JPWO2014077329A1 - 偽造防止構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この様な課題に対して、特許文献3では、真空蒸着などによる気相法によってエッチングマスクを設置する発明に至っている。この方法であれば10μm以下の高精細な蒸着パターンや、再現性の高い蒸着膜パターンを得ることが可能である。しかし、複層蒸着が必要となるため、工程が増えること、製造コストが嵩むこと、及び、複層の蒸着膜厚の厳密さが必要であるために各々の蒸着膜厚を厳密にコントロールする必要が有ることなどの課題があった。さらに、重要な特徴として、特許文献3による方式では、ハイアスペクト部分(高い深さ幅比を有する部分)の反射層を残すことができないという課題があった。
好ましくは、前記微粒子は球状粒子である。
本発明における偽造防止構造体の製造方法の一態様は、微細凹凸形成層の一方の主面に凹凸構造をそれぞれ含む第一の領域及び第二の領域を形成することと、前記第一の領域及び第二の領域の前記凹凸構造上に微粒子をコーティングすることと、前記第二の領域の凹凸構造上の前記微粒子を除去する一方、前記第一の領域の凹凸構造の凹部に前記微粒子を充填することと、前記第一の領域の凹凸構造の凹部に前記微粒子を接着させることと、前記第一の領域の凹凸構造の凹部に配置された前記微粒子上、及び前記第二の領域の凹凸構造上に反射層をコーティングすることと、前記第一の領域及び第二の領域の全域に対するエッチングにより、前記第二の領域の前記反射層を残す一方、前記第一の領域の前記微粒子上の前記反射層を除去することと、を備える。
好ましくは、前記微粒子はポリマーを含有する粒子であり、所定温度で膜状に変化するように構成されている。
本発明の第1実施形態の偽造防止構造体及びその製造方法について説明する。
図1は、第1実施形態の偽造防止構造体の概略的な平面図である。図2は、図1に示した偽造防止構造体10のII−II線に沿った断面図である。なお、図1に示す平面図は後述する第2,第3実施形態においても同様である。
図3は、偽造防止構造体10の製造方法を示す断面図である。
まず、図3(a)に示すように、微細凹凸形成層11の第1主面11Aに、第一の領域13及び第二の領域14を形成する。すなわち、第1主面11Aに、深さ幅比が0.5以上の凹凸構造を含む第一の領域13、及び深さ幅比が0.5未満の凹凸構造を含む第二の領域14を形成する。次に、図3(b)に示すように、図3(a)に示した構造上に、すなわち第一,第二の領域13,14の凹凸構造上に、機能性微粒子15をコーティングする。
次に、図3(d)に示すように、図3(c)に示した構造上に、すなわち微粒子15を含む第一の領域13、及び第二の領域14に、反射層12をドライコーティングする。第一の領域13における微粒子15又は微粒子の集積体の凹凸表面積は、第二の領域14における凹凸構造の表面積よりも大きい。よって、微粒子15上にドライコーティングされる反射層12の膜厚は、第二の領域14にドライコーティングされる反射層12の膜厚に対して十分薄くなる。
以下に、第1実施形態の偽造防止構造体を構成する各部について詳しく説明する。
微細凹凸形成層11は、一方の主面11A(第1主面11A)に、第一の領域13と第二の領域14を有している。
本発明の重要な機能を有する第一の領域13は、微細凹凸形成層11の第1主面11Aに設けられている。第一の領域13には、複数の凹部及び凸部から成る凹凸構造が形成されている。複数の凹部及び凸部は、一次元的にあるいは二次元的に配列されていてもよく、また規則的にあるいは不規則的に配列されていてもよい。例えば、実施形態における第一の領域13には、凹凸構造として、一方向に規則的に配列された複数の溝が形成されている。
第二の領域14は、微細凹凸形成層11の第1主面11Aに設けられている。第二の領域14には、複数の凹部及び凸部から成る凹凸構造が形成されている。複数の凹部及び凸部は、一次元的にあるいは二次元的に配列されていてもよく、また規則的にあるいは不規則的に配列されていてもよい。例えば、実施形態における第二の領域14には、凹凸構造として、一方向に規則的に配列された複数の溝が形成されている。
反射層12は、微細凹凸形成層11の第1主面11Aにおける第二の領域14を覆っており、電磁波を反射させることを特徴とする。なお、後述する第2実施形態では第一の領域13を覆っている。
また、透明な反射層12として使用できる材料の例を以下に挙げる。以下に示す化学式または化合物名の後に続くカッコ内の数値は屈折率nを示す。セラミックスとしては、Sb2O3(3.0)、Fe2O3(2.7)、TiO2(2.6)、CdS(2.6)、CeO2(2.3)、ZnS(2.3)、PbCl2(2.3)、CdO(2.2)、Sb2O3(5)、WO3(5)、SiO(5)、Si2O3(2.5)、In2O3(2.0)、PbO(2.6)、Ta2O3(2.4)、ZnO(2.1)、ZrO2(5)、MgO(1)、SiO2(1.45)、Si2O2(10)、MgF2(4)、CeF3(1)、CaF2(1.3〜1.4)、AlF3(1)、Al2O3(1)、及びGaO(2)などが挙げられる。有機ポリマーとしては、ポリエチレン(1.51)、ポリプロピレン(1.49)、ポリテトラフルオロエチレン(1.35)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、及びポリスチレン(1.60)などが挙げられるが、これらに限るわけではない。
溶解により反射率又は透過率に変化を生じさせる方法としては、公知の金属及び金属酸化物などをエッチング処理する方法が挙げられる。エッチングに使用する処理剤としては、公知の酸、アルカリ、有機溶剤、酸化剤、及び還元剤などを使用してよい。
また、透明な反射層12が設置された部分では、視認可能な情報を反射層12の下部に設けることができ、必要な情報と偽造防止構造とを積層することが可能となる。これらの技術により、例えば、IDカードやパスポート等で使用可能な、偽造防止用オーバーシート等に応用することが可能である。
機能性微粒子15は、第一の領域13における凹凸構造の凹部に充填される必要があり、かつ、第二の領域14上には充填されず、後のワイピング工程(エアーナイフ、ドクター、スキージ)における除去が可能であることが必要である。
本発明の第2実施形態の偽造防止構造体及びその製造方法について説明する。第2実施形態の偽造防止構造体の平面図は、図1と同様であるため記載を省略する。
図4に示すように、偽造防止構造体20は、微細凹凸形成層11、反射層12、及びエッチングマスク塗膜(造膜した機能性微粒子)16を備える。微細凹凸形成層11は、第1主面11Aに、深さ幅比が0.5以上の凹凸構造を含む第一の領域13と、深さ幅比が0.5未満の凹凸構造を含む第二の領域14とを有している。
図5は、偽造防止構造体20の製造方法を示す断面図である。
まず、図5(a)に示すように、微細凹凸形成層11の第1主面11Aに、第一の領域13及び第二の領域14を形成する。すなわち、第1主面11Aに、深さ幅比が0.5以上の凹凸構造を含む第一の領域13、及び深さ幅比が0.5未満の凹凸構造を含む第二の領域14を形成する。次に、図5(b)に示すように、図5(a)に示した構造上に、すなわち第一,第二の領域13,14の凹凸構造上に、反射層12をドライコーティングする。
第2実施形態の偽造防止構造体20に係わる微細凹凸形成層11、第一の領域13、第二の領域14、反射層12、及び機能性微粒子15については、第1実施形態及び上記に記載した通りである。ここでは、エッチングマスク塗膜16について詳述する。
エッチングマスク塗膜16は、反射層12を溶解する少なくとも一つの液状物質に対してマスク塗膜16が溶解しない特性、又は前記液状物質に対してマスク塗膜16の溶解速度が遅い特性を有する。マスク塗膜16は、反射層12と同様に、微細凹凸形成層11の平面に対して均一な表面密度で薄膜形成される。本発明のエッチングマスク塗膜16は、微粒子15の熱変形又は膨潤溶解変形により形成され、反射層12に対する密着性やエッチング剤(腐食剤、酸化剤)に対するシールド性(マスク性)を必要とする。
本発明の第3実施形態の偽造防止構造体及びその製造方法について説明する。第3実施形態の偽造防止構造体の平面図は、図1と同様であるため記載を省略する。
図6に示すように、偽造防止構造体30は、微細凹凸形成層11、及び反射層12を備える。微細凹凸形成層11は、第1主面11Aに、深さ幅比が0.5以上の凹凸構造を含む第一の領域13と、深さ幅比が0.5未満の凹凸構造を含む第二の領域14とを有している。
図7は、偽造防止構造体30の製造方法を示す断面図である。
まず、図7(a)に示すように、微細凹凸形成層11の第1主面11Aに、第一の領域13及び第二の領域14を形成する。すなわち、第1主面11Aに、深さ幅比が0.5以上の凹凸構造を含む第一の領域13、及び深さ幅比が0.5未満の凹凸構造を含む第二の領域14を形成する。次に、図7(b)に示すように、図7(a)に示した構造上に、すなわち第一,第二の領域13,14の凹凸構造上に、機能性微粒子15をコーティングする。
次に、図7(d)に示すように、図7(c)に示した構造上に、すなわち微粒子15を含む第一の領域13及び第二の領域14に、反射層12をドライコーティングする。続いて、溶媒による微粒子15の溶解によって、または超音波の照射、送風、及び溶媒スプレーなどの物理的衝撃によって、図7(e)に示すように、第一の領域13に存在する微粒子15と反射層12を除去する。
第3実施形態の偽造防止構造体30に係わる微細凹凸形成層11、第一の領域13、第二の領域14、反射層12、及び機能性微粒子15については、第1実施形態と同様である。
[実施例1]
本発明に係る偽造防止構造体を製造するために、下記に示すように、微細凹凸形成層11のインキ組成物を用意した。
ウレタン(メタ)アクリレート(多官能、分子量6,000) 50.0重量部
メチルエチルケトン 30.0重量部
酢酸エチル 20.0重量部
光開始剤(チバスペシャリティー製イルガキュア184) 1.5重量部
微細凹凸形成層11において、第一の領域13及び第二の領域14の凹凸構造を形成する方法としては、ロールフォトポリマー法を利用した。
「機能性微粒子の塗液組成物」(紫外線硬化型樹脂)
3500B((株)モリテック 球状スチレン 粒径500nm) 15重量部
BPW6110(東洋インキ製造(株) アクリル粘着剤) 5重量部
水 80重量部
その後、乾燥前にステンレス製のドクターブレードによって、塗工面の微粒子15をワイピングして第一の領域13の凹部に微粒子15を充填させ、120℃のオーブンで30秒乾燥させた。
本発明に係る偽造防止構造体を製造するために、下記に示すように、微細凹凸形成層11のインキ組成物を用意した。
ウレタン(メタ)アクリレート(多官能、分子量6,000) 50.0重量部
メチルエチルケトン 30.0重量部
酢酸エチル 20.0重量部
光開始剤(チバスペシャリティー製イルガキュア184) 1.5重量部
微細凹凸形成層11において、第一の領域13及び第二の領域14の凹凸構造を形成する方法としては、ロールフォトポリマー法を利用した。
3500B((株)モリテック 球状スチレン 粒径500nm) 15重量部
BPW6110(東洋インキ製造(株) アクリル粘着剤) 5重量部
水 80重量部
その後、乾燥前にステンレス製のドクターブレードによって、塗工面の微粒子15をワイピングして第一の領域13の凹部に微粒子15を充填させ、120℃のオーブンで30秒乾燥させた。
本発明に係る偽造防止構造体を製造するために、下記に示すように、微細凹凸形成層11のインキ組成物を用意した。
ウレタン(メタ)アクリレート(多官能、分子量6,000) 50.0重量部
メチルエチルケトン 30.0重量部
酢酸エチル 20.0重量部
光開始剤(チバスペシャリティー製イルガキュア184) 1.5重量部
微細凹凸形成層11において、第一の領域13及び第二の領域14の凹凸構造を形成する方法としては、ロールフォトポリマー法を利用した。
「機能性微粒子の塗液組成物」(紫外線硬化型樹脂)
3500B((株)モリテック 球状スチレン 粒径500nm) 19重量部
PVA405((株)クラレ ポバール) 1重量部
水 80重量部
その後、乾燥前にステンレス製のドクターブレードによって、塗工面の微粒子15をワイピングして第一の領域13の凹部に微粒子15を充填させ、120℃のオーブンで30秒乾燥させた。
実施例2と同様の方法で、反射層を設置するまでの工程を実施した後、グラビア印刷法にてマスク層をパターン印刷した。「グラビア印刷用のマスク層インキ組成物」は下記の処方とした。
塩酢ビ樹脂 50.0重量部
メチルエチルケトン 30.0重量部
酢酸エチル 20.0重量部
マスク層の乾燥膜厚は1.0〜1.2μmで、ムラのない塗工面となるように調整した。マスク層のパターンは第一の領域13と同一のパターンであり、マスク層のパターンと第一の領域13のパターンとが重なり合うように位置合わせをしながら印刷した。
[実施例及び比較例にて作成した偽造防止構造体の評価方法]
<反射層の選択除去の評価>
実施例1,3については、第一の領域13における可視光透過率が90%を超え、かつ、第二の領域14における可視光透過率が20%以下である加工条件を「○」とし、それ以外は「×」とした。
<反射層の位置精度の評価>
反射層の位置精度は、実施例1,3については、第二の領域14に対する、反射層の最大位置ズレ距離によって評価し、20μm(ミクロン)未満の位置ズレである場合には「○」とし、20μm(ミクロン)以上の位置ズレであ場合には「×」とした。
Claims (12)
- 幅に対する深さの比である深さ幅比が第1の値以上の凹凸構造を含む光学素子を有する第一の領域と、深さ幅比が前記第1の値未満の凹凸構造を含む光学素子を有する第二の領域とを備え、前記第一の領域は前記第二の領域よりも高い光透過率を有する、微細凹凸形成層と、
前記第一の領域が含む前記凹凸構造の凹部に充填された微粒子と、
前記第二の領域が含む前記凹凸構造上に配置された反射層と、
を備える偽造防止構造体。 - 幅に対する深さの比である深さ幅比が第1の値以上の凹凸構造を含む光学素子を有する第一の領域と、深さ幅比が前記第1の値未満の凹凸構造を含む光学素子を有する第二の領域とを備え、前記第二の領域は前記第一の領域よりも高い光透過率を有する、微細凹凸形成層と、
前記第一の領域が含む前記凹凸構造の凹部に配置された反射層と、
前記反射層上に配置されたマスク塗膜と、
を備える偽造防止構造体。 - 幅に対する深さの比である深さ幅比が第1の値以上の凹凸構造を含む光学素子を有する第一の領域と、深さ幅比が前記第1の値未満の凹凸構造を含む光学素子を有する第二の領域とを備え、前記第一の領域は前記第二の領域よりも高い光透過率を有する、微細凹凸形成層と、
前記第二の領域が含む前記凹凸構造上に配置された反射層と、
を備える偽造防止構造体。 - 前記第一の領域における前記凹部の幅及び前記凹凸構造の深さ幅比は、該凹凸構造の前記凹部に前記微粒子が充填され得る値に設定されており、
前記第二の領域における前記凹部の幅及び前記凹凸構造の深さ幅比は、該凹凸構造の前記凹部に前記微粒子が充填され得ない値に設定されている、請求項1に記載の偽造防止構造体。 - 前記第1の値は、0.5である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の偽造防止構造体。
- 前記微粒子は球状粒子である、請求項1または4に記載の偽造防止構造体。
- 微細凹凸形成層の一方の主面に凹凸構造をそれぞれ含む第一の領域及び第二の領域を形成することと、
前記第一の領域及び第二の領域の前記凹凸構造上に微粒子をコーティングすることと、
前記第二の領域の凹凸構造上の前記微粒子を除去する一方、前記第一の領域の凹凸構造の凹部に前記微粒子を充填することと、
前記第一の領域の凹凸構造の凹部に前記微粒子を接着させることと、
前記第一の領域の凹凸構造の凹部に配置された前記微粒子上、及び前記第二の領域の凹凸構造上に反射層をコーティングすることと、
前記第一の領域及び第二の領域の全域に対するエッチングにより、前記第二の領域の前記反射層を残す一方、前記第一の領域の前記微粒子上の前記反射層を除去することと、
を備える偽造防止構造体の製造方法。 - 微細凹凸形成層の一方の主面に凹凸構造をそれぞれ含む第一の領域及び第二の領域を形成することと、
前記第一の領域及び第二の領域の前記凹凸構造上に反射層をコーティングすることと、
前記第一の領域及び第二の領域の前記反射層上に微粒子をコーティングすることと、
前記第二の領域の反射層上の前記微粒子を除去する一方、前記第一の領域の凹凸構造の凹部に前記微粒子を充填することと、
前記第一の領域の凹凸構造の凹部に充填された前記微粒子を膜状に変化させ、前記凹部の反射層上にマスク塗膜を形成することと、
前記第一の領域及び第二の領域の全域に対するエッチングにより、前記第二の領域の前記反射層を除去し、前記第一の領域の前記マスク塗膜で保護された前記反射層を残すことと、
を備える偽造防止構造体の製造方法。 - 微細凹凸形成層の一方の主面に凹凸構造をそれぞれ含む第一の領域及び第二の領域を形成することと、
前記第一の領域及び第二の領域の前記凹凸構造上に微粒子をコーティングすることと、
前記第二の領域の凹凸構造上の前記微粒子を除去する一方、前記第一の領域の凹凸構造の凹部に前記微粒子を充填することと、
前記第一の領域の凹凸構造の凹部に配置された前記微粒子上、及び前記第二の領域の凹凸構造上に反射層をコーティングすることと、
溶解または物理的除去法により前記第一の領域の凹凸構造の凹部に存在する前記微粒子及び反射層を除去することと、
を備える偽造防止構造体の製造方法。 - 前記微粒子はコアシェル構造を有し、そのコアシェル構造におけるシェルが所定温度で軟化するポリマーで形成されている、請求項7乃至9のいずれか1項に記載の偽造防止構造体の製造方法。
- 前記微粒子はポリマーを含有する粒子であり、所定温度で膜状に変化するように構成されている、請求項8に記載の偽造防止構造体の製造方法。
- 前記微粒子はポリマーを含有し、前記ポリマーの少なくとも一部が電磁波の照射によってタック性を発現する、またはタック性を消失する、請求項7乃至9のいずれか1項に記載の偽造防止構造体の製造方法。
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