KR20170037898A - 오목 자기력선을 발생하는 자기장 발생 장치에 의해 생성되는 광학 효과층의 현장 경화를 위한 방법 - Google Patents

오목 자기력선을 발생하는 자기장 발생 장치에 의해 생성되는 광학 효과층의 현장 경화를 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 예를 들면, 지폐 및 신원 증명 서류와 같은 보안 문서를 위조 및 불법 복제에 대해 보호하는 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 코팅층을 갖는 기재를 통해 배향될 수 있는 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅층을 조사 경화함으로써 배향될 수 있는 자성 또는 자화성 안료 입자의 배향을 동결하는 방법에 관한 것이다.

Description

오목 자기력선을 발생하는 자기장 발생 장치에 의해 생성되는 광학 효과층의 현장 경화를 위한 방법{PROCESSES FOR IN-FIELD HARDENING OF OPTICAL EFFECT LAYERS PRODUCED BY MAGNETIC-FIELD GENERATING DEVICES GENERATING CONCAVE FIELD LINES}
본 발명은 유가 문서(value documents) 및 고가 상품(value commercial goods)을 위조 및 불법 복제에 대해 보호하는 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 보안 문서 분야에서, 보안 요소의 생성을 위하여 자성 또는 자화성 안료 또는 입자, 특히 또한 자성 광학 가변 안료를 포함하는 잉크, 조성물 또는 층을 사용하는 것이 알려져 있다. 배향된 자성 또는 자화성 입자를 포함하는 코팅 또는 층은, 예를 들면, US 2,570,856; US 3,676,273; US 3,791,864; US 5,630,877 및 US 5,364,689에 개시되어 있다. 특히 흥미로운 광학 효과를 가져오며, 보안 문서의 보호에 유용한 배향된 자성 색전이 안료 입자를 포함하는 코팅 또는 층이 WO 2002/090002 A2 및 WO 2005/002866 A1에 개시되어 있다.
예를 들면, 보안 문서에 대한 보안 기능(security features)은 한편으로는 "은폐(covert)" 보안 기능으로, 다른 한편으로는 "노출(overt)" 보안 기능으로 일반적으로 구분될 수 있다. 은폐 보안 기능에 의해 제공되는 보호는 이러한 기능이 탐지하기 어렵고, 일반적으로 탐지를 위해 특수한 장비 및 지식을 요구하는 점에 의존하는 반면, "노출" 보안 기능은 사람의 비보조(unaided) 감각으로 쉽게 탐지할 수 있도록 하는 개념에 의존하며, 예를 들면, 이러한 기능은 가시적이고/이거나 촉각으로 탐지할 수 있는 반면 여전히 제조 및/또는 복제하기 어려울 수 있다. 그러나, 노출 보안 기능의 유효성은 보안 기능으로서 쉽게 인식될 수 있는 점에 매우 의존하는데, 이는 대부분의 사용자, 특히 보안 문서 또는 물품의 보안 특징에 대한 사전 지식이 없는 이들은 그들이 보안 기능의 존재 및 특성에 대한 실질적인 지식이 있어야만 그 보안 기능에 기초한 보안 점검을 실제로 수행하기 때문이다.
보안 기능의 외관이 시야각과 같은 시야 조건의 변화에 따라 변화한다면 특히 두드러진 광학 효과가 달성될 수 있다. 이러한 효과는, 예를 들면, EP 1 710 756 A1에 개시된 것과 같은 경화된 코팅층 내의 배향된 안료 입자에 의존하는 오목형, 반사형 프레넬(Fresnel)형 반사면과 같은 동적 외관-변화 광학 장치(dynamic appearance-changing optical device: DACOD)에 의해 획득될 수 있다. 이 문서는 자기장 내에서 안료 입자를 정렬함에 의해 자성 특성을 갖는 안료 입자 또는 플레이크를 포함하는 인쇄되는 이미지를 얻는 한 방법을 기술하고 있다. 안료 입자 또는 플레이크는, 자기장 내에서의 정렬 후에, 프레넬 반사기와 같은 프레넬 구조 배열을 나타낸다. 이미지를 기울이고 이에 따라 관찰자를 향한 반사 방향을 변화시킴으로써, 관찰자에게 가장 큰 반사를 나타내는 영역이 플레이크 또는 안료 입자의 정렬에 따라 움직인다.
프레넬형 반사면은 평평하지만, 오목 또는 볼록 반사 반구의 외관을 제공한다. 상기 프레넬형 반사면은, 볼록 배향을 위해서 EP 1 710 756 A1의 도 7b에 도시된 바와 같이, 비등방적으로 반사하는 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 습윤 코팅층을 단일 쌍극자 자석의 자기장에 노출시킴으로써 형성될 수 있으며, 후자는 오목 효과를 위해서는 코팅층의 평면 위에(도 2c 하단) 볼록 효과를 위해서는 아래에(도 2c의 상단) 배치된다. 이와 같이 배향된 안료 입자는 코팅층을 경화시킴으로써 위치 및 배향이 고정된다.
이러한 구조의 한 예는, US 2005/0106367 및 US 7,047,883에 개시된 바와 같은, 소위 "롤링 바(rolling bar)" 효과이다. "롤링 바" 특징은 코팅에 걸쳐 곡면을 모방하는 안료 입자의 배향에 기초하며 배향된 안료 입자를 포함하는 이미지에 움직임의 착시를 제공한다. 관찰자는 이미지가 기울어짐에 따라 관찰자로부터 멀어지거나 가까워지는 거울과 같은 반사 영역을 보게 된다. 소위 양의 롤링 바는 오목 방식으로 배향된 안료 입자를 포함하고(도 2b) 양의 곡면을 따르며, 양의 롤링 바는 경사의 회전 감지에 따라 움직인다. 소위 음의 롤링 바는 볼록 방식으로 배향된 안료 입자를 포함하고(도 1 및 2a) 음의 곡면을 따르며, 음의 롤링 바는 경사의 회전 감지에 반하여 움직인다. 오목 곡률을 따르는 배향(양의 곡선 배향)을 갖는 안료 입자를 포함하는 경화된 코팅은 지지대가 뒤로 기울어질 때 롤링 바의 상향 이동에 의해 특징지어지는 시각 효과를 나타낸다(양의 롤링 바). 오목 곡률은 경화된 코팅을 갖는 지지대 측에서 보는 관찰자에 의해 보이는 곡률을 가리킨다(도 2b). 볼록 곡률을 따르는 배향(양의 곡선 배향, 도 2a)을 갖는 안료 입자를 포함하는 경화된 코팅은 지지대가 뒤로 기울어질 때 롤링 바의 하향 이동에 의해 특징지어지는 시각 효과를 나타낸다(음의 롤링 바). (즉 지지대의 상부는 관찰자로부터 멀어지고 지지대의 하부는 관찰자를 향해 움직인다)(도 1). 이 효과는 최근 다수의 지폐 상의 보안 요소로, 예컨대 5유로 지폐의 "5" 또는 남아프리카의 100 Rand 지폐의 "100" 상에 이용되고 있다.
기재에 인쇄된 광학 효과층을 위하여, 음의 롤링 바 특징(볼록 방식, 곡선의 안료 입자(PP) 배향(도 1 및 도 2a)이 습윤의 경화되지 않은 코팅층을 기재의 코팅층과 대향하는 측에 위치하는 자석의 자기장에 노출시킴으로써 형성되고(도 2c 상단 및 도 3), 양의 롤링 바 특징(오목 방식, 곡선의 안료 입자(PP) 배향(도 2b)이 습윤의 경화되지 않은 코팅층을 기재의 코팅층과 동일한 측에 위치하는 자석의 자기장에 노출시킴으로써 형성된다(도 2c 하단 및 도 4a 좌). 양 및 음의 롤링 바 특징 및 그 조합, 즉 이중 롤링 바 특징 및 삼중 롤링 바 특징의 예들이 각각 US 2005/0106367 및 WO 2012/104098 A1에 개시되어 있다. 자석이 여전히 습윤이며 아직 경화되지 않은 코팅층을 마주보는 양의 롤링 바 특징에 대해, 코팅층 내의 안료 입자의 배향을 고정하기 위하여, 예를 들면, UV 방사선원과 같은 방사선원을 사용하여 코팅층을 동시에 경화하는 것은 방지되며 이에 따라 상기 경화는 자석으로부터 코팅층을 제거한 후에만 허용된다.
US 2,829,862는 외부 자석의 제거 이후에 자성 또는 자화성 안료 입자의 재배향을 방지하기 위한 캐리어 재료의 점탄성 특성의 중요성을 교시한다. 경화 공정 동안 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅 조성물을 자기장 내에서 유지하는 것은 자성 또는 자화성 안료 입자의 배향을 보전한다. 이러한 공정의 예는, 예를 들면, WO 2012/038531 A1, EP 2433798 A1 및 US 2005/0106367에 개시되어 있다. 이들 예에서 모두, 외부 자기 장치는 기재의 코팅 조성물이 있는 측과 대향하는 측에 위치하며 경화 공정은 기재의 코팅 조성물이 있는 측에 위치한 방사선원에 의해 유발된다.
UV-Vis 방사선원을 사용하여 코팅 또는 잉크 조성물이 경화될 때, 코팅 또는 잉크 조성물이 방사선원에 노출되는 조건이 조성물의 속경화(through-cure) 및 빠른 경화를 얻기 위해 중요하다는 점이 이 분야에 공지되어 있다. 바람직하게는 방사선원은 경화된 코팅 또는 잉크 조성물과 직접 마주보도록 위치한다.
JP 06122848은 음각 인쇄용 잉크가 잉크 도포 직후 기재 후면으로부터의 전자빔에 의해 경화되는 음각 인쇄(intaglio printing)용 인쇄 방법을 개시한다. 전자빔을 이용한 경화가 광학적으로 불투명한 재료를 통한 경화를 허용하지만, 이러한 메커니즘은 무거운 금속 부품으로 장치를 차폐할 것이 필요하며, 따라서 크고 무거운 장비를 요구하고 안전성 면에서 높은 요구조건을 갖는다. 또한, 전자선 경화는 분위기에 의해 강하게 억제되어 효율적인 경화가 불활성 분위기를 필요로 한다는 단점이 있다.
EP 0338378 A1은 표면 릴리프 회절 패턴의 적어도 하나의 복제를 포함하는 문서 또는 다른 물품을 제조하는 방법을 개시한다. 이 방법은 기재의 한정된 영역 상에 액체 주조 수지를 인쇄하는 단계와, 기재와 표면 릴리프 패턴의 마스터 사이에 수지를 유지시키고 그것을 경화시키는 단계를 포함한다. 사용되는 조사의 유형은 주로 수지 조성 및 기질 재료의 성질에 달려 있다. 종이 또는 다른 불투명한 시트 재료로 제조된 기재의 경우, 전자 빔이 바람직하다. 광학적으로 투명한 시트 재료의 경우, UV-Vis 조사가 사용될 수 있다.
WO 2005/051675 A1은 보안 제품 상에 회절 격자를 생성하기 위해 경화성 조성물을 인쇄하기 위한 장치 및 방법을 개시한다. 상기 조성물은 UV-Vis 조사 또는 전자 빔을 사용하여 경화된다. 경화성 조성물이 종이 기재에 도포되고 UV-Vis 조사 램프로 경화되는 경우, 램프는 바람직하게는 회절 격자를 형성하기 위해 사용되는 수단 상에 또는 그 안에 위치된다. 즉, UV 램프는 경화성 조성물을 갖는 기재의 전면에 위치한다. 기재의 후면으로부터 전자 빔으로 조성물을 동시에 경화시키면서 릴리프 구조와 액체 조성물을 접촉시킴으로써 제조된 홀로그램의 다른 예는, 예를 들어, WO 2000/0534223 A1 또는 EP 540450 A1에 기재되어 있다. WO 2012/176126 A1은 종이 기재에 표면 릴리프 미세 구조를 형성하는 방법 및 장치를 개시한다. 상기 방법은 기재의 전면에 조성물을 도포하는 단계, 경화성 조성물의 적어도 일부를 표면 릴리프 미세 구조와 접촉시키는 단계, 및 종이 기재의 이면에 배열된 하나 이상의 자외선 램프를 사용하여 코팅 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다.
WO 02/090002 A2는 자성 안료를 사용하여 이미지 코팅 물품을 제조하는 방법을 개시하고 있다.　상기 방법은 안료 매체에 분산된 비구형 자성 안료를 포함하는 액체 코팅을 기재에 도포하는 단계, 액체 코팅을 자기장에 노출시키는 단계 및 전자기 방사선에 노출시켜 코팅을 응고시키는 단계를 포함한다.　응고 단계는 액체 코팅의 일부만이 선택적으로 경화되고 코팅의 노출되지 않은 부분이 액체로 남아 있도록 포토마스크가 구비된 램프를 포함하는 장치로 수행될 수 있다.　액체 코팅의 노출되지 않은 부분에 분산된 비구형 자성 안료는 제2 자기장을 사용하여 재배향될 수 있다.
그러므로, 기재에 OEL을 표시하는 보안 특징을 생성하는 방법으로서, 상기 OEL이 오목 방식으로 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 방법이 여전히 필요하다.
따라서, 본 발명의 과제는 OEL 측에 위치한 외부 자성 장치를 인가하는 단계 및 종래 기술의 단점을 회피하면서 동시에 또는 부분적으로 동시에 조사에 의해 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅층을 경화하는 단계를 포함하는 방법을 제공하는 것이다.
이는 기재에 광학 효과층(OEL)을 생성하는 방법 및 이에 따라 생성된 광학 효과층의 제공에 의해 획득되며, 상기 방법은
a) 기재에 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅층은 제1 상태에 있는, 단계;
b) b1) 코팅층을 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층의 측에 위치하여 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계, 및
b2) 동시에 또는 부분적으로 동시에 기재를 통해 코팅층을 제2 상태로 경화하여 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계로서, 상기 경화는 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되는, 단계를 포함하며
기재는 200nm 내지 500nm의 범위 내의 방사선원의 방출 스펙트럼의 하나 이상의 파장의 전자기 방사에 대해 투명하며,
다수의 자성 또는 자화성 안료 입자는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된다.
본원에 기재된 기재에 광학 효과층(OEL)을 생성하는 방법이 또한 본원에 기술되며, 상기 OEL은 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하여, 상기 방법은
a) 본원의 기재에 본원의 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅층은 제1 상태에 있는, 단계;
b) b1) 코팅층을 갖는 하나 이상의 제1 기재 영역을 제1 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층의 측에 위치하여 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향하는, 단계, 및
b2) 동시에 또는 부분적으로 동시에 기재를 통해 본원의 코팅층을 경화하는 단계로서, 상기 경화는 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되며, 상기 UV-Vis 방사선원은 코팅층을 갖는 하나 이상의 제2 기재 영역이 UV-Vis 방사선에 노출되지 않도록 포토마스크를 구비하는, 단계;
c) 단계 b2)에서 포토마스크의 존재로 인하여 제1 상태에 있는 코팅층을 갖는 적어도 하나 이상의 제2 기재 영역을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 임의 배향을 제외한 여하한 배향을 따르도록 배향하는, 단계; 및 동시에, 부분적으로 동시에, 또는 이어서, 바람직하게는 동시에 또는 부분적으로 동시에, 코팅층을 갖는 적어도 하나 이상의 제2 기재 영역을 UV-Vis 방사선원을 이용하여 조사함에 의하여 제2 상태로 경화하여 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계를 포함하며,
단계 a)의 기재는 200nm 내지 500nm의 범위 내의 방사선원의 방출 스펙트럼의 하나 이상의 파장에 대해투명하다.
본원의 기재에 광학 효과층(OEL)을 생성하는 방법이 또한 본원에 기술되며, 상기 OEL은 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하여, 상기 방법은
a) 기재에 다수의 자성 또는 자화성 입자를 포함하는 코팅 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅층은 제1 상태에 있는, 단계;
b) b1) 코팅층을 갖는 하나 이상의 제1 기재 영역을 제1 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 임의 배향을 제외한 여하한 배향을 따르도록 배향하는, 단계; 및
b2) 동시에, 부분적으로 동시에, 또는 이어서, 본원의 코팅층을 경화하는 단계로서, 상기 경화는 코팅층을 갖는 하나 이상의 제2 기재 영역이 UV-Vis 조사에 노출되지 않도록 포토마스크를 구비하는 UV-Vis 방사선원을 이용하는 조사에 의해 수행되는, 단계; 및
c) 단계 b2)에서 포토마스크의 존재로 인하여 제1 상태에 있는 코팅층을 갖는 적어도 하나 이상의 제2 기재 영역을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층의 측에 위치하여 다수의 자성 또는 자화성 입자를 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향하는, 단계; 및 동시에 또는 부분적으로 동시에, 기재를 통해 코팅층을 갖는 적어도 하나 이상의 제2 기재 영역을 경화하는 단계로서, 상기 경화는 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되는, 단계를 포함하며,
단계 a)의 기재는 200nm 내지 500nm의 범위 내의 방사선원의 방출 스펙트럼의 하나 이상의 파장에 대해 투명하다.
본원의 방법에 의해 생성된 광학 효과층(OEL) 및 상기 광학 효과층의 위조(counterfeiting) 또는 사기(fraud) 방지용 용도 및 장식용 용도가 또한 기재된다.
하나 이상의 본원의 광학 효과층(OEL)을 포함하는 보안 문서 및 장식 소자 또는 물품이 또한 기재된다.
본 발명은 코팅층을 갖는 기재를 통해 코팅층을 조사함에 의하여 배향될 수 있는 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅층을 경화하여 배향될 수 있는 자성 또는 자화성 안료 입자의 배향을 현장(in-field) 동결하는 방법을 개시한다.
도 1은 종래 기술에 따른 볼록 곡률을 갖는 롤링 바 특징(음의 롤링 바 특징)을 개략적으로 도시한다.
도 2a 및 2b는 볼록 방식의 음으로 굽은 자기력선의 접선(도 2a) 및 오목 방식의 양으로 굽은 자기력선의 접선(도 2b)을 따르는 안료 입자를 개략적으로 도시한다. "C"는 자성 또는 자화성 안료 입자 "PP"를 포함하는 코팅층을 나타낸다.
도 2c는 볼록 방식(위) 또는 오목 방식(아래)의 자기장을 그 위치의 함수로 형성하기에 적합한 자기장 발생 장치를 개략적으로 도시한다. "S"는 기재를 나타내며, "C"는 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅층을 나타낸다.
도 3은 종래 기술에 따른 볼록 방식의 음으로 굽은 자기력선을 형성하기에 적합한 자기장 발생 장치를 개략적으로 도시한다.
도 4a는 오목 방식의 양으로 굽은 자기력선을 따르는 롤링 바 특징을 형성하기에 적합한 자기장 발생 장치 및 방사선원을 사용하는 비교 공정의 예를 개략적으로 도시한다(종래 기술).
도 4b는 도 4a에 도시된 공정을 사용하여 생성된 롤링 바 특징의 예를 다른 시야각에서 보여준다.
도 5a는 본 발명에 따른 오목 방식의 양으로 굽은 자기력선을 따르는 롤링 바 특징을 형성하기에 적합한 자기장 발생 장치 및 방사선원을 사용하는 공정의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 5b는 도 5a에 도시된 공정을 사용하여 생성된 롤링 바 특징의 예를 다른 시야각에서 보여준다.
도 6a는 적어도 두 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층을 형성하기에 적합한 자기장 발생 장치 및 방사선원을 사용하는 공정의 비교예를 도시하며, 상기 적어도 두 패턴 중 하나는 광학 효과층(OEL)을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초하고, 상기 적어도 두 패턴 중 다른 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초한다(종래 기술).
도 6b는 도 6a에 도시된 공정을 사용하여 생성된 롤링 바 특징의 예를 다른 시야각에서 보여준다.
도 7a는 적어도 두 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층을 형성하기에 적합한 자기장 발생 장치 및 방사선원을 사용하는 공정의 본 발명에 따른 실시예를 개략적으로 도시하며, 상기 적어도 두 패턴 중 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초하고, 상기 적어도 두 패턴 중 다른 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초한다.
도 7b는 도 7a에 도시된 공정을 사용하여 생성된 롤링 바 특징의 예를 다른 시야각에서 보여준다.
도 8은 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층을 형성하기에 적합한 자기장 발생 장치 및 방사선원을 사용하는 공정의 본 발명에 따른 실시예를 개략적으로 도시하며, 상기 적어도 두 패턴 중 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초하고, 상기 적어도 두 패턴 중 다른 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초한다.
도 9는 다양한 기재의 투과 스펙트럼을 도시한다.
도 10은 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅 조성물의 경화 수준 및 기재를 통한 UV-Vis 조사 이후에 상기 자성 또는 자화성 안료 입자 배향의 동결 정도를 평가하기 위하여 수행된 실험을 개략적으로 도시한다.
도 11a 및 11b는 도 10에 기술된 실험에 따라 제조된 샘플의 사진을 보여준다.
정의
이하의 정의는 본 설명에서 논의되고 청구범위에서 인용된 용어의 의미를 해석하는 데 사용하는 것이다.
본원에 사용되는 바에 따르면, 단수형은 단수 및 복수를 가리키고, 지시대명사인 명사를 단수형으로 필수적으로 제한하지 않는다.
본원에 사용되는 바에 따르면, 용어 "약"은 해당 양, 값 또는 범위가 지정된 특정한 값 또는 그 근처의 일부 다른 값일 수 있음을 의미한다. 일반적으로 특정한 값을 표시하는 용어 "약"은 그 값의 ±5%의 범위 내를 나타내려는 것이다. 한 예로서, "약 100"의 구절은 100±5의 범위, 즉, 95로부터 105의 범위를 나타낸다. 일반적으로, 용어 "약"이 사용될 때, 본 발명에 따라 유사한 결과 또는 효과를 지정된 값의 ±5% 이내의 범위에서 얻을 수 있을 것이 예측될 수 있다.
본원에 사용되는 바에 따르면, 용어 "및/또는"은 해당 그룹 내의 요소 모두 또는 단지 하나만이 존재할 수 있음을 의미한다. 예를 들면, "A 및/또는 B"는 "A만, 또는 B만, 또는 A와 B 둘 다"를 의미한다. "A만"의 경우, 이 용어는 또한 B가 없는 가능성, 즉 "B가 없고 A만"을 포함한다.
용어 "포함하는(comprising)"은 본원에 사용되는 바에 따르면 비배타적이며 개방적인 것으로 의도한다. 따라서, 예를 들면, 화합물 A를 포함하는 코팅 조성물은 A 외의 다른 화합물을 포함할 수 있다. 그러나, 용어 "포함하는"은 또한, 그 특정한 실시양태로서, 더 제한적 의미인 "본질적으로 이루어진(consisting essentially of)" 및 "이루어진(consisting of)"을 포함하며, 따라서 예를 들면, "화합물 A를 포함하는 코팅 조성물"은 또한 화합물 A로 (본질적으로) 이루어질 수 있다.
용어 "코팅 조성물(coating composition)"은 고체 기재에 광학 효과층(OEL)을 형성할 수 있으며 우선적이기는 하나 배타적으로는 아닌 인쇄 방법으로 도포될 수 있는 임의의 조성물을 나타낸다. 코팅 조성물은 적어도 본원의 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자 및 결합제를 포함한다.
용어 "광학 효과층(optical effect layer: OEL)"은 본원에 사용되는 바에 따르면 자기 배향된 자성 또는 자화성 안료 입자 및 결합제를 포함하는 층을 나타내며, 자성 또는 자화성 안료 입자의 비임의적인 배향은 결합제 내에서 고정된다.
용어 "롤링 바(rolling bar)" 또는 "롤링 바 특징(rolling bar feature)"은 원통형 막대의 축은 OEL의 평면에 평행하게 놓이고 원통형 막대의 곡면의 일부는 OEL의 평면 위에 위치하여 OEL 내에서 비스듬히 누운 원통형 막대 형태의 광학 효과 또는 광학 영향을 제공하는 OEL 내의 영역을 가리킨다. "롤링 바", 즉 원통형 막대 형태는 대칭이거나 비대칭일 수 있다, 즉 원통형 막대의 반경이 일정하거나 일정하지 않을 수 있다. 원통형 막대의 반경이 일정하지 않은 경우, 원통형 막대는 원뿔 형태를 갖는다.
용어 "볼록 방식(convex fashion)" 또는 "볼록 곡률(convex curvature)" 및 용어 "오목 방식(concave fashion)" 또는 "오목 곡률(concave curvature)"은 롤링 바의 광학 효과 또는 광학 영향을 제공하는 OEL에 걸친 프레넬 표면의 곡률을 의미한다. 프레넬 표면은 변하는 경사각을 갖는 일련의 그루브의 형태의 마이크로 구조를 포함하는 표면이다. OEL이 생성되는 위치에서 자기장 발생 장치는 곡면의 접선을 따르는 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향한다. 용어 "볼록 방식" 또는 "볼록 곡률" 및 용어 "오목 방식" 또는 "오목 곡률"은 OEL을 갖는 기재측에서 OEL을 보는 관찰자에 의해 보이는 곡면의 외관상 곡률을 가리킨다. 곡면의 곡률은 OEL이 발생하는 위치에서 자기장 발생 장치에 의해 형성되는 자기력선을 따른다. "볼록 곡률"은 음으로 굽은 자기력선을 가리키고(도 2a 참조); "오목 곡률"은 양으로 굽은 자기력선을 가리킨다(도 2b 참조).
용어 "보안 요소(security element)"는 인증 목적으로 사용될 수 있는 이미지 또는 그래픽 요소를 의미하기 위하여 사용된다. 보안 요소는 노출(overt) 및/또는 은폐(covert) 보안 요소일 수 있다.
용어 "경화하다(harden)", "경화된(hardened)" 및 "경화(hardening)"는 자성 또는 자화성 안료 입자가 그 현재의 위치 및 배향에서 고정되거나 동결되어 더 이상 움직이거나 회전할 수 없는 단단해진 또는 고체 상태로 재료를 변화시키기 위한 자극에 대한 반응인 점도의 증가를 나타내기 위해 사용된다.
본 발명은 기재에 다수의 배향된 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 광학 효과층(OEL)을 형성하는 방법을 제공하며, 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향되며, 특히 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자는 양의 롤링 바 특징을 나타내도록 배향된다.
종래 기술, 예를 들면, US 7,047,888, US 7,517, 578 및 WO 2012/104098 A1에서 기술되고 도 2c에 도시된 바와 같이, 기재에 음의 곡선을 따르는 자성 또는 자화성 안료 입자 배향(눈으로 표시된 것과 같이 코팅층을 갖는 측에서 보았을 때에는 볼록 곡률, 도 2a 참조)을 얻기 위한 공지의 방법은 안료 입자(PP)를 배향하기 위한 자기장 발생 장치의 사용을 포함하고, 상기 장치는 기재 아래에 위치된다(도 2c 상단). 기재에 음의 곡선을 따르는 자성 또는 자화성 안료 입자 배향(눈으로 표시된 것과 같이 코팅층을 갖는 측에서 보았을 때에는 볼록 곡률, 도 2b 참조)을 얻기 위해서는 안료 입자(PP)를 배향하는 데 사용되는 자기장 발생 장치가 기재 위에 위치된다(도 2c 하단). 즉 장치는 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅층을 마주본다.
도 3은 코팅층(C)을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자 기초의 광학 효과층, 특히 습윤이며 아직 경화되지 않은 코팅층을 기재(S) (아래)측에 위치한 자석의 자기장에 노출함으로써 생성되는 음의 롤링 바 특징을 나타내는 광학 효과층(안료 입자(PP)의 볼록 방식 배향(도 2a))을 형성하기에 적합한 자석(M)의 예를 도시한다.
도 4a는 코팅층(C)을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자 기초의 OEL, 특히 습윤이며 아직 경화되지 않은 코팅층(C)을 코팅층(C)을 갖는 측 상에 위치한 자석(M)의 자기장에 노출함으로써 양의 롤링 바 특징을 나타내는 광학 효과층(안료 입자의 오목 방식 배향(도 2b))을 생성하기에 적합한 자기장 발생 장치(MD)의 예를 도시한다.
WO 2012/104098 A1(도 4a)에서 개시된 바와 같은 여전히 습윤이며 아직 경화되지 않은 코팅층을 마주보는 자기장 발생 장치를 사용하여 형성되는 양의 롤링 바 특징에 대하여, 자기장 발생 장치(MD)의 위치는 코팅층(C)의 경화가 자성 또는 자화성 안료 입자의 배향 단계와 동시에 수행되는 것을 방해한다. 도 4a는 자석(M) 및 자석(M)이 코팅 조성물과 직접 접촉하지 않으면서 코팅 조성물(C)을 갖는 기재(S) 상에 위치할 수 있도록 그 표면에 조각된 오목부를 갖는 선택적인 자성 장치 하우징(K')을 포함하는 자기장 발생 장치(MD)를 도시한다. 자석(M)의 제거에 이어서, 코팅층(C)은 코팅층(C)을 갖는 측에 위치하는 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의하여 경화된다. 도 4b는 도 4a에 도시된 방법에 따라 형성된 양의 롤링 바 특징을 포함하는 OEL의 예를 보여준다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 이 방법으로 형성된 롤링 바 특징을 포함하는 OEL은 각의 변화에 따른 약간의 외관상의 이동, 즉 빈약하며 거의 눈길을 끌지 못하는 동적 효과만을 나타내는 큰 밝은 영역을 보여준다.
도 5a는 본 발명에 따른 오목 방식의 양으로 굽은 자기력선을 따르는 롤링 바 특징을 형성하기에 적합한 자기장 발생 장치 및 방사선원을 사용하는 방법의 실시예를 도시한다.
본 발명에 적합한 기재는 상기 기재의 코팅 조성물을 경화하는 데 사용하는 방사선원의 방출 스펙트럼 중 하나 이상에 대해 투명하다, 즉 기재는 200nm 내지 500nm 범위의 방사선원의 방출 스펙트럼의 하나 이상의 파장의 적어도 4%, 바람직하게는 적어도 8%의 전자기 조사의 투과를 나타내어야 한다. 본원에 언급되고 이 분야의 기술자에게 공지된 바와 같이, 기재에서 경화될 코팅 조성물은 하나 이상의 광개시제(photoinitiator)와 선택적으로 하나 이상의 광증감제(photosensitizer)를 포함하며, 상기 하나 이상의 광개시제와 선택적인 하나 이상의 광증감제는 방사선원의 방출 스펙트럼과 연관된 그 흡수 스펙트럼에 따라 선택된다. 기재를 통한 전자기 조사의 투과 정도에 따라, 코팅층의 경화는 조사 시간을 증가시킴에 의해 얻어질 수 있다. 그러나, 기재 재료에 따라, 조사 시간은 기재 재료 및 방사선원에 의해 발생하는 열에 대한 그 민감도에 따라 제한된다.
본원에 기재된 기재의 코팅 조성물을 경화하기 위한 조사는 약 200nm 내지 약 500nm 파장의 빛에 의해 달성된다. 많은 다양한 유형의 방사선원이 사용될 수 있다. 점광원 및 또한 평평한 방사체(램프 카펫이 적합하다). 그 예로는 탄소 아크 램프, 크세논 아크 램프, 중압, 고압 및 저압 수은 램프, 적합한 금속 할라이드 도핑된 것(금속 할라이드 램프), 마이크로파-여기 금속 증기 램프(microwave-excited metal vapor lamps), 엑시머 램프(excimer lamps), 초화학선(superactinid) 형광 튜브, 형광등, 아르곤 백열등, 플래시등, 사진 플러드 등(photographic flood lights) 및 발광 다이오드(LED)를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본원에 기재된 기재는 코팅 조성물을 경화하는 데 사용하는 방사선원의 방출 스펙트럼 중 하나 이상의 파장에 대해 투명한 것을 전제로 하여 종이 또는 셀룰로오스와 같은 다른 섬유상 재료, 종이-함유 재료, 유리, 세라믹, 플라스틱 및 중합체, 복합 재료 및 이들의 혼합 및 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 통상의 종이, 종이 유사 또는 기타 섬유상 재료는 마닐라삼, 면, 린넨, 목재 펄프 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 다양한 섬유로 제조된다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 면 및 면/린넨 혼합물이 지폐에 적합한 한편, 목재 펄프는 지폐가 아닌 문서(non-fiduciary documents)에 통상적으로 사용된다. 기재가 코팅 조성물을 경화하는 데 사용하는 방사선원의 방출 스펙트럼 중 하나 이상의 파장에 대해 투명한 것을 전제로 하여 기재는 프라이머로 코팅될 수 있다. 이러한 프라이머의 예는, 예를 들면, WO 2010/058026 A2에 개시되어 있다. 플라스틱 및 중합체의 일반적인 예로는 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)과 같은 폴리올레핀; 폴리아미드; 폴리에스테르, 예컨대 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트)(PBT), 폴리(에틸렌 2,6-나프토에이트)(PEN); 및 폴리비닐클로라이드(PVC)를 들 수 있다. 상표명 타이벡(Tyvek)®하에 시판되는 것과 같은 부직포(spunbond) 올레핀 섬유가 또한 기재로서 사용될 수 있다. 복합체 재료의 일반적인 예는 종이 및 상기와 같은 적어도 하나의 플라스틱 또는 중합체 재료의 다층 구조물 또는 적층물과 상기와 같은 종이 유사 또는 섬유 재료에 혼입된 플라스틱 및/또는 중합체 섬유를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 물론, 기재가 코팅 조성물을 경화하는 데 사용하는 방사선원의 방출 스펙트럼 중 하나 이상의 파장에 대해 투명한 것을 전제로 하여, 기재는 사이징제(sizing agents), 표백제, 가공 보조제, 보강 또는 습윤 강화제 등과 같은 당업자에게 공지된 추가의 첨가제를 포함할 수 있다.
도 9는 여러 기재, 즉 Louisenthal사의 지폐용 종이(A), 프라이머 코팅된 비-지폐용 종이(B) 및 지폐에 사용되는 중합체 기재(C)(백색 Guardian® 기재, 즉 5개의 불투명화층을 포함하는 이축 배향된 폴리프로필렌(biaxially oriented polypropylene, BOPP) 기재)의 투과 스펙트럼을 보여준다. 기재를 통과하는 전자기 조사의 투과가 Deuterium(UV) 및 크세논(VIS) 등 및 UV WinLab 데이터 프로세서를 구비한 Perkin Elmer Lambda 950 상에서 측정되었다. 측정 모드: 적분구 투과(integration sphere transmission). 기재 표본이 샘플 홀더에 고정되었다. 투과 스펙트럼은 250nm와 500nm 사이의 범위에 대해 측정되었다.
본원에 기재된 과정은 본원의 기재에 코팅층을 형성하기 위하여 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅 조성물을 도포하는 단계를 포함하며, 상기 코팅 조성물은 제1 상태에 있다. 바람직하게는, 상기 단계는 스크린 인쇄(screen printing), 로토그라비어 인쇄(rotogravure printing) 및 플렉소그라피 인쇄(flexography printing)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 과정이다.
스크린 인쇄(이 분야에서 실크스크린 인쇄로도 지칭됨)는 잉크가, 예를 들면, 목재 또는 금속(예를 들면, 알루미늄 또는 스테인리스 스틸)로 이루어진 프레임 상에 단단하게 펼쳐진 실크; 폴리이미드 또는 폴리에스테르와 같은 합성 섬유로 이루어진 모노- 또는 멀티-필라멘트, 또는 금속사의 미세한 섬유 메시에 의해 지지되는 스텐실을 통해 표면으로 전사되는 스텐실 공정이다. 또는, 스크린 인쇄 메시는 화학적으로 에칭된 것이거나, 레이저 에칭된 것이거나, 전기적으로 형성된 다공성 금속 박(foil), 예를 들면, 스테인리스 스틸 박일 수 있다. 메시의 구멍들은 이미지 영역에서는 개방되어 있고 비이미지 영역에서는 막혀 있으며, 이미지 캐리어가 스크린으로 지칭된다. 스크린 인쇄는 평판(flat-bed) 또는 회전 인쇄기일 수 있다. 스크린 인쇄는, 예를 들면, "The Printing ink manual, R.H. Leach 및 R.J. Pierce, Springer Edition, 5th Edition, 58-62쪽 및 Printing Technology, J.M. Adams 및 P.A. Dolin, Delmar Thomson Learning, 5th Edition, 293-328쪽"에 더 기술되어 있다.
로토그라비어(이 분야에서 그라비어라로도 지칭됨)는 이미지 요소가 실린더 표면에 새겨지는 인쇄 공정이다. 비이미지 영역은 일정한 본래의 높이에 있다. 인쇄 전에, 전체 인쇄 플레이트(비인쇄 및 인쇄 요소)에 잉크가 묻고 잉크로 뒤덮인다. 잉크는 인쇄 전에 와이퍼 또는 블레이드에 의해 비이미지 영역에서 제거되어, 잉크가 셀에만 남게 된다. 이미지는 통상 2 내지 4bar의 압력 및 기재와 잉크 사이의 접착력에 의해 셀로부터 기재로 전사된다. 용어 로토그라비어(rotogravure)는, 예를 들면, 다른 유형의 잉크에 의존하는 음각 인쇄 공정(intaglio printing processes)(또한 이 분야에서 엔그레이브드 스틸 다이(engraved steel die) 또는 엔그레이브드 구리 플레이트 인쇄 공정(engraved copper plate printing process)으로도 지칭됨)을 포함하지 않는다. 더 자세한 것은 "Handbook of print media, Helmut Kipphan, Springer Edition, 48쪽 및 The Printing ink manual, R.H. Leach 및 R.J. Pierce, Springer Edition, 5th Edition, pages 42-51"에서 제공된다.
플렉소그라피는 닥터 블레이드(doctor blade), 바람직하게는 챔버드 닥터 블레이드(chambered doctor blade), 아닐록스 롤러(anilox roller) 및 플레이트 실린더를 갖는 유닛을 사용하는 것이 바람직하다. 아닐록스 롤러는 유리하게 그 부피 및/또는 밀도가 잉크 도포 속도를 결정하는 작은 셀을 갖는다. 닥터 블레이드는 아닐록스 롤러에 대하여 배치되며, 동시에 잔여 잉크를 벗겨낸다. 아닐록스 롤러는 플레이트 실린더로 잉크를 전달하고 이는 최종적으로 잉크를 기재로 전사한다. 디자인된 광중합체 플레이트를 사용하여 특정한 디자인이 획득될 수 있다. 플레이트 실런더는 중합체 또는 탄성중합체 재료로 이루어질 수 있다. 중합체는 주로 플레이트 내의 광중합체로 사용되며 때로는 슬리브(sleeve) 상의 이음새가 없는 코팅(seamless coating)으로 사용된다. 광중합체 플레이트는 자외선에 의해 경화되는 감광성 중합체로 구성된다. 광중합체 플레이트는 원하는 크기로 절단되며 자외선 노출 유닛 내에 배치된다. 플레이트의 일면이 플레이트의 기저를 경화(harden/cure)하기 위해 자외선에 완전히 노출된다. 플레이트는 이제 뒤집히고, 네거티브 잡(negative of the job)이 경화되지 않은 측 위로 장착되어 플레이트가 자외선에 더 노출된다. 이는 이미지 영역 내에서 플레이트를 경화한다. 플레이트는 이어서 비이미지 영역으로부터 경화되지 않은 광중합체를 제거하도록 처리되고, 이는 비이미지 영역 내에서 플레이트 표면을 낮춘다. 처리 후에, 플레이트는 건조되고 후노출량(post-exposure dose)의 자외선이 가해져 전체 플레이트를 경화한다. 플렉소그라피를 위한 플레이트 실린더의 준비는 "Printing Technology, J. M. Adams 및 P.A. Dolin, Delmar Thomson Learning, 5th Edition, 359-360쪽 및 The Printing ink manual, R.H. Leach and R.J. Pierce, Springer Edition, 5th Edition, 33-42쪽"에 기재되어 있다.
본원의 코팅 조성물과 본원의 코팅층은 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 바람직하게는 비구형(non-spherical) 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함한다. 바람직하게는, 본원의 자성 또는 자화성 안료 입자는 약 5중량% 내지 약 40중량%, 더 바람직하게는 약 10중량% 내지 약 30중량%의 양으로 존재하며, 중량%는 코팅 조성물의 전체 중량에 기초한다.
본원의 비구형 자성 또는 자화성 안료 입자는 그 비구형의 형태로 인하여 경화된 결합제 재료가 적어도 부분적으로 투명한 입사 전자기 방사에 대하여 비등방성 반사율을 갖는 것으로 정의된다. 본원에 사용되는 바에 따르면, 용어 "비등방성 반사율(non-isotropic reflectivity)"은 제1 각으로부터의 입사 방사선이 입자에 의해 특정(시야) 방향(제2 각)으로 반사되는 비율이 입자의 배향의 함수임을 나타낸다. 즉, 제1각에 대한 입자의 배향이 변화하면 시야 방향으로의 반사량을 다르게 할 수 있다. 바람직하게는 비구형 자성 또는 자화성 안료 입자는 장구(prolate) 또는 편원(oblate)의 타원체 모양, 판상체(platelet) 모양 또는 침상 입자 또는 이들 중 2개 이상의 혼합물이며, 더 바람직하게는 판상체 입자이다.
자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 본원의 비구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적합한 예는 코발트(Co), 철(Fe), 가돌리늄(Gd), 및 니켈(Ni); 철, 망간, 코발트, 니켈 또는 이 중 2개 이상의 혼합물의 자성 합금; 크롬, 망간, 코발트, 철, 니켈 또는 이 중 2개 이상의 혼합물의 자성 옥사이드; 또는 이 중 2개 이상의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 금속, 합금 및 옥사이드에 대하여 용어 "자성"은 강자성 또는 페리자성 금속, 합금 및 옥사이드를 나타낸다. 크롬, 망간, 코발트, 철, 니켈 또는 이 중 2개 이상의 혼합물의 자성 옥사이드는 순수하거나 또는 혼합된 옥사이드일 수 있다. 자성 옥사이드의 예는 철 옥사이드, 예컨대 적철석(hematite)(Fe2O3), 자철석(Fe3O4), 이산화크롬(CrO2), 자성 페라이트(MFe2O4), 자성 스피넬(MR2O4), 자성 헥사페라이트(MFe12O19), 자성 오르토페라이트(RFeO3), 자성 석류석(garnet) M3R2(AO4)3을 포함하지만, 이에 한정되지 않으며, 여기서 M은 2가 금속을 나타내며, R은 3가 금속을 나타내며, A는 4가 금속을 나타낸다.
자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 본원의 비구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적합한 예는 코발트(Co), 철(Fe), 가돌리늄(Gd) 또는 니켈(Ni)과 같은 자성 금속; 및 철, 코발트 또는 니켈의 자성 합금 중 하나 이상으로 이루어진 자성층 M을 포함하며, 상기 자성 또는 자화성 안료 입자는 하나 이상의 추가 층을 포함하는 다층 구조일 수 있는 안료 입자를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 하나 이상의 추가층은 플루오르화 금속 예컨대 마그네슘 플루오라이드(MgF2), 산화규소(SiO), 이산화규소(SiO2), 산화티탄(TiO2), 및 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 재료로, 더 바람직하게는 이산화규소(SiO2)로 독립적으로 만들어진 층 A이거나; 금속 및 금속 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된, 바람직하게는 반사성 금속 및 반사성 금속 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된, 그리고 더 바람직하게는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 및 니켈(Ni)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 재료, 더욱 더 바람직하게는 알루미늄(Al)으로 독립적으로 만들어진 층 B; 또는 하나 이상의 상술한 층 A 및 하나 이상의 상술한 층 B의 조합이다. 상술한 다층 구조인 자성 또는 자화성 안료 입자의 전형적인 예는 A/M 다층 구조, A/M/A 다층 구조, A/M/B 다층 구조, A/B/M/A 다층 구조, A/B/M/B 다층 구조, A/B/M/B/A 다층 구조, B/M 다층 구조, B/M/B 다층 구조, B/A/M/A 다층 구조, B/A/M/B 다층 구조, B/A/M/B/A/다층 구조를 포함하지만, 이에 제한되지 않으며, 여기에서 층 A, 자성층 M 및 층 B는 상술한 것으로부터 선택된다.
본원의 코팅 조성물은 광학 가변 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 비구형 광학 가변 자성 또는 자화성 안료 입자, 및/또는 비구형, 특히 비구형이며, 광학 가변 특성을 갖지 않는 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함할 수 있다. 바람직하게는 본원의 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부가 광학 가변 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 비구형 광학 가변 자성 또는 자화성 안료 입자로 구성된다. 본원의 광학 가변 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 잉크, 코팅 조성물, 또는 코팅층을 갖는 물품 또는 보안 문서를 사람의 비보조 감각으로 가능한 위조로부터 쉽게 탐지, 인식 및/또는 식별할 수 있게 하는 광학 가변 자성 또는 자화성 안료 입자의 색전이 특성에 의해 제공되는 노출 보안에 추가하며, 광학 가변 자성 또는 자화성 안료 입자의 광학 특성이 또한 OEL 인식을 위한 기계 판독가능한 도구로 사용될 수 있다. 이에 따라 안료 입자의 광학(예를 들면, 스펙트럼) 특성이 분석되는 인증 방법에서 광학 가변 자성 또는 자화성 안료 입자의 광학 특성이 동시에 은폐 또는 반은폐 보안 특징으로 사용될 수 있다.
광학 가변 자성 또는 자화성 안료 입자의 사용, 특히 OEL 생성을 위한 코팅층 내의 광학 가변 자성 또는 자화성 안료 입자의 사용은 이러한 재료가 보안 문서 인쇄 산업에 확보되어 있지만 공중에게는 상업적으로 이용 가능하지 않으므로 보안 문서 응용 내의 보안 특성으로서의 OEL의 중요성을 강화한다.
상술한 바와 같이, 바람직하게는 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부는 광학 가변 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 비구형 광학 가변 자성 또는 자화성 안료 입자로 구성된다. 이들은 더 바람직하게는 자성 박막 간섭 안료 입자, 자성 콜레스테릭 액정 안료 입자, 자성 물질을 포함하는 간섭 코팅 안료 입자 및 이들 중 2개 이상의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 자성 박막 간섭 안료 입자, 자성 콜레스테릭 액정 안료 입자, 본원의 자성 물질을 포함하는 간섭 코팅 안료 입자는 바람직하게는 장구 또는 편원의 타원체 모양, 판상체 또는 침상 입자 또는 이들 중 2개 이상의 혼합물이며, 더 바람직하게는 판상체 입자이다.
자성 박막 간섭 안료 입자는 이 분야의 기술자에게 공지되어 있으며, 예를 들면, 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 및 여기에서 인용된 문서 내에 개시되어 있다. 바람직하게는, 자성 박막 간섭 안료 입자는 5층 파브리-페로(Fabry-Perot) 다층 구조를 갖는 안료 입자 및/또는 6층 파브리-페로 다층 구조를 갖는 안료 입자 및/또는 7층 파브리-페로 다층 구조를 갖는 안료 입자를 포함한다.
바람직한 5층 파브리-페로 다층 구조는 흡수층/유전층/반사층/유전층/흡수층의 다층 구조로 이루어지며, 반사층 및/또는 흡수층은 또한 자성층이고, 바람직하게는 반사층 및/또는 흡수층은 니켈, 철 및/또는 코발트, 및/또는 니켈, 철 및/또는 코발트를 포함하는 자성 합금, 및/또는 니켈(Ni), 철(Fe) 및/또는 코발트(Co)를 포함하는 자성 옥사이드를 포함하는 자성층이다.
바람직한 6층 파브리-페로 다층 구조는 흡수층/유전층/반사층/자성층/유전층/흡수층의 다층 구조로 이루어진다.
바람직한 7층 파브리 페로 다층 구조는 US 4,838,648에 개시된 것과 같은 흡수층/유전층/반사층/자성층/반사층/유전층/흡수층의 다층 구조로 이루어진다.
바람직하게는, 본원의 반사층은 금속 및 금속 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, 바람직하게는 반사성 금속 및 반사성 금속 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된, 더 바람직하게는 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 티탄(Ti), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된, 더욱 더 바람직하게는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 독립적으로, 더 더욱 더 바람직하게는 알루미늄(Al)으로 구성된 것이다. 바람직하게는, 유전층은 불화마그네슘(MgF2), 불화알루미늄(AlF3), 불화세륨(CeF3), 불화란탄(LaF3), 불화나트륨알루미늄(예를 들면, Na3AlF6), 불화네오디뮴(NdF3), 불화사마륨(SmF3), 불화바륨(BaF2), 불화칼슘(CaF2), 불화리튬(LiF)과 같은 금속 플루오라이드, 및 산화규소(SiO), 이산화규소(SiO2), 산화티탄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3)과 같은 금속 옥사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된, 더 바람직하게는 불화마그네슘(MgF2)과 이산화규소(SiO2)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 독립적으로, 더욱 더 바람직하게는 불화마그네슘(MgF2)으로 구성된 것이다. 바람직하게는, 흡수층은 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 티탄(Ti), 바나듐(V), 철(Fe), 주석(Sn), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 로듐(Rh), 니오브(Nb), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 이의 금속 옥사이드, 이의 금속 설파이드, 이의 금속 카바이드, 및 이의 금속 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된, 더 바람직하게는 크롬(Cr), 니켈(Ni), 이의 금속 옥사이드, 및 이의 금속 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된, 더욱 더 바람직하게는 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 이의 금속 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 독립적으로 구성된 것이다. 바람직하게는, 자성층은 니켈(Ni), 철(Fe) 및/또는 코발트(Co); 및/또는 니켈(Ni), 철(Fe) 및/또는 코발트(Co)를 포함하는 자성 합금; 및/또는 니켈(Ni), 철(Fe) 및/또는 코발트(Co)를 포함하는 자성 옥사이드를 포함한다. 7층 파브리-페로 구조를 포함하는 자성 박막 간섭 안료 입자가 바람직할 때, 자성 박막 간섭 안료 입자가 Cr/MgF2/Al/Ni/Al/MgF2/Cr 다층 구조로 구성된 7층 파브리-페로 흡수층/유전층/반사층/자성층/반사층/유전층/흡수층의 다층 구조를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
본원의 자성 박막 간섭 안료 입자는 인체 건강과 환경에 안전한 것으로 간주되고, 예를 들면, 5층 파브리-페로 다층 구조, 6층 파브리-페로 다층 구조 및 7층 파브리-페로 다층 구조 기반인 다층 구조 안료 입자일 수 있으며, 여기에서 상기 안료 입자는 약 40중량% 내지 약 90중량% 철, 약 10중량% 내지 약 50중량% 크롬 및 약 0중량% 내지 약 30중량% 알루미늄을 포함하는 실질적으로 니켈이 없는 조성물을 갖는 자성 합금을 포함하는 하나 이상의 자성층을 포함한다. 인체 건강과 환경에 안전한 것으로 간주되는 다층 구조 안료 입자의 전형적인 실시예는 EP 2 402 401 A1에서 찾을 수 있으며, 이는 본원에 전체로서 원용된다.
본원의 자성 박막 간섭 안료 입자는 웹 상으로 다른 필요한 층을 증착하는 통상의 증착 기술에 의해 일반적으로 제조된다. 원하는 수의 층을, 예를 들면, 물리적 증착(PVD), 화학적 증착(CVD) 또는 전기분해 증착에 의해 증착한 후에, 적합한 용매 내에서 이형층을 용해시키거나 웹으로부터 재료를 벗김으로써 층의 스택이 웹으로부터 제거된다. 이와 같이 얻어진 재료는 이제 플레이크로 부수어지고 이는 그라인딩, 밀링(예를 들면, 제트 밀링 공정과 같은) 또는 임의의 적합한 방법에 의하여 추가로 가공되어 원하는 크기의 안료 입자를 얻는다. 결과 생성물은 부서진 가장자리, 불규칙한 형상 및 다른 종횡비를 갖는 납작한 플레이크로 이루어진다. 적합한 자성 박막 간섭 안료 입자의 제조에 대한 추가의 정보는, 예를 들면, EP 1 710 756 A1 및 EP 1 666 546 A1에서 찾아볼 수 있으며, 이들은 본원에 원용된다.
광학 가변 특성을 나타내는 적합한 자성 콜레스테릭 액정 안료 입자는 자성 단층 콜레스테릭 액정 안료 입자 및 자성 다층 콜레스테릭 액정 안료 입자를 포함하며 이에 제한되지 않는다. 이러한 안료 입자는, 예를 들면, WO 2006/063926 A1, US 6,582,781 및 US 6,531,221에 개시되어 있다. WO 2006/063926 A1는 단층 및 이로부터 얻어진 고휘도 및 색전이 특성과 자기화성(magnetizability)과 같은 추가의 특별한 특징을 갖는 안료 입자를 개시한다. 개시된 단층 및 상기 단층을 분쇄함에 의하여 그로부터 얻어진 안료 입자는 3차원 가교된 콜레스테릭 액정 혼합물 및 자성 나노입자를 포함한다. US 6,582,781 및 US 6,410,130에는 배열 A1/B/A2를 포함하는 판상체 콜레스테릭 다층 안료 입자가 개시되어 있으며, 여기서 A1 및 A2는 같거나 또는 다를 수 있고, 각각은 적어도 하나의 콜레스테릭 층을 포함하며, B는 중간층으로서 층 A1 및 A2에 의하여 전달되는 광의 전부 또는 일부를 흡수하고, 자성 특성을 중간층에 부여한다. US 6,531,221에는 배열 A/B 및 필요할 경우 C를 포함하며, A 및 C는 자성 특성을 부여하는 안료 입자를 포함하는 흡수층이며, B는 콜레스테릭 층인 판상체 콜레스테릭 다층 안료 입자가 개시되어 있다.
하나 이상의 자성 재료를 포함하는 적합한 간섭 코팅 안료는 하나 이상의 층으로 코어 코팅된 것으로 구성된 그룹으로부터 선택된 기재로 구성된 구조를 포함하지만 이에 제한되지 않으며, 코어 또는 하나 이상의 층 중 적어도 하나는 자성 특징을 갖는다. 예를 들면, 적절한 간섭 코팅 안료는 상술된 바와 같은 자성 재료로 이루어진 코어를 포함하며, 상기 코어는 하나 이상의 금속 옥사이드로 이루어진 하나 이상의 층으로 코팅된 것을 포함하거나, 또는 이들은 합성 또는 천연 운모, 층상 실리케이트(예를 들면, 활석, 카올린 및 견운모(sericite)), 유리(예를 들면, 보로실리케이트), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티탄(TiO2), 흑연 및 이들 중 2개 이상의 혼합물로 만들어진 코어로 이루어진 구조를 가진다. 또한, 착색층과 같은 추가 층이 하나 이상 존재할 수 있다.
본원의 자성 또는 자화성 안료 입자는 표면 처리되어 코팅 조성물 및 코팅층 내에서 발생할 수 있는 임의의 열화를 보호하고/하거나 상기 코팅 조성물 및 코팅층 내의 그 혼입이 용이할 수 있다. 통상 부식 억제 물질 및/또는 습윤제가 사용될 수 있다.
본원의 공정은 본원의 코팅층을 자기장 발생 장치의 자기장에 노출시키는 단계를 더 포함하며, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층 측에 위치하여 OEL을 갖는 측에서 볼 때 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자가 오목 곡률을 따르도록, 특히 양의 롤링 바 특징으로 배향된다.
코팅층을 본원의 자기장 발생 장치의 자기장에 노출시키는 단계와 동시에 또는 부분적으로 동시에, 본원의 코팅층은 기재를 통해 제2 상태로 경화되어 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치와 배향으로 고정 또는 동결하여 경화된 코팅을 형성하며, 상기 경화 단계는 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행된다.
코팅층을 동시에 또는 부분적으로 동시에 경화하는 단계 및 코팅층을 자기장에 노출시키는 단계는 동시에 UV-Vis 방사선원의 조사에 의해 경화되는 코팅층의 적어도 일부에서 자성 장치의 자기장에 의한 자성 또는 자화성 안료 입자의 배향을 수반한다. 환언하면, 코팅층의 적어도 일부의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는 자성 장치의 자기장은, 비록 기재의 반대측으로부터 이지만, 공간적 및 시간적으로 UV-Vis 방사선원의 조사와 중첩된다. 한 실시양태에서, 자기장 장치 및 UV-Vis 방사선원는 기재를 따라 함께 위치하며(co-located) 기재의 반대측에 배치된다.
전술한 제1 및 제2 상태는 UV-Vis 방사선에의 노출에 대한 반응으로 점도의 큰 증가를 나타내는 결합제 재료를 사용함으로써 제공된다. 즉, 유체 결합제 재료가 경화될 때, 상기 결합제 재료는 제2 상태, 즉 경화된 또는 고체 상태로 변환되어, 자성 또는 자화성 안료 입자는 현재 위치 및 배향에서 고정되고 결합제 재료 내에서 더 이상 움직이거나 회전할 수 없다.
이 분야의 기술자에게 알려진 바와 같이, 본원의 기재의 코팅 조성물 및 그로부터 얻어진 코팅층에 포함된 성분 및 상기 코팅층의 물리적 특성은 코팅 조성물을 기재로 전달하는 데 사용된 공정의 성질에 의해 결정된다. 결과적으로 본원의 결합제 재료는 이 분야에서 공지된 것으로부터 통상 선택되며 코팅 조성물의 도포에 사용된 코팅 또는 인쇄 공정에 의존한다.
본원의 코팅 조성물의 결합제는, 바람직하게는 라디칼 경화성 화합물, 양이온 경화성 화합물 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된, 올리고머(또한 이 분야에서는 프리폴리머로 지칭됨)로부터 제조된 UV-Vis 경화성 조성물이다. 양이온 경화성 화합물은 양이온 종, 예컨대 산을 방출하고, 이는 이어서 중합화를 개시하여 결합제를 형성하는 하나 이상의 광개시제의 에너지에 의한 활성화로 이루어진 양이온 메카니즘에 의하여 경화된다. 라디칼 경화성 화합물은 자유 라디칼을 방출하고이는 이어서 중합화를 개시하여 결합제를 형성하는 하나 이상의 광개시제의 에너지에 의한 활성화로 이루어진 자유 라디칼 메카니즘에 의하여 경화된다.
단량체, 올리고머 또는 예비중합체의 UV-Vis 경화는 하나 이상의 광개시제의 존재를 필요로 할 수 있으며 다수의 방법으로 수행될 수 있다. 이 분야의 기술자에게 공지된 바와 같이, 하나 이상의 광개시제는 그 흡수 스펙트럼에 따라 선택되며 방사선원의 방출 스펙트럼과 맞도록 선택된다. 본원의 UV-Vis 경화성 조성물 내에 포함된 결합제를 제조하기 위해 사용되는 단량체, 올리고머 또는 예비중합체에 따라, 다른 광개시제가 사용될 수 있다. 라디칼 광개시제의 적합한 실시예는 이 분야의 기술자에게 공지되어 있으며, 아세토페논, 벤조페논, 알파-아미노케톤, 알파-하이드록시케톤, 산화인 및 산화인 유도체와 벤질디메틸 케탈을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 양이온 광개시제의 적합한 실시예가 이 분야의 기술자에게 공지되어 있으며, 오늄염, 예컨대 유기 이오도 염(예를 들면, 디아릴이오도늄염), 옥소늄(예를 들면, 트리아릴옥소늄염) 및 설포늄염(예를 들면, 트리아릴설포늄염)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 유용한 광개시제의 다른 실시예는 표준적인 교과서, 예컨대 "Chemistry & Technology of UV & EB Formulation for Coatings, Inks & Paints, Volume III, Photoinitiators for Free Radical Cationic and Anionic Polymerization, 2nd edition, by J. V. Crivello & K. Dietliker, edited by G. Bradley and published in 1998 by John Wiley & Sons in association with SITA Technology Limited"에서 찾아볼 수 있다. 또한, 효율적인 경화를 달성하기 위하여 하나 이상의 광개시제와 함께 증감제(sensitizer)를 포함하는 것이 유리할 수 있다. 적합한 감광제(photosensitizer)의 전형적인 예는 이소프로필-티옥산톤(ITX), 1-클로로-2-프로폭시-티옥산톤(CPTX), 2-클로로-티옥산톤(CTX) 및 2,4-디에틸-티옥산톤(DETX)과 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. UV-Vis 경화성 조성물 내에 포함된 하나 이상의 광개시제는 바람직하게는, 약 0.1중량% 내지 약 20중량%, 더 바람직하게는 약 1중량% 내지 약 15중량%의 전체 양으로 존재하며, 중량 퍼센트는 UV-Vis 경화성 조성물의 전체 중량 기반이다.
본원의 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자는 본원의 경화된 코팅 내에 분산되며, 상기 경화된 코팅은 자성 또는 자화성 안료 입자의 위치 및 배향을 고정하는 경화된 결합제 재료를 포함한다.
본원의 코팅 조성물은 하나 이상의 기계 판독가능한 재료를 더 포함할 수 있다. 존재할 때, 하나 이상의 기계 판독가능한 재료는 바람직하게는 자성 재료, 발광성 재료, 전기전도성 재료 및 적외선 흡수 재료 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 본원에 사용되는 바에 따르면, 용어 "기계 판독가능한 재료(machine readable material)"는 장치 또는 기계에 의해 감지할 수 있는 적어도 하나의 뚜렷한 특징을 나타내며, 그 탐지 및/또는 인증을 위한 특정한 장치의 사용에 의하여 상기 코팅 또는 상기 코팅을 포함하는 물품을 인증하는 방식을 부여하도록 코팅에 포함될 수 있는 재료를 지칭한다.
본원의 코팅 조성물은 점도(예를 들면, 용매 및 계면활성제), 조밀도(예를 들면, 침전방지제, 충전제 및 가소제), 발포 성질(예를 들면, 소포제), 윤활 성질(왁스), UV 반응성 및 안정성(광증감제 및 광안정화제), 접착 성질 등과 같은 조성물의 물리적, 유동학 및 화학적 파라미터를 조절하는데 사용되는 화합물 및 재료를 포함하지만, 이에 한정되지 않는 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 본원의 첨가제는 첨가제의 치수 중 적어도 하나가 1 내지 1,000㎚ 범위내인 이른바 나노-물질의 형태를 포함하여 이 기술분야에서 공지된 양 및 형태로 본원의 코팅 조성물 내에 존재할 수 있다.
본원의 코팅 조성물은 하나 이상의 마커 물질 또는 타간트(taggants) 및/또는 (본원의 자성 또는 자화성 안료 입자와 다른) 자성 재료, 발광성 재료, 전기전도성 재료 및 적외선 흡수 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 기계 판독가능한 재료를 더 포함할 수 있다. 본원에 사용되는 바에 따르면, 용어 "기계 판독가능한 재료(machine readable material)"는 육안에 의해서는 감지할 수 없는 적어도 하나의 뚜렷한 특징을 나타내며, 인증을 위한 특정한 장치의 사용에 의하여 상기 층 또는 상기 층을 포함하는 물품을 인증하는 방식을 부여하도록 층에 포함될 수 있는 재료를 지칭한다.
본원의 코팅 조성물은 본원의 자성 또는 자화성 안료 입자 및 존재할 때 하나 이상의 첨가제를 본원의 결합제 재료의 존재하에서 분산 또는 혼합함에 의해 제조되어, 액체 조성물을 형성한다. 존재할 때, 하나 이상의 광개시제가 모든 다른 성분의 분산 또는 혼합 단계 동안 조성물에 첨가될 수 있거나 이후의 단계, 즉 액체 코팅 조성물의 형성 이후에 첨가될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르고 도 5a에 도시된 바에 따라, 코팅층(C)을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초한 OEL, 특히 양의 롤링 바 특징을 나타내는 OEL이 코팅층(C) 내의 자성 또는 자화성 안료 입자를 코팅층(C)을 갖는 측 상에 위치하는 자기장 발생 장치(MD)로 배향하고, 자기장 발생 장치를 이용한 배향 단계와 동시에 또는 부분적으로 동시에, 기재(S) 측, 즉 코팅층(C)을 갖는 기재 표면과 반대되는 측 상에 위치하는 UV-Vis 방사선원(L)을 이용하여 조사함으로써 기재(S)를 통해 코팅층(C)을 경화하여 형성될 수 있다. 기재(S)는 선택적인 지지 기재(K) 상에 위치할 수 있다. 존재할 때, 지지 기재(K)는 경화 단계에서 사용되는 UV-Vis 조사에 대해 투명한 비자성 또는 비자화성 물질로 이루어진다. 경화 단계는 따라서 기재(S)를 통해 그리고 선택적인 지지 기재(K)를 통해 수행된다. 코팅층(C)을 갖는 기재(S)는 자석(M) 및 그 표면에 오목부를 포함하는 자성 장치 하우징(K')을 포함하는 자기장 발생 장치(MD) 위에 배치되어 자기장 발생 장치(MD)가 기재(S) 상에 위치할 때 코팅층(C)의 표면과 접촉하지 않는다. 배열에 따라, 자기장 발생 장치(MD), 코팅층(C)을 갖는 기재(S) 및 방사선원(L)은 도 5a 좌측(기재(S) 및 선택적인 지지 기재(K) 위의 자기장 발생 장치(MD)) 또는 도 5a 우측(코팅층(C)을 그 하면에 갖는 기재(S) 아래의 자기장 발생 장치(MD), 여기에서는 선택적인 지지 기재(K) 없이 도시됨)에 도시된 바와 같이 위치할 수 있다. 도 5b는 도 5a 우측에 도시된 방법에 따라 생성된 양의 롤링 바 특징의 예를 보여준다. 도 5b에 나타난 바와 같이, 이 방법으로 생성된 롤링 바 특징을 포함하는 OEL은 도 4b와 비교하여 더 잘 정의된 롤링 바 효과 즉, 다른 각도에서 보았을 때 강하고 눈길을 끄는 동적인 외관의 움직임을 나타낸다.
본원의 자기장 발생 장치는 하나 이상의 양각(reliefs), 음각(engravings) 또는 컷아웃(cut-outs) 표면을 가지는 자성 판을 포함할 수 있다. WO 2005/002866 A1 및 WO 2008/046702 A1은 이러한 조각된 자성 판의 예를 개시한다.
본 발명은 또한 적어도 두 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)을 제공하며, 상기 적어도 두 패턴 중 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 효과에 기초하며, 상기 적어도 두 패턴 중 다른 하나는 임의 배향을 제외한 여하한 패턴으로 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초한 것이 보안 분야에서 높이 평가된다. 도 6a는 종래 기술에 따라 이러한 OEL을 생성하는 방법을 나타낸다. 이러한 OEL을 생성하는 공지의 방법은: i) 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅 조성물을 기재(S) 상에 도포하여 코팅층(C1)을 형성하는 단계; j) 코팅층(C1) 내의 자성 또는 자화성 안료 입자를 코팅층(C1)을 갖는 측에 위치한 자기장 발생 장치로 배향하는 단계; k) 자기장 발생 장치의 제거에 이어서, 코팅층(C1)을 갖는 측에 위치한 UV-Vis 방사선원으로 코팅층(C1)을 조사하여 경화하는 단계; l) 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 제2 코팅 조성물을 도포하여 (C1)에 인접한 영역에 제2 코팅층(C2)을 형성하는 단계; m) 제2 코팅층(C2) 내의 자성 또는 자화성 안료 입자를 기재 측에 위치한 자기장 발생 장치로 배향하고 제2 코팅층(C2)을 갖는 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원으로 제2 코팅층(C2)을 조사하여 동시에 또는 부분적으로 동시에 경화하는 단계를 포함한다.
도 6b는 도 6a에 도시된 방법에 따라 생성된 OEL의 예를 나타낸다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 양의 롤링 바 효과(OEL의 좌측)및 음의 롤링 바 효과(OEL의 우측)은 명백히 다르다: 음의 롤링 바 특징은 자기장 발생 장치의 자기장 내에 있는 동안 코팅층을 경화함에 의해 생성되는 한편, 양의 롤링 바 특징은 자기장 발생 장치의 자기장 내에 있지 않은 동안 코팅층을 경화함에 의해 생성한다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 양의 롤링 바 효과(좌측)는 음의 롤링 바 효과(우측)에 비해 훨씬 넓은 밝은 띠와 훨씬 덜 눈길을 끄는 효과를 나타낸다.
본 발명은 또한 적어도 두 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)을 생성하는 방법을 제공하며, 상기 적어도 두 패턴 중 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초하며, 상기 적어도 두 패턴 중 다른 하나는 임의 배향을 제외한 여하한 패턴으로, 바람직하게는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 음의 롤링 바 특징에 기초한다. 본원의 적어도 두 패턴은 서로 떨어져 있거나 인접할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명은 또한 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)을 생성하는 방법을 제공하며, 상기 적어도 두 패턴 중 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초하며, 상기 적어도 두 패턴 중 다른 하나는 임의 배향을 제외한 여하한 패턴으로, 바람직하게는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 음의 롤링 바 특징에 기초한다. 상기 적어도 두 패턴 중 다른 하나의 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자의 바람직한 배향은 최종 사용자 응용에 따라 선택된다. 임의 배향을 제외한 여하한 패턴의 예는 롤링 바 특징, 플립-플롭 효과(flip-flop effect)(이 분야에서 또한 스위칭 효과로도 지칭됨), 베니션-블라인드 효과(Venetian-blind effect), 무빙링 효과(moving-ring effect)를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 플립-플롭 효과는 전환에 의해 분리되는 제1 인쇄 부분과 제2 인쇄 부분을 포함하며, 안료 입자는 제1 부분 내에서 제1 평면에 평행하게 정렬되고 제2 부분의 안료 입자는 제2 평면에 평행하게 정렬된다. 플립-플롭 효과를 생성하는 방법은, 예를 들면, EP 1 819 525 B1 및 EP 1 819 525 B1에 개시되어 있다. 베니션-블라인드 효과는 특정 관찰 방향을 따라 아래에 위치한 기재 표면을 볼 수 있게 하여 기재 표면 상 또는 내에 존재하는 표시 또는 다른 특징이 관찰자에게 보이도록 하는 한편 다른 관찰 방향을 따라서는 보는 것을 방해하도록 배향되는 안료 입자를 포함한다. 베니션-블라인드 효과의 생성 방법은, 예를 들면, US 8,025,952 및 EP 1 819 525 B1에 개시되어 있다. 무빙링 효과는 광학 효과층의 경사각에 따라 임의의 x-y 방향에서 움직이는 것으로 보이는 깔때기, 원뿔, 볼(bowls), 원, 타원 및 반구와 같은 객체의 광학적인 착시 이미지로 이루어진다. 무빙링 효과의 생성 방법은, 예를 들면, EP 1 710 756 A1, US 8,343,615, EP 2 306 222 A1, EP 2 325 677 A2, WO 2011/092502 A2 및 US 2013/084411에 개시되어 있다.
상기 적어도 두 패턴의 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자는 하나 이상의 양각, 음각 또는 컷아웃 표면을 가지는 자성 판을 포함하는 제1 및/또는 제2 자기장 발생 장치를 사용하여 제조될 수 있다. WO 2005/002866 A1 및 WO 2008/046702 A1는 이러한 조각된 자성 판의 예이다.
적어도 두 패턴, 바람직하게는 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하며, 상기 적어도 두 패턴 중 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초하며, 상기 적어도 두 패턴 중 다른 하나는 임의 배향을 제외한 여하한 패턴으로, 바람직하게는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 음의 롤링 바 특징에 기초하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법은
a) 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정에 의하여, 본원의 기재에 본원의 코팅 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅층은 기재된 바와 같이 제1 상태에 있는, 단계;
b) b1) 코팅층을 제1 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층 측에 위치하여 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자가, 기재된 바와 같이, 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향하는, 단계 및
b2) 기재된 바와 같이 기재를 통해 코팅층을 동시에 또는 부분적으로 동시에 경화하는 단계로서, 상기 경화는, 기재된 바와 같이, 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되는, 단계;
c) 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정에 의하여 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 제2 코팅 조성물을 도포하여 제2 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅층은 제1 상태에 있으며, 상기 제2 코팅 조성물은 단계 a)에서 사용된 것과 동일하거나 다를 수 있고, 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자는 단계 a)에서 사용된 것과 동일하거나 다를 수 있는, 단계;
d) 제1 상태의 제2 코팅층을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여, 임의 배향을 제외한 여하한 패턴으로 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향, 바람직하게는 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계; 및
e) UV-Vis 방사선에 의하여 제2 코팅층을 제2 상태로 경화하여 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계를 포함한다.
제2 코팅층을 경화하는 단계 e)는 단계 d)(즉, 자성 또는 자화성 안료 입자의 자성 배향)와 부분적으로 동시에, 동시에, 또는 이어서, 바람직하게는 부분적으로 동시에 또는 동시에 수행된다.
또는, 상술한 방법의 단계는 교환될 수 있다, 즉 상기 방법은 또한 i) 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 제2 코팅 조성물 층을 도포하여 제2 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅 조성물은 제1 상태에 있는, 단계; ii) 제1 상태의 제2 코팅층을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여, 임의 배향을 제외한 여하한 패턴으로 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향, 바람직하게는 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계; 및 iii) 동시에, 부분적으로 동시에, 또는 이어서, 바람직하게는 동시에 또는 부분적으로 동시에, 바람직하게는 동시에 부분적으로 또는 부분적으로 동시에 UV-Vis 방사선에 의하여 제2 코팅층을 제2 상태로 경화하여 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계를 포함하고, 상기 단계들은 단계 a) 및 b) 이전에 수행되며, 달리 말하자면, 상기 방법은
a) 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정에 의하여, 본원의 기재에 본원의 코팅 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅층은 기재된 바와 같이 제1 상태에 있는, 단계;
b) b1) 코팅층을 제1 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여, 임의 배향을 제외한 여하한 패턴으로 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향, 바람직하게는 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계 및
b2) 코팅층을 경화하는 단계로서, 상기 경화는, UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되는, 단계;
c) 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정에 의하여, 기재된 것과 같으며 기재를 통해 경화될 수 있는, 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 제2 코팅 조성물을 도포하여 제2 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅층은 제1 상태에 있으며, 상기 제2 코팅 조성물은 단계 a)에서 사용된 것과 동일하거나 다를 수 있고, 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자는 단계 a)에서 사용된 것과 동일하거나 다를 수 있는, 단계;
d) 제1 상태의 제2 코팅층을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 기재된 바와 같이, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층의 측에 위치하여, 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계; 및
e) 기재된 바와 같이 코팅층을 기재를 통해 동시에 또는 부분적으로 동시에 경화하는 단계로서, 상기 경화는, 기재된 바와 같이, 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되는, 단계를 포함한다.
제1 코팅층을 경화하는 단계 b2)는 단계 d)(즉 자성 또는 자화성 안료 입자의 자성 배향)와 부분적으로 동시에, 동시에, 또는 이어서, 바람직하게는 부분적으로 동시에 또는 동시에 수행될 수 있다.
하나의 실시양태에 따르면, 본원의 제2 자기장 발생 장치는 기재 측에 위치하며 제2 코팅 조성물에 인가되는 UV-Vis 조사를 위한 UV-Vis 방사선원은 코팅층 측에 위치한다.
바람직한 실시양태에 따르면, 본 발명은 적어도 두 패턴, 바람직하게는 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하며, 상기 적어도 두 패턴 중 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초하며, 상기 적어도 두 패턴 중 다른 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 음의 롤링 바 특징에 기초하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법을 제공한다.
도 7a는 적어도 두 패턴, 특히 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하며, 상기 적어도 두 패턴 중 하나는 코팅층(C1) 을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초하며, 상기 적어도 두 패턴 중 다른 하나는 코팅층(C2) 을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 음의 롤링 바 특징에 기초하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법의 바람직한 실시예를 보여주며, 상기 방법은
i) 기재된 바와 같이, 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정에 의하여, 본원의 기재(S) 상에 본원의 코팅 조성물을 도포하여 본원의 코팅층(C1)을 형성하는 단계;
j) 코팅층(C1)을 제1 자기장 발생 장치(MD1)의 자기장에 노출하는 단계로서, 기재된 바와 같이, 상기 자기장 발생 장치(MD1)는 코팅층(C1)을 갖는 측에 위치하여 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계; 및 기재된 바와 같이 동시에 또는 부분적으로 동시에 기재(S)를 통해 코팅층(C1)을 경화하는 단계로서, 상기 경화는, 기재된 바와 같이, 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원(L)을 이용한 조사에 의해 수행되는, 단계;
k) 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정에 의하여, 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 제2 코팅 조성물을 도포하여 제2 코팅층(C2)을 형성하는 단계로서, 상기 제2 코팅층은 제1 상태에 있으며, 상기 제2 코팅 조성물은 단계 i)에서 사용된 것과 동일하거나 다를 수 있고, 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자는 단계 i)에서 사용된 것과 동일하거나 다를 수 있는, 단계; 및
l) 제1 상태의 제2 코팅층(C2)을 제2 자기장 발생 장치(MD2)의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치(MD2)는 기재(S) 측에 위치하여 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계; 및 동시에 또는 적어도 부분적으로 동시에 UV-Vis 방사선원(L)에 의해 제2 코팅층(C2)을 제2 상태로 경화하여 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계를 포함한다.
도 7b는 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)의 실시예를 나타내며, 상기 적어도 두 인접한 패턴 중 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초하며, 상기 적어도 두 인접한 패턴 중 다른 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초하고, 상기 OEL은 도 7a에 도시된 방법에 의해 얻어진다. 도 7b에 나타난 바와 같이, 양의 롤링 바 특징(OEL의 좌측) 및 음의 롤링 바 특징(OEL의 우측)은 동일한 밝기와 폭을 표시한다. 음의 롤링 바 특징 및 양의 롤링 바 특징 모두가 기재의 위(오목 효과) 또는 기재의 아래(볼록 효과)에 위치하는 볼록 자기력선을 발생하는 자기장 발생 장치를 사용하여 그리고 코팅층이 자기장 내에 위치하는 동안 동시에 또는 부분적으로 동시에 경화하여 형성된다.
바람직한 실시양태에 따르면, 본 발명은 제1 패턴, 제2 패턴 및 제3 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법을 제공하며, 제1 패턴은 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초하며, 제2 패턴은 OEL을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 음의 롤링 바 특징에 기초하고, 제3 패턴은 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률(특히 양의 롤링 바 특징), 또는 볼록 곡률(특히 음의 롤링 바 특징), 바람직하게는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률(특히 음의 롤링 바 특징)을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초하며, 여기에서 제1 패턴은 상기 제2 및 제3 패턴 사이에 위치하고 제2 및 제3 패턴에 인접한다. 한 실시양태에 따르면, 본원의 방법은 제1 패턴, 제2 패턴 및 제3 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)을 생성하며, 제1 패턴은 양의 롤링 바 특징을 나타내고, 제2 패턴은 음의 롤링 바 특징을 나타내고, 제3 패턴은 양의 롤링 바 특징 또는 음의 롤링 바 특징, 바람직하게는 음의 롤링 바 특징을 나타내고, 여기에서 제1 패턴은 상기 제2 및 제3 패턴 사이에 위치하고 제2 및 제3 패턴에 인접한다(또한, 이 분야에서 삼중 롤링 바 특징으로 알려짐).
바람직한 실시양태에 따르면, 본 발명은 제1 패턴, 제2 패턴 및 제3 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법을 제공하며, 제1 패턴은 OEL을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 음의 롤링 바 특징에 기초하며, 제2 패턴은 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초하고, 제3 패턴은 OEL을 갖는 측에서 볼 때, 오목 곡률(특히 양의 롤링 바 특징), 또는 볼록 곡률(특히 음의 롤링 바 특징), 바람직하게는 오목 곡률(특히 양의 롤링 바 특징)을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초하며, 여기에서 제1 패턴은 상기 제2 및 제3 패턴 사이에 위치하고 제2 및 제3 패턴에 인접한다. 다른 실시양태에 따르면, 본원의 방법은 제1 패턴, 제2 패턴 및 제3 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)을 생성하며, 제1 패턴은 음의 롤링 바 특징을 나타내고, 제2 패턴은 양의 롤링 바 특징을 나타내고, 제3 패턴은 양의 롤링 바 특징 또는 음의 롤링 바 특징, 바람직하게는 양의 롤링 바 특징을 나타내고, 여기에서 제1 패턴은 상기 제2 및 제3 패턴 사이에 위치하고 제2 및 제3 패턴에 인접한다(또한, 이 분야에서 삼중 롤링 바 특징으로 알려짐).
본 발명은 또한 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법을 제공하며, 상기 적어도 두 패턴 중 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초하며, 상기 적어도 두 패턴 중 다른 하나는 임의 배향을 제외한 여하한 패턴으로 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초한다. 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법은
a) 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정에 의하여, 본원의 기재에 본원의 코팅층 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 기재된 바와 같이, 상기 코팅층은 제1 상태에 있는, 단계;
b) b1) 코팅층을 갖는 하나 이상의 제1 기재 영역을 제1 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층 측에 위치하여, 기재된 바와 같이, 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계 및
b2) 동시에 또는 부분적으로 동시에 기재를 통해 코팅층을 경화하는 단계로서, 상기 경화는, 기재된 바와 같이, 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되며; 상기 UV-Vis 방사선원은 코팅층을 갖는 하나 이상의 제2 기재 영역이 UV-Vis 조사에 노출되지 않도록 포토마스크를 구비하는, 단계; 및
c) 단계 b2) 에서 포토마스크의 존재로 인하여 여전히 제1 상태에 있는 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여 임의 배향을 제외한 여하한 배향을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는 단계; 및 동시에, 부분적으로 동시에 또는 이어서, 바람직하게는 동시에 또는 부분적으로 동시에, 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 경화하여 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계를 포함한다.
또는, 상술한 방법의 단계는 교환될 수 있다, 즉 상기 방법은
a) 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정에 의하여, 본원의 기재에 본원의 코팅층 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅층은 기재된 바와 같이 제1 상태에 있는, 단계;
b) b1) 코팅층을 갖는 하나 이상의 제1 기재 영역을 제1 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여, 임의 배향을 제외한 여하한 패턴으로 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는 단계 및
b2) 동시에, 부분적으로 동시에 또는 이어서, 바람직하게는 동시에 또는 부분적으로 동시에, 코팅층을 경화하는 단계로서, 상기 경화는 코팅층을 갖는 하나 이상의 제2 기재 영역이 UV-Vis 조사에 노출되지 않도록 포토마스크를 구비하는 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되는, 단계; 및
c) 단계 b2)에서 포토마스크의 존재로 인하여 여전히 제1 상태에 있는 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 여기에서 개시된 바와 같이, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층 측에 위치하여 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는 단계; 및 동시에 또는 부분적으로 동시에, 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 제2 상태로 경화하여 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법을 제공하며, 상기 적어도 두 인접한 패턴 모두는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초한다. 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법은
a) 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정에 의하여, 본원의 기재에 본원의 코팅층 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 기재된 바와 같이, 상기 코팅층은 제1 상태에 있는, 단계;
b) b1) 코팅층을 갖는 하나 이상의 제1 기재 영역을 제1 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층 측에 위치하여, 기재된 바와 같이, 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계 및
b2) 동시에 또는 부분적으로 동시에 기재를 통해 코팅층을 경화하는 단계로서, 상기 경화는, 기재된 바와 같이, 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되며; 상기 UV-Vis 방사선원은 코팅층을 갖는 하나 이상의 제2 기재 영역이 UV-Vis 조사에 노출되지 않도록 포토마스크를 구비하는, 단계; 및
c) 단계 b2)에서 포토마스크의 존재로 인하여 여전히 제1 상태에 있는 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 여기에서 개시된 바와 같이, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층 측에 위치하여 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는 단계; 및 동시에 또는 부분적으로 동시에, 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 제2 상태로 경화하여 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계를 포함하며,
단계 b1)에서 얻어진 오목 곡률은 단계 c)에서 얻어진 오목 곡률과 다르다.
바람직하게는, 본 발명은 또한 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법을 제공하며, 상기 적어도 두 인접한 패턴 중 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초하며, 상기 적어도 두 인접한 패턴 중 다른 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자에 기초한다. 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법은
a) 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정에 의하여, 본원의 기재에 본원의 코팅층 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 기재된 바와 같이, 상기 코팅층은 제1 상태에 있는, 단계;
b) b1) 코팅층을 갖는 하나 이상의 제1 기재 영역을 제1 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층 측에 위치하여, 기재된 바와 같이, 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계 및
b2) 동시에 또는 부분적으로 동시에 기재를 통해 코팅층을 경화하는 단계로서, 상기 경화는, 기재된 바와 같이, 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되며; 상기 UV-Vis 방사선원은 코팅층을 갖는 하나 이상의 제2 기재 영역이 UV-Vis 조사에 노출되지 않도록 포토마스크를 구비하는, 단계; 및
c) 단계 b2)에서 포토마스크의 존재로 인하여 여전히 제1 상태에 있는 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 기재 측에 위치하여 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계, 및 동시에 또는 부분적으로 동시에, 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 제2 상태로 경화하여 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계를 포함한다.
또는, 상술한 방법의 단계는 교환될 수 있다, 즉 상기 방법은
a) 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정에 의하여, 본원의 기재에 본원의 코팅층 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅층은 기재된 바와 같이 제1 상태에 있는, 단계;
b) b1) 코팅층을 갖는 하나 이상의 제1 기재 영역을 제1 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 기재 측에 위치하여 코팅을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계 및
b2) 동시에 또는 부분적으로 동시에 코팅층을 경화하는 단계로서, 상기 경화는 코팅층을 갖는 하나 이상의 제2 기재 영역이 UV-Vis 조사에 노출되지 않도록 포토마스크를 구비하는 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되는, 단계; 및
c) 단계 b2)에서 포토마스크의 존재로 인하여 여전히 제1 상태에 있는 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 여기에서 개시된 바와 같이, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층 측에 위치하여 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는 단계; 및 동시에 또는 부분적으로 동시에 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 기재를 통해 제2 상태로 경화하여 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계로서, 상기 경화는, 기재된 바와 같이, 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원의 조사에 의해 수행되는, 단계를 포함할 수 있다.
도 8은 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법을 개략적으로 도시하며, 기재된 바와 같이, 상기 적어도 두 인접한 패턴 중 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초하며, 상기 적어도 두 인접한 패턴 중 다른 하나는 OEL 을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 음의 롤링 바 특징에 기초한다. 상기 방법은 i) 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅 조성물을 기재(S) 상에 도포하여 코팅층(C)을 형성하는 단계; j) 기재(S)를 통해 코팅층(C)을 경화하면서 동시에 코팅층(C) 내의 자성 또는 자화성 안료 입자를 코팅층(C)을 갖는 측에 위치한 자기장 발생 장치(M)로 배향하는 단계로서, 상기 경화는 기재(S) 측에 위치한 UV-Vis 방사선원(L)을 이용한 조사에 의해 수행되며, 상기 UV-Vis 방사선원(L)은 포토마스크(W)를 구비하는, 단계;
k) 코팅층을 제2 자기장 발생 장치(M2)의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 기재(S) 측에 위치하여 경화된 코팅을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하는, 단계; 및 동시에 UV-Vis 방사선원(L)을 이용한 조사에 의해 코팅층을 제2 상태로 경화하여 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는, 단계를 포함한다.
포토마스크를 구비하는 UV-Vis 방사선원의 사용은 하나 이상의 선택된 영역 내의 코팅 조성물을 선택적으로 경화하도록 허용한다. 포토마스크는 정의된 패턴을 통해 빛이 비칠 수 있도록 하는 구멍 또는 투명한 영역을 포함하는 불투명한 판으로 이루어진다. 포토마스크는, 예를 들면, 포토리소그래피에서 통상 사용된다. 본 발명의 한 실시양태에 따르면, 포토마스크는 방사선원과 경화될 코팅층을 갖는 기재 사이의 고정된 위치에 위치한다. 본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 포토마스크는 방사선원과 경화될 코팅층을 갖는 기재 사이에서 기재와 동기화된 수평 이동으로 움직일 수 있다.
본원의 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하는 광학 효과층(OEL)의 생성 방법으로서, 상기 적어도 두 인접한 패턴 중 하나는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 양의 롤링 바 특징에 기초하며, 상기 적어도 두 인접한 패턴 중 다른 하나는 인접한 것을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향된 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 음의 롤링 바 특징에 기초하는, 생성 방법은 유리하게 고속의 생성에서도 정확하고 잘 제어된 분리 또는 중간 영역을 갖는 적어도 두 인접한 패턴, 특히 다른 롤링 바 특징을 나타내는 적어도 두 인접한 패턴을 갖는 보안 요소를 제공하여 상기 두 인접한 패턴 사이의 날카로운 전환을 얻을 수 있으며 이에 따라 상기 두 인접한 패턴의 다른 움직임으로 인한 고도로 동적이며 눈길을 끄는 광학 효과를 부여할 수 있다.
도 10은 기재를 통한 조사 이후에 코팅 조성물의 경화 수준과 자성 또는 자화성 안료 입자 배향의 고정/동결 정도를 평가하기 위하여 수행된 실험을 개략적으로 도시하고 있다. 도 10 a1)은 실험의 첫 번째 단계를 개략적으로 도시한다: 코팅층(C)을 갖는 기재(S) 측에 위치한 자기장 발생 장치(MD)로 코팅층(C) 내의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향 및 자기장 발생 장치(MD)를 사용한 배향 단계와 동시에 또는 부분적으로 동시에 코팅층(C)을 갖는 기재 면에 반대되는 기재(S) 측에 위치하는 UV-Vis 방사선원을 이용한 직접 조사에 의한 코팅층의 경화(도 5a에 도시된 것과 동일한 실시예)에 의해 양의 롤링 바 특징을 갖는 OEL이 생성되었다. 도 10 a2)는 밝은 색의 띠로 개략적으로 도시된 롤링 바(RB)를 갖는 기재(S)의 평면도를 개략적으로 도시한다. 도 10 b1)은 실험의 두 번째 단계를 개략적으로 도시한다: OEL을 갖는 코팅층(C)을 갖는 기재(S)가 기재의 평면 내에서 90° 회전되고 위아래가 뒤집어져 코팅 조성물이 방사선원을 마주보고 코팅 조성물이 완전히 경화된다. 도 10 b2)는 밝은 색의 띠로 개략적으로 도시된 롤링 바(RB)를 갖는 90° 회전된 기재(S)의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 11a 및 11b는 도 10의 실험에 따라 제조된 샘플의 사진을 나타낸다. 도 11a는 본 발명에 적합한 기재, 즉 395nm(즉, 기재의 코팅 조성물을 경화하는 데 사용되는 방사선원의 방출 스펙트럼의 파장)에서 기재를 통해 적어도 4% 빛 투과의 요건을 만족하는 기재로 제조된 샘플을 보여준다. 도 11a에 나타난 바와 같이, 자성 또는 자화성 안료 입자는 기재를 통한 UV-Vis 조사에 의해 고정되며, 따라서 롤링 바 특징이 자성 막대의 자축에 대해 수직 배향으로 위치하는 두 번째 단계에서 재배향되지 않는다.
도 11b는 본 발명에 적합하지 않은 기재, 즉 395nm에서 기재를 통해 적어도 4% 빛 투과의 요건을 만족하지 않는 기재로 제조된 샘플을 보여준다. 도 11b에 나타난 바와 같이, 자성 또는 자화성 안료 입자는 기재를 통한 UV-Vis 조사에 의해 그 배향이 완전히 고정되거나 동결되지 않는다. 따라서 기재가 기재의 평면 내에서 자성 막대의 위치에 비해 90° 회전한 두 번째 단계에서 자성 또는 자화성 안료 입자가 재배향되었다.
오염(soiling) 또는 화학적 내성 및 청결성에 의한 내구성 및 본원의 방법에 의해 얻어진 OEL을 포함하는 물품, 보안 문서, 또는 장식적 요소 또는 객체의 유통 수명의 증가를 목적으로, 또는 그 미적 외관(예를 들면, 광학 광택도)의 변경을 목적으로, 하나 이상의 보호층을 OEL의 상부에 적용할 수있다. 존재할 때, 하나 또는 그 이상의 보호층은 통상적으로 보호 바니쉬로 이루어진다. 이는 투명하거나 또는 약한 착색 또는 색조를 띨 수 있으며, 다소 광택을 띨 수 있다. 보호 바니쉬는 방사선 경화성 조성물, 열 건조 조성물 또는 그 임의의 조합일 수 있다. 바람직하게는, 하나 또는 그 이상의 보호층은 방사선 경화성 조성물이며, 더 바람직하게는 UV-Vis 경화성 조성물이다. 보호층은 통상 OEL의 형성 후에 도포된다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법에 의해 생성된 광학 효과층(OEL)을 제공한다.
본원의 OEL은 영구 잔류되어야 하는 기재(지폐 응용과 같은) 위에 직접 제공될 수 있다. 또는, OEL은 생성 목적을 위하여 일시적 기재 위에 또한 제공될 수 있으며, 이로부터 OEL은 나중에 제거된다. 이는, 예를 들면, 특히 결합제 재료가 여전히 유체 상태인 동안 OEL의 형성을 용이하게 할 수 있다. 이후에, OEL 형성을 위한 코팅 조성물의 경화 후, 일시적 기재를 OEL로부터 제거할 수 있다.
또는, 다른 실시양태에서, 접착제 층이 OEL 상에 존재하거나 광학 효과층(OEL)을 포함하는 기재에 존재할 수 있으며, 상기 접착제 층은 기재의 OEL이 제공되는 측과 반대측 상에 또는 OEL과 동일한 측 상의 OEL 상부에 있다. 따라서, 접착제 층은 광학 효과층(OEL) 또는 기재에 도포될 수 있으며, 상기 접착제 층은 경화 단계가 완료된 후에 도포된다. 이러한 물품은 기계 및 다소 높은 노력을 수반하는 프린팅 또는 기타 공정 없이 모든 종류의 문서 또는 기타 물품 또는 품목에 부착될 수 있다. 또는, 본원의 OEL을 포함하는 본원의 기재는 별도의 전사 단계에서 문서 또는 물품에 적용될 수 있는 전사 박(foil)의 형태일 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 기재된 바와 같이 OEL이 형성된 이형 코팅이 기재에 제공된다. 하나 이상의 접착층이 이와 같이 생성된 OEL 위에 적용될 수 있다.
본원의 방법에 의해 생성된 1개를 넘는, 즉 2개, 3개, 4개 등의 광학 효과층(OEL)을 포함하는 기재가 또한 기재된다.
본 발명에 따라 생성된 광학 효과층(OEL)을 포함하는 물품, 특히 보안 문서, 장식 요소 또는 물체가 또한 기재된다. 물품, 특히 보안 문서, 장식 요소 또는 물체는 1개를 넘는 (예를 들면, 2개, 3개 등의) 본 발명에 따라 생성된 OEL을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 형성된 광학 효과층(OEL)은 장식용 목적뿐 아니라 보안 문서의 보호 및 인증을 위해 사용될 수 있다.
장식 요소 또는 물체의 일반적인 예는 사치품, 화장품 포장재, 자동차 부품, 전자/전기 가전용품, 가구 및 손톱 라커를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
보안 문서는 유가 문서 및 고가 상품을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 유가 문서의 일반적인 예는 지폐, 증서, 티켓, 수표, 바우처, 수입 인지(fiscal stamp) 및 택스 라벨(tax label), 계약서 등, 여권과 같은 신원 증명 서류, 신분증, 비자, 운전면허증, 은행 카드, 신용 카드, 트랜잭션 카드(transactions card), 액세스 문서(access document) 또는 카드, 입장권, 대중 교통 티켓 또는 타이틀(title) 등, 바람직하게는 지폐, 신원 증명 서류, 권리 확인 문서, 운전면허증 및 신용카드를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 용어 "고가 상품(value commercial good)"은 포장재를 구비한 상품, 특히 화장품, 기능성 식품, 약품, 술, 담배 제품, 음료 또는 식품, 전기/전자 제품, 의류 또는 보석류, 즉 진품 의약품과 같이, 포장의 내용물을 보증하기 위하여 위조 및/또는 불법 복제에 대해 보호해야 할 물품을 지칭한다. 이들 포장재의 예는 라벨, 예컨대 인증 브랜드 라벨(authentication brand label), 개봉 흔적 표시 라벨(tamper evidence labels) 및 실(seals)을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 개시된 기재, 유가 문서 및 고가 상품은 전적으로 예시적인 목적으로만 제시된 것이며 발명의 범위를 한정하지 않는 점을 지적한다.
대안적으로, 광학 효과층(OEL)은, 예를 들면, 은선(security thread), 보안 줄무늬, 박(foil), 데칼(decal), 윈도우 또는 라벨과 같은 보조 기재 위에 생성한 후에 별개의 단계로 보안 문서에 전사될 수 있다.
당업자는 본 발명의 정신으로부터 벗어남이 없이 상기의 특정한 실시양태에 대한 다수의 변형을 고려할 수 있다. 이러한 변형은 본 발명에 포함된다.
또한, 본 명세서에 걸쳐 언급된 모든 문헌은 본원에서 전체로서 명시하는 바와 같이 그 전문이 원용된다.
실시예
90g/m2의 평량(grammage)을 갖는 Louisenthal사의 면직(Cotton) 지폐용 용지(이하에서 Louisenthal Velin으로 지칭)가 실시예를 위한 기재로 사용되었다. 상기 종이 기재의 투과 스펙트럼이 Deuterium(UV) 및 크세논(VIS) 등을 구비한 Perkin Elmer Lambda 950 및 UV WinLab 데이터 프로세서 상에서 측정되었다(도 9의 곡선 A)(측정 모드: 적분구 투과). 종이 기재는 샘플 홀더에 고정되었고 투과 스펙트럼은 250nm와 500nm 사이에서 측정되었다.
표 1에 기술된 UV-경화성 스크린 인쇄 잉크가 광학 가변 자성 안료 입자를 포함하는 코팅 조성물로 사용되었다. 코팅 조성물은 T90 실크스크린을 사용하여 수작업으로 10mm×15mm 직사각형 패턴으로 도포되어 코팅층을 형성하였다.
표 1. 다음의 조성을 갖는 UV-경화성 잉크:
에폭시아크릴레이트 올리고머 28%
트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 단량체 19.5%
트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 단량체 20%
게노라드16 (Genorad® 16) (Rahn) 1%
에어로실 200 (Aerosil 200) (Evonik) 1%
스피드큐어 TPO-L (Speedcure® TPO-L) (Lambson) 2%
이르가큐어 500 (IRGACURE® 500) (BASF) 6%
게노큐어 EPD (Genocure® EPD) (Rahn) 2%
BYK®-371 (BYK) 2%
테고 포멕스 N (Tego Foamex N)(Evonik) 2%
비구형 광학 가변 자성 안료 입자(7층) (*) 16.5%
(*) 캘리포니아주 산타로사 제이디에스-유니페이스(JDS-Uniphase)로부터 입수한, 직경 d50 약 9.3μm 및 두께 약 1μm의 플레이크 형태를 갖는 판상체 금색-녹색(gold-to-green) 광학 가변 자성 안료 입자
Phoseon(Type FireFlex 50×75mm, 395nm, 8W/㎠)의 UV-LED 등이 표 1의 UV-경화성 잉크를 경화하는 데 사용되었다.
UV-LED 등은 직접 조사를 위하여 도포된 코팅층을 갖는 측 기재 표면으로부터 50mm 거리에 배치되었다. 대안적으로 및 상술한 바와 같이, UV-LED 등은 기재를 통한 조사를 위하여 코팅 조성물을 갖는 측에 대향하는 기재 표면으로부터 50mm 거리에 배치되었다. 두 경우 모두에 대해, 조사 시간은 1/2초였다.
경화 단계는 자기장 발생 장치를 이용하고 상술한 바와 같은 배향 단계에 이어서 또는 부분적으로 동시에 수행되었다.
배향된 비구형 광학 가변 자성 안료 입자를 포함하는 OEL의 인쇄 및 경화된 샘플의 사진 이미지(조명: Reflecta LED Videolight RPL49, 대물렌즈: AF-S Micro Nikkor 105 mm 1:2.8 G ED; 카메라: Nikon D800, 일관성을 위하여 자동 디지털 이미지 강화 옵션을 사용하지 않고 수동 노출)이 도 4b, 5b, 6b 및 7b에 나타나 있다. 도 4b, 5b, 6b 및 7b에서, 좌측 사진은 수직으로 30° 시계방향으로 경사진 OEL을 나타내고, 중앙의 사진은 OEL 표면으로부터 수직으로 바라본 OEL을 나타내며, 우측 사진은 수직으로 30° 반시계방향으로 경사진 OEL을 나타낸다.
비교예 C1( 비교예 도 4a 및 4b)
표 1의 코팅 조성물로 이루어진 도포된 코팅층(C)을 갖는 종이 기재(Louisenthal Velin)가, 중합체 플라스틱(PPS)으로 이루어지고, 그 표면에 오목부(L×l = 20×20, 깊이 1mm)를 포함하는 자성 장치 하우징(K')(L×l×h = 40×40×15mm)에 내장된 자석(M)(NdFeB N48 영구자석 막대 LMB × lMB × hMB = 30×18×6mm)을 포함하는 자기장 발생 장치(MD) 상에 배치되었으며, 자석(M)은 자성 장치 하우징(K')의 중앙에서 오목부에 대향하는 자성 장치 하우징 표면으로부터 6mm 거리에 그 북-남 축이 코팅층에 실질적으로 평행하게 내장된다. 도 4a에 나타난 바와 같이, 기재는 코팅 조성물(C)을 갖는 표면이 자기장 발생 장치(MD)를 마주보도록 배치되었으며, 자석(M)과 코팅 조성물(C) 사이의 거리는 6mm이다. 자기장 발생 장치는 종이 기재로부터 제거되었다. 코팅 조성물은, 도 4a에 나타난 바와 같이, 코팅 조성물(C) 측에 위치한 UV-LED 등을 이용한 UV-Vis 조사에 의해 경화되었다. 결과적인 OEL의 세 다른 시야각에서의 사진이 도 4b에 나타나 있다.
본 발명에 따른 실시예 E1(도 5a 및 5b)
코팅 조성물로 이루어진 도포된 코팅층(C)을 갖는 종이 기재(Louisenthal Velin)가, 중합체 플라스틱(PPS)으로 이루어지고, 그 표면에 오목부(L×l = 20×20, 깊이 1mm)를 포함하는 자성 장치 하우징(K')(L×l×h = 40×40×15mm)에 내장된 자석(M)(NdFeB N48 영구자석 막대 LMB × lMB × hMB = 30×18×6mm)을 포함하는 자기장 발생 장치(MD)(비교예 C1에서 사용된 것과 동일한 자기장 발생 장치(MD)) 상에 배치되었으며, 자석(M)은 자성 장치 하우징(K')의 중앙에서 오목부에 대향하는 자성 장치 하우징 표면으로부터 6mm 거리에 그 북-남 축이 코팅층에 실질적으로 평행하게 내장된다. 도 5a에 나타난 바와 같이, 기재는 코팅 조성물(C)을 갖는 표면이 자기장 발생 장치(MD)를 마주보도록 배치되었으며, 자석(M)과 코팅 조성물(C) 사이의 거리는 6mm이다. 도 5a에 나타난 바와 같이, 기재는 코팅층(C)을 갖는 표면이 자기장 발생 장치(MD)를 마주보도록 배치되었다. 배향 단계와 동시에, 코팅 조성물은, 도 5a에 나타난 바와 같이, 코팅층을 갖는 측에 위치한 UV-LED 등을 이용한 UV-Vis 조사에 의해 경화되었다. 결과적인 광학 효과층의 세 다른 시야각에서의 사진이 도 5b에 나타나 있다.
비교예 C2( 비교예 , 도 6a 및 6b)
코팅 조성물(CC)로 이루어진 도포된 코팅층(C1)을 갖는 종이 기재(Louisenthal Velin)가, 중합체 플라스틱(PPS)으로 이루어지고, 그 표면에 오목부(L×l = 20×20, 깊이 1mm)를 포함하는 자성 장치 하우징(K')(L×l×h = 40×40×15mm)에 내장된 자석(M)(NdFeB N48 영구자석 막대 LMB × lMB × hMB = 30×18×6mm)을 포함하는 자기장 발생 장치(MD1)(비교예 C1에서 사용된 것과 동일한 자기장 발생 장치(MD)) 상에 배치되었으며, 자석(M1)은 자성 장치 하우징(K')의 중앙에서 오목부에 대향하는 자성 장치 하우징 표면으로부터 6mm 거리에 그 북-남 축이 코팅 조성물 층에 실질적으로 평행하게 내장된다. 도 6a j)에 나타난 바와 같이, 기재는 코팅층(C1)을 갖는 표면이 자기장 발생 장치(MD)를 마주보도록 배치되었으며, 자석(M1)과 코팅층(C1) 사이의 거리는 6mm이다. 코팅층(C1)은, 도 6a k)에 나타난 바와 같이, 배향 단계에 이어서, 코팅 조성물을 갖는 측에 위치한 UV-LED 등(L)을 이용한 UV-Vis 조사에 의해 경화되었다.
표 1의 코팅 조성물의 제2 코팅층(C2)이 도 6a l)에 도시된 바와 같이 코팅층(C1)에 인접한 영역 내에 도포되었다: 중합체 플라스틱 (PPS)으로 이루어진 자성 장치 하우징(L×l×h = 40×40×15mm)에 내장된 자석(M2)(NdFeB N48 영구자석 막대 LMB × lMB × hMB = 30×18×6mm) - 자석(M2)은 자성 장치 하우징의 중앙에서 기재를 마주보는 자성 장치 하우징 표면으로부터 6mm 거리에 그 북-남 축이 기재에 실질적으로 평행하게 내장된다 - 을 포함하는 자기장 발생 장치(MD2)가 기재(S) 측에 위치하며, 동시에 제2 코팅층(C2)은 도 6a m)에 도시된 바와 같이 제2 코팅층(C2)을 갖는 측에 위치한 UV-LED 등을 이용한 UV-Vis 조사에 의해 경화되었다. 결과적인 광학 효과층의 세 다른 시야각에서의 사진이 도 6b에 나타나 있다.
본 발명에 따른 실시예 E2(도 7a 및 7b)
코팅 조성물로 이루어진 도포된 코팅층(C1)을 갖는 종이 기재(Louisenthal Velin)가, 중합체 플라스틱(PPS)으로 이루어지고, 그 표면에 오목부(L×l = 20×20, 깊이 1mm)를 포함하는 자성 장치 하우징(K')(L×l×h = 40×40×15mm)에 내장된 자석(M1)(NdFeB N48 영구자석 막대 LMB × lMB × hMB = 30×18×6mm)을 포함하는 자기장 발생 장치(MD1)(실시예 E1에서 사용된 것과 동일한 자기장 발생 장치(MD)) 상에 배치되었으며, 자석(M1)은 자성 장치 하우징(K')의 중앙에서 오목부에 대향하는 자성 장치 하우징 표면으로부터 6mm 거리에 그 북-남 축이 코팅층에 실질적으로 평행하게 내장된다. 도 7a j에 나타난 바와 같이, 기재는 코팅층(C1)을 갖는 표면이 자기장 발생 장치(MD1)를 마주보도록 배치되었다. 배향 단계와 동시에, 코팅층(C1)은, 도 7a j에 나타난 바와 같이, 코팅층을 갖는 측에 위치한 UV-LED 등을 이용한 UV-Vis 조사에 의해 경화되었다.
표 1의 코팅 조성물의 제2 코팅층(C2)이 도 7a k)에 도시된 바와 같이 코팅층(C1)에 인접한 영역 내에 도포되었다: 중합체 플라스틱(PPS)으로 이루어진 자성 장치 하우징(L×l×h = 40×40×15mm)에 내장된 자석(M2)(NdFeB N48 영구자석 막대 LMB × lMB × hMB = 30×18×6mm) - 자석(M2)은 자성 장치 하우징의 중앙에서 기재를 마주보는 자성 장치 하우징 표면으로부터 6mm 거리에 그 북-남 축이 기재에 실질적으로 평행하게 내장된다 - 을 포함하는 자기장 발생 장치(MD2)가 기재의 층(C2)을 갖는 측에 대향하는 측에 위치하며, 동시에 층(C2)은 도 7a l)에 도시된 바와 같이 기재 측에 위치한 UV-LED 등을 이용한 UV-Vis 조사에 의해 경화되었다. 결과적인 광학 효과층의 3개의 다른 시야각에서의 사진이 도 7b에 나타나 있다.

Claims (15)

  1. 기재에 광학 효과층(OEL)을 생성하는 방법에 있어서, 상기 방법은
    a) 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅 조성물을 상기 기재에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅 조성물은 제1 상태에 있는, 단계,
    b) b1) 상기 코팅층을 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 상기 코팅층 측에 위치하여 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향하며, 및
    b2) 동시에 또는 부분적으로 동시에 상기 기재를 통하여 상기 코팅층을 제2 상태로 경화하여 상기 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 방향으로 고정하는 단계로서, 상기 경화는 상기 기재 측에 위치하는 UV-Vis 방사선원를 이용한 조사에 의해 수행되는, 단계를 포함하며,
    상기 기재는 200nm 내지 500nm 범위 내의 방사선원의 방출 스펙트럼의 하나 이상의 파장에 대해 투명하며,
    상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자는 OEL을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향되는,
    광학 효과층의 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도포 단계 a)는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정인,
    광학 효과층의 생성 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부는 자성 박막 간섭 안료, 자성 콜레스테릭 액정 안료, 하나 이상의 자성 물질을 포함하는 간섭 코팅 안료 및 이들의 혼합물로 이루어진,
    광학 효과층의 생성 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    c) 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 제2 코팅 조성물 층을 도포하여 제2 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅 조성물은 제1 상태에 있는, 단계,
    d) 제1 상태의 상기 제2 코팅층을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 임의 배향을 제외한 여하한 패턴으로 배향하는 단계 및
    e) 동시에, 부분적으로 동시에 또는 이어서 상기 제2 코팅층을 UV-Vis 조사에 의해 제2 상태로 경화하여 상기 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계를 더 포함하는,
    광학 효과층의 생성 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    i) 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 제2 코팅 조성물 층을 도포하여 제2 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅 조성물은 제1 상태에 있는, 단계,
    ii) 제1 상태의 상기 제2 코팅층을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 임의 배향을 제외한 여하한 패턴으로 배향하는 단계 및
    iii) 동시에, 부분적으로 동시에 또는 이어서 상기 제2 코팅층을 UV-Vis 조사에 의해 제2 상태로 경화하여 상기 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 단계 i), ii), iii)은 단계 a) 및 b) 이전에 수행되는,
    광학 효과층의 생성 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    제4항의 단계 d)는 상기 제2 자기장 발생 장치를 이용하여 수행되어 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 상기 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향하고, 또는
    제5항의 단계 ii)는 상기 제2 자기장 발생 장치를 이용하여 수행되어 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 상기 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향하는,
    광학 효과층의 생성 방법.
  7. 기재에 광학 효과층(OEL)을 생성하는 방법에 있어서, 상기 OEL은 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하고, 상기 방법은
    a) 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅 조성물을 상기 기재에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅 조성물은 제1 상태에 있는, 단계,
    b) b1) 상기 코팅층을 갖는 하나 이상의 제1 기재 영역을 제1 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 상기 코팅층 측에 위치하여 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 상기 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향하며, 및
    b2) 동시에 또는 부분적으로 동시에 상기 기재를 통하여 상기 코팅층을 경화하는 단계로서, 상기 경화는 상기 기재 측에 위치하는 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되며, 상기 코팅층을 갖는 하나 이상의 제2 기재 영역이 UV-Vis 조사에 노출되지 않도록 UV-Vis 방사선원은 포토마스크를 구비하는, 단계; 및
    c) 단계 b2)에서 상기 포토마스크의 존재로 인하여 제1 상태에 있는 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 임의 배향을 제외한 여하한 배향을 따르도록 배향하는 단계; 및 동시에, 부분적으로 동시에, 또는 이어서 상기 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의하여 제2 상태로 경화하여 상기 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계를 포함하며,
    단계 a)에서의 기재는 200nm 내지 500nm 범위 내의 방사선원의 방출 스펙트럼의 하나 이상의 파장에 대해 투명한,
    광학 효과층의 생성 방법.
  8. 기재에 광학 효과층(OEL)을 생성하는 방법에 있어서, 상기 OEL은 단일 경화층으로 이루어진 적어도 두 인접한 패턴으로 이루어진 모티프를 포함하고, 상기 방법은
    a) 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅 조성물을 상기 기재에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계로서, 상기 코팅 조성물은 제1 상태에 있는, 단계,
    b) b1) 상기 코팅층을 갖는 하나 이상의 제1 기재 영역을 제1 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 임의 배향을 제외한 여하한 배향을 따르도록 배향하는 단계; 및
    b2) 동시에, 부분적으로 동시에 또는 이어서 기재된 바와 같이 상기 코팅층을 경화하는 단계로서, 상기 경화는 상기 코팅층을 갖는 하나 이상의 제2 기재 영역이 UV-Vis 조사에 노출되지 않도록 포토마스크를 구비하는 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되는, 단계;
    c) 단계 b2)에서 상기 포토마스크의 존재로 인하여 제1 상태에 있는 상기 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하는 단계로서, 상기 자기장 발생 장치는 코팅층의 측에 위치하여 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 상기 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 오목 곡률을 따르도록 배향하는 단계; 및 동시에 또는 부분적으로 동시에 상기 기재를 통해 상기 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 경화하는 단계로서, 상기 경화는 상기 기재 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의해 수행되는, 단계를 포함하며,
    단계 a)에서의 기재는 200nm 내지 500nm 범위 내의 방사선원의 방출 스펙트럼의 하나 이상의 파장에 대해 투명한,
    광학 효과층의 생성 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    제7항의 단계 c)는 상기 제2 자기장 발생 장치를 이용하여 수행되어 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 상기 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향하고, 또는
    제8항의 단계 b1)는 상기 제1 자기장 발생 장치를 이용하여 수행되어 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 상기 코팅층을 갖는 측에서 볼 때 볼록 곡률을 따르도록 배향하는,
    광학 효과층의 생성 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포 단계 a)는 스크린 인쇄, 그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 그룹으로부터 선택된 인쇄 공정인,
    광학 효과층의 생성 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부는 자성 박막 간섭 안료, 자성 콜레스테릭 액정 안료, 하나 이상의 자성 물질을 포함하는 간섭 코팅 안료 및 이들의 혼합물로 이루어진,
    광학 효과층의 생성 방법.
  12. 제4항, 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제2 자기장 발생 장치는 기재 측에 위치하고, 상기 제2 코팅 조성물에 적용될 UV-Vis 조사를 위한 UV-Vis 방사선원은 상기 코팅층 측에 위치하거나, 또는
    제7항 또는 제7항에 의존할 때 제9항에 있어서, 상기 단계 c)는
    c) 단계 b2)에서 상기 포토마스크의 존재로 인하여 제1 상태에 있는 상기 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 상기 기재 측에 위치하는 제2 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 임의 배향을 제외한 여하한 배향을 따르도록 배향하는 단계; 및 동시에, 부분적으로 동시에 또는 이어서 상기 코팅층을 갖는 적어도 상기 하나 이상의 제2 기재 영역을 상기 코팅층 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용하여 경화하여 상기 자성 또는 자화성 안료 입자를 그 적응된 위치 및 배향으로 고정하는 단계를 포함하거나, 또는
    제8항 또는 제8항에 의존할 때 제9항에 있어서, 상기 단계 b)는
    b1) 상기 코팅층을 갖는 하나 이상의 제1 기재 영역을 상기 기재 측에 위치한 제1 자기장 발생 장치의 자기장에 노출하여 상기 다수의 자성 또는 자화성 안료 입자를 임의 배향을 제외한 여하한 배향을 따르도록 배향하는 단계; 및
    b2) 동시에, 부분적으로 동시에 또는 이어서 상기 코팅층을 갖는 측에 위치한 UV-Vis 방사선원을 이용한 조사에 의하여 상기 코팅층을 경화하는 단계로서, 상기 방사선원은 상기 코팅층을 갖는 하나 이상의 제2 기재 영역이 UV-Vis 조사에 노출되지 않도록 포토마스크를 구비하는, 단계를 포함하는,
    광학 효과층의 생성 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 언급된 방법에 의해 생성된 광학 효과층 (OEL).
  14. 보안 문서의 위조(counterfeiting) 또는 사기(fraud) 방지용의 또는 장식용의, 제13항에 인용된 광학 효과층(OEL)의 용도.
  15. 제13항에 언급된 광학 효과층(OEL)을 하나 이상 포함하는 보안 문서.
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