CN111615432B - 光学效应层的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在基材上生产光学效应层(OEL)的方法和印刷设备的领域，所述光学效应层(OEL)包含磁性取向的片状磁性或可磁化颜料颗粒。特别地，本发明涉及使用包括安装在转移装置(TD)上的第一磁场产生装置和静态的第二磁场产生装置的印刷设备来生产作为在安全文档或安全物品上的防伪手段或出于装饰性目的的所述OEL的方法。

Description

光学效应层的生产方法
技术领域
本发明涉及用于生产光学效应层(OEL)的方法和印刷设备的领域，所述光学效应层(OEL)包含磁性取向的片状磁性或可磁化颜料颗粒。特别地，本发明提供用于使在涂层中的片状磁性或可磁化颜料颗粒磁性取向的方法和印刷设备以生产OEL的方法和印刷设备，以及所述OEL作为在安全文档或安全物品上的防伪手段以及装饰性目的的用途。
背景技术
在本技术领域中已知使用包含取向的磁性或可磁化颜料颗粒、特别是还是光学可变的磁性或可磁化颜料颗粒的墨、组合物、涂膜或层来生产例如在安全文档的领域中的安全要素。包含取向的磁性或可磁化颜料颗粒的涂膜或层公开于例如US 2,570,856；US 3,676,273；US 3,791,864；US 5,630,877和US 5,364,689中。包括取向的磁性变色颜料颗粒的、导致特别吸引人的光学效应的、可用于保护安全文档的涂膜或层已经公开于WO 2002/090002 A2和WO 2005/002866 A1中。
例如用于安全文档的安全特征可以通常分类为一方面的“隐性(covert)”安全特征和另一方面的“显性(overt)”安全特征。由隐性安全特征提供的保护依赖于此类特征难以被检测，典型地要求用于检测的专业仪器和知识的观念，而“显性”安全特征依赖于用独立的(unaided)人类感官可容易地检测的观念，例如，此类特征可以是视觉可见的和/或借由触觉可检测、但依然难以被生产和/或复制。然而，显性安全特征的有效性很大程度上依赖于它们作为安全特征的容易识别。
在印刷墨或涂膜中的磁性或可磁化颜料颗粒能够通过以下来生产磁力诱导的图像、设计和/或图案：施加对应结构化的磁场，诱导尚未硬化的(即湿润的)涂膜中的磁性或可磁化颜料颗粒的局部取向，接着使涂膜硬化。结果是固定且稳定的磁力诱导的图像、设计或图案。用于使涂布组合物中的磁性或可磁化颜料颗粒取向的材料和技术已经公开于例如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；US 2002/0160194；US 2004/0009308；EP 0 710 508A1；WO 2002/09002 A2；WO 2003/000801 A2；WO 2005/002866 A1；WO 2006/061301 A1中。以此方式，可以生产高度防伪造的磁力诱导的图案。讨论中的安全要素仅可以通过同时利用磁性或可磁化颜料颗粒或对应的墨、以及用于印刷所述墨和使印刷墨中的所述颜料取向的特定技术来生产。
上述的方法和装置使用磁性组件以使片状磁性颜料颗粒单轴取向。磁性颜料颗粒的单轴取向产生如下的相邻的颗粒：它们的主轴彼此平行且平行于磁场，而它们在颜料颗粒的平面中的短轴不受或很少受所施加的磁场约束。
为了生产包括双轴取向的磁性或可磁化颜料颗粒的涂膜或层，用于生成时间依赖性、方向可变的充分强度的磁场的方法正在发展中，因而允许磁性或可磁化颜料颗粒的双轴取向。
WO 2015/086257 A1公开了用于在基材上生产光学效应层(OEL)的改进的方法，所述方法包括两个磁性取向步骤，所述步骤包括：i)将包含片状磁性或可磁化颜料颗粒的涂布组合物暴露于第一磁场产生装置的动态的、即方向改变的磁场，从而使片状磁性或可磁化颜料颗粒中的至少一部分双轴取向；和ii)将涂布组合物暴露于第二磁场产生装置的静态磁场，由此使片状磁性或可磁化颜料颗粒中的至少一部分根据由所述第二磁场产生装置转印的设计而单轴再取向。然而，公开于WO 2015/086257 A1中的方法能够生产与现有技术相比展现改进的亮度和对比度的光学效应层，所述方法需要两个独立的步骤，其中第一步骤要求用于磁性或可磁化颜料颗粒的预排列的另外空间。该要求在高速工业印刷仪器中实施非常麻烦，因为其需要在当前的印刷仪器中不易达到的另外的空间，因而导致当前可获得的所使用的仪器的改编以及高成本。
因此，对于用于生产光学效应层(OEL)的改进的方法有需要，所述方法在机械上稳固，易于利用工业高速印刷仪器、特别是旋转磁性定向滚筒实施，而无需依靠所述仪器的繁琐、冗长和昂贵的改造。尤其是对于用于生产展现抢眼的动态效应以组合地提供高分辨率和高对比度的光学效应层(OEL)的改进的方法仍有所述需求。
发明内容
因此，本发明的目的是克服现有技术的缺陷。这通过提供一种用于在基材(x10)上生产光学效应层(OEL)的方法来实现，所述方法包括以下步骤：
a)向基材(x10)表面上施加包含片状磁性或可磁化颜料颗粒的涂布组合物，以便在所述基材(x10)上形成涂层(x20)，所述涂布组合物处于第一状态，
b)将携带有涂层(x20)的基材(x10)置于提供第一磁场矢量分量的第一磁场产生装置(x30)上，所述第一磁场产生装置(x30)安装在转移装置(TD)上，由此使片状磁性或可磁化颜料颗粒经受所述第一磁场矢量分量，
使所述携带有涂层(x20)的基材(x10)和所述第一磁场产生装置(x30)在静态的第二磁场产生装置(x40)的附近相伴地移动，所述第二磁场产生装置(x40)提供第二磁场矢量分量，
由此使片状磁性或可磁化颜料颗粒经受由第一磁场矢量分量和第二磁场矢量分量形成的时间依赖性合成磁场，以便使片状磁性或可磁化颜料颗粒中的至少一部分双轴取向，
其中第一磁场产生装置(x30)的磁通量密度和第二磁场产生装置(x40)的磁通量密度的比率为小于约4.0、优选小于约1.9且更优选在约1.5与约0.5之间；和
c)使涂布组合物硬化至第二状态，以便使片状磁性或可磁化颜料颗粒固定在它们采取的位置和取向上。
本文还记载了通过本文记载的方法生产的光学效应层(OEL)，以及包含本文记载的一层以上的光学OEL的安全文档以及装饰性元件和物体。
本文还记载了一种安全文档或装饰性元件或物体的制造方法，其包括：a)提供安全文档或装饰性元件或物体，和b)提供光学效应层如本文记载的那些，特别是如通过本文记载的方法获得的那些，以致其被所述安全文档或装饰性元件或物体所包含。
本文还记载了一种印刷设备，其包括本文记载的转移装置(TD)、优选地本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)，以及本文记载的第二磁场产生装置(x40)中的至少之一，所述转移装置(TD)、优选地所述旋转磁性滚筒(RMC)包括安装在其上的本文记载的第一磁场产生装置(x30)中的至少之一。
本文还记载了印刷设备用于生产本文记载的光学效应层(OEL)的用途。
由本发明提供的方法在机械上稳固，易于利用工业高速印刷仪器实施，而无需依靠所述仪器的繁琐、冗长和昂贵的改造。
附图说明
现在将参照附图和具体的实施方案更详细地描述本文记载的光学效应层(OEL)及它们的生产，其中
图1示意性表明携带有涂层(120)的基材(110)暴露于安装在转移装置(TD)、特别是旋转磁性滚筒(RMC)上的i)第一磁场产生装置(130)以及ii)静态的第二磁场产生装置(140)，其中携带有涂层(120)的基材(110)与第一磁场产生装置(130)在静态的第二磁场产生装置(140)的附近相伴地移动。涂层(120)利用硬化单元(150)硬化以便形成光学效应层(OEL)。
图2示意性表明包括提供第一时间独立性磁场矢量分量的第一磁场产生装置(230)和提供第二磁场矢量分量的静态的第二磁场产生装置(240)的组合的上视图。第一磁场产生装置(230)为棒状偶极磁体，其在第二磁场产生装置(240)的附近与携带有涂层(220)的基材(210)(图2中未示出)同步且相伴地移动。
图3示意性表明提供第一时间独立性磁场矢量分量(H1)的第一磁场产生装置(330)的磁场、提供第二磁场矢量分量(H2)的第二磁场产生装置(340)的磁场、和由第一和第二磁场矢量分量形成、即由H1和H2的矢量加法得到的合成磁场(H3)。
图4A示意性表明用于根据本发明使用转移装置(TD)、特别是线性磁性转移装置(LMTD)使基材(410)上的涂层(420)中所包含的片状磁性或可磁化颜料颗粒取向的方法，所述方法包括使携带有涂层(420)的基材(410)在包括两个偶极棒状磁体(441a和441b)的静态的第二磁场产生装置(440)的附近与第一磁场产生装置(430)相伴地移动(参见灰色箭头)的步骤。
图4B示意性表明图4A的第一和第二磁场产生装置(430、440)的截面。第一磁场产生装置(430)的棒状偶极包括在支持架(431)中，其中所述支持架置于支承块(432)和导轨(433)的上方。第二磁场产生装置(440)的两个偶极棒状磁体(441a和441b)嵌入固定在框架(443a-c)上的两个支持架(442a和442b)中。
图4C示意性表明图4A-B的第一磁场产生装置(430)的截面。第一磁场产生装置(430)包括在由支承块(432)和导轨(433)支承的支持架(431)中以便在静态的第二磁场产生装置的附近是可移动的，其中携带有涂层(420)的基材(410)置于所述支持架(431)的上方。
图5A-D示意性表明与图4A-C中所述的装置相似的第一磁场产生装置(530)和用于测量第一磁场产生装置(530)或基材(510)上的涂层(520)(图5C-D)的磁通量密度的霍尔探针(560)(图5A-5B)的上视图(图5A和5C)和截面(5B和5D)。
图6A图示地示意性表明与图4A-C中所述的装置相似的第二磁场产生装置(640)和用于测量第二磁场产生装置(640)的磁通量密度的霍尔探针(660)(图6A)。
图6B-C图示地示意性表明与图4A-C中所述的装置相似的第二磁场产生装置(640)和用于测量第二磁场产生装置(640)的磁通量密度的霍尔探针(660)的上视图(图6B)和截面(6C)。
图7A示意性表明用于测量本文中示出的OEL中的反射束方向的锥光散射测量(conoscopic scatterometry)的工作原理。
图7B示意性表明如用于确定OEL中的颜料颗粒的取向的全反射锥光散射测量机构。
图8示意性表明使用锥光散射测量计的利用根据本发明的设备制备的OEL的分析方法。
图9A-D示意性表明焦平面(960)上的所得反射光斑(图9A和9B)、以及由具有高程度的双轴向排列的取向的磁性或可磁化颜料颗粒(图9A和9C)制成的OEL和由具有低程度的双轴向排列的取向的磁性或可磁化颜料颗粒(图9B和9D)制成的OEL的方位角的分布(图9C和9D)，锥光散射测量的测量原理用于分析利用设备制备的光学效应层(OEL)。
具体实施方式
定义
以下定义用于阐明说明书中采用和权利要求中列举的术语的意义。
如本文使用的，不定冠词“一(a)”表示一以及大于一，并且不必然限定其指定名词为单一的。
如本文使用的，术语“至少”意欲定义一或大于一，例如一或二或三。
如本文使用的，术语“约”意指讨论中的量或值可以是指定的一定值或其附近的一些其它值。通常，表示特定值的术语“约”意欲表示在该值的±5％内的范围。作为一个实例，短语“约100”表示100±5的范围，即，从95至105的范围。通常，当使用术语“约”时，可以预期的是，在指定值的±5％的范围内可以获得根据本发明的相似的结果或效果。
如本文使用的，术语“和/或”意指所述分组的要素的全部或仅之一可以存在。例如，“A和/或B”应该意指“仅A、或仅B、或A和B二者”。在“仅A”的情况下，该术语也涵盖B不存在的可能，即“仅A，但没有B”。
本文使用的术语“包含”意欲为非排他性的和开放式的。因而，例如，包含化合物A的涂布组合物可以包括除了A以外的其它化合物。然而，术语“包含”也涵盖作为其特定实施方案的“基本上由……组成”和“由……组成”的更限制性的含义，以致例如，“包含A、B和任选的C的涂布组合物”也可以(基本上)由A和B组成或者(基本上)由A、B和C组成。
本文使用的术语“光学效应层(OEL)”表示包含取向的片状磁性或可磁化颜料颗粒和粘结剂的涂膜或层，其中所述片状磁性或可磁化颜料颗粒由磁场取向，并且其中取向的片状磁性或可磁化颜料颗粒固定/冻结在它们的取向和位置上(即，在硬化/固化后)，以便形成磁性诱导的图像。
术语"涂布组合物"是指能够在固体基材上形成光学效应层(OEL)且可以优选地但不排他地通过印刷方法施加的任意组合物。该涂布组合物包含本文记载的片状磁性或可磁化颜料颗粒和本文记载的粘结剂。
如本文使用的，术语“湿润”是指尚未固化的涂层，例如其中片状磁性或可磁化颜料颗粒在对其起作用的外力的影响下依然能够改变它们的位置和取向的涂膜。
如本文使用的，术语“标记”应该意指例如图案等的不连续层，其包括而不限于符号、文数符号(alphanumeric symbol)、图形(motifs)、字母、文字、数字、标识和图画。
术语“使……硬化(hardening)”用于表示以下方法：处于尚未硬化的(即湿润的)第一物理状态的涂布组合物的粘度增加，从而将其转换为第二物理状态，即硬化的或固体的状态，其中片状磁性或可磁化颜料颗粒固定/冻结在它们当前的位置和取向上并且不再能够移动或旋转。
术语“安全文档”是指通常由至少一个安全特征保护以防伪造或被诈骗的文档。安全文档的实例包括而不限于有价文档和有价商业货物。
术语“安全特征”用于表示可以用于鉴定(authentication)目的的图像、图案或图形要素。
在本说明书涉及“优选的”实施方案/特征的情况下，这些“优选的”实施方案/特征的组合也应该视为公开的，只要“优选的”实施方案/特征的该组合是技术上有意义的即可。
本发明提供用于在基材上生产光学效应层(OEL)的方法。根据本发明的方法包括以下步骤：
a)向本文记载的基材(x10)表面上施加包含本文记载的片状磁性或可磁化颜料颗粒的涂布组合物，以便在所述基材(x10)上形成本文记载的涂层(x20)，所述涂布组合物处于第一状态，
b)将携带有涂层(x20)的基材(x10)置于提供本文记载的第一磁场矢量分量的本文记载的第一磁场产生装置(x30)上，所述第一磁场产生装置(x30)安装在转移装置(TD)上，由此使片状磁性或可磁化颜料颗粒经受所述第一磁场矢量分量，
使所述携带有涂层(x20)的基材(x10)和所述第一磁场产生装置(x30)在本文记载的静态的(即，不随着转移装置(TD)移动)第二磁场产生装置(x40)的附近相伴地移动，所述第二磁场产生装置(x40)提供本文记载的第二磁场矢量分量，
由此使片状磁性或可磁化颜料颗粒经受本文记载的由第一磁场矢量分量和第二磁场矢量分量形成的时间依赖性合成磁场，以便使片状磁性或可磁化颜料颗粒中的至少一部分双轴取向，
其中第一磁场产生装置(x30)的磁通量密度和第二磁场产生装置(x40)的磁通量密度的比率为小于约4.0、优选小于约1.9且更优选在约1.5与约0.5之间；和
c)使涂布组合物硬化至第二状态，以便使片状磁性或可磁化颜料颗粒固定在它们采取的位置和取向上。
本发明提供可靠且易于实施的用于生产光学效应层(OEL)的方法。在基材上的片状磁性或可磁化颜料颗粒的磁性取向通过将携带有包含所述片状磁性或可磁化颜料颗粒的涂层(x20)的基材(x10)置于安装在本文记载的转移装置(TD)、优选地本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)上的第一磁场产生装置(x30)，并且将它们呈递至静态的第二磁场产生装置来进行，其中第一磁场产生装置(x30)和携带有涂层(x20)的基材(x10)随着第一磁场产生装置(x30)以及随着转移装置(TD)相伴地移动，并且其中所述第二磁场产生装置是静态装置，即不随着转移装置(TD)移动。
因为携带有涂层(x20)的基材(x10)与第一磁场产生装置(x30)相伴地移动，所述第一磁场产生装置(x30)提供第一时间独立性磁场矢量分量，片状磁性或可磁化颜料颗粒经受所述第一磁场矢量分量，其中所述第一磁场矢量分量在涂层的参考坐标系中是时间独立的、优选地在涂层的参考坐标系中固定的一平面内是时间独立的。
本发明利用携带有包含片状磁性或可磁化颜料颗粒的涂层(x20)的基材(x10)与第一磁场产生装置(x30)在静态的第二磁场产生装置(x40)的附近(即，通过静态的第二磁场产生装置(x40)的磁场)的同步和相伴的移动，其中所述第二磁场产生装置(x40)不随着转移装置(TD)移动并且提供第二磁场矢量分量。由第一和第二磁场矢量分量形成的合成磁场使片状磁性或可磁化颜料颗粒中的至少一部分双轴取向。在本文记载的方法期间，片状磁性或可磁化颜料颗粒经受作为第一和第二磁场矢量分量的矢量和的时间依赖性合成磁场，并且在所述不均匀的合成磁场内移动。借助“时间依赖性磁场”，意味着沿着由涂层的单个片状磁性或可磁化颜料颗粒所追随的运动路径，磁场在涂层的参考坐标系中在方向上为时间依赖性的(即，随时间变化的)或者在方向和强度上为时间依赖性的(即，随时间变化的)、优选地在涂层的参考坐标系中固定的一平面内为时间依赖性的(即，随时间变化的)。以此方式，涂层的片状磁性或可磁化颜料颗粒中的至少一部分倾向于排列，导致所述片状磁性或可磁化颗粒中的至少一部分的双轴取向，即其中所述片状颜料颗粒的两个最大主轴受约束的取向。一旦在尚未硬化的(即，湿润的)涂层中产生期望的效果，就使涂布组合物部分或完全地硬化，以便永久地固定/冻结OEL中的片状磁性或可磁化颜料颗粒的相对位置和取向。
本文记载的转移装置(transferring device)(TD)可以为旋转磁性定向滚筒(rotating magnetic orienting cylinder)(RMC)或线性磁性转移装置(linear magnetictransferring device)(LMTD)，例如线性引导件。优选地，本文记载的转移装置(TD)为旋转磁性定向滚筒(RMC)。
如图1中所示的，本文记载的第一磁场产生装置(x30)安装在转移装置(TD)上，该转移装置(TD)为本文记载的旋转磁性定向滚筒(RMC)，其中所述旋转磁性定向滚筒(RMC)为以连续方式在高印刷速度下操作的旋转、单张进纸(sheet-fed)或卷筒进纸(web-fed)的工业印刷机的一部分，特别是第一磁场产生装置(x30)安装在旋转磁性滚筒(RMC)的周向槽或横向槽上。包括本文记载的第一磁场产生装置(x30)的旋转磁性定向滚筒(RMC)意欲用于包括本文记载的静态的第二磁场产生装置(x40)的印刷或涂布仪器，或与其协同使用，或成为其一部分，以便使涂层中的片状磁性或可磁化颜料颗粒取向。
本文记载的方法包括：步骤a)向本文记载的基材(x10)表面上施加包含本文记载的片状磁性或可磁化颜料颗粒的涂布组合物以便形成涂层(x20)，所述涂布组合物处于允许其作为层的施加并且处于尚未硬化的(即，湿润的)状态的第一物理状态，其中片状磁性或可磁化颜料颗粒可以在粘结剂材料内移动和旋转。因为本文记载的涂布组合物要提供在基材(x10)表面上，所以涂布组合物至少包含粘结剂材料如本文记载的那些、和片状磁性或可磁化颜料颗粒，其中所述涂布组合物呈允许其在期望的印刷或涂布仪器上处理的形式。优选地，所述步骤a)通过印刷方法来进行，所述印刷方法优选地选自由丝网印刷(screenprinting)、轮转凹版印刷、柔性版印刷、喷墨印刷和凹版印刷(intaglio printing)(本领域中也称为雕刻铜板印刷和雕刻钢模具印刷)组成的组，更优选选自由凹版印刷、丝网印刷、轮转凹版印刷和柔性版印刷组成的组，又更优选选自由凹版印刷、丝网印刷、轮转凹版印刷和柔性版印刷组成的组。
丝网印刷(screen printing)(本技术领域中也称为丝网印刷(silkscreenprinting))为模板方法(stencil process)，其中墨经由由在由例如木材或金属(例如铝或不锈钢)制成的框架上紧紧拉伸的，丝织物、由例如聚酰胺或聚酯等合成纤维制成的单丝或复丝、或者金属线的细织物网支承的模板转印至表面。选择性地，丝网印刷网可以是化学地蚀刻、激光蚀刻或电镀形成的多孔金属箔，例如不锈钢箔。网的孔在非图像区域中阻塞并且在图像区域中保持开放，图像载体称为丝网。丝网印刷可以为平台或旋转型的。丝网印刷进一步记载于例如The Printing ink manual，R.H.Leach和R.J.Pierce，Springer Edition，第5版，第58-62页和Printing Technology，J.M.Adams和P.A.Dolin，Delmar ThomsonLearning，第5版，第293-328页中。
轮转凹版印刷(Rotogravure)(本技术领域中也称为照相凹版印刷(gravure))为其中将图像要素雕刻入滚筒的表面的印刷方法。非图像区域处于恒定原始水平。在印刷之前，将整个印刷板(非印刷和印刷要素)用墨上墨和充满(flood)。将墨在印刷之前由擦拭物或刮板从非图像除去，以致墨仅残留在小室(cell)中。将图像通过典型地在2-4巴的范围内的压力和通过基材与墨之间的粘合力从小室转印至基材。术语轮转凹版印刷不涵盖依赖于例如不同种类的墨的凹版印刷方法(intaglio printing processes)(本技术领域中也称为雕刻钢模具或铜板印刷方法)。更多的细节在“Handbook of print media”，HelmutKipphan，Springer Edition，第48页和The Printing ink manual，R.H.Leach和R.J.Pierce，Springer Edition，第5版，第42-51页中提供。
柔性版印刷优选地使用具有刮胶刀(doctor blade)、优选收纳的(chambered)刮胶刀、网纹辊(anilox roller)和印版滚筒(plate cylinder)的单元。网纹辊有利地具有小室，其容积和/或密度确定墨施加速度。刮胶刀抵至网纹辊并且同时刮除过剩的墨。网纹辊将墨转印至印版滚筒，所述印版滚筒将墨最终转印至基材。特定的设计可以使用设计的光聚合物板来实现。印版滚筒可以由聚合的或弹性体的材料制成。聚合物主要用作板中的光聚合物，有时用作套筒上的无缝涂膜。光聚合物板由感光性聚合物制成，所述感光性聚合物通过紫外(UV)光来硬化。将光聚合物板切割为所要求的尺寸并且放置在UV光暴露单元中。所述板的一侧完全暴露于UV光以使该板的基部(base)硬化或固化。然后将该板翻转，将零件(job)的底片(negative)安装在未固化侧，并且该板进一步暴露于UV光。这使图像区域中的板硬化。然后处理该板以从非图像区域中除去未硬化的光聚合物，这降低这些非图像区域中的板表面。在处理之后，将该板干燥并且给予后暴光剂量的UV光以使整个板固化。用于柔性版印刷的印版滚筒的制备记载于Printing Technology，J.M.Adams和P.A.Dolin，Delmar Thomson Learning，第5版，第359-360页和The Printing ink manual，R.H.Leach和R.J.Pierce，Springer Edition，第5版，第33-42页中。
本文记载的涂布组合物以及本文记载的涂层(x20)包含片状磁性或可磁化颜料颗粒。优选地，本文记载的片状磁性或可磁化颜料颗粒以约5wt-％至约40wt-％，更优选约10wt-％至约30wt-％的量存在，重量百分比基于涂布组合物的总重量。
与可以被认为是准(quasi)一维颗粒的针状颜料颗粒相反，片状颜料颗粒由于它们尺寸的大的纵横比而为准二维颗粒。片状颜料颗粒可以被认为是二维结构，其中尺寸X和Y大幅大于尺寸Z。片状颜料颗粒在本领域中也称为扁平颗粒或薄片(flakes)。此类颜料颗粒可以记载为：主轴X对应于横跨颜料颗粒的最长尺寸并且第二轴Y垂直于X且横跨颜料颗粒。换言之，XY平面粗略地定义由颜料颗粒的第一和第二最长尺寸形成的平面，Z尺寸被忽略。
本文记载的片状磁性或可磁化颜料颗粒由于它们的非球状形状而具有对于入射的电磁辐射的非各向同性反射率(non-isotropic reflectivity)，其中硬化/固化的粘结剂材料是至少部分地透明的。如本文使用的，术语“非各向同性反射率”表示，来自第一角度的入射辐射由颗粒反射至特定(观察)方向(第二角度)的比例是颗粒的取向的函数，即颗粒的取向相对于第一角度的改变可以导致向观察方向的不同量级(magnitude)的反射。
本文记载的OEL包含由于它们的形状而具有非各向同性反射率的片状磁性或可磁化颜料颗粒。在本文记载的OEL中，本文记载的片状磁性或可磁化颜料颗粒分散于涂布组合物中，所述涂布组合物包括使片状磁性或可磁化颜料颗粒的取向固定的硬化的粘结剂材料。粘结剂材料至少处于其硬化的或固体的状态(本文中也称为第二状态)，对于在200nm与2500nm之间所包括的波长范围，即对于在典型地称为"光谱"且包括电磁波谱的红外、可见和UV部分的波长范围内的电磁辐射是至少部分透明的。因此，包含于处于其硬化的或固体的状态的粘结剂材料中的颗粒和它们的取向依赖性反射率可以在该范围内的一些波长下透过粘结剂材料而被感知到。优选地，硬化的粘结剂材料对于在200nm与800nm之间所包括的、更优选在400nm与700nm之间所包括的波长范围内的电磁辐射是至少部分透明的。这里，术语"透明的"表示，在所关注的波长下，电磁辐射的穿过存在于OEL中的硬化的粘结剂材料(不包括片状磁性或可磁化颜料颗粒，但在这样的组分存在的情况下，包括OEL的全部其它任选组分)的20μm的层的透过率为至少50％，更优选至少60％，甚至更优选至少70％。这可以例如通过依照良好建立的试验方法例如DIN5036-3(1979-11)来测量硬化的粘结剂材料(不包括片状磁性或可磁化颜料颗粒)的试验片的透过率而测定。如果OEL用作隐性安全特征，则对于检测在包括选择的非可见波长的各个照明条件下由OEL产生的(完全的)光学效果，典型的技术手段将会是必要的；所述检测要求选择的入射辐射的波长在可见光范围以外，例如在近UV范围内。
本文记载的片状磁性或可磁化颜料颗粒的适当实例包括而不限于包含以下的颜料颗粒：选自由钴(Co)、铁(Fe)和镍(Ni)组成的组的磁性金属；铁、锰、钴、镍或其两种以上的混合物的磁性合金；铬、锰、钴、铁、镍或其两种以上的混合物的磁性氧化物；或其两种以上的混合物。与金属、合金和氧化物相关的术语“磁性”是指铁磁性(ferromagnetic)或亚铁磁性(ferrimagnetic)的金属、合金和氧化物。铬、锰、钴、铁、镍或其两种以上的混合物的磁性氧化物可以是纯的(pure)或混合的(mixed)氧化物。磁性氧化物的实例包括而不限于例如赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)等铁氧化物，二氧化铬(CrO2)，磁性铁氧体(MFe2O4)，磁性尖晶石(MR2O4)，磁性六角铁氧体(MFe12O19)，磁性正铁氧体(RFeO3)，磁性石榴石M3R2(AO4)3，其中M表示二价金属，R表示三价金属并且A表示四价金属。
本文记载的片状磁性或可磁化颜料颗粒的实例包括而不限于包括由以下物质的一种以上制成的磁性层M的颜料颗粒：磁性金属例如钴(Co)、铁(Fe)或镍(Ni)；和铁、钴或镍的磁性合金，其中所述磁性或可磁化颜料颗粒可以是包括一层以上的另外的层的多层结构。优选地，一层以上的另外的层为：层A，其独立地由以下制成：选自由例如氟化镁(MgF2)等金属氟化物、氧化硅(SiO)、二氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)和氧化铝(Al2O3)组成的组的一种以上，更优选二氧化硅(SiO2)；或层B，其独立地由以下制成：选自由金属和金属合金组成的组，优选选自由反射性金属和反射性金属合金组成的组，并且更优选选自由铝(Al)、铬(Cr)和镍(Ni)组成的组的一种以上，并且又更优选铝(Al)；或一层以上的例如上述那些等的层A和一层以上的例如上述那些等的层B的组合。为上述多层结构的片状磁性或可磁化颜料颗粒的典型实例包括而不限于A/M多层结构、A/M/A多层结构、A/M/B多层结构、A/B/M/A多层结构、A/B/M/B多层结构、A/B/M/B/A多层结构、B/M多层结构、B/M/B多层结构、B/A/M/A多层结构、B/A/M/B多层结构、B/A/M/B/A多层结构，其中层A、磁性层M和层B选自上述那些。
本文记载的涂布组合物可以包括片状光学可变的磁性或可磁化颜料颗粒和/或不具有光学可变性能的片状磁性或可磁化颜料颗粒。优选地，本文记载的片状磁性或可磁化颜料颗粒中的至少一部分由片状光学可变的磁性或可磁化颜料颗粒构成。除了允许使用独立的人类感官而容易地检测、确认和/或识别承载包含本文记载的光学可变的磁性或可磁化颜料颗粒的墨、涂布组合物、或涂层的物品或安全文档以防它们可能的伪造的、由光学可变的磁性或可磁化颜料颗粒的变色性能提供的显性安全特征以外，光学可变的磁性或可磁化颜料颗粒的光学性能也可以用作用于确认OEL的机器可读工具。因而，光学可变的磁性或可磁化颜料颗粒的光学性能可以同时地用作在其中分析颜料颗粒的光学(例如，光谱)性能的鉴定过程中的隐性或半隐性安全特征。
在用于生产OEL的涂层中使用片状光学可变的磁性或可磁化颜料颗粒提高了安全文档用途中作为安全特征的OEL的显著性，这是因为此类材料预留予安全文档印刷工业并且对于公众不是商业可得的。
如上所述，优选地，片状磁性或可磁化颜料颗粒中的至少一部分由片状光学可变的磁性或可磁化颜料颗粒构成。这些更优选地选自由磁性薄膜干涉颜料颗粒、磁性胆甾醇型液晶颜料颗粒、包含磁性材料的干涉涂覆颜料颗粒和其两种以上的混合物组成的组。
磁性薄膜干涉颜料颗粒对于本领域技术人员是已知的并且公开于例如US 4,838,648；WO 2002/073250 A2；EP 0 686 675 B1；WO 2003/000801 A2；US 6,838,166；WO 2007/131833 A1；EP 2 402 401 A1和本文引用的文献中。优选地，磁性薄膜干涉颜料颗粒包括具有五层法布里-珀罗(Fabry-Perot)多层结构的颜料颗粒和/或具有六层法布里-珀罗多层结构的颜料颗粒和/或具有七层法布里-珀罗多层结构的颜料颗粒。
优选的五层法布里-珀罗多层结构包括吸收体(absorber)/电介质(dielectric)/反射体(reflector)/电介质/吸收体多层结构，其中反射体和/或吸收体也为磁性层，优选地反射体和/或吸收体为包括镍、铁和/或钴，和/或含有镍、铁和/或钴的磁性合金，和/或含有镍(Ni)、铁(Fe)和/或钴(Co)的磁性氧化物的磁性层。
优选的六层法布里-珀罗多层结构包括吸收体/电介质/反射体/磁性体(magnetic)/电介质/吸收体多层结构。
优选的七层法布里-珀罗多层结构包括吸收体/电介质/反射体/磁性体/反射体/电介质/吸收体多层结构例如公开于US 4,838,648中的那些。
优选地，本文记载的反射体层独立地由以下制成：选自由金属和金属合金组成的组，优选选自由反射性金属和反射性金属合金组成的组，更优选选自由铝(Al)、银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)、铂(Pt)、锡(Sn)、钛(Ti)、钯(Pd)、铑(Rh)、铌(Nb)、铬(Cr)、镍(Ni)和其合金组成的组，甚至更优选选自由铝(Al)、铬(Cr)、镍(Ni)和其合金组成的组的一种以上，并且又更优选铝(Al)。优选地，电介质层独立地由以下制成：选自由如氟化镁(MgF2)、氟化铝(AlF3)、氟化铈(CeF3)、氟化镧(LaF3)、氟化钠铝(例如Na3AlF6)、氟化钕(NdF3)、氟化钐(SmF3)、氟化钡(BaF2)、氟化钙(CaF2)、氟化锂(LiF)等金属氟化物和如氧化硅(SiO)、二氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)等金属氧化物组成的组，更优选选自由氟化镁(MgF2)和二氧化硅(SiO2)组成的组的一种以上，并且又更优选氟化镁(MgF2)。优选地，吸收体层独立地由以下制成：选自由铝(Al)、银(Ag)、铜(Cu)、钯(Pd)、铂(Pt)、钛(Ti)、钒(V)、铁(Fe)、锡(Sn)、钨(W)、钼(Mo)、铑(Rh)、铌(Nb)、铬(Cr)、镍(Ni)、其金属氧化物、其金属硫化物、其金属碳化物和其金属合金组成的组，更优选选自由铬(Cr)、镍(Ni)、其金属氧化物、和其金属合金组成的组，并且又更优选选自由铬(Cr)、镍(Ni)和其金属合金组成的组的一种以上。优选地，磁性层包含镍(Ni)、铁(Fe)和/或钴(Co)；和/或含有镍(Ni)、铁(Fe)和/或钴(Co)的磁性合金；和/或含有镍(Ni)、铁(Fe)和/或钴(Co)的磁性氧化物。当优选包括七层法布里-珀罗结构的磁性薄膜干涉颜料颗粒时，特别优选的是，磁性薄膜干涉颜料颗粒包括由Cr/MgF2/Al/Ni/Al/MgF2/Cr多层结构组成的七层法布里-珀罗吸收体/电介质/反射体/磁性体/反射体/电介质/吸收体多层结构。
本文记载的磁性薄膜干涉颜料颗粒可以是被认为是对人类健康和环境安全且基于例如五层法布里-珀罗多层结构、六层法布里-珀罗多层结构和七层法布里-珀罗多层结构的多层颜料颗粒，其中所述颜料颗粒包括一层以上的包含磁性合金的磁性层，所述磁性合金具有基本上无镍的组成(composition)，其包括约40wt-％至约90wt-％的铁、约10wt-％至约50wt-％的铬和约0wt-％至约30wt-％的铝。被认为是对人类健康和环境安全的多层颜料颗粒的典型实例可以在其内容作为参考以整体并入本文中的EP 2 402 401 A1中查询到。
本文记载的磁性薄膜干涉颜料颗粒典型地通过用于将不同的所需的层沉积到网上的传统沉积技术来制造。在例如，通过物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)或电解沉积，沉积期望的数目的层之后，通过将剥离层溶解在适当的溶剂中，或通过从网提取(strip)材料，从网上除去层的堆叠体。由此所得的材料然后破碎为薄片，所述薄片必须进一步通过碾磨(grinding)、研磨(milling)(例如喷射研磨方法)或任何适当的方法来处理以获得所需尺寸的颜料颗粒。所得产品由具有破碎的边缘、不规则的形状和不同的纵横比的扁平的薄片构成。制备适当的磁性薄膜干涉颜料颗粒的进一步的信息可以在例如其内容作为参考并入本文中的EP 1 710 756 A1和EP 1 666 546 A1中查询到。
展现光学可变特性的适当的磁性胆甾醇型液晶颜料颗粒包括而不限于磁性单层胆甾醇型液晶颜料颗粒和磁性多层胆甾醇型液晶颜料颗粒。此类颜料颗粒公开于例如WO2006/063926 A1、US 6,582,781和US 6,531,221中。WO 2006/063926 A1公开了具有高亮度和变色性能的具有另外的特定性能例如可磁化性的单层和由其获得的颜料颗粒。公开的单层和通过粉碎(comminute)所述单层而由其获得的颜料颗粒包括三维交联的胆甾醇型液晶混合物和磁性纳米颗粒。US 6,582,781和US 6,410,130公开了片状胆甾醇型多层颜料颗粒，其包括序列A1/B/A2，其中A1和A2可以相同或不同并且各自包括至少一层胆甾醇型层，并且B是中间层，所述中间层吸收由层A1和A2传输的光的全部或一部分且将磁性赋予至所述中间层。US 6,531,221公开了片状胆甾醇型多层颜料颗粒，其包括序列A/B和任选的C，其中A和C是包含赋予磁性的颜料颗粒的吸收层，并且B是胆甾醇型层。
包含一种以上的磁性材料的适当的干涉涂覆颜料包括而不限于：包括选自由用一层以上的层涂覆的芯组成的组的基材的结构，其中芯或一层以上的层中的至少之一具有磁性。例如，适当的干涉涂覆颜料包括：由磁性材料例如上述那些制成的芯，所述芯涂覆有由一种以上的金属氧化物制成的一层以上的层，或它们具有包括由合成或天然云母、层状硅酸盐(例如，滑石、高岭土和绢云母)、玻璃(例如硼硅酸盐)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)、石墨和其两种以上的混合物制成的芯的结构。另外，一层以上的另外的层例如着色层可以存在。本文记载的磁性或可磁化颜料颗粒可以被表面处理以保护它们以防在涂布组合物和涂层中会发生的任何劣化和/或促进它们并入所述涂布组合物和涂层中；典型地，可以使用腐蚀抑制材料和/或润湿剂。
进一步，在本文记载的基材表面上施加本文记载的涂布组合物从而形成涂层(步骤a))之后，携带有涂层的基材配置在第一磁场产生装置(x30)的上方，该第一磁场产生装置(x30)安装在本文记载的转移装置(TD)上，优选地安装在本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)上。携带有涂层(x20)的基材(x10)可以直接配置在第一磁场产生装置(x30)的上方，即，基材与第一磁场产生装置(x30)直接接触，或在基材(x10)与第一磁场产生装置(x30)之间可以存在间隙。
根据一个实施方案且如图4A-C中所示的，携带有涂层(x20)的基材(x10)以基材(x10)与第一磁场产生装置(x30)之间存在间隙配置在第一磁场产生装置(x30)的上方，其中所述间隙可以通过使用一个以上的支持架、一个以上的板或一个以上的间隔物(x31)获得。支持架、板或一个以上的间隔物(x31)独立地优选由一种以上的非磁性材料制成，该非磁性材料选自由以下组成的组：低导电性材料、非导电性材料和其混合物，例如工程塑料和聚合物、钛、钛合金和奥氏体钢(即非磁性钢)。工程塑料和聚合物包括而不限于聚芳基醚酮(PAEK)和其衍生物、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)；聚缩醛、聚酰胺、聚酯、聚醚、共聚醚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、高密度聚乙烯(HDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)共聚物、氟化和全氟化聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯硫醚(PPS)和液晶聚合物。优选的材料是PEEK(聚醚醚酮)、POM(聚氧亚甲基)、PTFE(聚四氟乙烯)、
Figure BDA0002589028690000181
(聚酰胺)和PPS。优选地，支持架、板或一个以上的间隔物(x31)独立地由一种以上的钛系材料制成，因为所述材料具有优异的机械稳定性和低导电性的优势。支持架、板或一个以上的间隔物(x31)也可以由具有容易加工的优势的铝或铝合金制成。
虽然携带有涂层(x20)的基材(x10)在第一磁场产生装置(x30)的上方，但是所述涂层(x20)暴露于静态的第二磁场产生装置(x40)的磁场。
本文记载的方法包括以下步骤：使处于第一状态的涂层(x20)硬化至第二状态，以便将片状磁性或可磁化颜料颗粒固定/冻结在它们所采取的位置和取向上。硬化步骤通过使用硬化单元(x50)来进行。本文记载的涂布组合物因而必须明显地具有第一状态，即液体或糊剂状态，其中涂布组合物是尚未硬化的并且足够湿润或软，以致分散于涂布组合物中的片状磁性或可磁化颜料颗粒在暴露于磁场时自由地可移动、可旋转且可取向；和第二硬化(例如固体或类固体)的状态，其中片状磁性或可磁化颜料颗粒固定或冻结在它们各个位置和取向上。
此类第一和第二状态优选地通过使用特定种类的涂布组合物来提供。例如，涂布组合物的除了片状磁性或可磁化颜料颗粒以外的组分可以采取墨或涂布组合物的形式，例如用于安全应用诸如纸币印刷的那些。前述第一和第二状态可以通过使用在受到例如温度变化或暴露于电磁辐射等刺激(stimulus)的反应中示出粘度的增加的材料来提供。即，当流体粘结剂材料硬化或固体化时，所述粘结剂材料转换为其中片状磁性或可磁化颜料颗粒固定在它们当前的位置和取向上并且不再能够在粘结剂材料内移动或旋转的第二状态，即硬化的或固体的状态。如本领域技术人员已知的，包含于要施加至表面例如基材上的墨或涂布组合物中的成分和所述墨或涂布组合物的物性必须满足用于将墨或涂布组合物转移至基材表面的方法的要求。因此，包含于本文记载的涂布组合物中的粘结剂材料典型地选自本领域中已知的那些，并且取决于用于施加墨或涂布组合物的涂布或印刷方法和所选择的硬化方法。
硬化步骤通常可以是增加涂布组合物的粘度以致形成粘合至基材的实质上固体的材料的任意步骤。硬化步骤可以涉及基于挥发性组分例如溶剂的蒸发和/或水蒸发的物理方法(即物理干燥)。本文中，可以使用热风、红外线或者热风和红外线的组合。选择性地，硬化方法可以包括化学反应，例如包括于涂布组合物中的粘结剂和任选的引发剂化合物和/或任选的交联性化合物的固化、聚合或交联。此类化学反应可以通过关于物理硬化方法的如上概述的热或IR辐射来引发，但可以优选地包括借助以下的化学反应的引发：辐射机理，其包括而不限于紫外线-可见光辐射固化(下文中称为UV-Vis固化)和电子束辐射固化(E-束固化)；氧化聚合(氧化网状化(oxidative reticulation)，其典型地由氧和一种以上的催化剂的联合作用诱导，所述催化剂优选选自由含钴催化剂、含钒催化剂、含锆催化剂、含铋催化剂和含锰催化剂组成的组)；交联反应；或其任意组合。
本文记载的硬化步骤(步骤c))可以是纯粹的物理种类(nature)，例如在其中涂布组合物包含高分子粘结剂材料和溶剂并且在高温下施加的情况下。然后，片状磁性或可磁化颜料颗粒通过施加磁场而在高温下取向，并且蒸发溶剂，接着冷却涂布组合物。由此，涂布组合物硬化并且颜料颗粒的取向固定。
选择性地和优选地，涂布组合物的硬化涉及在安全文档的典型使用中会发生的不由简单的温度升高(例如高达80℃)而逆转的化学反应，例如通过固化。术语“固化”或“固化性”是指如下的方法，所述方法包括以所施加的涂布组合物中的至少一种组分转化为具有与起始物质相比更大的分子量的高分子材料的方式的所述至少一种组分的化学反应、交联或聚合。优选地，固化导致稳定的三维高分子网络的形成。此类固化通常通过向涂布组合物施加外部刺激来诱发。优选地，涂布组合物选自由辐射固化性组合物、热干燥性组合物、氧化干燥性组合物和其组合组成的组。
辐射固化是特别优选的，并且UV-Vis光辐射固化是甚至更优选的，因为这些技术有利地导致非常迅速的固化过程，因此大幅度地减少包括本文记载的OEL的任意物品的制备时间。此外，辐射固化具有以下优势：在暴露于固化辐射之后产生涂布组合物的粘度的几乎瞬时增加，从而使颗粒的任何进一步移动最小化。因此，可以基本上避免磁性取向步骤之后的取向的任何损失。特别优选的是，在波长分量(component)在电磁波谱的UV或蓝色部分(典型地为200nm至650nm；更优选200nm至420nm)中的光化性光(actinic light)的影响下通过光聚合进行辐射固化。作为光化性辐射(actinic radiation)的来源，用于UV-可见光固化的仪器可以包括高功率发光二极管(LED)灯、电弧放电灯例如中压汞弧光(MPMA)或金属蒸气弧光灯。因此，特别优选的是涂布组合物选自由辐射固化性组合物组成的组。辐射固化，特别是UV-Vis固化，有利地导致在暴露于辐射之后涂布组合物粘度的瞬时增加，因而防止颜料颗粒的任何进一步移动，因此防止在磁性取向步骤之后的信息的任何损失。优选地，硬化步骤(步骤c))通过用UV-可见光的照射(即，UV-Vis光辐射固化)或通过E-束(即，E-束辐射固化)、更优选通过用UV-Vis光的照射来进行。
因此，本发明的适当的涂布组合物包括可由UV-可见光辐射(下文中称为UV-Vis固化性)或由E-束辐射(下文中称为EB)固化的辐射固化性组合物。根据本发明的一个特别优选的实施方案，本文记载的涂布组合物为UV-Vis固化性涂布组合物。UV-Vis固化有利地允许非常迅速的固化过程，因此大幅度地减少本文记载的OEL、文档、包括所述OEL的物品和文档的制备时间。
优选地，UV-Vis固化性涂布组合物包含选自由自由基固化性化合物和阳离子固化性化合物组成的组的一种以上的化合物。本文记载的UV-Vis固化性涂布组合物可以为混合体系(hybrid system)并且包括一种以上的阳离子固化性化合物和一种以上的自由基固化性化合物的混合物。阳离子固化性化合物通过阳离子机理而固化，所述阳离子机理典型地包括通过辐射使释放出阳离子物种的一种以上的光引发剂(例如酸)活化，接着引发固化从而使单体和/或低聚物反应和/或交联，由此使涂布组合物硬化。自由基固化性化合物通过自由基机理而固化，所述自由基机理典型地包括通过辐射使一种以上的光引发剂活化，由此产生自由基，接着引发聚合从而使涂布组合物硬化。根据用于制备包括在本文记载的UV-Vis固化性涂布组合物中的粘结剂的单体、低聚物或预聚物，可以使用不同的光引发剂。自由基光引发剂的适当实例对于本领域技术人员是已知的，并且包括而不限于苯乙酮、二苯甲酮、苄基二甲基缩酮、α-氨基酮类、α-羟基酮类、氧化膦和氧化膦衍生物，以及其两种以上的混合物。阳离子光引发剂的适当实例对于本领域技术人员是已知的，并且包括而不限于鎓盐例如有机碘鎓盐(例如，二芳基碘鎓盐)、氧鎓(例如，三芳基氧鎓盐)和锍盐(例如，三芳基锍盐)，以及其两种以上的混合物。可用的光引发剂的其它实例可以在标准教科书中查询到。也会有利的是包括敏化剂连同一种以上的光引发剂一起以实现高效的固化。适当的光敏剂的典型实例包括而不限于异丙基-噻吨酮(ITX)、1-氯-2-丙氧基-噻吨酮(CPTX)、2-氯-噻吨酮(CTX)和2,4-二乙基-噻吨酮(DETX)和其两种以上的混合物。包含于UV-Vis固化性涂布组合物中的一种以上的光引发剂优选地以约0.1wt-％至约20wt-％、更优选约1wt-％至约15wt-％的总量存在，重量百分比基于UV-Vis固化性涂布组合物的总重量。
选择性地，可以采用高分子型热塑性粘结剂材料或热固性塑料(thermoset)。不像热固性塑料那样，热塑性树脂可以通过加热和冷却而反复地熔融和固体化，而不招致性能的任何重要的改变。热塑性树脂或聚合物的典型实例包括而不限于聚酰胺、聚酯、聚缩醛、聚烯烃、苯乙烯系聚合物、聚碳酸酯、聚芳酯(polyarylates)、聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚亚苯基系树脂(例如，聚亚苯基醚(polyphenylenether)、聚苯醚(polyphenylene oxide)、聚苯硫醚)、聚砜和其两种以上的混合物。
本文记载的OEL的生产方法包括：与步骤b)部分同时地或在步骤b)之后，优选部分同时地，使涂布组合物硬化的步骤(步骤c))。使涂布组合物硬化的步骤能够使片状磁性或可磁化颜料颗粒以所期望的图案固定在它们采取的位置和取向上从而形成OEL，由此将涂布组合物转化为本文记载的第二状态。然而，从步骤b)结束至步骤c)开始的时间优选相对短，以便避免任何的去取向(de-orientation)和信息损失。典型地，在步骤b)结束与步骤c)开始之间的时间为小于1分钟，优选小于20秒，进一步优选小于5秒。特别优选的是，在取向步骤b)结束与固化步骤c)开始之间实质上不存在时间间隔，即，步骤c)跟随在步骤b)之后即刻，或者在步骤b)依然在进行中的同时已经开始(部分同时地)。借助“部分同时地”，意味的是，两个步骤部分同时地进行，即，进行各个步骤的时间部分地重叠。在本文记载的上下文中，当硬化与步骤b)部分同时地进行时，必须理解的是，特别是当本文记载的由第一和第二磁场矢量分量形成的(即，由H1和H2的矢量加法得到的)合成磁场(H3)大于零，优选地大于50mT时，硬化在取向过程开始之后变得有效，以致片状磁性或可磁化颜料颗粒在OEL完全硬化或部分硬化之前取向。如本文所述，硬化步骤(步骤c))可以通过根据包括于涂布组合物中的粘结剂材料使用不同的手段或方法来进行，所述涂布组合物还包含片状磁性或可磁化颜料颗粒。
本文记载的涂布组合物可以进一步包含选自由有机颜料颗粒、无机颜料颗粒和有机染料组成的组的一种以上的着色组分，和/或一种以上的添加剂。后者包括而不限于用于调节涂布组合物的物理、流变和化学参数的化合物和材料，例如粘性(例如溶剂、增稠剂和表面活性剂)、均匀性(consistency)(例如防沉剂、填充剂和增塑剂)、发泡性(例如消泡剂)、润滑性(蜡、油)、UV稳定性(光稳定剂)、粘合性、抗静电性、贮存稳定性(聚合抑制剂)等。本文记载的添加剂可以以本技术领域中已知的量和形式存在于涂布组合物中，包括其中添加剂的尺寸的至少之一在1至1000nm的范围内的所谓的纳米材料。
本文记载的涂布组合物可以进一步包括一种以上的添加剂，该添加剂包括而不限于用于调节组合物的物理、流变和化学参数的化合物和材料，例如粘性(例如溶剂和表面活性剂)、均匀性(例如防沉剂、填充剂和增塑剂)、发泡性(例如消泡剂)、润滑性(蜡)、UV反应性和稳定性(光敏剂和光稳定剂)、粘合性等。本文记载的添加剂可以以本技术领域中已知的量和形式存在于本文记载的涂布组合物中，包括其中颗粒的尺寸的至少之一在1至1000nm的范围内的所谓的纳米材料形式。
本文记载的涂布组合物可以进一步包含一种以上的标记物质或示踪物(taggant)和/或选自由磁性材料(不同于本文记载的磁性或可磁化颜料颗粒)、发光材料、导电性材料和红外线吸收材料组成的组的一种以上的机器可读材料。如本文使用的，术语“机器可读材料”是指展现至少一种由装置或机器可检测到的区别特性且可以包含在涂膜中以提供通过使用特定的检测和/或鉴定用仪器来鉴定所述涂膜或包含所述涂膜的物品的方法的材料。
本文记载的涂布组合物可以通过将本文记载的磁性或可磁化颜料颗粒和在存在时的一种以上的添加剂在本文记载的粘结剂材料的存在下分散或混合，由此形成液体组合物来制备。在存在时，一种以上的光引发剂可以在全部其它成分的分散或混合步骤期间添加至组合物，或者可以在稍后的阶段、即在形成液体涂布组合物之后添加。
虽然携带有涂层(x20)的基材(x10)与第一磁场产生装置(x30)相伴地移动，但是本文记载的方法包括在本文记载的静态的第二磁场产生装置(x40)的附近使它们移动的步骤，其中携带有涂层(x20)的基材(x10)配置在第一磁场产生装置(x30)的上方。如图2和3中所示的，第一磁场产生装置(x30)提供第一磁场矢量分量，其在涂层的参考坐标系中为时间独立的、优选地在涂层(x20)的参考坐标系中固定的一平面内为时间独立的。
本文记载的携带有涂层(x20)的基材(x10)和第一磁场产生装置(x30)在静态(即，不随着转移装置(TD)移动)的第二磁场产生装置(x40)的附近同步且相伴地移动(即，穿过静态的即不随着本文记载的转移装置(TD)移动的第二磁场产生装置(x40)的磁场)，所述第二磁场产生装置(x40)提供第二磁场矢量分量，其在涂层(x20)的参考坐标系中为时间依赖性的、优选地在涂层(x20)的参考坐标系中固定的一平面内为时间依赖性的，这是因为涂层(x20)在所述静态的第二磁场产生装置(x40)的附近移动。片状磁性或可磁化颜料颗粒由此经受/暴露于由第一和第二磁场矢量分量形成的合成磁场，所述合成磁场在方向上为时间依赖性的(随时间变化的)或在方向和强度上为时间依赖性的(随时间变化的)(参见图3)，因而使所述片状磁性或可磁化颜料颗粒中的至少一部分双轴取向，同时涂布组合物依然处于湿润的(即，尚未硬化的)状态。
如图3中所示的，第一磁场产生装置(330)的第一磁场矢量分量(H1)在涂层的参考坐标系中是经时恒定的，并且在第二磁场产生装置的参考坐标系中与携带有涂层(x20)的基材(x10)同步且相伴地移动(如由图3中的一系列箭头所示的)。第二磁场产生装置(340)的第二磁场矢量分量(H2)基本上不平行于第一磁场矢量分量(H1)，优选地基本上垂直于第一磁场产生装置(330)的第一磁场矢量分量(H1)。第二磁场产生装置(340)的第二磁场矢量分量(H2)在空间中的强度上变化(选择性地，强度和方向变化)，最大强度(H2max)在图2中描述的两个偶极棒状磁体(241a和241b，图2)的中心。因而，在第二磁场产生装置(x40)的附近移动的携带有涂层(x20)的基材(x10)由于所述基材的移动而将要经受时间可变(H2)的强度。当携带有涂层(x20)的基材(x10)和第一磁场产生装置(330)在第二磁场产生装置(340)的附近相伴地移动时，包含在涂层(x20)中的片状磁性或可磁化颜料颗粒经受由第一和第二磁场矢量分量形成、即由H1和H2的矢量加法得到的不均一的合成磁场(H3)，亦即它们经受在涂层的参考坐标系中至少在方向上变化或在方向和强度上变化的时间依赖性磁场(参见图3)、优选地在涂层的参考坐标系中固定的一平面内为时间依赖性的，因而使所述涂层(x20)的片状磁性或可磁化颜料颗粒双轴取向。
用于装饰性和安全应用的各种各样的光学效应层(OEL)可以用本文记载的方法来生产。本领域中已知的磁场产生装置允许片状磁性或可磁化颜料颗粒的单轴取向，可以用作第一磁场产生装置(x30)，包括例如偶极磁体、四极磁体及其组合。本文记载的携带有涂层(x20)的基材(x10)与安装在本文记载的转移装置(TD)上、优选地安装在本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)上的第一磁场产生装置(x30)在静态的第二磁场产生装置(x40)的附近，因而穿过所述第二磁场产生装置(x40)的磁场而相伴地移动，其中所述第一磁场产生装置(x30)本身不是旋转磁体。适当的第一磁场产生装置(x30)的典型实例包括本文记载的装置。
可以生产已知为正反效应(flip-flop effects，本领域中也称为开关效应)的OEL。正反效应包括由过渡部分分开的第一印刷部分和第二印刷部分，其中颜料颗粒在第一部分中平行于第一平面排列，且第二部分中的薄片平行于第二平面排列。用于产生正反效应的方法和磁体公开于例如US 2005/0106367和EP 1 819 525 B1中。
也可以产生如US 2005/0106367中公开的已知为“滚动棒效应(rolling-bareffect)”的光学效应。“滚动棒”效应是基于模拟横跨涂膜的曲面的颜料颗粒取向。观察者看到镜面反射区，该镜面反射区随着图像倾斜而远离或朝向观察者移动。颜料颗粒以弯曲方式排列，追随凸面弯曲(本领域中也称为负弯曲取向)或凹面弯曲(本领域中也称为正弯曲取向)。用于产生滚动棒效应的方法和磁体公开于例如EP 2 263 806 A1、EP 1 674 282B1、EP 2 263 807 A1、WO 2004/007095 A2、WO 2012/104098 A1、和WO 2014/198905 A2中。
也可以产生已知为百叶帘效应(Venetian-blind effect)的光学效应。百叶帘效应包括以如下的方式取向的颜料颗粒：沿着观察的特定方向，它们对下方的基材表面给出可见性，以致存在于基材表面上或基材表面中的标记或其它特征对于观察者变得明显，同时沿着观察的其它方向它们阻碍可见性。用于产生百叶帘效应的方法公开于例如US 8,025,952和EP 1 819 525 B1中。
也可以产生已知为移动环效应(moving-ring effect)的光学效应。移动环效应由根据所述光学效应层的倾斜角度看起来在任意x-y方向上移动的例如漏斗、锥形体、碗形、圆形、椭圆形和半球形等对象的光学虚幻图像组成。用于产生移动环效应的方法和磁体公开于例如EP 1 710 756 A1、US 8,343,615、EP 2306 222 A1、EP 2 325 677 A2、WO 2011/092502 A2和US 2013/084411中。
也可以产生提供在倾斜光学效应时移动的明暗区域的图案的光学印象的光学效应。用于产生这些光学效应的方法和磁体公开于例如WO 2013/167425 A1中。
也可以产生提供具有在倾斜光学效应时变化的尺寸的环状体的光学印象的光学效应。用于产生这些光学效应的方法和磁体公开于例如共同待决的申请EP 15189955.6、EP15193837.0和EP16157815.8中。
也可以产生提供具有在倾斜光学效应层时变化的形状的一个以上的环状体的光学印象的光学效应。用于产生这些光学效应的方法和磁体公开于例如共同待决的申请EP16190044.4中。
本文记载的第一磁场产生装置(x30)可以包括携带有一个以上的浮雕、雕版图或切口(cut-out)的磁性板。WO 2005/002866 A1和WO 2008/046702 A1为用于此类雕刻磁性板的实例。
与其中片状磁性或可磁化颜料颗粒以只有它们的主轴受磁场矢量分量约束这样的方式取向的单轴取向相反，进行双轴取向意味着使片状磁性或可磁化颜料颗粒以它们的两个主轴X和Y均受约束这样的方式取向。根据本发明，通过使携带有涂层(x20)的基材(x10)与本文记载的第一磁场产生装置(x30)暴露于/经受静态的第二磁场产生装置(x40)且在静态的第二磁场产生装置(x40)附近移动(即，穿过静态的第二磁场产生装置(x40)的磁场)，实现此类双轴取向。因此，所述第二磁场产生装置(x40)必须以以下这样的方式来构造：沿着由涂层的单个的片状磁性或可磁化颜料颗粒所遵循的运动路径，第二磁场矢量分量在涂层(x20)的参考坐标系中、优选地在涂层(x20)的参考坐标系中固定的一平面内至少在方向上变化或在方向和强度上变化。双轴取向使片状磁性或可磁化颜料颗粒的平面排列，以致所述平面取向而在局部基本上彼此平行。
片状磁性或可磁化颜料颗粒的双轴取向可以通过使携带有涂层(x20)的基材(x10)与安装在本文记载的转移装置(TD)上、优选地安装在本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)上的第一磁场产生装置(x30)在静态的第二磁场产生装置(x40)例如EP 2 157 141 A1中记载的那些的附近以适当的速度相伴地移动来进行。此类装置提供在片状磁性或可磁化颜料颗粒在所述装置附近移动时在其方向上变化的磁场，迫使片状磁性或可磁化颜料颗粒快速振荡直至两个主轴X轴和Y轴稳定，即片状磁性或可磁化颜料颗粒振荡直至它们达到稳定的片状形成，它们的各个X轴和Y轴在所述两个维度上平面化。如EP 2 157 141的图5中所示的，本文记载的磁场产生装置包括以交错样式(staggered fashion)或之字形构造(zigzagformation)布置的至少三个磁体的线性排列，所述三个磁体的每一个具有基本上垂直于基材(x10)表面的磁轴，且所述至少三个磁体在进给路径的同一侧具有在进给路径的同一侧具有相同的极性，其与以交错样式在进给路径的相反侧的磁体的极性相反(如图5中所示的，所述至少三个磁体在进给路径的同一侧具有为在进给路径的相反侧上的相同的极性，其中磁体在进给路径的同一侧具有相同的极性，其以交错样式与磁体在进给路径的相反侧上的极性相反)。该至少三个磁体的排列提供了随着涂布组合物中的片状磁性或可磁化颜料颗粒移动经过磁体(移动方向：箭头)的场方向的预定变化。根据一个实施方案，第二磁场产生装置(x40)包括：a)在进给路径的第一侧的第一磁体和第三磁体；和b)在进给路径的第二相反侧的、在第一与第三磁体之间的第二磁体，其中第一和第三磁体具有相同的极性，其中第二磁体具有与第一和第三磁体互补的极性，并且其中所述三个磁体的每一个具有基本上垂直于基材(x10)表面的磁轴。根据另一实施方案，第二磁场产生装置(x40)进一步包括在进给路径的与第二磁体相同的一侧上的第四磁体，其具有第二磁体的极性且与第三磁体的极性互补，其中第二磁体具有与第一和第三磁体互补的极性，并且其中所述四个磁体的每一个具有基本上垂直于基材(x10)表面的磁轴。如EP 2 157 141 A1中记载的，磁场产生装置可以在包括片状磁性或可磁化颜料颗粒的层下方，或在其上方和下方。
进行片状磁性或可磁化颜料颗粒的双轴取向可以通过以下来进行：使携带有涂层(x20)的基材(x10)与安装在本文记载的转移装置(TD)上、优选地安装在本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)上的第一磁场产生装置(x30)以适当的速度在作为线性永磁体海尔贝克阵列(Halbach array)的静态的第二磁场产生装置(x40)的附近或穿过以适当的排列设置的两个以上的海尔贝克阵列的配置移动。线性永磁(permanent)海尔贝克阵列由包括具有不同的磁化方向的多个磁体的组件构成。海尔贝克永磁体的详细说明由Z.Q.Zhu et D.Howe(Halbach permanent magnet machines and applications：a review，IEE.Proc.Electric Power Appl.，2001，148，第299-308页)给出。由此类线性永磁体海尔贝克阵列产生的磁场具有如下性能：其集中于一侧同时在另一侧几乎减弱为零。典型地，线性永磁体海尔贝克阵列包括：由例如木材或塑料、特别是已知为展现良好的自润滑性能和耐磨耗性的塑料如聚缩醛(也称为聚氧亚甲基，POM)树脂制成的一个以上的非磁性块(non-magnetic blocks)，和由高矫顽力磁性材料例如钕-铁-硼(NdFeB)制成的磁体。
进行片状磁性或可磁化颜料颗粒的双轴取向可以通过以下来进行：使携带有涂层(x20)的基材(x10)与安装在本文记载的转移装置(TD)上、优选地安装在本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)上的第一磁场产生装置(x30)以适当的速度在静态的第二磁场产生装置(x40)例如记载于EP 1 519 794 B1中的那些的附近移动。适当的装置包括设置于携带有涂层(x20)的基材(x10)的每一侧在其上方的永磁体，以致磁场线基本上平行于基材(x10)表面。根据一个实施方案，第二磁场产生装置(x40)包括一对以上的两个棒状偶极磁体，其中所述两个棒状偶极磁体的每一个具有基本上平行于基材(x10)表面的磁轴，且其中两个棒状偶极磁体具有相反的磁方向。根据另一实施方案且如图4A-B中描述的，第二磁场产生装置(x40)包括一对以上的两个棒状偶极磁体(x41a、x41b)，其中所述两个棒状偶极磁体的每一个具有基本上垂直于基材(x10)表面的磁轴，且其中两个棒状偶极磁体具有相反的磁方向。根据另一实施方案，代替包括一对以上的两个棒状偶极磁体，其中所述两个棒状偶极磁体的每一个具有基本上垂直于基材(x10)表面的磁轴，且其中两个棒状偶极磁体具有相反的磁方向，第二磁场产生装置(x40)包括北极和南极二者位于磁体的开口端的同一平面中的U形磁体(本领域中也称为马蹄形磁体)。U形磁体可以为单件的，或可以由两个分开的小件构建，其中所述两个分开的小件可以直接接触或可以分隔开且与非磁性基部连接在一起。
第二磁场产生装置(x40)可以包括于一个以上的支持架(x42)中。本文记载的一个以上的支持架(x42)优选由对于本文记载的一个以上的支持架、一个以上的板或一个以上的间隔物(x31)而在本文记载的一种以上的非磁性材料制成。
如上所述，由此取向的片状磁性或可磁化颜料颗粒固定/冻结在它们的取向和位置上(即，在硬化后)，从而形成光学效应层(OEL)。如图1A中所示的，在本文记载的携带有涂层(x20)的基材(x10)依然在第一磁场产生装置(x30)的上方时且在本文记载的携带有涂层(x20)的基材(x10)不再在静态的第二磁场产生装置(x40)的附近移动时，本文记载的硬化步骤(步骤c))优选地用硬化单元(x50)进行，即当本文记载的由第一和第二磁场矢量分量形成的(即，由H1和H2的矢量加法得到的)合成磁场(H3)大于零，优选地大于50mT时，本文记载的硬化步骤与步骤b)部分同时地进行。
图4A-C示意性地描述根据本发明使用为线性磁性转移装置(LMTD)的转移装置(TD)使基材(x10)上的涂层(x20)中所包含的片状磁性或可磁化颜料颗粒取向的方法的实施方案。代替将第一磁场产生装置(x30)安装至旋转磁性定向滚筒(RMC)，所述第一磁场产生装置(x30)例如借助于导轨(x33)在静态的第二磁场产生装置(x40)的附近为可移动的(参见箭头)。如图4A-C中所示的，本文记载的方法使用可移动的第一磁场产生装置(430)和如本文记载的静态的第二磁场产生装置(440)。
在图4A-C中所示的实施方案中，第一磁场产生装置(430)由棒状偶极磁体组成，该棒状偶极磁体的南北磁轴基本上平行于基材(410)表面，其北极指向第二磁场产生装置(440)且设置在非磁性支持架(431)中。包括第一磁场产生装置(430)的非磁性支持架(431)配置在支承块(432)和导轨(433)的上方以便是可移动的。
在图4A-C中所示的实施方案中，第二磁场产生装置(440)由两个棒状偶极磁体(441a和441b)组成，其中所述两个棒状偶极磁体(441a和441b)独立地嵌入固定至非磁性框架(443)的非磁性支持架(442a和442b)中，其中所述两个棒状偶极磁体(441a和441b)的南北磁场方向彼此相反(一个棒状偶极磁体(441a)的南极面向基材(410)表面，另一个(441b)的北极面向基材(410)表面)，其中所述两个棒状偶极磁体(441a和441b)的每一个的南北磁轴垂直于基材(410)表面(即，其南北磁轴基本上垂直于第一磁场产生装置(430)表面的南北磁轴)并且其中所述两个棒状偶极磁体(441a和441b)分隔开距离A1。
优选地，携带有涂层(420)的基材(410)的表面与两个棒状偶极磁体(441a和441b)的底面齐平。优选地，涂层(420)的中心置于第一磁场产生装置(430)的中心且在第二磁场产生装置(440)的两个棒状偶极磁体(441a和441b)之间以相等距离，即以距各棒状偶极磁体(441a和441b)为距离1/2A1放置。
如图4A中所示的，本文记载的硬化步骤优选地在本文中的携带有涂布组合物(420)的基材(410)依然在第一磁场产生装置(430)的上方时且在基材(410)和第一磁场产生装置(430)在移动的方向上远离静态的第二磁场产生装置(440)以距离(X)移动时进行。
第一磁场产生装置(x30)和第二磁场产生装置(x40)的每一个具有特定的磁通量密度，单位为Wb/m2(特斯拉)，并且所述第一磁场产生装置(x30)的磁通量密度和所述第二磁场产生装置(x40)的磁通量密度的比率为小于约4.0、优选小于约1.9且更优选在约1.5与约0.5之间。
磁通量密度可以通过将连接至高斯计的霍尔探针(x60)放置在与携带有包含片状磁性或可磁化颜料颗粒的涂层(x20)的基材(x10)在根据本发明的方法过程中放置的相同位置处来测量。
图5A-B示意性地描述图4A-C中记载的第一磁场产生装置(530)和用于测量第一磁场产生装置(530)的磁通量密度的霍尔探针(560)的上视图(图5A)和截面(图5B)。图5C-D示意性地描述图4A-C中记载的第一磁场产生装置(530)和基材(510)上的涂层(520)的上视图(图5C)和截面(图5D)，示出霍尔探针(560)放置在与携带有包含片状磁性或可磁化颜料颗粒的涂层(520)的基材(510)在根据本发明的方法过程中会放置的相同位置处。根据图5中示出的实施方案，第一磁场产生装置(530)由棒状偶极磁体组成，所述棒状偶极磁体具有在使用时基本上平行于基材(510)表面的南北磁轴且具有长度(L2)、宽度(L1)和厚度(L3)。如图5A-B中所示的，霍尔探针(560)置于第一磁场产生装置(530)的上方距所述第一磁场产生装置(530)的上表面为距离A2处，以其中心相对于长度(L2)和宽度(L1)置于第一磁场产生装置(530)的中心上。如图5B中所示的，霍尔探针(560)的位置对应于在本发明的方法过程中携带有涂层(520)的基材(510)的上表面的位置。
图6示意性地描述图4A-C中记载的第二磁场产生装置(640)和用于测量第二磁场产生装置(640)的磁通量密度的霍尔探针(660)。第二磁场产生装置(640)由分隔开距离A1且具有长度(L4)、宽度(L5)和厚度(L6)的两个棒状偶极磁体(641a和641b)组成。如图6中所示的，霍尔探针(660)在第二磁场产生装置(640)的附近是可移动的(参见箭头)。
图6A-C示意性地描述图4A-C中记载的第二磁场产生装置(640)和用于测量第二磁场产生装置(640)的磁通量密度的霍尔探针(660)。如图6A中所示的，霍尔探针(660)在第二磁场产生装置(640)的附近是可移动的(参见箭头)。
图6A-C示意性地表明第二磁场产生装置(640)和霍尔探针(660)的侧视图(图6A)、上视图(图6B)和另一侧视图(图6C)。图6A-C中描述的第二磁场产生装置(640)对应于图4A-B的第二磁场产生装置(640)，即包括以彼此距离(A1)定位的两个棒状偶极磁体(641a和641b)。图6A-C表明用于测量第二磁场产生装置(640)的磁场的霍尔探针(660)的位置。如图6A-C中所示的，霍尔探针(660)在第二磁场产生装置(540)的两个偶极棒状磁体(641a和641b)之间移动。霍尔探针(660)的中心放置在距各偶极棒状磁体(641a和641b)的一半距离(1/2A1)处且在第二磁场产生装置(640)的底面的水平面处，以测量磁场(H2)。霍尔探针(660)的位置对应于在本发明的方法过程中基材(610)、由基材(610)携带的涂层(620)的上表面的位置。霍尔探针(660)沿着第二磁场产生装置(640)的位置和移动对应于在根据本发明的取向方法的过程中由基材携带的包含磁性或可磁化颜料颗粒的涂层的位置和移动。
优选地且对图6A-C对于与两个棒状偶极磁体(641a和641b)的底面齐平的基材(610)如上所述，霍尔探针(660)的中心与两个棒状偶极磁体(641a和641b)的底面齐平。优选地且对图6A-C对于在第二磁场产生装置(640)的两个棒状偶极磁体(641a和641b)之间以相等距离、即距各棒状偶极磁体(641a和641b)为距离1/2A1处放置的涂层(620)的中心如上所述，霍尔探针(660)的中心在第二磁场产生装置(640)的两个棒状偶极磁体(641a和641b)之间以相等距离、即距各棒状偶极磁体(641a和641b)为距离1/2A1处放置。霍尔探针(660)的位置对应于在本发明的方法的过程中由基材(610)携带的涂层(620)的上表面的位置。
本文记载的方法允许生产展现抢眼的动态效应以组合提供高分辨率和高对比度的光学效应层(OEL)。
锥光散射测量计(从Eckhartd Optics LLC获得，5430Jefferson Ct,White BearLake,MN 55110；http://eckop.com)用于表征片状磁性或可磁化颜料颗粒的双轴取向和通过本文记载的方法获得的OEL的亮度。
图7A示意性示出锥光散射测量的原理，其依赖于通过透镜或透镜系统而进行焦平面至焦平面(772至770)(其中(770)为透镜的前焦平面，其位于距透镜为距离f处；(772)为透镜的后焦平面，其位于距透镜为距离f’处)变换成像(即，傅里叶变换成像)，将透镜的前焦平面(770)的入射射线方向(χ1、χ2、χ3)映射至透镜的后焦平面(772)中的斑点(x1、x2、x3)。图7B表示用于本发明中的以测量颜料颗粒的双轴取向和OEL的亮度的锥光散射测量的原理的另一说明。图7B示意性表明完全背反射锥光散射测量机构，其包括进行所述的焦平面至焦平面变换成像的前端光学器件(771)，用于透过光学器件用平行光束(773)在正交入射下照明基材(710)上的OEL(720)上的小斑点的光源(780)和半透明耦合镜(790)，以及包括用于记录前端光学器件的后焦平面(772)中存在的斑点图案的图像的照相机传感器(796)的后端光学器件(795)。2个不同的片状磁性或可磁化颜料颗粒的取向(721、722)示出为将正交入射束反射回2个不同的射线方向，其通过前端光学器件聚焦至在其后焦平面(772)中的2个分开的斑点x1和x3处。这些斑点的图像位置通过后端光学器件(795)和照相机传感器(796)记录。
为了测量其反射特性，将包含取向的片状磁性或可磁化颜料颗粒的OEL使用1mm直径的平行光束(LED，520nm)在正交入射下每毫米地进行评估，并且在各点处拍摄背反射光的图像。从这些图像中，背反射光斑点的偏向角(χ,ψ)的对应分布通过将2维高斯分布拟合应用至在各位置处在锥光散射测量计的后焦平面收集的图像数据来获得；平均(χ,ψ)值对应于高斯分布的中心。
在照射光束(773)的直径内的片状磁性或可磁化颜料颗粒将光以在球极坐标中的偏向角(χ,ψ)反射回光学器件。各颜料颗粒的反射束偏向角(χ,ψ)通过透镜(771)转变至焦平面(772)的位置(X,Y)。如果位于在取样束(773)内的不同位置处的2个颜料颗粒具有相同的取向，则从这2个颜料的反射光将在相同的位置(X,Y)处击打传感器表面。
图8示意性表明使用包括照射源(880)和焦平面(872)的锥光散射测量计测量形成OEL且包括在涂层(820)内的片状磁性或可磁化颜料颗粒的取向的另一实例。图8中，OEL通过涂层(820)的截面来说明，其中显示遵循沿着传感器的X方向的凸面弯曲的颜料颗粒的取向。遵循凸面弯曲的在取样束照射斑点(873)内的颜料颗粒的取向转变至锥光散射测量计的焦平面(872)中的(X,Y)位置。
图9A-B示意性表明包含根据滚动棒效应(如图8中所示的)取向的颜料颗粒的OEL的锥光散射测量计的焦平面上的反射光束斑点。图9A表明具有高程度的双轴取向的OEL的实例，导致反射照射束的小的光散射，即在锥光散射测量计透镜的焦平面中的反射照射束位置(X,Y)的分布窄。因此，反射光束斑点对于包含具有高程度的双轴取向的颜料颗粒的OEL(图9A)将是比较小的，而反射光束斑点对于包含具有低程度的双轴取向的颜料颗粒的OEL(如图9B中所示的)将是比较大的。另外，反射光束斑点的亮度与颜料颗粒的双轴排列程度成正比，结果反射光束聚焦在比较小的斑点中。图9C-D分别地示意性表明图9A-B的反射光束的方位角(ψ)的高斯分布。由于与图9D相比图9C中的分布较窄，高斯函数的振幅在图9C中比在图9D中大。高斯函数的振幅与反射光束斑点的亮度基本上成比例。因而，测量反射光束斑点的亮度反映OEL的片状磁性或可磁化颜料颗粒的双轴取向的程度。为了对比数个OEL的取向的程度，在各OEL上的同等位置处、即在平均角度(χ,ψ)对于不同样品是相等之处测量强度。为简单起见，优选地在样品的中间在其中平均偏向角(χ,ψ)均为与表面成法向的位置处测量样品。
本发明进一步提供印刷设备及其用于生产本文记载的光学效应层(OEL)的用途。本文记载的印刷设备包括本文记载的转移装置(TD)、优选地本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)，以及本文记载的第二磁场产生装置(x40)中的至少之一，其中本文记载的转移装置(TD)、优选地本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)包括本文记载的第一磁场产生装置(x30)中的至少之一，其中本文记载的所述第一磁场产生装置(x30)中的至少之一安装在本文记载的所述转移装置(TD)上。优选地，本文记载的印刷设备包括本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)，以及本文记载的第二磁场产生装置(x40)中的至少之一，其中本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)包括本文记载的第一磁场产生装置(x30)中的至少之一，其中本文记载的所述第一磁场产生装置(x30)中的至少之一优选地安装在旋转磁性滚筒(RMC)的周向槽或横向槽上。在一个实施方案中，旋转磁性滚筒(RMC)为以连续方式在高印刷速度下操作的旋转、单张进纸或卷筒进纸的工业印刷机的一部分。
包括安装在其上的第一磁场产生装置(x30)中的至少之一的转移装置(TD)、优选地旋转磁性滚筒(RMC)以及本文记载的第二磁场产生装置(x40)中的至少之一意欲用于印刷或涂布仪器中、或与其协同使用，或成为其一部分。在一个实施方案中，转移装置(TD)为旋转磁性滚筒(RMC)如本文记载的那些，其中所述旋转磁性滚筒(RMC)优选为以连续方式在高印刷速度下操作的旋转、单张进纸或卷筒进纸的工业印刷机的一部分。
包括包含本文记载的第一磁场产生装置(x30)中的至少之一的本文记载的转移装置(TD)、优选地本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)以及本文记载的第二磁场产生装置(x40)中的至少之一的印刷设备可以包括用于进给其上具有本文记载的片状磁性或可磁化颜料颗粒的层的基材例如本文记载的那些的基材进给器，以致第一磁场产生装置(x30)和第二磁场产生装置(x40)产生作用于颜料颗粒以使它们取向从而形成光学效应层(OEL)的合成磁场。在包括本文记载的转移装置(TD)、优选地本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)的印刷设备的实施方案中，基材通过基材进给器在纸张或卷筒的形式下进给。
包括包含本文记载的第一磁场产生装置(x30)中的至少之一的本文记载的转移装置(TD)、优选地本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)以及本文记载的第二磁场产生装置(x40)中的至少之一的印刷设备可以包括基材引导系统。如本文中使用的，“基材引导系统”是指将携带有涂层(x10)的基材(x10)保持为与本文记载的转移装置(TD)、优选地本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)和第一磁场产生装置(x30)紧密接触的机构。基材引导系统可以为夹具和/或真空系统。特别地，夹具可以用于保持基材(x10)的前沿并且使(x10)从印刷机器的一部分转移至下一部分的目的，并且真空系统可以用于将(x10)的表面拉抵至本文记载的转移装置(TD)、优选地本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)和第一磁场产生装置(x30)的表面且维持其与它们牢固地对准的目的。除了夹具和/或真空系统之外或者代替夹具和/或真空系统，基材引导系统可以包括基材引导仪器的其它零件，所述其它零件包括而不限于辊或一组辊、刷子或一组刷子、带和/或一组带、刮板或一组刮板、或者弹簧或一组弹簧。
包括包含本文记载的第一磁场产生装置(x30)中的至少之一的本文记载的转移装置(TD)、优选地本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)以及本文记载的第二磁场产生装置(x40)中的至少之一的印刷设备可以包括用于将包含本文记载的片状磁性或可磁化颜料颗粒的涂布组合物施加在本文记载的基材(x10)上以便形成本文记载的涂层(x20)的涂布或印刷单元。
包括包含本文记载的第一磁场产生装置(x30)中的至少之一的本文记载的转移装置(TD)、优选地本文记载的旋转磁性滚筒(RMC)以及本文记载的第二磁场产生装置(x40)中的至少之一的印刷设备可以包括用于使包含片状磁性或可磁化颜料颗粒的涂层(x20)至少部分硬化的硬化单元(x50)、优选地固化单元，所述片状磁性或可磁化颜料颗粒已经通过由本文记载的第一和第二磁场产生装置(x30和x40)的第一和第二磁场矢量分量形成的合成磁场而磁性取向，由此固定片状磁性或可磁化颜料颗粒的取向和位置，从而生产光学效应层(OEL)。
本发明提供本文记载的方法和本文记载的印刷设备，以在本文记载的基材(x10)上生产光学效应层(OEL)。本文记载的基材(x10)优选选自由以下组成的组：纸或如纤维素等其它纤维材料(包括织造和非织造的纤维材料)、含纸的材料、玻璃、金属、陶瓷、塑料和聚合物、金属化的塑料或聚合物、复合材料和其两种以上的混合物或组合。典型的纸、类纸(paper-like)或其它纤维材料由各种纤维制成，所述各种纤维包括而不限于马尼拉麻、棉、亚麻、木浆和其共混物。如本领域技术人员公知的，棉和棉/亚麻共混物优选用于纸币，而木浆通常用于非纸币的安全文档。塑料和聚合物的典型实例包括：如聚乙烯(PE)和包括双轴取向的聚丙烯(BOPP)的聚丙烯(PP)等聚烯烃，聚酰胺，如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(对苯二甲酸1,4-丁二醇酯)(PBT)、聚(2,6-萘甲酸乙二醇酯)(PEN)等聚酯和聚氯乙烯(PVC)。纺粘型织物(spunbond)烯烃纤维例如在商品名
Figure BDA0002589028690000361
下销售的那些也可以用作基材。金属化的塑料或聚合物的典型实例包括金属连续或不连续地沉积在它们的表面上的上述的塑料或聚合物材料。金属的典型实例包括而不限于铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、其合金和上述金属的两种以上的组合。上述塑料或聚合物材料的金属化可以通过电沉积方法、高真空涂布方法或通过溅射方法来完成。复合材料的典型实例包括而不限于：纸和至少一种塑料或聚合物材料例如上述那些以及引入类纸或纤维材料例如上述那些中的塑料和/或聚合物纤维的多层结构或层叠体。当然，基材可以进一步包含本领域技术人员已知的添加剂例如填充剂、施胶剂、增白剂、加工助剂、增强或增湿剂等。当根据本发明生产的OEL用于包括例如指甲油(fingernail lacquers)的装饰性或化妆目的时，所述OEL可以在包括指甲、人工指甲或动物或人类的其它部分的其它种类的基材上生产。
根据本发明生产的OEL应该在安全文档上且为了进一步提高安全水平和抵抗以防所述安全文档的伪造和违法复制，基材可以包括印刷的、涂布的或激光标识的或激光穿孔的标记、水印、防伪安全线、纤维、币坯(planchettes)、发光化合物、窗、箔、贴标和其两种以上的组合。同样为了进一步提高安全水平和抵抗以防安全文档的伪造和违法复制，基材可以包括一种以上的标记物质或示踪物和/或机器可读物质(例如发光物质、UV/可见光/IR吸收物质、磁性物质和其组合)。
如果需要，在步骤a)之前，底漆层可以施加至基材。这可以提高本文记载的光学效应层(OEL)的品质或促进粘合。此类底漆层的实例可以在WO 2010/058026 A2中查询到。
为了通过耐污或耐化学品性和清洁度(cleanliness)来增加耐久性并由此增加物品的循环寿命，包括通过本文记载的方法获得的光学效应层(OEL)的安全文档或装饰性元件或物体，或者为了改造它们的美学外观(例如光学光泽)，一层以上的保护层可以施加在光学效应层(OEL)之上。在存在时，一层以上的保护层典型地由保护性清漆来制成。保护性清漆可以为辐射固化性组合物、热干燥性组合物或其任意组合。优选地，一层以上的保护层为辐射固化性组合物，更优选地UV-Vis固化性组合物。保护层典型地在形成光学效应层(OEL)之后施加。
本发明进一步提供通过本文记载的方法和/或通过使用本文记载的印刷设备生产的光学效应层(OEL)。
本文记载的光学效应层(OEL)可以直接设置在基材上，所述基材上其应该永久保持(例如用于纸币应用)。选择性地，光学效应层(OEL)出于生产目的也可以设置在临时基材上，接着从其上除去OEL。特别是当粘结剂材料依然处于其流体状态时，这可以例如促进光学效应层(OEL)的生产。之后，在使涂布组合物硬化以生产光学效应层(OEL)之后，临时基材可以从OEL除去。
选择性地，在另一实施方案中，粘合层可以存在于光学效应层(OEL)上或可以存在于包括OEL的基材上，所述粘合层在基材的与设置OEL的一侧相反的一侧上或者在与OEL相同的一侧上且在OEL之上。因此，粘合层可以施加至光学效应层(OEL)或施加至基材，所述粘合层在已经完成固化步骤之后施加。此类物品可以附接至各种各样的文档或其它物品或制品，而没有涉及机器以及相当高的努力的印刷或其它方法。选择性地，包括本文记载的光学效应层(OEL)的本文记载的基材可以是转印箔的形式，其可以在分开的转印步骤中施加至文档或物品。出于该目的，基材设置有剥离涂膜，其上如本文记载生产了光学效应层(OEL)。一层以上的粘合层可以施加在由此生产的光学效应层(OEL)上。
本文还记载的是包括大于一层，即两层、三层、四层等的通过本文记载的方法获得的光学效应层(OEL)的基材。
本文还记载的是包括根据本发明生产的光学效应层(OEL)的物品，特别是安全文档、装饰性元件或物体。物品，特别是安全文档、装饰性元件或物体可以包括大于一层(例如两层、三层等)的根据本发明生产的OEL。
如上所述，为了装饰性目的以及保护和为了鉴定安全文档，可以使用根据本发明生产的光学效应层(OEL)。
装饰性元件或物体的典型实例包括而不限于奢侈品、化妆品包装、机动车部件、电子/电气用具、家具和指甲制品。
安全文档包括而不限于有价文档和有价商业货物。有价文档的典型实例包括而不限于纸币、契约、票据、支票、抵用券、印花税票和税收标签、协议等，身份证件例如护照、身份证、签证、驾驶执照、银行卡、信用卡、交易卡(transactions card)、通行证件(accessdocument)或卡、入场券、交通票、学术文凭或标题等，优选纸币、身份证件、授权文件、驾驶执照、和信用卡。术语“有价商业货物”是指特别是用于化妆品、功能食品、医药品、酒类、烟草制品、饮料或食品、电子/电气制品、织物或珠宝，即应该受保护以防伪造和/或违法复制以担保包装的内容物，例如正版的药物的制品的包装材料。这些包装材料的实例包括而不限于如鉴定品牌标签等标签、防篡改标签(tamper evidence labels)和密封物。指出的是，公开的基材、有价文档和有价商业货物仅出于列举的目的而给出，而不限制本发明的范围。
选择性地，光学效应层(OEL)可以生产至辅助基材例如防伪安全线、防伪安全条、箔、贴标、窗或标签上，由此在分离步骤中转印至安全文档。
本领域技术人员可以设想对上述特定实施方案的数种改造，而不偏离本发明的主旨。此类改造由本发明所涵盖。
进一步，遍及本说明书所提及的全部文献由此在本文中全部如前所述以它们的整体作为参考而并入。
实施例
通过使用表1中给出的配方的UV-固化性丝网印刷墨以及下述的第一和第二磁场产生装置来施行实施例。
表1
Figure BDA0002589028690000401
(*)7层的金色至绿色、片状、光学可变的磁性颜料颗粒，其具有如下的薄片形状：直径d50为约9.3μm且厚度为约1μm，从JDS-Uniphase,Santa Rosa,CA获得。
第一磁场产生装置(图4A-C，不按比例)
由NdFeB N40制成的棒状偶极磁体(430)用作第一磁场产生装置。棒状偶极磁体(430)的尺寸如下：30mm(L1)×18mm(L2)×6mm(L3)。如图4B-C中所示的，棒状偶极磁体(430)嵌入由高密度聚乙烯(HDPE)制成且尺寸如下：40mm(L7)×40mm(L8)×25mm(L9)的非磁性支持架(431)中。棒状偶极磁体(430)的上表面置于距非磁性支持架(431)的上表面为约15mm的距离(A2)处。
如图4B-C中所示的，嵌入非磁性支持架(431)中的棒状偶极磁体(430)在静态的第二磁场产生装置(440)的附近(即，穿过第二磁场产生装置(440)的磁场)借助于支承块(432)和导轨(433)是可移动的，其中所述导轨(433)固定至框架(443)。
导轨(433)(来自ThorLabs)由阳极化铝制成，并且尺寸如下：448mm(L13)×40mm(L14)×10mm(L15)。
支承块(432)包括第一小块(piece)(432a)、第二小块(432b)。第一小块(432a)由阳极化铝(铝模型板，来自ThorLabs)制成，并且尺寸如下：112mm(L16)×65mm(L17)×13mm(L18)且胶合在第二小块(432b)之上。第二小块(432b)由高密度聚乙烯(HDPE)制成，尺寸如下：112mm(L16)×65mm(L17)×37mm(L19)，并且包括适合于将第二小块(432b)设置在导轨(433)上且尺寸如下：65mm(L17)×40mm(L14)×5mm(L20)的凹部。
由两小块(432a-b)制成的支承块(432)设置在导轨(433)上，从而通过在所述导轨(433)上沿着其长度滑动而是可移动的(参见图4A)。
第二磁场产生装置(图4A-4B，不按比例)
一对两个棒状偶极磁体(441a和441b)用作第二磁场产生装置(440)。两个棒状偶极磁体(441a和441b)中的每一个的尺寸如下：48mm(L4)×24mm(L5)×10mm(L6)，且由NdFeBN40制成。两个棒状偶极磁体(441a和441b)中的每一个的磁轴基本上平行于所述磁体的长度(L4)(即，基本上垂直于基材(410)表面)，所述两个棒状偶极磁体(441a)的第一个的磁方向与所述两个棒状偶极磁体(441b)的第二个的磁方向相反。两个棒状偶极磁体(441a和441b)位于彼此相距的距离(A1＝48mm)处，并且独立地嵌入由聚氧亚甲基(POM)制成的一对非磁性支持架(442a和442b)中。
如图4B中所示的，一对非磁性支持架包括两块(442a和442b)，每一个的尺寸如下：52mm(L10)×30mm(L11)×12mm(L12)且每一个包括用于独立地嵌入两个棒状偶极磁体(441a和441b)的凹部。两个棒状偶极磁体(441a和441b)中的每一个面向另一棒状偶极磁体位于距各个非磁性支持架(442a和442b)的表面为约1mm的距离(A3)处、且距各个非磁性支持架(442a和442b)的最下表面为约2mm的距离(A4)处。
如图4B中所示的，两个非磁性支持架(442a和442b)与框架(443)连接在一起，该框架(443)由阳极化铝制成且包括两个框架模型板(443a和443c)(铝模型板，来自ThorlabsInc.)和由阳极化铝制成的框架柱(443b)(Large Right Angle Bracket AP90/RL，来自Thorlabs Inc.)。
框架模型板(443a)的尺寸如下：450mm(L21)×300mm(L22)×13mm(L23)。框架柱(443b)的尺寸如下：176mm(L24)×125mm(L26)×30mm(L25)。框架模型板(443c)的尺寸如下：385mm(L28)×100mm(L27)×13mm(L23)。
框架(443)包括三个尺寸如下的直角板(443d)：64mm(L29)×8mm(L30)×75mm(L31)×8mm(L32)×8mm(L33)×70mm(L34)×34mm(L35)。
样品1-1至1-4(图4)
25mm×25mm正方形样品用表1的UV-固化性丝网印刷墨、且用使用T90网的实验室丝网印刷装置独立地印刷在黑纸基材(Gascogne Laminates M-cote 120)(410)上，以便形成厚度为约20μm的涂层(420)。
在涂层(420)依然处于湿润的且尚未硬化的状态时，在所述涂层(420)的中心置于第一磁场产生装置(430)的中心上的情况下，将基材(410)置于第一磁场产生装置(430)的上方、特别是在非磁性支持架(431)的上方。携带有涂层(420)的基材(410)置于距所述第一磁场产生装置(430)的上表面在约2与约15mm之间(表2中提供的值)的距离(A2)处，即基材(410)与支持架(431)直接接触地放置，以便形成组件。在北极指向基本上垂直于第二磁场产生装置(440)的棒状磁体(441a、441b)的两个相反磁轴的方向的情况下，所述第一磁场产生装置(430)的棒状偶极磁体的磁轴基本上平行于基材(410)表面。
如图4A中所示的且借助于支承块(432)和导轨(433)，携带有涂层(420)的基材(410)和包括第一磁场产生装置(430)的非磁性支持架(431)在第二磁场产生装置(440)的附近以约10cm/s的线性速度来回相伴地移动8次。携带有涂层(420)的基材(410)和包括第一磁场产生装置(430)的支持架(431)在第二磁场产生装置(440)的附近相伴地移动，第一磁场产生装置(430)的中心(也对应于涂层(420)的中心，即滚动棒特征的中心)置于距各棒状偶极磁体(441a和441b)为约25mm的距离(1/2A1)处且基材(410)的表面与棒状偶极磁体(441a和441b)的底面齐平。所述第二磁场产生装置(440)的两个棒状偶极磁体(441a和44ab)中的每一个具有垂直于基材(410)表面的磁轴，且两个棒状偶极磁体(441a和441b)具有相反的磁方向，即所述两个棒状偶极磁体的一个(441a)具有指向基材(410)表面的南极且另一个(441b)具有指向基材(410)表面的北极。
在携带有涂层(420)的基材(410)依然与包括第一磁场产生装置(430)的非磁性支持架(431)接触时以及在携带有涂层(420)的基材(410)和包括第一磁场产生装置(430)的非磁性支持架(431)沿移动的方向(如图4A中的箭头所示的)在远离第二磁场产生装置(440)为约50mm的距离(X)处相伴地移动时，涂层(420)在暴露至位于距携带有涂层(420)的基材(410)的上表面为约30mm的距离处的Phoseon的UV-LED灯(450)(型号FireFlex 50×75mm，395nm，8W/cm2)约0.5秒期间硬化，以便形成OEL。
样品2-1至2-4
比较样品2-1至2.4根据依照现有技术WO 2015/086257 A1的常规过程来独立地制备，包括以下步骤：
步骤i)：25mm×25mm正方形样品用表1的UV-固化性丝网印刷墨、且用使用T90网的实验室丝网印刷装置印刷在黑纸基材(Gascogne Laminates M-cote 120)上，以便形成厚度为约20μm的涂层；
步骤ii)：在涂层依然处于湿润的且尚未硬化的状态时，在所述涂层(420)的中心置于非磁性支持架的中心上的情况下，将基材置于关于样品1-1至1-4中描述的、但是缺少第一磁场产生装置的非磁性支持架的上方。借助于上述的支承块(432)和导轨(433)，涂层暴露至上述的第二磁场产生装置的磁场并且在关于样品1-1至1-4中描述的第二磁场产生装置的附近以约10cm/s的线性速度来回移动8次，非磁性支持架的中心置于距各棒状偶极磁体为约24mm的距离处，且基材的最下表面与棒状偶极磁体的最下表面齐平；和
步骤iii)：携带有涂层的基材从第二磁场产生装置的磁场移出，并且暴露至上述的第一磁场产生装置的磁场。携带有涂层的基材置于距所述第一磁场产生装置的上表面在约2与约15mm之间(表2中提供的值)的距离(A2)处。
步骤iv)：与步骤iii)部分同时地，涂层在暴露至位于距携带有涂层的基材的上表面为约30mm的距离处的Phoseon的UV-LED灯(型号FireFlex 50×75mm，395nm，8W/cm2)约0.5秒期间硬化，以便形成OEL。
第一和第二磁场装置的磁通量密度的测量(图5A-B和6A-C)
样品1-1至1-4及样品2-1至2-4的第一磁场产生装置(530)的磁通量密度(mT，毫特斯拉)通过如下来独立地测量：将连接至高斯计GM-08(Hirst Magnetic Instruments Ltd)的霍尔探针(560)(Hirst Magnetic Instruments Ltd，横向探针TP002)置于距第一磁场产生装置(530)的上表面在约2与约15mm之间(表2中提供的值)的距离(A2)处，在其中心相对于长度(L2)和宽度(L1)置于第一磁场产生装置(530)的中心的情况下。
样品1-1至1-4及样品2-1至2.4的第二磁场产生装置(640)的磁通量密度(mT，毫特斯拉)通过如下来独立地测量：沿着磁场产生装置(640)在距磁场产生装置(640)的各棒状偶极磁体(641a和641b)为距离1/2A1(即24mm)处移动霍尔探针(660)。霍尔探针(660)的中心与两个棒状偶极磁体(641a和641b)的底面齐平。在第二磁场产生装置(640)的中心、沿着移动路径(参见图6中的箭头)在距离1/2L5(距离各棒状偶极磁体(641a和641b))处测量最大磁通量密度。
第一磁场产生装置(x30)的沿着样品路径的最大磁通量密度和第二磁场产生装置(x40)的磁通量密度的比率通过将测量值相除来计算，并且在表2中提供。
样品1-1至1-4及样品2-1至2-4的OEL的亮度的测量
样品1-1至1-4及样品2-1至2-4的OEL的亮度使用Eckhartd Optics LLC的锥光散射测量计(Eckhardt Optics LLC，5430 Jefferson Ct，White Bear Lake，MN 55110；http://eckop.com)通过锥光散射测量来独立地测量。
携带有涂层(x20)的基材(x10)独立地放置在锥光散射测量计的前焦平面上的手动xy工作台上。xy工作台在两个轴上在0mm和26mm之间可调节。承载具有OEL的基材(x10)的xy工作台在光学系统下手动调节，以使得印刷区域的中心面向光学系统的中心。
包含取向的颜料薄片的涂层(x20)用直径为约1mm的平行绿光(520nm)的笔形射束在OEL的中心处照射，并且测量每毫米直到发现样品的中心并且其位于所述光束下为止。
在照射束的直径内的片状光学可变的磁性颜料颗粒将光以偏向角(χ,ψ)反射回锥光散射测量计透镜的焦平面。关于偏向角(χ,ψ)获得的值通过应用二维高斯函数来平均。偏向角(χ,ψ)的高斯函数振幅的测量给出了在OEL的中心处的样品亮度的值。各样品测量4次，并且平均亮度值在表2中报道。
亮度测量反映片状光学可变的磁性颜料颗粒的双轴取向的程度：值越大反映出双轴排列越好。样品1-1至1-4及样品2-1至2-4的亮度值在表2中提供。
表2.
Figure BDA0002589028690000451
a)±3mT；由霍尔探针的位置产生的不确定性
b)±5mT；由霍尔探针的位置产生的不确定性
如表2所示，比率H1/H2小于或等于约1.0的第一和第二磁场产生装置(即样品1-1和1-2)的使用允许生产展现与根据现有技术制备的样品(样品2-1和2-2)相比显著更高的亮度的OEL。比率H1/H2大于或等于1.9以及小于或等于3.48的第一和第二磁场产生装置的使用允许生产展现与根据现有技术制备的比较样品(参见样品1-3和1-4相对于样品2-3和2-4)相比相似的亮度的OEL。
使用本文记载的第一和第二磁场产生装置的根据本发明的方法允许生产在机械上稳固、易于利用工业高速印刷仪器方式实施的光学效应层(OEL)，并且允许生产不仅展现抢眼的动态效应而且还展现高分辨率和高对比度的光学效应层(OEL)。

Claims (16)

1.一种用于在基材上生产光学效应层(OEL)的方法，所述方法包括以下步骤：
a) 向基材表面上施加包含片状磁性或可磁化颜料颗粒的涂布组合物，以便在所述基材上形成涂层，所述涂布组合物处于第一状态，
b) 将携带有涂层的基材置于提供第一磁场矢量分量的第一磁场产生装置上，所述第一磁场产生装置安装在转移装置(TD)上，由此使片状磁性或可磁化颜料颗粒经受所述第一磁场矢量分量，
使所述携带有涂层的基材和所述第一磁场产生装置在静态的第二磁场产生装置的附近相伴地移动，所述第二磁场产生装置提供第二磁场矢量分量，
由此使片状磁性或可磁化颜料颗粒经受由第一磁场矢量分量和第二磁场矢量分量形成的时间依赖性合成磁场，以便使片状磁性或可磁化颜料颗粒中的至少一部分双轴取向，
其中第一磁场产生装置的磁通量密度和第二磁场产生装置的磁通量密度的比率为小于约4.0；和
c) 使涂布组合物硬化至第二状态，以便使片状磁性或可磁化颜料颗粒固定在它们采取的位置和取向上，
所述约表示在该值的± 5%内的范围。
2.根据权利要求1所述的方法，其中第一磁场产生装置的磁通量密度和第二磁场产生装置的磁通量密度的比率为小于约1.9，
所述约表示在该值的± 5%内的范围。
3.根据权利要求1所述的方法，其中第一磁场产生装置的磁通量密度和第二磁场产生装置的磁通量密度的比率为在约1.5与约0.5之间，
所述约表示在该值的± 5%内的范围。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述转移装置(TD)为旋转磁性滚筒(RMC)。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中向基材上施加所述涂布组合物的步骤通过选自由雕刻铜板印刷、丝网印刷、轮转凹版印刷和柔性版印刷组成的组的印刷方法来进行。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述涂布组合物为UV-Vis固化性组合物，并且所述硬化步骤通过UV-Vis固化来进行。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中使所述涂布组合物硬化的步骤c)与步骤b)部分同时地进行。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一磁场产生装置选自由偶极磁体、四极磁体及其组合组成的组。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第二磁场产生装置包括a) 以交错方式定位的至少三个磁体的线性排列，其中所述三个磁体的每一个具有与基材表面基本上垂直的磁轴，且其中所述至少三个磁体在进给路径的同一侧具有相同的极性，其与在进给路径的相反侧的磁体的极性相反；b) 线性永磁体海尔贝克阵列；c) 一对以上的两个棒状偶极磁体，其中所述两个棒状偶极磁体的每一个具有与基材表面基本上平行的磁轴，且其中所述两个棒状偶极磁体具有相反的磁方向；d) 一对以上的两个棒状偶极磁体，其中所述两个棒状偶极磁体的每一个具有与基材表面基本上垂直的磁轴，且其中所述两个棒状偶极磁体具有相反的磁方向；或e) U形磁体。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述片状磁性或可磁化颜料颗粒为选自由片状磁性薄膜干涉颜料颗粒、片状磁性胆甾醇型液晶颜料颗粒、包含磁性材料的片状干涉涂覆颜料颗粒、及其两种以上的混合物组成的组的片状光学可变的磁性或可磁化颜料颗粒。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述基材选自由以下组成的组：纸或其它纤维材料、含纸的材料、玻璃、金属、陶瓷、塑料和聚合物、金属化的塑料或聚合物、其组合。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述基材选自复合材料。
13.一种印刷设备，其包括转移装置(TD)，以及如权利要求1至10任一项中所述的第二磁场产生装置中的至少之一，所述转移装置(TD)包括安装在其上且如权利要求1至12任一项中所述的第一磁场产生装置中的至少之一。
14.根据权利要求13所述的印刷设备，其中所述转移装置(TD)为旋转磁性滚筒(RMC)。
15.根据权利要求13所述的印刷设备，其进一步包括基材引导系统。
16.一种安全文档或装饰性物体的制造方法，其包括：
a) 提供安全文档或装饰性物体，和
b) 根据权利要求1至12任一项所述的方法提供光学效应层，以致其被所述安全文档或装饰性物体所包含。
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