TW567375B - Method for providing a surface of an article with a decoration or text - Google Patents

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De Witte Peter Van
Johan Lub
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Koninkl Philips Electronics Nv
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Description

567375
本發明係關於一種提供一物件表面之裝飾或構造之方 法。 目前，具有特殊光學性質之塗層在裝飾應用上受到極大 >王意。目前一些消費產品如手機及電動刮鬚刀型係具有 Inodin(莫克）®或chrom〇flare⑧塗層。這些塗層之的特殊性 質為孩塗層的顏色係視觀看的角度（輕拍_搖擺作用）而定。 例如，對於一般入射光，該塗層出現綠色，然而對於以高 極性角度反射的光，該塗層可能出現帶藍色。Id〇din粒子 係由數層具有適合光學性質之塗層所組成的（具有 metaloxyde層之雲母粒子）。著色作用係由於反射在粒子上 之光的干擾現象，其係視波長而定。這些粒子具有薄片外 形且可藉慣用噴霧塗覆程序塗佈在表面上。 膽固醇狀液晶本質上具有層化結構，而且也可用於獲得 這些效果。近來，薄片狀之膽固醇狀的用途係被研究的。 膽固醇狀薄片可藉澆鑄5-10微米厚之膽固醇狀材料層於 支撐基材上而獲得。接著，此膽固醇狀層被聚合化並碾磨 成薄片。這些薄片可藉旋轉塗覆方式塗佈在表面上。若膽 固醇狀液晶及該薄片是排列整齊的，他們將顯示出所需的 著色效果。 為了獲得對碾磨及接下來的薄片加工程序具有足夠安定 性之塗層’聚合化程序是必要的。但是，膽固醇狀相一旦 被聚合化，該薄片的顏色無法再以外部處理方式改變之。 近來’發現可在膽固醇狀層上製造圖案並可局部控制反 射的顏色。這可賦予裝飾膽固醇狀薄片之可能性額外吸引 O:\70\70076-920623.doc - 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） ^67375 、發明説明（ 廣特^ °此特徵使其可在該層上I窝式樣（《、品牌、 太旅不容易組合薄片技術及式樣化技術。 物之方目Γ為提供一種在表面上製造裝飾或構造及類似 以薄片形錢用特定液晶材料的―些優點，而不需要 物發明’上述目的可藉一種提供裝飾或構造或類似 狀'/·日®而相，其中至少—種經局部光學改質之膽固醇 飾層”)在轉移操作中被轉移至物件表面上。轉 種將裝飾層’通常具有黏著層之裝飾層置於與 係韓^物件結合之黏貼關係中的操作。大部分，裝飾層 由轉移自載體並留下該載體。有助於保護裝飾層之例子 中，载體，特別是其為薄的，可與裝飾層一起被塗在物件 上因使其可作為其遠離物件侧之裝飾層的防護。 中 體 進 或者’在轉移操作中可一起轉移保護層及裝飾層，並 該保護層被可脫離地塗覆在載體上並帶有裝飾層。從載 將裝飾層轉移至物件上之操作可利用先前已知程序來進 订’例如包括打擊動作之程序、包括滾動動作之程序或將 對應落導入注射模製模型中，然後注入塑膠材料，之後形 成物件’例如裝置項目之正面板之程序。 y 本發明 < 特佳具體實例的特徵在於式樣化膽固醇狀液晶 層至（塑膠）物件表面之轉移係在模内裝飾程序中完成的。叫 此 模内裝飾是一種在生產線末端提供產品裝飾之技術。轉 移落包含塑膠載體落上所供應之裝飾落。利用注射模製裝 置，在高溫下將（聚合物）熔化物堅固地擠壓成轉移箔。在衣 O:\70\70076-920623.doc 本紙張尺度適财賴家標準(CNS) ^規格㈣㈣7公着） 567375 A7 B7 五 、發明説明（ ） 3 程序過程中，形成產品且同時將轉移箔“黏，，在該產品上。 此技術甚至可操作具有不平坦或（輕微）彎曲表面之物體，像 如刮鬍刀產品。該轉移技術明顯適合將膽固醇狀層塗佈在 產上’而不需將這些層碾磨成薄片。此方法的另一項優 點為顏色較純，反射係如鏡子反射般，而非擴散而且觀看 角依賴性更明顯。相反地，在薄片碾磨及噴霧過程中，薄 片的方向是不均一的，而且可見到顏色混雜。 想像一種裝飾箔塗佈方法的具體實例如下： (1) 將膽固醇狀層塗佈在塑膠基材上： (2) 藉UV照射局部改良膽固醇狀反射帶·· (3) 硬化膽固醇狀層（e•束、熱力）； (4) 藉模内裝飾將膽固醇狀層塗佈至產品上； 膽固醇狀層之局部光學改良可以各種方式完成。 已發現特別可局部改變膽固醇狀液晶層顏色的方法。 第一種方法的特徵係在於利用熱色現象性質（在不同溫度 下藉由交聯可造成膽固醇狀材料之反射顏色上的差異）。 第二種較佳方法的特徵係在於利用感光性質（膽固醇狀 相的週期性可被影響，特別是藉由uv照射：當週期性符 合進入膽固醇狀層之光的波長時，該光將受影響）。特別是 此後者現象可方便地用於製造裝飾或構造或類似物於該層 上。此技術之額外優點為藉由式樣化遮蔽物，如灰色階梯 遮蔽物（帶有不同灰色調區域之透明板）的使用，以uv光照 射是不可缺少的，因此不需要逐點照射膽固醇狀液晶層， 一種在一些其他裝飾技術中是必要的技術。 O:\70\70076-920623.doc -6- 567375
物材料®丁出上述作用’可使用具有膽固醇狀順序之聚人 :’其中此膽固醇狀排列材料的分子螺 ： 層：藉提供不同區域不同的分子螺旋螺： 艟施仆万’局錢貝〈。如若膽111醇狀排列材料層包含可 換*t、合物量’後者則可被實現，其中該呈未轉換及已轉 悲《可轉換化合物係m同程度之膽固醇狀排列材料 、螺距:已發現可冑uv輻射曝光引發上述轉換之化合 勿。可藉進行曝光使層中至少兩個不同區域的照射劑量是 不同的而完成式樣化。曝光之後，將以膽固醇狀方式排列 、材料層4合及/或叉聯形成聚合物，其可藉本發明轉化方 法而轉移至物件表面上。 由下列根據本發明方法中所用轉移荡之具體實例之描述 將可明白本發明其他目#、特徵及優點，其也關於一種具 有經局部光學改質之膽固醇狀液晶層轉移至表面的物件。 轉移箔包含載體或襯底膜，在此其最好是厚度介於約5 與100微米〈間，較佳係介於約15與5G微米之間的聚醋 膜。 該膜連續地具有下列各層，其係依先前由轉移箔之製造 已知的慣用程序進行塗佈： 分離（或脫離）層·· 這是如一層可在熱作用下軟化並容許其他層自載體膜分 離或脫離之層。此分離層的厚度一般最多為1微米。 一些實例為： -甲苯（95份）、乙醇（5份）、酯蠟（滴點9(rc)(〇.i份）之混 0:\70\70076-920623.d〇( 567375 A7 B7 五、發明説明 合物； •壓敏性黏著劑； -鐵夫龍。 保護清漆層（視情況選用的）： 這是一種清漆透明層，其功用實質上是保護經該箔裝辞 過之物件的自由表面以防機械損害。因此該保護清漆層必 眉適、地抵擔機械作用。在本例中，藉由實例方式’其厚 度係介於1與2之間。 膽固醇狀液晶層：將塗佈此層之程序描述於後。 黏著層： 這是先前已知關於轉移箔之黏著層，其厚度係介於約i 與10微米之間。該黏著層係屬於承受適合加熱作用時先變 成膠著或黏稠的組合物。關於加工時不須施予熱之轉移 箱，黏著層也可為，例如一種可藉壓力活化之黏著劑或永 久黏稠或膠著之材料層。將可了解在後者實例中，載體膜 在其返離膽固醇狀之侧必須具有一塗層如功t "" ^ Θ如石夕巩以防止黏著 層黏在載體膜上，因此可適當地將轉移箔纏在、衰巧上 根據下列組成可製造黏著層6 : W份 15份 38份 甲苯 乙醇 甲基-/正丁基-甲基丙烯酸酯共聚物 (40%於二甲苯中；tg=78°C) 聚乙基甲基丙烯酸醋（tg=63°C ) O:\70\70076-920623.doc -8-
567375 A7 B7 五、發明説明（6 ) 聚乙婦基醋酸酯（50%於乙醇中） 4份
Si02 2 份
Ti02 6 份 膽固醇狀液晶層之塗覆 膽固醇狀混合物在室溫下是非常黏稠的。為了能進行加 工，將該混合物溶於一溶劑中。氯苯是一種可提供良好結 果之溶劑。必須在溶劑性質如浸溼、與聚亞胺之互容度和 汽化速率之間找到平衡。使用50%-66%溶液。 0.9 重量 ％Darocure 4265 300ppm ΗΜΕ 66重量％於氯苯中 13.5重量％甲基薄荷酮 85,5 重量％ RM258 在網狀物塗佈程序中藉刮刀塗佈方式將此溶液塗覆在載 體上。選擇刮刀塗佈的原因有數個。關於塗覆一層所需材 料量，此技術遠比旋轉塗佈有效率。另一個原因是溶劑的 汽化係緩慢地進行。藉快速汽化溶劑，膽固醇狀結構容易 淬火成亞穩定結構。 但是，發現由二甲苯旋轉塗佈也是可行的，而且大致上 可使用相同的溶液組成。刮刀塗佈之後（無汽化步騾）立刻以 ORC UV照射裝置（Optibeam，強度計得為20毫瓦/平方公 分）穿過經鉻畫上圖案之遮蔽物照射壓層板。該遮蔽物包括 可使UV光完全穿透之區域、反射UV光之區域及部份被鉻 (不規則點狀圖案）所覆蓋（50%-60%)之區域。所需UV劑量 為〜250毫焦耳/平方公分（照射〜10-20秒）。 O:\70\70076-920623.doc - 9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 567375
發明説明（ 、、^醇狀液晶相是具有天然週期性之對掌性中間相。該 :曰曰係以螺旋方式排列。視材料而定，該週期性可由5〇毫 &米Μ化至數微米。當膽固醇狀液晶的週期性符合材料内 R、皮長纟纟生-有趣的現象。在此例中，光將被反射 gg反射）0¾作用的物理背景係關於干擾過滤器的物理 背景。视膽固醇狀液晶的硬度而定，將反射左旋或右旋極 化先。膽固醇狀層平常只反射波長介於pxnj pxn。之光， 在此〜及η。各別為單軸定向相之特別及一般折射率。實際 上:此意味反射帶的寬度被限制在2G與1〇〇亳微米之間。 但是，近來許多測量已可用於窄化或加寬反射帶。 對於膽固醇狀液晶的式樣化，熱色現象是一種可利用的 性質。膽固醇狀材料之反射顏色係隨溫度而改變。藉由不 同溫度下之交聯，如可獲得R、G、B圖案。此方法的問題 為必須使用二個遮蔽曝光步騾（在高溫下）而且必須極嚴格地 控制溫度。 較佳方法係以光敏膽固醇狀材料為基材。對於這也材 料，膽固醇狀相的週期性係受uv光的影響。例如，藉 光照射反射藍色之膽固醇狀層，該顏色將逐漸由藍色變成 綠色至紅色。利用這些材料，一種製造R、G、B圖案之方 法如下。首先將顯示出藍反射光之膽固醇狀層塗覆在基材 上。然後利用灰色階梯遮蔽物使該層式樣化地暴露在uv 光下。受到高光強度照射之區域將由藍色變成紅色，受到 中光強度照射之區域將由藍色變成綠色，及僅接受極少或 -10- O:\70\70076-920623.doc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 567375 A7 B7 五、發明説明（8 ) 無任何光劑量之區域將維持藍色。在此程序中，顏色的產 生只需要一個曝光步騾。與以熱色現象為基礎之方法中所 需的三個遮蔽曝光步騾相比，這是一個重要的議題是所產 生之圖案的安定性。膽固醇狀層應是安定得可抵抗長期的 UV照射。此意味顏色圖案產生之後，膽固醇狀層必須已交 聯。這對材料有不同的要求。這將討論於下文中。 光敏的對掌性摻雜物 為了改變膽固醇狀液晶質相，必須改良對掌性摻雜物的 結構。將對掌性分子加入液晶中以控制捲曲度及旋轉角度 或該層的週期性。分子旋轉360°所經過的距離被稱為螺距 (P)。對掌性分子旋轉液晶的有效性可藉螺旋捲曲力表示 1 (HTP) ： HTP--
Pxc 其中C代表對掌性分子的濃度。已知HTP極視對掌性液 晶的構型及化學結構而定。當該分子的化學結構構型因光 而改變時，分子的HTP也會受影響，對掌性基團的光降解 可用於操作對掌性化合物的HTP。近來，binaphtyl衍生物 的光消旋作用被證明。在此方法中，光學活性分子係經強 UV照射而轉變成該異構物不具淨HTP之消旋混合物。此 時，光致異構化是影響對掌性掺雜物之螺旋捲曲力的最佳 方法。對大部分可光致異構化的對掌性化合物而言，E及Z 異構物將具有不同的螺旋捲曲力。可光致異構化的對掌性 化合物應： • 對可見光而言是透明的 O:\70\70076-920623.doc - 11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 567375 A7 B7 五、發明説明（Ω ) • 對365毫微米而言係幾近透明（避免UV梯度） • 在0與250°C之間是安定的 • 是不可再異構化的（介於〇與250°C之間） • 在RT下可以十分南的量溶於液晶基質中 • 具有高螺旋捲曲力 • 螺旋捲曲力在照光期間有極大改變 • 照光期間不會引起LC相去安定化 裝 • 是可聚合的 • 最好是一種二丙烯酸酯（交聯後，可萃取物質量低， 熱安定性高）
線 薄荷酮衍生物是符合大部份這些要求的分子。該分子在 可見光下是透明的且可溶於許多液態晶質基質中。他們的 HTP是吸引人的，因為可見光的反射可藉低濃度對掌性物 質達到。照光使HTP產生大改變，該改變可安定地維持一 段較長時間。此物質獲得左螺旋。數種薄荷酮衍生物可被 合成的，如甲基薄荷酮衍生物。 該分子可包含下列化學構造嵌段物：對掌性單位以謗導 膽固醇狀相、可異構化單位以摻入感光性、LC單位以增加 與液晶基質的互容性、可聚合單位以使該分子可摻入聚合 物網狀結構中及間隔單位以降低聚合作用對液晶單位之位 相的影響。 薄荷酮被認為是適合用於UV光謗導膽固醇狀結構化之 化合物。較佳物質為甲基薄荷酮。可將此物質掺入網狀結 構中並以遠比其他薄荷酮之丙烯酸酯衍生物慢的速度結 O:\70\70076-920623.doc - 12 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 567375 A7 B7 五、發明説明（1()) 晶。 液態晶質基質 為了安定已式樣化之層，需要一種可交聯基質。明確表 示數個對基質的額外要求： • 寬向列溫度範圍（最好〇-15〇t：) • 大於350毫微米之波長而言是透明的 • 低黏度 • 可溶於溶劑中 • 平面排列（在基材以及空氣-LC界面上） • 在0與250°C之間是化學安定的 • 在機械上是安定的（高交聯密度，高Tg等） • 混合物最好只含二丙烯酸酯 已發現數種適合的基質。第一種是莫克公司（英國）所推 出的基質。商品名為RM258。此基質係由液體晶質二丙烯 酸酯之混合物所組成的。熔點為〜55°C且澄清點為119°C。 此混合物可溶於一些溶劑中（氯苯、環己酮、二氯苯、氯 仿、二甲苯）。 另一種混合物是KD A。這是單一化合物。熔點及澄清溫 度分別為54°C及140°C。玻璃轉變溫度為-17°C。 注意歐洲專利申請案99/0971 1 (=PHN 17.592)中所描述之 物質可方便地用於本發明中 交聯 光敏系統的交聯（硬化）可藉熱交聯而達到，但以UV謗導 O:\70\70076-920623.doc - 13 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 567375 A7 B7 五、發明説明（Μ ) 交聯及e-束交聯為佳。 e-束交聯 與UV交聯相反，電子束交聯不需要光引發劑。在第一 個步騾中，顏色圖案係利用365毫微米UV產生的，而且 在第二個步騾中，此圖案係藉電子照射該層而安定之。該 電子在混合物中產生自由基並開啟聚合作用。 混合物係由15%甲基薄荷酮及85%RM258所組成的。為 了產生顏色圖案，在周遭氛圍中以UV光照射該層。e-束聚 合作用係在氮氣氛圍中完成的。e-束的典型條件：175仟伏 特，3-7毫安培，12米/分鐘，25-80仟Gy。該層是極耐刮 的。 UV謗導交聯 不容易避免式樣化及交聯的干擾。已設計出兩種可某程 度分開這些程序的方法： A. UV照射結合加熱步騾 B. 以較長波長進行UV交聯（雙重照光）。在近可見光 區，異構化速率因波長的增加而急遽降低。當薄荷酮暴露 在405毫微米UV光下時，幾乎不發生任何異構化作用。 此意味交聯可完成而不會改變顏色。 在室溫下將 15%甲基薄荷酮、83.5%RM258 及 1.5%Darocure4265之混合物暴露在365毫微米UV光中。 可獲得所需顏色。在第二個步騾中，該層係在室溫下氮氣 氛圍中暴露於405毫微米光下。可硬化該層而不會影響其 顏色。 O:\70\70076-920623.doc - 14 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 567375 A7 B7 五、發明説明（12 ) 一些備註： 藉導入缺陷於結構中可控制膽固醇狀層之反射從鏡子反 射至擴散。 局部製造寬帶反射器（金屬外表）是明顯可行的。 可將染料摻入此層中，依此方式，可改善背景顏色的可 變性。 為了提高該塗層的安定性及抵抗力，可在該塗層上塗上 外層。 以不同強度之UV光照射在膽固醇狀層表面不同區域上 可產生具有單（彩）色圖案之表面。若光強度係沿膽固醇狀層 之深度方向變化，全身攝影資料或3D資訊可被，，影像化”。 此造成有趣應用之可能性，特別是結合模内裝飾程序步 驟。 依此方式使用，本發明可提供如塑膠物件（身分證或類似 物），其表面上已轉移一經局部光學改質（式樣化）之膽固醇 狀液晶層，包括全身攝影影像。而且無轉移應用是極方便 的，在此應用中係使用含有全身攝影影像之局部式樣化的 膽固醇狀液晶層。 簡化本發明係關於-種在如杳]77、GSM、（鑑別）卡等物 件上提供裝飾塗層或構造或類似物之方法。該塗層包今鲈 局部光學改質（式樣化）之膽固醇狀液晶層，其係藉轉移= :式被轉移至物件表面上。已發現所謂模内裝飾技術對 裝飾（式樣化）膽固醇狀液晶層之轉移是十分方便的。在此 技術中，該層被（可脫離地）塗覆在塑膠載體薄片中並備有 O:\70\70076-920623.doc Ο 裝 訂- -15- 567375 A7 B7 五、發明説明（13 ) 一層黏著劑。在聚合物材料開始進行注射膜製之前，先將 此組合物插入注射模型中。依此方式，可將裝飾性塗層（ 如彩色影像）及構造或類似物均勻地塗佈在不平坦且輕微彎 曲的基材上。 O:\70\70076-920623.doc - 16 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

  1. 567375 /ψ ^ C8 ^ c? ^4：'W , D8 六、^範圍 1 · 一 種 提 供 一 物 件 表 面 裝飾 或 構 造 的 方 法 其 特 徵 在 於 膽 固 醇 狀 液 晶 層材 料 可 脫 離 地 塗 覆 在 載 體 上 J 該 膽 固 醇 狀 液 晶層 之 光 反 射 可 藉 由 曝 露 於UV射線下改變， 不同強度的UV射 線 照 射 該 層 的 不 同 區 域 以 呈 現 期望 之 色 彩 選 擇 性 反 射 圖 案 該 層 隨 後 在 轉 移 操作 中 被 硬 化 及 轉 移 至 該 物 件 表 面 上 〇 2.根 據 中 請 專 利 範 圍 第 1項 之 方 法 y 其 中 該 載 體 被 放 入 具 有 物 件 形 狀 之注 射 模 型 中 並 在 高 溫 下 將 聚 合 物 熔 化 物 注 入該 模 型 0 3 .根 據 中 請 專 利 範 圍 第 2項 之 方 法 其 中 該 載 體 之 表 面 上 安 置 有 脫 離 層、 該 膽 固 醇 狀 液 晶 層 及 黏 著 層 〇 4.根 據 中 請 專 利 範 圍 第 1項 之 方 法 其 中 該 裝 飾 是 全 身 攝 影 影 像 〇 5 . — 種 具 有 色 彩 選 擇 性 反射 圖 案 之 膽 固 醇 狀 液 晶 層 轉 移 至 表 面 之 物 件 〇 6.根 據 中 請 專 利 範 圍 第 5項 之 物 件 其 中 該 圖 案 包 含 全 身 攝 影 影 像 〇 7.根 據 中 請 專 利 範 圍 第 1項 之 方 法 其 中 該 膽 固 醇 狀 液 晶 層 材 料 係 以 膽固 醇 狀 排 列 材 料 之 分 子 螺 旋 軸 橫 向 延 伸 過 該 層的 方 式 定 向 該 膽 固 醇 狀 排 列 材 料 包 含 有 多 量可 轉 換 化 合 物 呈 未 轉 換 及 已 轉 換 狀 態 之 可 轉換 化 合 物 係 決 定 不 同 程 O:\70\70076-920623.doi -1 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 567375 8 8 8 8 A BCD 々、申請專利範圍 度之膽固醇狀排列材料的螺距，該化合物的轉 換可藉υν輻射引發，依照所需圖案照射該層 ，使該層經照射部份中至少部份可轉換化合物 進行轉換，該膽固醇狀排列材料經過照射後聚 合及/或交聯以形成三維聚合物。 O:\70\70076-920623.doc - 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 案 類 號 090T07Q4R C4 以上各欄由本局填註） 於0¾爭型專兑明書 567375 中文說明書替換本(92年6月敗6 ^ 3 中 文 提供一物件表面之裝飾或構造之方法 英 文 METHOD FOR PROVIDING A SURFACE OF AN ARTICLE WITH A DECORATION OR TEXT 姓 名 國 1.彼德凡迪威特 PETER VAN DE WITTE 2·約翰盧比JOHAN LUB 1.2.皆荷蘭 發明 人 住、居所 1·荷蘭和倫市詹坎培特街5號 2.荷蘭愛因和文市普羅何斯蘭路6號 裝 姓 名 (名稱） 國 籍 荷蘭商皇家飛利浦電子股份有限公司 KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N. V. 荷蘭 申請人 住、居所 (事務所) 荷蘭愛因和文市格羅尼渥街1號 J. L.凡德渥 J. L. VAN DER VEER 70\70076-920623.doc 本紙張尺度適用中國國家檩準(CNS) A4規格(21〇 χ 297公董)
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