JPH08502301A - エンボス模様付き金属質薄片顔料を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エンボス模様付きの、細分された薄い、光輝な金属箔片を調製する方法であって、本方法は、キャリヤシートの少なくとも一面にエンボス模様付き剥離表面４２を形成し、剥離表面に金属皮膜を金属皮膜がエンボス模様と合致するように付着し、剥離表面を可溶化し、金属皮膜をキャリヤシートから除去し、そして薄い金属皮膜を２５〜５０ミクロン範囲の平均直径を有するエンボス模様付き薄片に細分することを包含する。皮膜はまた光学的スタックの形態をとることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 エンボス模様付き金属質薄片顔料を製造する方法 関連出願への言及 本出願は１９９２年５月１１日出願の米国特許出願番号０７／８８２，１７４ 号の部分継続出願である。 発明の分野 本発明は、エンボス模様付き金属質薄片顔料を製造する方法及び印刷インキや コーティングにおいてのこれら顔料の使用に関するものである。特には、本発明 は、エンボス模様付きの、薄い、光輝な、金属質薄片顔料に関係する。 発明の背景 装飾のための金属コーティングの使用ははるか昔にさかのぼる。しかし、金属 質顔料が工業的に重要となったのはここ１００年以内である。歴史的には、金そ の他の金属で被覆された表面の価値は、美観的に優れた光沢のある金属質仕上げ のみならず、そうした表面コーティングが任意の他の利用可能な型式のコーティ ングよりも部材の経時的なまた屋外曝露による損壊に一層よく耐えることができ る点にある。金その他の金属の高いコストは、適当な薄い薄層を製造することを 困難化たらしめそして金属質コーティングの使用は宝石、陶磁器その他の 芸術品に限定された。わずか数千分の一インチの厚さである金属の薄層乃至コー ティングを製造するためには、すでに極めて薄いシートに打ち叩いた延性金属を 使用して開始することが必要であった。これらシートはその後動物の皮を間に挟 んで生成する箔が使用されるに十分薄くなるまで更に打ち叩かれた。この過程中 、薄い薄層の縁は破断して小さな破片となる。その後、これら小さな薄い破片を 乾燥油と混合することにより、連続金属シートに見間違える程の仕上げが得られ ることが見いだされた。大規模にこの型式の仕上げを使用して制作した芸術家た ちは、その金属顔料を細かい金属メッシュを介して薄く打ち叩いた金属を擦るこ とにより調製した。 １８００年代の半ば、ベセマー（Bessemer）は、金属質フレーク顔料を製造す るための最初の実用的なそして経済的は方法を生み出した。これは、適当な光沢 の金属シートを型打ちするか若しくは打ち叩きそして後シートをフレークに減寸 し、それらを等級付けそして収集するものである。 チャールズホール（Charles Hall）及びポウルヘルルールト（Paul Herroult ）は、個別に、実用的なアルミニウム溶練プロセスを発明し、アルミニウムを工 業的な生産量において得ることを可能ならしめた。アルミニウムは、技術的にベ セマープロセスに適応しうるが、その欠点は広範囲の混合比率にわたって空気と 爆発性混合物を形成することであった。 １９２５年に、エベレットホール（Everett Hall）は、安全でそして優れたア ルミニウムフレーク顔料を製造するための多数の特許を取得した。このホールプ ロセスは、湿式ボールミルを使用するものであるが、アルミニウム減寸を溶解状 態の潤滑剤を含有する塗料シンナーの存在下で実施した。潤滑剤は細かいフレー クの熱凝集を防止するために使用されそして潤滑剤の選択が形成されるフレーク の型式を決定した。このプロセスにおいては、微細な粉末化されたアルミニウム からの爆発の危険は最小限とされそして大規模の工業的な製造プロセスが開発さ れた。この発明の結果の一例が、ニューヨークのジョージワシントン橋の構造部 分を被覆するべく１９３１年に使用された塗料である。 現代になって、メタリックコーティングは、従来からのアルミニウムフレーク と粉末顔料を使用することにより得られた。これらはインキとして形成されそし て印刷法により被覆された。金属質顔料は、金属蒸気の凝縮、電気めっき、直接 的な真空スパッタリングにより得られ、また箔薄片から変換された。従来からの アルミニウム顔料を使用するコーティングは灰色であり、最高でも非常に反射性 の低いコーティングであった。このコーティングは代表的に高価であり、プロセ スは制御困難であり、プロセス自体が大量連続コーティングプロセスに向かない 。メタリックコーティング組成物及び金属質顔料を製造するための方法が、マク アドウ（McAdow）への米 国特許第２，９４１，８９４、そしてまた同じマクアドウ（McAdow）への米国特 許第２，８３９，３７９号並びにヘイケル（Heikel）への米国特許第４，１１６ ，７１０号に開示されている。 代表的なアルミニウム顔料製造を例示する図が、J.Wiley & Sonsの「Pigment Handbook」Vol.１の７９９頁の図１６並びにAicoa Aluminum Pigments Products Data（１９７６年７月）ＦＡ２Ｃ−１節「Powder and Pigments」の５頁におけ る図５に記述されている。 上述したようにして調製されたアルミニウム顔料は、塗料、エナメル、ラッカ ー及び他のコーティング組成物並びに技術において使用された。従来からのアル ミニウム顔料の細かさの等級は、２５０ミクロン（５０メッシュ）のような比較 的粗い粒からから約４４ミクロン（３２５メッシュ）までの範囲をとる。 従来からのアルミニウム及び金属顔料の欠点は、ずんぐりしたナゲット状であ ることである。従来形状の異なった粒寸のアルミニウム顔料を含有するコンポジ ションを調合するに際して、３０重量％もの高い濃度が通常である。アルミニウ ム顔料粒子の形状により、粒子はインキ或いは塗料ビヒクルの表面から乾燥後突 き出る傾向があり、乾燥したコーティングが擦られるとき起こる「ダスティング 」と呼ばれる現象をもたらし、それにより金属残渣の一部を除去する。加えて、 顔料粒子は平坦に横たわらずそして無秩序に分布するから、被覆面は通常一 様ではなく、従って重ね塗りを必要とする。追加的な欠点は、減寸工程に伴うミ リングであり、ここで金属の本来の光輝さは劣化しそして金属は灰色の外観をと るようになる。 これら伝統的な方法におけるこれら欠点の多くは、ソル・レビン（Sol Levine ）らの米国特許第４，３２１，０８７号に記載される方法により大旨解決された 。ソル・レビンらの方法は、極めて平滑な（鏡状）表面を有する非常に薄く、光 輝な金属フレークを製造する。このフレークは優れた顔料として機能しそして適 正に使用されるとき金属様或いは鏡様光学効果を呈する。 並行しての開発において、回折模様とエンボス模様並びにホログラフの関連分 野が、それらの美観的な且つ実用的な視覚効果により広範囲に実用化され始めた 。一つの非常に望ましい装飾効果は、回折格子により創出される玉虫色の視覚効 果である。この驚くべき視覚効果は、サー・ジョン・バートン（Sir John Barto n）、英国王立造幣局長（１７７０年頃）によるものであるが、周囲光が回折格 子からの反射によりその色成分に分解されるときに起こる。回折格子は、反射面 に密接してそして規則正しく離間した溝（単位ｃｍ当り５，０００〜１１，００ ０溝）が浮き出るとき形成される。 近年、回折格子技術は２次元ホログラフ画像の形成に使用され、これは見てい る人に３次元画像の印象を与える。このホログラフ画像技術は非常に魅力的な影 像を形 成することができる。更に、ホログラフ画像は模造品の撃退するのに広い用途を 見出した。 最初の回折格子は、特殊な「罫線作製器（ruling engine）」を使用して研磨 された金属表面に離間したラインを近接してそして一様に刻むことにより形成さ れた。続いて、原型回折格子表面に成型性材料を押しつけて付形することにより 原型回折格子を再製するための技術が開発された。もっと最近になって、熱可塑 性フィルムが、フィルムの表面を熱軟化せしめそして後軟化した表面に回折格子 或いはホログラフ画像を付与するエンボス模様付けローラを通すことによりエン ボス模様付けされた。この方式で、連続長のシートが表面を回折格子或いはホロ グラフ画像で装飾されうる。ポリマーの装飾表面は時として追加処理なく回折格 子の光学効果が起こるに充分に反射性である。しかし、一般には、充分なる光学 効果を生むにはポリマー表面のメタライジングを必要とする。本出願目的には、 用語「回折格子」は回折格子技術に基づくホログラフ画像をも含むものである。 本発明の一般的目的は、非常に薄い、光輝なエンボス模様付け金属質顔料を迅 速にそして廉価に製造する方法を提供することである。 本発明のまた別の目的は、従来型式のバーコード表示或いはホログラフバーコ ード表示のような機械読取可能な画像でエンボス模様付けされた金属質フレーク を提供することである。 本発明のまた別の目的は、エンボス模様付けされた金属質顔料を迅速にそして 廉価に連続的に製造する方法を提供することである。 本発明のまた別の目的は、薄い、光輝なエンボス模様付け金属質顔料を提供す ることである。 本発明の更に別の目的は、本発明の薄い、光輝なエンボス模様付け金属質顔料 を含有するコーティング及び印刷用配合物を提供することである。 本発明の別の目的は、安全用途に有用なエンボス模様付きの有機或いは金属フ レークを提供することである。 本発明のこれら及び他の目的、特徴及び利点は図面と併せての本発明の次の詳 細な説明から明らかとなろう。 発明の概要 本発明の目的は、キャリヤシートの少なくとも一表面上に或いはその上方にエ ンボス模様付き表面を形成する方法により達成される。エンボス模様付き表面は その後メタライズされて、そのエンボス模様に沿う薄い金属薄膜を形成する。金 属薄膜はその後エンボス模様付き表面から剥離されそして顔料フレークに細分化 される。 好ましい方法において、剥離コーティングがキャリヤシートの少なくとも一側 に連続的に被覆される。剥離コーティングの外面はエンボス模様付けされるか若 しくは回折模様をつけられる。このエンボス模様は、キャリヤ上に既に存在する エンボス模様の浮き出し表示として形 成しうるし、或いは剥離コーティングがキャリヤに被覆されるに際して剥離コー ティングに形成することができる。別様には、剥離コーティングは平滑な状態で 被覆されそして後エンボス模様がすぐ続いて若しくは間を置いて爾後に形成され うる。金属蒸気が、剥離コーティングのエンボス模様付き外面に薄膜の形態で凝 縮せしめられる。上面に剥離コーティング薄い金属膜を有するキャリヤシートは その後、剥離コーティング或いはキャリヤシートを溶解する溶剤システムに通さ れ、金属膜の大半をその上のエンボス模様を壊すことなくキャリヤシートから離 して溶剤中に浮遊せしめる。残りの薄い金属膜はその後キャリヤシートから非反 応性液体媒体中にぬぐい取られ、ここで激しい攪拌或いは超音波により細かい顔 料薄片に分散せしめられる。金属質顔料フレークはその後濃縮されそしてコーテ ィング及び印刷組成物に配合される。 同じ態様で、本発明は、光学スタックを形成するために剥離コーティングに光 学的効果のある複数の材料の層を被覆することを意図する。そうしたエンボス模 様付き光学スタックを有するシートはシートとして使用されうるし或いは顔料に 減寸されうる。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明の金属顔料を製造するための方法のブロック図である。 第２図は、本プロセスの概略図である。 第３図は、本発明の原理を使用するエンボス模様付けプロセスの概略図である 。 第４図は、第２のエンボス模様付けプロセスの概略図である。 第５図は、第３のエンボス模様付けプロセスの概略図である。 第６図は、第４のエンボス模様付けプロセスの概略図である。 発明の詳細な説明 本発明の全体的な特徴は、本発明の段階を概念的に表すフローチャートである 第１図を考察することにより最適に具体化されうる。段階１において、キャリヤ シートがプロセスに導入される。代表的に、シートは実際上、長尺のロール〜ロ ールベルト或いは連続ベルトである。段階２において、キャリヤ上にエンボス模 様付き剥離表面が形成される。これは、キャリヤに一体でありうるし或いはキャ リヤ上の別個の層の形態をとりうる。重要なことは、剥離表面がエンボス模様付 けされていなければならずそしてその上に形成される金属皮膜を保持しそして後 に剥離させることができることである。段階３において、金属皮膜が剥離表面上 に金属皮膜が剥離表面上のエンボス模様と合致する態様で形成される。段階４に おいて、剥離表面は、溶解され、金属皮膜とキャリヤを互 いに分離させる。段階５において、皮膜は、好ましくはインキ顔料として最適の 寸法に細分化される。段階６において、顔料即ちフレークはインキのような有用 な組成物を形成するべく適合性のある成分と混合される。 第２図を参照すると、キャリヤシート１１は、巻体１２から連続的に繰り出さ れそしてコーター（塗布器）１３に剥離コーティング溶液を通して送られ、ここ で剥離コーティング１４がキャリヤシート１１の少なくとも一側に被覆される。 コーター１３の上流側のステーション３１及び／或いはコーター１３の下流側の ステーション３２が、剥離コーティングの外面に（前者では、キャリヤシートを 通して）エンボス模様を付与するプロセスを表す。例えば、好ましい具体例にお いては、ステーション３１は単なる遊びロールとされるが、ステーション３２は 剥離コーティングの外面にそれが軟化状態にある間にエンボス模様付けするエン ボスロールとされる。コーティング付きキャリヤシート１５はその後、真空メタ ライジング装置１６に通されそして薄い金属皮膜がコーティング付きキャリヤシ ートの少なくとも一方のエンボス模様付き剥離表面に付着される。真空メタライ ジングの当業者にはわかるように、段階１６は第２図に概念的に示されるような ラインにおいて連続的にではなくバッチ方式で実施される。金属皮膜被覆キャリ ヤシート１７は剥離コーティングが可溶である溶剤を収納する剥離装置１８に通 される。剥離コーティングを溶解された金属 皮膜付きキャリヤシートは、ローラ１９を経由して溶剤２２を収納する室２１内 の適当なワイパ（拭い取り器）２０を横切る。ワイパ２０は金属皮膜を薄いフレ ークとして完全に除去しそして浄化されたキャリヤシートは再度巻き取られる。 金属フレーク即ち顔料は、溶剤２２中で収集されそしてポンプ２３により沈降タ ンク２４、２４’に送り込まれる。 キャリヤシート１１はポリエステルフイルム、例えばマイラー（Mylar商標） のようなポリエチレンテレフタレートシート或いは他の適当なシートでよく例え ばセロファンやポリプロピレン或いは紙でさえ使用できる。 適当な剥離コーティングは、エンボス模様付け可能であり（適時）そして容易 に可溶化されそしてその上に金属皮膜を付着することのできる材料を含む。そう した剥離コーティングの例としては、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、塩素化ゴ ム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ニトロセルロース、メ チルメタクリレート、アクリル系共重合体、脂肪酸、ワックス、ガム、ゲル及び その混合物を挙げることができる。加えて、シリコーンオイルや脂肪酸塩のよう な５％までの非粘着性（接着性）添加剤をエンボス模様付け用酸として添加する ことができる。剥離コーティングの被覆は、コーティング材料を適当な溶剤に解 かしそして生成する液体を片面或いは両面に５００〜１０００ｆｔ／分の工業的 に適当な速度で一様な薄いコーティングを塗布するよ う装備された標準的な連続ロールコーティング機を使用して被覆することにより 行われる。適当な機械は、バージニア州、リッチモンドのインターロト社（Inta -Roto Inc.）により製造される「Two Position Rotogravure Coater and Drying Tunnel」のような汎用目的の、ロール〜ロール繰出／巻き取りシステムを装備 するロートグラビアコーターである。最適の結果は、剥離コーティングを０．１ 〜５．０ポンド／連（ream）、好ましくは約１．０〜２．０ポンド／連（３，０ ００ft²）被覆することにより得られる。 本発明の重要な部分は、キャリヤシートの外面へのエンボス模様の形成である 。キャリヤシートのエンボス模様付き表面上に直接メタライジングを行うことは 可能であるが、エンボス模様付きの別の剥離コーティング上にメタライズするこ とにより結果は大幅に改善される。これを達成するのに実質上４つの方式が存在 する。方式１は、あらかじめエンボス模様を付けたキャリヤシート上に剥離コー ティングを置くと同時してエンボス模様を形成することと関与する。方式２は、 平滑なキャリヤシート上に剥離コーティングを置くと同時してエンボス模様を形 成することと関与する。方式３は、剥離コーティングの状態に著しい変化が起こ る前に剥離コーティングのすぐ続いてのエンボス模様形成と関与する。方式４は 、剥離コーティングが著しい状態変化を受けた後の爾後エンボス模様形成と関与 する。 代表的な方式１の方法は、第３図に概略示されるシステムと関与する。キャリ ヤシート４１は片面乃至両面に永久的なエンボス模様を持っている。剥離コーテ ィング４２は、キャリヤシートの表面で皮膜形成能のある適当な液体から選択さ れる。即ち、剥離材料は、アプリケータ４３による皮膜形成後、一様な厚さの薄 層を形成し、これはエンボス模様を含めてキャリヤシート表面を追従する。この ようにして、キャリヤシート上のエンボス模様は剥離コーティング４２の外面上 に浮き出されそして複製される。 適正量の剥離コーティングは、予備被覆コーティング液体、例えば揮発性キャ リヤ中の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体における固形分容積％の範囲として表 示されうる。その有用範囲は０．１〜１０％であり、好ましい範囲は０．５〜１ ．５％である。 剥離コーティングの量はまた、キャリヤシートが平坦であるとして計算しての キャリヤシート表面積、即ち投影面積の単位ｍ²当りの固形分のｇ数として表示 されうる。その有用範囲は０．０１〜１であり、好ましい範囲は０．０５〜０． １５である。 代表的な方式２のシステムは、第４図に示されるように、液体インキタンク５ ３及び５４、即ち汎用目的のロートグラビアコーター或いはリバースロール或い はエンボス模様付き印刷用ローラによりキャリヤシート５１に剥離コーティング ５２を被覆することと関与する。 代表的な方式３のシステムは、キャリヤシート６１にコーティングタンク６４ から溶解状態乃至溶融状態の剥離コーティング６２を被覆しそして後コーティン グがまだ刻印可能な間にエンボス模様付けを行うことと関与する。第５図は、ま だ柔らかいコーティングをエンボス模様付けするエンボス模様付けロール６３を 示す。 代表的な方式４のシステムは、コーティング７２が安定化することを可能なら しめる、即ちコーティングが溶液乃至分散液として被覆されるならそれを乾燥せ しめそしてコーティングが溶融物として被覆されるならそれを凝固せしめること を可能ならしめる。その後、第６図に示すように、必要なら、剥離コーティング は再度刻印可能な状態とされそしてエンボス模様がつけられる。第６図において 、剥離コーティング７２は溶液としてタンク７４からキャリヤシート７１被覆さ れそして加熱ランプ７５が溶剤を追い出し、同時にコーティングを軟化せしめる ので、コーティングはエンボス模様付けロール７３によりエンボス模様付けされ うる。 好ましくは上述した技術を使用して形成される模様（パターン）は、代表的に ３つの型式の物である。型式１は、玉虫色のような望ましい光学効果を示す様々 の回折及び／或いはホログラフパターンである。これらは装飾用途のために使用 されうるが、贋物防止用途をも有している。これは、バーコードとして機能する 機械読取可能なパターンを含む。型式２は、光学的な拡大下のみで 目視しうる小さな画像を含む。これらは、贋物防止用途において非常に有用であ りうる。型式３は、光学的な拡大下のみで目視しうる小さなホログラフ画像を含 む。これは、ホログラフバーコードのような機械読取可能な画像を含む。これら もまた贋物防止用途において非常に有用でありうる。 エンボス模様付き表面が形成された後、コーティング付きキャリヤシート１５ は真空メタライジング装置１６を通されそして金属皮膜が剥離コーティングの片 面乃至両面に付着される。付着金属皮膜の厚さは、１００〜５００Åの範囲であ りそしてウエブ速度並びに蒸発速度を決める所要電力により制御される。付着の ための適当な光輝金属として、アルミニウム、クロム、銅、鋼、銀及び金を挙げ ることができる。贋物防止用途において特に関心があるのは、ニクロム或いはニ ッケルの高度に不活性な合金である。 金属の蒸発は、誘導加熱、抵抗加熱、電子ビーム及びスパッタリングのような 標準的な方法を使用して実施される。付着金属皮膜の厚さは光輝な薄片を得るの に重要である。最大限の薄層性状を得るには極めて一様な薄い皮膜が必要である 。アルミニウム薄片の望ましい連続反射性を得るためには、皮膜の最も好ましい 厚さは２５０〜４５０Åである。最適の厚さは使用される金属に依存して変化さ れよう。 所望なら、薄い金属皮膜を付着したキャリヤシートは その長さの約１〜２％張力下で引き伸ばされて、金属表面にクラックを形成せし める。このプロセスは、促進（energizing）と呼ばれそして爾後の剥離工程を２ 倍促進する。 金属皮膜被覆キャリヤシート１７はその後、剥離コーティングを可溶化する溶 剤を収納する溶剤タンク１８に通される。剥離コーティングを可溶化するための 適当な溶剤の例としては、アセトン、塩化メチレンのような塩素化溶剤、メチル エチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、ブチルアセテート等を挙げ ることができる。 金属皮膜被覆キャリヤシートは、溶剤タンクを通過しそして一連のロール１９ を越えて、キャリヤシートからゆるい金属箔片を除去するエアーナイフ２０或い は適当なワイパーを横切る。エアーナイフは、溶剤と同じ室１８内に配置されう るが、通常は第２図に示すように、溶剤２２を収納する別個の室２１内に配置さ れる。溶剤２２はタンク１８内の溶剤と同じ溶剤となしうる。溶剤が金属顔料と 非反応性であることが必須である。適当なエアーナイフは、約９０ＰＳＩの圧縮 空気源に嵌着される中空チューブから形成されうる。ノズル或いは細かい穴が横 方向にその長さに沿って等間隔で機械加工され、組立時空気噴射が移動している キャリヤシートに対して接面方向に噴射されるようになされる。エアージェット はキャリヤシート上の残存しているすべての残留金属フ レークを除去する。エアーナイフはまた、湿ったキャリヤシートに対する乾燥機 構としても作用し、それにより再巻取を助成する。加えて、再巻取前に、キャリ ヤシートから残存金属及び剥離コーティング両方を完全に除去するために蒸気脱 脂技術を使用することが望まれよう。蒸気脱脂はまた、残存金属フレークから残 留箔コーティングを取り除く。空気は、周囲温度でも良いし、冷やしてもよいし 、最適効率のために加熱してもよい。 タンク１８内の溶剤は、飽和するまで使用されうる。溶剤はその後、コーティ ング材料を含有する溶液から回収される。コーティング材料はそれが適正に高純 度化されるなら爾後のコーティング操作において再使用されうる。 溶剤中に分散した顔料は、剥離タンク２１に置いて沈降せしめられるか或いは ポンプ２３により沈降タンク２４、２４’に移送されるか或いは薄い光輝金属顔 料の濃縮液が得られるように遠心機に通される。 金属顔料はその後、約２５〜５０ミクロンの平均直径を有する小片に破断され る。顔料を適正寸法に減寸するための好ましい手段は、超音波作用により作動し そして顔料の酷奇な表面の反射性を損なわないソノレータ（超音波分散機）であ る。適当な超音波分散機は、コネチカット州、ストラトフォードにあるソニック 社（SonicCorp．）により製造されているトリプレックス・ソノレータ・システ ム（Triplex Sonolator System）、モデル Ａ ＨＰ、タイプＡ、デザイン１５０である。 ２５〜５０ミクロンの直径を有する薄い、光輝な金属顔料はその後５〜１５％ の顔料固形分まで濃縮される。濃縮顔料はその後スプレイラッカー或いは印刷イ ンキに配合されうる。 しかし、金属顔料をまず例えばメチルセロソルブとの溶剤交換を行い続いて遠 心機で更に濃縮して固形分が約１０％において収集されるようにすることにより 更に濃縮することが好ましいことが見出された。濃縮物は、１．０−５．０重量 ％の金属を金属濃度においてラッカー或いは印刷インキ配合物とされる。個々の 顔料フレークに存在する、無秩序配向であり、主に２次元であるエンボス模様は 、それが回折パターン或いはホログラムであるなら、ユニークな玉虫色効果を創 出する。光学的拡大下で、個々のフレークとそれらのエンボス模様が判別できる 。 本方法において得られた金属皮膜は、市販の金属箔の光輝さ、反射性光沢及び 隠蔽力に類似している。単層の薄層フレークの自然な配向により、エンボス加工 された場合でも、少量の顔料が非常に大きな表面積を覆う。 次の例は上述した本発明の実施態様を例示する。 例１ 次の態様でアルミニウム含量を製造した。トルエン中１０％ポリスチレンを含 む剥離コーティングを１／２ミル厚さのマイラー（商標名）キャリヤシート上に 工業用ロールコーター上の２００ラインロートグラビアロールを使用して被覆し そして乾燥し、キャリヤシート上にポリスチレンの光沢のある皮膜を残した。こ の皮膜をその後ポリスチレンの軟化温度を超える１７０℃に加熱しそして剥離コ ーティングの外面を回折模様を有するエンボス模様付けロールを使用して刻印す ることによりエンボス模様付けした。ロール表面は剥離コーティングの軟化温度 未満に冷却しそしてキャリヤシートに等しい表面速度で駆動した。エンボス模様 付けした剥離コーティング付きキャリヤシートをその後３００±２００Å厚さの アルミニウム皮膜を付着する真空ロールコーター上でメタライズした。メタライ ズした剥離コーティング付きキャリヤシートを剥離器に通し、約０．１重量％の アルミニウムフレーク濃度を有するアルミニウムフレーク懸濁液を回収した。剥 離プロセスで使用した溶剤は５０％トルエン及び５０％メチルエチルケトン（Ｍ ＥＫ）からなった。アルミニウムフレーク含有懸濁液をその後沈降せしめそして 約６％固形分まで更に濃縮した。生成した薄片は回折の光学効果を示しそして光 学的拡大下で各薄片が その表面にエンボス模様付けされた回折模様を有していることが確認された。 例２ １／２ミル厚さのマイラー（商標名）キャリヤシート上に工業用ロールコータ ー装置において１００ラインロートグラビアロールを使用して１０％ポリスチレ ン溶液を被覆した。第２の溶融ポリエチレンコーティングをエンボス模様付き印 刷用ローラによりポリスチレンの上面に続いて被覆し、これにより第２コーティ ングの外面にエンボス模様を付けた。コーティング付きキャリヤシートを３００ ±１５０Åのアルミニウムでメタライズしそしてメタライズしたキャリヤシート を高温のヘプタンから成る浴中で剥離した。金属箔片はその後６％固形分アルミ ニウムまで濃縮した。生成した薄片は回折の光学効果を示しそして光学的拡大下 で各薄片がその表面に塩ボス模様付けされた回折模様を有していることが確認さ れた。 例３ １／２重量％のダウ・コアニング（Dow Corning）Ｑ４シリコーンオイル（乾 燥ポリスチレンに対して）をコーティングにフィルムへの被覆前に添加したこと を除いて例１を繰り返した。エンボス模様付けは非常に容易に達成された。生成 薄片は例１により得られたのと同じで あった。 例４ メタライズ後、金属をトルエン中にポリスチレンを溶解した１％溶液で被覆し そして乾燥し、続いて再エンボス模様付けすることなく再メタライズしたことを 除いて例１を繰り返した。第２メタライズ後、エンボス模様はまだ外面にはっき りと見えた。２重メタライズコーティング付きキャリヤシートを剥離装置に通し そして約０．１重量％のアルミニウムフレーク濃度を有するアルミニウムフレー ク懸濁液を回収した。剥離プロセスで使用した溶剤は５０％トルエン及び５０％ メチルエチルケトン（ＭＥＫ）からなった。アルミニウムフレーク含有懸濁液を その後沈降せしめそして約６％固形分まで更に濃縮した。生成した薄片は回折の 光学効果を示しそして光学的拡大下で各薄片がその表面にエンボス模様付けされ た回折模様を有していることが確認された。この場合には、例１の場合の２倍も の多量のフレークが得られたが、ただ１回のエンボス模様付け段階を使用しただ けである。 例５ エンボス模様付けローラにおける模様がマトリックス即ち三角形状記号、各片 １５ミクロンそして浮き上がり高さ１ミクロン、であることを除いて例１を繰り 返し た。三角形は約１０ミクロン離間しそして２次元に一定の繰り返し模様で配列し た。生成するフレークは玉虫色を示さなかったが、１００倍の拡大下で個々のフ レークに記号が明瞭に認められた。 例６ １／２ミル厚さのセロファンキャリヤシートを約１．０ポンド／連（ream）の 量においてトルエンに溶かしたアクリル共重合体で被覆した。共重合体コーティ ングをその後エンボス模様付けした。このコーティング付きキャリヤシートを続 いて３５０±１００Åのアルミニウムでメタライズし、５０％トルエン、４０％ ＭＥＫ及び１０％アセトンからなる溶液で剥離した。アルミニウムフレークは容 易に剥れそして光輝であった。生成した薄片は回折の光学効果を示しそして光学 的拡大下で各薄片がその表面にエンボス模様付けされた回折模様を有しているこ とが確認された。 例７ １／２ミル厚さのポリエステルキャリヤシートに市販の機械において５０％Ｍ ＥＫ及び５０％トルエン中にメチルメタクリレート樹脂及びアクリル系共重合体 の混合物を分散せしめてなる剥離コーティングを約１．０ポンド／連（ream）／ 側の量において被覆した。コーティング付きシートをその後エンボス模様付けし そして後銅で ４００Å厚さにメタライズした。剥離コーティングを塩化メチレンで可溶化しそ して薄い光輝な銅薄片を収集した。生成した薄片は回折の光学効果を示しそして 光学的拡大下で各薄片がその表面にエンボス模様付けされた回折模様を有してい ることが確認された。 例８ １／２ミル厚さのポリエステルキャリヤシートの両面に約１．２５ポンド／連 のポリスチレンをトルエン中に分散せしめた分散液を被覆した。コーティング付 きキャリヤシートをその後エンボス模様付けしそして後両面を３５０±１００Å 厚さのアルミニウムでメタライズした。メタライズしたキャリヤシートを４５％ ＭＥＫ、４５％トルエン及び１０％アセトンから成る溶剤中に剥離コーティング を溶解することにより剥離した。薄いアルミニウム薄片を溶剤混合物中に回収し た。生成した薄片は回折の光学効果を示しそして光学的拡大下で各薄片がその表 面にエンボス模様付けされた回折模様を有していることが確認された。 例９ １／２ミル厚さのマイラー（商標名）キャリヤシートに市販の被覆器において 約１．０ポンド／連（ream） ／側の量において被覆し、その後エンボス模様付 けしそして後３５０±１００Å厚さのクロムでメタライズした。 ５０％ＭＥＫ及び５０％トルエンでポリスチレン剥離コーティングを可溶化しそ してクロム薄片をキャリヤシートから剥した。生成した薄片は回折の光学効果を 示しそして光学的拡大下で各薄片がその表面にエンボス模様付けされた回折模様 を有していることが確認された。 例１０ 先の例の各々から得られた生成物を遠心機内に置きそして１３，０００〜１６ ，０００ｒｐｍにおいて５分間回転した。浮遊物を除去したとき約１０〜２０重 量％顔料の顔料濃度が得られた。生成した薄片は回折の光学効果を示しそして光 学的拡大下で各薄片がその表面にエンボス模様付けされた回折模様或いは記号模 様を有していることが確認された。 例１１ 例７のプロセス処理から得た先の例の各々の金属顔料を２１のギャップオリフ ィスを使用するソノレータ（超音波分散器）に通した。薄片の少なくとも９０％ を調査した結果、２５〜５０ミクロン直径の範囲の周囲寸法を有していることが 見出された。もちろん、薄片の厚さは約３５０±１００Åのままであった。これ ら金属顔料を約１０％まで更に濃縮しそして超音波分散器に通しそして１０〜２ ０ミクロン範囲の顔料寸法にまで一様に減寸した。生成した薄片は回折の光学効 果を示しそして光学 的拡大下で各薄片がその表面にエンボス模様付けされた回折模様或いは記号模様 を有していることが確認された。 例１２ 例１１に従って処理した例１０のアルミニウム顔料を次の配合成分を有する印 刷用インキに配合した： ３００ラインスクリーンローラを使用し、その後約１８０゜Ｆにおける光沢鋼 ローラでカレンダー仕上したこの配合組成の印刷用インキは、表面が回折模様の 光学効果（玉虫色）を示しそして光学的拡大下で各薄片に模様の存在を確認した ことを除いて、積層ボードに高温スタンピング用箔或いはアルミニウム箔を被覆 したのと同じ効果を示した。 例１３ 本発明方法に従って製造されたアルミニウム顔料を次の配合を有するスプレイ ラッカーに含めた： この配合物をベースとする１ガロンのラッカーは従来型式のスプレイ装置を使 用するとき約３５０，０００〜４００，０００平方インチのスプレイ表面を好適 にもたらすことが見出された。生成製品は、積層ボードに高温スタンピング用箔 或いはアルミニウム箔を被覆したのと同じ効果を示した。 最大限の被覆効果並びに印刷、コーティング、ラッカー及び塗料製品における 相溶性、適合性を得るためには高反射性皮膜を得るべく細かい粒子寸法が通常必 要とされるが、他の目的には大きめの金属箔片を使用することが可能である。超 音波分散を軽減もしくは排除することにより、低めの濃度の顔料においてきらき らと光るスパークル様効果を得ることが可能であり、そして生成する材料は或る 種のの用途に対して好適である。 本発明のインキにおいて用途を持つような特定の型式の顔料は、光学的スタッ クと呼ばれそして「成層顔料を 調製する方法」という名称でJoseph J．Venisに付与された米国特許第４，１６ ８，９８６号並びに「可撓性の不溶性ウエブ上に光学的に変化しうる多層薄膜干 渉スタック」の名称でRoger W．Philips et al．に付与された米国特許第５，０ ８４，３５１号に記載されている。これら両特許の教示はここに引用することに より本明細書の一部となす。 光学効果を有する材料の層の厚さ及び光学効果層の境界の形成を制御すること により、光が光学的スタックに当るとき興味のあるそして有用な効果が創出され うる。 本発明にとって特に興味のあるものは、エンボス模様付けされたキャリヤ（或 いはエンボス模様付けされたキャリヤ−剥離コーティング層）上に最初形成され る光学的スタック顔料フレークを製造する方法である。そのようにして、光学的 スタックはエンボス模様を持つことになる。スタックは、エンボス模様付きキャ リヤ上に前面をキャリヤに接触して或いはそこから離して形成されうる。更に、 キャリヤに隣り合う層は続いての層が平行な境界を持つようにエンボス模様を埋 めるべく被覆されうるしそして／または第１層はスタックの残部に端にエンボス 模様付きカバーを置く補充的なカバー層でありうる。別様には、スタック層は各 々がエンボス模様をそのまま追従し若しくはエンボス模様を部分的に追従する（ 即ち、周期は一様であるが、振幅を低減して）ように置かれうる。スタックがキ ャリヤから除かれそして顔料 として使用されるとき、スタック及び各スタック薄片のエンボス模様の光学的効 果が発生する。本発明はまた、エンボス模様付けした透明若しくは不透明基材表 面上に光学的スタックを形成しそして様々の装飾及び安全物品に対して基材を伴 って或いは伴わずしてシート形態で生成する製品を使用することをも含む。 本発明の方法及び製品の多くの広く様々の具体例が本発明の範囲から逸脱する ことなく具現されうることは明らかであり、そして本発明が添付請求の範囲以外 に限定されることを意図するものではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＦＩ，ＪＰ，Ｋ Ｒ，ＵＳ (72)発明者 トマス，リチャード エム. アメリカ合衆国 46311 イリノイ，ダイ アー，ジェイムズ ドライブ 2721 (72)発明者 レットカー，ジェイムズ ピー. アメリカ合衆国 60425 イリノイ，グレ ンウッド，メイプル ドライブ 111 (72)発明者 ジョセフィー，カール アメリカ合衆国 90036 カリフォルニア, ロサンジェルス，ノース ハイランド ス トリート 450

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．細分化された金属薄片であって、各々が少なくとも一つのエンボス模様付き 表面を有している細分化された金属薄片を調製する方法であって、 （ａ）第１側面と第２側面とを備えるキャリヤシートを用意する段階と、 （ｂ）前記キャリヤシートの少なくとも一方の側面に内面と外面とを具備しそし てエンボス模様を備える剥離コーティングを被覆する段階と、 （ｃ）前記剥離コーティングの外面に金属を内面と外面とを有する皮膜の形態で 付着し、該金属薄膜の内面を前記剥離コーティングの外面におけるエンボス模様 と合致せしめる段階と、 （ｄ）前記剥離コーティング及び金属皮膜を有するキャリヤシートを剥離環境に 通して、該剥離コーティングを該金属皮膜及びキャリヤシートから該金属皮膜構 造を損壊することなく分離せしめる段階と、 （ｅ）前記金属皮膜を前記キャリヤシートから寸断された形態で除去し、前記剥 離コーティングを実質上含まない金属薄片を生成しそして該金属薄片を該金属と 非反応性である溶剤中で回収する段階と、 （ｆ）前記金属薄片を顔料片に細断する段階と を包含する細分化された金属薄片を調製する方法。 ２．キャリヤシートの少なくとも一側面がエンボス模様 を有しそして剥離コーティングの外面におけるエンボスル模様が該キャリヤシー トのエンボス模様の浮き出し模様である請求項１の方法。 ３．剥離コーティングがその外面を同時にエンボス模様付けする被覆手段により キャリヤシートに被覆される請求項１の方法。 ４．剥離コーティング層が刻印可能な状態でキャリヤシートに被覆されそして該 剥離コーティング層の外面が該層がまだ刻印可能な状態にある間にエンボス模様 付けされる請求項１の方法。 ５．キャリッヤシートへの剥離コーティングの被覆に続いて、剥離コーティング 層の外面が軟化手段により刻印可能とされそして該外面がエンボス模様付けされ る請求項１の方法。 ６．金属が、アルミニウム、クロム、銅、鋼、銀、金、ニクロム、ニッケル及び その合金から成る群から選択される請求項１の方法。 ７．剥離コーティング層が０．２５〜５．０ポンド剥離コーティング／連／キャ リヤシート一側の量においてキャリヤシートに被覆される請求項１の方法。 ８．剥離コーティング層が０．７５〜１．５０ボンド剥離コーティング／連／キ ャリヤシート一側の量においてキャリヤシートに被覆される請求項１の方法。 ９．金属皮膜が２５０〜４５０Åの量において被覆される請求項１の方法。 １０．剥離環境が剥離コーティングを溶解する溶剤を含んでいる請求項１の方法 。 １１．顔料薄片が約２５〜５０ミクロンの範囲の平均寸法を有している請求項１ の方法。 １２．金属がアルミニウムである請求項１の方法。 １３．キャリヤシートがポリエチレンテレフタレートから形成される請求項１の 方法。 １４．剥離コーティングがポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、塩 素化ゴム、アクリロニトリルブタジエン−スチレン共重合体、ニトロセルロース 、セロファン、メチルメタクリレート、アクリル系共重合体、脂肪酸、ワックス 、ガム、ゲル並びにその混合物、共重合体及び多重合体から成る群から選択され る請求項１の 方法。 １５．金属皮膜が金属を蒸発せしめそしてそれを凝縮せしめることにより付着さ れる請求項１の方法。 １６．キャリヤシートが金属皮膜を取り除くために１〜２％引き伸ばされる請求 項１の方法。 １７．金属皮膜を除去する段階がエアーナイフを使用して実施される請求項１の 方法。 １８．（ｇ）段階（ｆ）からの金属顔料片を更に濃縮して５〜１５％の固形分濃 度を生成する段階と、 （ｈ）顔料片を約１０〜２０ミクロンの範囲の直径寸法片に減寸する段階 と を更に含む請求項１の方法。 １９．剥離コーティングを可溶化する溶剤と非反応性溶剤とが同じである請求項 １の方法。 ２０．剥離コーティングを可溶化する溶剤と非反応性溶剤とが一つの溶剤バット に一緒に収納される請求項１の方法。 ２１．剥離コーティングを可溶化する溶剤と非反応性溶 剤とが第１バット及び第２バットのそれぞれ収納され、第２バットが第１バット に対して有益に予備選択された位置に配列されている請求項１の方法。 ２２．金属薄片を減寸する段階が金属薄片を超音波分散することにより行われる 請求項１の方法。 ２３．顔料片を減寸する段階が顔料片を超音波分散することにより行われる請求 項１８の方法。 ２４．１０〜５０ミクロンの長い方の寸法と１０〜５０ミクロンの短い方の寸法 及び２５０〜４５０Åの厚さを有するエンボス模様付き金属シートから成る製品 。 ２５．細分されたエンボス模様付き金属薄片を調製する方法であって、 （ａ）キャリヤ表面にエンボス模様を形成する段階と、 （ｂ）該キャリヤ表面に金属層を該金属層が前記エンボス模様と合致した模様を 有するように被覆する段階と、 （ｃ）前記キャリヤ表面から金属層を分離する段階と、 （ｄ）前記金属層をエンボス模様付き薄片に減寸する段階と を包含するエンボス模様付き金属薄片を調製する方法。 ２６．剥離コーティングがシートの第１側面に揮発性キ ャリヤ中０．１〜１０容積％固形分の形で被覆される請求項１の方法。 ２７．剥離コーティングがシートの第１側面に揮発性キャリヤ中０．５〜１．５ 容積％固形分の形で被覆される請求項１の方法。 ２８．剥離コーティングが揮発性キャリヤ中の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体 として被覆される請求項１の方法。 ２９．剥離コーティングが投影キャリヤ表面積の平方ｍ当り０．０１〜１ｇの固 形分において被覆される請求項１の方法。 ３０．剥離コーティングが投影キャリヤ表面積の平方ｍ当り０．０５〜０．１５ ｇの固形分において被覆される請求項１の方法。 ３１．第２剥離コーティングが金属皮膜の外面に被覆されそして第２の金属皮膜 が該第２剥離コーティング上に付着される請求項１の方法。 ３２．細分化された薄片であって、各々が少なくとも一つのエンボス模様付き表 面を有している細分化された薄 片を調製する方法であって、 （ａ）第１側面と第２側面とを備えそして少なくとも一方の側面がエンボス模様 を有するシートを用意する段階と、 （ｂ）前記エンボス模様上に光学的効果のある材料を内面と外面とを有する薄膜 の形態で付着し、該薄膜の内面を該エンボス模様と合致せしめる段階と、 （ｃ）前記材料薄膜を有するシートを剥離環境に通して、該薄膜を該シートから 該材料構造を損壊することなく分離せしめる段階と、 （ｄ）前記材料薄膜を前記シートから寸断された形態で除去して材料薄片を生成 し、そして該材料薄片を該材料と非反応性である溶剤中で回収する段階と を包含する細分化された金属薄片を調製する方法。 ３３．光学的効果のある材料が金属である請求項３２の方法。 ３４．光学的効果のある材料が光学的スタックである請求項３２の方法。 ３５．光学的効果のある材料が光学的効果のある材料の複数の層から成る請求項 ３２の方法。 ３６．光学的効果のある材料が光学的に変化しうる多層 薄膜干渉スタックである請求項３２の方法。 ３７．（ａ）キャリヤと、 （ｂ）エンボス表面を備える顔料薄片 を包含する組成物。 ３８．（ａ）キャリヤと、 （ｂ）機械読み取り可能な画像を呈するエンボス表面を備える顔料薄片 を包含する組成物。 ３９．画像がバーコードである請求項３８の組成物。 ４０．画像がホログラフバーコードである請求項３８の組成物。 ４１．物体に複数の薄片を固定し、その場合少なくとも複数の薄片の各々が機械 読み取り可能な画像を有していることを特徴とする機械により物体を判別する方 法。