TWI278259B - Magnetic planarization of pigment flakes - Google Patents

Description

1278259 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於印刷或製造具有色素薄片之物件，更 和疋㊂之係關於磁性對齊一平面中之色素薄片以增強該等 薄片之累積視覺效果。 【先前技術】 巴素溥片在各種應用中使用，例如油漆、油墨、紡織品 二匕妝品、擠壓薄膜、塑膠壓鑄以及粉末塗層。不同類型 =色素薄片可以提供各種(經常係顯著的)視覺效果。色彩改 變係使用色素薄片獲得之視覺效果的一個例子。該等色素 薄片可以具有—光學干涉結構，例如一法布立-拍若 (Fabry-Perot)結構或薄膜堆疊，其隨著該薄片根據視角倾斜 而改變顏色。此類色彩改變影像之例子係用作鈔票上的安 王特试（^口 _〇美兀的鈔票）以及為裝飾目的用在各種消費品 κ面冑幾個例子而言’包括車輛、_、眼鏡框 、指甲油以及行二 了力“包裝。色素薄片之其他例子包括反 射巴素溥片與繞射色素薄片。 在-些印刷操作中，該等色素薄片往往在物件重 (例如印刷紙）對齊以 ^ 光學效果。對每個薄片/ 〈氷“文果中屋生一視覺 基板的平面對齊，=要完全互相對齊或者與 可以獲得適當的光學^料薄片之足夠部分合適對齊時 並’其他印刷操作沒有❹色素薄片之平面對齊 亚且 」Ρ刷應用t「$卜合£丨+ /、Τ上θ引起以一般平面方式應用之 1278259 片對齊的降級。因此， 一 匕 而要生產併入具有改良的薄片平面. 對齊之色素薄片的物件。 【發明内容】 本發明提供使用色素薄片之物件的增強視覺外觀。在一 項具體貫施例巾’磁性色素薄片係應用至一基板的表面。 然後應用一磁場以將該磁性 .v 、 巴京，專片〈芏少一部分與該基 板表面之一平面緊密對。 ^ ^視見外硯由於平面化的色素 濟片之聚合光學效果得以择 、 q強。在本發明之另一項具體實 施例中’薄片係應用至一矣而廿 _ . 表面亚且卩远後磨光以平面化該等 溥片。 在二項，定具體實施财，應用的時候使用將薄片與基 ::、面對齊的印刷技術將影像印刷在-文件之上，但是 當冗成印刷程序時解除該等 从… 宁/寻片〈干面化。流動載體中之 磁性巴彩改變色素顆粒係應 ^^ 基板的一表面並且應用一 磁场以更加緊密地將磁 盥今i 七改、交巴素顆粒之至少一部分 一 μ基板表面之平面對齊。 ,^ ^ I吊 该f溥片平面化之後藉 由、九、乾或固化眾載體固定。 入a AA 此力員似像可以用於裝飾性或安 王、，例如鈔票上的防偽圖案裝置。 【實施方式】 1簡介 本發明提供使用磁性色+、蓳 ^ . φ ^ u ，、專片之增^视覺效果。該等磁 性巴素溥片散佈在流動載體中， & r 具允终孩等磁性色素薄片 回應源於跨越該薄片應用 . 場的扭矩。纟另-項具體實 她例中，篇該載體可塑性足 丁以便巧寺潯片之方位進入到 86115 1278259 琢基板平面時’薄片藉由磨光―印刷影像而實體平整化。 I.示範性印刷應用 SMA係一印刷裝置10的簡化侧視圖。—晶粒】2具有一雕 刻面’油墨14應用至該面。該油墨包括散佈在流動載體a (例如-油墨媒劑或者—油漆媒劑）中之磁性色素薄片Μ。該 載體可以透明’例如—清晰或帶色彩的媒劑，或者半透明 ’並且油墨可以包括其他色素顆粒。 該等色素薄片通常係平坦或相當平坦的小、痩薄片。一 薄片之典型尺寸約二十微米寬、—微米厚，然而此等尺寸 僅僅係耗例性尺寸而並非限制。可以使用大甚多或小甚多 足薄片，具有不同縱橫比之薄片也可使用。光學可變色素 (「0 V P」τ Μ)色素薄片包括一由薄膜層製造的光學干涉結構 ，例如一法布立-拍若（Fabry_perot)結構。該0^^隨著視角 改變顏色。不同的光學設計可以產生不同的色調與色彩行 進。色素薄片包含一薄膜層磁性材料，例如大約25至大約 -：> 〇 ηπι厚之一層鎳或者南導磁合金，可以提供用於該等色 素薄片之磁性對齊的合適的磁性結構。其他的磁性材料與 結構可併入色素薄片以提供用於磁性對齊的合適的磁性結 構，並且合適的材料可形成永久磁體，但一般需要先於避 免成塊之應用避免該等薄片之永久磁化。一些色素薄片也 許係由磁性材料簡單製成的，例如鎳薄片，其可用於反射 、非色彩改變效果。 圖中顯示該晶粒表面上之磁性色素薄片16對應由板或臺 24支撐的基板22之表面2〇相當好地對齊在一平面内。該基 1278259 板可以係，例如紙、薄膜、薄片、硬卡紙（card st〇ck)、紡· 織αα、皮革、塑膠或者金屬。為方便說明，可使用一紙基 板作為例子。薄片可以多種方式對齊在晶粒的表面上。薄 片往往跟隨載體流動以使流體阻力最小。載體（例如油墨） 中I薄片可以藉由沿著與刀片或橡膠刮刀的表面將油墨引 至一薄層而與一表面對齊。該晶粒隨後拾取該受引薄片並 將他們印刷在基板之上。 圖]Β係晶粒丨2接觸基板22同時磁性色素薄片丨6保持比較 對贫；簡化側視圖，圖〗c係顯示當晶粒丨2提升離開基板 時磁性巴素薄片16係如何被拉出平面對齊狀態的簡化側視 圖。此解除平面化發生在其他印刷程序中。 圖2Α係一絲網印刷裝置3〇(例如一絲網裝置）的簡化側視 圖。此類技術使用一圖案化絲網32。該圖案可以大量方式 疋我"中之一係使用一感光乳劑34，其經過顯影可打開 圖案化絲網（W 口 36。實際的絲網38很薄且很細，並允許 油墨或油漆通過。 沿著箭頭4 4的方向用—刀片或橡膠刮刀4 2使油墨4 0跨越 H用橡膠刮刀將油墨刮越絲網往往對齊在該基板辦 面内的印刷油墨40,中之色素薄片16係因為薄片往往沿著 流體流動的方向對·灰f py太τ Θ亚且牽引橡膠刮刀跨越絲網與基板往 往對背如圖所示之薄片。 ，圖胸顯示當圖案化絲網3 2仍然處於接觸中時印刷部分 44中之色素薄片16的對齊之簡化側視圖。圖2C說明當圖案 化絲網32從基板22提料色«片16如何解除平面化。 86115 1278259 發生之平面化解除使得若薄片保留已有平面化應用，則， 獲得之光學效果降級。其他方法也許不能產生最初平面化 之薄片’例如p貧、/賤或噴射方法，並且即使保持已有應用之 平面化’使用薄片的進一步平面化可以改善印刷影像之視 覺品質。從而，需要能在色素薄片應用至一基板之後對其 加以平面化。 π. 巴素薄片之磁性平面化 圖j A係在基板2 2之表面2 0 (即平面）上之流動載體1 8内具 有非平面化之磁性色素薄片1 6的基板22之簡化侧視圖。該 非平面化之磁性色素薄片可使用沒有充分平面化薄片之技 術或者某種程度上解除平面化薄片之技術得以應用，其包 括產生已應用之薄片的聚合視覺效果之目前技術。可以理 解一些色素薄片位於基板平面内，但許多不是如此，也可 理解通常藉由將更多薄片與基板平面對齊（「平面化」）可以 獲得增強之視覺效果。 圖3B係根據本發明之一項具體實施例用於+面化磁性色 素薄片16之裝置50的簡化側視圖。配置磁體52、54以基本 在基板22之平面產生由虛線56代表的磁場線。散佈在流動 載體18中之磁性色素薄片往往沿著磁場線對齊以使薄片的 主要表面與基板表面更平行且從而互相平行。雖然可能有 不同的磁體組態’該等磁體以—磁體的北極53正對另一磁 體的南極5 5之方式排列。對齋莲& 士 了 η專片之後，通常藉由烘乾、 設定或者固化固定該載體。 在一些印刷操作中，基板以大 尺、、、〇 —米/秒的速度經過磁體 86115 10 1278259 亚且當油墨應用至基板之後載體迅速乾燥。薄片之平面化. 只發生在數毫秒之内。永久磁體常稱為「超級磁體」，例 如N d F e B磁，其可以產生足夠高的磁場強度以在高速印 刷操作中平面化磁性色素薄片。在一些具體實施例中可以 使用兒磁把，但是電磁體往往比具有可比強度與線圈之永 久磁體龐大，且需要電流並發熱。此類永久超級磁體能夠 產生鬲達70,000安培/米的磁場強度，雖然其他方法也許用 不同的磁場強度操作。例如可用於平面化之時間、載體之 黏度、薄片之大小以及薄片之磁性特徵之類的因素可以影 響琢等薄片之所需對齊。同樣地，可以理解即使磁性平面 化,㈣非所有的薄片都在基板平面内完全對齊並且用磁 性色素薄片形成之影像的視覺特性之提高係程度問題，其 適當性取決於（例如）薄片之最初狀態與所需效果。 、 圖3C係根據本發明之另—项具體實施例用於平面化應用 至基板22的磁性色素薄片16.的裝置6Q之簡化側視圖。磁體 62、64、66將他們各自的北極與南極以如輯示之方式排 列在基板22下面。該等磁體相對印刷區域68、7〇排列以 磁場線72基本平行於基板平面。 另-項具體實施例具有緊密放置在薄片相反兩面 磁體（北·北或南南），例如用於在塑膠薄膜擠壓期間平 :片：在該情況下沒有單獨❸「基板」。該固化或設定狗 恥固定薄膜中之薄片的方位。 ^ 該等薄片之平面化可增強薄片之聚合視覺效果。在光與 可變色素情泥下’可以獲得更亮、更強烈的顏色。在 8611; -11 - 1278259 定督你I 击 〜 ’使用光學可變色素以製造藉由絲網技術用於測- Ί式—片 、 < Λ墨。允許一個卡片正常乾燥，而在油墨媒劑（載 體）乾燥以平面化基板平面之色素薄片之前應用一磁場至 一 、 弟一、片。每個實例都要量測色度。平面化提高色度十個 ' /、$十分顯著的增長。色度的此種增長在現有的印刷 技術.件下藉由改變色素薄片的光學設計很難達到，例如 藉由改’欠薄膜層材料或薄膜層數量。咸信可改善使用磁性 光卞可夂色素之凹版方法印刷之影像的色度達4〇個點。從 而可以後彳于使用光學可變色素薄片印刷之影像的視覺印象 的顯著改善而不用改變該薄片之光學設計。在薄片中增加 一磁性結構使薄片可在應用後平面化。 圖4係週合在本發明之具體實施例中使用之磁性色素薄 片80的簡化側視圖。一磁性結構82位於光學結構料、％之 間。琢光學結構係具有緊挨在光學可變色素技術中廣為人 知的（例如）磁性結構、間隔層、吸收層之反射層的法布立_ 拍若結構。在一些情況下，磁性層82充當法布立-拍若結構 中；反射益，例如其為一層鎳。已經發現大約5〇 nm厚之鎳 與高導磁合金層以提供具有法布立-拍若光學結構之色彩 改k色素薄片之磁性對齊，其中該等薄片大約1微米厚、 微米寬（平均）。可以使用其他光學結構，例如介電質薄膜干 擾堆疊，或者可以省略光學結構，例如在一金屬磁性薄片 情況下，以及可以添加其他層，例如帶色彩的層或用於環 保的層。雖然說明之薄片係對稱的，然而此情況並非必需 ，但是為後得所需的聚合光學效果通常需要。 86115 1278259 圖5係根據本發明之一項纟體實施例印刷在基板9聊如. 紙^上的777乾影像90之簡化平面圖。該影像可作為印刷在 鈔票：商標或產品包裝上之安全、認證或防偽圖案裝置。 包含石讀色素薄片之油漆或油墨應用至—基板，並且應用 /磁場以平面化磁性色素薄片。 III. 示範性方法 圖仏係根據本發明之—項具體實施例用於平整化磁性色 素薄片之方法6GQ的簡化流程圖。流動載體中之磁性色素薄 :應用基板(步驟602)。當該載體仍流動時應用一磁場 至磁性色素薄片以對齊基板平面之薄片（步驟604)。該載體 '.、後U t、乾、固化或設足以固定該等薄片之對齊（步驟 _卜在-些具體實施例中該基板相對磁場靜止，而在其 他具體實施例中該基板在運動，有時高速運動。該基板^ 以係有數個印刷影像在上面的一大張紙或甚至係一卷紙。 -⑻系根據本發明之一項具體實施例用於重新平面化磁 性色素薄片之方法61〇的簡化流程圖。在一流動載體中之磁 性色素薄片在應用期間部分對齊（步驟612)，例如在絲網印 :操作或一些凹版印刷操作期間。例如，當該絲網或晶粒 攸基板k升時’該等薄片解除平面化（步驟6⑷。當該載體

仍流動時應用—磁造二讲名本UL 磁％ 土磁性巴素溥片以對齊基板平面之 片（步驟6 1 6)。 一圖6C係根據本發明之另一項具體實施例用於平整化色素 的簡化流程圖。應用色素薄片至—基板（步 驟622)然後磨光（步驟624)以實體壓迫該等薄片以與基板之 86115 -13 - 1278259 平面對齊。若色素薄片在載體中供應，則該載體通常可塑· 性足夠好以允許薄片之輕微重新對齊，薄片不必係磁性薄 片。例如，磨光可藉由通過位於提供足夠壓力以將薄片與 基板平面對齊之兩滾輪之間的印刷基板完成。一由板或臺 支撐之靜止基板可只藉由在印刷影像上摩擦或滾動一平滑 物件以將薄片壓:進基板平面而磨光。 雖然以上參考特定具體實施例與實施本發明之最佳模式 β明本發明，但是熟悉技術者很清楚各種修改與替代不合 背離本發明之範疇與精神。所以，應該理解上逑說明僅僅 係示範以及在以下申請專利範圍中界定本發明。 【圖式簡單說明】 圖1AMC係印刷之前、之時、之後說明色素薄片之解除 平面化之印刷裝置的簡化側視圖。 圖2A至2C係印刷之前、之時、之後說明色素薄片之解除 平面化义絲網印刷裝置的簡化側視圖。 圖3A係具有解除平面化之磁性色素薄片之基板的簡化側 視圖。 圖3 B係根據本發明之一項且靜宭 ^ 貝她例炙磁性平面化的色 素薄片的簡化側視圖。 圖j C你根據本發明之另_一項且㈣舍 ^ ^ 心力Λ具眼貝施例之磁性平面化的 色素薄片的簡化側視圖。 圖4係適合在本發明之具體實施例中使用之示範色素薄 片的簡化側視圖。 Θ 5係根據本發明之一項且#奋、 ，貝她例又印刷的示範影像 1278259 之簡化平面圖。 圖6 A係根據本發明之一項具體實施例用於平整化磁性色 素薄片之方法的簡化流程圖。 圖6B係根據本發明之一項具體實施例用於重新平面化磁 性色素薄片之方法的簡化流程圖。 圖6C係根據本發明之另一項具體實施例用於平整化磁性 色素薄片之方法的簡化流程圖。 【圖式代表符號說明】 10 印刷裝置 12 晶粒 14、 40 油墨 16、 80 磁性色素薄片 18 流動載體 20 表面 η、 92 基板 24 板或臺 30 絲網印刷裝置 32 圖案化絲網 34 感光乳劑 3 6 窗口 38 絲網 42 刀片或橡膠刮刀 44 箭頭 44 印刷部分

8611: 15 1278259 50、 60 裝置 52、 54 、 62 、 64 〜66 磁體 56 虛線 5 3 北極 55 南極 68 ^ 70 印刷區域 72 磁場線 82 磁性結構 84、 86 光學結構 82 磁性層 90 示範影像 -16 - 86115

Claims (1)

1278259 拾、申請專利範圍： 1 . 一種平面化磁性色素薄片之方法’ 驟： 务包括以下步 應用磁性色素薄片至一基板的—表面；以及 應用一磁場以將該等磁性色素薄片之二‘ 平行於該基板之該表面之一平面更緊密對t/。—部分與 2 如申請專利範圍第!項之方法’其中該等磁性色 係應用於一流動載體中。 片 ==件，其具有如中請專利範圍第巧之方㈣^ 4 如申請專利範圍第3項之文件，其中該影像係 之一安全特徵。 '^上 5. 如申請專利範圍第3項之文件， 之—安全特徵。 像係-商標上 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一#包括岸用 場的牛啊、" 话I用一磁 7 後的固定該等磁性色素薄片之步驟。 尊n利乾圍弟6項〈万法，其中固定該等磁性色辛 ;导片足步驟發生於仍然應用該碌場之時。素 &如_請專利範圍第]項之方法， 並方施®、、 〃 τ ^基板ίτ、一張紙， 遂磁場之步驟期間相對該磁場移動。 .如申料利範圍第1項之方法，其中該基板係1紙、 10二分，其在應用該磁場之步驟期間相對該磁場 ι〇.如申請專利範圍第I項之方法， 价動。 复产户 其中该基板係—張缸 應用該磁場之步驟期間相對該磁場移動。 86115 1278259 1 1.如申請專利範圍第1項之方法，其中該等磁性色素薄片-包括一光學結構。 12.如申請專利範圍第8項之方法，其中該光學結構係一色 彩改變結構並且應用該磁場之步驟可增強該影像之色 度。 1 3 . —種印刷一影像在一文件上之方法，該方法包括以下步 驟： 應用一流動載體中之磁性色彩改變色素顆粒至一基 板之一表面； 應用一磁場以將該等磁性改變色素顆粒之至少一部 分與該基板之該表面之一平面更緊密對齊；以及 固定該等磁性色彩改變色素顆粒。 14.如申請專利範圍第13項之方法，其中該文件係一鈔票。 1 5.如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該文件係一商標。 1 6.如申請專利範圍第1 3項之方法，其中應用該等磁性色彩 改變色素顆粒之步驟包括機械地對齊該等磁性色彩改 .變色素薄片與該基板之該表面之一平面以及隨後對機 械對齊之磁性色彩改變色素薄片之至少一部分解除平 面化。 17. 如申請專利範園第16項之方法，其中應用之步驟包括絲 網印刷。 18. 如申請專利範圍第16項之方法，其中應用之步驟包括凹 版印刷。 1 9.如申請專利範圍第16項之方法，其中應用該磁場之步驟 86115 1278259 恢復該影像之色度。 - 20.如申請專利範圍第1 3項之方法，其中應用該磁場之步驟 增強該影像之色度。 2 1. —種改善一表面之上色素薄片之光學品質的方法，該方 法包括：. 應用色素薄片至該表面；以及 磨光該等色素薄片以相對於該基板之該表面平面化 該等色素薄片之至少一部分。 22.如申請專利範圍第21項之方法，其中該等色素薄片係色 彩改變色素薄片並且磨光該等色素薄片之步驟改善色 度。 86 1! 5