JP2015163737A - 金属粒子の製造方法 - Google Patents
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(1)基材上の、アルカリ可溶性樹脂を含む犠牲層の表面に、凹凸形状を形成する凹凸形状形成工程と、前記犠牲層上に、金属凹凸層を形成する金属凹凸層形成工程と、前記金属凹凸層上に、金属層を形成する金属層形成工程と、前記金属層上に、所定のパターンを有するアルカリ可溶性樹脂を含むレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記金属凹凸層及び前記金属層をエッチングし、金属粒子を形成する金属粒子形成工程と、アルカリ性の現像液により、前記犠牲層及び前記レジスト層を除去し、前記金属粒子を基材より剥離する剥離工程と、を具備することを特徴とする金属粒子の製造方法。
図1(a)、(b)は、本発明にかかる金属粒子1a、1bを示す図である。図1(a)に示す金属粒子1aは、金属製であり、平板状の基体5上に、拡大して観察することで識別可能な凹凸形状として、文字を表示する回折格子またはホログラムの識別部3aが形成されている。識別部3aの回折格子またはホログラムは、基体5の上に、光の干渉縞を深さ1μm以下の微細な凹凸加工で記録して立体画像を再現するものである。基体5の形状も拡大して観察することで識別可能であり、形状は円板に限られるものではなく、楕円形や多角形、星型など、様々な形状が使用できる。また、基体上に設けられる識別部3aとしては、文字以外にも、様々な図形、数字、記号のほか、花やデザインなどを施すことができる。すなわち、基体5の輪郭や基体5に施された形状、模様もしくは色彩等の意匠を含む識別部3aを拡大して観察することで識別可能である。
また、図1での「DN」の文字は、裸眼では認識できず、ルーペなどを用いて認識できる程度の大きさである。
本発明の金属粒子1aは、金属製であるので、機械的強度に優れ、優れた耐久性を持つうえ、金属光沢を持ち、意匠性に優れる。
金属粒子1aを水溶性バインダーなどの分散媒に分散すると、偽造防止用インクが得られる。このような偽造防止用インクを用いて、シルク・スクリーン印刷などで印刷することで簡便に物品に金属粒子を付与することができる。
図1(b)に示す金属粒子1bは、平板状の基体上に立体的な文字の識別部3bが形成されている。図1(b)では、円板上に厚みのある文字が形成されているが、基材の形状も円板に限られるものではなく、楕円形や多角形、星型など、様々な形状が使用できる。また、基材上に設けられる形状としては、文字以外にも、様々な図形、数字、記号のほか、立体的な花やデザインなどを施すことができる。また、識別部3bの立体的な構造は、立体的に観察されるために、深さが1μm以上であることが好ましい。
次に、本発明にかかる金属粒子1a、1bの製造方法について説明する。なお、回折格子またはホログラムの識別部3aを有する金属粒子1aと、立体的形状の識別部3bを有する金属粒子1bは、凹凸形状9の形状が異なるのみで、同様の製造方法により製造可能である。
図2(b)は、犠牲層形成工程を示す。犠牲層形成工程とは、表面に凹凸形状を有する基材上に、アルカリ可溶性金属を含む金属製犠牲層を形成する工程である。
図2(c)は、レジスト層形成工程を示す。レジスト層形成工程とは、金属製犠牲層上に、所定のパターンを有するアルカリ可溶性樹脂を含むレジスト層を形成する工程である。
図2(d)は、アルカリ不溶性金属層形成工程をしめす。アルカリ不溶性金属層形成工程とは、電気メッキにより、前記金属製犠牲層上であって、前記レジスト層以外の個所に、アルカリ不溶性金属層を形成する工程である。
図2(e)は、剥離工程を示す。剥離工程とは、アルカリ性の現像液により、前記金属製犠牲層及び前記レジスト層を除去し、前記アルカリ不溶性金属層を前記基材から剥離する工程である。
図2(f)は、基材から剥離し、個片化した金属粒子を示す。
次に、本発明にかかる金属粒子1a、1bの製造方法の第2の実施の形態について説明する。
図4(a)は、基材上にアルカリ可溶性樹脂を含む犠牲層を形成する工程を示す。
図4(b)は、凹凸形状形成工程を示す。凹凸形状形成工程とは、基材上の、アルカリ可溶性樹脂を含む犠牲層の表面に、凹凸形状を形成する工程である。
図4(c)は、金属凹凸層形成工程を示す。金属凹凸層形成工程とは、犠牲層上に、金属凹凸層を形成する工程である。
図4(d)は、金属層形成工程を示す。金属層形成工程とは、金属凹凸層上に、金属層を形成する工程である。
図4(e)は、レジスト層形成工程を示す。レジスト層形成工程とは、金属層上に、所定のパターンを有するアルカリ可溶性樹脂を含むレジスト層を形成する工程である。
図4(f)は、金属粒子形成工程を示す。金属粒子形成工程は、金属凹凸層及び金属層をエッチングし、金属粒子を形成する工程である。
図4(g)は、剥離工程を示す。剥離工程とは、アルカリ性の現像液により、犠牲層及びレジスト層を除去し、金属粒子を基材より剥離する工程である。
図4(h)は、基材から剥離した金属粒子を示す。
支持体フィルムとして、厚み16μmのポリエステル樹脂フィルム(東レ社製、ルミラー)を用いた。支持体フィルム上にアクリレート系紫外線硬化型樹脂(三菱化学社製、「ユピマーLZ−065S」を塗布し、加熱乾燥することにより厚み2μmの塗膜を形成した。
その後、ホログラム用の回折格子パターンの微小凹凸が表面に加工されたエンボスロールを、紫外線を照射することにより半硬化させた前述の紫外線硬化型樹脂に加圧密着させ、剥離した後に、更に紫外線を照射することにより、紫外線硬化型樹脂の表面に、凹凸形状として、ホログラム用の回折格子パターンを形成した。
さらに、前述の紫外線硬化型樹脂の表面に、金属製犠牲層としてアルミニウムを40nmの厚さで真空蒸着した。
さらに、ネガ型フォトレジスト(東京応化製アクリル系レジストPMER−N)を塗布し、70℃で30分乾燥加熱処理し、厚さ10μmの均一なレジスト膜を得た。その後、所望のパターンを露光できるようにしたフォトマスクを介して、平行紫外光照射装置により365nmの紫外線を250mJ/cm2の露光量で露光し、アルカリ現像液(水酸化ナトリウムを主成分とした水溶液:濃度1wt%)にて現像して、金属粒子の輪郭を形成する所望のパターンのレジスト層を形成した。
さらに、ニッケルの電気めっきを行い、レジスト層がない部分であるアルミニウム層が表面に出ている部分のみのニッケル層を形成した。
さらに、アルカリ現像液(水酸化ナトリウムを主成分とした水溶液:濃度10wt%)にて現像し、レジスト層と犠牲層を溶解させた。
このとき、現像液中に、表面に回折格子パターンが刻まれたニッケルの粒子を得た。
この現像液を水に置換することにより、ニッケルの粒子水分散液を得た。
支持体フィルムとして、厚み16μmのポリエステル樹脂フィルム(東レ社製、ルミラー)を用いた。支持体フィルム上に犠牲層として、ネガ型のドライフィルムレジスト(東京応化工業社製ORDYL PR、厚さ20μm)を用いて成膜した。
その後、回折格子パターンが刻まれたフォトマスクを介して、平行紫外光照射装置により露光し、アルカリ現像液(水酸化ナトリウムを主成分とした水溶液:濃度1wt%)にて現像することにより、犠牲層の表面に凹凸形状として、ホログラム用の回折格子パターンを形成した。
さらに、前述の犠牲層の表面に、金属凹凸層としてクロムを40nmの厚さで真空蒸着した。
さらに、前述の金属凹凸層の上に厚さ10μmのニッケル層を電気めっきにより形成した。
さらに、ネガ型フォトレジスト(東京応化製アクリル系レジストPMER−N)を塗布し、70℃で30分乾燥加熱処理し、厚さ10μmの均一なレジスト膜を得た。その後、所望のパターンを露光できるようにしたフォトマスクを介して、平行紫外光照射装置により365nmの紫外線を250mJ/cm2の露光量で露光し、アルカリ現像液(水酸化ナトリウムを主成分とした水溶液:濃度1wt%)にて現像して、金属粒子の輪郭を形成する所望のパターンのレジスト層を形成し、130℃にて乾燥させた。
その後、エッチング液(硝酸:リン酸:酢酸:水=7:10:10:3)に浸し、レジスト層をマスクとしてニッケル層とクロム層をエッチングした。
さらに、アルカリ現像液(水酸化ナトリウムを主成分とした水溶液:濃度5wt%)にて現像し、レジスト層と犠牲層を溶解させた。
このとき、現像液中に、表面に回折格子が刻まれたニッケルとクロムが積層してなる金属粒子を得た。
この現像液を水に置換することにより、金属粒子水分散液を得た。
3a、3b………識別部
5………基体
7、7a、7b………基材
9………凹凸形状
11………金属製犠牲層
13……レジスト層
15………アルカリ不溶性金属
17………基材
19………樹脂層
21………金属製基材
23………基材
25………犠牲層
27………金属凹凸層
29………金属層
31………レジスト層
41………有価証券
43………金属粒子含有部
51………カード
53………金属粒子含有部
Claims (1)
- 基材上の、アルカリ可溶性樹脂を含む犠牲層の表面に、凹凸形状を形成する凹凸形状形成工程と、
前記犠牲層上に、金属凹凸層を形成する金属凹凸層形成工程と、
前記金属凹凸層上に、金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層上に、所定のパターンを有するアルカリ可溶性樹脂を含むレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
前記金属凹凸層及び前記金属層をエッチングし、金属粒子を形成する金属粒子形成工程と、
アルカリ性の現像液により、前記犠牲層及び前記レジスト層を除去し、前記金属粒子を基材より剥離する剥離工程と、
を具備することを特徴とする金属粒子の製造方法。
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