磁性或可磁化顏料粒子和光學(xué)效應(yīng)層的制作方法
【專利說明】磁性或可磁化顏料粒子和光學(xué)效應(yīng)層 發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及非球形磁性或可磁化顏料粒子和用于制造光學(xué)效應(yīng)層(0EL)的包含這 些顏料粒子的涂料組合物的領(lǐng)域，其中使所述磁性或可磁化顏料粒子磁取向。本發(fā)明特別 提供所述0EL作為安全文件或安全制品上的防偽手段的用途。此外或或者，該0EL也可用于 裝飾用途。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 本領(lǐng)域中已知使用含有取向磁性或可磁化顏料粒子，特別以及光學(xué)可變磁性或可 磁化顏料粒子的油墨、組合物、涂料或?qū)又圃彀踩?，例如在安全文件的領(lǐng)域中。例如在 US 2,570,856;US 3,676,273;US 3,791，864;US 5,630,877和US 5,364,689中公開了包含 取向磁性或可磁化顏料粒子的涂料或?qū)?。在W0 2002/090002 A2和W0 2005/002866 A1中公 開了可用于保護(hù)安全文件的包含取向磁性變色顏料粒子以產(chǎn)生特別吸引人的光學(xué)效應(yīng)的 涂料或?qū)印?br>[0004] 例如用于安全文件的安全構(gòu)件通?？煞诸悶橐环矫?隱性"安全構(gòu)件，和另一方面 "顯性"安全構(gòu)件。由隱性安全構(gòu)件提供的保護(hù)依賴于這樣的構(gòu)件難以檢測(cè)(通常需要專門 的設(shè)備和知識(shí)進(jìn)行檢測(cè)）的概念，而"顯性"安全構(gòu)件依賴于容易借助無(wú)輔助的人類知覺檢 測(cè)的概念，例如這樣的構(gòu)件可見和/或可經(jīng)觸覺檢測(cè)，同時(shí)仍難制造和/或復(fù)制。但是，顯性 安全構(gòu)件的效力在很大程度上取決于它們?nèi)菀妆蛔R(shí)別為安全構(gòu)件，因?yàn)榇蠖鄶?shù)使用者，特 別是事先不了解受保護(hù)的文件或物品的安全構(gòu)件的使用者，只有在實(shí)際知道安全構(gòu)件的存 在和性質(zhì)時(shí)才會(huì)實(shí)際進(jìn)行基于所述安全構(gòu)件的安全檢查。
[0005 ]印刷油墨或涂料中的磁性或可磁化顏料粒子能夠通過施加相應(yīng)的磁場(chǎng)以使該磁 性或可磁化顏料粒子在未硬化涂層中局部取向、接著硬化該涂層來制造磁誘發(fā)圖像、設(shè)計(jì) 和/或圖案。結(jié)果產(chǎn)生固定的磁誘發(fā)圖像、設(shè)計(jì)或圖案。在US 2,418,479;US 2,570,856;US 3,791，864、DE 2006848-A、US 3,676,273、US 5,364,689、US 6，103,361、EP 0 406 667 B1；US2002/0160194；US 2004/70062297；US 2004/0009308；EP 0 710 508 A1；W0 2002/ 09002 A2;W0 2003/000801 A2;W0 2005/002866 A1;TO2006/061301 A1 中公開了用于使涂 料組合物中的磁性或可磁化顏料粒子取向的材料和技術(shù);這些文獻(xiàn)經(jīng)此引用并入本文。由 此可以制造高度防偽的磁誘發(fā)圖案。只有既提供磁性或可磁化顏料粒子或相應(yīng)的油墨又提 供用于印刷所述油墨和使印刷油墨中的所述顏料取向的特定技術(shù)才能制造所涉安全元素。
[0006]文獻(xiàn)，例如在"Special Effect Pigments"，G.Pfaff,第2次修訂版，2008,第43和 116-117頁(yè)中，教導(dǎo)了大反射粒子優(yōu)選用于制造圖像、設(shè)計(jì)或圖案，因?yàn)樗鼈兙哂写蟮墓饣?表面，表現(xiàn)出入射光的均勻反射，由此產(chǎn)生優(yōu)異的光澤和亮度，而小粒子表現(xiàn)出提高的光散 射和折射，由此造成降低的光反射和較差的亮度。此外，本領(lǐng)域中已知的是，由油墨或組合 物的飽和度、亮度、不透明度表示的品質(zhì)受所含顏料粒子的粒度影響。例如，大光學(xué)效應(yīng)顏 料粒子表現(xiàn)出比相應(yīng)的較小顏料粒子高的色度。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常使用具有大粒 度的反射性顏料粒子，特別是光學(xué)可變顏料粒子或光學(xué)可變磁性或可磁化顏料粒子制造光 學(xué)效應(yīng)層。例如，現(xiàn)有技術(shù)公開了具有在2至200μπι(微米）之間的單粒子粒度的粒子。W0 2002/073250 A1公開了具有20至30微米的粒度的光學(xué)可變磁性或可磁化顏料粒子。 TO2007/131833 A1公開了用于制造磁誘發(fā)圖像的涂料組合物。進(jìn)一步公開了，為了獲得飽 和顏色和突然變色，合適的光學(xué)可變磁性或可磁化顏料粒子以通常5至40微米，優(yōu)選15至25 微米的平均粒徑(d50)為特征。W02011/012520 A2公開了具有通常10至50微米的直徑的薄 片形粒子。W02006/061301 A1公開了大粒度（10至50微米的薄片直徑)和盡可能均勻的粒度 分布是合意的，以產(chǎn)生最佳效果。US 6，818，299公開了其任一表面上的尺寸為2微米至200 微米的顏料薄片。US 2012/0107738公開了通常從一邊到另一邊為5微米至100微米，更通常 從一邊到另一邊為20微米至40微米的薄片。
[0007] US 8,025,952公開了油墨的磁性粒子的典型尺寸為10微米至100微米，更優(yōu)選為 18至30微米。EP 2 402 401 A1公開了具有2至20微米的平均粒度的顏料薄片。
[0008] 已經(jīng)開發(fā)出基于提供運(yùn)動(dòng)的視錯(cuò)覺的磁誘發(fā)圖像、設(shè)計(jì)或圖案的動(dòng)態(tài)安全構(gòu)件的 實(shí)例，包括但不限于滾動(dòng)條效果和活動(dòng)環(huán)效果。
[0009] 例如，US 7,047,883公開了被稱作"滾動(dòng)條(rolling bar)"構(gòu)件的動(dòng)態(tài)光學(xué)可變 效果的生成。"滾動(dòng)條"構(gòu)件為包含取向磁性或可磁化顏料的圖像提供運(yùn)動(dòng)的視錯(cuò)覺。US 7， 517,578和W0 2012/104098 A1分別公開了 "雙滾動(dòng)條"和"三滾動(dòng)條"構(gòu)件，所述構(gòu)件在傾斜 時(shí)看起來彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。印刷的"滾動(dòng)條"型圖像顯示一個(gè)或多個(gè)對(duì)比條帶，其在圖像相對(duì) 于視角傾斜時(shí)看起來運(yùn)動(dòng)（"滾動(dòng)"）。這樣的圖像已知容易被人識(shí)別并且無(wú)法通過用于彩色 掃描、印刷和復(fù)印的常見辦公設(shè)備復(fù)制該錯(cuò)覺外觀。"滾動(dòng)條"構(gòu)件基于磁性或可磁化顏料 的特定取向。特別地，該磁性或可磁化顏料以彎曲方式排列，依循凸曲率(在本領(lǐng)域中也被 稱作負(fù)彎曲取向）或凹曲率(在本領(lǐng)域中也被稱作正彎曲取向）。這種效果如今用于紙幣上 的許多安全元素，如5元?dú)W元的"5"或100元南非蘭特紙幣的"100"。
[0010] 例如，US 8,343,615、EP 0 232 567 07 A2、W0 2011/092502和US2013/0084411 公 開了隨視角改變而表現(xiàn)出看上去活動(dòng)的環(huán)的活動(dòng)環(huán)圖像（"滾動(dòng)環(huán)"或"活動(dòng)環(huán)"效果）。 [0011]如現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)，具有大粒度的光反射性非球形顏料粒子，特別是具有大粒度的 光學(xué)可變非球形顏料粒子廣泛優(yōu)選用于制造光學(xué)效應(yīng)層。盡管本領(lǐng)域中可獲得的描述反射 性非球形磁性或可磁化顏料粒子或光學(xué)可變非球形磁性或可磁化顏料粒子的優(yōu)選粒度的 指示有限，但這些指示指向大粒度以獲得具有高反射率、色度和/或色移性質(zhì)的磁取向光學(xué) 效應(yīng)層。
[0012] 但是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在實(shí)踐中，這樣的光學(xué)效應(yīng)層的光學(xué)性質(zhì)可能受制于使用具 有選擇不當(dāng)?shù)牧６鹊牧Ｗ?，特別是過大的粒度，即使這些粒度至今被認(rèn)為細(xì)至非常細(xì)。此 外，發(fā)現(xiàn)使用大粒子還具有一些缺點(diǎn)，因?yàn)樗鼈冃枰囟ㄓ∷⒃?，如用于絲網(wǎng)印刷法的特 殊絲網(wǎng)或用于柔版印刷和輪轉(zhuǎn)凹版印刷的雕刻的滾筒。特別地，絲網(wǎng)的網(wǎng)目尺寸或雕刻的 滾筒的雕刻結(jié)構(gòu)的尺寸必須大到足以與大粒子相容的事實(shí)使得0EL的厚度提高，相關(guān)缺點(diǎn) 是降低的干燥速度以及增加的油墨消耗。
[0013] 因此，仍然需要基于磁取向顏料粒子并表現(xiàn)出引人注目的動(dòng)態(tài)效應(yīng)的光學(xué)效應(yīng) 層，以聯(lián)合提供高分辨率和高對(duì)比度以及同等或改進(jìn)的反射率。
[0014] 發(fā)明概述
[0015] 因此，本發(fā)明的目的是克服如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。這通過提供非球形磁性 或可磁化顏料粒子實(shí)現(xiàn)，其包含選自鈷、鐵、釓和鎳的磁性金屬;鐵、錳、鈷、鎳的磁性合金或 其中兩種或更多種的混合物；鉻、錳、鈷、鐵、鎳的磁性氧化物或其中兩種或更多種的混合 物;或其中兩種或更多種的混合物并具有高于6微米和低于13微米，優(yōu)選大約7微米至大約 10微米的d50值。
[0016] 本文公開了和要求保護(hù)本文所述的非球形磁性或可磁化顏料粒子在用于制造光 學(xué)效應(yīng)層的包含粘合劑材料的涂料組合物中的用途;包含粘合劑材料和本文所述的非球形 磁性或可磁化顏料粒子的涂料組合物;包含硬化形式的本文所述的涂料組合物的0EL，其中 使非球形磁性或可磁化顏料粒子磁取向；和包含一個(gè)或多個(gè)本文所述的0EL的安全文件或 裝飾元件或物體。
[0017] 本文還描述并要求保護(hù)制造本文所述的0EL的方法和由其獲得的0EL，所述方法包 含以下步驟：
[0018] a)在基底表面或磁場(chǎng)發(fā)生裝置的支承表面上施加本文所述的涂料組合物，所述涂 料組合物處于第一狀態(tài)，
[0019] b)使在第一狀態(tài)下的涂料組合物暴露在磁場(chǎng)發(fā)生裝置的磁場(chǎng)中，由此使至少一部 分本文所述的非球形磁性或可磁化顏料粒子取向，和
[0020] c)將所述涂料組合物硬化到第二狀態(tài)以將所述非球形磁性或可磁化顏料粒子固 定在它們獲得的位置和取向下。
[0021 ]本文還描述并要求保護(hù)在基底上包含一個(gè)或多個(gè)本文所述的0EL的光學(xué)效應(yīng)涂布 基底以及0EL或0EC用于保護(hù)安全文件免受偽造或仿制或用于裝飾性應(yīng)用的用途。
[0022]本發(fā)明能夠使用傳統(tǒng)上被視為廢料或本領(lǐng)域中已知的大磁性或可磁化顏料粒子 生產(chǎn)中的次品的較小非球形磁性或可磁化顏料粒子制造優(yōu)質(zhì)磁誘發(fā)圖像。本文所述的非球 形磁性或可磁化顏料粒子有利地用于制造表現(xiàn)出高亮度、高對(duì)比度、高分辨率和降低的閃 爍的光學(xué)效應(yīng)層。此外，本文所述的非球形磁性或可磁化顏料粒子能夠制造沒有顏料粒子 的不良對(duì)齊排列和如下述實(shí)施例中所示的顆粒感的0EL，當(dāng)使用具有選擇不當(dāng)?shù)牧６鹊念?料粒子時(shí)，所述缺點(diǎn)是已知的。
[0023]此外，基于本文所述的非球形顏料粒子的磁性取向的0EL允許使用更經(jīng)典或傳統(tǒng) 的印刷元件，如用于絲網(wǎng)印刷的具有較小網(wǎng)目尺寸的絲網(wǎng)或用于柔版印刷和輪轉(zhuǎn)凹版印刷 的具有較小雕花的較淺雕刻的cylinder。此外，本文所述的0EL也具有與現(xiàn)有技術(shù)相比降低 的厚度，因此在保持或改進(jìn)光學(xué)性質(zhì)、分辨率和反射率的同時(shí)表現(xiàn)出印刷性能的改進(jìn)以及 成本的降低。因此，本文所述的非球形磁性或可磁化顏料粒子能以更有效的方式和更低成 本制備0EL。
[0024] 附圖簡(jiǎn)述
[0025] 現(xiàn)在參照附圖和具體實(shí)施方案更詳細(xì)描述本發(fā)明的非球形磁性或可磁化顏料粒 子和包含所述顏料粒子的0EL，其中
[0026]圖1A-1F表現(xiàn)出滾動(dòng)條效果的0EL的照片圖像，所述0EL包含不同尺寸的磁取向非 球形磁性或可磁化顏料粒子。
[0027]圖2A-2F表現(xiàn)出50標(biāo)記和滾動(dòng)條效果的0EL的照片圖像，所述0EL包含不同尺寸的 磁取向非球形磁性或可磁化顏料粒子。
[0028]
[0029]
[0030] 使用下列定義解釋說明書中論述和權(quán)利要求書中列舉的術(shù)語(yǔ)的含義。
[0031] 本文所用的不定冠詞"一 (a)"是指一個(gè)及多于一個(gè)并且不一定將其所指名詞限于 單數(shù)。
[0032] 本文所用的術(shù)語(yǔ)"大約"是指所涉量、數(shù)值或界限可能是指定的具體數(shù)值或其附近 的另一數(shù)值。通常，指示特定數(shù)值的術(shù)語(yǔ)"大約"意在表示該數(shù)值的±5%內(nèi)的范圍。作為一 個(gè)實(shí)例，短語(yǔ)"大約100"是指1〇〇±5的范圍，即95至105的范圍。通常，當(dāng)使用術(shù)語(yǔ)"大約"時(shí)， 預(yù)計(jì)可以在所示數(shù)值的±5%的范圍內(nèi)獲得根據(jù)本發(fā)明的類似結(jié)果或效果。但是，補(bǔ)充了術(shù) 語(yǔ)"大約"的具體量、數(shù)值或界限在本文中意在也公開該量、數(shù)值或界限本身，即沒有以"大 約，，修飾。
[0033] 本文所用的術(shù)語(yǔ)"和/或"是指可能存在所述組的所有或僅一個(gè)要素。例如，"A和/ 或B"應(yīng)是指"僅A或僅B，或A和B"。在"僅A"的情況下，該術(shù)語(yǔ)還涵蓋不存在B的可能性，即"僅 八，但沒有礦。
[0034] 術(shù)語(yǔ)"基本平行"是指偏離平行排列小于20°。術(shù)語(yǔ)"基本平行"優(yōu)選是指不偏離平 行排列大于10°。
[0035] 術(shù)語(yǔ)"至少部分"意在表示在一定程度上或完全滿足后述性質(zhì)。該術(shù)語(yǔ)優(yōu)選是指至 少50 %或更大程度地滿足后述性質(zhì)。