KR20220088906A - 배향된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 광학 효과층을 제조하기 위한 자성 어셈블리 및 공정 - Google Patents

배향된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 광학 효과층을 제조하기 위한 자성 어셈블리 및 공정 Download PDF

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마티외 슈미트
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Abstract

본 발명은 자기적으로 배향된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 광학 효과층(OEL)을 기재 상에 제조하기 위한 자성 어셈블리 및 공정의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 보안 문서 또는 보안 물품에 대한 위조 방지 수단으로서 또는 장식 목적으로 상기 OEL을 제조하기 위한 자성 어셈블리 공정에 관한 것이다.

Description

배향된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 광학 효과층을 제조하기 위한 자성 어셈블리 및 공정
본 발명은 위조 및 불법 복제에 대해 유가 문서 및 가치 있거나 브랜드의 상품을 보호하는 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 시야-각 동적 외관을 나타내는 광학 효과층(OEL)을 제조하는 공정과 이의 수득된 광학 효과층뿐만 아니라 문서 및 물품에 대한 위조 방지 수단으로서의 상기 OEL의 용도에 관한 것이다.
보안 요소 및 보안 문서의 제조를 위해 자성 또는 자화성 안료 입자, 특히 비-구형 광학 가변성 자성 또는 자화성 안료 입자를 함유하는 잉크, 코팅 조성물, 코팅 또는 층을 사용하는 것이 당업계에 알려져 있다.
보안 문서 및 물품을 위한 보안 특징은 "은폐(covert)" 및 "노출(overt)" 보안 특징으로 분류될 수 있다. 은폐 보안 특징에 의해 제공되는 보호는 이러한 특징이 인간 감각에 대해 숨겨지고, 전형적으로 이들의 탐지를 위해 특수한 장비 및 지식을 요구하는 개념에 의존하는 반면, "노출" 보안 특징은 비보조(unaided) 인간 감각으로 쉽게 탐지 가능하다. 이러한 특징은 가시적이고/이거나 촉각으로 탐지 가능하면서도, 여전히 제조 및/또는 복사하기 어려울 수 있다. 그러나, 노출 보안 특징의 유효성은, 사용자가 보안 특징의 존재 및 본질에 대해 알고 있는 경우에만 이러한 보안 특징에 기반한 보안 점검을 실제로 수행할 것이기 때문에, 보안 특징으로서 이들의 쉬운 인식에 크게 의존한다.
배향된 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅 또는 층은 예를 들어, US 2,570,856; US 3,676,273; US 3,791,864; US 5,630,877 및 US 5,364,689에 개시되어 있다. 코팅 내의 자성 또는 자화성 안료 입자는 대응하는 자기장의 인가를 통해 강화되지 않은(unhardened) 코팅 내의 자성 또는 자화성 안료 입자의 국부적 배향을 야기하고, 이어서 후자를 강화시켜(hardening) 입자를 이의 위치와 배향으로 고정시켜서, 자기적으로 유도된 이미지, 디자인 및/또는 패턴의 제조를 가능하게 한다. 이는 특정한 광학 효과, 즉 위조에 대해 고도로 저항성인 고정된 자기적으로 유도된 이미지, 디자인 또는 패턴을 초래한다. 배향된 자성 또는 자화성 안료 입자에 기반한 보안 요소는, 자성 또는 자화성 안료 입자나 상기 입자를 포함하는 해당하는 잉크 또는 코팅 조성물, 그리고 상기 잉크 또는 코팅 조성물을 도포하고 도포된 잉크 또는 코팅 조성물 내의 상기 안료 입자를 배향한 후, 상기 잉크 또는 조성물을 강화시키기 위해 사용되는 특정 기술, 둘 모두에 접근함으로써, 비로소 제조될 수 있다.
특히 눈에 띄는 광학 효과는, 보안 특징이 시야각과 같은 시각 조건의 변화 시 이의 외관을 변화시키는 경우에 달성될 수 있다. 하나의 예는 US 2005/0106367에 개시된 소위 "롤링 바(rolling bar)" 효과이다. "롤링 바" 효과는 코팅 전체에 걸쳐 곡면을 모방하는 안료 입자 배향에 기반한다. 관찰자는 이미지가 기울어짐에 따라 관찰자에 가까워지거나 멀어지는 정반사 영역을 본다. 이러한 효과는 오늘날 각각 5 유로 지폐의 "5" 및 10 유로 지폐의 "10"과 같이, 지폐 상의 다수의 보안 요소에 활용된다. 고리와 같은 루프-형(loop-shaped) 본체의 인상을 제공하는 동적 광학 효과의 다른 예는 WO 2014/108403 A2 및 WO 2014/108404 A2에 개시된 것들이다.
EP 2 846 932 B1은 광학 효과층(OEL)뿐만 아니라 상기 OEL을 제조하기 위한 디바이스 및 공정을 개시한다. 개시된 OEL은 상기 OEL을 포함하는 기재가 기울어질 때 움직이는 밝은 영역 및 어두운 영역의 패턴의 광학 인상을 제공하고, 상기 밝은 영역 및 어두운 영역의 패턴은 기울어진 방향과 동일한 방향으로 움직인다.
잉크 또는 코팅 조성물에 자기적으로 배향된 자성 또는 자화성 안료 입자에 기반하는 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 자성 어셈블리 및 공정에 대한 필요성이 남아 있으며, 여기서 상기 자성 어셈블리 및 공정은 위조자가 이용할 수 있는 장비로는 대량 제조가 어려우며 동적 효과를 나타내는 OEL의 제조를 가능하게 하면서도 높은 제조 속도로 작업할 수 있고, 실행하기 쉬우면서 신뢰성이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 기재(substrate)(x20) 상에 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 자성 어셈블리(x00)로서, - 상기 자성 어셈블리(x00)는 제1 평면(P)에 대해 적어도 부분적으로 평행한 배향으로 기재(x20)를 수용하도록 구성됨 -
a) 동일한 방향을 향하는 N극을 갖고 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 자축을 갖는 적어도 4개의 제1 쌍극자 자석(x31)을 포함하고, 상기 제1 쌍극자 자석(x31)은 서로 이격되는, 제1 자기장 발생 디바이스(x30)
- 각각의 제1 쌍극자 자석(x31)이 적어도 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi(i = 1, 2, ...) 및 적어도 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj(j = 1, 2, ...)의 교차점에 배열되고, 직선 αi 및 βj는 격자를 형성하고,
적어도 2개의 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi 중 하나에 배치되고, 적어도 2개의 다른 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi 중 또 다른 하나에 배치되며,
상기 제1 쌍극자 자석(x31)의 자축이 실질적으로 평행한 직선 αi에 대해 실질적으로 평행하게 배향되고,
상기 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 제1 쌍극자 자석(x31)이 제1 지지 매트릭스(x32) 내에 부분적으로 또는 완전히 내장됨 -; 및
b) 제1 평면에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 자축을 갖는 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하고, 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)이 제2 지지 매트릭스(x42) 내에 부분적으로 또는 완전히 내장되는, 제2 자기장 발생 디바이스(x40)
- 상기 제2 자기장 발생 디바이스(x40)가 제1 자기장 발생 디바이스(x30) 아래에 배치되고,
각각의 직선 αi 및 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)의 자축의 벡터 합 H가 서로에 대해서 실질적으로 비-평행하고 실질적으로 비-수직임 - 를 포함하는, 자성 어셈블리(x00)를 제공하는 것이다.
또한, 본원은 본원에 기재된 기재 상에 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 본원에 기재된 자성 어셈블리(x00)의 용도를 기재한다.
또한, 본원은 본원에 기재된 자성 어셈블리(x00)를 적어도 하나 포함하는 회전 자성 실린더를 포함하는 인쇄 장치 또는 본원에 기재된 자성 어셈블리(x00)를 적어도 하나 포함하는 평상형 인쇄 유닛을 포함하는 인쇄 장치를 기재한다.
또한, 본원은 본원에 기재된 기재(x20) 상에 본원에 기재된 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 공정을 제공하고, 상기 공정은,
i) 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하고, 방사선 경화성(curable) 코팅 조성물을 기재(x20) 표면 상에 도포하여, 코팅층(x10)을 형성하는 단계 - 상기 방사선 경화성 코팅 조성물은 제1 상태에 있음 -;
ii) 방사선 경화성 코팅 조성물을 본원에 기재된 정적 자성 어셈블리(x00)의 자기장에 노출시켜, 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부를 배향시키는 단계; 및
iii) 단계 ii)의 방사선 경화성 코팅 조성물을 제2 상태로 적어도 부분적으로 경화시켜(curing), 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 이들의 채택된 위치 및 배향으로 고정시키는 단계를 포함한다.
또한, 본원은 본원에 기재된 공정에 의해 제조된 광학 효과층(OEL)을 기재한다.
또한, 본원은 보안 문서 또는 장식 요소나 물체를 제조하는 공정을 기재하고, 상기 공정은 a) 보안 문서 또는 장식 요소나 물체를 제공하는 단계 및 b) 본원에 기재된 것, 특히 본원에 기재된 공정에 의해 수득되는 것과 같은 광학 효과층(OEL)이 보안 문서 또는 장식 요소나 물체에 의해 포함되도록 이를 제공하는 단계를 포함한다.
도 1a-b는 제1 지지 매트릭스(132) 및 4개의 제1 쌍극자 자석(131i-j: 1311-1, 1311-2, 1312-1, 1312-2)를 포함하는 제1 자기장 발생 디바이스(130)의 상면도를 모식적으로 도시하고, 여기서 상기 4개의 제1 쌍극자 자석(1311-1, 1311-2, 1312-1, 1312-2)의 각각, 특히 이들 각각의 중심(C131)은 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi(i= 1 및 2; α1 및 α2) 및 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj(j = 1 및 2; β1 및 β2)를 포함하는 격자의 교차점에 배열되고; 직선 αi는 직선 βj(도 1a)에 대해 실질적으로 수직이거나 직선 βj(도 1b)에 대해 실질적으로 수직이 아니다.
도 2a-b는 제1 지지 매트릭스(232) 및 6개의 제1 쌍극자 자석(231i-j: 2311-1, 2311-2, 2311-3, 2312-1, 2312-2, 2312-3)을 포함하는 제1 자기장 발생 디바이스(230)의 상면도를 모식적으로 도시하고, 여기서 상기 6개의 제1 쌍극자 자석(231)의 각각, 특히 이들 각각의 중심(C231)은 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi(i = 1 및 2; α1 및 α2) 및 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj(j = 1, 2 및 3; β1, β2 및 β3)를 포함하는 격자의 교차점에 배열되고; 직선 αi는 직선 βj(도 2a)에 대해 실질적으로 수직이거나 직선 βj(도 2b)에 대해 실질적으로 수직이 아니다.
도 3a-b는 제1 지지 매트릭스(332) 및 6개의 제1 쌍극자 자석(331i-j: 3311-1, 3311-2, 3312-1, 3312-2, 3313-1, 3313-2)을 포함하는 제1 자기장 발생 디바이스(330)의 상면도를 모식적으로 도시하고, 여기서 상기 6개의 제1 쌍극자 자석(331)의 각각, 특히 이들 각각의 중심(C331)은 3개의 실질적으로 평행한 직선 αi(i = 1, 2 및 3; α1, α2 및 α3) 및 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj(j= 1 및 2; β1 및 β2)를 포함하는 격자의 교차점에 배열되고; 직선 αi는 직선 βj(도 3a)에 대해 실질적으로 수직이거나 직선 βj(도 3b)에 대해 실질적으로 수직이 아니다.
도 4a-b는 제1 지지 매트릭스(432) 및 9개의 제1 쌍극자 자석(431i-j: 4311-1, 4311-2, 4311-3, 4312-1, 4312-2, 4312-3, 4313-1, 4313-2, 4313-3)을 포함하는 제1 자기장 발생 디바이스(430)의 상면도를 모식적으로 도시하고, 여기서 상기 9개의 제1 쌍극자 자석(431)의 각각, 특히 이들 각각의 중심(C431)은 3개의 실질적으로 평행한 직선 αi(i = 1, 2 및 3; α1, α2 및 α3) 및 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj(j = 1, 2 및 3; β1, β2 및 β3)를 포함하는 격자의 교차점에 배열되고; 직선 αi는 직선 βj(도 4a)에 대해 실질적으로 수직이거나 직선 βj(도 4b)에 대해 실질적으로 수직이 아니다.
도 5a-d는 제1 지지 매트릭스(532), 제1 쌍극자 자석(5311-1, 5311-2, ...) 및 1개 이상의 제3 쌍극자 자석(533)을 포함하는 제1 자기장 발생 디바이스(530)의 상면도를 모식적으로 도시하고, 여기서 상기 제1 쌍극자 자석(531), 특히 이들 각각의 중심(C531)은 2개(도 5a) 또는 3개(도 5b-d)의 실질적으로 평행한 직선 αi(i = 1, 2 및 3; α1, α2 및 α3) 및 2개 또는 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj(j = 1 및 2; β1 및 β2)의 격자의 교차점에 배열되고; 직선 αi는 직선 βj에 대해 실질적으로 수직이거나 직선 βj에 대해 실질적으로 수직이 아니고(도시하지 않음), 1개 이상의 제3 쌍극자 자석(533)은 격자의 교차점과 상이한 위치에서 격자 내에 배열된다.
도 6a-c는 기재(620) 상의 비교 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 자성 어셈블리(600)를 모식적으로 도시한다. 자성 어셈블리(600)는, 동일한 방향을 향하는 이의 N극을 갖고 기재(620) 표면에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 자축을 가지며 제1 지지 매트릭스(632) 내에 내장되는 41개의 제1 쌍극자 자석(6311, ..., 63141)을 포함하는 제1 자기장 발생 디바이스(630); 및 기재(620)에 대해 실질적으로 평행한 이의 자축을 갖고 제2 지지 매트릭스(642) 내에 내장되는 제2 쌍극자 자석(641)을 포함하는 제2 자기장 발생 디바이스(640)를 포함하고, 여기서 41개의 제1 쌍극자 자석(6311, ..., 63141) 각각, 특히 이들 각각의 중심은 9개의 평행한 직선 αi(i = 1, ..., 9; α1 내지 α9) 및 9개의 평행한 직선 βj(j = 1, ..., 9; β1 내지 β9)를 포함하는 격자의 교차점에 배열되고, 상기 직선 αi는 직선 βj에 대해 수직이다. 제1 쌍극자 자석(6311, ..., 63141) 및 제2 쌍극자 자석(642)은, 각각의 직선 αi 및 제2 쌍극자 자석(641)의 자축의 벡터 합 H가 0˚ 값을 갖는 각도 γ를 형성하는 방식, 즉, 각각의 직선 αi 및 벡터 합 H가 서로에 대해 평행한, 그러한 방식으로 배열된다.
도 7a-b는 기재(720) 상에 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 자성 어셈블리(700)를 모식적으로 도시한다. 자성 어셈블리(700)는, 동일한 방향을 향하는 이의 N극을 갖고 기재(720) 표면에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 이의 자축을 가지며 제1 지지 매트릭스(732) 내에 내장되는 41개의 제1 쌍극자 자석(7311, ...,73141)을 포함하는 제1 자기장 발생 디바이스(730); 및 기재(720)에 대해 실질적으로 평행한 이의 자축을 갖고 제2 지지 매트릭스(742) 내에 내장되는 제2 쌍극자 자석(741)을 포함하는 제2 자기장 발생 디바이스(740)를 포함하고, 여기서 41개의 제1 쌍극자 자석(7311, ..., 73141) 각각, 특히 이들 각각의 중심은 9개의 선 αi(i = 1, ..., 9; α1 내지 α9) 및 9개의 선 βj(j = 1, ..., 9; β1 내지 β9)를 포함하는 격자의 교차점에 배열되고, 상기 직선 αi는 직선 βj에 대해 수직이다. 제1 쌍극자 자석(7311, ..., 73141) 및 제2 쌍극자 자석(742)은, 각각의 직선 αi 및 제2 쌍극자 자석(741)의 자축의 벡터 합 H가 60˚ 값을 갖는 각도 γ를 형성하는 방식, 즉, 각각의 직선 αi 및 벡터 합 H가 서로에 대해 실질적으로 비-평행하며 실질적으로 비-수직인, 그러한 방식으로 배열된다.
도 8은 기재(820) 상에 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 자성 어셈블리(800)를 모식적으로 도시한다. 자성 어셈블리(800)는 동일한 방향을 향하는 이의 N극을 갖고 기재(820) 표면에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 이의 자축을 가지며 제1 지지 매트릭스(832) 내에 내장되는 41개의 제1 쌍극자 자석(8311, ..., 83141)을 포함하는 제1 자기장 발생 디바이스(830); 및 기재(820)에 대해 실질적으로 평행한 이의 자축을 갖고 제2 지지 매트릭스(842) 내에 내장되는 2개의 제2 쌍극자 자석(8411 및 8412)을 포함하는 제2 자기장 발생 디바이스(840)를 포함하고, 여기서 41개의 제1 쌍극자 자석(8311, ..., 83141) 각각, 특히 이들 각각의 중심은 9개의 선 αi(i = 1, ..., 9; α1 내지 α9) 및 9개의 선 βj(j = 1, ..., 9; β1 내지 β9)를 포함하는 격자의 교차점에 배열되고, 상기 직선 αi는 직선 βj에 대해 수직이다. 제1 쌍극자 자석(8311, ..., 83141) 및 제2 쌍극자 자석(8411 및 8412)은, 각각의 직선 αi 및 제2 쌍극자 자석(841)의 자축의 벡터 합 H가 45˚ 값을 갖는 각도 γ를 형성하는 방식, 즉, 각각의 직선 αi 및 벡터 합 H가 서로에 대해 실질적으로 비-평행하며 실질적으로 비-수직인, 그러한 방식으로 배열된다.
도 9a 및 9b-d은 도 6-8에 도시된 장치를 사용하여 수득된 OEL을 도 9a에 도시된 바와 같이 -20˚ 내지 +20˚의 상이한 시야각에서 관찰한 사진을 도시한다.
정의
이하의 정의가 본원에서 사용되고 청구범위에서 인용된 용어의 의미에 적용된다.
본원에 사용된 바와 같이, 부정 관사 "a"는 하나뿐 아니라 하나 초과를 나타내고, 이의 지시대명사를 단수형으로 반드시 한정하지 않는다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약"은 해당 양 또는 값이 지정된 특정 값 또는 그 근처의 일부 다른 값일 수 있음을 의미한다. 일반적으로, 특정 값을 표시하는 용어 "약"은 해당 값의 ± 5% 이내의 범위를 나타내려는 것이다. 하나의 예로서, 어구 "약 100" 은 100 ± 5의 범위, 즉, 95 내지 105의 범위를 나타낸다. 일반적으로, 용어 "약"이 사용될 때, 본 발명에 따라 유사한 결과 또는 효과가 나타낸 값의 ± 5%의 범위 이내로 얻어질 수 있을 것이 예측될 수 있다.
용어 "실질적으로 평행"/"실질적으로 비-평행"은 평행 정렬로부터 10˚ 이하로 벗어나는 것을 지칭하고, 용어 "실질적으로 수직"/"실질적으로 비-수직"은 수직 정렬로부터 10˚ 이하로 벗어나는 것을 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 용어에 의해 연결되는 요소 둘 모두 또는 단 하나가 존재함을 의미한다. 예를 들어, "A 및/또는 B"는 "A만, 또는 B만, 또는 A와 B 둘 모두"를 의미할 것이다. "A만"의 경우에, 상기 용어는 또한 B가 없는 가능성, 즉 "B가 없고 A만"을 포괄한다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "포함하는(comprising)"은 비-배타적이며 확장 가능(open-ended)인 것으로 의도된다. 따라서, 예를 들어, 화합물 A를 포함하는 용액 조성물은 A 외의 다른 화합물을 포함할 수 있다. 그러나, 용어 "포함하는"은 또한 이의 특별한 실시양태로서, 더 제한적 의미인 "본질적으로 구성된(consisting essentially of)" 및 "구성된(consisting of)"을 포괄하여, 예를 들어, "A, B 및 선택적으로 C를 포함하는 조성물"은 또한 (본질적으로) A 및 B로 구성되거나, (본질적으로) A, B 및 C로 구성될 수 있다.
용어 "코팅 조성물"은 고체 기재 상에, 코팅, 특히 본원에 기재된 광학 효과층(OEL)을 형성할 수 있으며, 바람직하지만 비배타적으로, 인쇄 공정에 의해 도포될 수 있는 임의의 조성물을 지칭한다. 본원에 기재된 코팅 조성물은 적어도 복수의 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자 및 결합제를 포함한다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "광학 효과층(OEL)"은 적어도 복수의 자기적으로 배향된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자 및 결합제를 포함하는 층을 나타내며, 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자는 상기 결합제 내에서 위치와 배향이 고정 또는 동결(고정/동결)된다.
본원의 맥락에서, "안료 입자"는 잉크 또는 코팅 조성물에 불용성이고, 후자에 특정 스펙트럼 특성(예를 들어, 불투명성, 색상 또는 색이동(colorshift))을 제공하는 미립자 재료를 나타낸다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "자축"은 자석의 N극("N"으로 나타내고/내거나 어두운 회색으로 채색됨) 및 S극("S"로 나타내고/내거나 밝은 회색으로 채색됨)을 연결하며 S극에서 N극으로 향하는 단위 벡터를 나타낸다(Handbook of Physics, Springer 2002, page 463). 도 6a, 7a 및 8에서, 제2 쌍극자 자석의 자축은 N극에 해당하는 단부를 가진 화살표로 도시된다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "벡터 합"은 둘 이상의 자축의 더하기로부터 생성되는 벡터를 나타내며, 상기 더하기는 벡터 기하학의 규칙을 따른다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "적어도"는 결정된 수량 또는 상기 수량 초과의 것을 정의하며, 예를 들어 "적어도 하나"는 하나, 둘 또는 셋 등을 의미한다.
용어 "보안 문서"는 적어도 하나의 보안 특징에 의해 위조 또는 사기에 대해 보호되는 문서를 지칭한다. 보안 문서의 예는, 비제한적으로 통화, 유가 문서, 신원 문서 등을 포함한다.
용어 "보안 특징"은 문서 또는 이를 갖는 물품의 인증에 사용될 수 있는 노출 또는 은폐 이미지, 패턴 또는 그래픽 요소를 나타낸다.
본원이 "바람직한" 실시양태/특징을 지칭하는 경우, 이러한 "바람직한" 실시양태/특징의 조합이 기술적으로 의미가 있는 한, 이들 "바람직한" 실시양태/특징의 조합 또한 바람직한 바와 같이 개시된 것으로 간주되어야 한다.
본 발명은 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 자성 어셈블리(x00) 및 상기 자성 어셈블리(x00)를 사용하는 공정을 제공하고, 상기 OEL은 복수의 비-무작위적으로 배향된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하고, 상기 안료 입자는 강화/경화된 재료 및 이의 수득된 광학 효과층(OEL) 내에 분산된다. 상기 자성 또는 자화성 안료 입자의 배향 패턴으로 인해, 본원에 기재된 광학 효과층 OEL은 상기 OEL을 가진 기재가 수직/경도 축에 대해 기울어질 때 사선 방향으로 이동하고/하거나 나타나고/나거나 사라질 뿐만 아니라, 상기 OEL을 가진 기재가 수평/위도 축에 대해 기울어질 때 사선 방향으로 이동하고/하거나 나타나고/나거나 사라지는 복수의 어두운 반점과 복수의 밝은 반점의 광학 인상을 제공한다. 다시 말해서, 본원에 기재된 광학 효과층 OEL은 상기 OEL을 가진 기재가 2개의 직각 축, 즉, 수평/위도 축 및 수직/경도 축에 대해 기울어질 때, 2개의 방향(경도 및 위도 방향)으로 이동하고/하거나, 나타나고/나거나 사라지는 복수의 어두운 반점과 복수의 밝은 반점의 광학 인상을 제공한다.
본원에 기재된 자성 어셈블리(x00)는 본원에 기재된 기재(x20) 상에 OEL의 제조를 가능하게 하며, 상기 자성 어셈블리(x00)는 본원에 기재된 OEL을 제조하기 위해서 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향시키는 데 사용된다. 본원에 기재된 자성 어셈블리(x00)는 적어도 a) 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30) 및 b) 본원에 기재된 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 상호작용에 기반하고, 이들은 상호간에 비스듬한(skew) 자축을 갖고, 즉, 자축이 서로에 대해 실질적으로 비-평행하면서 서로에 대해 실질적으로 비-수직이다.
제2 자기장 발생 디바이스(x40)는 제1 자기장 발생 디바이스(x30) 아래에 배치된다. 다시 말해서, 본원에 기재된 광학 효과층(OEL)을 제조하는 과정 동안에, 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅층(x10)을 가진 기재(x20)는 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 상부 위에 배치되고, 상기 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 상부 위에 배치된다. 바람직하게는, 제1(x30) 및 제2(x40) 자기장 발생 디바이스는 서로에 대해 실질적으로 중심에 위치되며, 즉, 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30) 및 제2 자기장 발생 디바이스(x40)가 적층되고, 바람직하게는 동축 정렬된다.
본원에 기재된 자성 어셈블리(x00)는 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)를 포함하고, 상기 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 본원에 기재된 제1 지지 매트릭스(x32) 내에 부분적으로 또는 완전히 내장된 4개 이상의 제1 쌍극자 자석(x31)을 포함한다. 도 1-8에서 예를 들어 도시된 바와 같이, 각각의 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은 격자의 교차점에 배열되고, 상기 격자는 적어도 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi 및 적어도 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj를 포함하며, 이때 i가 1, 2 등이고, j가 1, 2 등이다. 본원에 기재된 격자는 서로 교차하여 정사각형, 직사각형 또는 평행사변형의 형상을 갖는 셀을 형성하는 직선 αi 및 βj의 패턴에 해당한다. 하나의 실시양태에 따르며, 도 1-5에 예를 들어 도시된 바와 같이, 각각의 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은 격자의 교차점에 배열되고, 상기 격자의 교차점 각각은 제1 쌍극자 자석(x31)을 포함한다. 또 다른 실시양태에 따르고, 도 6a, 7a 및 8에 예를 들어 도시된 바와 같이, 각각의 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은 격자의 교차점에 배열되지만, 상기 격자의 교차점의 일부는 제1 쌍극자 자석(x31)을 포함하지 않는다.
적어도 2개의 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은 실질적으로 평행한 직선 αi 중 하나에 배치되고, 적어도 2개의 다른 추가 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은 실질적으로 평행한 직선 αi 중 또 다른 하나에 배치된다. 다시 말해서, 실질적으로 평행한 직선 αi 각각에 적어도 2개의 제1 쌍극자 자석(x31)이 있다.
제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)이 본원에 기재된 적어도 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi 및 적어도 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj를 포함하는 격자의 교차점에 배치되고, 직선 αi가 직선 βj를 교차하기 때문에, 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)이 직선 βj에도 배치된다.
도 1a-b에서, 제1 자기장 발생 디바이스(130)는 제1 지지 매트릭스(132)에 내장된 4개의 제1 쌍극자 자석(1311-1, 1311-2, 1312-1, 1312-2)을 포함하고, 상기 제1 쌍극자 자석(1311-1, 1311-2, 1312-1, 1312-2)은 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1 및 α2) 및 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1 및 β2)를 포함하는 격자의 교차점에 배치된다. 도 2a-b에서, 제1 자기장 발생 디바이스(230)는 제1 지지 매트릭스(232)에 내장된 6개의 제1 쌍극자 자석(2311-1, 2311-2, 2311-3, 2312-1, 2312-2, 2312-3)을 포함하고, 상기 제1 쌍극자 자석(2311-1, 2311-2, 2311-3, 2312-1, 2312-2, 2312-3)은 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1 및 α2) 및 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1, β2 및 β3)를 포함하는 격자의 교차점에 배치된다. 도 3a-b에서, 제1 자기장 발생 디바이스(330)는 제1 지지 매트릭스(332)에 내장된 6개의 제1 쌍극자 자석(3311-1, 3311-2, 3312-1, 3312-2, 3313-1, 3313-2)을 포함하고, 상기 쌍극자 자석(3311-1, 3311-2, 3312-1, 3312-2, 3313-1, 3313-2)은 3개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1, α2 및 α3) 및 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1 및 β2)를 포함하는 격자의 교차점에 배치된다. 도 4a-b에서, 제1 자기장 발생 디바이스(430)는 제1 지지 매트릭스(432)에 내장된 9개의 제1 쌍극자 자석(4311-1, 4311-2, 4311-3, 4312-1, 4312-2, 4312-3, 4313-1, 4313-2, 4313-3)을 포함하고, 상기 제1 쌍극자 자석(4311-1, 4311-2, 4311-3, 4312-1, 4312-2, 4312-3, 4313-1, 4313-2, 4313-3)은 3개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1,α2 및 α3) 및 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1, β2 및 β3)를 포함하는 격자의 교차점에 배치된다.
실질적으로 평행한 직선 αi는 서로에 대해 실질적으로 평행하고, 실질적으로 평행한 직선 βj는 서로에 대해 실질적으로 평행하다. 도 1a, 2a, 3a 및 4a에서 예를 들어 도시된 하나의 실시양태에 따르면, 상기 직선 αi는 상기 직선 β2에 대해 실질적으로 수직이고, 즉, 직선 αi 및 직선 βj 사이에 형성되는 각도가 90˚이고, 이에 따라 정사각형 또는 직사각형의 형상을 갖는 셀을 포함하는 격자를 형성한다. 도 1b, 2b, 3b 및 4b 에서 예를 들어 도시된 또 다른 실시양태에 따르면, 상기 직선 αi는 상기 직선 βj에 대해 실질적으로 수직이 아니고, 즉, 직선 αi 및 직선 βj 사이에 형성되는 각도가 90˚가 아니고, 이에 따라 평행사변형의 형상을 갖는 셀을 포함하는 격자를 형성한다.
적어도 4개의 제1 쌍극자 자석(x31)이 제1 자기장 발생 디바이스(x30)에 포함된 도 1a-b에서 예를 들어 도시된 하나의 실시양태에 따르면, 각각의 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은, 적어도 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1 및 α2) 및 적어도 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1 및 β2)의 교차점에 배열되고, 직선 αi는 서로에 대해 실질적으로 평행하고, 직선 βj는 서로에 대해 실질적으로 평행하고, 직선 αi 및 βj는 격자(즉, 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1 및 α2) 및 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1 및 β2)를 포함하는 격자)를 형성한다. 적어도 2개의 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은, 직선 αi 중 하나(α1)에 배치되고, 적어도 2개의 다른 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi 중 또 다른 하나(α2)에 배치된다.
적어도 6개의 제1 쌍극자 자석(x31)이 제1 자기장 발생 디바이스(x30)에 포함된 도 2a-b에서 예를 들어 도시된 또 다른 실시양태에 따르면, 각각의 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은 적어도 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1 및 α2) 및 적어도 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1, β2 및 β3)의 교차점에 배열되고, 직선 αi 및 βj는 격자(즉, 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1 및 α2) 및 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1 및 β2)를 포함하는 격자)를 형성한다. 적어도 3개의 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은 직선 αi 중 하나(α1)에 배치되고, 적어도 3개의 다른 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi의 또 다른 하나(α2)에 배치된다.
적어도 6개의 제1 쌍극자 자석(x31)이 제1 자기장 발생 디바이스(x30)에 포함된 도 3a-b에서 예를 들어 도시된 또 다른 실시양태에 따르면, 각각의 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은 적어도 3개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1, α2 및 α3) 및 적어도 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1 및 β2)의 교차점에 배열되고, 직선 αi 및 βj는 격자(즉, 3개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1, α2 및 α3) 및 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1 및 β2)를 포함하는 격자)를 형성한다. 적어도 2개의 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은 직선 αi 중 하나(α1)에 배치되고, 적어도 2개의 다른 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi의 다른 하나(α2)에 배치되고, 적어도 2개의 다른 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi의 또 다른 하나(α3)에 배치된다.
적어도 9개의 제1 쌍극자 자석(x31)이 제1 자기장 발생 디바이스(x30)에 포함된 도 4a-b에서 예를 들어 도시된 또 다른 실시양태에 따르면, 각각의 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은 적어도 3개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1, α2 및 α3) 및 적어도 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1, β2및 β3)의 교차점에 배열되고, 직선 αi 및 βj는 격자(즉, 3개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1, α2 및 α3) 및 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1, β2및 β3)를 포함하는 격자)를 형성한다. 적어도 3개의 제1 쌍극자 자석(x31), 특히 이들 각각의 중심(Cx31)은 직선 αi 중 하나(α1)에 배치되고, 적어도 3개의 다른 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi의 다른 하나(α2)에 배치되고, 적어도 3개의 다른 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi의 또 다른 하나(α3)에 배치된다.
격자가 실질적으로 평행한 직선 αi를 2개 초과로 포함하는 경우, 이웃하는 선 αi 사이의 거리는 동일할 수 있거나 상이할 수 있다. 도 3a-b, 4a-b 및 5에서, 이웃하는 선 αi 사이의 거리 d1 및 d2(즉, α1과 α2 사이의 거리 d1 및 α2와 α3 사이의 거리 d2)는 동일한 값을 가질 수 있거나 상이한 값을 가질 수 있다.
격자가 실질적으로 평행한 직선 βj를 2개 초과로 포함하는 경우, 이웃하는 선 βj 사이의 거리는 동일할 수 있거나 상이할 수 있다. 도 2a-b, 4a-b 및 5에서, 이웃하는 선 βj 사이의 거리 e1 및 e2(즉, β1과 β2 사이의 거리 e1 및 β2와 β3 사이의 거리 e2)는 동일한 값을 가질 수 있거나 상이한 값을 가질 수 있다.
2개의 실질적으로 평행한 직선 αi 사이의 거리 및 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj 사이의 거리는 동일할 수 있거나 상이할 수 있다.
본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 모든 제1 쌍극자 자석(x31)은 동일한 방향을 향하는 이들의 N극을 갖고 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 이들의 자축을 갖는다(즉, 자성 어셈블리(x00)가 본원에 기재된 공정을 위해 사용될 경우, 기재(x20) 표면에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 이들의 자축을 가짐). 모든 제1 쌍극자 자석(x31)의 자축은 실질적으로 평행한 직선 αi에 대해 실질적으로 평행하게 배향된다.
각각의 직선 αi 및/또는 각각의 직선 βj에서, 본원에 기재된 제1 쌍극자 자석(x31)은 서로 이격되며, 즉, 이들이 인접하지 않는다. 각각의 제1 쌍극자 자석은 이의/이들 각각의 이웃하는 자석으로부터 간격을 두고, 즉 0 초과의 거리만큼 분리된다.
하나의 실시양태에 따르면, 각각의 직선 αi에서, 본원에 기재된 제1 쌍극자 자석(x31)은 서로 이격되며, 즉, 이들이 인접하지 않는다. 각각의 제1 쌍극자 자석은 이의/이들 각각의 이웃하는 자석으로부터 간격을 두고, 즉 0 초과, 바람직하게는 약 0.1 mm 내지 10 mm, 보다 바람직하게는 약 0.2 mm 내지 6 mm의 거리만큼 분리된다. 하나의 실시양태에 따르면, 각각의 직선 βj에서, 본원에 기재된 제1 쌍극자 자석(x31)은 서로 이격되며, 즉, 이들이 인접하지 않는다. 각각의 제1 쌍극자 자석은 이의/이들 각각의 이웃하는 자석에 대해 간격을 두고, 즉 0 초과, 바람직하게는 약 0.1 mm 내지 10 mm, 보다 바람직하게는 약 0.2 mm 내지 6 mm의 거리만큼 분리된다. 하나의 실시양태에 따르면, 각각의 직선 αi 및 각각의 직선 βj에서, 본원에 기재된 제1 쌍극자 자석(x31)은 서로 이격되며, 즉, 이들이 인접하지 않는다. 각각의 제1 쌍극자 자석은 이의/이들 각각의 이웃하는 자석에 대해 간격을 두고, 즉 0 초과의 거리만큼 분리되며, 상기 거리는 독립적으로 바람직하게는 약 0.1 mm 내지 10 mm, 독립적으로 보다 바람직하게는 약 0.2 mm 내지 6 mm이다.
본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 제1 쌍극자 자석(x31)은 동일한 형상을 가질 수 있고, 동일한 치수를 가질 수 있으며, 동일한 재료로 제조될 수 있다.
도 1a-b에서 예를 들어 도시된 하나의 실시양태에 따르면, 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1 및 α2) 및 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1 및 β2)를 포함하는 격자의 교차점에 배열된 적어도 4개의 제1 쌍극자 자석 x31i(x311, x312, ...)를 포함하고, 상기 4개의 제1 쌍극자 자석(x31)은 동일한 방향을 향하는 이들의 N극을 갖고, 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행(즉, 기재(x20) 표면에 실질적으로 평행)하도록 배향된 이들의 자축을 갖는다. 적어도 4개의 제1 쌍극자 자석 x31i(x311, x312, ...)은 격자의 교차점에 배열된 이들의 각각의 중심(Cx31)을 갖는다. 직선 αi(α1 및 α2)는 직선 βj(β1 및 β2)에 대해 실질적으로 수직이거나(도 1a 참조), 직선 βj(β1 및 β2)에 대해 실질적으로 수직이 아니다(도 1b 참조).
도 2a-b에서 예를 들어 도시된 하나의 실시양태에 따르면, 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1 및 α2) 및 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1, β2 및 β3)를 포함하는 격자의 교차점에 배열된 적어도 6개의 제1 쌍극자 자석(x31)을 포함하고, 상기 6개의 제1 쌍극자 자석(x31)은 동일한 방향을 향하는 이들의 N극을 갖고, 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행(즉, 기재(x20) 표면에 실질적으로 평행)하도록 배향된 이들의 자축을 갖는다. 적어도 6개의 제1 쌍극자 자석 x31i(x311, x312, ...)은 격자의 교차점에 배열된 이들의 각각의 중심(Cx31)을 갖는다. 직선 αi(α1 및 α2)는 직선 βj(β1, β2 및 β3)에 대해 실질적으로 수직이거나(도 2a 참조), 직선 βj(β1, β2 및 β3)에 대해 실질적으로 수직이 아니다(도 2b 참조).
도 3a-b에서 예를 들어 도시된 하나의 실시양태에 따르면, 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 3개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1, α2 및 α3) 및 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1 및 β2)를 포함하는 격자의 교차점에 배열된 적어도 6개의 제1 쌍극자 자석(x31)을 포함하고, 상기 6개의 제1 쌍극자 자석(x31)은 동일한 방향을 향하는 이들의 N극을 갖고, 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행(즉, 기재(x20) 표면에 실질적으로 평행)하도록 배향된 이들의 자축을 갖는다. 적어도 6개의 제1 쌍극자 자석 x31i(x311, x312, ...)은 격자의 교차점에 배열된 이들의 각각의 중심(Cx31)을 갖는다. 직선 αi(α1, α2 및 α3)는 직선 βj(β1 및 β2)에 대해 실질적으로 수직이거나(도 3a 참조), 직선 βj(β1 및 β2)에 대해 실질적으로 수직이 아니다(도 3b 참조).
도 4a-b에서 예를 들어 도시된 하나의 실시양태에 따르면, 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 3개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1, α2 및 α3) 및 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1, β2 및 β3)를 포함하는 격자의 교차점에 배열된 적어도 9개의 제1 쌍극자 자석(x31)을 포함하고, 상기 9개의 제1 쌍극자 자석(x31)은 동일한 방향을 향하는 이들의 N극을 갖고, 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행(즉, 기재(x20) 표면에 실질적으로 평행)하도록 배향된 이들의 자축을 갖는다. 적어도 9개의 제1 쌍극자 자석 x31i(x311, x312, ...)은 격자의 교차점에 배열된 이들의 각각의 중심(Cx31)을 갖는다. 직선 αi(α1, α2 및 α3)는 직선 βj(β1, β2 및 β3)에 대해 실질적으로 수직이거나(도 4a 참조), 직선 βj(β1, β2 및 β3)에 대해 실질적으로 수직이 아니다(도 4b 참조).
본원에 기재된 제1 쌍극자 자석(x31) 및 본원에 기재된 제1 지지 매트릭스(x32)에 외에도, 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 상기 제1 지지 매트릭스(x32) 내에 부분적으로 또는 완전히 내장된 1개 이상의 제3 쌍극자 자석(x33)을 추가로 포함할 수 있고, 상기 1개 이상의 제3 쌍극자 막대 자석(x33)은 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행(즉, 기재(x20) 표면에 실질적으로 평행)하도록 배향된 이의 자축을 갖고, 상기 1개 이상의 제3 쌍극자 자석(x33)과 상기 제1 쌍극자 자석(x31)은 상이한 방향을 향하는 이들의 N극을 갖는다. 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)가 2개 이상의3 쌍극자 자석(x33)을 포함하는 실시양태의 경우, 상기 2개 이상의 제3 쌍극자 막대 자석(x33)은 동일한 방향을 향하는 이들의 이들의 N극을 갖고 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행(즉, 기재(x20) 표면에 실질적으로 평행)하도록 배향된 이들의 자축을 가지며, 상기 2개 이상의 제3 쌍극자 자석(x33) 및 상기 제1 쌍극자 자석(x31)은 상이한 방향을 향하는 이들의 이들의 N극을 갖는다. 도 5에 도시된 예시의 실시양태에 따르면, 제3 쌍극자 자석(x33)의 개수는 다음과 같다: (직선 α 의 수 - 1) x (직선 β 의 수 - 1), 즉, 도 5a에서, (2-1) x (2-1) = 1이고, 도 5b-d에서 (3-1) x (3-1) = 4이다.
1개 이상의 제3 쌍극자 자석(x33)은 2개 이상의 실질적으로 평행한 직선 αi 및 2개 이상의 실질적으로 평행한 직선 βj를 포함하는 본원에 기재된 격자 내에 배치되고, 본원에 기재된 격자의 상기 2개 이상의 직선 αi 및 βj의 교차점과 상이한 위치에 배치된다. 본원에 기재된 1개 이상의 제3 쌍극자 자석(x33)은 동일한 형상을 가질 수 있고, 동일한 치수를 가질 수 있으며, 동일한 재료로 제조될 수 있다. 본원에 기재된 1개 이상의 제3 쌍극자 자석(x33)은 제1 쌍극자 자석(x31)과 동일한 형상을 가질 수 있고, 이와 동일한 치수를 가질 수 있으며, 이와 동일한 재료로 제조될 수 있다.
도 5a에 도시된 하나의 실시양태에 따르면, 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 1개 이상의 제3 쌍극자 자석(x33)을 포함한다. 도 5b-d에서 예를 들어 도시된 또 다른 실시양태에 따르면, 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 4개 이상의 제3 쌍극자 자석(x33)을 포함하고, 상기 제3 쌍극자 자석(x33)은 비-대칭적 배열(도 5b) 또는 대칭적 배열(도 5c-d)를 갖는 격자 내에 배치된다.
도 5c-d에서 예를 들어 도시된 하나의 실시양태에 따르면, 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 4개 이상의 제3 쌍극자 자석(x33)을 포함하고, 적어도 2개의 제3 쌍극자 자석(x33)은 하나의 직선 σk에 배치되고, 적어도 2개의 다른 제3 쌍극자 자석(x33)은 또 다른 직선 σk에 배치되며, 상기 직선 σk는 서로에 대해 실질적으로 평행하다.
도 5c-d에서 예를 들어 도시된 하나의 실시양태에 따르면, 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 적어도 9개의 제1 쌍극자 자석(x31) 및 적어도 4개의 제3 쌍극자 자석(x33)을 포함한다. 제1 쌍극자 자석(x31)은 3개의 실질적으로 평행한 직선 αi(α1, α2 및 α3) 및 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj(β1, β2 및 β3)를 포함하는 격자의 교차점에 배열되고, 직선 αi(α1, α2 및 α3)는 직선 βj(β1, β2 및 β3)에 대해 실질적으로 수직이다. 제3 쌍극자 자석(x33)은 2개의 실질적으로 평행한 직선 σk(k = 1 및 2; σ1 및 σ2) 및 2개의 실질적으로 평행한 직선 τl(l = 1 및 2; τ1 및 τ2)을 포함하는 또 다른 격자의 교차점에 배열된다. 바람직하게는, 직선 σk는 αi에 대해 실질적으로 평행하다. 실질적으로 평행한 직선 τl는 (도 5d에 도시된 바와 같이) 실질적으로 평행한 직선 βj에 대해 실질적으로 평행할 수 있거나, (도 5c에 도시된 바와 같이) 실질적으로 평행한 직선 βj에 대해 실질적으로 비-평행할 수 있다. 3개의 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi 중 하나에 배치되고, 3개의 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi 중 다른 하나에 배치되며, 3개의 추가 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi 중 추가로 또 다른 하나에 배치된다. 2개의 제3 쌍극자 자석(x33)은 직선 σk 중 하나에 배치되고, 상기 제3 쌍극자 자석(x33) 중 2개는 직선 σk 중 또 다른 하나에 배치된다. 제1 쌍극자 자석(x31)은 동일한 방향을 향하는 이들의 N극을 갖고, 기재(x20) 표면에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 이들의 자축을 갖는다. 제3 쌍극자 자석(x33)은 동일한 방향을 향하는 이들의 N극을 갖고, 기재(x20) 표면에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 이들의 자축을 가지며, 상기 제3 쌍극자 자석(x33) 및 상기 제1 쌍극자 자석(x31)은 상이한 방향을 향하는 이들의 N극을 갖는다. 2개의 이웃하는 실질적으로 평행한 직선 αi 사이의 거리는 바람직하게는 동일하고(즉, d1이 d2와 동일함), 2개의 실질적으로 평행한 직선 σk(σ1 및 σ2) 사이의 거리는 바람직하게는 2개의 이웃하는 실질적으로 평행한 직선 αi 사이의 거리(d1, d2)와 동일하다. 2개의 이웃하는 실질적으로 평행한 직선 βj 사이의 거리는 바람직하게는 동일하고(즉, e1이 e2와 동일함), 2개의 이웃하는 평행한 선 τl 사이의 거리는 바람직하게는 2개의 이웃하는 직선 βj 사이의 거리(e1, e2)와 동일하다.
본원에 기재된 바와 같이, 본원에 기재된 제1 지지 매트릭스(x32)는 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 이격된 제1 쌍극자 자석(x31)과 선택적인 1개 이상의 제3 쌍극자 자석(x33)을 함께 수용하기 위해 사용된다.
자성 어셈블리(x00)는 본원에 기재된 제2 자기장 발생 디바이스(x40)를 포함하고, 상기 제2 자기장 발생 디바이스(x40)는 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 이들의 자축을 갖는 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하고, 상기 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)은 본원에 기재된 제2 지지 매트릭스(x42) 내에 부분적으로 또는 완전히 내장된다.
하나의 실시양태에 따르면, 제2 자기장 발생 디바이스(x40)는 1개의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함한다. 또 다른 실시양태에 따르면, 제2 자기장 발생 디바이스(x40)는 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하고, 각각의 상기 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)은 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 이의 자축을 갖는다. 제2 자기장 발생 디바이스(x40)가 본원에 기재된 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하는 실시양태의 경우, 상기 2개의 제2 쌍극자 자석 중 하나는 바람직하게는 다른 하나의 상부 위에 배치되고, 상기 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)은 바람직하게는 서로에 대해 중심에 위치되며, 즉, 본원의 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)이 적층되고, 보다 바람직하게는 동죽 정렬된다. 제2 자기장 발생 디바이스(x40)가 본원에 기재된 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하는 실시양태의 경우, 상기 2개 이상의 제2 쌍극자 자석은 동일한 방향을 향하는 이들의 N극을 가질 수 있거나, 상이한 방향을 향하는 이들의 N극을 가질 수 있다(예를 들어, 도 8 참조). 제2 자기장 발생 디바이스(x40)가 동일한 방향을 향하는 이들의 N극을 갖는 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하는 실시양태의 경우, 상기 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)은 서로의 상부 위에 배치될 수 있거나 나란히 배열될 수 있고, 상기 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)은 이격될 수 있지만, 바람직하게는 직접 접촉한다. 제2 자기장 발생 디바이스(x40)가 상이한 방향을 향하는 이들의 N극을 갖는 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하는 실시양태의 경우, 상기 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)은 바람직하게는 서로의 상부 위에 배치되고, 상기 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)은 바람직하게는 직접 접촉한다. 도 8에서 예를 들어 도시된 하나의 실시양태에 따르면, 제2 자기장 발생 디바이스(x40)는 본원에 기재된 2개의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하고, 상기 2개의 제2 쌍극자 자석(x41)의 각각은 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 이의 자축을 갖고, 상기 2개의 제2 쌍극자 자석(x41)은 상이한 방향을 향하는 이들의 이들의 N극을 가지며, 상기 2개의 제2 쌍극자 자석(x41) 중 하나는 다른 하나의 상부 위에 배치되고, 상기 2개의 제2 쌍극자 자석(x41)은 서로에 대해 중심에 위치되며, 상기 2개의 제2 쌍극자 자석(x41)은 바람직하게는 직접 접촉한다. 제2 자기장 발생 디바이스(x40)가 본원에 기재된 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하는 실시양태의 경우, 상기 2개의 제2 쌍극자 자석은 동일한 형상을 가질 수 있고, 동일한 치수를 가질 수 있으며, 동일한 소재로 이루어질 수 있거나 상이할 수 있다.
본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 제1 지지 매트릭스(x32) 및 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 제2 지지 매트릭스(x42)는 독립적으로 디스크 또는 정다각형(둥근 모서리 포함 또는 미포함)이나 비정형 다각형(둥근 모서리 포함 또는 미포함)의 형상을 가질 수 있다. 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 제1 지지 매트릭스(x32) 및 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 제2 지지 매트릭스(x42)는 하나 이상의 비-자성 재료로 제조된다. 비-자성 재료는 바람직하게는 비-자성 금속 및 엔지니어링 플라스틱 및 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 비-자성 금속은 비제한적으로 알루미늄, 알루미늄 합금, 황동(구리 및 아연 합금), 티타늄, 티타늄 합금 및 오스테나이트 강(즉, 비-자성 강)을 포함한다. 엔지니어링 플라스틱 및 중합체는 비제한적으로 폴리아릴에테르케톤(PAEK) 및 이의 유도체 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK), 폴리에테르에테르케톤케톤(PEEKK) 및 폴리에테르케톤에테르케톤케톤(PEKEKK); 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리에테르, 코폴리에테르에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 고-밀도 폴리에틸렌(HDPE), 초-고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 공중합체, 플루오린화 및 퍼플루오린화 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 및 액정 중합체를 포함한다. 바람직한 재료는 PEEK(폴리에테르에테르케톤), POM(폴리옥시메틸렌), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), 나일론®(폴리아미드) 및 PPS이다.
제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 자축 및 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 자축은 상기 광학 효과층(OEL)이 제조된 기재(x20) 표면에 대해 실질적으로 평행하고, 상호간에 비스듬하다.
본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 1개 이상의 제1 쌍극자 자석(x31)의 자축의 벡터 합 H1을 갖고, 본원에 기재된 제2 자기장 발생 디바이스(x40)는 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)의 자축의 벡터 합 H2를 갖는다.
각각의 직선 αi 및 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)의 자축의 벡터 합 H2는 서로에 대해 실질적으로 비-평행하고, 실질적으로 비-수직이다. 다시 말해서, [017]과 관련하여, 직선 αi 및 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)의 자축의 벡터 합 H2는 약 10˚ 내지 약 80˚의 범위 또는 약 100˚ 내지 약 170˚의 범위 또는 약 190˚ 내지 약 260˚의 범위, 또는 약 280˚ 내지 약 350˚의 범위의 각도 γ를 형성한다.
제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 제1 쌍극자 자석(x31)의 자축 각각이 직선 αi 각각에서, 실질적으로 평행한 직선 αi를 따라 배향되기 때문에, 상기 직선 αi에 배열된 모든 제1 자석(x31)의 벡터 합은 상기 직선 αi에 대해 평행하고, 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 모든 제1 자석(x31)의 벡터 합 H1은 상기 직선 αi에 대해 평행하다.
제2 자기장 발생 디바이스(x40)가 하나의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하는 실시양태에서, 제1 자기장 발생 디바이스(x30)를 형성하는 제1 쌍극자 자석(x31)의 자축의 벡터 합 H1 및 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 제2 쌍극자 자석(x41)의 벡터 합 H2는 기재(x20) 표면에 대해 실질적으로 평행하고, 상호간에 비스듬하다. 이러한 실시양태의 경우, 각각의 직선 αi 및 제2 쌍극자 자석(x41)의 자축의 벡터 합 H2뿐만 아니라 벡터 합 H1과 벡터 합 H2는 서로에 대해 실질적으로 비-평행하고, 실질적으로 비-수직이다.
제2 자기장 발생 디바이스(x40)가 1개 초과, 즉, 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하는 실시양태에서, 제1 자기장 발생 디바이스(x30)를 형성하는 제1 쌍극자 자석(x31)의 자축의 벡터 합 H1 및 제2 자기장 발생 디바이스(x40)를 형성하는 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)의 자축의 벡터 합 H2는 기재(x20) 표면에 대해 실질적으로 평행하고, 상호간에 비스듬하다. 이러한 실시양태의 경우, 각각의 직선 αi와 1개 초과, 즉, 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)의 자축의 벡터 합 H2뿐만 아니라 벡터 합 H1과 벡터 합 H2는 서로에 대해 실질적으로 비-평행하고, 실질적으로 비-수직이다.
각각의 직선 αi 및 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 벡터 합 H2는 기재(x20) 표면에 대해 실질적으로 평행하고, 상호간에 비스듬하며(도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 이들 사이의 각도를 γ로 나타냄), 서로에 대해 실질적으로 비-평행하며, 실질적으로 비-수직이다. 바람직하게는, 직선 αi와 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)의 자축의 벡터 합 H2뿐만 아니라 벡터 합 H1 및 벡터 합 H2는 서로에 대해 실질적으로 비-평행하고, 실질적으로 비-수직이며, 약 20˚ 내지 약 70˚의 범위 또는 약 110˚ 내지 약 160˚의 범위 또는 약 200˚ 내지 약 250˚의 범위, 또는 약 290˚ 내지 약 340˚의 범위, 보다 바람직하게는 약 30˚ 내지 약 70˚의 범위 또는 약 120˚ 내지 약 150˚의 범위 또는 약 210˚ 내지 약 240˚의 범위, 또는 약 300˚ 내지 약 330˚의 범위의 각도 γ를 형성한다.
바람직하게는 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 제1 쌍극자 자석(x31) 및 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)은 독립적으로 고-보자력(high-coercivity) 재료(강자성 재료로도 지칭됨)로 제조된다. 적합한 고-보자력 재료는 적어도 20 kJ/m3, 바람직하게는 적어도 50 kJ/m3, 보다 바람직하게는 적어도 100 kJ/m3, 보다 더 바람직하게는 적어도 200 kJ/m3의 최대 에너지적(energy product) 값(BH)최대를 갖는 재료이다. 이들은 바람직하게는 예를 들어, 알니코 5(R1-1-1), 알니코 5 DG(R1-1-2), 알니코 5-7(R1-1-3), 알니코 6(R1-1-4), 알니코 8(R1-1-5), 알니코 8 HC(R1-1-7) 및 알니코 9(R1-1-6)와 같은 알니코; 식 MFe12019의 헥사페라이트(예를 들어, 스트론튬 헥사페라이트(SrO*6Fe203) 또는 바륨 헥사페라이트(BaO*6Fe203)), 식 MFe2O4의 경질 페라이트(예를 들어, 코발트 페라이트(CoFe204) 또는 자철석(Fe3O4)로서, 여기서 M이 2가 금속 이온임), 세라믹 8(SI-1-5); RECo5(RE = Sm 또는 Pr), RE2TM17(RE = Sm, TM = Fe, Cu, Co, Zr, Hf), RE2TM14B(RE = Nd, Pr, Dy, TM = Fe, Co)를 포함하는 군으로부터 선택되는 희토류 자성 재료; Fe Cr Co의 비등방성 합금; PtCo, MnAlC, RE 코발트 5/16, RE 코발트 14의 군으로부터 선택되는 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 소결 또는 중합체 결합된 자성 재료로 제조된다. 바람직하게는, 쌍극자 자석의 고-보자력 재료는 희토류 자성 재료로 이루어진 군으로부터 선택되고, 보다 바람직하게는 Nd2Fe14B 및 SmCo5로 이루어진 군으로부터 선택된다. 플라스틱- 또는 고무-형 매트릭스 내, 영구-자성 충전제, 예컨대 스트론튬-헥사페라이트(SrFe12O19) 또는 네오디뮴-철-보론(Nd2Fe14B) 분말을 포함하는 용이하게 작업가능한 영구-자성 복합 재료가 특히 바람직하다.
제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 최상단 표면과 제1 자기장 발생 디바이스(x30)를 대면하는 기재(x20)의 최하단 표면 사이의 거리(h1)는 바람직하게는 약 0.5 mm 내지 약 10 mm, 보다 바람직하게는 약 0.5 mm 내지 약 7 mm 및 보다 더 바람직하게는 약 1 mm 내지 7 mm이다. 본원에 기재된 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 최하단 표면과 본원에 기재된 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 최상단 표면 사이의 거리(h2)는 바람직하게는 약 0 내지 약 10 mm, 보다 바람직하게는 약 0 mm 내지 약 5 mm, 보다 더 바람직하게는 0이다.
본원에 기재된 자성 어셈블리(x00)는 하나 이상의 표시정보(indicia)을 나타내는 표면 릴리프, 인그레이빙 및/또는 컷-아웃을 하나 이상 포함하는 자화된 플레이트를 추가로 포함할 수 있고, 상기 자화된 플레이트는 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 상부 위에 배치된다. 다시 말해서, 본원에 기재된 광학 효과층(OEL)을 제조하는 공정 중에, 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 코팅층(x10)을 갖는 기재(x20)는 자화된 플레이트의 상부 위에 배치되고, 상기 자화된 플레이트는 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 상부 위에 위치되고, 상기 제1 자기장 발생 디바이스(x30)는 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 상부 위에 배치된다. 바람직하게는, 제1 자기장 발생 디바이스(x30), 제2 자기장 발생 디바이스(x40) 및 자화된 플레이트는 서로에 대해 실질적으로 중심에 위치된다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "표시정보"은 디자인 및 패턴을 의미할 것이고, 이들은 비제한적으로, 심볼, 알파벳 숫자 심볼, 모티프, 글자, 단어, 숫자, 로고 및 드로잉을 포함한다. 자화된 플레이트의 하나 이상의 표면 릴리프, 인그레이빙 및/또는 컷-아웃은 본원에 기재된 자성 어셈블리(x00)에 의해 발생되는 자기장을 국소적으로 변경함으로써 비-경화된 상태로 OEL에 전달되는 표시정보를 갖는다. 본 발명을 위해 본원에 기재된 하나 이상의 표면 릴리프, 인그레이빙 및/또는 컷-아웃을 포함하는 자화된 플레이트(x60)의 적합한 예는 WO 2005/002866 A1, WO 2008/046702 A1, WO 2008/139373 A1, WO 2018/019594 A1 및 WO 2018/033512 A1에서 확인할 수 있다.
본원에 기재된 하나 이상의 인그레이빙 및/또는 컷-아웃을 포함하는 자화된 플레이트는 임의의 기계적으로 작업가능한 연-자성(soft-magnetic) 또는 경-자성(hard-magnetic) 재료로 제조될 수 있다. 경-자성 재료는, 비제한적으로, 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 제1 쌍극자 자석(x31) 및 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 제2 쌍극자 자석(x41)에 대해 상술한 것들을 포함한다. 연-자성 재료는 이들의 저 보자력 및 고 투자율(permeability) μ를 특징으로 한다. 이들의 보자력은, 빠른 자화 및 반자화(demagnetization)를 가능하게 하도록, IEC 60404-1:2000에 따라 측정하였을 때, 1000 Am-1 미만이다. 적합한 연-자성 재료는 적어도 5의 최대 상대 투자율 μ R 최대 를 갖고, 여기서 상대 투자율 μ R 은 자유 공간의 투자율 μ0에 대한 재료의 투자율 μ이다(μ R = μ / μ0)(Magnetic materials, Fundamentals and Applications, 2nd Ed., Nicola A. Spaldin, p. 16-17, Cambridge University Press, 2011). 연-자성 재료는 예를 들어, 이하의 핸드북에 기재된다: (1) Handbook of Condensed Matter and Materials Data, Chap. 4.3.2, Soft Magnetic Materials, p. 758-793, and Chap. 4.3.4, Magnetic Oxides, p. 811-813, Springer 2005; (2) Ferromagnetic Materials, Vol. 1, Iron, Cobalt and Nickel, p. 1-70, Elsevier 1999; (3) Ferromagnetic Materials, Vol. 2, Chap. 2, Soft Magnetic Metallic Materials, p. 55-188, and Chap. 3, Ferrites for non-microwave Applications, p. 189-241, Elsevier 1999; (4) Electric and Magnetic Properties of Metals, C. Moosbrugger, Chap. 8, Magnetically Soft Materials, p. 196-209, ASM International, 2000; (5) Handbook of modern Ferromagnetic Materials, Chap. 9, High-permeability High-frequency Metal Strip, p. 155-182, Kluwer Academic Publishers, 2002; and (6) Smithells Metals Reference Book, Chap. 20.3, Magnetically Soft Materials, p. 20-9 - 20-16, Butterworth-Heinemann Ltd, 1992.
바람직하게는, 본원에 기재된 자화된 플레이트는 연-자성 또는 경-자성 재료의 중합체-결합된 플레이트, 즉, 중합체를 포함하는 복합 재료로 제조된 자화된 플레이트이다. 중합체(예를 들어, 고무- 또는 플라스틱-형 중합체)는 구조적 결합제로 작용하고, 연-자성 또는 경-자성 재료는 증량제 또는 충전제로 작용한다. 중합체 및 연-자성 또는 경-자성 재료를 포함하는 복합 재료로 제조된 자화된 플레이트는 원하는 자성 특성(예를 들어, 경-자성 재료의 경우 고 보자력 및 연-자성 재료의 경우 투자율)을 가단성 금속 또는 플라스틱 재료의 원하는 기계적 특성(가요성, 기계-능력, 내충격성)과 유리하게 조합할 수 있다. 바람직한 중합체는 고무-형 가요성 재료, 예컨대 니트릴 고무, EPDM 탄화수소 고무, 폴리-이소프렌, 폴리아미드(PA), 폴리-페닐렌 설파이드(PPS) 및 클로로설폰화 폴리에틸렌을 포함한다.
중합체 및 영구 자성 분말을 포함하는 복합 재료로 제조된 자화된 플레이트는 많은 상이한 공급원, 예컨대 그룹 아놀드(Group ARNOLD)(플라스티폼(Plastiform)®) 또는 이탈리아, 밀라노 알바이레이트 소재의 마테리알리 마그네티시(Mateirali Magnetici)(플라스토페라이트(Plastoferrite))로부터 입수할 수 있다.
본원에 기재된 자화된 플레이트, 특히 본원에 기재된 중합체 및 연-자성 재료 또는 경-자성 재료를 포함하는 복합 재료로 제조된 자화된 플레이트는 예를 들어, 휠 수 있고 기계적으로 가공될 수 있는, 예를 들어, 통상적으로 입수가능한 기계적 어블레이션 도구 및 기계뿐만 아니라 공기나 액체 제트 어블레이션 또는 레이저 어블레이션 도구를 사용하여, 크기나 형상을 절단할 수 있는 박형, 가요성 플레이트로서 임의의 원하는 크기와 형태로 얻어질 수 있다.
본원에 기재된 자화된 플레이트(x60), 특히 본원에 기재된 중합체 및 연-자성 재료 또는 경-자성 재료를 포함하는 복합 재료로 제조된 자화된 플레이트의 하나 이상의 표면 인그레이빙 및/또는 컷-아웃은 비제한적으로 캐스팅, 몰딩, 핸드-인그레이빙 또는 기계적 어블레이션 도구(컴퓨터-조작 인그레이빙 도구 포함), 화학 에칭, 전기-화학 에칭에 의한, 가스 또는 액체 제트 어블레이션 도구 및 레이저 어블레이션 도구(예를 들어, CO2-, Nd-YAG 또는 엑시머 레이저)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어블레이션 도구를 포함하는 당업계에 알려진 임의의 절단, 인그레이빙 또는 형성 공정에 의해 생성될 수 있다. 당업자에 의해 이해되고 본원에 기재된 바와 같이, 본원에 기재된 자화된 플레이트(x60), 특히 본원에 기재된 중합체 및 연-자성 재료 또는 경-자성 재료를 포함하는 복합 재료로 제조된 자화된 플레이트는 또한, 인그레이빙 처리 대신에, 특정 크기 및 형상으로 절단 또는 성형될 수 있다. 이의 구멍이 컷-아웃될 수 있거나, 컷-아웃 조각이 지지체 위에서 조립될 수 있다.
자화된 플레이트(x60), 특히 본원에 기재된 중합체 및 연-자성 재료 또는 경-자성 재료를 포함하는 복합 재료로 제조된 자화된 플레이트의 하나 이상의 인그레이빙 및 컷-아웃은 중합체로 충전될 수 있고, 이는 충전제를 함유할 수 있다. 자화된 플레이트가 경-자성 재료로 제조된 실시양태의 경우, 상기 충전제는 하나 이상의 인그레이빙/컷-아웃의 위치에서 자속을 변화시키기 위해, 연자성 재료일 수 있거나, 자기장 특성을 변화시키기 위해서, 또는 단지 매끄러운 표면을 제조하기 위해서 임의의 다른 종류의 자성 또는 비-자성 재료일 수 있다. 자화된 플레이트, 특히, 본원에 기재된 중합체 및 연-자성 재료 또는 경-자성 재료를 포함하는 복합 재료로 제조된 자화된 플레이트(x60)는 기재와의 접촉을 용이하게 하기 위해 추가적으로 표면 처리되어, 고속 인쇄 도포 시의 마찰 및/또는 마모 및/또는 정전기 충전을 감소시킬 수 있다.
제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 제1 쌍극자 자석(x31), 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 제3 쌍극자 자석(x33)의 재료, 존재할 경우 제2 자기장 발생 디바이스(x40)의 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)의 재료, 존재할 경우 자화된 플레이트의 재료 및 거리(h1) 및 (h2)는, 제1 자기장 발생 디바이스(x30), 제2 자기장 발생 디바이스(x40) 및 존재할 경우 자화된 플레이트의 상호작용으로부터 생성된 자기장이 본원에 기재된 광학 효과층(OEL)을 제조하기에 적합하도록, 즉, 상기 생성 자기장이 기재(x20) 상의 아직 경화되지 않은 방사선 경화성 코팅 조성물에서 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향할 수 있도록 선택되며, 이들은 자성 어셈블리(x00)의 자기장 내 배치되어, 상기 OEL을 갖는 기재(x20)를 두 수직 축들, 즉, 수평/위도 축 및 수직/경도 축에 대해 기울일 때, 사선 방향으로 이동하고/하거나, 나타나고/나거나, 사라지는 복수의 어두운 반점 및 복수의 밝은 반점의 광학 인상을 생성한다.
본 발명은 회전 자성 실린더 및 회전 자성 실린더의 둘레 또는 축형 홈에 장착되는 본원에 기재된 하나 이상의 자성 어셈블리(x00)를 포함하는 인쇄 장치뿐만 아니라, 평상형 인쇄 유닛 및 평상형 인쇄 유닛의 만입부(recess)에 장착되는 본원에 기재된 하나 이상의 자성 어셈블리(x00)를 포함하는 인쇄 어셈블리를 추가로 제공한다. 본 발명은 본원에 기재된 것과 같은 기재 상에 본원에 기재된 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 상기 인쇄 장치의 용도를 추가로 제공한다.
회전 자성 실린더는 인쇄 또는 코팅 장비에 사용되거나 이와 함께 사용되거나 그 일부이고, 본원에 기재된 하나 이상의 자성 어셈블리를 갖는 것을 의미한다. 실시양태에서, 회전 자성 실린더는 연속적인 방식으로 고속 인쇄 속도로 작동하는 회전식, 시트-공급 또는 웹-공급 산업용 인쇄 프레스의 일부이다.
평상형 인쇄 유닛은 인쇄 또는 코팅 장비에 사용되거나 이와 함께 사용되거나 그 일부이고, 본원에 기재된 하나 이상의 자성 어셈블리를 갖는 것을 의미한다. 실시양태에서, 평상형 인쇄 유닛은 비연속적인 방식으로 작동하는 시트-공급 산업용 인쇄 프레스의 일부이다.
자성 어셈블리가 안료 입자 위에 작용하여 이들을 배향시키는 자기장을 발생시켜 본원에 기재된 OEL을 형성하도록, 본원에 기재된 회전 자성 실린더 또는 본원에 기재된 평상형 인쇄 유닛를 포함하는 인쇄 장치는 그것 위에 본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 층을 갖는 본원에 기재된 것과 같은 기재를 공급하기 위한 기재 공급기를 포함할 수 있다. 본원에 기재된 회전 자성 실린더를 포함하는 인쇄 장치의 실시양태에서, 기재는 시트 또는 웹의 형태로 기재 공급기에 의해 공급된다. 본원에 기재된 평상형 인쇄 유닛을 포함하는 인쇄 장치의 실시양태에서, 기재는 시트의 형태로 공급된다.
본원에 기재된 회전 자성 실린더 또는 본원에 기재된 평상형 인쇄 유닛을 포함하는 인쇄 장치는, 본원에 기재된 기재 상에 본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 방사선 경화성 코팅 조성물을 도포하기 위한 코팅 또는 인쇄 유닛을 포함할 수 있고, 방사선 경화성 코팅 조성물은, 본원에 기재된 자성 어셈블리에 의해 발생된 자기장에 의해 배향되어 광학 효과층(OEL)을 형성하는 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함한다. 본원에 기재된 회전 자성 실린더를 포함하는 인쇄 장치의 실시양태에서, 코팅 또는 인쇄 유닛은 회전하는 연속적인 공정에 따라 작동한다. 본원에 기재된 평상형 인쇄 유닛을 포함하는 인쇄 장치의 실시양태에서, 코팅 또는 인쇄 유닛은 선형적이며 불연속적 공정에 따라 작동한다.
본원에 기재된 회전 자성 실린더 또는 본원에 기재된 평상형 인쇄 유닛을 포함하는 인쇄 장치는, 본원에 기재된 자성 어셈블리에 의해 자기적으로 배향되어 있는 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 방사선 경화성 코팅 조성물을 적어도 부분적으로 경화하고, 이에 따라 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 배향 및 위치를 고정시켜 광학 효과층(OEL)을 형성하기 위한 경화 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명은 본원에 기재된 기재(x20) 상에 본원에 기재된 광학 효과층(OEL)을 제조하는 공정과 방법 및 이들로 얻어진 광학 효과층(OEL)을 제공하고, 상기 공정은 본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하고, 제1 상태에 있는 방사선 경화성 코팅 조성물을 기재(x20) 표면에 도포하여 코팅층(x10)을 형성하는 단계 i)를 포함한다. 방사선 경화성 코팅 조성물은 제1 상태, 즉 액체 또는 페이스트 상태에 있고, 충분히 습윤 또는 무른 상태여서, 방사선 경화성 코팅 조성물에 분산된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자가 자기장에 노출 시 자유롭게 이동가능하고/하거나, 회전가능하고/하거나, 배향가능하다.
본원에 기재된 단계 i)는 코팅 공정, 예컨대 롤러 및 스프레이 코팅 공정과 같은 코팅 공정 또는 인쇄 공정에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 본원에 기재된 단계 i)는 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄(rotogravure printing), 플렉소그라피 인쇄(flexography printing), 잉크젯 인쇄 및 음각 인쇄(intaglio printing)(당업계에서 인그레이브드 구리판 인쇄(engraved copper plate printing) 및 인그레이브드 스틸 다이 인쇄(engraved steel die printing)로도 지칭됨)로 이루어진 군으로부터 선택되는 인쇄 공정, 보다 바람직하게는 스크린 인쇄, 로토그라비어 인쇄 및 플렉소그라피 인쇄로 이루어진 군으로부터 선택되는 인쇄 공정에 의해 수행된다.
본원에 기재된 기재(20x) 표면 상에 본원에 기재된 방사선 경화성 코팅 조성물의 도포(단계 i)) 이후에, 이와 부분적으로 동시에, 또는 이와 동시에, 방사선 경화성 코팅 조성물을 본원에 기재된 정적 상태인 자성 어셈블리(x00)의 자기장에 노출시킴으로써, 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부는 배향되어(단계 ii)), 자성 어셈블리(x00)에 의해 발생된 자기장 선들을 따라 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부를 정렬한다.
본원에 기재된 자기장을 인가하여 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부를 배향/정렬시키는 단계 이후에, 또는 이와 부분적으로 동시에, 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 배향은 고정 또는 동결된다. 따라서, 주목할 만한 것은 방사선 경화성 코팅 조성물이 제1 상태, 즉, 액체 또는 페이스트 상태를 가져야만 하는 것이며, 여기서, 방사선 경화성 코팅 조성물은 충분히 습윤 또는 무른 상태여서, 방사선 경화성 코팅 조성물에 분산된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자가 자기장에 노출 시에 자유롭게 이동가능하고/하거나, 회전가능하고/하거나, 배향가능하며, 제2 경화된 (예를 들어, 고체) 상태이며, 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자는 이들의 각각의 위치 및 배향에서 고정 또는 동결된다.
따라서, 본원에 기재된 기재(x20) 상에 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 공정은, 단계 ii)의 방사선 경화성 코팅 조성물을 제2 상태로 적어도 부분적으로 경화하여, 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 이들의 채택된 위치 및 배향에서 고정시키는 단계 iii)를 포함한다. 방사선 경화성 코팅 조성물을 적어도 부분적으로 경화하는 단계 iii)는 본원에 기재된 자기장을 인가하여 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부를 배향/정렬시키는 단계(단계 ii)) 이후에 또는 이와 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 바람직하게는, 방사선 경화성 코팅 조성물을 적어도 부분적으로 경화하는 단계 iii)는 본원에 기재된 자기장을 인가하여 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부를 배향/정렬시키는 단계(단계 ii))와 부분적으로 동시에 수행된다. "부분적으로 동시에"란 두 단계가 부분적으로 동시에 수행되는 것, 즉 각각의 단계를 수행하는 시간이 부분적으로 겹치는 것을 의미한다. 본원에 기재된 문맥에서, 경화가 배향 단계 ii)와 부분적으로 동시에 수행되는 경우, 경화는 안료 입자가 OEL의 완전한 또는 부분적인 경화 또는 강화 이전에 배향하기 위한 시간을 갖도록 배향 이후에 효력을 발생한다는 것을 이해해야만 한다.
본원에 기재된 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 공정은 단계 ii) 이전 또는 이와 적어도 부분적으로 동시에, 디바이스의 동적 자기장에 코팅층(x10)을 노출시켜 소판형(platelet-shaped) 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부를 이축 배향시키는 단계(단계 ii2))를 추가로 포함할 수 있고, 상기 단계는 단계 iii) 이전에, 단계 ii)와 부분적으로 동시에 또는 그 전에 수행된다. 디바이스의 동적 자기장에 코팅 조성물을 노출시켜 소판형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부를 이축 배향시키는 상기 단계를 포함하는 공정이 WO 2015/086257 A1에 개시되어 있다. WO 2015/ 086257 A1에 기재된 것과 같이 자성 어셈블리(x30)의 동적 자기장에 코팅층(x10)을 노출시킨 후 그리고 코팅층(x10)이 여전히 충분히 습윤 또는 무른 상태여서 그것 내의 소판형 자성 또는 자화성 안료 입자가 추가로 움직이면서 회전될 수 있는 동안에, 소판형 자성 또는 자화성 안료 입자는 본원에 기재된 디바이스의 사용에 의해 추가로 재-배향된다. 이축 배향을 수행하는 것이란 소판형 자성 또는 자화성 안료 입자가 이들의 두 개의 주축이 제한되는 그러한 방식으로 배향되게 만드는 것을 의미한다. 즉, 각각의 소판형 자성 또는 자화성 안료 입자는 안료 입자의 평면 내 주축 및 안료 입자의 평면 내 직교(orthogonal) 단축을 갖는 것으로 여겨질 수 있다. 소판형 자성 또는 자화성 안료 입자의 주축 및 단축은 각각 동적 자기장에 따라 배향을 이룬다. 효과적으로, 이는 서로에 대해 본질적으로 평행하게된 공간에서 서로에 대해 근접하는 자성 또는 자화성 안료 입자들을 이웃하게 하는 것으로 이어진다. 이축 배향을 수행하기 위해서, 자성 또는 자화성 안료 입자는 강한 시간-의존적 외부 자기장에 영향을 받아야만 한다.
자성 또는 자화성 안료 입자를 이축 배향시키기 위해 특히 바림직한 디바이스는 EP 2 157 141 A1에 개시되어 있다. EP 2 157 141 A1에 개시된 디바이스는 이의 방향이 변하는 동적 자기장을 제공하여 두 주축 X-축과 Y-축이 기재 표면에 대해 실질적으로 평행하게될 때까지 자성 또는 자화성 안료 입자가 빠르게 진동하도록 강제하고, 즉, 이들이 기재 표면에 대해 실질적으로 평행한 이들의 X 및 Y 축을 갖는 안정적인 시트-유사 형태를 이루면서 상기 두 차원에서 평탄화될 때까지, 자성 또는 자화성 안료 입자는 회전한다. 자성 또는 자화성 안료 입자를 이축 배향시키기 위한 다른 특히 바람직한 디바이스는 선형 영구 자석 할박(Halbach) 어레이, 즉, 상이한 자화 방향을 갖는 복수의 자석을 포함하는 어셈블리를 포함한다. 할박 영구 자석의 자세한 설명은 Z.Q. Zhu et D. Howe (Halbach permanent magnet machines and applications: a review, IEE. Proc. Electric Power Appl., 2001, 148, p. 299-308)에 제공된다. 이러한 할박 어레이에 의해 생성되는 자기장은 한쪽에 집중되는 한편 다른쪽에는 거의 0으로 약해지는 특성을 갖는다. WO 2016/083259 A1은 자성 또는 자화성 안료 입자를 이축 배향시키기에 적합한 디바이스를 개시하고, 여기서, 상기 디바이스는, 할박 실린더 어셈블리를 포함한다. 자성 또는 자화성 안료 입자를 이축 배향시키기 위한 다른 특히 바람직한 것은 스피닝(spinning) 자석이고, 상기 자석은 이들의 직경을 따라 본질적으로 자화된 자성 어셈블리 또는 디스크-형상의 스피닝 자석을 포함한다. 적합한 스피닝 자석 또는 자성 어셈블리는 US 2007/0172261 A1에 개시되고, 상기 스피닝 자석 또는 자성 어셈블리는 방사 대칭(radially symmetrical)인 시간-가변적 자기장을 발생하여, 아직 경화 또는 강화되지 않은 코팅 조성물의 자성 또는 자화성 안료 입자의 이축 배향을 가능하게 한다. 이들 자석 또는 자성 어셈블리는 외부 모터에 연결된 샤프트(또는 스핀들)에 의해 구동된다. CN 102529326 B는 자성 또는 자화성 안료 입자의 이축 배향에 적합할 수 있는 스피닝 자석을 포함하는 디바이스의 예를 개시한다. 바람직한 실시양태에서, 자성 또는 자화성 안료 입자의 이축 배향에 적합한 디바이스는 비-자성, 바람직하게는 비-전도성 재료로 제조된 하우징 내에 제한된 자성 어셈블리 또는 샤프트-미포함 디스크-형상의 스피닝 자석이고, 하우징을 둘러 권취된 하나 이상의 자석-와이어 코일에 의해 구동된다. 상기 샤프트-미포함 디스크-형상의 스피닝 자석 또는 자성 어셈블리의 예는 WO 2015/082344 A1, WO 2016/026896 A1 및 WO2018/141547 A1에 개시되어 있다.
방사선 경화성 코팅 조성물의 제1 및 제2 상태는 특정 종류의 방사선 경화성 코팅 조성물을 사용함으로써 제공된다. 예를 들어, 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자 외에 방사선 경화성 코팅 조성물의 구성성분은, 예를 들어, 지폐 인쇄를 위한 보안 용례에 사용되는 것들과 같은, 잉크 또는 방사선 경화성 코팅 조성물의 형태를 취할 수 있다. 전술한 제1 및 제2 상태는 전자기 방사선에 대한 노출에 반응하여 점도 증가를 나타내는 재료를 사용하여 제공된다. 즉, 유체 결합제 재료가 경화되거나 고화될 경우, 상기 결합제 재료는 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자가 이들의 현재 위치와 배향에서 고정되어 결합제 재료 내에서 더 이상 움직이거나 회전할 수 없는 제2 상태로 전환한다.
당업자에게 알려진 바와 같이, 기재와 같은 표면 상으로 도포될 방사선 경화성 코팅 조성물에 포함되는 성분 및 상기 방사선 경화성 코팅 조성물의 물리적 특성은, 방사선 경화성 코팅 조성물을 기재 표면으로 전달하기 위해 이용되는 공정의 필요조건을 충족해야만 한다. 결과적으로, 본원에 기재된 방사선 경화성 코팅 조성물에 포함되는 결합제 재료는 전형적으로 당업계에 알려진 것들 중에서 선택되고, 방사선 경화성 코팅 조성물을 도포하기 위해 이용되는 코팅이나 인쇄 공정 및 선택된 방사선 경화 공정에 따라 다르다.
본원에 기재된 광학 효과층(OEL)에서, 본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자는 자성 또는 자화성 안료 입자의 배향을 고정/동결시키는 경화된 결합제 재료를 포함하는 경화/강화된 방사선 경화성 코팅 조성물에 분산된다. 경화된 결합제 재료는 200 nm 내지 2500 nm에 포함되는 파장 범위의 전자기 방사선에 대해 적어도 부분적으로 투과적(transparent)이다. 따라서, 결합제 재료는 적어도 이의 경화된 또는 고체 상태(또한 본원에서 제2 상태로 지칭됨)에서, 200 nm 내지 2500 nm에 포함되는 파장 범위, 즉 전형적으로 "광학 스펙트럼"으로 지칭되며 전자기 스펙트럼의 적외선, 가시광선 및 UV 부분을 포함하는 파장 범위 내의 전자기 방사선에 대해 적어도 부분적으로 투과적이어서, 경화된 또는 고체 상태의 결합제 재료에 포함된 입자 및 이의 배향-의존적 반사율이 결합제 재료를 통해 감지될 수 있다. 바람직하게는, 경화된 결합제 재료는 200 nm 내지 800 nm에 포함되는 파장 범위, 보다 바람직하게는 400 nm 내지 700 nm에 포함되는 파장 범위의 전자기 방사선에 대해 적어도 부분적으로 투과적이다. 본원에서, 용어 "투과적"은 OEL 내에 존재하는 (소판형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하지 않지만, 그러한 구성성분이 존재하는 경우에는 OEL의 모든 다른 선택적인 구성성분을 포함하는) 경화된 결합제 재료의 20 μm의 층을 통한 전자기 방사선의 투과가, 고려된 파장(들)에서 적어도 50%, 보다 바람직하게는 적어도 60%, 보다 더 바람직하게는 적어도 70%인 것을 나타낸다. 예를 들어, 이는, 잘 수립된 테스트 공정, 예를 들어 DIN 5036-3(1979-11)에 따라 (비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하지 않는) 경화된 결합제 재료의 시편의 투과율을 측정함으로써 결정될 수 있다. 만약 OEL이 은폐 보안 특징의 역할을 한다면, 전형적으로는, 선택된 비-가시광선 파장을 포함하는 각 조명 조건 하에서 OEL에 의해 발생되는 (완전한) 광학 효과를 검출하기 위해서 기술적인 수단이 필수적일 것이며; 상기 검출은 입사 방사선의 파장이 가시광선 범위 밖의, 예를 들어 근-UV 범위에서 선택될 것을 요구한다. 전자기 스펙트럼의 적외선, 가시광선 및 UV 부분은 각각 700-2500 nm, 400-700 nm 및 200-400 nm의 파장 범위에 대략적으로 해당한다.
상술한 바와 같이, 본원에 기재된 방사선 경화성 코팅 조성물은 상기 방사선 경화성 코팅 조성물을 도포하기 위해 이용되는 코팅이나 인쇄 공정 및 선택된 경화 공정에 따라 다르다. 바람직하게는, 방사선 경화성 코팅 조성물의 경화는 본원에 기재된 OEL을 포함하는 물품의 전형적인 사용 중에 발생할 수 있는 단순 온도 증가(예를 들어 최대 80℃)에 의해서 가역적이지 않은 화학반응을 수반한다. 용어 "경화(curing)" 또는 "경화성(curable)"은, 도포된 방사선 경화성 코팅 조성물 내의 적어도 하나의 구성성분이, 출발 물질보다 더 큰 분자량을 갖는 중합체 재료로 변하는 그러한 방식으로, 도포된 방사선 경화성 코팅 조성물 내의 적어도 하나의 구성성분을 화학 반응, 가교 또는 중합시키는 것을 포함하는 과정을 지칭한다. 방사선 경화는 유리하게는 경화 조사(irradiation)에 대한 노출 후 방사선 경화성 코팅 조성물의 즉각적인 점도 증가로 이어지며, 이에 따라 안료 입자의 임의의 추가 이동을 방지하여 결과적으로 자성 배향 단계 이후의 임의의 정보 손실을 방지한다. 바람직하게는, 경화 단계(단계 iii))는 UV-가시 광 방사선 경화를 포함하는 방사선 경화에 의해, 또는 E-빔(beam) 방사선 경화, 보다 바람직하게는 UV-Vis 광 방사선 경화에 의해 수행된다.
따라서, 본 발명을 위한 적합한 방사선 경화성 코팅 조성물은 UV-가시 광 방사선(이하 UV-Vis 광 방사선이라 지칭함) 또는 E-빔 방사선(이하 EB 방사선이라 지칭함)에 의해 경화될 수 있는 방사선 경화성 조성물을 포함한다. 방사선 경화성 조성물은 당업계에 알려져 있고, 표준 텍스트북, 예컨대 시리즈 "Chemistry & Technology of UV & EB Formulation for Coatings, Inks & Paints", Volume IV, Formulation, by C. Lowe, G. Webster, S. Kessel and I. McDonald, 1996 by John Wiley & Sons in association with SITA Technology Limited에서 확인할 수 있다. 본 발명의 하나의 특히 바람직한 실시양태에 따르면, 본원에 기재된 방사선 경화성 코팅 조성물은 UV-Vis 방사선 경화성 코팅 조성물이다. 따라서, 바람직하게는, 본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 방사선 경화성 코팅 조성물은 UV-Vis 광 방사선, 바람직하게는 UV-A(315-400 nm) 또는 청색(400-500 nm) 스펙트럼 영역의 협대역 LED 광, 가장 바람직하게는 20 nm 내지 50 nm 범위의 전형적인 방출 대역폭으로, 350 nm 내지 450 nm 스펙트럼 영역에서 방출하는 고출력 LED 광원에 의해 적어도 부분적으로 경화된다. 또한, 수은 증기 램프 또는 도핑된 수은 램프의 UV 방사선을 이용하여 방사선 경화성 코팅 조성물의 경화 속도를 증가시킬 수 있다.
바람직하게는, UV-Vis 방사선 경화성 코팅 조성물은 라디칼 경화성 화합물 및 양이온 경화성 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 본원에 기재된 UV-Vis 방사선 경화성 코팅 조성물은 하이브리드 시스템일 수 있으며, 하나 이상의 양이온 경화성 화합물 및 하나 이상의 라디칼 경화 가능한 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 양이온 경화성 화합물은 단량체 및/또는 올리고머를 반응 및/또는 가교결합시키도록 경화를 차례로 개시하여 방사선 경화성 코팅 조성물을 경화시키는 양이온 종, 예컨대 산을 유리시키는 하나 이상의 광개시제의 방사선에 의한 활성화를 전형적으로 포함하는 양이온성 메커니즘에 의하여 경화된다. 라디칼 경화성 화합물은 하나 이상의 광개시제의 방사선에 의한 활성화와 이에 따라 방사선 경화성 코팅 조성물을 경화시키도록 차례로 중합을 개시하는 라디칼을 생성하는 것을 전형적으로 포함하는 자유 라디칼 메커니즘에 의하여 경화된다. 본원에 기재된 UV-Vis 방사선 경화성 코팅 조성물에 포함되는 결합제를 제조하기 위해 사용되는 단량체, 올리고머 또는 예비중합체에 따라, 상이한 광개시제가 사용될 수 있다. 자유 라디칼 광개시제의 적합한 예는 당업자에게 알려져 있으며, 비제한적으로 아세토페논, 벤조페논, 벤질디메틸 케탈, 알파-아미노케톤, 알파-하이드록시케톤, 포스핀 산화물 및 포스핀 산화물 유도체뿐만 아니라 이들의 둘 이상의 혼합물을 포함한다. 양이온 광개시제의 적합한 예는 당업자에게 알려져 있으며, 비제한적으로 오늄 염, 예컨대 유기 아이오도늄 염(예를 들어, 디아릴 아이오도늄 염), 옥소늄(예를 들어, 트리아릴옥소늄 염) 및 설포늄 염(예를 들어, 트리아릴설포늄 염)뿐만 아니라 이들의 둘 이상의 혼합물을 포함한다. 유용한 광개시제의 다른 예는 표준 텍스트북, 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 Limited에서 확인할 수 있다. 또한 효과적인 경화를 달성하기 위해서, 하나 이상의 광개시제와 함께 증감제(sensitizer)를 포함하는 것이 유리할 수 있다. 적합한 광감제(photosensitizer)의 전형적인 예는 비제한적으로, 이소프로필-티오잔톤(ITX), 1-클로로-2-프로폭시-티오잔톤(CPTX), 2-클로로-티오잔톤(CTX) 및 2,4-디에틸-티오잔톤(DETX) 및 이들의 둘 이상의 혼합물을 포함한다. UV-vis 방사선 경화성 코팅 조성물에 포함되는 하나 이상의 광개시제는 바람직하게는, 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%, 보다 바람직하게는 약 1 중량% 내지 약 15 중량%의 총량으로 존재하며, 상기 중량%는 UV-Vis 방사선 경화성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 기재된 방사선 경화성 코팅 조성물은 하나 이상의 마커 물질 또는 태건트(taggants) 및/또는 (본원에 기재된 소판형 자성 또는 자화성 안료 입자와 다른) 자성 재료, 발광성 재료, 전기전도성 재료 및 적외선 흡수 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기계 판독가능한 재료(machine readable material)를 추가로 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "기계 판독가능한 재료"는 층에 포함되어 이의 인증을 위한 특정 장비의 사용에 의하여 상기 층 또는 상기 층을 포함하는 물품을 인증하는 방식을 부여할 수 있는 재료를 지칭한다.
본원에 기재된 방사선 경화성 코팅 조성물은 유기 안료 입자, 무기 안료 입자 및 유기 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 착색 구성성분을 추가로 포함할 수 있고/있거나, 비-자성 또는 비-자화성 광학 가변성 안료를 추가로 포함할 수 있고/있거나, 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 후자는 비제한적으로, 점도(예를 들어, 용매, 증점제 및 계면활성제), 점조도(consistency)(예를 들어, 침전방지제, 충전제 및 가소제), 발포 특성(예를 들어, 소포제(antifoaming agent)), 윤활 특성(왁스, 오일), UV 안정성(광안정화제), 접착 특성, 정전기 방지 특성, 저장 수명(중합 억제제), 광택 등과 같은 방사선 경화성 코팅 조성물의 물리적, 유동학적 및 화학적 파라미터를 조절하기 위해 사용되는 화합물 및 재료를 포함한다. 본원에 기재된 첨가제는, 첨가제의 치수 중 적어도 하나가 1 내지 1,000 ㎚ 범위에 있는 소위 나노-재료를 포함하여, 당업계에 알려진 양 및 형태로 방사선 경화성 코팅 조성물에 존재할 수 있다.
본원에 기재된 방사선 경화성 코팅 조성물은 본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함한다. 바람직하게는 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자는 약 2 중량% 내지 약 40 중량%, 보다 바람직하게는 약 4 중량% 내지 약 30 중량%의 양으로 존재하며, 상기 중량%는 결합제 재료, 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자 및 방사선 경화성 코팅 조성물의 다른 선택적인 구성성분들을 포함하는 방사선 경화성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자는, 이들의 비-구형의 형태로 인해, 경화 또는 강화된 결합제 재료가 적어도 부분적으로 투과적인 입사 전자기 방사선에 대한 비등방성 반사율을 갖는 것으로 정의된다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "비-등방성 반사율"은, 입자에 의해 특정(시야) 방향(제2 각)으로 반사되는 제1 각으로부터의 입사 방사선의 비율이 입자 배향의 함수임을 나타내며, 즉, 제1각에 대한 입자의 배향 변화가 시야 방향에 대한 상이한 규모의 반사로 이어질 수 있음을 나타낸다. 바람직하게는, 본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자는, 일부 부분 또는 약 200 내지 약 2500 nm, 보다 바람직하게는 약 400 내지 약 700 nm의 완전 파장 범위에서의 입사 전자기 방사선에 대한 비-등방성 반사율을 가져서, 입자의 배향의 변화가 특정 방향으로의 해당 입자에 의한 반사의 변화를 초래한다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 통상의 안료 입자가 입자 배향과는 무관하게, 동일한 색상과 반사율을 나타내는 반면에 본원에 기재된 자성 또는 자화성 안료 입자는 입자 배향에 의존하는 반사 또는 색상, 또는 이 둘 모두를 나타내는 점에서, 본원에 기재된 자성 또는 자화성 안료 입자는 상기 통상의 안료와 상이하다. 본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자는 바람직하게는 소판형 자성 또는 자화성 안료 입자이다.
본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적합한 예는, 비제한적으로 코발트(Co), 철(Fe), 가돌리늄(Gd) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군으로부터 선택되는 자성 금속; 철, 크롬, 망간, 코발트, 니켈 및 이들의 둘 이상의 혼합물의 자성 합금; 크롬, 망간, 코발트, 철, 니켈 및 이들의 둘 이상의 혼합물의 자성 산화물; 및 이들의 둘 이상의 혼합물을 포함하는 안료 입자를 포함한다. 금속, 합금 및 산화물에 관한 용어 "자성"은 강자성(ferromagnetic) 또는 페리자성(ferrimagnetic) 금속, 합금 및 산화물에 관한 것이다. 크롬, 망간, 코발트, 철, 니켈 또는 이들의 둘 이상의 혼합물의 자성 산화물은 순수하거나 또는 혼합된 산화물일 수 있다. 자성 산화물의 예는 비제한적으로, 산화철, 예컨대 적철석(Fe2O3), 자철석(Fe3O4), 이산화크롬(CrO2), 자성 페라이트(MFe2O4), 자성 스피넬(MR2O4), 자성 헥사페라이트(MFe12O19), 자성 오르토페라이트(RFeO3), 자성 석류석 M3R2(AO4)3을 포함하고, 여기서 M은 2가 금속을 나타내며, R은 3가 금속을 나타내고, A는 4가 금속을 나타낸다.
본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 예는 비제한적으로, 코발트(Co), 철(Fe), 가돌리늄(Gd) 또는 니켈(Ni)과 같은 자성 금속; 및 철, 크롬, 코발트 또는 니켈의 자성 합금 중 하나 이상으로 제조된 자성층 M을 포함하는 안료 입자를 포함하며, 상기 소판형 자성 또는 자화성 안료 입자는 하나 이상의 추가층을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 추가층은, 금속 불화물, 예컨대 불화마그네슘(MgF2), 불화알루미늄(AlF3), 불화세륨(CeF3), 불화란타넘(LaF3), 불화나트륨알루미늄(예를 들어, Na3AlF6), 불화네오디뮴(NdF3), 불화사마륨(SmF3), 불화바륨(BaF2), 불화칼슘(CaF2), 불화리튬(LiF), 바람직하게는 불화마그네슘(MgF2), 산화규소(SiO), 이산화규소(SiO2), 산화티타늄(TiO2), 아연 황화물(ZnS) 및 산화알루미늄(Al2O3), 보다 바람직하게는 이산화규소(SiO2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료로 독립적으로 제조된 층 A이거나; 금속 및 금속 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료, 바람직하게는 반사성 금속 및 반사성 금속 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료, 보다 보다 바람직하게는 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료, 보다 더 바람직하게는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료, 더욱 더 바람직하게는 알루미늄(Al)으로 독립적으로 제조되는 층 B이거나; 상술한 바와 같은 하나 이상의 층 A 및 상술한 바와 같은 하나 이상의 층 B의 조합이다. 상술한 다층 구조인 소판형 자성 또는 자화성 안료 입자의 전형적인 예는 비제한적으로 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 포함하고, 여기서 층 A, 자성층 M 및 층 B는 상술한 것들로부터 선택된다.
실시양태에 따르면, 본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부는 유전층/반사층/자성층/반사층/유전층의 다층 구조이고, 본원에 기재된 반사층은 B 층에 대해 상술한 바와 같은 금속 및 금속 합금으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 제조되고, 유전층은 A 층에 대해 상술한 바와 같은 재료로 이루어진 군으로부터 독립적으로 제조되고, 자성층은 바람직하게는 M 층에 대해 상술한 바와 같은 것들과 같은 자성 금속 또는 자성 합금 중 하나 이상을 포함한다. 대안적으로, 본원에 기재된 유전층/반사층/자성층/반사층/유전층의 다층 구조는 인간 건강과 환경을 위해 안전한 것으로 여겨지는 다층 안료 입자일 수 있고, 상기 자성층은 약 40 중량% 내지 약 90 중량%의 철, 약 10 중량% 내지 약 50 중량%의 크롬 및 약 0 중량% 내지 약 30 중량%의 알루미늄을 포함하는 실질적으로 니켈-미포함 조성을 갖는 자성 합금을 포함한다.
본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부는 비-구형 색이동 자성 또는 자화성 안료 입자 및/또는 색이동 특성을 갖지 않는 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부는 비-구형 색이동 자성 또는 자화성 안료 입자로 구성된다. 본원에 기재된 비-구형 색이동 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 잉크, 방사선 경화성 코팅 조성물, 코팅 또는 층을 갖는 물품 또는 보안 문서를 이들의 가능한 위조로부터 비보조 인간 감각을 이용해 쉽게 검출, 인식 및/또는 식별할 수 있게 하는, 비-구형 색이동 자성 또는 자화성 안료 입자의 색이동 특성에 의해 제공되는 노출 보안 이외에도, 비-구형 색이동 자성 또는 자화성 안료 입자의 광학 특성은 광학 효과층(OEL)의 인식을 위한 기계 판독가능한 도구로서 사용될 수도 있다. 따라서, 비-구형 색이동 자성 또는 자화성 안료 입자의 광학 특성은 안료 입자의 광학(예를 들어, 스펙트럼) 특성이 분석되는 인증 과정에서 은폐 또는 반-은폐 보안 특징으로 동시에 사용될 수 있다. OEL을 제조하기 위한 방사선 경화성 코팅 조성물에서 비-구형 색이동 자성 또는 자화성 안료 입자의 사용은 이러한 재료(즉, 비-구형 색이동 자성 또는 자화성 안료 입자)가 보안 문서 인쇄 산업에 비축되어 있으나 대중에게 상업적으로 입수가능하지 않기 때문에, 보안 문서 용례에서 보안 특징으로서의 OEL의 중요성을 강화한다.
더욱이, 이들의 자성 특징으로 인해, 본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자는 기계 판독가능하므로, 이러한 안료 입자를 포함하는 방사선 경화성 코팅 조성물은, 예를 들어, 특정 자성 검출기로 검출될 수 있다. 따라서, 본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 방사선 경화성 코팅 조성물은 보안 문서용 은폐 또는 반-은폐 보안 요소(인증 도구)로 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 바람직하게는 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부는 비-구형 색이동 자성 또는 자화성 안료 입자로 구성된다. 보다 바람직하게는, 이들은 비-구형 자성 박막 간섭 안료 입자, 비-구형 자성 콜레스테릭 액정 안료 입자, 자성 재료를 포함하는 비-구형 간섭 코팅된 안료 입자 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
자성 박막 간섭 안료 입자는 당업자에게 공지되어 있고, 예를 들어, 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 본원에 인용된 문서에 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 이루어지되, 반사층 및/또는 흡수층이 또한 자성층이고, 바람직하게는 반사층 및/또는 흡수층이 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 산화물을 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, 본원에 기재된 반사층은 금속 및 금속 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된, 바람직하게는 반사성 금속 및 반사성 금속 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된, 보다 바람직하게는 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된, 보다 더 바람직하게는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료, 보다 더욱 더 바람직하게는 알루미늄(Al)으로 독립적으로 제조된다. 바람직하게는, 유전층은 금속 불화물, 예컨대 불화마그네슘(MgF2), 불화알루미늄(AlF3), 불화세륨(CeF3), 불화란탄(LaF3), 불화나트륨알루미늄(예를 들어, Na3AlF6), 불화네오디뮴(NdF3), 불화사마륨(SmF3), 불화바륨(BaF2), 불화칼슘(CaF2), 불화리튬(LiF) 및 금속 산화물, 예컨대 산화규소(SiO), 이산화규소(SiO2), 산화티탄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 군으로부터 선택된, 보다 바람직하게는 불화마그네슘(MgF2) 및 이산화규소(SiO2)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료, 더욱 더 바람직하게는 불화마그네슘(MgF2)으로 독립적으로 제조된다. 바람직하게는, 흡수층은 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 철(Fe), 주석(Sn), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 이의 금속 산화물, 이의 금속 황화물, 이의 금속 카바이드 및 이의 금속 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된, 보다 바람직하게는 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 이의 금속 산화물 및 이의 금속 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된, 더욱 더 바람직하게는 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 이의 금속 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료로 독립적으로 제조된다. 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 산화물을 포함한다. 7층 파브리-페로 구조를 포함하는 자성 박막 간섭 안료 입자가 바람직할 경우, 자성 박막 간섭 안료 입자는 Cr/MgF2/Al/M/Al/MgF2/Cr 다층 구조로 이루어진 7층 파브리-페로 흡수층/유전층/반사층/자성층/반사층/유전층/흡수층의 다층 구조를 포함하는 것이 특히 바람직하며, 여기서 M은 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 산화물을 포함하는 자성층이다.
본원에 기재된 자성 박막 간섭 안료 입자는, 인간 건강과 환경에 안전한 것으로 여겨지면서 예를 들어, 5층 파브리-페로 다층 구조, 6층 파브리-페로 다층 구조 및 7층 파브리-페로 다층 구조에 기반한 다층 안료 입자일 수 있고, 상기 안료 입자는, 약 40 중량% 내지 약 90 중량%의 철, 약 10 중량% 내지 약 50 중량%의 크롬 및 약 0 중량% 내지 약 30 중량%의 알루미늄을 포함하는, 실질적으로 니켈-미포함 조성을 갖는 자성 합금을 포함하는 하나 이상의 자성층을 포함한다. 인간 건강과 환경에 안전한 것으로 여겨지는 다층 안료 입자의 전형적인 예는 EP 2 402 401 A1에서 확인할 수 있고, 이의 내용 전체가 본원에 포함된다.
본원에 기재된 자성 박막 간섭 안료 입자는 웹 위에 상이한 필요 층에 대한 확립된 증착 기술에 의해 전형적으로 제조된다. 원하는 개수의 층을, 예를 들어, 물리적 증착(PVD), 화학적 증착(CVD) 또는 전기분해 증착에 의해 증착한 후에, 적합한 용매 내에서 이형층을 용해시키거나 웹으로부터 재료를 박리함으로써 층들의 적층체가 웹으로부터 제거된다. 그 후, 이렇게 얻어진 재료는 필요한 크기의 안료 입자를 얻기 위해, 그라인딩, 밀링(예컨대, 제트 밀링 공정) 또는 임의의 적합한 공정에 의해 추가로 가공되어야 하는 소판형 안료 입자로 부숴진다. 생성물은 부서진 모서리, 불규칙한 형상 및 상이한 종횡비를 갖는 편평한 소판형 안료 입자로 구성된다. 적합한 소판형 자성 박막 간섭 안료 입자의 제조에 대한 추가 정보는, 예를 들어, EP 1 710 756 A1 및 EP 1 666 546 A1에서 확인할 수 있으며, 이는 본원에 참조로 포함된다.
색이동 특징을 나타내는 적합한 자성 콜레스테릭 액정 안료 입자는 비제한적으로 자성 단층 콜레스테릭 액정 안료 입자 및 자성 다층 콜레스테릭 액정 안료 입자를 포함한다. 상기 안료 입자는, 예를 들어, WO 2006/063926 A1, US 6,582,781 및 US 6,531,221에 개시되어 있다. WO 2006/063926 A1은 자화성과 같은 추가적인 특정한 특성과 함께 고휘도 및 색이동 특성을 갖는, 단층 및 이로부터 얻어진 안료 입자를 개시한다. 개시된 단층 및 상기 단층을 분쇄하여 이로부터 얻어진 안료 입자는 3차원적으로 가교된 콜레스테릭 액정 혼합물 및 자성 나노입자를 포함한다. US 6,582,781 및 US 6,410,130은 배열 A1/B/A2를 포함하는 콜레스테릭 다층 안료 입자를 개시하고, 여기서 A1 및 A2는 같거나 또는 상이할 수 있고, 각각은 적어도 하나의 콜레스테릭 층을 포함하며, B는 중간층으로서, 층 A1 및 A2에 의해 투과되고 자성 특성을 상기 중간층에 부여하는 광의 전부 또는 일부를 흡수한다. US 6,531,221은 배열 A/B 및 선택적으로 C를 포함하는 소판형 콜레스테릭 다층 안료 입자를 개시하고, 여기서, A 및 C는 자성 특성을 부여하는 안료 입자를 포함하는 흡수층이며, B는 콜레스테릭 층이다.
하나 이상의 자성 재료를 포함하는 적합한 간섭 코팅 안료는 비제한적으로 하나 이상의 층으로 코팅된 코어로 이루어진 군으로부터 선택되는 기재로 구성된 구조를 포함하고, 코어 또는 하나 이상의 층 중 적어도 하나는 자성 특성을 갖는다. 예를 들어, 적합한 간섭 코팅된 안료는 상술한 것과 같은 자성 재료로 제조된 코어를 포함하고, 상기 코어는 하나 이상의 금속 산화물로 제조된 하나 이상의 층으로 코팅되거나, 이들이 합성 또는 천연 운모, 층상 실리케이트(예를 들어, 활석, 카올린 및 견운모), 유리(예를 들어, 보로실리케이트), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티탄(TiO2), 흑연 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 제조된 코어로 구성된 구조를 갖는다. 또한, 착색층과 같은 하나 이상의 추가층이 존재할 수 있다.
본원에 기재된 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자는, 방사선 경화성 코팅 조성물에서 발생할 수 있는 임의의 열화에 대해 이들을 보호하고/하거나 방사선 경화성 코팅 조성물에서 이들의 혼입을 용이하게 하기 위해, 표면 처리될 수 있고; 전형적으로 부식 억제 재료 및/또는 습윤제가 사용될 수 있다.
본원에 기재된 기재는, 바람직하게는 종이 또는 다른 섬유상 재료, 예컨대, 셀룰로오스, 종이-포함 재료, 유리, 금속, 세라믹, 플라스틱 및 중합체, 금속화된 플라스틱 또는 중합체, 복합체 재료 및 이들의 혼합물 또는 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 전형적인 종이, 종이-유사 또는 다른 섬유상 재료는 비제한적으로, 마닐라삼(abaca), 면, 린넨, 목재 펄프 및 이들의 블렌드를 포함하는 다양한 섬유로 제조된다. 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 면 및 면/린넨 블렌드가 지폐에 바람직한 한편, 목재 펄프는 통상적으로 비-지폐 보안 문서에 사용된다. 플라스틱 및 중합체의 전형적인 예는 폴리올레핀, 예컨대, 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드, 폴리에스테르, 예컨대 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트)(PBT), 폴리(에틸렌 2,6-나프토에이트)(PEN) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)를 포함한다. 또한, 상표명 타이벡(Tyvek)®으로 시판되는 것과 같은 스펀본드(spunbond) 올레핀 섬유가 기재로서 사용될 수 있다. 금속화된 플라스틱 또는 중합체의 전형적인 예는 이의 표면에 연속적 또는 불연속적으로 배치된 금속을 갖는 상술한 플라스틱 또는 중합체 재료를 포함한다. 금속의 전형적인 예는 비제한적으로 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 금(Au), 철(Fe), 니켈(Ni), 은(Ag), 이들의 조합 또는 상술한 금속 중 둘 이상의 합금을 포함한다. 상술한 플라스틱 또는 중합체 재료의 금속화는 전기증착 공정, 고진공 코팅 공정 또는 스퍼터링 공정에 의해 수행될 수 있다. 복합체 재료의 전형적인 예는 비제한적으로 종이 및 적어도 하나의 플라스틱이나 중합체 재료의 다층 구조물 또는 라미네이트, 예컨대, 상술한 것뿐만 아니라 상술한 것과 같은 종이-유사 또는 섬유 재료에 혼입된 플라스틱 및/또는 중합체 섬유를 포함한다. 기재는 당업자에게 알려진 첨가제, 예컨대 사이징제(sizing agents), 표백제, 가공 보조제, 보강제 또는 습윤 강화제 등을 추가로 포함할 수 있음은 물론이다. 본원에 기재된 기재는 웹의 형태(예를 들어, 상술한 재료의 연속적인 시트) 또는 시트의 형태로 제공될 수 있다. 보안 문서의 위조 및 불법 복제에 대한 저항 및 보안 수준을 추가로 증가시키려는 목적으로, 본 발명에 따라 제조된 광학 효과층(OEL)이 상기 보안 문서 위에 있어야 한다면, 기재는 인쇄, 코팅 또는 레이저 마킹 또는 레이저 천공된, 표시정보, 워터마크, 은선(security thread), 섬유, 플랑쉐트, 발광 화합물, 윈도우, 박(foil), 데칼 및 이들 중 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다. 보안 문서의 위조 및 불법 복제에 대한 및 저항 및 보안 수준을 추가로 증가시키려는 동일한 목적으로, 기재는 하나 이상의 마커 물질 또는 타간트 및/또는 기계 판독가능한 물질(예를 들어, 발광성 물질, UV/가시광선/IR 흡수 물질, 자성 물질 및 이들의 조합)을 포함할 수 있다.
본원에 기재된 광학 효과층(OEL)의 코팅층(x10) 형상은 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 하나의 실시양태에 따르면, 코팅층(x10)의 형상은 하나 이상의 표시정보, 점 및/또는 선을 나타낸다. 코팅층(x10)의 형상은 자유 영역(free area)에 의해 서로가 이격되는 선, 점 및/또는 표시정보로 구성될 수 있다.
본원에 기재된 광학 효과층(OEL)은 이들이 영구적으로 남아야 할 기재(예컨대 지폐 용례) 위에 직접 제공될 수 있다. 대안적으로, OEL은 제조 목적을 위해 임시 기재 위에도 제공될 수 있으며, 이로부터 OEL은 나중에 제거된다. 이는, 예를 들어, 특히 결합제 재료가 여전히 유체 상태인 동안 OEL의 제조를 용이하게 할 수 있다. 이후에, OEL의 제조를 위한 코팅 조성물을 적어도 부분적으로 경화한 후, 임시 기재를 OEL로부터 제거할 수 있다.
대안적으로, 접착제층이 OEL 위에 존재할 수 있거나 OEL을 포함하는 기재 위에 존재할 수 있으며, 상기 접착제층은 OEL이 제공되는 면과 반대측 기재의 면 위에 있거나 OEL과 동일한 면 위에 그리고 OEL 상부 위에 있다. 따라서, 접착제층은 OEL 또는 기재에 도포될 수 있다. 이러한 물품은 기계 및 다소 높은 노력을 수반하는 인쇄 또는 다른 공정 없이 모든 종류의 문서 또는 다른 물품이나 품목에 부착될 수 있다. 대안적으로, 본원에 기재된 OEL을 포함하는 본원에 기재된 기재는 별도의 전달 단계에서 문서 또는 물품에 적용될 수 있는 전달 박(foil)의 형태일 수 있다. 이러한 목적을 위해, 기재는 본원에 기재된 바와 같이 그 위에 OEL이 제조되는 이형 코팅과 함께 제공된다. 하나 이상의 접착제층은 이와 같이 제조된 OEL 위에 적용될 수 있다.
또한 본원은 본원에 기재된 공정에 의해 얻어지는 1개 초과, 즉 2개, 3개, 4개 등의 광학 효과층(OEL)을 포함하는 본원에 기재된 것과 같은 기재를 기재한다.
본원은 또한 본 발명에 따라 제조된 광학 효과층(OEL)을 포함하는 물품, 특히 보안 문서, 장식 요소 또는 물체를 기재한다. 물품, 특히 보안 문서, 장식 요소 또는 물체는 본 발명에 따라 제조된 OEL을 1개 초과로(예를 들어, 2개, 3개 등으로) 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 광학 효과층(OEL)은 장식용 목적뿐만 아니라 보안 문서의 보호 및 인증을 위해 사용될 수 있다. 장식 요소 또는 물체의 전형적인 예는 비제한적으로 사치품, 화장품 포장재, 자동차 부품, 전자/전기 가전용품, 가구 및 손톱 래커(lacquer)를 포함한다.
보안 문서는 비제한적으로 가치 문서 및 가치있는 상업적인 물품을 포함한다. 가치 문서의 전형적인 예는 비제한적으로, 지폐, 증서, 티켓, 수표, 바우처, 수입 인지(fiscal stamp) 및 세금 라벨(tax label), 합의서 등, 신원 증명 서류, 예컨대 여권, 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 수여 문서, 운전면허증 및 신용 카드를 포함한다. 용어 "가치있는 상업적인 물품"은 포장재, 특히 화장품, 영양보조 식품, 약품, 술, 담배 제품, 음료 또는 식품, 전기/전자 제품, 직물 또는 보석류를 위한 포장재, 즉, 예를 들어 진품 약물과 같은 포장재의 내용물을 보증하기 위하여 위조 및/또는 불법 복제에 대해 보호되어야 할 물품을 지칭한다. 이들 포장재의 예는 비제한적으로, 라벨, 예컨대 인증 브랜드 라벨, 개봉 흔적 표시 라벨(tamper evidence labels) 및 실(seals)을 포함한다. 개시된 기재, 가치 문서 및 가치있는 상업적인 물품은 전적으로 예시적인 목적으로만 제시된 것이며 발명의 범위를 한정하지 않는 점을 지적한다.
대안적으로, 광학 효과층(OEL)은, 예를 들어, 은선, 보안 줄무늬, 박, 데칼, 윈도우 또는 라벨과 같은 보조 기재 위에 생성된 후에, 별개의 단계에서 보안 문서로 전달될 수 있다.
당업자는 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 상술한 특정 실시양태에 대한 여러 변형을 구상할 수 있다. 이러한 변형은 본 발명에 포함된다.
또한, 본 명세서 전반에 걸쳐 언급된 모든 문서는 본원에 전체적으로 기술된 바와 같이 그 전체가 참조로 포함된다.
실시예
도 6-8에 도시된 자성 어셈블리(x00)를 사용하여 표 1에 기재된 UV-경화성 스크린 인쇄 잉크의 코팅층(x10)에서 비-구형, 특히 소판형인, 광학 가변성 자성 안료 입자를 배향시켜서, 도 9b-d에 도시된 광학 효과층(OEL)을 제조하였다. UV-경화성 스크린 인쇄 잉크를 검정색 상업 용지(가스코그네 라미네이트(Gascogne Laminates) 엠-코트(M-cote) 120)(x20) 위에 도포하되, 상기 도포를 T90 스크린을 사용하는 핸드 스크린 인쇄로 수행하여, 약 20 μm의 두께를 가지며 다음의 치수: 35 mm x 35 mm를 갖는 정사각형을 갖는 코팅층(x10)을 형성하였다. UV-경화성 스크린 인쇄 잉크의 코팅층(x10)을 갖는 기재(x20)를 자성 어셈블리(x00) 위에 배치하였다. 그 후, 이렇게 얻은 소판형 광학 가변성 자성 안료 입자의 자성 배향 패턴을, 배향 단계와 부분적으로 동시에 (즉, UV-경화성 스크린 인쇄 잉크의 코팅층(x10)을 갖는 기재(x20)가 여전히 자성 어셈블리(x00)의 자기장 하에 있는 동안), 포제온(Phoseon)의 UV-LED-램프(타입 파이어플렉스(Type FireFlex) 50 x 75 mm, 395 nm, 8 W/cm2)를 사용하는, 안료 입자를 포함하는 층에 대한 UV-경화에 약 0.5초 동안 노출시켜 고정하였다.
Figure pct00001
(*) 약 9 μm의 d50 직경 및 약 1 μm의 두께의 플레이크형(소판형 안료 입자)를 갖는 금색에서 녹색(gold-to-green) 색이동 자성 안료 입자, 캘리포니아 산타 로사 소재의 비아비 솔루션즈(Viavi Solutions)로부터 입수함.
비교예 1
기재(620) 상에 비교예 1의 광학 효과층(OEL)을 제조하는 데 사용된 자성 어셈블리(600)가 도 6a-c에 도시된다. 자성 어셈블리(600)는 제1 평면(P)에 대해 평행한 배향으로 기재(620)을 수용하도록 구성되었다.
자성 어셈블리(600)는 제1 정사각형 지지 매트릭스(632)에 내장된 41개의 제1 쌍극자 자석(6311-41)을 포함하는 제1 자기장 발생 디바이스(630) 및 제2 정사각형 지지 매트릭스(642)에 내장된 제2 쌍극자 자석(641)을 포함하는 제2 자기장 발생 디바이스(640)를 포함하였고, 제2 자기장 발생 디바이스(640)는 제1 자기장 발생 디바이스(630)의 아래에 배치되었고, 제1 자기장 발생 디바이스(630)는 코팅층(610)을 갖는 기재(620)와 제2 자기장 발생 디바이스(640) 사이에 배치되었다. 제1 자기장 발생 디바이스(630) 및 제2 자기장 발생 디바이스(640)는 서로에 대해 중심에 위치되었다.
제1 자기장 발생 디바이스(630)는 9개의 평행 직선 αi(α1-9) 및 9개의 평행 직선 βj(β1-9)를 포함하는 격자의 교차점에 배열된 각각의 중심을 갖는 41개의 제1 쌍극자 자석(6311-41)을 포함하였고, 직선 αi(α1-9)는 서로에 대해 평행하였고, 직선 βj(β1-9)는 서로에 대해 평행하였고, 직선 αi는 직선 βj에 대해 수직이었다. 9개의 선 αi(α1-9)는 균등하게 이격되었고, 이웃하는 선은 2.5 mm의 거리(A7)만큼 분리되었다. 5개의 선 αi(α1/3/5/7/9)가 5개의 제1 쌍극자 자석을 포함하였고, 4개의 선 αi(α2/4/6/8)가 4개의 제1 쌍극자 자석을 포함하였으며, 이에 따라 제1 쌍극자 자석의 총 개수는 41개(6311-41)였다. 9개의 선 βj(β1-9)는 균등하게 이격되었고, 이웃하는 선은 2.5 mm의 거리(A6)만큼 분리되었다. 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 제1 쌍극자 자석(6311-41)의 각각은 격자의 교차점에 배열되었지만, 상기 격자의 교차점 중 일부는 제1 쌍극자 자석을 포함하지 않았다.
41개의 제1 쌍극자 자석(6311-41)은 다음의 치수: 2 mm(A4, 직경) x 2 mm(A5, 길이)를 갖는 원통형이고, NdFeB N45로 제조되었다. 모든 제1 쌍극자 자석(6311-41)은 이들의 길이(A5)를 통해 자화되었고, 도 6a에서 S→N 화살표로 표시된 바와 같이, 직선 αi(α1-α9)에 대해 평행하고 기재(620) 표면에 대해 평행하게 배향되고 모두가 동일한 방향을 향하는 이의 자축을 가졌다. 제1 자기장 발생 디바이스(630)는 기재(620) 표면에 대해 실질적으로 평행한 벡터 합 H1을 가졌다.
제1 자기장 발생 디바이스(630)의 제1 정사각형 지지 매트릭스(632)는 다음의 치수: 50 mm(A1) x 50 mm(A2) x 3 mm(A3)를 가졌고, 폴리옥시메틸렌(POM)으로 제조되었고, 41개의 제1 쌍극자 자석(6311-41)을 수용하기 위한 41개의 오목부(indentation)를 포함하였고, 상기 오목부는 상기 41개의 제1 쌍극자 자석(6311-41)과 동일한 치수를 가져서, 상기 41개의 제1 쌍극자 자석(6311-41)의 최상단 표면이 제1 정사각형 지지 매트릭스(632)의 최상단 표면과 동일 평면 상에 있다.
제2 자기장 발생 디바이스(640)의 제2 쌍극자 자석(641)은 정사각형 쌍극자 자석이었고, 다음의 치수: 30 mm(B4) x 30 mm(B5) x 2 mm(B3)를 가졌으며, NdFeB N52로 제조되었다. 제2 쌍극자 자석(641)은 기재(620) 표면에 대해 실질적으로 평행한 이의 S-N 자축을 가졌다. 제2 자기장 발생 디바이스(640)는 기재(620)에 대해 실질적으로 평행한 이의 벡터 합 H2(제2 쌍극자 자석(641)의 자축에 대응함)을 가졌다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 각각의 직선 αi(α1-9) 및 제2 자기장 발생 디바이스(640)의 벡터 합 H2뿐만 아니라 제1 자기장 발생 디바이스(630)의 벡터 합 H1 및 제2 자기장 발생 디바이스(640)의 벡터 합 H2는 0˚의 각도 γ를 형성하였다(즉, 직선 αi(α1-9)가 H2에 대해 평행함).
제2 자기장 발생 디바이스(640)의 제2 정사각형 지지 매트릭스(642)는 다음의 치수: 50 mm(B1) x 50 mm(B2) x 2 mm(B3)를 가졌고, 폴리옥시메틸렌(POM)으로 제조되었고, 제2 쌍극자 자석(641)을 수용하기 위한 오목부/홀(hole)을 포함하였고, 상기 오목부/홀은 제2 쌍극자 자석(641)과 동일한 형상과 치수(즉, 30 mm(B4) x 30 mm(B5) x 2 mm(B3))를 가져서, 상기 제2 쌍극자 자석(641)의 최상단 및 최하단 표면이 제2 정사각형 지지 매트릭스(642)의 최상단 및 최하단 표면과 동일 평면 상에 있다.
제1 자기장 발생 디바이스(630)의 제1 정사각형 지지 매트릭스(632)의 상부 표면(41개의 제1 쌍극자 자석(6311-41)의 상부 표면과도 대응함) 및 자성 어셈블리(600)와 대면하는 기재(620)의 표면 사이의 거리(h1)는 1.5 mm였다. 제2 자기장 발생 디바이스(640)의 제2 쌍극자 자석(641)의 상부 표면 및 제1 자기장 발생 디바이스(630)의 정사각형 지지 매트릭스(632)의 최하단 표면 사이의 거리(h2)는 0 mm였고, 즉, 제1(630) 및 제2(640) 자기장 발생 디바이스는 직접 접촉하였다.
도 6a-c에 도시된 자성 어셈블리(600)로 제조된 생성 OEL은 기재(620)를 -20˚ 및 +20˚ 사이에서 기울임에 따른 상이한 시야각으로 도 9b에 도시된다. 이렇게 얻은 OEL은 상기 OEL을 가진 기재가 2개의 수직 축, 즉 수평/위도 축 및 수직/경도 축에 대해 기울어질 때 단일 방향(종 방향)으로만 이동하고/하거나 나타나고/나거나 사라지는 복수의 어두운 반점과 복수의 밝은 반점의 광학 인상을 제공한다(기재가 수평/위도 축에 대해 기울어질 때 변화 없음).
실시예 1
기재(720) 상의 실시예 1의 광학 효과층(OEL)을 제조하는 데 사용된 자성 어셈블리(700)가 도 7a-b에 도시된다. 자성 어셈블리(700)는 제1 평면(P)에 대해 평행한 배향으로 기재(720)을 수용하도록 구성되었다.
자성 어셈블리(700)는 제1 정사각형 지지 매트릭스(732)에 내장된 41개의 제1 쌍극자 자석(7311-41)을 포함하는 제1 자기장 발생 디바이스(730) 및 제2 정사각형 지지 매트릭스(742)에 내장된 제2 쌍극자 자석(741)을 포함하는 제2 자기장 발생 디바이스(740)를 포함하였고, 제2 자기장 발생 디바이스(740)는 제1 자기장 발생 디바이스(730)의 아래에 배치되었고, 제1 자기장 발생 디바이스(730)는 코팅층(710)을 갖는 기재(720)와 제2 자기장 발생 디바이스(740) 사이에 배치되었다. 제1 자기장 발생 디바이스(730) 및 제2 자기장 발생 디바이스(740)는 서로에 대해 중심에 위치되었다.
제1 자기장 발생 디바이스(730)는 비교예 C1에 대해 기재된 것과 동일하였다.
제2 자기장 발생 디바이스(740)의 제2 쌍극자 자석(741)은 정사각형 쌍극자 자석이었고, 다음의 치수: 30 mm(B4) x 30 mm(B5) x 4 mm(B3)를 가졌으며, NdFeB N30으로 제조되었다. 제2 쌍극자 자석(741)은 기재(720)에 대해 실질적으로 평행한 이의 S-N 자축을 가졌다. 제2 자기장 발생 디바이스(740)는 기재(720)에 대해 실질적으로 평행한 이의 벡터 합 H2(유일한 제2 쌍극자 자석(741)의 자축에 해당함)를 가졌다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 각각의 직선 αi(α1-9) 및 제2 자기장 발생 디바이스(740)의 벡터 합 H2뿐만 아니라 제1 자기장 발생 디바이스(730)의 벡터 합 H1 및 제2 자기장 발생 디바이스(740)의 벡터 합 H2는 60˚의 각도 γ를 형성하였다.
제2 자기장 발생 디바이스(740)의 제2 정사각형 지지 매트릭스(742)는 다음의 치수: 50 mm(B1) x 50 mm(B2) x 4 mm(B3)를 가졌고, 폴리옥시메틸렌(POM)으로 제조되었고, 제2 쌍극자 자석(741)을 수용하기 위한 오목부/홀을 포함하였고, 상기 오목부/홀은 제2 쌍극자 자석(741)과 동일한 형상과 치수(즉, 30 mm(B4) x 30 mm(B5) x 4 mm(B3))를 가져서, 상기 제2 쌍극자 자석(741)의 최상단 및 최하단 표면이 제2 정사각형 지지 매트릭스(742)의 최상단 및 최하단 표면과 동일 평면 상에 있다.
제1 자기장 발생 디바이스(730)의 제1 정사각형 지지 매트릭스(732)의 상부 표면(41개의 제1 쌍극자 자석(7311-41)의 상부 표면과도 대응함) 및 자성 어셈블리(700)와 대면하는 기재(720)의 표면 사이의 거리(h1)는 1.5 mm였다. 제2 자기장 발생 디바이스(740)의 제2 쌍극자 자석(741)의 상부 표면 및 제1 자기장 발생 디바이스(730)의 정사각형 지지 매트릭스(732)의 최하단 표면 사이의 거리(h2)는 0 mm였고, 즉, 제1(730) 및 제2(740) 자기장 발생 디바이스는 직접 접촉하였다.
도 7a-b에 도시된 자성 어셈블리(700)로 제조된 생성 OEL은 도 9c에 도시된다. 이렇게 얻은 OEL은 상기 OEL을 가진 기재가 2개의 수직 축, 즉 수평/위도 축 및 수직/경도 축에 대해 기울어질 때 경도와 위도 기울임 방향에 대하여 사선 방향으로 이동하고/하거나 나타나고/나거나 사라지는 복수의 어두운 반점과 복수의 밝은 반점의 광학 인상을 제공한다.
실시예 2
기재(820) 상의 실시예 2의 광학 효과층(OEL)을 제조하는 데 사용된 자성 어셈블리(800)가 도 8에 도시된다. 자성 어셈블리(800)는 제1 평면(P)에 대해 평행한 배향으로 기재(820)을 수용하도록 구성되었다.
자성 어셈블리(800)는 제1 정사각형 지지 매트릭스(832)에 내장된 41개의 제1 쌍극자 자석(8311-41)을 포함하는 제1 자기장 발생 디바이스(830) 및 제2 정사각형 지지 매트릭스(842)에 내장된, 2개의 제2 쌍극자 자석(8411 및 841-2), 즉 첫 번째 제2 쌍극자 자석(8411) 및 두 번째 제2 쌍극자 자석(8412)을 포함하는 제2 자기장 발생 디바이스(840)를 포함하였고, 첫 번째 제2 쌍극자 자석(8411)은 두 번째 제2 쌍극자 자석(8412)의 상부 위에 배치되었고, 제2 자기장 발생 디바이스(840)는 제1 자기장 발생 디바이스(830)의 아래에 배치되었고, 제1 자기장 발생 디바이스(830)는 코팅층(810)을 갖는 기재(820)와 제2 자기장 발생 디바이스(840) 사이에 배치되었다. 제1 자기장 발생 디바이스(830) 및 제2 자기장 발생 디바이스(840)는 서로에 대해 본질적으로 중심에 위치되었다. 제2 자기장 발생 디바이스(840)의 2개의 제2 쌍극자 자석(8411 및 841-2)은 서로에 대해 중심에 위치되었다.
제1 자기장 발생 디바이스(830)는 비교예 C1에 대해 기재된 것과 동일하였다.
제2 자기장 발생 디바이스(840)는 2개의 제2 쌍극자 자석(8411 및 841-2)을 포함하였고, 둘 모두가 정사각형 쌍극자 자석이고 다음의 치수: 30 mm(B4) x 30 mm(B5) x 2 mm(1/2 B3)를 가졌으며 NdFeB N30으로 제조되었다. 2개의 제2 쌍극자 자석(8411 및 841-2)은 기재(820)에 대해 실질적으로 평행한 이의 S-N 자축을 가졌다. 도 8에 도시된 바와 같이, 첫 번째 제2 쌍극자 자석(8411)의 자축은 두 번째 제2 쌍극자 자석(8412)의 자축에 대해 수직이다.
제2 자기장 발생 디바이스(840)는 치수 B3이 4 mm(즉, 오목부의 깊이)인 점을 제외하면 비교예 C1에 사용된 것과 동일한 제2 정사각형 지지 매트릭스(842)를 포함하였으며, 이에 따라 2개의 제2 쌍극자 자석(8411 및 841-2)을 수용하기 위한 오목부가 2개의 제2 쌍극자 자석(8411 및 841-2)과 동일한 형상과 치수(즉, 30 mm(B4) x 30 mm(B5) x 4 mm(B3))를 가졌고, 첫 번째 제2 쌍극자 자석(8411)의 최상단 표면이 제2 정사각형 지지 매트릭스(842)의 최상단 표면과 동일 평면 상에 있고, 2개의 제2 쌍극자 자석(8411 및 841-2)이 서로 직접 접촉하고, 중심에 위치하고, 함께 적층되었다. 제2 자기장 발생 디바이스(840)는 기재(820)에 대해 실질적으로 평행한 벡터 합 H2(첫 번째(8411) 및 두 번째(8422) 제2 쌍극자 자석의 자축의 합에 기인함)를 가졌다.
도 8에 도시된 바와 같이, 각각의 직선 αi(α1-9) 및 제2 자기장 발생 디바이스(840)의 벡터 합 H2뿐만 아니라 제1 자기장 발생 디바이스(830)의 벡터 합 H1 및 제2 자기장 발생 디바이스(840)의 벡터 합 H2는 45˚의 각도 γ를 형성하였다.
제1 자기장 발생 디바이스(830)의 제1 정사각형 지지 매트릭스(832)의 상부 표면(41개의 제1 쌍극자 자석(8311-41)의 상부 표면과도 대응함) 및 자성 어셈블리(800)와 대면하는 기재(820)의 표면 사이의 거리(h1)는 1.5 mm였다. 제2 자기장 발생 디바이스(840)의 제2 쌍극자 자석(841)의 상부 표면 및 제1 자기장 발생 디바이스(830)의 정사각형 지지 매트릭스(832)의 최하단 표면 사이의 거리(h2)는 0 mm였고, 즉, 제1(830) 및 제2(840) 자기장 발생 디바이스는 직접 접촉하였다.
도 8에 도시된 자성 어셈블리(800)로 제조된 생성 OEL은 도 9d에 도시된다. 이렇게 얻은 OEL은 상기 OEL을 가진 기재가 2개의 수직 축, 즉 수평/위도 축 및 수직/경도 축에 대해 기울어질 때 경도와 위도 기울임 방향에 대하여 사선 방향으로 이동하고/하거나 나타나고/나거나 사라지는 복수의 어두운 반점과 복수의 밝은 반점의 광학 인상을 제공한다.

Claims (15)

  1. 기재(substrate)(x20) 상에 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 자성 어셈블리(x00)로서, - 상기 자성 어셈블리(x00)가 제1 평면(P)에 대해 적어도 부분적으로 평행한 배향으로 상기 기재(x20)를 수용하도록 구성됨 -
    a) 동일한 방향을 향하는 N극(North pole)을 갖고 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 자축을 갖는 적어도 4개의 제1 쌍극자 자석(x31)을 포함하고, 상기 제1 쌍극자 자석(x31)은 서로 이격되는, 제1 자기장 발생 디바이스(x30)
    - 각각의 제1 쌍극자 자석(x31)이 적어도 2개의 실질적으로 평행한 직선 αi(i = 1, 2, ...) 및 적어도 2개의 실질적으로 평행한 직선 βj(j = 1, 2, ...)의 교차점에 배열되고, 상기 직선 αi 및 βj는 격자를 형성하고,
    적어도 2개의 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi 중 하나에 배치되고, 적어도 2개의 다른 제1 쌍극자 자석(x31)은 직선 αi 중 또 다른 하나에 배치되며,
    상기 제1 쌍극자 자석(x31)의 자축이 실질적으로 평행한 직선 αi에 대해 실질적으로 평행하게 배향되고,
    상기 제1 자기장 발생 디바이스(x30)의 제1 쌍극자 자석(x31)이 제1 지지 매트릭스(x32) 내에 부분적으로 또는 완전히 내장됨 -; 및
    b) 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 자축을 갖는 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하고, 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)은 제2 지지 매트릭스(x42) 내에 부분적으로 또는 완전히 내장되는, 제2 자기장 발생 디바이스(x40)
    - 상기 제2 자기장 발생 디바이스(x40)가 상기 제1 자기장 발생 디바이스(x30) 아래에 배치되고,
    각각의 직선 αi 및 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)의 자축의 벡터 합 H가 서로에 대해서 실질적으로 비-평행하고 실질적으로 비-수직임 -; 를 포함하는,
    자성 어셈블리(x00).
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 직선 αi 및 상기 1개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)의 자축의 벡터 합 H가 약 20˚ 내지 약 70˚의 범위 또는 약 110˚ 내지 약 160˚의 범위 또는 약 200˚ 내지 약 250˚의 범위, 또는 약 290˚ 내지 약 340˚의 범위의 각도 γ을 형성하는,
    자성 어셈블리(x00).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 지지 매트릭스(x32)에 부분적으로 또는 완전히 내장된 1개 이상의 제3 쌍극자 자석(x33)을 추가로 포함하되,
    상기 1개 이상의 제3 쌍극자 막대 자석(x33)이 기재(x20) 표면에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 이들의 자축을 가지며, 상기 제3 쌍극자 자석(x33)이 상기 제1 쌍극자 자석(x31)의 N극의 방향과 상이한 방향을 향하는 N극을 갖는,
    자성 어셈블리(x00).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 자기장 발생 디바이스(x30)가 적어도 9개의 제1 쌍극자 자석(x31)을 포함하고, 상기 격자가 적어도 3개의 실질적으로 평행한 직선 αi 및 적어도 3개의 실질적으로 평행한 직선 βj를 포함하고, 적어도 3개의 제1 쌍극자 자석(x31)이 직선 αi 중 하나에 배치되고, 적어도 3개의 제1 쌍극자 자석(x31)이 직선 αi 중 다른 하나에 배치되고, 그리고 적어도 3개의 추가 제1 쌍극자 자석(x31)이 직선 αi 중 또 다른 하나에 배치되는,
    자성 어셈블리(x00).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 직선 αi 및/또는 각각의 직선 βj에서, 이웃하는 제1 쌍극자 자석(x31)이 동일한 거리로 서로 분리되는,
    자성 어셈블리(x00).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 자기장 발생 디바이스(x40)가 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하고, 상기 2개 이상의 제2 쌍극자 자석(x41) 각각이 상기 제1 평면(P)에 대해 실질적으로 평행하도록 배향된 자축을 갖는,
    자성 어셈블리(x00).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 자기장 발생 디바이스(x40)가 2개의 제2 쌍극자 자석(x41)을 포함하고, 상기 2개의 제2 쌍극자 자석 중 하나가 제2 쌍극자 자석(x41)의 다른 하나의 상부 위에 배치되고, 상기 2개의 제2 쌍극자 자석(x41)은 상이한 방향을 향하는 N극을 갖는,
    자성 어셈블리(x00).
  8. 기재 상에 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 자성 어셈블리(x00)의 용도.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 자성 어셈블리(x00)를 적어도 하나 포함하는 회전 자성 실린더를 포함하는 인쇄 장치 또는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 자성 어셈블리(x00)를 적어도 하나 포함하는 평상형(flatbed) 인쇄 유닛을 포함하는 인쇄 장치.
  10. 기재(x20) 상에 광학 효과층(OEL)을 제조하기 위한 공정으로서:
    i) 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하고, 방사선 경화성(curable) 코팅 조성물을 기재(x20) 표면 상에 도포하여, 코팅층(x10)을 형성하는 단계 - 상기 방사선 경화성 코팅 조성물은 제1 상태에 있음 -;
    ii) 방사선 경화성 코팅 조성물을 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 정적 자성 어셈블리(x00)의 자기장에 노출시켜, 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자의 적어도 일부를 배향시키는 단계; 및
    iii) 단계 ii)의 방사선 경화성 코팅 조성물을 제2 상태로 적어도 부분적으로 경화시켜(curing), 비-구형 자성 또는 자화성 안료 입자를 이들의 채택된 위치 및 배향으로 고정시키는 단계
    를 포함하는, 공정.
  11. 제10항에 있어서,
    단계 iii)가 UV-Vis 광 방사선 경화에 의해 수행되고, 바람직하게는 단계 iii)가 단계 ii)와 부분적으로 동시에 수행되는 것인, 공정.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    복수의 비-구형 자성 또는 자화성 입자의 적어도 일부가 비-구형 광학 가변성 자성 또는 자화성 안료 입자로 구성된 것인, 공정.
  13. 제12항에 있어서,
    비-구형 광학 가변성 자성 또는 자화성 안료가 자성 박막 간섭 안료, 자성 콜레스테릭 액정 안료 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 공정.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅층(x10)을 디바이스의 동적 자기장에 노출시켜, 비-구형 자성 또는 자화성 입자의 적어도 일부를 이축으로(bi-axially) 배향시키는 단계를 추가로 포함하되, 상기 단계가 단계 ii) 전에 일어나거나, 단계 iii) 전에 단계 ii)와 적어도 부분적으로 동시에 일어나는 것인, 공정.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 공정에 의해 제조된 광학 효과층(OEL).
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