CN107073519A - 粗糙触觉的可辐射固化的涂料 - Google Patents

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Abstract

一种用于在基底上生成粗糙触觉表面的涂覆组合物，包括分散在可辐射固化的粘合剂中的多个高长宽比的薄片。在其中不能成功地采用传统的触觉涂料的结合有刮片和类似的去除单元的网纹和凹版印刷系统中可以采用该组合物。

Description

粗糙触觉的可辐射固化的涂料
技术领域
本发明涉及在多种基底上形成具有增强的粗糙度的触觉或浮雕结构的可辐射固化的组合物，和特别适合大量生产的制造方法。这种涂料的示例性用途包括替换安全文件上的盲文印刷、防伪印刷元件和凸起的文本和图形。
背景技术
可通过触摸感知的具有嵌入在浮雕结构中的信息的触觉结构是重要的并具有许多用途。例如，传统的盲文是用于视力受损者或盲人的书写系统，其由凸起的元件如通过触摸阅读的凸点的组组成，使视觉受损者能够阅读书面的文本。其他触觉标志如深入的凹纹模版和非凹纹深入的压印对于文件如钞票、支票、信用卡、护照等的安全性标志也是有用的。也可以将比简单的触点和标志更复杂形式的触觉信息(包括图形和图片)用于复制保护，其中凭触觉可以容易地辨别它但是其不易于被复制。经常将触觉效果用于赋予视觉效果，其防止或阻止篡改、伪造等。
为了有效地和可接受地用作用于文件的安全特征，或用作视力受损者的盲文书写，触觉结构必须足够耐用和耐磨损，并在最低可能的浮雕厚度下在整个触觉/浮雕结构上产生有效的和可区别的触觉。它们应该在整个使用循环中保持触觉效果，以及同时能够以高印刷速度生产。
传统的盲文印刷机包括用于将盲文元件(Braille element)压印到相对厚的纸张中的机构。令人遗憾地，盲文印刷机可能制造相对昂贵、使用麻烦，并且可能难以得到旨在支撑盲文元件的厚纸张。如在EP1525993Al、US7357077B2和US7618066B2中阐述的凹版印刷公开了具有通过凹版印刷法制备的具有触觉特征的印刷表面，该凹版印刷法由于改变了油墨厚度而在亮度方面在视觉上有差异。这种凹版印刷浮雕结构具有浅浮雕厚度并在特定使用循环之后可能损失触觉特征，并且因此不够耐用以及不适用于盲文文本。
US2005/0115425A1还公开了通过表现出触觉特征的凹版印刷法印刷的数据载体。其进一步阐述了由于使用的油墨的缺乏粘度且在印刷过程期间的低接触压力，因此通过轮转凹版印刷来印刷的图像不具有触觉特征，妨碍浮雕信息。US2003/0150148A1、US7,090907B2和CA2489899A1描述了具有触感的粘合剂涂覆的标签，其中将至少一层触觉明显的涂料选择性应用于面材(face stock)的离散的表面区域以在标签上生成凸起的部分，同时将粘合剂应用于第二表面。没有给出关于涂料、其厚度或可以将标签用作安全设备的细节。
WO2010071993Al、EP2379653Bl和US2011/0250410A1公开了用于通过丝网印刷或喷墨印刷具有在25℃下2000至25000cP粘度的可UV固化的沉积物来印刷触觉标志和安全文件的方法和组合物。公开的组合物(其可以进一步包含特征物从而增加安全水平)据说除其他组分外由于存在低粘度的丙烯酸酯、2-30％的酸性丙烯酸和1-10％的流变学吸附添加剂(如气相二氧化硅和沉淀的凝胶二氧化硅)而具有高粘附性。与胶版印刷和柔版印刷相比，列举的一小时1000-7300片材的生产速度是缓慢的，并因此不是特别适用于大量生产。WO2010/071956A1和WO2010/071992A1公开了印刷触觉标志的方法，包括丝网印刷可UV固化的油墨的沉积物的步骤和凹版轧光或印刷到应用的油墨中以在与油墨沉积物相反侧的基底中形成突起的步骤。
WO2013185950A1教导了通过采用可辐射固化的底漆和可辐射固化的面漆在基底上印刷触觉安全特征的方法，其中底漆的表面能比面漆至少低15mN/m。除了认识到很常用的可辐射固化的组合物之外，其没有特别的关于如何实现触觉作用。WO2010044846A1公开了具有一种或多种浮雕结构与耐用的和耐压缩的触觉标志的安全设备。耐用的触觉标志材料是可UV固化的热塑性或热固性聚氨酯或尿烷系统并具有至少50硬度计(肖氏00)硬度、至少100硬度计(肖氏A)硬度和0.3-13.8兆帕的杨氏模量。虽然可以制成耐用的标志，但是使用热塑性和热固性材料要求特殊的设置和高热能，通过特殊的浇铸和固化压印应用可UV固化的系统。浮雕结构具有小于250微米的厚度，且不存在提到的表面粗糙度或纹理或手指触摸增强。
US2004/0054030呈现了在5sec-1的剪切速率下具有8至75Pa.s以及在20sec-1下具有3-25Pa.s与1.5-3.5的触变指数的可光固化的印刷油墨，其包含平均粒径为0.1微米的3-8个无机细粒部分。通过特殊的印刷机/分配器沉积油墨以产生0.2mm厚度的盲文文本。特定的流变学行为使能够得到适用于盲文元件的形状/高的厚度。然而，触觉特征仅基于沉积的高厚度以及所示的与喷墨式设备类似的分配器设备且不适用于高容量、高速度的生产。WO2006051484A2公开了用于印刷用于盲文和其他安全文件的触觉信息的印刷设备。其利用具有可寻址的固化区域(遮蔽技术)的可辐射固化的材料并且加热以促进聚合诱导的扩散，生成浮雕结构。没有提到颜料、填料或颗粒。CA2575160A1公开了具有色彩效果的防伪的手感柔软的涂料，其中焦点在于具有在不干扰其他层的情况下提供手感柔软的触觉效果的至少一层或多层构造的色彩效果组合物；色彩效果可以是不可UV固化的聚合物粘合剂中的金属氧化物或半导体的基体。US5,779,482和EP0667244B1教导使用在高度为300-500um的相同制品上使用规则的印刷和3维透明油墨印刷两者，该制品显著高于传统的100微米盲文。厚度增加可能导致大批量生产中贯穿单个片材堆的叠厚度变化的片材的问题。
还存在产生触觉效果的已知的可替换的方式，其可能适用于或不适用于安全设备。例如，可以将墨喷式印刷用于印刷触觉特征。EP1676715A1公开了用于生成可以包含染料或颜料的用于视觉和自动检验的触觉特征的喷墨方法。US6,644,763B1公开了用于通过使用喷墨来沉积具有可调节体积的可光固化的光聚合物材料印刷凸起和特殊效果的方法。其讨论了喷墨方法，但是没有提供关于使用的可光固化的材料的细节。US2009/0155483A1公开了利用可UV固化的胶水的家居/办公触觉印刷系统。WO2010 149476A1公开了包括具有第一颜色的第一区域和具有第二颜色的至少第二区域的印刷的安全元件，其中两个区域被区别覆盖，以及具体地通过墨喷式印刷过程覆盖有透明的或半透明的材料以形成凸起的触觉元件。WO1996023661A1和US5627578教导通过将湿油墨喷墨式印刷到基底的特定区域上以及随后在其上喷洒热敏成像粉末；除去额外的粉末产生凸起的印字和图形。将基底加热至270-300°F来使粘附粉末和油墨凸起。
US7,755,659B2和US5,240,335都教导了使用具有增加量的调色剂或粗颗粒调色剂的激光印刷机来产生较大容量沉积的盲文印刷装置。US2010/0055415A1公开了用于具有喷墨设备的触觉印刷应用的可UV固化的胶凝剂油墨。该系统和方法生成在记录介质上具有至少31微米的高度的触觉感知标志的验证标志。可紫外线固化的相变油墨包括反应蜡、胶凝剂、可辐射固化的单体或预聚物和光引发剂。触觉感知效果仅基于高度，而不是基于触觉表面的粗糙度。DE 202004015355U1公开了盲文文本生产方法，其中由激光束产生局部加热，化学涂料与添加剂(微胶囊)导致涂料体积显著升高。
赋予触觉效果的另一种方法是如EP 0687771A2中的使用轧辊的改性基底本身。无论何时设计变化，重新对准和改变轴辊的需要限制其用途。可替换地，多个系统包括使用颗粒来赋予触觉效果。DE102006012329A1公开了用于包含热和红外可膨胀的微球体的柔版和胶板印刷的油墨。US2010/0002303A1描述了具有至少一个具有干扰作用的区域和相同区域中的至少一个触觉识别元件的安全设备。触觉元件包括从具有干扰作用的区域竖起的颗粒。其进一步提到包括玻璃珠、聚氨酯珠、金属二氧化硅和蜡的球形的、锥形的、椭圆形的和多面尖头的颗粒生成触觉浮雕。没有公开可辐射固化的粘合剂。US2010/0219626A1公开了一种安全片材，其包括包含彩虹色的颜料的彩虹色的安全标志并且其也可以包含聚氨酯(尤其是PU微球体或水分散体中的PU)构成触觉元件。US 6,740,373B1描述了包括具有旨在增强容器的“感觉”的触觉和绝缘特征的底漆和面漆的系统，其包含由基于水的可热硬化的粘合剂系统中的微球体、气体、玻璃珠和它们的混合物组成的纹理和或绝缘试剂。US 2011/0049865A1公开了具有固有的触觉本质的安全特征，其包括具有大于至少10微米的突起和至少3种颗粒/3mm2的颗粒的印刷层。颗粒选自由氧化铝、二氧化硅、氧化锆、碳化硅、氮化硅、碳化硼、沸石、刚铝玉和聚合物颗粒组成的组，并且这些颗粒优选地是球形的。其还公开了可以使用包括丝网、平版、铅印、柔版、凹版、凹纹印刷的任何技术，以及安全特征可以是人和机器两者可读的。然而，将公开类型的颗粒添加到油墨中将降低色强度以及可以在颗粒大于20微米的印刷过程期间生成条纹，尤其是在柔版、凹版和凹纹印刷过程中。
US2011/0000802A1公开了用于具有中断的触觉涂料的消费品的包装。凸起的特征具有通过凹版、胶版、平版或丝网印刷到外包装的至少10微米的高度和至少20微米的间隔。触觉组合物将在惰性气体气氛中固化，惰性气体气氛可能操作代价高。在类似的消费品包装中，US8,283,008B2公开了具有触觉表面的容器，其具有在0.63和2之间的高摩擦系数的至少一个表面和小于0.5的低摩擦系数的至少一个表面。高摩擦区域由包含占总重量的10-30％的纤维的涂料形成。
可替换地，一些系统提供了表面的纹理效果。WO2006028518A2描述了用于生成结合尺寸为1至1000nm(0.01至1微米)的无机纤维、以及具体地胶体二氧化硅的耐磨表面的可UV固化的组合物和方法。其赋予了固化涂覆组合物耐磨性质，但是没有任何触觉特征。WO2003029373A2公开了使用纹理和无机填料的低粘度(在0.15s-1的剪切速率下100至70,000厘泊)的耐刮擦的可辐射固化的涂料。产生纹理的颗粒包括50％直径为10-150微米的铝、铝衍生物、铝涂覆的二氧化硅、热固性或热塑性聚合物、共聚物、蜡、微球体、和小珠和组合。无机填料包括50％直径为3至9微米的氧化铝、氧化硅、陶瓷球和它们的混合物且是耐刮擦性的关键组成部分。组合物的焦点在于在地板应用中使用的直观纹理图案与耐刮擦性，而不是具体地用于触觉接受的识别。US 6,790,512B2教导了具有固有的宏观纹理的辐射或热固化的涂料。该组合物包含1-15％负载的平均粒径为约60微米的产生纹理的尼龙颗粒和粒径小于纹理颗粒的那些的二级颗粒。再次，该应用简单地提供了其视觉效果上的表面纹理。
US 2005/0009943A1同样涉及期望的宏观纹理的形成和过程，其中制剂的粘度在0.15s-1下是100,000至1,000,000cps，使用了流变学控制添加剂来得到有效的粘度。使用了类似于产生纹理的颗粒的小的无机颗粒。US2012/0177884A1公开了一种透明的纹理涂料，其中在水蒸发之后，制剂的类似反射指数的颗粒与基于水的可辐射固化的粘合剂的颗粒暴露并突出粘合剂表面。颗粒尺寸大于干燥的膜厚度，因此生成纹理表面。需要额外能量来蒸发水，且难以充分干燥厚膜产品中存在的水。US2014/0024748A1公开了将聚羟基烷酸酯用作添加剂以给予消光、耐刮擦性和手感柔软的触觉效果的可辐射固化的涂覆组合物。感觉随着时间退化且还受使用和尘垢的影响。
还存在通过使用涂料赋予表面触觉、纹理或浮雕结构的机械装置。CA2692566C描述了通过使用流体射流来产生类似头发的细纤维制造宏观扩大的、3维孔径的聚合物网络的方法。效果是柔软的和丝织品触感的。要求的流体射流不能充分解决安全设备所要求的精确的图像。US2011/0117292A1公开了用于将纹理图案转移到B阶段可辐射固化的涂料上以生成期望的图案的方法。US2013/0177716A1公开了用于通过使用具有开口的刮片生成纹理来产生纹理表面的方法。生成的图案是粗糙的且仅适用于大面积，并且不能形成盲文或安全文件。WO2013081385利用压印辊来赋予可UV固化的涂料3维图案。对于每个期望的设计，必须产生新的轴辊。
另外，已经将闪光颗粒用于装饰性的目的或增强视觉刺激的涂漆(paint)、油墨、涂料(coating)和粘合剂，来向应用的制品提供闪烁效果。存在用于应用颗粒的多种方法。US2009/0075100A1公开了通过应用第一基底金属涂漆、包含鳞片状颜料(包括闪光颗粒)和铝颜料的第二基底闪光涂漆、澄清的涂漆，随后烘焙和硬化实现高水平闪光和金属外观(金属色调闪光剂)涂漆膜的方法。该应用是出于装饰性的目的。US 6,048,422描述了用于应用闪光剂等至非平整表面和3维制品的方法。描述的多步骤过程促进闪光剂颗粒的均匀分布，同时提供均匀的纹理和外观。气压喷射被用于将闪光剂颗粒分散到制品和选择性应用的胶黏剂上。然后震落额外的闪光剂并使其旋转离开制品。在应用钝化保护膜之前，应用擦拭空气喷涂。该多步骤过程生成闪光剂粉尘，而且不适用于高速印刷过程。US 6,599,567B2公开了通过使制品穿过透明漆罐、计量应用的漆涂料至期望的厚度，然后使制品立即通过闪光剂罐来将闪光剂应用于圆柱形制品。然后使制品穿过真空以除去过量的闪光剂，用于再利用。这种多步骤过程导致闪光剂粉尘且难以结合到印刷机中。
如前文的描述，已经开发了溶液来产生适用于安全文件的触觉或浮雕结构，然而，它们遭受已经提到的缺点。仍需要组合物和方法来产生具有增强的粗糙度的触觉或浮雕标志来改善视觉受损人员的触觉识别，减少具有较低涂料厚度的触觉涂料消耗，在正常的高量生产线上在不需要添加设备的情况下通过标准印刷方法制造安全文件，以及具有结合一种或多种机器可读的特征物质如发光化合物、红外线吸收化合物、胆甾醇型液晶、磁性化合物和它们的混合物的能力。
发明内容
发现具有鳞状片状物形状、刚度和韧度的高长宽比的聚合物和无机薄片或片状物，当被用于涂覆组合物、以及尤其是可辐射固化的组合物的组成部分时，向固化组合物提供期望程度的耐用增强的表面粗糙度。将薄片的长宽比定义为薄片最长面尺寸L与厚度T的比值。高长宽比的薄片形状还使这些薄片作为涂覆组合物的随机分散的组分能够穿过涂料计量机构如用于标准柔版、凹版或轴辊涂覆/印刷位置的刮片和轧辊，然后恢复期望的随机分布和方位，包括从涂料表面向外突出产生期望的触感的方位。类似尺寸的传统的球形的、半球形的、类球形的无机或有机粉末、蜡、填料和小将在基底上生成条纹标志，并可以被保留并且通过能够通过高长宽比的片状物形状的相同的计量机构被除去，因此失去结合那些形状的颗粒的组合物的触觉效用。
将本发明的高长宽比的薄片结合到涂覆组合物中使能够在基底上生成具有最大的粗糙度的触觉或浮雕结构，如安全文件(如钞票、支票、信用卡、护照等)上可替换的盲文印刷、安全文件的防伪印刷元件、用于验证的凸起的文本和图形和商业印刷中的粗糙触感。进一步地，发明提供了用于以预定图案将这种触觉/浮雕结构印刷到基底上的可印刷的或可涂覆的可辐射固化的(包括紫外线(UV)、紫外线发光二极管(UV-LED)和电子束(EB)可固化的)材料。
使用优选地包含以下各项的可辐射固化的组合物以预定图案将这种触觉/浮雕结构印刷或涂覆到基底上：(a)多个高长宽比的薄片；(b)可辐射固化的粘合剂；(c)一种或多种可选的机器可读的特征物质如发光化合物、红外线吸收化合物、胆甾醇型液晶、磁性化合物和它们的混合物；和(d)可选的消光剂来控制最终的光泽度水平，同时不影响期望的粗糙的触感特征。
高长宽比的薄片占可辐射固化的组合物的按重量计5％至50％。薄片可以是透明的、半透明的、金属的或有色的，并优选地是透明的或半透明的。薄片进一步可以具有10至75微米的厚度T；25至400微米的最长面尺寸；和2至31的长宽比(L/T)。最长尺寸L应该优选地大于应用的粘合剂的厚度以促进薄片突出到粘合剂表面上来生成期望的粗糙度。高长宽比的薄片可以由各种各样的聚合物膜以及各种无机材料制成，包括但不限于通过具有固有高长宽比的云母、粘土(硅酸铝)和滑石。可以将由聚合物膜制成的高长宽比的薄片精确地切割成任何适当的面形状，包括但不限于正方形、长方形、六边形、多边形、环形、菱形和星形形状。
可辐射固化的粘合剂可以是可EB固化的、可UV固化的或可UV-LED固化的。
用于生成粗糙触觉的/浮雕结构的可辐射固化的组合物的粘度优选地在使用用于设备的适当的转子(#2，#3或#4转子，取决于粘度)和在25℃下以适当的转子速度(10至100rpm)通过布氏粘度计模型LV(Brookfield Viscometer model LV)测量的200至5000厘泊(cps)的范围内。
可以优选地根据期望的涂料厚度和颗粒类型通过印刷领域已知的以下各项应用可辐射固化的组合物：柔性版(柔版)印刷、凹版印刷、在印制最后使用柔版涂层的平版印刷、辊涂、或合理选择网纹、凹版滚筒或目径的丝网印刷。在前文提及的印制的正常生产速度下能够应用可辐射固化的涂覆组合物。
应用的固化的可辐射固化的触觉/浮雕结构具有良好的手部触觉和识别特征、耐用性和耐摩擦性、以及改善的经受机器清洗的耐洗涤剂性，适合用作替换盲文的印刷和安全标志、防伪印制元件、凸起的文本和图形，能够高速和大容量制造它们。
附图说明
图1是描绘了以预定图案与期望的非触觉图形关联的印刷或涂覆在基底上的粗糙触觉/浮雕结构的方位的示意图；
图2A、2B和2C分别示出了长方形、六边形和星形形状的高长宽比薄片的尺寸命名；
图3示出了适用于当前发明的高长宽比薄片的其他可能的面形状；
图4是典型的网纹或凹版计量系统的图解截面表示；
图5A是示出了使用高长宽比薄片的当前发明的涂料的地形等高线和截面突起厚度的显微照片和曲线；
图5B是结合大的球形颗粒(仅可能通过丝网印刷而不是柔版印刷方法应用)的涂料的地形等高线和截面突起厚度的显微照片和曲线；以及
图5C是使用在典型的低涂覆厚度下应用的小球形颗粒的典型的UV无光泽涂料的地形等高线和截面突起厚度的曲线。
具体实施方式
如本文所使用的，将薄片定义为具有2维面的鳞片状薄片或片状物(如图2A、2B和2C所示)，其具有在面边缘之间的最长尺寸或距离L和是薄片的最短尺寸的薄片厚度T。将薄片的长宽比定义为最长面尺寸(L)和厚度(T)之间的比值。
将涂料的表面粗糙度定义为在涂料的整个平面以上浮雕结构突起的总高度和量的量度。将粗糙触觉表面定义为浮雕结构在高度上超过12微米的表面粗糙度。这种触觉表面具有表面粗糙度来增加手部的触觉识别。如图1所示，可以直接将粗糙的触觉涂料10应用于基底12或可以将其应用于油墨层14上以向通过油墨层生成的图像或印刷物提供触感。触觉涂料10包括向上伸出的元件16如嵌入可辐射固化的粘合剂的本发明的高长宽比的薄片，以生成期望的粗糙度。
根据本发明，使用包含以下各项的可辐射固化的组合物以预定图案将触觉/浮雕结构印刷或涂覆到基底上：(a)多个高长宽比的薄片；(b)可辐射固化的粘合剂；(c)一种或多种可选的机器可读的特征物质如发光化合物、红外线吸收化合物、胆甾醇型液晶、磁性化合物和它们的混合物；和(d)可选的消光剂来控制最终的光泽度水平，同时不影响期望的粗糙的触感特征。
当用作涂覆组合物的一部分时，高长宽比的薄片，尤其在可辐射固化的组合物中的高长宽比的薄片向固化的组合物提供期望程度的增强的表面粗糙度。高长宽比的薄片占可辐射固化的组合物的按重量计5％至50％、优选地按重量计10％至40％、以及更优选地按重量计15％至30％。高长宽比的薄片可以进一步是透明的、半透明的、金属或有色的，以及优选地是透明的或半透明的；薄片可以进一步具有10至75微米以及更优选地12至50微米的厚度T；25至400微米、更优选地50至150微米的最长面尺寸L；和2至31以及更优选地2至15的长宽比(L/T)。最长尺寸L还应该大于在基底上应用的粘合剂的厚度以促进薄片突出到整个平滑的粘合剂表面上，以生成期望的表面粗糙度。
高长宽比的薄片可以进一步由聚合物膜如聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、乙酸纤维素、聚(乳酸)、聚丙烯、高密度聚乙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚丙烯腈等制成。可以进一步用金属铝、或着色剂或涂料或它们的组合装饰膜表面。如图3所描绘的，薄片可以具有多种面形状包括圆形、正方形、椭圆形和星形中的任一种。可以将由聚合物膜制成的高长宽比的薄片精确地切割成任何面形状，包括但不限于正方形、长方形、六边形、多边形、环形、菱形和星形。
聚合物膜性质的示例性薄片包括但不限于以名称Clear Poly、Alpha jewels、Cosmetic Jewels、Crystalina Jewels、Electric Jewels、Micronic Jewels、PlasticJewels、Polyester Jewel和Polyester Pearl来自Meadowbrook Inventions,Inc.的可商购的材料；以名称Starmist(聚酯类膜)、Pevenex(聚氯乙烯类膜)和Alunex(铝类膜)来自American Glitters Inc.的可商购的材料以及来自其他来源的可商购的材料。无机薄片可以以产品名称Phlogopite mica PD和PW以及Muscovit mica MD2800、MD1700和MD1400等获得自LKAB Minerals。合适的粘土薄片包括以包括Glomax(LL)和Hydrite(Flat D,PXN,R)的各种商品名称来自Imerys的商品；以商品名称Covergloss和Hydragloss等的来自KaMinLLC的产品；和以f Vantalc和Nytalc的商品名称来自R.T.Vanderbilt Co.的滑石薄片。
可辐射固化的粘合剂可以是可EB固化的、可UV固化的或可UV-LED固化的。可EB固化的粘合剂可以包含丙烯酸酯低聚物；丙烯酸酯单体；可选地至少一种添加剂如润湿剂、消泡剂、助滑剂、稳定剂、分散剂、光学增亮剂、颜料分散体和/或染料；和可选地可溶解在丙烯酸酯单体和/或低聚物中的一种或多种不可辐射交联的惰性树脂。可UV固化或可UV-LED固化的粘合剂可以包含丙烯酸酯低聚物；丙烯酸酯单体；光引发剂或引发剂的混合物；固化促进剂；可选地至少一种添加剂如润湿剂、消泡剂、助滑剂、稳定剂、分散剂、光学增亮剂、颜料分散体和/或染料；和可选地可溶解在丙烯酸酯单体和/或低聚物中的一种或多种不可辐射交联的惰性树脂。本发明可适用于本领域技术人员已知的宽范围的制剂，将可辐射固化的粘合剂配制为目标粘度和期望的固化膜性质。
如本领域已知的，可以添加高达可辐射固化的组合物的约10wt％的添加剂如润湿剂、消泡剂、助滑剂、稳定剂、光学增亮剂、颜料分散体和/或染料。除了这些添加剂之外，还可以将一种或多种机器可读特征物质如发光化合物、红外线吸收化合物、胆甾醇型液晶、磁性化合物和它们的混合物结合到涂料中。
还可以包含可选的消光剂来控制涂料的最终光泽度水平，同时不会影响期望的粗糙触感特征。消光剂的实例包括但不限于相容性聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、Fischer-Trosch蜡、巴西棕榈蜡、尼龙蜡、气相二氧化硅(fume silica)、聚合物小珠和它们的组合。
用于生成本发明的粗糙触觉的/浮雕结构的可辐射固化的组合物的粘度优选地在使用适当的用于设备的转子(#2，#3或#4转子，取决于粘度)和在25℃下以适当的转子速度(10至100rpm)通过布氏粘度计模型LV测量的200至5000厘泊(cps)的范围内、优选地在500至4000cps的范围内以及更优选地在1000至3500cps的范围内。在共混期间将薄片添加到组合物中；除了充分共混以确保薄片完全地随机分布在组合物中之外不需要观察特殊的条件。
可以根据期望的涂料厚度和采用颗粒类型通过印刷领域已知的以下各项应用可辐射固化的组合物：柔性版(柔版)印刷、凹版印刷、在印刷最后使用柔版涂层的平版印刷、辊涂、或合理选择的网纹、凹版滚筒或目径的丝网印刷。在前文提及的压制的正常生产速度下能够应用可辐射固化的涂覆组合物。
用于当前发明的高长宽比的薄片的特点包括它们的韧度、柔韧性、耐用性、耐化学性和在印刷过程中不损害期望的触觉效果的情况下与其余涂覆组合物一起移动通过致密的间隙和间隔的能力。这种小的间隙和间隔在结合标准柔版、凹版或轴辊涂覆/印刷站中使用的元件如网纹单元、凹版元件、刮片和轧辊的涂覆计量机构中是尤其普遍的。图4是利用腔式刮片和雕刻网纹或凹版轴辊的典型的现代柔版印刷和凹版涂覆或印刷装置的简化表示。最终在腔体20中将涂料应用于基底，腔体20是在针对具有置于对应的期望用于应用的涂料的总体图案外的单元基体的网纹或凹版轴辊18安装。通过刮片22在在一侧针对轴辊以及在另一侧通过第二刮片或容纳叶片24密封腔体来防止涂料从腔室泄露。典型地将涂料从封闭的油墨或涂料贮槽泵入腔体中。刮片22随着其离开腔体从网纹或凹版轴辊的表面上刮去过量的涂料，以确保保留在网纹辊上的涂料限于所述单元。然后将单元中的涂料转移至印版滚筒(未示出)中，其进而将涂料转移至柔版应用的基底或直接转移至凹版应用的基底上。其他印刷技术可以使用与刮片类似的结构以从网纹或类似元件去除过量的涂料材料。
因为触觉颗粒的最大尺寸应该大于应用的涂料的厚度，以在应用于基底和固化时提供从涂料向外延伸的颗粒的充分百分比，这种颗粒必须从辊单元向外伸出并因此潜在地干扰刮片作用。不除去可以从涂料向外伸出的本发明的涂覆组合物中的随机分布的高长宽比的薄片，而是通过刮片或类似的间隙或间隔限定元件在涂料内使其位移，允许它们连同其余涂覆组合物移动越过刀片和/或穿过间隙或空间，恢复无规取向。随着将单元内容物转移至转移板或基底，涂料“分离”，仅一部分内容物转移。拒信随着分离，导致许多薄片以更直立的方式排列，再次向涂料外延伸或突出。涂料的固化将薄片保持在原位。
将这种方式与在涂覆组合物中结合球体或半球体比较。在刮片后，大量筛选或滤除的具有与从涂料向外伸出的本发明的高长宽比薄片的最长面尺寸可比较的直径的传统的球形或半球形触觉颗粒，并且不能随着配制到网纹或凹版轴辊的单元中作为用于转移的涂料的一部分成比例地递送其。涂料因此失去预期的触觉效力。
实施例
以下参数适用于本文呈现的实施例：
光泽度-根据ASTM D523、ASTM D2457、DIN 67530或JIS Z8741，以光泽度单位(G.U.)为单位用BYK微米三光泽度光泽计(BYK micro-Tri-gloss Gloss Meter)在60度下测量光泽度。
粘度-在25℃或根据制造商说明书指定的温度下用适当的转子和rpm通过布氏粘度计模型LV测量粘度。
手感粗糙度等级：由3个人进行触觉手感粗糙度和识别评定，给出0-5的等级，0是很少或没有触感的平滑感觉，而5是最粗糙的触感。
表面轮廓：使用Keyence数字显微模块VHX-5000产生3维表面外形和2维截面突起轮廓。
固化：对于UV固化，通过Miltec的Labcuretm实验室UV固化单元用HPI UV灯在300瓦特/线性英寸和100mJ/cm2下固化涂覆的片材。对于EB固化，用Advance Electron Beam,Inc.的实验室EB固化单元在3兆拉(Mard)、50英尺/分钟以及小于100ppm的氧下固化涂覆的片材。
表1示出了用于可辐射固化的粘合剂组合物的组分。通过混合前五种组分来溶解固体组分和在不锈钢容器中用锯齿搅拌刀片均匀化来制备这些可辐射固化的粘合剂。固体完全溶解之后，然后添加剩余的组分并混合直到均匀。
表1-使用的可辐射固化的粘合剂的组成
实施例A-具有高长宽比的薄片的可紫外线(UV)固化的组合物
表2列出了用于包含高长宽比的薄片的实施例A的可UV固化的组合物的组分。通过添加高长宽比的薄片Clear Poly 0.004”x0.004”x0.001”xHexagon(六边形面，最长尺寸L＝100微米以及厚度T＝25微米)添加到UV粘合剂#1中并在不锈钢溶剂中用锯齿搅拌刀片共混直到均匀来制备。涂料的粘度在25℃下是约1340mPa·sec或厘泊(使用布氏粘度计，模型LV，使用60rpm下的#3转子测量)。用实验室柔版手工打样机单元(来自CavanaghCorporation)使用45Quad-60.4BCM单元体积Pamarco网纹辊(通行参考(toll reference)#65)来模拟柔版涂料；
以及通过American M&M实验室丝网印刷印制Model S-912使用110筛孔将样品A应用在BYK不透明记录纸上(来自BYK-Garner USA的1侧涂覆的纸张)。通过Miltec的Labcuretm实验室UV固化单元用HPI UV灯在300瓦特/线性英寸和100mJ/cm2下固化涂覆的片材。
表2-样品A和比较例1&2的组成
比较样品1-具有大球形颗粒的可UV固化的组合物。
在表2中同样列出了用于包含大球形颗粒的比较样品1的可UV固化的组合物。通过将大的球形粒径的蜡Texture 5384W(来自Shamrock Technologies的平均粒径110微米的高分子量聚乙烯蜡)添加到UV粘合剂#1中并在不锈钢容器中用锯齿搅拌刀片共混直到均匀来制备。涂料的粘度在25℃下是约2100mPa·sec或厘泊(使用布氏粘度计，模型LV，使用30rpm下的#3转子测量)。用实验室柔版手工打样机单元(来自Cavanagh Corporation)使用45Quad-60.4BCM单元体积Pamarco网纹辊(通行参考(toll reference)#65)来模拟柔版涂料；以及通过American M&M实验室丝网印刷印制Model S-912使用110筛孔将比较样品1应用在BYK不透明记录纸上(粘土涂覆一侧，C1S，来自BYK-Garner USA的纸张)。通过Miltecwith的Labcuretm实验室UV固化单元用HPI UV灯在300瓦特/线性英寸和100mJ/cm2下固化涂覆的片材。
比较样品2-具有小的球形颗粒的可UV固化的组合物
在表2中也列出了用于包含小球形颗粒的比较样品2的可UV固化的组合物的组分。通过将小的球形粒径蜡Propyltex 270S(来自Micro Powders,Inc.的平均粒径20微米的聚丙烯蜡)添加到UV粘合剂#1中以及在不锈钢溶剂中用锯齿混合刀片共混直到均匀来制备。涂料的粘度在25摄氏度下是约6300mPa·sec或厘泊(使用布氏粘度计，模型LV，使用30rpm下的#3转子测量)以及在50摄氏度下使用60rpm下的#3转子是约1680mPa-sec或厘泊。用实验室柔版手工打样机单元(来自Cavanagh Corporation)使用45Quad-60.4BCM单元体积Pamarco网纹辊(通行参考(toll reference)#65)来模拟柔版涂料；以及通过American M&M实验室丝网印刷印制模型Model S-912使用110筛孔在50℃下将比较样品2应用在BYK不透明记录纸上(来自BYK-Garner USA的1侧涂覆的纸张)。通过Miltec model Labcure的实验室UV固化单元用HPI UV灯在300瓦特/线性英寸和100mJ/cm2下固化涂覆的片材。
表3呈现了使用丝网印刷和柔版应用技术两者由实施例A和比较样品1和2的组合物制成的印刷和固化的可辐射固化的组合物的比较。通过丝网印刷，涂覆组合物流经筛孔以生成由筛孔的厚度和应用的乳液决定的涂料厚度，以及包含的颗粒仅当颗粒的直径大于涂料厚度时从表面层突出。从表3可以看出，样品A和比较样品1表明了触觉表面粗糙度，而具有较小的20微米平均粒径的比较样品2示出了也通过60度光泽度水平反映的相对光滑的表面。样品A具有稍微好于比较样品1的那些的手感表面粗糙度并比比较样品2的那些粗糙的多。表面的60度光泽度水平通常是通过测量60度入射角的反射光测量的表面平滑度的度量；光泽度越低，表面越粗糙。在丝网印刷应用的情况下，较低的光泽度水平与粗糙度一致，即样品A比比较样品1粗糙以及比较样品2是相对平滑的和最不粗糙的。
表3-触觉表面评估
表3的下半部分表明了使用柔版手工打样机通过45Quad-60.4BCM单元体积Pamarco网纹辊的结果。涂覆组合物通过网纹单元的转移使得最终的表面轮廓/周线与由丝网印方法用相同涂料得到的那些非常不同。在这种情况下样品A(高长宽比的薄片)示出等级5的最大触觉粗糙度且在印刷物上没有任何条纹标志；而比较样品1(110微米平均直径的球形颗粒)具有等级3-4的触觉粗糙度，与其丝网印刷的对等样品类似，具有许多条纹标志；以及比较样品2具有最小的触觉粗糙度(等级1)，同样具有一些条纹标志。当涂覆组合物中存在较大的球形颗粒(大于可以处理的存在的网纹单元)时，比较样品1和2的条纹标志是网纹应用方法的计量作用的预期结果。在另一方面，通过相同的指示薄片的明显的通路的网纹设置，样品A没有产生任何条纹标志。
样品B-具有高长宽比的薄片和可选的消光颗粒的可UV固化的组合物
表4列出了用于包含小球形颗粒的样品B的可UV固化的组合物的组分。通过将高长宽比的薄片和两种可选的小的球形消光剂Propyltex 270S(来自Micro Powders,Inc.的平均粒径20微米的聚丙烯蜡)和Propyltex 325S(来自Micro Powders,Inc.的平均粒径13微米的聚丙烯蜡)添加到UV粘合剂#2中并在不锈钢容器中用锯齿混合刀片共混直到均匀来制备。涂料的粘度在25℃下是约2660mP·sec或厘泊(使用布氏粘度计，模型LV，使用30rpm下的#3转子测量)。通过实验室柔版手工打样机单元(来自Cavanagh Corporation)使用45Quad-60.4BCM单元体积Pamarco网纹辊(通行参考#65)来模拟柔版涂料将样品B应用在BYK不透明记录纸上(来自BYK-Garner USA的1侧涂覆的纸张)。通过Miltec model Labcure的实验室UV固化单元用HPI UV灯在300瓦特/线性英寸和100mJ/cm2下固化涂覆的片材。
样品C-具有高长宽比的薄片和可选的消光颗粒的可EB固化的组合物
表4也列出了用于包含小球形颗粒的样品C的可EB固化的组合物的组分。通过将高长宽比的薄片和两种可选的小的球形消光剂Propyltex 270S(来自Micro Powders,Inc.的平均粒径20微米的聚丙烯蜡)和Propyltex 325S(来自Micro Powders,Inc.的平均粒径13微米的聚丙烯蜡)添加到EB粘合剂#3中并在不锈钢容器中用锯齿混合刀片共混直到均匀来制备。涂料的粘度在25℃下是约2880mPa·sec或厘泊(使用布氏粘度计，模型LV，使用30rpm下的#3转子测量)。通过实验室柔版手工打样机单元(来自Cavanagh Corporation)使用45Quad-60.4BCM单元体积Pamarco网纹辊(通行参考#65)来模拟柔版涂料将样品C应用在BYK不透明记录纸上(来自BYK-Garner USA的1侧涂覆的纸张)。用Advance Electron Beam,Inc.的实验室EB固化单元在3兆拉、50英尺/分钟以及小于100ppm的氧下固化涂覆的片材。
表4-样品B和C的组成
表5-样品B和C的触觉表面评估
表5示出了样品B(可UV固化)和样品C(可EB固化)的触觉表面结果，除了高长宽比的薄片之外其包括使用来自Micro Powders,Inc.的两种可选的球形消光剂Propyltex270S(20微米平均粒径)和Propyltex 325S(13微米平均粒径)。针对这2种样品，仅进行使用相同的网纹辊(45Quad-60.4BCM单元体积)的网纹应用。样品B和C的触觉手感粗糙度保持与样品A类似的等级5，除了光泽度较低以及整个表面的可见光反射也低得多。可选的消光剂降低总体光泽度和表面光反射，同时在没有条纹标志的情况下保持表面粗糙度和甚至覆盖度。
为了进一步示出触觉表面粗糙度和厚度轮廓，将数字显微镜用于表征表面外形。图5A示出了使用网纹应用方法的具有等级5的手感粗糙度的样品B(包含高长宽比的薄片和可选的消光剂)的表面轮廓。观察到140-150微米的突起高度。图5B示出了使用丝网印刷应用的比较样品1(包含大的球形颗粒)的手感粗糙度。测量到20-50微米的突起高度。图5C示出了使用柔版涂料在书皮上用10.5BCM和Quad网纹辊在胶版印刷印制最后商业印刷的来自ACTEGA Kelstar,Inc.的商业可获得的可UV固化的无光泽的涂料的表面轮廓。在4至5G.U.下测量印刷的片材的60度光泽度水平，其中光反射率非常低且手感粗糙度等级为1。测量到9-27微米的突起高度。以上轮廓比较表面了5、3和1的粗糙度等级，其反映突起高度的差异(140-145微米比20-50微米比9-27微米)。通过使用高长宽比的薄片的可辐射固化的组合物实现了手感识别的最大粗糙度。
在不背离其精神和范围的情况下可以进行许多修改和变化，这对于本领域技术人员是显而易见的。本文所描述的具体实施方式仅通过实施例的方式提供，并且本发明仅由所附权利要求连同授权这些权利要求的等价物的全部范围的术语限制。

Claims (15)

1.一种用于在基底上生成粗糙触觉表面的涂覆组合物，包括分散在可辐射固化的粘合剂中的多个高长宽比薄片。
2.根据权利要求1所述的涂料，其中，所述粘合剂是可UV、EB或LED固化的。
3.根据权利要求1所述的涂料，其中，所述薄片具有25至400微米的最长面尺寸且所述薄片的长宽比为2至31。
4.根据权利要求3所述的涂料，其中，所述薄片的长宽比是2至15。
5.根据权利要求1所述的涂料，其中，未固化的所述涂覆组合物的粘度是200至5000cps。
6.根据权利要求1所述的涂料，其中，所述粘合剂包含丙烯酸酯低聚物，丙烯酸酯单体，和可选的润湿剂、消泡剂、助滑剂、稳定剂、分散剂、光学增亮剂或染料形式的至少一种添加剂。
7.根据权利要求5所述的涂料，其中，所述薄片占所述涂覆组合物的5和50重量百分数之间。
8.根据权利要求5所述的涂料，其中，所述薄片占所述涂覆组合物的15和30重量百分数之间。
9.根据权利要求1所述的涂料，其中，所述薄片具有聚合物膜。
10.根据权利要求8所述的涂料，其中，所述薄片具有选自正方形、长方形、六边形、环形、菱形和星形的面形状。
11.根据权利要求6所述的涂料，进一步包含至少一种机器可读特征物质。
12.一种粗糙触觉构造，包括在基底表面上的固化的权利要求1所述的涂料。
13.一种将粗糙触觉表面组合物应用于基底的方法，包括以下步骤：
a.制备可辐射固化的粘合剂组合物；
b.将多个高长宽比的薄片添加到所述粘合剂组合物中以形成涂覆组合物；
c.通过具有计量装置的柔版或凹版施用工艺施用所述涂覆组合物；
d.将所述涂覆组合物转移到所述基底上，使得薄片向所述粘合剂组合物之上和之外延伸；以及
e.固化所述基底上的所述涂覆组合物，使得所述薄片保持向上和向外定向以形成相对所述粘合剂的触觉表面。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述薄片具有大于所述基底上的所述粘合剂的厚度的最长面尺寸。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述计量装置包括刮片。
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