JP2020121564A - 物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
/またはホイルに関する。セキュリティ・フィーチャとしては、(i)強い色、(ii)
ゴニオクロマティックであること、および、(iii)高フロップ性であること(すなわ
ち、鏡面的であり、角度が変化するにつれて明から暗に変化し得る金属的な外観を有する
こと)が挙げられる。前記フレークおよびホイルの製造方法も開示される。
シューマ用途に使用することができる。しかしながら、蒸着法などの現行の製造方法は、
フレークおよび/またはホイルを製造するために高価で複雑な設備を必要とする。現行の
より安価な方法で得られる顔料はセキュリティ・フィーチャ用としては品質が悪い。また
、ポリマー薄膜の蒸着では層間接着が悪くなる。さらに、真空中での加工は、上記装置の
生産性に経時的な悪影響を及ぼす。さらに、本装置のメンテナンスは、チャンバのポンプ
排水や排気を要し、これは非生産的で時間が非常にかかる。さらに、フレークまたはホイ
ルの製造に使用できる材料の種類は低圧下で気化可能なもののみに限定されるため、多く
の有機材料が排除される。
とも1つの第2の金属層とを含み得る物品が開示される。少なくとも1つの誘電体層は、
(i)光開始剤、(ii)酸素阻害緩和組成物、(iii)レベリング剤、および、(i
v)消泡剤のうちの少なくとも1つを含む。
、少なくとも第2の金属層は少なくとも1つの誘電体層上に堆積される。
され、少なくとも1つの誘電体層は少なくとも1つの第1の金属層上に堆積され、少なく
とも1つの第2の金属層は少なくとも1つの誘電体層上に堆積される。
層は基板上に堆積され、少なくとも1つの誘電体層は少なくとも1つの第2金属層上に堆
積され、少なくとも1つの第1の金属層は少なくとも1つの誘電体層上に堆積される。
は2つの第1の金属層を含み、1つが、基板のそれぞれの表面上に堆積される。少なくと
も1つの誘電体層は2つの誘電体層であり、1つが、2つの第1の金属層のそれぞれの上
に堆積される。少なくとも1つの第2の金属層は2つの第2の金属層を含み、1つが、2
つの誘電体層のそれぞれの上に堆積される。
面を含み、少なくとも1つの誘電体層は第1の金属層の第1の表面および第2の表面上に
それぞれ堆積された2つの誘電体層を含み、少なくとも1つの第2の金属層は、2つの誘
電体層のそれぞれの上に堆積された2つの第2の金属層を含む。
表面を含み、少なくとも1つの第1の金属層は、磁性体含有層の第1の表面および第2の
表面上にそれぞれ堆積された2つの第1の金属層を含み、少なくとも1つの誘電体層は、
2つの誘電体層のそれぞれの上に堆積された2つの第2の金属層を含む。
有層を堆積するステップと;第1の金属層上に誘電体層を堆積させるステップと;誘電体
層上に第2の金属層を堆積させるステップとを含み、誘電体層は、液体コーティングプロ
セスを用いて堆積される。
射体層である。本方法はさらに、反射体層上に第2の誘電体層を堆積させるステップと;
第2の誘電体層上に第2の吸収体層を堆積させるステップとを含み、第2の誘電体層は液
体コーティングプロセスを用いて堆積される。
射体層である。本方法はさらに、反射体層上に磁性体含有層を堆積させるステップと;磁
性体含有層上に第2の反射体層を堆積させるステップと;第2の反射体層上に第2の誘電
体層を堆積させるステップと;第2の誘電体層上に第2の吸収体層を堆積させるステップ
とを含み、第2の誘電体層は液体コーティングプロセスを用いて堆積される。
分的には下記説明の記載から明らかであるか、または、様々な実施形態の実施によって理
解することができる。かかる様々な実施形態の目的および他の利点は、本明細書の説明で
特に指摘する要素および組み合わせによって実現かつ達成されるであろう。
の図面からより完全に理解することができる。
、本開示の教示の様々な実施形態の説明を提供することを意図していることを理解された
い。
や光学特性を強化したコンシューマ用途に使用される物品、および、前記物品の製造方法
が開示される。
よび、少なくとも1つの第2の金属層を含むことができる。少なくとも1つの誘電体層は
、(i)光開始剤、(ii)酸素阻害緩和組成物、(iii)レベリング剤、および、(
iv)消泡剤のうちの少なくとも1つを含むことができる。一例では、少なくとも1つの
第1の金属層は、反射体層または吸収体層のうちの1つとすることができ、少なくとも1
つの第2の金属層は、反射体層または吸収体層の1つとすることができる。
させることができ、少なくとも1つの第2の金属層を少なくとも1つの誘電体層上に堆積
させることができる。
べての金属、金属合金、純金属または合金含有材料、化合物、組成物および/または層を
含むことが意図される。
す。これらの図は特定の順序で特定の層を示しているが、当業者は、物品10,10’,
10’’,10’’’が任意の数の層を任意の順序で含むことができることを理解するで
あろう。さらに、任意の特定の層の組成は、他の任意の層の組成と同じでも異なっていて
もよい。また、本明細書に開示される物品は中間層または介在層などの追加の層を備える
ことができることも想定される。また、物品の各層は酸化などによって表面改質され得る
ことも想定される。
り、細いストリップに切断することができるホイルの形態である。一態様では、図1に示
すように、エッチングできない第1の金属層16を基板20上に堆積させることができる
ように物品10を設計することができる。例えば、物品10は、基板20と、基板20上
に堆積された、反射体層であり得る第1の金属層16とを備え、第1の金属層16上に誘
電体層14を堆積させることができる。代替的にまたは追加的に、別の層、例えば金属酸
化物層が金属層16上に存在してもよい。この場合、誘電体層14は、当該「別の層」F
e(例えば、金属酸化物層)上に堆積させることができる。さらに、反射体層であり得る
第2の金属層12を誘電体層14上に堆積させることができる。代替的にまたは追加的に
、別の層が誘電体層14上に存在してもよい。この場合、第2の金属層12は当該「別の
層」上に堆積させることができる。
ルカリ浴や酸浴中で化学エッチングなどのエッチングができるように物品10’を設計す
ることができる。物品10’は、基板20と、基板20上に堆積された、吸収体層であり
得る第2の金属層12と、第2の金属層12上に堆積された誘電体層14とを備えること
ができる。さらに、反射体層であり得る第1の金属層16を誘電体層14上に堆積させる
ことができる。かかる構成において、第1の金属層16は、化学エッチングなどによりエ
ッチングされて、物品10’に沿って着色/非着色効果をパターニングすることができる
。
iii)レベリング剤、および、(iv)消泡剤のうちの少なくとも1つを含むことがで
きる。例えば、誘電体層14は、ホスフィンオキシド、および、少なくとも1つのアクリ
レートオリゴマーのうちの少なくとも1つを含むことができる。
基板材料の非限定的な例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリマ
ーウェブ、ガラス、シリコンウェーハなどが挙げられる。基板20の厚さは変動し得るが
、例えば、約2μm〜約100μm、また更なる例として約10μm〜約50μmの範囲
とすることができる。
板上で使用可能なフレークの形態とすることができ、液体媒体と併用してカラーシフト着
色剤とすることができたり、あるいは、通貨のセキュリティ・フィーチャとして使用する
ことができる。物品10’,10’’’の物体上での使用および通貨の使用に共通する属
性としては、高色度(すなわち強い色)、観察角度に対する色変化(ゴニオクロマティシ
ティまたは虹彩としても知られている)、および、高フロップ性(角度が変化するにつれ
て明から暗に変化する鏡面的・金属的な外観)などが挙げられる。
び第2の表面を有する第1の金属層16と、第1の金属層16の第1の表面および第2の
表面のそれぞれに堆積された、屈折率が約1.2〜約2.6である誘電体層14,14’
と、誘電体層14,14’のそれぞれに堆積された第2の金属層12,12’とを備える
ことができる。さらに、誘電体層14,14’は、それぞれ、(i)光開始剤、(ii)
酸素阻害緩和組成物、(iii)レベリング剤、および、(iv)消泡剤のうちの少なく
とも1つを含むことができる。この特定の例では、第1の金属層16は反射体層、第2の
金属層12,12’は吸収体層であり得る。
層24の第1の面および第2の面のそれぞれの上に堆積された第1の金属層16,16’
などの少なくとも1つの第1の金属層とを備える物品10’’’が開示されている。さら
に、誘電体層14,14’などの少なくとも1つの誘電体層を、第1の金属層16,16
’のそれぞれに堆積させることができる。さらに、第2の金属層12,12’などの少な
くとも1つの第2の金属層を誘電体層14,14’のそれぞれに堆積させることができる
。この特定の例では、第1の金属層16,16’は反射体層、第2の金属層12,12’
は吸収体層であり得る。
せを含むことができる。強磁性材料およびフェリ磁性材料などの磁性材料には、ニッケル
、コバルト、鉄、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、エルビウム、および、そ
れらの合金または酸化物が含まれるが、これらに限定されない。例えば、コバルトニッケ
ル合金を採用することができ、ここで、コバルトおよびニッケルの重量比率は、それぞれ
、約80%および約20%である。コバルトニッケル合金中のこれらの金属それぞれの上
記比率は、±約10%変化し得る。合金の他の例には、Fe/Si、Fe/Ni、Fe/
Co、Fe/Ni/Mo、Fe/Cr、Ni/Cr、および、それらの組み合わせが含ま
れるが、これらに限定されない。一態様では、磁性体含有層24は、酸化鉄粒子含有ポリ
マーを含むことができる。SmCo5、NdCo5、Sm2Co17、Nd2Fe14B
、Sr6Fe2O3、TbFe2、Al−Ni−Co、および、これらの組み合わせの種
類の硬質磁性体(ハードマグネット)を使用することができ、また、Fe3O4、NiF
e2O4、MnFe2O4、CoFe2O4の種類のスピネル型フェライト、または、Y
IGまたはGdIGの種類のガーネット、および、それらの組み合わせも使用できる。一
態様では、磁性材料はフェライト系ステンレス鋼であってもよい。磁性材料は、その反射
特性または吸収特性ならびに磁気特性で選択することができる。磁性体含有層24は、磁
性粒子および非磁性粒子、または磁性粒子を非磁性媒体中に有する材料、例えば、ゾルゲ
ル法で堆積させたコバルトドープ酸化亜鉛膜により形成してもよい。
マグネット)を使用することができる。本明細書において「軟質磁性体」という用語は、
強磁性を示すが磁力に曝された後は残留磁束密度が実質的にゼロである任意の材料を指す
。軟質磁性体は印加磁場に迅速に応答することができるが、磁場が除去された後は、非常
に低い(保磁場(Hc)=0.05〜300エルステッド(Oe))かまたはゼロの磁気
特性図(maganetic signature)を有する(すなわち、非常に少ない磁力線を保持する)
。同様に、本明細書において「硬質磁性体」(永久磁石とも呼ばれる)という用語は、強
磁性を示し、磁化力に曝された後も残留磁束密度を長時間保持する任意の材料を指す。強
磁性材料は、1よりも実質的に大きい透磁率を有し、磁気ヒステリシス特性を示す任意の
材料である。一態様では、磁場中でフレーク10’’’の配向を可能にする限り、任意の
磁性材料を磁性体含有層24中に使用することができる。
5nmの範囲、また更なる例として約40nmからの厚さを有することができる。磁性体
含有層24は、実質的に不透明となるような厚さに堆積させることができる。一態様では
、磁性体含有層24は、実質的に不透明にならないような厚さに堆積させることができる
。
スパッタリングを含むスパッタリング法;熱蒸着法;電子ビーム蒸着法;陰極アーク蒸着
法が挙げられる。一態様では、誘電体層14,14’の形成と同様、本明細書に記載の液
体コーティングプロセスを用いて磁性体含有層24を形成することもできる。
たは金属合金を含むことができる。一例では、第1の金属層16,16’の材料は、反射
特性を有する任意の材料を含むことができる。反射性材料の例は、良好な反射特性を有し
、安価であり、薄い層として形成または堆積することが容易なアルミニウムであり得る。
アルミニウムの代わりに他の材料を使用することもできる。例えば、銅、銀、金、白金、
パラジウム、ニッケル、コバルト、ニオブ、クロム、スズ、および、これらの金属もしく
は他の金属の組合せまたは合金を反射材料として使用することができる。一態様では、第
1の金属層16の材料は、白色または淡色の金属とすることができる。他の有用な反射材
料としては、遷移金属およびランタニド金属、ならびに、それらの組み合わせが挙げられ
るが、これらに限定されない。
できるが、この範囲は限定的であると解釈すべきではない。例えば、アルミニウムなどの
材料に対しては、約550nmの波長におけるアルミニウムの最小光学濃度が約0.5と
なるように約20nmの下限を選択することができる。他の反射体材料は、十分な光学濃
度を得るために、または所望の効果を達成するために、より高いかまたはより低い最小厚
さを許容し得る。約150nmの上限は、所望の効果および使用される材料に応じて、よ
り高くてもより低くてもよい。
、約15nm〜約150nm、約20nm〜約140nm、約25nm〜約130nm、
約30nm〜約120nm、約40nm〜約110nm、または、約50nm〜約100
nm、例えば、約60nm〜約90nmまたは約70nm〜約80nmの範囲とすること
ができる。
面などの第1の金属層16の各面に配置することができる。別の態様では、図4に示すよ
うに、誘電体層14,14’を第1の金属層16,16’上にそれぞれ堆積させることが
できる。これらの誘電体層14,14’のそれぞれは、約1.2〜約2.6の範囲、例え
ば約1.5の屈折率を有することができる。他の態様では、誘電層14は、図1に示すよ
うに、第1の金属層16上に、あるいは図2に示すように、第2の金属層12上に堆積さ
せることができる。
50nmから約1000nm、例えば約100nmから約600nmとすることができる
。誘電体層14,14’の厚さを利用して、全体的な色を決定するためことができる。
であってもよく、透明着色層であってもよく、または着色層であってもよい。誘電体層1
4,14’の性能は、誘電体層14,14’内に存在する材料の選択に基づいて決定する
ことができる。誘電体層14,14’は、誘電体層14,14’の組成に基づいて、光の
透過、反射、および吸収において高い性能を達成することができると考えられる。一態様
では、誘電体層14,14’は、誘電体層14,14’の光学性能の制御を高めるように
構成されたより広い範囲の材料を可能にする組成物を含むことができる。一態様では、誘
電体層14,14’は、金属層のフレークハンドリング性、腐食、位置合わせ、および環
境性能のうちの少なくとも1つの特性を改善することができる。
レベリング剤、および、(iv)消泡剤のうちの少なくとも1つを有する組成物を含むこ
とができる。
ことができる。分子状酸素は、光開始剤/増感剤の三重項状態を消滅させたり、フリーラ
ジカルを捕捉することができるため、コーティング特性の低減および/または未硬化液体
表面が生じる。酸素阻害緩和組成物は、酸素阻害を低減させ、誘電体層14,14’のい
ずれの硬化を改善することができる。
なくとも1つのアクリレート、例えば少なくとも1つのモノマーおよび少なくとも1つの
アクリレートオリゴマーを含むことができる。一態様では、酸素阻害緩和組成物は、少な
くとも1つのアクリレートモノマーおよび2つのアクリレートオリゴマーを含むことがで
きる。酸素阻害緩和組成物に使用するためのアクリレートの非限定的な例としては、アク
リレート;メタクリレート;変性エポキシアクリレートなどのエポキシアクリレート;酸
官能性ポリエステルアクリレート、4官能性ポリエステルアクリレート、変性ポリエステ
ルアクリレート、生物由来ポリエステルアクリレートなどのポリエステルアクリレート;
アミン官能性アクリレート共開始剤および第3級アミン共開始剤を含む、アミン変性ポリ
エーテルアクリレートなどのポリエーテルアクリレート;芳香族ウレタンアクリレート、
変性脂肪族ウレタンアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート、脂肪族アロファネート
系ウレタンアクリレートなどのウレタンアクリレート;および、それらのモノマーおよび
オリゴマーが挙げられる。一態様では、酸素阻害緩和組成物は、少なくとも1つのアクリ
レートオリゴマー、例えば2つのオリゴマーを含むことができる。少なくとも1つのアク
リレートオリゴマーは、メルカプト変性ポリエステルアクリレートおよびアミン変性ポリ
エーテルテトラアクリレートなどの、ポリエステルアクリレートおよびポリエーテルアク
リレートから選択することができる。酸素阻害緩和組成物はまた、1,6−ヘキサンジオ
ールジアクリレートなどの少なくとも1つのモノマーを含むことができる。酸素阻害緩和
組成物は、誘電体層14,14’の組成物中、誘電体層14,14’の組成物の総重量に
対して、約5重量%〜約95重量%、例えば約10重量%〜約90重量%、また更なる例
として約15重量%〜約85重量%の量で存在することができる。
ができ、例えば、2つまたは3つの光開始剤を含むことができる。光開始剤は、短波長用
に使用することができる。光開始剤は、化学線波長に対して活性であり得る。光開始剤は
、タイプI光開始剤またはタイプII光開始剤とすることができる。当該組成物は、タイ
プI光開始剤のみを、タイプII光開始剤のみを、または、タイプI光開始剤およびタイ
プII光開始剤の両方の組み合わせを含むことができる。光開始剤は、誘電体層14,1
4’の組成物の総重量に対して、約0.25重量%〜約15重量%、例えば約0.5重量
%〜約10重量%、また更なる例として約1重量%〜約5重量%の範囲の量で、誘電体層
14,14’の組成物中に存在することができる。
ルホスフィンオキシドおよびビスアシルホスフィンオキシドを含むことができるが、これ
らに限定されない。モノアシルホスフィンオキシドは、ジフェニル(2,4,6−トリメ
チルベンゾイル)ホスフィンオキシドとすることができる。ビスアシルホスフィンオキシ
ドは、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシドとするこ
とができる。一態様では、少なくとも1つのホスフィンオキシドが誘電体層14,14’
の組成物中に存在することができる。例えば、2つのホスフィンオキシドが誘電体層14
,14’の組成物中に存在することができる。
よび/またはタイプII光開始剤の増感剤として作用することができる。増感剤はタイプ
II光開始剤としても作用することができる。一態様では、増感剤は、誘電体層14,1
4’の組成物の総重量に対して、約0.05重量%〜約10重量%、例えば約0.1重量
%〜約7重量%、また更なる例として約1重量%〜約5重量%の量で、誘電体層14,1
4’の組成物中に存在できる。増感剤は、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントンな
どのチオキサントンとすることができる。
はポリアクリレートとすることができる。レベリング剤は、誘電体層14,14’組成物
のクレーター化を排除することができる。レベリング剤は、誘電体層14,14’の組成
物の総重量に対して、約0.05重量%〜約10重量%の範囲、例えば約1重量%〜約7
重量%、また更なる例では約2重量%〜約5重量%の範囲の量で、誘電体層14,14’
の組成物中に存在することができる。
とができる。消泡剤はシリコーンを含まない液状有機ポリマーとすることができる。消泡
剤は、誘電体層14,14’の組成物の総重量に対して、約0.05重量%〜約5重量%
、例えば約0.2重量%〜約4重量%、更なる例として約0.4重量%〜約3重量%の範
囲の量で、誘電体層14,14’の組成物中に存在することができる。
橋剤、界面活性剤、IR吸収剤、染料、顔料、および、それらの混合物などの少なくとも
1つの添加剤をさらに含むことができる。一態様では、酸化防止剤は、約25ppm〜約
5重量%の範囲の量で誘電体層14,14’の組成物中に存在することができる。
めにナノサイズ粒子をさらに含むことができる。ナノサイズ粒子は、限定されないが、フ
タロシアニン、キナクリドンなどの染料や顔料;高屈折率(約550nmの波長でn>1
.8)の有機材料および金属有機材料;TiO2、ZrO2、In2O3、In2O3−
SnO、SnO2、FexOy(xおよびyはそれぞれ独立して0より大きい整数)、W
O3などの金属酸化物;ZnS、CuxSy(xおよびyはそれぞれ独立して0より大き
い整数である)などの金属硫化物;カルコゲナイド、量子ドット、金属ナノ粒子;カーボ
ネート;フッ化物;および、それらの混合物を含むことができるが、これらに限定されな
い。
約80%、また更なる例として約1%〜約30%の範囲の固形分を有することができる。
いくつかの態様では、固形分は3%よりも大きくすることができる。いくつかの態様では
、誘電体層14,14’の組成物は、約3%〜約100%、例えば約4%〜50%の範囲
の固形分を有することができる。
きる。例えば、誘電体層14,14’は、約1.2〜約2.6の屈折率、例えば、約1.
5の屈折率を有することができる。誘電体層14,14’の屈折率は、必要とされるカラ
ートラベル度が得られるように選択することができる。カラートラベルは、L*a*b*
色空間において測定される色相角の観察角度による変化として定義することができる。
層14,14’は、層全体にわたって約3%未満の光学的厚さの変動を有し得る。一態様
では、誘電体層14,14’は、層全体で約1%未満の光学的厚さ変動を有し得る。セキ
ュリティ・スレッドの生産に使用されるホイル形態の物品は、顔料の生産に使用されるホ
イルよりも高い均一性(すなわち、より小さい光学厚さ変動)を要求し得る。
nm、また更なる例として約20nm〜約1000nmの範囲の厚さを有することができ
、また、追加の例として約40nm〜約800nm、例えば約100nm〜約600nm
の範囲の厚さを有することができる。一態様では、誘電体層14,14’は、厚さ50n
mの層全体で約1%未満の光学的厚さ変動を有し得る。
とができ、例えば、第1の誘電体層14、第2の誘電体層14’、第3の誘電体層14’
’、第4の誘電体層14’’’などを有することができる。2以上の誘電体層14,14
’が物品10,10’,10’’,10’’’に存在する場合、各誘電体層は、組成およ
び物性に関して独立していてもよいが同様に機能する。例えば、第1の誘電体層14は、
第1の屈折率を有する組成を有することができるが、同じ物品10’’または10’’’
中の第2の誘電体層14’は、異なる屈折率を有する組成を有することができる。別の例
として、第1の誘電体層14は、第1の厚さで組成を有することができるが、第2の誘電
体層14’は、第1の厚さとは異なる第2の厚さで同じ組成を有してもよい。
示すように基板20上に配置することができる。また、図3および図4に示すように、各
第2の金属層12,12’は、それぞれの対応する誘電体層14,14’上に配置するこ
とができる。如何なる構成であっても、第2の金属層12,12’は金属または金属合金
を含むことができる。一例では、第2の金属層12,12’の材料は、選択的吸収材料お
よび非選択的吸収材料の両方を含む、任意の吸収材料を含むことができる。例えば、第2
の金属層12,12’は、当該吸収体層が少なくとも部分的に吸収性であるかまたは半不
透明である厚さに堆積された非選択的吸収金属材料で形成することができる。非選択的吸
収材料の例はクロムやニッケルなどの灰色金属であり得る。選択的吸収材料の例は銅や金
であり得る。一態様では、吸収体材料はクロムとすることができる。好適な吸収体層材料
の非限定的な例には、金属性吸収体、例えば、クロム、アルミニウム、銀、ニッケル、パ
ラジウム、白金、チタン、バナジウム、コバルト、鉄、スズ、タングステン、モリブデン
、ロジウム、ニオブ、および、第2の金属層12,12’の形成に使用され得る上記の吸
収体材料の種々の組み合わせ、混合物、化合物または合金が含まれる。
鋼、ハステロイ(Ni−Mo−Fe、Ni−Mo−Fe−Cr、Ni−Si−Cu)、お
よび、チタン系合金、例えば、炭素混合チタン(Ti/C)、タングステン混合チタン(
Ti/W)、ニオブ混合チタン(Ti/Nb)、シリコン混合チタン(Ti/Si)、お
よびそれらの組み合わせが含まれる。第2の金属層12,12’に適した化合物の他の例
には、ケイ化チタン(TiSi2)、ホウ化チタン(TiB2)、およびそれらの組み合
わせなどのチタン系化合物が含まれる。あるいは、第2の金属層12,12’は、Tiの
マトリックス中に配置されたチタン系合金、または、チタン系合金のマトリックス中に配
置されたTiから構成することができる。例えば、図1〜図4に示すように、第2の金属
層12,12’はクロムを含むことができる。
とができる。これにより、必要な材料数を減らすことによって磁性カラーシフトデバイス
または構造体の製造を単純化することができる。
存して、約1nm〜約50nm、例えば約5nm〜約10nmの範囲の物理的厚さを有す
るように形成することができる。第2の金属層12,12’は、それぞれ同一材料または
異なる材料で構成することができ、また、各層は同一のまたは異なる物理的厚さを有する
ことができる。
金属層16を堆積させるステップと、第1の金属層16上に誘電体層14を堆積させるス
テップと、誘電体層14上に第2の金属層12を堆積させるステップと含み、誘電体層は
液体コーティングプロセスを使用して堆積される。
などの任意の従来堆積プロセスにより、反射体などの第1の金属層16を基板20上に堆
積させることができる。次いで、スロットダイプロセスなどの液体コーティングプロセス
によって誘電体層14を第1の金属層16上に堆積させることができる。誘電体層14を
第1の金属層16上に堆積させ硬化させたら、従来の堆積プロセスによって、吸収体層な
どの第2の金属層12を誘電体層14上に堆積させることができる。図2に関して、上述
のものと同じ方法によって、吸収体層などの第2の金属層12を基板20上に堆積させる
ことができる。次いで、液体コーティングプロセスを介して誘電体層14を第2の金属層
12上に堆積させることができ、その後、反射体層などの第1の金属層16を誘電体層1
4上に堆積させることができる。
切断して通貨のセキュリティ・フィーチャとして使用することができる。また、図2に示
す態様では、第1の金属層16をアルカリ浴中で化学的にエッチングすることができる。
パターン形成されたレジストと組み合わせる場合、この態様は、物品10’に沿って着色
/非着色効果をパターン化することを可能にする。
ク10’’を製造するために、図5に示すように、吸収体層などの第2の金属層12を、
剥離層22を有する基板20上に堆積させることができる。基板20は可撓性材料から作
製することができる。第2の金属層12は、PVDによって基板20上に堆積させること
ができる。第2の金属層12が堆積されれば、基板20および堆積された第2の金属層1
2をPVD装置から除去することができる。次いで、基板20および堆積された第2の金
属層12をスロットダイ装置などの液体コーティング装置に導入して、誘電体層14を第
2の金属層12の表面上に堆積させることができる。誘電体層14が堆積および硬化され
れば、PVDなどの従来の堆積プロセスによって誘電体層14上に第1の金属層16を堆
積させることができる。次いで、上記のプロセスを逆の順序で繰り返すことができる。例
えば、液体コーティングプロセスを用いて、誘電体層14’を第1の金属層16の表面上
に堆積させることができる。誘電体層14’が硬化されれば、基板20およびすべての堆
積層をPVD装置などの従来の堆積プロセス装置に移して、第2の金属層12’を堆積さ
せることができる。
し、第2の金属層12,12’を吸収体層および反射体層の一方とすることができる。一
態様では、基板20は剥離層22を含むことができ、第2の金属層12,12’を吸収体
層とすることができ、第1の金属層16を反射体層とすることができる。この態様では、
上記方法は、図5に示すように、基板20上に第2の金属層12を堆積させるステップと
、第2の金属層12上に誘電体層14を堆積させるステップと、誘電体層14上に第1の
金属層16を堆積させるステップとを含むことができる。上記方法はさらに、第1の金属
層16上に第2の誘電体層14’を堆積させるステップと、第2の誘電体層14’上に第
2の金属層12’を堆積させるステップとを含む。誘電体層14,14’は液体コーティ
ングプロセスを使用して堆積させることができる。
0を堆積層から剥離することができる。一態様では、基板20を冷却して剥離層22を脆
化することができる。他の一態様では、例えば、加熱および/または光子もしくは電子ビ
ームエネルギーによる硬化によって架橋度を高くして剥離層22を脆化することができ、
これにより剥離が可能となる。次に、表面を鋭利に曲げたりブラッシングするなどして、
堆積された層を機械的に剥がすことができる。剥離された層を既知の技術を用いて粉砕し
、物品10’’とすることができる。
ち抜きまたは切断して、十分に規定された大きさおよび形状を有する大きなフレークを製
造することができる。
2,12’は吸収体層とすることができ、第1の金属層16,16’は反射体層とするこ
とができる。この態様では、図6に示すように、上記方法は、剥離層22を含む基板20
上に第2の金属層12を堆積させるステップと、第2の金属層12上に誘電体層14を堆
積させるステップとを含むことができる。上記方法は、誘電体14上に第1の金属層16
を堆積させるステップと、第1の金属層16上に磁性体含有層24を堆積させるステップ
を含む。上記方法は、磁性体含有層24上に追加の第1の金属層16’(第2の反射体層
)を堆積させるステップと、追加の第1の金属層16’上に第2の誘電体層14’を堆積
させるステップと、第2の誘電体層14’上に追加の金属層12’(吸収体層)を堆積さ
せるステップとを含むことができる。誘電体層14,14’は、液体コーティングプロセ
スを使用して堆積することができる。誘電体層14,14’以外の層は、先に開示された
従来の技術を用いて堆積することができる。代替的または追加的に、磁性体有層24を液
体コーティングプロセスを使用して堆積させることもできる。
ングプロセスによって堆積させることができる。しかしながら、スロットダイプロセスな
どの液体コーティングプロセスは、例えば約50nm〜約700nmの光学厚さでは安定
稼働できないと以前は考えられていた。特に、薄いウェットフィルムは、溶媒が蒸発する
につれて、固体が毛細管力によって周囲の薄い領域から吸い取られた厚い領域の島部を一
般的に形成する。この網状外観は光学コーティングに適合しない。厚さが変動して広範囲
の光路長(広範囲の色など)をもたらす可能性があり、斑点/凹凸外観となることや、光
学コーティングの色均一性が低下したり色度が低下するからである。
ティングプロセスを使用して形成することができる。一態様では、液体コーティングプロ
セスには、スロットビードコーティング、スライドビードコーティング、スロットカーテ
ンコーティング、スライドカーテンコーティング、単層・多層コーティング、引張りウェ
ブスロットコーティングが含まれ得る。液体コーティングプロセスは、蒸着法などの他の
堆積技術よりも速い速度で誘電体層14,14’組成物の移送することができる。さらに
、液体コーティングプロセスによれば、シンプルな装置セットアップでより多様な材料を
誘電体層14,14’に使用することができる。開示された液体コーティングプロセスを
使用して形成された誘電体層14,14’は、改善された光学性能を示すことができると
考えられる。
電体層の組成物(液体コーティング組成物)はスロットダイ320に挿入され、次いで基
板340上に堆積されて、ウェットフィルムが得られる。上述のプロセスを参照すると、
基板340は、図2、図5および図6に示されるように、剥離層22を有するか有さない
基板20と、堆積された第2の金属層12とを備えるか;図1に示されるように、基板2
0と堆積された第1の金属層16とを備えることができる。一態様では、基板340は、
基板20および/または堆積層の任意の組み合わせとすることができる。スロットダイ3
20の底部から基板340までの距離はスロットギャップGである。図7からわかるよう
に、液体コーティング組成物は、ドライフィルム厚Hよりも大きいウェットフィルム厚D
で堆積させることができる。ウェットフィルムを基板340上に堆積させた後、ウェット
フィルム中に存在する全ての溶媒を蒸発させることができる。液体コーティングプロセス
は、ウェットフィルムの硬化が続き、正しい光学厚さH(約50nm〜約700nmの範
囲)を有する硬化された自己平坦化誘電体層14,14’が得られる。誘電体層14,1
4’の自己平坦化能により、層全体で光学厚さの変動が低減した層が得られると考えられ
る。最終的に、自己平坦化された誘電体層14,14’を備える物品10,10’,10
’’または10’’’は、向上した光学精度を示すことができる。理解を容易にするため
に、「ウェットフィルム」および「ドライフィルム」という用語は、誘電体層14,14
’を生じる液体コーティングプロセスの様々な段階での組成物を指すために使用される。
に、コーティング速度およびスロットギャップGの少なくとも1つを調整するステップを
含むことができる。誘電体層は、約0.1μm〜約500μm、例えば約0.1μm〜約
5μmの範囲のウェットフィルム厚Dで堆積できる。開示された範囲内のウェットフィル
ム厚Dで形成された誘電体層は、安定した(すなわち、畝織り模様やスジなどの破損や欠
陥がない)誘電体層をもたらすことができる。一態様では、ウェットフィルムは、最大約
200m/分のコーティング速度のスロットダイビードモードを使用して安定したウェッ
トフィルムを得る場合、約5μmの厚さを有することができる。別の一態様では、ウェッ
トフィルムは、最大約1200m/分のコーティング速度のスロットダイカーテンモード
を使用して安定したウェットフィルムを得る場合、約6μm〜7μmの厚さを有すること
ができる。
トフィルム厚Dに対するスロットギャップGの比を約1〜約100とすることができる。
一態様では、当該比は約100m/分のコーティング速度において約9である。一態様で
は、当該比は約50m/分のコーティング速度において約20とすることができる。液体
コーティングプロセスでは、スロットギャップGを約0μm〜約1000μmの範囲とす
ることができる。スロットギャップGを小さくすると、ウェットフィルムの厚さを低減す
ることができる。スロットビードモードでは、10μmよりも大きいウェットフィルム厚
さでより速いコーティング速度を達成することができる。
えば約25m/分〜約950m/分、例えば約100m/分〜約900m/分、また更な
る例として約200m/分〜約850m/分とすることができる。一態様では、コーティ
ング速度は約150m/分よりも速く、更なる例では約500m/分よりも速い。一態様
では、ビードモード液体コーティングプロセスのコーティング速度は、約0.1m/分〜
約600m/分、例えば約50〜約150m/分の範囲とすることができる。別の一態様
では、カーテンモード液体コーティングプロセスのコーティング速度は、約200m/分
〜約1500m/分の範囲、例えば、約300m/分〜約1200m/分とすることがで
きる。
酢酸プロピル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル;アセトン;水;ジメチルケトン(DMK
)、メチルエチルケトン(MEK)、sec−ブチルメチルケトン(SBMK)、ter
t−ブチルメチルケトン(TBMK)、シクロペンタノン、アニソールなどのケトン;プ
ロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートな
どのグリコール誘導体;イソプロピルアルコール、ジアセトンアルコールなどのアルコー
ル;マロン酸エステルなどのエステル;n−メチルピロリドンなどの複素環式溶媒;トル
エン、キシレンなどの炭化水素;グリコールエーテルなどの凝集溶媒;および、それらの
混合物が挙げられる。一態様では、溶媒は、誘電体層の組成物の総重量に対して、約0重
量%〜約99.9重量%、例えば約0.005重量%〜約99重量%、また更なる例とし
て約0.05重量%〜約90重量%の範囲の量で、誘電体層の組成物中に存在することが
できる。
蒸発させることができる。一態様では、誘電体層の硬化前に、溶媒の約100%、例えば
約99.9%を、また更なる例として約99.8%を、誘電体層の組成物から蒸発させる
ことができる。更なる一態様では、微量の溶媒が硬化/乾燥誘電体層中に存在することが
できる。
ライフィルムをもたらすことができる。特に、高い重量パーセントの溶媒を有し、かつ、
大きいウェットフィルム厚Dで堆積されるウェットフィルムからは、ドライフィルム厚H
が小さい誘電体層が得られる。なお、溶媒蒸発後は、ウェットフィルムは液体のままであ
り、そのため、皮張り(スキニング)や、液体コーティングプロセスにおけるその後の硬
化ステップ中の島形成などの問題が回避される。
囲、また更なる例として約2〜約40cPの範囲とすることができる。粘度測定温度は2
5℃であり、レオロジーは、0.025mmのギャップ設定で角度0.3°の直径40m
mのコーン/プレートを使用した、溶媒トラップを備えたAnton Paar MCR
101レオメーターで測定した。
体層を精密コーティングするために、ウェットフィルムがニュートン挙動を示すように選
択することができる。ウェットフィルムは、最大10,000s−1以上のニュートン挙
動せん断速度を示すことができる。一態様では、液体コーティングプロセスのせん断速度
は、最大25m/分のコーティング速度では1000s−1、例えば、最大100m/分
のコーティング速度では3900s−1、また更なる例として最大200m/分のコーテ
ィング速度では7900s−1とすることができる。厚さ1μmなど、非常に薄いウェッ
トフィルム上で最大せん断速度が生じ得ることが理解されるであろう。ウェットフィルム
の厚さが増加するにつれて、せん断速度は減少すると予想され、例えば10μmのウェッ
トフィルムでは15%減少、また更なる例として20μmのウェットフィルムでは30%
減少すると予想される。
とができ、これは、精密誘電体層を得るのに有益であり得る。溶媒蒸発後の堆積された第
1および第2の誘電体層の動的粘度は、約10cP〜約3000cP、例えば約20cP
〜約2500cP、また更なる例として約30cP〜約2000cPの範囲とすることが
できる。溶媒が存在する場合、ウェットフィルムから蒸発させると、擬塑性挙動まで粘度
が増加し得る。擬塑性挙動はウェットフィルムの自己平坦化を可能にすることができる。
発させるステップを含むことができる。溶媒の蒸発に要する時間は、ウェブ/基板の速度
および乾燥機の能力に依存し得る。一態様では、乾燥機(図示せず)の温度は、約120
℃未満、例えば約100℃未満、また更なる例として約80℃未満とすることができる。
て硬化させることができる。一態様では、ウェットフィルムは、紫外線、可視光線、赤外
線、または、電子ビームを使用して硬化させることができる。硬化は、不活性または周囲
雰囲気中で進行することができる。一態様では、硬化ステップは、波長約395nmの紫
外線光源を利用する。紫外線光源は、約200mJ/cm2〜約1000mJ/cm2、
例えば約250mJ/cm2〜約900mJ/cm2、また更なる例として300mJ/
cm2〜約850mJ/cm2の範囲の線量でウェットフィルムに適用することができる
。
、フリーラジカル重合、分光増感光誘起フリーラジカル重合、光誘起カチオン重合、分光
増感光誘起カチオン重合、光誘起付加環化などの光誘起重合;電子ビーム誘起フリーラジ
カル重合、電子ビーム誘起カチオン重合、電子ビーム誘起付加環化などの電子ビーム誘起
重合;および、熱誘起カチオン重合などの熱誘起重合が挙げられる。
学性能を示すことができる。すなわち、誘電体層14,14’は精密誘電体層であり得る
。いくつかの例では、精密誘電体層14,14’は、層全体の光学厚さ変動が約3%未満
である誘電体層を意味すると理解することができる。
VD)、機械的振動粒子床上へのスパッタリング、金属有機化合物の熱分解による分解、
CVD流動床、化学蒸着法、薄膜堆積法、原子層堆積法などが含まれるが、これらに限定
されず、また、プラズマ増強したものや流動床などの改良技術も含まれる。
記載の物品。前記少なくとも1つのオリゴマーは2つのオリゴマーであり、前記2つのオ
リゴマーのうちの第1のものはメルカプト変性ポリエステルアクリレートを含み、前記2
つのオリゴマーのうちの第2のものはアミン変性ポリエーテルテトラアクリレートを含み
、前記少なくとも1つのモノマーは1,6−ヘキサンジオールジアクリレートを含み、前
記2つの光開始剤のうちの第1のものはジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル
)ホスフィンオキシドを含み、前記2つの光開始剤のうちの第2のものは、ビス(2,4
,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシドを含み、前記少なくとも1
つのレベリング剤はポリアクリレートを含み、前記少なくとも1つの消泡剤はシリコーン
を含まない液体有機ポリマーを含む、請求項11に記載の物品。前記少なくとも1つの第
1の金属層は、反射体層および吸収体層のうちの1つであり、前記少なくとも1つの第2
の金属層は、反射体層および吸収体層のうちの1つである、請求項1に記載の物品。
させるステップと;前記誘電体層上に第2の金属層を堆積させるステップとを含み、前記
誘電体層は液体コーティングプロセスを使用して堆積される、物品を製造する方法。前記
第1の金属層は、吸収体層および反射体層のうちの1つであり、前記第2の金属層は、前
記吸収体層および前記反射体層のうちの1つである、請求項14に記載の方法。前記基板
は剥離層を含み、前記第1の金属層は吸収体層であり、前記第2の金属層は反射体層であ
り、前記反射体層上に第2の誘電体層を堆積させるステップと、前記第2の誘電体層上に
第2の吸収体層を堆積させるステップとを含み、前記第2の誘電体層は液体コーティング
プロセスを用いて堆積される、請求項14に記載の方法。前記基板は剥離層を含み、前記
第1の金属層は吸収体層であり、前記第2の金属層は反射体層であり、前記反射体層上に
磁性体含有層を堆積させるステップと、前記磁性体含有層上に第2の反射体層を堆積させ
るステップと、前記第2の反射体層上に第2の誘電体層を堆積させるステップと、前記第
2の誘電体層上に第2の吸収体層を堆積させるステップとを含み、前記第2の誘電体層は
液体コーティングプロセスを用いて堆積される、請求項14に記載の方法。前記液体コー
ティングプロセスは、前記誘電体層の各々から溶媒を蒸発させるステップを含む、請求項
14に記載の方法。前記液体コーティングプロセスは、約0.1〜約1000m/分の速
度で前記誘電体層を堆積させるステップを含む、請求項14に記載の方法。前記少なくと
も1つの誘電体層は、光学厚さ変動が約3%以下である、請求項14に記載の方法。
できる。したがって、これらの教示を特定の実施形態およびその実施例に関連して説明し
たが、本教示の真の範囲はそれに限定されるべきではない。本明細書の教示の範囲から逸
脱することなく、様々な変更および修正を行うことができる。
イス、活動および機械的動作を達成するための均等物、手段、システムおよび方法を開示
することを意図する。開示された各デバイス、物品、方法、手段、機械的要素または機構
について、本開示はまた、その開示および教示において、本明細書に開示される多くの態
様、機構およびデバイスを実施する均等物、手段、システムおよび方法を教示することが
意図される。さらに、本開示は、コーティングおよびその多くの態様、特徴および要素に
関する。このようなデバイスは、その使用および動作において動的であり得るが、本開示
は、当該デバイスおよび/または光学デバイスならびにその多くの態様の均等物、手段、
システムおよびその使用方法、ならびに、本明細書に開示した説明および作用・機能の精
神と一致する多くのその態様を包含する。本出願の特許請求の範囲も同様に広義に解釈さ
れるべきである。
旨を逸脱しない変形形態は、本発明の範囲内にあることが意図される。そのような変形は
、本発明の精神および範囲からの逸脱と見なすべきではない。
Claims (10)
- 少なくとも1つの第1の金属層と、
少なくとも1つの誘電体層と、
少なくとも1つの第2の金属層とを備え、
前記少なくとも1つの誘電体層は、(i)光開始剤、(ii)酸素阻害緩和組成物、(
iii)レベリング剤、および、(iv)消泡剤のうちの少なくとも1つを含む、物品。 - 前記少なくとも1つの誘電体層は、前記少なくとも1つの第1の金属層上に堆積され、
前記少なくとも1つの第2の金属層は、前記少なくとも1つの誘電体層上に堆積される、
請求項1に記載の物品。 - 基板をさらに備え、前記少なくとも1つの第1の金属層は前記基板上に堆積され、前記
少なくとも1つの誘電体層は前記少なくとも1つの第1の金属層上に堆積され、前記少な
くとも1つの第2の金属層は前記少なくとも1つの誘電体層上に堆積される、請求項1に
記載の物品。 - 基板をさらに備え、前記少なくとも1つの第2の金属層は前記基板上に堆積され、前記
少なくとも1つの誘電体層は前記少なくとも1つの第2の金属層上に堆積され、前記少な
くとも1つの第1の金属層は前記少なくとも1つの誘電体層上に堆積される、請求項1に
記載の物品。 - 前記少なくとも1つの第1の金属層はパターンを含む、請求項4に記載の物品。
- 前記少なくとも1つの第1の金属層は、第1の表面および第2の表面を含み、前記少な
くとも1つの誘電体層は、前記第1の金属層の前記第1の表面および前記第2の表面上に
それぞれ堆積された2つの誘電体層を含み、前記少なくとも1つの第2の金属層は、前記
2つの誘電体層の上にそれぞれ堆積された2つの第2の金属層を含む、請求項1に記載の
物品。 - 請求項6に記載の物品と、液体媒体とを備える、カラーシフト着色剤。
- 磁性体含有層をさらに備える、請求項1に記載の物品。
- 前記磁性体含有層は、第1の表面および第2の表面を含み、前記少なくとも1つの第1
の金属層は、前記磁性体含有層の前記第1の表面および前記第2の表面上にそれぞれ堆積
された2つの第1の金属層を含み、前記少なくとも1つの誘電体層は、前記2つの第1の
金属層上にそれぞれ堆積された2つの誘電体層を含み、前記少なくとも1つの第2の金属
層は、前記2つの誘電体層の上にそれぞれ堆積された2つの第2の金属層を含む、請求項
8に記載の物品。 - 前記酸素阻害緩和組成物は、アクリレートを含むモノマー、および、少なくとも1つの
オリゴマーのうちの少なくとも1つを含み、前記光開始剤は2つの光開始剤である、請求
項1に記載の物品。
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