CN107531077B - 生产多层体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制造多层体的方法，所述方法包括以下步骤：a)向基体表面施加由水性光刻胶制备的第一清漆层；b)使第一清漆层的第一区域曝光，其中第一清漆层的第二区域不曝光；c)除去第一清漆层的第二区域。本发明还涉及以该方式得到的多层体，以及具有这种多层体的防伪文件。

Description

生产多层体的方法
本发明涉及用于制造多层体的方法、由该方法制造的多层体、以及具有该多层体的防伪文件。
为了产生具有吸引人的图像设计的多层体，已经知道使用对应所需设计曝光和显影的光刻胶。
还知道使用所谓的剥离工艺施加所需设计形式的清洗清漆，以及用其它层覆盖或遮盖它，例如金属化或其它清漆。通过用溶剂处理，清洗清漆随后可再次与其它层的部分一起被除去，结果其它层只留下未施加清洗清漆的部分。
光刻胶和清洗清漆通常都是溶剂型的。这样有诸多缺点。
在包含其它清漆层的多层体中，当施加溶剂型清漆时这些其它清漆层可被蚀刻，这降低了这种多层体的品质。此外，溶剂型清漆并非环境友好的，必须以繁冗且花费巨大的方式进行处置。
在常规清洗清漆的情况下，还有额外的问题，它们通常是高度着色和多孔的，以确保所需的脱离功能。但是，具体而言，上述多孔性限制了这种清洗清漆产生的设计的可实现分辨率和边缘定义。
因此，本发明的目的是提供一种工艺稳定性特别高的产生具有特别高品质的多层体的方法，以及由该方法产生的多层体和具有这些多层体的防伪文件。
该目的通过具有权利要求1特征的方法、具有权利要求32特征的多层体、以及具有权利要求33特征的防伪文件实现。
该用于制造多层体的方法包括以下步骤：
a)向基体表面施加由水性光刻胶制备的第一清漆层；
b)使第一清漆层的第一区域曝光，其中第一清漆层的第二区域不曝光；
c)除去第一清漆层的第二区域。
通过使用水性光刻胶，还可提供具有结构化清漆层的基体，该基体对溶剂型清漆中的溶剂组分敏感。尤其是，溶剂型清漆层因此还可被光刻胶覆盖，而不会不利地影响它们的品质或分辨率。
与水性清漆的印刷相比，用所述方法可以将分辨率大大提高到25μm，还可以提高到10μm。当在步骤b)中使用相应的曝光掩模时，例如，可由此产生高分辨率、精细结构化的线图案或其它网格图案。网格图案在此表示相互分隔的网格元素的规则或无规则排列。网格元素可以是例如线、点或其它几何形状。在各情况中，网格元素和/或它们之间的距离可以是相同或不同的。
同时，所述的方法比使用溶剂型光刻胶的方法明显更环境友好。因此，累积的液体废液的处置以及可能的废气处理明显更简单，并且更节省成本。
在第一清漆层曝光的过程中，清漆的聚合物组分发生交联，结果在曝光的第一区域中其分子量增大。因此，清漆在第一区域中丧失其水溶性。因此，通过用水性溶剂清洗很容易除去未曝光的第二区域中的清漆。
以此方式，可以以简单且工艺稳定的方式获得多层体，尤其是具有吸引人的图像设计的防伪元件形式的多层体，它可用于例如防伪文件，例如钞票、证券、身份证件、签证文件、护照或信用卡。还可用于产品标签、过路费贴花(road toll vignettes)或类似要求良好防伪的产品。
这些防伪元件可以是例如转印膜、层压膜、安全条、安全窗等。
基体优选包含至少一个由溶剂型清漆制备的第二清漆层。如上所述，这种清漆层不被水性光刻胶或用于使其显影的物质攻击。这样，可以产生吸引人的多色设计。
该第二清漆层可以存在整个表面上，因此形成第一清漆层的背景，或者还可以部分施加，其本身形成图案或设计。
第二清漆层的层厚度优选为0.1μm-10μm，更优选为0.1μm-3μm。
优选地，第一清漆层被施加在第二清漆层的表面上。
而且，有利的是至少一个其它层被施加在第一清漆层上。
由此，可以将其它设计元件引入多层体中。因此，还可以整合功能层，例如防护清漆层。
更优选地，在施加至少一个其它层后，第一清漆层和至少一个其它层在第一区域中被移除。
换言之，至少一个其它层仅仅保留在不存在第一清漆层的位置。因此，至少一个其它层被构造为第一清漆层的底片，由此，形成的图案补充第一清漆层原始形成的图案。
在此实施方式中，第一层的水性光刻胶用作清洗清漆。与其中清洗清漆被印刷的普通剥离工艺相比，由于曝光和显影产生的第一清漆层的结构化，可以实现明显更高的分辨率和边缘定义。
与常用的清洗清漆相比，水性光刻胶固化后的多孔性也不明显，同样带来由此产生的图案在边缘定义方面的改进。
因为无需有机溶剂用于第一清漆层的去除，这种方法还可用于包含在有机溶剂中不稳定的层的多层体。
特别优选地，通过酸性偏高碘酸钠溶液，特别是含1.5重量％偏高碘酸钠和0.05重量％硫酸的水溶液进行处理来除去第一清漆层和至少一个其它层。
因此，第一清漆层的去除是氧化过程。酸混合物用于稳定偏高碘酸盐。例如，硝酸也可用于替代硫酸。
偏高碘酸钠溶液的pH优选为1-7，特别优选为2-5。
用酸性偏高碘酸钠溶液进行的处理优选在15℃-70℃、更优选25℃-50℃的温度下进行，以及/或者处理时间为600秒–1秒，优选为120秒-10秒。
第一清漆层的脱离还可以通过溶液的搅动、针对多层体的有针对性的流动、刷涂、涂抹或超声处理来支持。
而且，有利的是，将非离子型表面活性剂加入酸性偏高碘酸钠溶液中，尤其是选自下组的非离子型表面活性剂：乙氧基化物，伯或仲脂肪醇的烷氧基化物，烷基苯酚，环氧乙烷/环氧丙烷共聚物，胺乙氧基化物，烷基聚乙交酯，脂肪胺氧化物，脂肪酸烷醇酰胺，脂肪酸烷基葡糖酰胺。
这些表面活性剂用作润湿剂，确保偏高碘酸钠溶液完全润湿第一清漆层和至少一个其它清漆层，结果实现所需的脱离。
表面活性剂的浓度优选为0％-50％，特别优选为0.01％-3％。
更优选的是，至少一个其它层是第三清漆层或包含第三清漆层，特别是由溶剂型清漆制备的清漆层。
如同已经解释的，这些清漆在除去第一清漆层的过程中不被攻击，结果在第二区域中仍然保留第三清漆层。
优选地，清漆选自下组：聚丙烯酸酯，聚酯，聚氨酯，共聚物，层厚为0.1μm-10μm，优选0.1μm-3μm。
此外，至少一个其它层可以是反射层或包含反射层。
它可以是金属层，尤其是由铝、铜、银、金、铬或上述金属的合金制备的金属层。
或者，反射层还可以形成为由高折射率(HRI)材料，特别是硫化锌或二氧化钛制成的层。
但是，反射层也可以由一系列层构成，具体是薄金属层，透明间隔层和不透明金属反射层或HRI层，由低折射率材料制备的透明间隔层和其它HRI层。一个或多个金属层、间隔层、反射层可以设置在全部表面上，或者仅设置在部分表面上。
反射层还可以具有一系列金属层(尤其是仅部分设置)和HRI层。HRI层可以设置在整个表面上，或者也可以部分设置。
金属反射层的层厚优选为5nm-150nm，特别优选为10nm-50nm。HRI层的层厚优选为30nm-250nm。在30nm-75nm的厚度范围内，获得更中性色的反射，而在层较厚的情况中，反射层反射的光显示明显的颜色。
而且，优选的是，第一清漆层被施加在基体的反射层上，并且在施加至少一个其它层之前，除去第二区域中的基体反射层，尤其是通过蚀刻除去。
尤其有利的是至少一个其它层是反射层或包含反射层。因此，两个反射层(优选由不同材料制成，因此具有不同的光学外观)可以相互精确对准且互相补充的方式施加。
更优选地，第一清漆层仅施加在基体的部分表面区域上。
这样，可以在部分表面上产生图案，这些图案补充基体的其它图像或设计元素。
还可以将抗蚀剂施加在第一清漆层和/或至少一个其它层的部分区域上，第一清漆层和/或至少一个其它层的未被抗蚀剂覆盖的区域被除去。
因此，也可以在部分表面上产生图案。抗蚀剂优选是聚丙烯酸酯，聚酯，环氧化物，聚氨酯树脂或丙烯酸酯共聚物，层厚为0.1μm-10μm，优选为0.1μm-5μm。
如上所述，为了除去第一清漆层和/或至少一个其它层，可以在上述条件下使用酸性偏高碘酸钠溶液。
如果曝光从基体的侧面进行，则是更有利的。
对于曝光波长不透明或仅仅部分透明的基体的结构可用作内曝光掩模。因此无需外掩模，所以不会产生关于使用外掩模在掩模设置以及所得对准精度方面的问题。
对准精度表示两个或更多个元件和/或层彼此之间相对位置的精度。对准精度在预定的公差范围内变化，并且尽可能地低。同时，数个元件和/或层相互之间的对准精度是提高防伪的重要特征。尤其利用可光学检测的对准标记或套准标记容器可实现位置精确的定位。这些对准标记或套准标记可表示特定的单独元件或区域或层，或者它们本身是待定位的元件或区域或层的一部分。“精确对准”是指当对准公差近乎为0，或实际为0时。
尤其有利的是，基体包括至少一个部分层，尤其是第四清漆层和/或反射层，该层在第一区域中对用于曝光第一清漆层的波长范围是透明的，并且在第二区域中对用于曝光第一清漆层的波长范围是不透明的。
在第一清漆层曝光的过程中，后者相对该部分层精确对准地曝光。未曝光区域与部分层的不透明区域一致，曝光区域与部分层的透明区域一致。“一致”是指当从各层法向表面方向观察时精确覆盖。
透明区域是指在各波长范围内，透射率至少为50％、优选至少70％的区域。
不透明区域是指在各波长范围内，透射率最多30％、优选最多20％的区域。
优选地，透明区域的透射率与不透明区域的透射率之间的差值或对比至少为2，特别优选至少为5。
曝光优选在350nm-400nm的波长下进行，曝光时间为0.1秒–120秒，优选为0.1秒-60秒，以及/或者曝光剂量为1mJ/cm2-300mJ/cm2，优选为1mJ/cm2-100mJ/cm2。与溶剂型光刻胶曝光的情况相比，可以实现低强度的特别温和的曝光。
更优选地，为了除去第二区域中的第一清漆层，使用添加了异丙醇的水，特别是添加了0.1％-50％异丙醇、优选5％异丙醇的水。
如在开头已经解释的，由此可以温和地除去未曝光的光刻胶层，在此过程中，基体的其它层不被攻击。
有利的是，对于施加第一清漆层，使用包含至少一种水溶性聚合物、至少一种成膜聚合物、至少一种添加剂和至少一种光引发剂的水性光刻胶。
水溶性聚合物优选自下组：精氨酸(arginic acid)衍生物，纤维素衍生物和/或羧化的丙烯酸类聚合物，如羧甲基纤维素钠甲基纤维素，聚乙烯基醇树脂，聚环氧乙烷，均聚和/或共聚乙酸乙烯酯，聚丙烯酰胺，长链羧酸。
水溶性聚合物确保未曝光的光刻胶被水性溶剂脱离的能力，并改善其脱离性。
水性光刻胶中所含的水溶性聚合物的浓度优选为1重量％-50重量％，优选为1重量％-20重量％。
更优选的是，成膜聚合物选自下组：聚乙酸乙烯酯树脂，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物，丙烯酸类共聚物，聚氨酯共聚物，聚丙烯酸酯，聚氨酯，聚酯和/或环氧树脂，聚乙烯基吡咯烷酮，聚氨酯丙烯酸酯。.
将成膜聚合物分散在清漆中，在曝光和干燥后形成实际的清漆基质。
水性光刻胶中所含的成膜聚合物的浓度优选为1重量％-50重量％，优选为10重量％-30重量％。
为了提高清漆的分散性和稳定性，有利的是至少一种添加剂是分散添加剂或包含分散添加剂，其在水性光刻胶中的浓度为0.1重量％-5重量％，优选为0.1重量％-3重量％。
而且，有利的是至少一种添加剂是消泡剂或包含消泡剂，其在水性光刻胶中的浓度为0.1重量％-5重量％，优选为0.1重量％-3重量％。由此提高清漆的加工性。
更优选的是光引发剂是或包含光敏重氮树脂，特别是或包含4-重氮二苯基胺/甲醛缩合物，其在水性光刻胶中的浓度为0.1重量％-5重量％，优选为0.1重量％-3重量％。
在紫外辐射的过程中，这些重氮树脂用作交联剂，将曝光区域中清漆的聚合物链连接在一起。与此相关的分子量的提高导致水溶性的下降，造成曝光的清漆在显影的过程中不能被洗去。
更优选的是水性光刻胶含有1％-30％、优选5％-15％的异丙醇。
特别优选的是，第一和/或第二和/或第三和/或第四清漆层包含着色剂，特别是多色或非彩色颜料和/或效果颜料，紫外可激发荧光颜料，薄膜体系，胆甾液晶，染料和/或金属或非金属纳米颗粒。由此可实现多种吸引人的光学效果。
尤其是，有利的是第一和/或第二和/或第三和/或第四清漆层各包含不同着色剂。
如果各清漆层按照上述方式相对于彼此是结构化对准的，可以获得吸引人的多色设计，该设计比类似的印刷结构具有更高的分辨率和对准精度。
有利的是第一和/或第二和/或第三和/或第四清漆层以图形图案、字母数字字符、标识、图像、图案、特别是雕花图案的形式被施加和结构化。
也可以是所述设计元素的组合。
更优选地，第一清漆层被施加在包含一个或多个以下层的基体上：载体层、蜡层、脱离层、保护层、具有表面浮雕的复制层、反射层、体积全息图层、彩色清漆层、基底涂层。
其它设计、防伪和功能元素可由此整合到多层体中，结果得到具有特别良好的防伪效果的光学上特别吸引人且加工性非常好的多层体。
载体层形成稳定的基底层，在该基底层上可以建立其它层复合物，优选由聚酯、聚烯烃、聚乙烯基、聚酰亚胺、ABS组成。特别优选为PET，PC，PP，PE，PVC，PS，层厚度为4μm-75μm，优选为6μm-50μm，更优选为9μm-26μm。
脱离层优选设置在载体层和基体的其它层之间，优选由蜡或硅酮组成，层厚度为0.005μm-0.3μm，优选为0.01μm-0.1μm。或者，脱离层还可以由强成膜性的丙烯酸酯聚合物/共聚物组成，以及/或者还可以是防护清漆层的一部分，层厚度为1μm-5μm，优选为1μm-3μm。当多层体被转移到防伪文件时，脱离层使得其可以很容易地脱离载体层。
基底涂层优选形成基体的表面，在该表面上施加第一清漆层，用于促进对第一清漆层的粘附。基底涂层优选由聚酯、环氧化物、聚氨酯、丙烯酸酯和/或共聚物树脂或它们的混合物组成，层厚度为0.5μm-15μm，优选为1μm-5μm，更优选为1μm-3μm。或者，也可以使用热塑性粘合剂，热蜡，可紫外固化的粘合剂或冷粘合剂，或自粘合的粘合剂。
复制层用于产生光学可变效应，例如表面全息图。复制层优选由聚丙烯酸酯或丙烯酸酯共聚物，例如聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或丙烯酸酯共聚物、聚酯丙烯酸酯组成，层厚为0.1μm-50μm，优选为0.2μm-5μm。复制层可以是能热塑结构化的和/或辐射固化的，特别是通过紫外辐射方式。
反射层用于提高这些光学可变效应的可见性，还可用于实现其它设计效果。
它可以是金属层，尤其是由铝、铜、银、金、铬或上述金属的合金制备的金属层。或者，反射层还可以形成为由高折射率(HRI)材料，特别是硫化锌或二氧化钛制成的层。
金属反射层的层厚优选为5nm-150nm，特别优选为10nm-50nm。HRI层的层厚优选为30nm-250nm。在30nm-75nm的厚度范围内，获得更中性色的反射，而在层较厚的情况中，反射层反射的光显示明显的颜色。
可使用保护层，以形成多层体的外表面，该外表面相对于环境影响是稳定的。优选用于此的清漆是聚丙烯酸酯，聚丙烯酸酯化合物和/或聚甲基丙烯酸酯，聚环氧化物，聚偏氟乙烯，层厚为1μm-10μm，优选为1μm-5μm。
体积全息图层也用于产生光学可变效应，通常由单体、引发剂和光敏染料组成。它们优选含有选自下组的物质：聚丙烯酸酯，聚酰胺，聚环氧化物，聚乙烯基酯，聚乙烯基醚，聚苯乙烯，聚多元醇，聚异氰酸酯，聚丙烯酰胺，聚乙烯醇，聚氨酯，层厚为3μm-50μm，优选为5μm-25μm。
还优选的是，引入复印层的表面浮雕形成光学变化的元素，具体来说，全息图，
Figure BDA0001447415210000091
或
Figure BDA0001447415210000092
优选线性或交叉正弦曲线衍射栅，线性或交叉单步或多步矩形栅，零级衍射结构，不对称浮雕结构，炫耀光栅，优选的各向同性或各向异性消光结构或者光衍射和/或光折射和/或聚光微结构或纳米结构，二元或连续菲涅耳(Fresnel)透镜，二元或连续菲涅耳自由曲面，微棱镜结构或它们的组合结构。
由此可以产生多种吸引人的光学可变效应和防伪作用。
下面，通过实施例的方式对本发明进行更具体的说明。如图中所示：
图1是具有由水性光刻胶制备的结构化层的多层体的实例生产过程中方法步骤的示意图；
图2是生产多层体的另一实例的过程中方法步骤的示意图，该多层体使用水性光刻胶作为其它清漆层的清洗清漆；
图3是生产多层体的另一实例的过程中方法步骤的示意图，该多层体具有由水性光刻胶制备的结构化层，使用部分清漆层作为内曝光掩模；
图4是生产多层体的另一实例的过程中方法步骤的示意图，该多层体具有由水性光刻胶制备的结构化层，使用部分金属层作为内曝光掩模；
图5是生产多层体的另一实例的过程中方法步骤的示意图，该多层体具有由水性光刻胶制备的结构化的部分层，使用部分金属层作为内曝光掩模；
图6是生产多层体的另一实例的过程中方法步骤的示意图，该多层体具有由水性光刻胶制备的结构化层，使用部分金属层和部分清漆层作为内曝光掩模；
图7是生产多层体的另一实例的过程中方法步骤的示意图，该多层体具有由水性光刻胶制备的结构化层，使用部分清漆层作为内曝光掩模，随后通过抗蚀剂进行结构化；
图8是生产多层体的另一实例的过程中方法步骤的示意图，该多层体具有由水性光刻胶制备的结构化层，使用部分清漆层作为内曝光掩模；
图9是生产多层体的另一实例的过程中方法步骤的示意图，该多层体使用水性光刻胶作为清洗清漆，以产生两个互补的反射层；
图10是生产多层体的另一实例的过程中方法步骤的示意图，该多层体具有由水性光刻胶制备的结构化层，使用部分金属层和部分清漆层作为内曝光掩模；
图11是进一步处理图10的多层体的过程中方法步骤的示意图，该多层体使用水性光刻胶作为清洗清漆，以构造另一个有色清漆层。
在生产多层体1的过程中，首先提供具有载体层21和层复合物22的基体2。在基体2的背向载体层21的一侧上，沉积由水性光刻胶制成的第一清漆层3，并通过图1中未示出的掩模曝光。
来自紫外光源4的光仅照射到第一清漆层3的未被掩模遮蔽的部分区域31。相反，被掩模遮蔽的部分区域32未曝光。当第一清漆层3随后显影时，部分区域31中的曝光清漆保留，而部分区域32中的清漆被显影剂除去。
下文所述的基体2的结构适用于下文所述的所有实施方式。
载体层21形成稳定的基底层，在该基底层上可以建立其它层复合物22，优选由聚酯、聚烯烃、聚乙烯基、聚酰亚胺、ABS组成。特别优选为PET，PC，PP，PE，PVC，PS，层厚度为4μm-75μm，优选为6μm-50μm，更优选为9μm-25μm。
层复合物22可包含一个或多个以下层：载体层、蜡层、脱离层、保护层、具有表面浮雕的复制层、反射层、体积全息图层、彩色清漆层、基底涂层。
脱离层优选设置在载体层21和基体2的其它层之间，优选由蜡或硅酮组成，层厚度为0.0005μm-0.3μm，优选为0.01μm-0.1μm。或者，脱离层还可以由强成膜性的丙烯酸酯聚合物/共聚物组成，以及/或者还可以是防护清漆层的一部分，层厚度为1μm-5μm，优选为1μm-3μm。当多层体1被转移到防伪文件时，脱离层使得其可以很容易地脱离载体层21。
基底涂层优选形成基体2的表面，在该表面上施加第一清漆层3，用于促进对第一清漆层3的粘附。基底涂层优选由聚酯、环氧化物、聚氨酯、丙烯酸酯和/或共聚物树脂或它们的混合物组成，层厚度为1μm-5μm，优选为1μm-3μm。或者，也可以使用热塑性粘合剂，热蜡，可紫外固化的粘合剂或冷粘合剂，或自粘合的粘合剂。
复制层用于产生光学可变效应，例如表面全息图。复制层优选由聚丙烯酸酯或丙烯酸酯共聚物，例如聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或丙烯酸酯共聚物、聚酯丙烯酸酯组成，层厚为0.1μm-50μm，优选为0.2μm-5μm。
可向复制层中引入表面浮雕形成光学变化的元素，具体来说，全息图，或优选线性或交叉正弦曲线衍射栅，线性或交叉单步或多步矩形栅，零级衍射结构，不对称浮雕结构，炫耀光栅，优选的各向同性或各向异性消光结构或者光衍射和/或光折射和/或聚光微结构或纳米结构，二元或连续菲涅耳(Fresnel)透镜，二元或连续菲涅耳自由曲面，微棱镜结构或它们的组合结构。
反射层用于提高这些光学可变效应的可见性，还可用于实现其它设计效果。
它可以是金属层，尤其是由铝、铜、银、金、铬或上述金属的合金制备的金属层。或者，反射层还可以形成为由高折射率(HRI)材料，特别是硫化锌或二氧化钛制成的层。
金属反射层的层厚优选为5nm-150nm，特别优选为10nm-50nm。HRI层的层厚优选为30nm-250nm。在30nm-75nm的厚度范围内，获得更中性色的反射，而在层较厚的情况中，反射层反射的光显示明显的颜色。
可使用保护层，以形成多层体的外表面，该外表面相对于环境影响是稳定的。优选用于此的清漆是聚丙烯酸酯，丙烯酸酯化合物和/或聚甲基丙烯酸酯，聚环氧化物，聚偏氟乙烯，层厚为1μm-10μm，优选为1μm-5μm。
体积全息图层也用于产生光学可变效应，通常由单体、引发剂和光敏染料组成。它们优选含有选自下组的物质：聚丙烯酸酯，聚酰胺，聚环氧化物，聚乙烯基酯，聚乙烯基醚，聚苯乙烯，聚多元醇，聚异氰酸酯，聚丙烯酰胺，聚乙烯醇，聚氨酯，层厚为3μm-50μm，优选为5μm-25μm。
层复合物22的有色清漆层可以为溶剂型，优选层厚度为0.1μm-10μm，更优选为0.2μm-5μm。利用颜料和/或染料对有色清漆层染色。颜料和/或染料可在可见光内显示颜色效果，但是替代或附加地，也可以在红外光(IR光)和/或紫外光(UV光)内显示颜色效果。利用光学可变颜料，有色清漆层还可以具有光学可变效应。
第一清漆层3优选由水性光刻胶构成，所述水性光刻胶含有至少一种水溶性聚合物、至少一种成膜聚合物、至少一种添加剂和至少一种光引发剂。
第一清漆层3的清漆的相应组成适用于文中所述的所有实例。
水溶性聚合物优选自下组：
精氨酸(arginic acid)衍生物，纤维素衍生物和/或羧化的丙烯酸类聚合物，羧甲基纤维素钠甲基纤维素，聚乙烯基醇树脂，聚环氧乙烷，均聚和/或共聚乙酸乙烯酯，聚丙烯酰胺，长链羧酸。
水溶性聚合物确保未曝光的光刻胶被水性溶剂脱离的能力，并改善其脱离性。
水性光刻胶中所含的水溶性聚合物的浓度优选为1重量％-50重量％，优选为1重量％-20重量％。
更优选的是，成膜聚合物选自下组：聚乙酸乙烯酯树脂，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物，丙烯酸类共聚物，聚氨酯共聚物，聚丙烯酸酯，聚氨酯，聚酯和/或环氧树脂，聚乙烯基吡咯烷酮，聚氨酯丙烯酸酯。.
将成膜聚合物分散在清漆中，在曝光和干燥后形成实际的清漆基质。
水性光刻胶中所含的成膜聚合物的浓度优选为1重量％-50重量％，优选为10重量％-30重量％。
为了提高清漆的分散性和稳定性，有利的是至少一种添加剂是分散添加剂或包含分散添加剂，其在水性光刻胶中的浓度为0.1重量％-5重量％，优选为0.1重量％-3重量％。
而且，有利的是至少一种添加剂是消泡剂或包含消泡剂，其在水性光刻胶中的浓度为0.1重量％-5重量％，优选为0.1重量％-3重量％。由此提高清漆的加工性。
更优选的是光引发剂是或包含光敏重氮树脂，特别是或包含4-重氮二苯基胺/甲醛缩合物，其在水性光刻胶中的浓度为0.1重量％-5重量％，优选为0.1重量％-3重量％。
在紫外辐射的过程中，这些重氮树脂用作交联剂，将曝光区域中清漆的聚合物链连接在一起。与此相关的分子量的提高导致水溶性的下降，造成曝光的清漆在显影的过程中不能被洗去。
更优选的是水性光刻胶含有1％-30％、优选5％-15％的异丙醇。
第一清漆层3还优选包含着色剂，特别是多色或非彩色颜料和/或效果颜料，紫外可激发荧光颜料，薄膜体系，胆甾液晶，染料和/或金属或非金属纳米颗粒。这些颜料和/或染料可在可见光内显示颜色效果，但是替代或附加地，也可以在红外光(IR光)和/或紫外光(UV光)内显示颜色效果。利用光学可变颜料，有色清漆层还可以具有光学可变效应。
下表给出了清漆制剂的例子：
Figure BDA0001447415210000132
Figure BDA0001447415210000141
Figure BDA0001447415210000142
第一清漆层3的曝光优选在350nm-400nm的波长下进行，曝光时间为0.1秒–120秒，优选为0.1秒-60秒，以及/或者曝光剂量为1mJ/cm2-300mJ/cm2，优选为1mJ/cm2-100mJ/cm2。
特别是UV LED可用作紫外光源4。也合适的是汞蒸气灯，它可以被掺杂，例如掺杂镓或铁，以使辐射光谱匹配光活化剂的敏感性和清漆层的透射行为。
此外，也可使用激光用于曝光。因为它们的光束质量，它们也可用于通过偏转单元的介质进行受控部分曝光，从而例如进行个别曝光。
在曝光过程中，光活化剂被活化，用作区域31中的清漆聚合物链的交联剂，结果其水溶性在此丧失。
对于显影，进而对于第二区域32中第一清漆层3的去除，可优选使用添加了异丙醇的水，尤其是添加了1％-30％异丙醇、优选5％异丙醇的水，结果可以实现未曝光区域32的温和去除，而层复合物22的其它层没被损伤。
为了确保第一清漆层3或其它层的结合或充分粘合，可在施加之前进行预处理，例如利用电晕或等离子体进行。
如图2所示，在第一清漆层3曝光和显影后，可向第一清漆层上施加其它层复合物5。在依据图2的实例中，仅有一个由有色清漆制备的个别清漆层51。
清漆层51还优选包含着色剂，特别是多色或非彩色颜料和/或效果颜料，紫外可激发荧光颜料，薄膜体系，胆甾液晶，染料和/或金属或非金属纳米颗粒。这些颜料和/或染料可在可见光内显示颜色效果，但是替代或附加地，也可以在红外光(IR光)和/或紫外光(UV光)内显示颜色效果。利用光学可变颜料，有色清漆层还可以具有光学可变效应。
清漆层51的层厚度优选为0.1μm-10μm，更优选为1μm-5μm。
在沉积清漆层51后，再次去除第一清漆层3。第一清漆层3的水性光刻胶在此用作清洗清漆。不仅第一清漆层3，而且清漆层51都在区域31中被除去，结果它们仅在区域32中保留。
特别优选地，通过酸性偏高碘酸钠溶液，特别是含1.5重量％偏高碘酸钠和0.05重量％硫酸的水溶液进行处理来除去第一清漆层31和清漆层51。
因此，第一清漆层31的去除是氧化过程。酸混合物用于稳定偏高碘酸盐。例如，硝酸也可用于替代硫酸。
偏高碘酸钠溶液的pH优选为1-7，特别优选为2-5。
用酸性偏高碘酸钠溶液进行的处理优选在15℃-70℃、更优选25℃-50℃的温度下进行，以及/或者处理时间为600秒–1秒，优选为120秒-10秒。
第一清漆层31的脱离还可以通过溶液的搅动、针对多层体的有针对性的流动、刷涂、涂抹或超声处理来支持。
而且，有利的是，将非离子型表面活性剂加入酸性偏高碘酸钠溶液中，尤其是选自下组的非离子型表面活性剂：乙氧基化物，伯或仲脂肪醇的烷氧基化物，烷基苯酚，环氧乙烷/环氧丙烷共聚物，胺乙氧基化物，烷基聚乙交酯，脂肪胺氧化物，脂肪酸烷醇酰胺，脂肪酸烷基葡糖酰胺。
这些表面活性剂用作润湿剂，确保偏高碘酸钠溶液完全润湿第一清漆层31和清漆层51，结果实现所需的脱离。
表面活性剂的浓度优选为0％-50％，特别优选为0.01％-3％。
在依据图3的实施方式中，基体22包含部分清漆层23。该部分清漆层对于用于曝光第一清漆层3的波长范围是不透明的，因此优选在该波长范围内的透光率小于20％。
而且，在第一清漆层3曝光和显影之前，向第一清漆层3上施加金属层52。该金属层具体是由铝、铜、银、金、铬或上述金属的合金组成，层厚度为1nm-1μm，优选为10nm-100nm。
在此情况下，第一清漆层3的曝光从基体2的侧面进行。第一清漆层3的区域31曝光，在该区域中不存在部分清漆层23；存在部分清漆层23的区域32中无曝光，导致在随后的部分清漆层3的显影过程中，后者随区域32中的金属层52一起被除去。部分清漆层3和金属层52由此形成补充部分清漆层23的图案。
在依据图4的实施方式中，基体22包含部分金属层24。类似于图3的部分清漆层23，该部分金属层对用于曝光第一清漆层3的波长范围是不透明的。
该部分金属层24具体是由铝、铜、银、金、铬或上述金属的合金组成，层厚度为1nm-1μm，优选为10nm-100nm。
在此情况下，第一清漆层3的曝光也是从基体2的侧面进行。第一清漆层3的区域31曝光，在该区域中不存在部分金属层24；存在部分金属层24的区域32中无曝光或仅有轻微曝光，导致在随后的部分清漆层3的显影过程中，后者在区域32中被除去。第一清漆层3由此形成补充部分金属层24的图案。
依据图5的实例相当于图4的实例，区别仅在于第一清漆层31施加在基体2上，但未覆盖整个表面，而是仅仅部分覆盖。
依据图6的实例也相当于图4的实例，区别仅在于，除了部分金属层24外，基体具有在基体延伸平面法向表面方向上与部分金属层24一致的部分清漆层23。
根据图7的实例相当于依据图3的实例。但是，省略了向第一清漆层3施加金属层51。同样，第一清漆层3的曝光从基体2的侧面进行，使用基体2的部分清漆层23作为内掩模，然后按照文中所述进行显影。
在另一步骤中，向第一清漆层3和部分清漆层23部分施加抗蚀剂53。随后第一清漆层3和部分清漆层23在它们未被抗蚀剂53覆盖的区域被除去。
抗蚀剂53优选由丙烯酸酯，聚酯，环氧化物，聚氨酯树脂或丙烯酸酯共聚物组成，层厚为0.1μm-10μm，优选为0.1μm-5μm。
抗蚀剂53还可以图案、网格或花样的形式施加，特别是以精细线条图案形式施加，它在所得的多层体1中随后在第一清漆层3和部分清漆层23的彩色图案中染色。
根据图8的实例也相当于依据图3的实例。同样在此进行使用部分清漆层23作为内掩模的第一清漆层3的结构化。不同于图3，该实例中在基体2中仅设置一个覆盖整个表面的其它反射层25，该反射层具有在开始描述基体2时解释的性质。
同样，类似于图7，通过施加抗蚀剂53以及随后进行蚀刻来进一步结构化。
在依据图9的实例中，类似于图2，第一清漆层3用作清洗清漆。在此实施方式中，第一清漆层3首先沉积在基体2的反射层25上，利用外延膜或激光进行曝光，在显影过程中除去未曝光区域32。
随后进行蚀刻步骤，在该步骤中区域32中的反射层25被除去。在蚀刻过程中，区域31中的反射层被第一清漆层3保护，使其仍保留在此。
然后向基体2和第一清漆层3施加其它反射层52，例如通过蒸气沉积、溅射、化学气相沉积等方法进行。
在随后用偏高碘酸钠溶液进行处理的过程中，在第一区域31中第一清漆层3与其它反射层52一起被除去。反射层25保留在基体2的表面上，而其它反射层52形成第一区域31中基体的表面。这在不同材料用于反射层25,52时特别有意义。因此，例如，两种不同的金属或金属合金可相互补充地排列。
同样，随后可用抗蚀剂进行部分套印和反射层25,52的进一步结构化。
根据图10的实施方式类似于依据图6的实施方式。同样，部分金属层24和部分清漆层23用作第一清漆层3的内曝光掩模。区别仅在于层顺序。在此，部分金属层24面向第一清漆层3，而部分清漆层23面向载体层21。
这种层顺序使得可以同样使用部分清漆层23来构造部分金属层24。为此，首先产生部分清漆层23，然后在整个表面上施加金属层24。通过基体2曝光的光敏抗蚀剂沉积在金属层24上。当使用正性抗蚀剂时，在显影后，抗蚀剂保留，与部分清漆层23重叠，导致在随后蚀刻过程中，部分金属层24也保持精确对准地与部分清漆层23一致。
在除去抗蚀剂后，如参考图6中所描述的，随后可以精确对准地补充层23，24的方式产生第一清漆层3。
如图11所示，由这样产生的层结构开始，可施加其它有色清漆层51。类似于图2，随后通过酸性偏高碘酸钠溶液除去第一清漆层3。在存在第一清漆层3的区域中其它有色清漆层51也被除去，结果它保持精确对准地与部分清漆层23和部分金属层24一致。
附图编号
______________________________________________________
1 多层体
2 基体
21 载体层
22 层复合物
23 部分清漆层
24 部分金属层
25 反射层
3 第一清漆层
31 曝光区域
32 未曝光区域
4 紫外光源
5 其它层复合物
51 有色清漆层
52 反射层
53 抗蚀剂

Claims (55)

1.一种生产多层体的方法，所述方法包括以下步骤：
a)向基体表面施加由水性光刻胶制备的第一清漆层；
b)使第一清漆层的第一区域曝光，其中第一清漆层的第二区域不曝光；
c)除去第一清漆层的第二区域；
其中，所述基体包含至少一个由溶剂型清漆制备的第二清漆层，
其中，第一清漆层被施加在第二清漆层的表面上，所述第二清漆层不被水性光刻胶或用于使其显影的物质攻击。
2.如权利要求1所述的方法，
其特征在于：
至少一个其它层被施加在第一清漆层上。
3.如权利要求2所述的方法，
其特征在于，
在施加至少一个其它层后，第一区域中的第一清漆层和至少一个其它层被移除。
4.如权利要求3所述的方法，
其特征在于：
通过酸性偏高碘酸钠溶液进行处理来除去第一清漆层和至少一个其它层。
5.如权利要求4所述的方法，
其特征在于：所述酸性偏高碘酸钠溶液是含1.5重量％偏高碘酸钠和0.05重量％硫酸的水溶液。
6.如权利要求4所述的方法，
其特征在于：
用酸性偏高碘酸钠溶液进行的处理在15℃-70℃的温度下进行，以及/或者处理时间为600秒–1秒。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述处理在25℃-50℃的温度下进行。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述处理时间为120秒-10秒。
9.如权利要求4-8中任一项所述的方法,
其特征在于：
将非离子型表面活性剂加入酸性偏高碘酸钠溶液中。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述非离子型表面活性剂选自下组：乙氧基化物，伯或仲脂肪醇的烷氧基化物，烷基苯酚，环氧乙烷/环氧丙烷共聚物，胺乙氧基化物，烷基聚乙交酯，脂肪胺氧化物，脂肪酸烷醇酰胺，脂肪酸烷基葡糖酰胺。
11.如权利要求2所述的方法，
其特征在于：
至少一个其它层是第三清漆层或包含第三清漆层。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第三清漆层是由溶剂型清漆制备的清漆层。
13.如权利要求3-8中任一项所述的方法，
其特征在于：
至少一个其它层是反射层或包含反射层。
14.如权利要求13所述的方法，
其特征在于：
第一清漆层被施加在基体的反射层上，并且在施加至少一个其它层之前，除去第二区域中的基体反射层。
15.如权利要求13所述的方法，
其特征在于：
第一清漆层被施加在基体的反射层上，并且在施加至少一个其它层之前，通过蚀刻除去第二区域中的基体反射层。
16.如权利要求1所述的方法，
其特征在于：
第一清漆层仅施加在基体的部分表面区域上。
17.如权利要求1所述的方法，
其特征在于：
将抗蚀剂施加在第一清漆层和/或至少一个其它层的部分区域上，第一清漆层和/或至少一个其它层的未被抗蚀剂覆盖的区域被除去。
18.如权利要求11所述的方法，
其特征在于：
曝光从基体的侧面进行。
19.如权利要求18所述的方法，
其特征在于：
基体包括至少一个部分层，该层在第一区域中对用于曝光第一清漆层的波长范围是透明的，并且在第二区域中对用于曝光第一清漆层的波长范围是不透明的。
20.如权利要求19所述的方法，
其特征在于：
所述至少一个部分层是第四清漆层和/或反射层。
21.如权利要求1所述的方法，
其特征在于：
曝光在350nm-400nm的波长下进行，曝光时间为0.1秒–120秒，以及/或者曝光剂量为1mJ/cm2-300mJ/cm2。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述曝光时间为0.1秒-60秒。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述曝光剂量为1mJ/cm2-100mJ/cm2。
24.如权利要求1所述的方法，
其特征在于，
为了除去第二区域中的第一清漆层，使用添加了异丙醇的水。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述添加了异丙醇的水是添加了1％-30％异丙醇的水。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述添加了异丙醇的水是添加了5％异丙醇的水。
27.如权利要求1所述的方法，
其特征在于，
对于施加第一清漆层，使用包含至少一种水溶性聚合物、至少一种成膜聚合物、至少一种添加剂和至少一种光引发剂的水性光刻胶。
28.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
水溶性聚合物选自下组：精氨酸衍生物，纤维素衍生物和/或羧化的丙烯酸类聚合物。
29.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
水溶性聚合物选自下组：羧甲基纤维素钠，甲基纤维素，聚乙烯基醇树脂，聚环氧乙烷，均聚和/或共聚乙酸乙烯酯，聚丙烯酰胺，长链羧酸。
30.如权利要求27所述的方法,
其特征在于：
水性光刻胶中所含的水溶性聚合物的浓度为1重量％-50重量％。
31.如权利要求27所述的方法，其特征在于，水性光刻胶中所含的水溶性聚合物的浓度为1重量％-20重量％。
32.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
成膜聚合物选自下组：聚乙酸乙烯酯树脂，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物，丙烯酸类共聚物，聚氨酯共聚物，聚丙烯酸酯，聚氨酯，聚酯和/或环氧树脂，聚乙烯基吡咯烷酮，聚氨酯丙烯酸酯。
33.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
水性光刻胶中所含的成膜聚合物的浓度为1重量％-50重量％。
34.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
水性光刻胶中所含的成膜聚合物的浓度为10重量％-30重量％。
35.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
至少一种添加剂是分散添加剂或包含分散添加剂，其在水性光刻胶中的浓度为0.1重量％-5重量％。
36.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
至少一种添加剂是分散添加剂或包含分散添加剂，其在水性光刻胶中的浓度为0.1重量％-3重量％。
37.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
至少一种添加剂是消泡剂或包含消泡剂，其在水性光刻胶中的浓度为0.1重量％-5重量％。
38.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
至少一种添加剂是消泡剂或包含消泡剂，其在水性光刻胶中的浓度为0.1重量％-3重量％。
39.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
光引发剂是或包含光敏重氮树脂，其在水性光刻胶中的浓度为0.1重量％-5重量％。
40.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
光引发剂是或包含光敏重氮树脂，其在水性光刻胶中的浓度为0.1重量％-3重量％。
41.如权利要求39或40所述的方法，其特征在于，所述光敏重氮树脂是4-重氮二苯基胺/甲醛缩合物。
42.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
水性光刻胶含有1％-30％的异丙醇。
43.如权利要求27所述的方法，
其特征在于：
水性光刻胶含有5％-15％的异丙醇。
44.如权利要求20所述的方法，
其特征在于：
第一和/或第二和/或第三和/或第四清漆层包含着色剂。
45.如权利要求44所述的方法，其特征在于，所述着色剂是多色或非彩色颜料和/或效果颜料，紫外可激发荧光颜料，薄膜体系，胆甾液晶，染料和/或金属或非金属纳米颗粒。
46.如权利要求44所述的方法，
其特征在于：
第一和/或第二和/或第三和/或第四清漆层各包含不同着色剂。
47.如权利要求20所述的方法，
其特征在于：
第一和/或第二和/或第三和/或第四清漆层以标识、图案的形式被施加和/或结构化。
48.如权利要求20所述的方法，
其特征在于：
第一和/或第二和/或第三和/或第四清漆层以图形图案、字母数字字符、图像的形式被施加和/或结构化。
49.如权利要求20所述的方法，
其特征在于：
第一和/或第二和/或第三和/或第四清漆层以雕花图案的形式被施加和/或结构化。
50.如权利要求1所述的方法，
其特征在于：
第一清漆层被施加在包含一个或多个以下层的基体上：载体层、脱离层、蜡层、基底涂层、具有表面浮雕的复制层、反射层、保护层、体积全息图层。
51.如权利要求50所述的方法，
其特征在于：
引入复制层的表面浮雕形成光学变化的元素，具体来说，全息图，线性或交叉正弦曲线衍射栅，线性或交叉单步或多步矩形栅，零级衍射结构，不对称浮雕结构，炫耀光栅，各向同性或各向异性消光结构或者光衍射和/或光折射和/或聚光微结构或纳米结构，二元或连续菲涅耳透镜，二元或连续菲涅耳自由曲面，微棱镜结构或它们的组合结构。
52.通过如权利要求1-51中任一项所述方法获得的多层体。
53.如权利要求52所述的多层体，其特征在于，所述多层体是防伪元件。
54.防伪文件，其具有权利要求52或53所述的多层体。
55.如权利要求54所述的防伪文件，其特征在于，所述防伪文件是钞票、证券、身份证件、签证文件、护照或信用卡。
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