還可以包含上述助劑和添加劑。作為粘結(jié)劑，同樣可以使用上文針對(duì)第一涂層組合物所述的粘結(jié)劑體系，其中需要注意的是，效果漆的表面應(yīng)力σ3必須小于第一涂層組合物的表面應(yīng)力σ2a。因此必須選擇效果漆的成分，使其符合根據(jù)本發(fā)明的條件。兩種涂層組合物的表面應(yīng)力可以根據(jù)上述方法在初步試驗(yàn)中容易地確定。
對(duì)于效果漆，根據(jù)本發(fā)明可以選擇含溶劑、水性以及輻射硬化的漆體系。然而優(yōu)選使用輻射硬化的漆，特別是紫外線硬化的漆，因?yàn)槠淇梢苑浅Ｑ杆俚赜不Ｔ诖颂貏e有利地使用具有相對(duì)低粘度的漆體系。根據(jù)本發(fā)明特別合適的是紫外線硬化的丙烯酸類(lèi)的漆，例如由瑞士schmidrhynerag公司以名稱(chēng)
效果漆還包含薄片狀效果顏料。在此，薄片狀效果顏料或任選地各種效果顏料的混合物的具體類(lèi)型由涂層中所得的三維外觀圖案的希望的光學(xué)效果決定，任選地還由基材上存在的平面單元中已經(jīng)包含的著色劑決定。
作為薄片狀效果顏料，根據(jù)本發(fā)明的包含薄片狀效果顏料的涂層組合物中可以使用選自如下的顏料：珠光顏料、干涉顏料、金屬效果顏料、液晶顏料(liquidcrystalpigments)、薄片狀功能性顏料、薄片狀結(jié)構(gòu)化顏料或其兩者或多者的混合物。
所述效果顏料由一層或多層任選不同的材料形成并且以薄片狀形式存在。
薄片狀表示顏料或載體材料的外部形狀對(duì)應(yīng)于平面形狀，其正面和反面具有兩個(gè)幾乎彼此平行的表面，其長(zhǎng)度和寬度上的尺寸是顏料或載體材料的最大尺寸。上述表面之間的距離為片的厚度，具有較小尺寸。
優(yōu)選地，顏料具有薄片狀載體，所述薄片狀載體任選包括至少一個(gè)由金屬、金屬氧化物、水合金屬氧化物或其混合物、金屬混合氧化物、金屬次氧化物、金屬氮氧化物、金屬氟化物或聚合物制成的涂層。
珠光顏料由具有高折射率的透明片組成并且在平行定向的情況下由于多次反射而顯示出特征性珠光。還顯示出干擾色的這種珠光顏料被稱(chēng)為干涉顏料。
盡管典型珠光顏料例如tio2片、堿性碳酸鉛、biocl顏料或銀色顏料原則上當(dāng)然適合，但是在本發(fā)明的意義上，作為效果顏料優(yōu)選使用在薄片狀載體上具有至少一個(gè)由金屬、金屬氧化物、水合金屬氧化物或其混合物、金屬混合氧化物、金屬次氧化物、金屬氮氧化物、金屬氟化物或聚合物制成的涂層的薄片狀干涉顏料或金屬效果顏料。
金屬效果顏料優(yōu)選具有至少一個(gè)金屬載體或金屬層。
薄片狀載體優(yōu)選由如下組成：天然或合成云母、高嶺土或其它層狀硅酸鹽、玻璃、硼硅酸鋁鈣、sio2、tio2、al2o3、fe2o3、聚合物片、石墨片或金屬片，例如由鋁、鈦、青銅、銀、銅、金、鋼或各種金屬合金制成的金屬片。
特別優(yōu)選的是由云母、玻璃、硼硅酸鋁鈣、石墨、sio2、al2o3或鋁制成的薄片狀載體。
薄片狀載體的尺寸并不關(guān)鍵。載體通常具有0.01和5μm之間，特別是0.05和4.5μm之間，特別優(yōu)選0.1至1μm的厚度。長(zhǎng)度或?qū)挾壬系某叽缤ǔ?至500μm，優(yōu)選1至200μm，特別是5至125μm。其通常具有2:1至25000:1，優(yōu)選3:1至1000:1，特別是6:1至250:1的縱橫比(平均直徑與平均粒子厚度的比例)。
薄片狀載體的上述尺寸原則上還適用于根據(jù)本發(fā)明所使用的經(jīng)涂布的效果顏料，因?yàn)轭~外的涂層通常僅在數(shù)百納米的范圍內(nèi)，因此不會(huì)明顯影響顏料的厚度或長(zhǎng)度或?qū)挾?粒徑)。
優(yōu)選地，施加在載體上的涂層由金屬、金屬氧化物、金屬混合氧化物、金屬次氧化物或金屬氟化物組成，特別是由選自如下的無(wú)色或有色金屬氧化物組成：tio2、次氧化鈦、氮氧化鈦、fe2o3、fe3o4、sno2、sb2o3、sio2、al2o3、zro2、b2o3、cr2o3、zno、cuo、nio或其混合物。
金屬涂層優(yōu)選由鋁、鈦、鉻、鎳、銀、鋅、鉬、鉭、鎢、鈀、銅、金、鉑或包含其的合金制成。
作為金屬氟化物優(yōu)選使用mgf2。
特別優(yōu)選的是包括薄片狀載體和位于載體上的至少一個(gè)涂層的效果顏料，所述薄片狀載體選自云母、玻璃、硼硅酸鋁鈣、石墨、sio2、al2o3或鋁，所述涂層選自tio2、次氧化鈦、氮氧化鈦、fe2o3、fe3o4、sno2、sb2o3、sio2、al2o3、mgf2、zro2、b2o3、cr2o3、zno、cuo、nio或其混合物。
效果顏料可以具有多層結(jié)構(gòu)，其中金屬或非金屬載體上重疊存在多個(gè)層，所述多個(gè)層優(yōu)選由上述材料制成并且具有不同折射率，使得載體上交替存在至少兩個(gè)具有不同折射率的層，其中各個(gè)層的折射率彼此相差至少0.1，優(yōu)選至少0.3。在此，載體上存在的層可以無(wú)色或有色、基本透明、半透明或不透明。
根據(jù)所使用的載體材料和施加的層的類(lèi)型，因此獲得的效果顏料也無(wú)色或者具有本色，或基本透明、半透明或不透明。然而由于載體上的單層體系或多層體系，還能夠產(chǎn)生或多或少?gòu)?qiáng)烈且有光澤的干擾色。
同樣可以使用由交聯(lián)、定向、膽甾相液晶組成的所謂的lcp(liquidcrystalpigments)以及被稱(chēng)為全息顏料的聚合物片或金屬片作為效果顏料。
上述效果顏料可以單獨(dú)地或者以?xún)煞N或多種的混合物的形式存在于根據(jù)本發(fā)明所使用的涂層組合物(效果漆以及任選地用于平面元件的第一涂層組合物)中。其同樣可以與有機(jī)和/或無(wú)機(jī)的染料或有色顏料混合使用和/或與未涂布云母混合使用。在此，薄片狀效果顏料在各個(gè)包含粘結(jié)劑的涂層組合物中的重量份數(shù)通常在1和20重量百分比之間，優(yōu)選在3和15重量百分比之間，以涂層組合物的總重量計(jì)。
作為效果顏料，可以例如使用以merckkgaa公司的名稱(chēng)
可以通過(guò)效果顏料實(shí)現(xiàn)的各個(gè)顏色效果和/或光澤效果對(duì)于本發(fā)明的成效本身來(lái)說(shuō)并不是決定性的。相反，在包含薄片狀效果顏料的涂層組合物與基材上的形成二維圖案的平面元件和未涂布基材之間的分界線相遇的涂層位置處，通過(guò)薄片狀效果顏料的目視可察覺(jué)效果的變化實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的成效。在所述分界線處，涂層組合物中的薄片狀效果顏料由其定向方向偏轉(zhuǎn)(否則所述薄片狀效果顏料在涂層中平行于基材表面定向)，使得其隨后相對(duì)于基材表面以相對(duì)于基材傾斜或垂直的一定角度存在。盡管顏料轉(zhuǎn)向的原因不完全清楚，但猜測(cè)顏料從其通常優(yōu)先方向轉(zhuǎn)向是因?yàn)榉纸缇€處的平面元件和未涂布基材的表面應(yīng)力的區(qū)別。因此基材上由平面元件形成的二維圖案的形狀被復(fù)制作為包含薄片狀效果顏料的涂層組合物中由效果顏料形成的三維圖案的基礎(chǔ)形狀，并且還有由薄片狀效果顏料的上述轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的三維效果。
因此只能通過(guò)由于效果顏料而可見(jiàn)的光學(xué)效果來(lái)感知涂層中可見(jiàn)的三維圖案。這比薄片狀效果顏料在分界線處的實(shí)際轉(zhuǎn)向所預(yù)期的情況更明顯，因?yàn)楸∑瑺钚Ч伭霞词箯钠叫形恢脙H轉(zhuǎn)向較小角度也已經(jīng)能造成其反射性能的明顯變化，這種變化能夠作為三維外觀圖案的可視深度而在視覺(jué)上顯現(xiàn)出來(lái)。
然而當(dāng)然優(yōu)選使用可以實(shí)現(xiàn)視覺(jué)上非常吸引人的印刷結(jié)果(僅使用傳統(tǒng)的有機(jī)或無(wú)機(jī)染料或有色顏料不能獲得所述印刷結(jié)果)的效果顏料。因此特別是在包裝印刷中，非常希望在傾斜時(shí)顯示變彩和/或印象深刻的深淺效果(光學(xué)可變印刷)的具有光澤的強(qiáng)烈的干涉色、金屬效果或印刷圖像。通常地，效果顏料的粒徑越大，印刷圖像的閃光效果也越強(qiáng)。所述顏色印象和光澤印象只能通過(guò)薄片狀效果顏料實(shí)現(xiàn)。
如果所使用的薄片狀效果顏料顯示光學(xué)可變行為，則不僅在相對(duì)于整個(gè)經(jīng)涂布表面的觀察角變化時(shí)而且在從唯一觀察角觀察經(jīng)涂布基材的表面時(shí)，在根據(jù)本發(fā)明制備的圖案化涂層中當(dāng)然都能察覺(jué)所述光學(xué)可變行為，從而以不同顏色和/或不同亮度顯示所產(chǎn)生的三維圖案。
薄片狀效果顏料還可以與其它非薄片狀顏料混合使用，只要薄片狀效果顏料的份額足夠大使得仍然可以看到涂層中的由此產(chǎn)生的三維圖案。為此，包含薄片狀效果顏料的涂層組合物中的薄片狀效果顏料的份額應(yīng)對(duì)應(yīng)于各個(gè)涂層組合物的總顏料負(fù)載量的至少50％，優(yōu)選至少70％。
可以用包含薄片狀效果顏料的涂層組合物對(duì)基材進(jìn)行全面涂布(由于方法的簡(jiǎn)單性這也是優(yōu)選的)，至少是在基材的帶有平面元件構(gòu)成的二維圖案的平面區(qū)域上進(jìn)行涂布。但是還有利的或希望的是，用包含薄片狀效果顏料的涂層組合物對(duì)基材進(jìn)行局部涂布。然而在局部涂布時(shí)需要注意的是，用包含薄片狀效果顏料的涂層組合物涂布在基材的設(shè)置平面元件的局部區(qū)域和基材的未設(shè)置平面元件的局部區(qū)域之間形成的分界線的至少一部分，更確切說(shuō)是使得分界線被重疊涂布，由此鄰近分界線的相鄰局部區(qū)域也被涂布。分界線的重疊涂布是必須的，從而可以在最終涂層中看到由薄片狀效果顏料產(chǎn)生的三維圖案。
進(jìn)行全面涂布還是局部涂布取決于制成產(chǎn)品的希望的光學(xué)效果。
可以通過(guò)各種合適的涂布方法將包含薄片狀效果顏料的涂層組合物施加在預(yù)處理基材上。合適的方法例如為常見(jiàn)涂布方法，包括通常用于在基材上引入涂層的常用印刷方法。在此提及特別的印刷方法例如絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、柔版印刷、膠版印刷、膠版套印涂漆法、紙涂布法、棒涂布或凹雕印刷法，但是也可以使用其它涂布方法例如刮涂、刷涂、沖印、澆注、流動(dòng)法、輥涂法或網(wǎng)板施加法或通過(guò)空氣刷施加。
特別優(yōu)選使用印刷方法，特別是柔版印刷方法或凹版印刷方法。即使通過(guò)所述方法獲得的凝固涂層具有數(shù)微米(1-20μm，優(yōu)選2-10μm)范圍內(nèi)的較小層厚度，根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的涂層中的三維外觀圖案仍然清楚可見(jiàn)并且在視覺(jué)上吸引人。
本發(fā)明的主題還有根據(jù)上述方法制得的基材上的包含薄片狀效果顏料并且具有三維外觀圖案的涂層。
關(guān)于可使用基材、用于形成平面元件的第一涂層組合物的涂層組合物的物質(zhì)組成以及關(guān)于根據(jù)本發(fā)明合適的薄片狀效果顏料和包含薄片狀效果顏料的涂層組合物的物質(zhì)組成方面的細(xì)節(jié)已經(jīng)在上文詳細(xì)解釋。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的涂層中的三維圖案外觀僅通過(guò)包含的薄片狀效果顏料相對(duì)于基材表面以各種角度定向而產(chǎn)生。由于薄片狀效果顏料在平面元件的分界線處的非平行定向而改變的效果顏料的反射行為顯著增強(qiáng)了視覺(jué)可察覺(jué)的三維效果。基材和施加在基材上的涂層都沒(méi)有三維變形。特別地，涂層具有平坦表面。
根據(jù)本發(fā)明的涂層中包含的三維圖案外觀為宏觀圖案，其中涂層中可見(jiàn)的各個(gè)平面元件具有至少0.1mm2，特別是至少1mm2的尺寸，但是也可以具有數(shù)百平米厘米的尺寸。在此，可見(jiàn)的三維外觀平面元件的尺寸和外部形狀直接取決于基材上形成的二維平面元件的尺寸和外部形狀。
本發(fā)明的主題還有基材上的包含薄片狀效果顏料的涂層的用途，所述涂層具有三維外觀圖案并且根據(jù)上述方法制得。
特別是當(dāng)使用印刷方法施加涂層組合物時(shí)，由于上述方法特別適合批量產(chǎn)品的制備，所以這樣產(chǎn)生的涂層在經(jīng)濟(jì)上特別有利地用于裝飾材料、包裝材料、工藝制品或安全制品。
裝飾材料應(yīng)被理解為特征在于特殊光學(xué)效果的所有應(yīng)用，例如零散印刷品、日歷、首飾冊(cè)、廣告材料、賀卡、專(zhuān)刊、墻紙、用于家具層合體和地板層合體的裝飾紙等?？梢酝ㄟ^(guò)用根據(jù)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的吸引人的三維外觀效果使所述產(chǎn)品大幅升值，因?yàn)槠渫瑫r(shí)還顯示光澤效果和閃光效果并且任選還顯示所使用的薄片狀效果顏料的光學(xué)可變性能。
各種包裝材料以及安全制品的情況也是如此，它們除了功能性特征之外還希望顯示具有高吸引力的視覺(jué)上容易察覺(jué)的效果。
由于根據(jù)本發(fā)明制備的具有三維外觀圖案的涂層還可以產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)，其也可以有利地用于制備工藝制品。
總之，根據(jù)本發(fā)明制備的具有三維外觀圖案的涂層具有可見(jiàn)三維圖案的可見(jiàn)的視覺(jué)深度以及包含薄片狀效果顏料的涂層的光學(xué)優(yōu)點(diǎn)。所使用的基材和涂層都無(wú)需為此目的而進(jìn)行壓花。此外，預(yù)先涂布并且因此預(yù)圖案化的基材還可以以卷狀形式儲(chǔ)存并且在更長(zhǎng)的距離上運(yùn)輸，這造成生產(chǎn)場(chǎng)所和可能施涂方法的高度靈活性。根據(jù)本發(fā)明的涂層因此特別適合借助于簡(jiǎn)單和常見(jiàn)的方法步驟以低成本和批量生產(chǎn)的方式制備各種具有高價(jià)值外觀的產(chǎn)品。
下文通過(guò)實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明而不限制本發(fā)明。
實(shí)施例
實(shí)施例1：
使用單面涂布并且具有70g/m2的單位面積重量的sappialgrofiness型紙，所述紙的整個(gè)經(jīng)涂布側(cè)面上還設(shè)置有黑色底漆層。這樣處理的基材具有41.9mn/m的總表面應(yīng)力σ總，所述總表面應(yīng)力σ總由34.6mn/m的分散表面應(yīng)力σ分散和7.3mn/m的極性表面應(yīng)力σ極性組成。
用第一涂層組合物涂布基材，從而在基材上形成由經(jīng)涂布局部平面和未涂布局部平面形成的圖案。在凹版印刷方法中使用凹版印刷筒以70l/cm網(wǎng)板、msgi、45μm全色調(diào)進(jìn)行涂布。第一涂層組合物包含schmidrhynerag公司的水性漆
用dunuoy環(huán)狀法確定的用于第一涂層組合物的液體漆組合物的表面應(yīng)力為26.7mn/m。通過(guò)干燥使平面元件凝固之后，平面元件具有43.4mn/m的總表面應(yīng)力σ總，所述總表面應(yīng)力σ總由42.4mn/m的分散表面應(yīng)力σ分散和1.0mn/m的極性表面應(yīng)力σ極性組成。
此時(shí)，在通過(guò)這種方式預(yù)圖案化的基材上施加第二涂層組合物(凹版印刷方法，具有70l/cm網(wǎng)板、msgi、45μm全平面的凹版印刷筒，印刷速度為10m/min、30m/min、40m/min)并且通過(guò)紫外線使其凝固。第二涂層組合物包含schmidrhynerag公司的紫外線漆wessco37.380.02和以涂層組合物計(jì)5重量％的德國(guó)merckkgaa公司的
在10和30m/min的印刷速度下，在通過(guò)紫外線凝固的最終涂層中可以觀察到明顯的三維外觀圖案，所述三維外觀圖案由包含的效果顏料形成并且具有用底漆預(yù)印刷的平面元件的二維基本形狀。經(jīng)涂布的表面平滑并且不具有變形。涂層的特征在于高光澤和視覺(jué)上吸引人的外觀。在40m/min的印刷速度下，同樣可以察覺(jué)涂層中的三維外觀圖案，但是相比于在10和30m/min的印刷速度下獲得的涂層，所述三維外觀圖案不太明顯。