WO2013180231A1

WO2013180231A1 - 異方性反射表示体、並びに異方性反射表示体を用いた情報記録体

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Publication number: WO2013180231A1
Application number: PCT/JP2013/065079
Authority: WO
Inventors: 一尋屋鋪
Original assignee: 凸版印刷株式会社
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2013-12-05
Also published as: JP2018097371A; CN104335097A; EP2857872A4; EP3882674A1; EP2857872A1; US20150070775A1; EP3865919A1; JP6269482B2; RU2587072C1; EP3865919B1; US9889699B2; BR112014029710A2; MX2014014362A; EP2857872B1; CN104335097B; MX353329B; US20180126772A1; JPWO2013180231A1; US10654308B2; EP3882674B1

Abstract

　薄膜状の反射板保持層（２）の中に複数の反射板（３）が含まれる光透過性の異方性反射表示体（１）であって、反射板保持層（２）の平面に対し、複数の反射板（３）が一定方向、且つ一定角度で傾斜しており、第１の特定方向から入射した光は反射板（３）の表面で反射することによって、反射板保持層（２）を通過せず、第２の特定方向から反射板（３）に入射した光は、反射板（３）の表面で反射した後、該反射板（３）の表面側に隣接する反射板（３）の裏面で反射することによって、又は、これらの反射を複数回繰り返すことによって、反射板保持層（２）を通過することを特徴とする異方性反射表示体。

Description

異方性反射表示体、並びに異方性反射表示体を用いた情報記録体

　本発明は、ＩＤカードやパスポート、紙幣などに利用される、特殊な光学効果を有する偽造防止用の異方性反射表示体に関し、更に詳しくは、特定の角度で傾斜された複数の微細な反射板を有する異方性反射表示体、並びに印字層の上に該表示体を積層した情報記録体に関する。

　有価証券、証明書、ブランド品、電子機器及び個人認証媒体などの物品に対しては、偽造が困難であることが望まれる。そのため、このような物品には、偽造防止効果に優れた表示体を支持させることがある。

　このような表示体の多くは、回折格子、ホログラム等の微細構造を含んでおり、例えば観察角度の変化に応じて、色の変化を生じさせる効果を有する。これら微細構造を含む表示体においては、解析及び偽造することが困難である。それゆえ、優れた偽造防止効果を発揮し得る。

　また、これら表示体は物品の固有情報を記載した印字層の上に貼り合されて使用される為、可視光を透過する特徴を有している。この様な透明性を有する表示体は、微細構造の凹凸に沿って透明高屈折材料を塗布することによって製造されている。

　例えば、特許文献１には、回折格子による凹凸パターン表面に透明高屈折材料である硫化亜鉛をドライコーティングした透明ホログラムが記載されている。また、特許文献２では、より複雑な層構成の透明性を有するホログラムが記載されている。

　さらに、特許文献３には、粉末状磁性材料を磁力線で配向して印刷する技術が開示され、特許文献４には、磁力による配向が可能なカルボニル鉄粉を基体とした鱗片顔料が開示されている。

特開２０１１－２２１０５４号公報特開２０１１－５１３１７６号公報特開平５－２１２３４４号公報特表２０１１－５２１０９０号公報

　近年のエンボス技術の発達により、微細構造の作製の難易度が低下してきている。また、多層薄膜フィルムや回折格子によるレインボーフィルムが一般的な包装用フィルムとして販売され始めたことにより、上記の微細構造と類似した光学効果を得ることが比較的容易となりつつある。

　しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載されている、透明高屈折膜を利用した回折格子やホログラム等は、その反射率の低さから、コントラストの高い画像を得ることや、ダイナミックな色調変化が生じる効果を得ることが困難である。

　一方で、特許文献３では粉末状磁性材料を磁力線で配向して印刷する技術が開示され、特許文献４では磁力による配向が可能なカルボニル鉄粉を基体とした鱗片顔料が開示されており、この様な技術を利用することで、コントラストの高い画像や、ダイナミックな色変化が生じる効果を得ることが可能である。しかし、磁気配向により鱗片顔料が重なり合う部分が発生すること、及び鱗片顔料の位置や傾斜角度がランダムになってしまうことから、特定角度での透明性が得られない。この為、磁気配向された顔料越しに下層に固有情報を記載した印字層を確認することは困難である。

　鱗片顔料を磁気配向する技術において透明性を得る為には、鱗片顔料の量を少なくする方法が考えられる。しかし、反射性の鱗片顔料を減量した場合、特定方向への反射率低下につながり、コントラストの高い画像を得ることが困難となる。

　また、精密なパターンで磁場を制御することが困難であることから、磁気配向により成形させるパターンは解像度が低く、更に同理由により、一定の角度に傾斜配向させることや精密な構造制御が困難である。

　本発明の目的は、設置が必要な部分にのみ、特定の傾斜角度で複数の微細な反射板を設置することが可能な表示体を提供することである。より具体的には、本発明の目的は、複数のパターンを特定角度でのみ出現させる特殊な効果を有することから偽造防止効果が高く、更には、表示体越しに物品の固有情報を記載した印字層を確認する場合であっても、容易に確認できる透明性を有しており、且つ、特定の方向から入射した光のみを反射することから、コントラストが高く視認性の良い微細凹凸構造による光学効果を得ることが可能な異方性反射表示体、並びに情報記録体を提供することにある。

　第１の態様によれば、薄膜状の反射板保持層の中に複数の反射板が含まれる光透過性の異方性反射表示体であって、前記反射板保持層の平面に対し、前記複数の反射板が一定方向、且つ一定角度で傾斜しており、第１の特定方向から入射した光は前記反射板の表面で反射することによって、前記反射板保持層を通過せず、第２の特定方向から反射板に入射した光は、前記反射板の表面で反射した後、該反射板の表面側に隣接する反射板の裏面で反射することによって、又は、これらの反射を複数回繰り返すことによって、前記反射板保持層を通過することを特徴とする異方性反射表示体が提供される。

　第２の態様によれば、薄膜状の反射板保持層の中に複数の反射板が含まれる光透過性の異方性反射表示体であって、前記反射板保持層は、その平面方向に分かれる複数の領域を有しており、少なくともその２つの領域ごとにおいて、内部の複数の反射板が一定方向、且つ一定角度で傾斜し、その２つの領域ごとで、反射板の傾斜方向、及び又は、傾斜角度が異なることを特徴とする異方性反射表示体が提供される。

　前記２つの領域は、反射板の無い透明な領域で接合されている。

　または、前記２つの領域は、金属反射層のある領域で接合されている。

　前記反射板の一部分は金属、又は金属化合物であって、他の部分が透明な高屈折材料から成る透明反射層である。

　前記反射板は金属、又は金属化合物であって、金属光沢を有し、光を反射することが可能である。

　前記反射板は金属化合物から成る透明な保護層で覆われている。

　前記反射板保持層の平面に対して直角方向から観察した場合に、傾斜した複数の反射板同士が重なり合わない様に配置されている。

　傾斜された複数の反射板の、傾斜された方向における反射板同士の間隔は一定でなく、反射板の位置に周期性がない。

　前記反射板保持層の少なくとも１つの領域において、第１の特定方向から観察した場合の反射率は８０％以上であり、且つ第２の特定方向から観察した場合の透過率は５０％以上である。

　前記反射板保持層の少なくとも一つの領域において、該反射板保持層の平面に対する直角方向から観察した時の透過率は５０％以上である。

　異方性反射表示体と、印字層とを積層して成ることを特徴とする情報記録体が提供される。

　前記異方性反射表示体の少なくとも一つの領域において、反射板保持層の平面に対する直角方向から観察した時の透過率は５０％以上である。

　本発明によると、設置が必要な部分にのみ、特定の傾斜角度で複数の微細な反射板を設置することが可能な表示体を提供することが可能である。より具体的には、本発明によると、複数のパターンを特定角度でのみ出現させる特殊な効果を有することから偽造防止効果が高く、更には、表示体越しに物品の固有情報を記載した印字層を確認する場合であっても、容易に確認できる透明性を有しており、且つ、特定の方向から入射した光のみを反射することから、コントラストが高く視認性の良い微細凹凸構造による光学効果を得ることが可能な異方性反射表示体、並びに情報記録体を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る異方性反射表示体を示す断面図である。図２は、図１の異方性反射表示体に対して入射する光の光路を説明する為の説明図である。図３は、本発明の第２の実施形態に係る異方性反射表示体を示す断面図である。図４は、本発明の第３の実施形態に係る異方性反射表示体を示す断面図である。図５は、異方性反射表示体の反射板を製造する製造方法を説明する為の説明図である。図６は、異方性反射表示体の反射板を製造する別の製造方法を説明する為の説明図である。図７は、傾斜する反射板を作成する工程を説明する為の工程図である。図８は、反射板同士の間に透明な間隔部を設ける工程を説明する為の工程図である。図９は、反射板同士の間に透明な間隔部を設ける別の工程を説明する為の工程図である。図１０は、本発明の実施形態に係る異方性反射表示体の一使用例を示す平面図である。図１１は、図１０におけるａ－ｂ部分の断面図である。図１２は、図１０の異方性反射表示体の反射特性を表す模式図である。図１３は、図１０の異方性反射表示体の透過特性を表す模式図である。図１４は、本発明の実施形態に係る異方性反射表示体を用いた情報記録体を示す平面図である。図１５は、その情報記録体の層構成を示す説明図である。図１６は、図１４における異方性反射表示体のｃ－ｄ部分の断面図である。図１７は、図１４の情報記録体の透過特性を表す模式図である。

　以下、本発明の実施の形態に係る異方性反射表示体、並びに情報記録体について、図面を参照して詳細に説明する。

　図１は、本発明の第１の実施形態に係る異方性反射表示体を示す断面図である。

　この異方性反射表示体（１）は、薄膜状の反射板保持層（２）と、この反射板保持層（２）の内部に含まれる複数の反射板（３）とにより構成されている。各反射板（３）は、反射板保持層（２）の平面方向に並ぶとともに、反射板保持層（２）の平面に対してそれぞれ一方向に傾斜し、その各傾斜角度は一定となっている。そしてこの異方性反射表示体（１）を、その平面と直角の垂直方向から観察した場合、反射板（３）同士が重なり合わない様に配置されている。

　図２は、異方性反射表示体（１）に対して入射する光の光路についての説明図である。

　ここでは、傾斜した反射板（３）に対して異なる角度で入射する光の光路について説明する。

　光路１では、反射板（３）の表面に対して略直角に入射した光が、その入射方向に反射され、反射板保持層（２）を通過しない状態を示している。光路２では反射板（３）に対して略４５°の角度で入射した光が、反射板（３）の表面で反射した後に、該反射板（３）の表面側に隣接する他の反射板（３）の裏面で反射することによって、光が反射板保持層（２）を通過することを示している。傾斜した反射板（３）の表裏に複数回反射することにより反射板保持層（２）を光が通過しても良く、この現象は幾何光学によりシミュレーションすることが可能である。光路３では、反射板（３）の傾斜方向と略平行に光が入射し、複数の反射板（３）の間を通って反射板保持層（２）を通過する状態を示している。

　この様に、本発明の第１の実施形態に係る異方性反射表示体（１）においては、光路２，３の場合に反射板保持層（２）を光が通過する特性を有し、光路１でのみ反射させることが可能であり、任意パターンで反射板（３）を形成することにより、光路１でのみ該パターンを出現させることが可能となる。

　この異方性反射表示体は広い入射角で光透過性を有することから、該異方性反射表示体の下層に、固有情報を記載した印字層を設けることが可能である。この様な複層構成では、光路１によって任意パターン反射像を出現させ、光路２，３では印字層の固有情報を確認することが可能である。この様な特性を利用することで、ＩＤカードやパスポートのオーバーレイ等に利用可能である。

　図３は、本発明の第２の実施形態に係る異方性反射表示体（１０）を示す断面図である。

　この異方性反射表示体（１０）においては、内部に複数の反射板（３）を含む反射板保持層（２）が、その平面方向に分かれる第１の領域（１１）と第２の領域（１２）とを有している。第１の領域（１１）に含まれる複数の反射板（３）はそれぞれ左下側に傾斜し、第２の領域（１２）に含まれる複数の反射板（３）は、第１の領域（１１）の反射板（３）とは異なる右下側に傾斜している。各領域（１１，１２）ごとでの反射板（３）は、一定方向、且つ一定角度で傾斜している。

　この異方性反射表示体（１０）においては、各領域（１１，１２）ごとで、前記光路１乃至３の場合と同じ効果を奏する為に、領域（１１）による任意パターンの反射像と、領域（１２）による任意パターンの反射像との２種のパターンを、それぞれ任意の角度で出現させることが可能である。この様な複雑なパターンの出現が可能な構成であれば、偽造が困難となる為、偽造防止用の表示体としてより有効に利用することが可能である。

　図４は、本発明の第３の実施形態に係る異方性反射表示体（１５）を示す断面図である。

　この異方性反射表示体（１５）においては、内部に複数の反射板（３）を含む反射板保持層（２）が、その平面方向に分かれる第１の領域（１６）、第２の領域（１７）、第３の領域（１８）を有している。そして、各領域（１６，１７，１８）に含まれる複数の反射板（３）の傾斜角度が、各領域（１６，１７，１８）ごとに徐々に変化している。各領域（１６，１７，１８）ごとでの反射板（３）は、一定方向、且つ一定角度で傾斜している。

　この様に、この異方性反射表示体（１５）においては、各領域（１６，１７，１８）での反射角度が徐々に変化することから（光路１に従う入射角度が徐々に変化することから）、反射像が連続的に変化する効果を得ることができる。この様な複雑な構成でも偽造が困難となる為、偽造防止用の表示体として利用可能である。

　図５は、傾斜する反射板の製造方法を説明する為の説明図である。

　まず、傾斜角度が異なる２つの斜面（２２，２３）から成る凸部（２４）が同一平面上に複数並ぶ鋸刃形状の微細な凹凸構造体（２５）を作成する。

　凹凸構造体（２５）は、
　１．凸レリーフの金型を樹脂板に押しつけて形状転写する熱エンボス法
　２．溶融した樹脂を凹凸レリーフの金型に流し込み、凹凸の型取りを行うキャスト法
　３．フィルム基材と凹凸レリーフの金型との間に紫外線硬化樹脂を流し込んだ後に、フィルム基材越しに紫外線により樹脂を硬化させるフォトポリマー法
等によって成型することが可能である。

　この様な、傾斜角度の異なる２つの斜面（２２，２３）から成る凸部（２４）を有する鋸刃形状の凹凸構造体（２５）の表面に対し、金属、例えばアルミニウムを真空蒸着する。この蒸着により、各凸部（２４）の斜面（２２，２３）には異なる蒸着膜厚のアルミニウム膜が製膜される。

　これは、真空蒸着は直進性が高いことに起因する。蒸着方向に対して直角な方向における同一平面では、単位面積あたりのアルミニウムの付着量が一定となる。斜面（２２）の領域（２２ａ）と、斜面（２３）の領域（２３ａ）は垂直方向にある蒸着源から見た投影的な水平面積が同面積であり、２つの領域（２２ａ，２３ａ）に対するアルミニウムの飛散量は同量である。しかし、領域（２２ａ）は領域（２３ａ）に比べて大きな例えば約４倍の実面積を有する為に、領域（２２ａ）の蒸着膜厚は、領域（２３ａ）に比べ、１／４の膜厚となる。つまり２つの斜面（２２，２３）から成る凹凸構造体（２５）への蒸着では、その２つの斜面（２２，２３）の傾斜角度によって、蒸着膜厚が変化する。

　図６は、傾斜する反射板の別の製造方法を説明する為の説明図である。

　ここでは、垂直面（２７）と斜面（２８）から成る複数の凸部（２４）を有する鋸刃形状の凹凸構造体（２５）を前述と同様の方法で作成した後に、その凹凸構造体（２５）の表面に例えばアルミニウムを真空蒸着する。

　垂直面（２７）は、蒸着方向と平行である為に、アルミニウムの付着が無いと推測される。しかし実際には、真空蒸着であっても、アルミニウム蒸気は完全に直進しない為（直進性にある程度のバラツキが有る為）、垂直面（２７）にアルミニウムが僅かに付着する。垂直面（２７）にアルミニウムが付着すると、前述の光路２、３による光透過を妨げることとなり、光の透過率が低下してしまう。

　この様な不具合を解消する為の方法を図７を用いて説明する。

　垂直面（２７）と斜面（２８）から成る複数の凸部（２４）を有する鋸刃形状の凹凸構造体（２５）を前述と同様の方法で作成した後に、その凹凸構造体（２５）の表面に、工程（イ）として、例えばアルミニウムを真空蒸着する。すると、斜面（２８）には所要の膜厚のアルミニウム膜が製膜され、垂直面（２７）には僅かにアルミニウムが付着する。

　次に、工程（ロ）として、凹凸構造体（２５）の表面に、アルミニウムの保護層となる金属化合物としてのフッ化マグネシウムを真空蒸着する。この工程で、斜面（２８）にフッ化マグネシウム膜が製膜され、垂直面（２７）ではフッ化マグネシウムが製膜されない。なお、アルミニウムはアルカリ溶液で溶解することが可能であり、フッ化マグネシウムはアルカリ溶液に溶けない性質が有る。

　次に、工程（ハ）として、アルミニウムとフッ化マグネシウムを積層蒸着した凹凸構造体（２５）をアルカリ溶液に漬ける。すると、アルミニウムとフッ化マグネシウムが断続膜となっている垂直面（２７）では、アルミニウムがアルカリエッチングされ、フッ化マグネシウムによる保護膜を有する斜面（２８）のアルミニウム膜のみが残る。

　次に、工程（ニ）として、凹凸構造体（２５）の凹凸部分へ樹脂をウエットコーティングすることによって、前記アルミニウム膜による反射板（３）が反射板保持層（２）内に配置する異方性反射表示体（１）を得ることができる。

　図８は、反射板同士の間に透明な間隔部を設ける為の工程図である。

　垂直面（２７）と斜面（２８）から成る凸部（２４）を有する鋸刃形状の凹凸構造体（２５）は、各凸部（２４）の垂直面（２７）と斜面（２８）との間に、微細凹凸構造面（３６）を有している。微細凹凸構造面（３６）は、斜面（２８）に比べ、微細な凹凸形状により表面積が大きい為、斜面（２８）に対して蒸着膜厚が著しく薄くなることを利用する。

　すなわち、工程（イ）として、凹凸構造体（２５）の表面に例えばアルミニウムを真空蒸着する。すると、斜面（２８）にはアルミニウム膜が製膜され、垂直面（２７）及び微細凹凸構造面（３６）には、僅かにアルミニウムが付着する。

　次に工程（ロ）として、アルミニウムの保護層となるフッ化マグネシウムを真空蒸着する。すると、斜面（２８）のアルミニウム膜の上にフッ化マグネシウムが製膜される。なお、アルミニウムはアルカリ溶液で溶解することが可能であり、フッ化マグネシウムはアルカリ溶液に溶けない性質が有る。

　次に工程（ハ）として、斜面（２８）にアルミニウムとフッ化マグネシウムを積層蒸着した凹凸構造体（２５）をアルカリ溶液に漬ける。すると、アルミニウムとフッ化マグネシウムが断続膜となっている垂直面（２７）及び微細凹凸構造面（３６）では、アルミニウムがアルカリエッチングされ、斜面（２８）においてのみ、フッ化マグネシウムによる保護膜を有するアルミニウム膜が残る。

　次に工程（ニ）として、凹凸構造体（２５）の凹凸部分へ樹脂をウエットコーティングすることによって、前記アルミニウム膜による反射板（３）が反射板保持層（２）内に配置し、且つ反射板（３）同士の間に間隔部を有する異方性反射表示体（１）を得ることができる。

　なお、反射板（３）同士の間の間隔を一定にし、反射板（３）に１０μｍ以下の周期性が生じる場合には、回折光が発生する。虹色の回折光を抑制する場合には、微細凹凸構造面（３６）の面積にランダム性を付与し、反射板（３）の周期性を乱せば良い。

　図９は、反射板同士の間に透明な間隔部を設ける為の別の工程図を示してあり、図８の場合とは異なる凹凸構造面（３６）を利用する。すなわち、凹凸構造面（３６）を隣り合って並ぶ一方の凸部（２４）の斜面（２８）の下部と他方の凸部（２４）の垂直面（２７）の下部との間に設け、この状態で図８の場合と同じ工程で処理する。

　なお、本発明においては、反射板保持層が少なくとも２つの領域に分かれている場合、その２つの領域ごとで、反射板の傾斜方向と傾斜角度とが共に異なる場合であっても、反射板の傾斜方向と傾斜角度とのいずれか一方が異なる場合であってもよい。

　また、前記２つの領域が、反射板の無い透明な領域で接合される場合であっても、金属反射層のある領域で接合される場合であっても良い。

　さらに、反射板の一部分が金属又は金属化合物であって、他の部分が透明な高屈折材料から成る透明反射層であっても、反射板が金属又は金属化合物であって、金属光沢を有し、光を反射することが可能な状態の場合であっても良い。

　本発明は、反射板が金属化合物から成る透明な保護層で覆われている場合を含んでいる。また本発明は、反射板保持層の平面に対して直角方向から観察した場合に、傾斜した複数の反射板同士が重なり合わない様に配置され、さらに傾斜した複数の反射板の、傾斜された方向における反射板同士の間隔が一定でなく、反射板の位置に周期性がない場合を含んでいる。

　図１０は、本発明の異方性反射表示体の使用の一例を示している。

　この異方性反射表示体（１）は、平面方向に分かれる２つの領域（５０，５１）を有している。

　図１１は、図１０におけるａ－ｂ部分の断面図である。

　反射板保持層（２）の内部の反射板（３）の傾斜方向は、領域（５０）と領域（５１）とで互いに逆方向となっている。つまり、領域（５０）における反射板（３）はａ側に向く左下側に傾斜し、領域（５１）における反射板（３）はｂ側に向く右下側に傾斜している。

　図１２は、図１０に示す異方性反射表示体（１）の反射特性を表す模式図である。

　観察条件（５４）では、領域（５０）の反射像を確認することが可能であり、パターン（５５）が観察される。

　観察条件（５６）では、領域（５０）及び領域（５１）の反射像を確認することができず、透明な外観（５７）が観察される。

　観察条件（５８）では、領域（５０）の反射像を確認することが可能であり、パターン（５９）が観察される。

　図１３は、図１０に示す異方性反射表示体（１）の透過特性を表す模式図である。

　観察条件（６０）では、領域（５１）の透過像を確認することが可能であり、パターン（６１）が観察される。

　観察条件（６２）では、領域（５０）、領域（５１）が共に透過し、全面透過パターン（６３）を確認することができる。

　観察条件（６４）では、領域（５０）の透過像を確認することが可能であり、パターン（６５）が観察される。

　図１４は、本発明に係る異方性反射表示体を用いた情報記録体の正面図を示している。

　この情報記録体（６９）は、領域（７１）、領域（７２）、領域（７３）、領域（７４）を有する異方性反射表示体（７５）と、印字層（７０）とを有している。

　図１５は、図１４に示す情報記録体（６９）の層構成を表している。異方性反射表示体（７５）と、シアンの透明インキで印刷された印字層（７０）を有する基材（７６）とが積層されている。

　図１６は、図１４における異方性反射表示体（７５）のｃ―ｄ部分の断面図である。領域（７１）、領域（７２）、領域（７３）、領域（７４）において、反射板保持層（２）内の反射板（３）の傾斜角度が徐々に変化する様に配置されており、反射像の出現角度が異なる構成となっている。

　図１７は、図１４に示す情報記録体（６９）の透過特性を表す模式図である。

　観察条件（８０）では、領域（７４）では透過光が遮断され、領域（７３，７２，７１）では透過光により透明インキの地球像を確認することが可能で、パターン（８１）が観察される。

　観察条件（８２）では、領域（７４，７３）では透過光が遮断され、領域（７２，７１）では透過光により透明インキの地球像を確認することが可能で、パターン（８３）が観察される。

　観察条件（８４）では、領域（７４，７３，７２）では透過光が遮断され、領域（７１）では透過光により透明インキの地球像を確認することが可能で、パターン（８５）が観察される。

　観察条件（８６）では、領域（７４，７３，７２，７１）で透過光が遮断され、反射板（３）のない領域の透過光により透明インキの地球像を確認することが可能で、パターン（８７）が観察される。

　次に、各層、材質、製法について詳細に説明する。

　（鋸刃形状の微細な凹凸構造体の製法詳細）
　微細凹凸パターンを連続的に有する樹脂成形物を大量に複製する代表的な手法としては、「熱エンボス法」、「キャスト法」、「フォトポリマー法」等が挙げられる。

　中でも「フォトポリマー法」（２Ｐ法、感光性樹脂法）は、放射線硬化性樹脂をレリーフ型（微細凹凸パターンの復製用型）と平担な基材（プラスチックフィルム等）との間に流し込み放射線で硬化させた後、その硬化膜を基板ごと複製用型から剥離する方法により高精細な微細凹凸パターンを得ることができる。また、この様な方法によって得られた光学素子は、熱可塑樹脂を使用する「プレス法」や「キャスト法」に比べ凹凸パターンの成形精度が良く、耐熱性や耐薬品性に優れる。また、更に新しい製造方法としては、常温で固体状若しくは高粘度状の光硬化性樹脂を使用して成形する方法や、離型材料を添加する方法もある。

　微細凹凸形成層（反射板保持層のことであるが、凹凸形成の製法説明では、微細凹凸形成層と呼ぶ）に使用される材料の例としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂や、反応性水酸基を有するアクリルポリオールやポリエステルポリオール等にポリイソシアネートを架橋剤として添加、架橋したウレタン樹脂や、メラミン系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール系樹脂等の熱硬化樹脂を単独もしくはこれらを複合して使用することができる。また、前記以外のものであっても、前記凹凸を形成可能であれば適宜使用してよい。

　フォトポリマー法における微細凹凸形成層の材料としては、エチレン性不飽和結合、又はエチレン製不飽和基をもつモノマー、オリゴマー、ポリマー等を使用することができる。モノマーとしては、例えば、１，６－ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が挙げられる。オリゴマーとしては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート等が挙げられる。ポリマーとしては、ウレタン変性アクリル樹脂、エポキシ変性アクリル樹脂が挙げられるがこの限りでない。

　また、光カチオン重合を利用する場合には、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー、オキセタン骨格含有化合物、ビニルエーテル類を使用することができる。また、上記の電離放射線硬化性樹脂は、紫外線等の光によって硬化させる場合には、光重合開始剤を添加することができる。樹脂に応じて、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤、その併用型（ハイブリッド型）を選定することができる。

　さらには、エチレン性不飽和結合、又はエチレン製不飽和基をもつモノマー、オリゴマー、ポリマー等を混合して使用することや、これらに予め反応基を設けておき、イソシアネート化合物、シランカップリング剤、有機チタネート架橋材、有機ジルコニウム架橋剤、有機アルミネート等で互いに架橋することや、これらに予め反応基を設けておき、イソシアネート化合物、シランカップリング剤、有機チタネート架橋材、有機ジルコニウム架橋剤、有機アルミネート等で、その他の樹脂骨格と架橋することも可能である。この様な方法であれば、エチレン性不飽和結合、又はエチレン製不飽和基をもつポリマーであって、常温で固形で存在し、タックが少ない為に、成形性が良く原版汚れの少ないポリマーを得ることも可能である。

　光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル等のベンゾイン系化合物、アントラキノン、メチルアントラキノン等のアントラキノン系化合物、アセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、α－アミノアセトフェノン、２－メチル－１－（４－メチルチオフェニル）－２－モルホリノプロパン－１－オン等のフェニルケトン系化合物、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン、アシルホスフィンオキサイド、ミヒラーズケトン等を挙げることができる。

　光カチオン重合可能な化合物を使用する場合の光カチオン重合開始剤としては、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ホスホニウム塩、混合配位子金属塩等を使用することができる。光ラジカル重合と光カチオン重合を併用する、いわゆるハイブリッド型材料の場合、それぞれの重合開始剤を混合して使用することができ、また、一種の開始剤で双方の重合を開始させる機能をもつ芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩等を使用することができる。

　放射線硬化樹脂と光重合開始剤の配合は、材料によって適宜処方すればよいが、一般に、光重合開始剤を０．１～１５質量％配合することにより得られる。樹脂組成物には、さらに、光重合開始剤と組み合わせて増感色素を併用してもよい。また、必要に応じて、染料、顔料、各種添加剤（重合禁止剤、レベリング剤、消泡剤、タレ止め剤、付着向上剤、塗面改質剤、可塑剤、含窒素化合物など）、架橋剤（例えば、エポキシ樹脂など）、などを含んでいてもよく、また、成形性向上のために非反応性の樹脂（前述の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を含む）を添加しても良い。

　また、適用する製造方法において成型可能な、ある程度の流動性を有すること、及び、成型後の塗膜が所望する耐熱性や耐薬品性が得られること、を考慮して材料を選択すれば良い。

　「微細凹凸形成層」を設ける際には、コーティング法を利用してもよく、その場合には支持基材上に「微細凹凸形成層」の材料をコーティングすればよい。特にウエットコーティングであれば低コストで塗工できる。また、塗工膜厚を調整するために溶媒で希釈したものを塗布乾燥しても良い。

　支持基材は、フィルム基材が好ましい。例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）などのプラスチックフィルムを用いることができ、微細凹凸パターンの成形時にかかる熱や圧、電磁波によって変形、変質の少ない材料を用いることが望ましい。なお、必要によっては紙や合成紙、プラスチック複層紙や樹脂含浸紙等を支持体として用いても良い。

　「微細凹凸形成層」の厚みは、０．１～１０μｍの範囲で適宜設ければよい。製造方法に依るが、塗膜が厚すぎる場合には加工時の加圧による樹脂のはみ出しや、シワの原因となり、厚みが極端に薄い場合には流動性が乏しく、十分な成型ができない。

　また、成形性は所望する微細凹凸パターンの形状によって変化するが、所望する凹凸深さの１～１０倍の膜厚の「微細凹凸形成層」を設けることが好ましく、更に好ましくは３～５倍である。

　得られた「微細凹凸形成層」は、所望する光学素子のレリーフ形状が形成されている「レリーフ原版」と接触させた後、必要であれば熱、圧、電磁波を利用して、レリーフ原版の形状を微細凹凸形成層の片側に形状転写させる。なお、「微細凹凸形成層」の表裏にレリーフ形状を形成しても良い。

　また、レリーフ原版の作成方法については公知の方法を利用しても良く、ロール状の原版であれば連続成型が可能である。

　（反射板）
　本発明に係る反射板は、鋸刃状凹凸構造体の片側斜面のみを覆う反射膜により成り、電磁波を反射させることを特徴とする。反射板保持層を透過した光を反射させる場合は、反射板保持層の屈折率よりも高い高屈折率材料を使用すればよい。この場合、両層の屈折率の差は、０．２以上であることが好ましい。屈折率の差を０．２以上にすることによって、「反射板保持層（微細凹凸形成層）」と「反射膜」との界面で屈折及び反射が起こる。なお、光学素子の凹凸構造に覆われた反射層は、構造による光学効果を強調することも可能である。

　反射膜の材料としては、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇなどの金属材料の単体、またはこれらの化合物などが挙げられる。

　これらの材料の中から、溶解、腐食、又は変質により反射率、又は透明性に変化を生じる材料を選択すればよい。場合によっては複数の材料を使用しても良い。

　溶解により反射率、又は透過率に変化を生じさせる方法としては、公知の金属、及び金属酸化物などをエッチング処理する方法が挙げられる。エッチングに使用する処理剤は、公知の酸やアルカリ、有機溶剤や酸化剤、還元剤などを使用して良い。

　変質により反射率、又は透過率に変化を生じさせる方法としては、銅を酸化剤により酸化させて酸化第一銅に変化させることや、アルミニウムを酸化剤によって酸化させてベーマイトに変化させることが挙げられるがこの限りでない。

　また、溶解特性や変質特性以外にも、屈折率、反射率、透過率などの光学特性や、耐候性、層間密着性などの実用耐久性に基づいて適宜選択され、薄膜の形態で形成される。

　なお、反射層は、微細凹凸形成層の平面に対して均一な表面密度で薄膜形成する必要が有ることから、ドライコーティング法が好ましく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法など公知の方法を適宜使用することができる。

　透明な反射層の透過率は４００ｎｍ～７００ｎｍの波長領域での透過率が５０％以上であり、この範囲であれば、反射層の下に配置された情報、例えば顔写真、文字、パターン等の印刷情報が確認可能となる為である。

　なお、本発明の偽造防止構造体は、反射層側、及び微細凹凸形成層側の少なくともどちらか一方が視認可能であればよい。

　また、透明な反射層が設置された部分では、該反射層の下部に視認可能な情報を設けることができ、必要な情報と偽造防止構造を積層することが可能となる。これらの技術により、例えば、ＩＤカードやパスポート等で使用可能な、偽造防止用オーバーシート等に応用することが可能である。

　（金属化合物から成る透明な保護層）
　保護層は、反射板の「反射膜」を溶解する少なくとも一つの液状物質に対して保護層が溶解しない、又は該液状物質に対して保護層の溶解速度が遅い特性を有する。保護層は、反射層と同様に、微細凹凸形成層の平面に対して均一な表面密度で薄膜形成される。形成方法としては、膜厚、成膜速度、積層数、光学膜厚などの制御が可能な、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法など公知のドライコーティング法を適宜使用することができるが、蒸着材料の直進性を考慮すると真空蒸着法が好ましい。保護層に使用可能な材料は、ドライコーティング可能な材料であれば使用して良い。例としては、上述の反射材料として記載した物が挙げられるがこの限りでない。

　透明な保護層として使用できる材料の例を以下に挙げる。以下に示す化学式または化合物名の後に続くカッコ内の数値は屈折率ｎを示す。セラミックスとしては、Ｓｂ₂Ｏ₃（３．０）、Ｆｅ₂Ｏ₃（２．７）、ＴｉＯ₂（２．６）、ＣｄＳ（２．６）、ＣｅＯ₂（２．３）、ＺｎＳ（２．３）、ＰｂＣｌ₂（２．３）、ＣｄＯ（２．２）、Ｓｂ₂Ｏ₃（５）、ＷＯ₃（５）、ＳｉＯ（５）、Ｓｉ₂Ｏ₃（２．５）、Ｉｎ₂Ｏ₃（２．０）、ＰｂＯ（２．６）、Ｔａ₂Ｏ₃（２．４）、ＺｎＯ（２．１）、ＺｒＯ₂（５）、ＭｇＯ（１）、ＳｉＯ₂（１．４５）、Ｓｉ₂Ｏ₂（１０）、ＭｇＦ₂（４）、ＣｅＦ₃（１）、ＣａＦ₂（１．３～１．４）、ＡｌＦ₃（１）、Ａｌ₂Ｏ₃（１）、ＧａＯ（２）などが挙げられる。有機ポリマーとしては、ポリエチレン（１．５１）、ポリプロピレン（１．４９）、ポリテトラフルオロエチレン（１．３５）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．６０）などが挙げられるがこの限りでない。

　なお、保護層の厚みは、反射膜の厚みの半分以下が好ましい。この様な厚みに設定することによって、反射板の反射膜を除去したい面では、反射膜の極薄い反射層に対し、極薄い保護層（条件によっては不連続膜の保護層）を形成し、その他の領域では反射層の溶解、変質から保護する保護効果を有することとなる。

　この様な保護層の材質を規定することにより、反射膜を残す斜面と反射膜を除去する平面とのエッチング速度の差をより大きくすることが可能であり、生産性向上と品質安定化に寄与する。

　保護層の厚みは、反射膜を残す斜面において反射層を保護することが可能な連続膜である必要があり、更には、「反射膜を残す斜面」における保護層の厚みに対して、「反射膜を除去する面」における保護層が非常に薄いことが好ましい。

　この様な構造であれば、エッチング等の反射層を除去する工程において、傾斜された「反射板」を作成可能となる。

　（基材）
　パルプ、コットン、及びその他植物繊維を使用した紙等や、塩化ビニル、ポリカーボネート、PP、PE、PET等のプラスチックフィルムなどが例として挙げられるがこの限りではない。また、紙とプラスチックを積層した複合シートでも良い。

　基材は、第１機能性粒子が含浸する多孔質材料であっても良く、例えば合成紙等に使用される多孔質ポリエチレンフィルムや紙などが例として挙げられる
　（印字層に使用されるインク）
　本発明のインクには第１機能性粒子、鱗片状物質、第２機能性粒子のほかに、インクを塗布乾燥させた際に粒子や鱗片状物質を固定する樹脂成分を添加して良い。添加する樹脂は、酢酸ビニル、塩化ビニル、ポリエステル、ウレタン、ポリアミド、ポリイミド、アクリル、PVA、アイオノマー、エポキシ等の樹脂の他、これら樹脂の共重合や混合でも良く、さらにはこれら樹脂の構造に、架橋基を有していても良い。基材との密着性や、第１機能性粒子、鱗片状物質、第２機能性粒子の固着性、耐久性などの実用性に鑑みて選択すれば良い。また、紫外線硬化樹脂や、電子線硬化樹脂を使用しても良い。

　これらの樹脂ならびに第１機能性粒子、鱗片状物質、第２機能性粒子を溶解、分散させる為に希釈溶媒を添加しても良い。

　また、インクへの分散性向上や、固形物質の架橋のために、第１機能性粒子、鱗片状物質、第２機能性粒子は表面処理を施して良い。

　分散性を向上させるための表面処理としては、溶媒に相溶性の良い官能基を付与することが例として挙げられる。

　固形物質同士の架橋を行うための表面処理としては、固形物質自体の構造の一部に、イソシアネート基、エポキシ基、シラノール基、メチロール基、イミド基等の反応基や、これらと反応する官能基を付与することが例として挙げられる。

　なお、透過にてその異方性反射表示体の機能を確認する場合は、前記の基材、及び使用するインクに光透過性が必要となる。

　次に、実施例を示す。

　本発明に係る異方性反射表示体をフォトポリマー法にて製造するために、下記に示すように、「鋸刃状凹凸構造体」を形成するため「微細凹凸形成層」のインキ組成物を用意した。

　「微細凹凸形成層インキ組成物」（紫外線硬化型樹脂）
　ウレタン（メタ）アクリレート（多官能、分子量６，０００）　　　　５０．０重量部
　メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３０．０重量部
　酢酸エチル　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０．０重量部
　光開始剤（チバスペシャリティー製イルガキュア１８４）　　　　　　　１．５重量部
　微細凹凸形成層に対して、鋸刃形状の凹凸構造体を形成する方法としては、ロールフォトポリマー法を利用した。

　厚み２３μｍの透明ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる支持体上に、「微細凹凸形成層のインキ組成物」を乾燥膜厚１μｍとなる様にグラビア印刷法によって塗工した。その後、塗工面に対して、鋸刃形状凹凸構造体を有する円筒状の原版を、プレス圧力を２ｋｇｆ/ｃｍ^２、プレス温度を８０℃、プレススピードを１０ｍ／ｍiｎにて押し当てて成形加工を実施した。

　成形と同時に、ＰＥＴフィルム越しから、高圧水銀灯で３００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線露光を行い、原版の凹凸形状が「微細凹凸形成層」に形状転写されたと同時に硬化させた。成形後の微細凹凸形成層における「鋸刃形状凹凸構造体」は深さ５μｍ、周期３０μｍであり、垂直面と斜面から成る鋸刃形状凹凸構造であった。

　その後、平滑平面部分で５０ｎｍの厚みとなるように、微細凹凸形成層の全面にアルミニウムを真空蒸着して反射層を設け、更に、平滑平面部分で２０ｎｍの厚みとなるように、微細凹凸形成層の全面にフッ化マグネシウムを真空蒸着して保護層を設けた。そして、アルミ反射層をエッチングした後に、前記の「微細凹凸形成層インキ組成物」（紫外線硬化型樹脂）を凹凸表面に塗布し、その後に窒素パージ環境下で高圧水銀灯で３００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線露光を行い乾燥させ、反射板保持層とすることで、異方性反射表示体を得た。

　実施例１と同様の作成方法で、アルミニウムの真空蒸着までを実施した後、保護層蒸着を実施せず、更にアルカリエッチングを実施しない状態のまま、前記の「微細凹凸形成層インキ組成物」（紫外線硬化型樹脂）を凹凸表面に塗布した。その後、窒素パージ環境下で高圧水銀灯で３００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線露光を行い乾燥させ、反射板保持層とすることで、異方性反射表示体を得た。

比較例１

　長径０．８μｍ、針状比１０：１、ＢＥＴ比表面積４５ｍ^３／ｇを持つ針状ゲーサイト（ＦｅＯＯＨ）を過剰の水酸化ナトリウム液に懸濁し、オートクレーブ中、２５０℃で２時間加熱後取り出し、水洗い、乾燥し、板状α酸化鉄を得た。このα酸化鉄粒子は、板径１０μｍ、板状比２０：１であり、正六角形の平板状粒子であった。この板状α酸化鉄粒子粉末をステンレス筒に入れ、２２０℃で２時間、水素ガスを流しながら加熱した。窒素ガスでガス置換後、室温に冷却し、これを取り出し暗紫褐色粉末を得た。この粉末は出発原料α酸化鉄と同じ形状、サイズを持ち、飽和磁化モーメント（δｓ）２０ｅｍｕ／ｇを示した。かくして得られた粉末５重量部と２液型アクリルウレタン塗料（透明）１００重量部（固形樹脂分）とを混合攪拌し、顔料分散塗料を作成した。この塗料を透明なプラスチック板（１ｍｍ厚）に塗膜厚（固形分）１５～２０μｍになるよう塗装、未乾燥状態で板の裏側に模様を切り抜いたゴム磁石板（１ｍｍ厚）を固着させ、そのまま乾燥させた後、ゴム磁石板を取り外し、塗装物を得た。塗装物はゴム磁石に応じた形状の滑らかでコントラストの高い立体感模様（紫褐色）を有する比較例表示体が形成できた。

［実施例、及び比較例にて作成した偽造防止構造体の評価方法］
　＜透過性の評価＞
　インクジェットプリンターを使用し、上質印刷紙上に、サイズ１６のＭＳ明朝フォントで「ＴＰ」を黒字で全面印刷して、印字層を作成した後、実施例１，２及び比較例１で作成した表示体の下に印字済みの上質紙を敷き、表示体越しの印字視認性について評価した。

　任意の角度からの観察にて印字が明確に読み取れた場合を「OK」とし、どの角度からも印字が鮮明に確認できなかった場合は「NG」とした。

　＜反射性の評価＞
　インクジェットプリンターを使用し、上質印刷紙上に、サイズ１６のＭＳ明朝フォントで「ＴＰ」を黒字で全面印刷して、印字層を作成した後、実施例１，２及び比較例１で作成した表示体の下に印字済みの上質紙を敷き、表示体越しの印字視認性について評価した。

　任意の角度からの観察にて表示体が反射し、印字が明確に読めなくなった場合を「OK」とし、どの角度からも印字がうっすらと確認できる場合は「NG」とした。

　上記評価方法を用いて、各実施例、及び比較例を評価し、結果を表１にまとめた。

　表１の通り、実施例においては透過特性と反射特性が両立しているが、比較例は透過性、反射性共に不十分であった。

　本発明によると、表示体越しに物品の固有情報を記載した印字層を確認した場合であっても、容易に確認できる透明性を有しており、且つ、コントラストが高く視認性の良い特殊な光学効果を得ることが可能である異方性反射表示体、並びに情報記録体を提供することが可能となり、高い偽造防止効果を必要とするＩＤカードやパスポート、紙幣への利用が可能である。

　１…異方性反射表示体
　２…反射板保持層
　３…反射板
　１０…異方性反射表示体
　１５…異方性反射表示体
　２５…鋸刃形状の凹凸構造体
　３６…微細凹凸構造面
　６９…情報記録体
　７０…印字層
　７５…異方性反射表示体
　７６…基材

Claims

　薄膜状の反射板保持層の中に複数の反射板が含まれる光透過性の異方性反射表示体であって、
　前記反射板保持層の平面に対し、前記複数の反射板が一定方向、且つ一定角度で傾斜しており、第１の特定方向から入射した光は前記反射板の表面で反射することによって、前記反射板保持層を通過せず、
　第２の特定方向から反射板に入射した光は、前記反射板の表面で反射した後、該反射板の表面側に隣接する反射板の裏面で反射することによって、又は、これらの反射を複数回繰り返すことによって、前記反射板保持層を通過することを特徴とする異方性反射表示体。
　薄膜状の反射板保持層の中に複数の反射板が含まれる光透過性の異方性反射表示体であって、
　前記反射板保持層は、その平面方向に分かれる複数の領域を有しており、
　少なくともその２つの領域ごとにおいて、内部の複数の反射板が一定方向、且つ一定角度で傾斜し、
　その２つの領域ごとで、反射板の傾斜方向、及び又は、傾斜角度が異なることを特徴とする異方性反射表示体。
　前記２つの領域が、反射板の無い透明な領域で接合されていることを特徴とする請求項２に記載の異方性反射表示体。
　前記２つの領域が、金属反射層のある領域で接合されていることを特徴とする請求項２に記載の異方性反射表示体。
　前記反射板の一部分が金属、又は金属化合物であって、他の部分が透明な高屈折材料から成る透明反射層であることを特徴とする請求項１に記載の異方性反射表示体。
　前記反射板が金属、又は金属化合物であって、金属光沢を有し、光を反射することが可能なことを特徴とする請求項１に記載の異方性反射表示体。
　前記反射板が金属化合物から成る透明な保護層で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の異方性反射表示体。
　前記反射板保持層の平面に対して直角方向から観察した場合に、傾斜した複数の反射板同士が重なり合わない様に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の異方性反射表示体。
　傾斜された複数の反射板の、傾斜された方向における反射板同士の間隔が一定でなく、反射板の位置に周期性がないことを特徴とする請求項１に記載の異方性反射表示体。
　前記反射板保持層の少なくとも１つの領域において、第１の特定方向から観察した場合の反射率が８０％以上であり、且つ第２の特定方向から観察した場合の透過率が５０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の異方性反射表示体。
　前記反射板保持層の少なくとも一つの領域において、該反射板保持層の平面に対する直角方向から観察した時の透過率が５０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の異方性反射表示体。
　請求項１に記載の異方性反射表示体と、印字層とを積層して成ることを特徴とする情報記録体。
　前記異方性反射表示体の少なくとも一つの領域において、反射板保持層の平面に対する直角方向から観察した時の透過率が５０％以上であることを特徴とする請求項１２に記載の情報記録体。