专利名称：一种制备彩色全息图的组合物及方法
技术领域：
本发明涉及一种制备彩色全息图的组合物及方法。
通常，所知的全息图种类为“浮雕”或“表面浮雕”全息图，具有一包括一浮雕材料层的、通常为透明的并且提供所需的用于实现全息效果的浮雕的层状结构，以及一用于提高透明浮雕层的全息效果的薄金属层。进一步，可具有保护层。
US-A-4758296揭示了一种通过施加紫外固化树脂于全息底板，施加一支撑透明膜层于树脂并且将树脂固化在支撑膜层上制作浮雕全息图的方法。在所需的最终步骤中固化的树脂被覆盖用于提高其反射性的物质。
本申请除了使用一特殊“SPECTRAFOIL”产品之外，未记载任何着色全息图，该产品具有通过散射着色效果，其特性未被公开。
全息图在包装工业中变得越来越重要，其不但被用于防伪而且也用于装饰目的。事实上存在着用彩色全息图，即不同于银色的全息图，代替传统镀金属银色全息图的研究。现有已知技术中制造彩色全息图的实例为美国专利4421380号，其涉及以点阵形式制成的彩色全息图，其具有一覆盖每一点的彩色滤光片，以及EP-A-0562839，其公开了一种制备彩色全息图的方法，该方法涉及包括夹在隔离层之间的双感光层的多层材料的使用。
这些以及类似的用于制备彩色全息图的现有已知技术是复杂和昂贵的，因为他们通常涉及几种不同材料层的使用；这些技术的另一缺陷在于所得的全息图必须被转移到最终产品上。
因此，需要一种制备全息图的方法其能够以容易的方法，该方法用简单的方式提供便宜和彩色的全息图，其适于大批量生产并且能够直接被形成在例如包装的塑料膜的最终支撑体上。
本发明的一个目的是克服上述缺陷并且通过提供低成本的，彩色，大批量生产的全息图以解决该问题。
这一目的是通过本发明实现的，其提供制备彩色全息图的方法包括下述步骤
-制备一漆组合物，该组合物包含一辐射固化丙烯酸系树脂和至少一透明颜料，所述树脂为在辐射下基本上立即固化的种类；-通过旋转印刷机施加该漆组合物于挠性支撑体的所选择区域；-成型所施加的漆以将其形成全息图的浮雕；并且-用选自紫外光和电子束辐射的辐射线照射所述成型区以基本上硬化所述成型区。
根据本发明的一优选实施方案，该漆组合物包含一自由基产生剂并且该成型漆用紫外光光固化。
根据本发明的另一实施方案，被成型漆的粘度在0.2至7.0泊的范围内。
本发明更进一步的目的是通过上述方法可获得的彩色全息图。
本发明的另一目的是用于罩印清漆的紫外光固化或电子束固化的丙烯酸系树脂作为用于生产浮雕全息图的可成形层的应用。
本发明的更进一步的目的是紫外光或电子束固化油墨在全息图生产方法中的应用，也就是紫外光或电子束固化树脂在全息图生产方法中作为颜料的应用。
适用于本发明的树脂或涂层是通常所说的“原位硬化”或“原位固化”树脂。顾名思义，当被暴露于辐射线时，这些施加到基材上的树脂和涂层立即固化。已知原位固化技术，并且已将该涂料树脂的硬化时间降低至毫秒。
适用于本发明的树脂是具有低至零挥发的、包含丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的并具有非常快的固化时间的有机化合物的丙烯酸酯树脂。这些树脂能在用紫外光或电子束辐射后很短的时间内反应聚合。
本文中的“基本上立即硬化”意味着该树脂组合物和被加入其的自由基产生剂数量使得在紫外光或电子束照射树脂之后毫秒到毫微秒之内固化(也就是硬化)该树脂层。
如在本领域中所知，树脂组合物包括单体和低聚物。适合的单体具有单，双和三官能团；优选的单体是用作活性稀释剂，交联剂和功能属性增强剂的低粘度丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。优选的单体是烷氧基化单体。低聚物选自丙烯酸化聚氨酯，环氧树脂，聚酯和丙烯酸系树脂；优选的低聚物是环氧树脂和聚酯丙烯酸酯低聚物。
适合的原位固化树脂的进一步信息可从制造工业和例如Paint&CoatingsIndustry等的技术杂志中收集到，特别是从2000年的出版物收集到。
树脂组合物的粘度足够低以产生最终组合物，即，即使在加入颜料后，其也足够低以在苯胺印刷机印刷使用，并且优选的在0.2至7.0泊的范围内。
如上所述，根据本发明的树脂用紫外或电子束辐射立即固化。如果利用UV(紫外)光辐射，需要足够数量的由紫外光激活的自由基引发剂以实现立即硬化。例如，适合的引发剂为二苯甲酮，苯偶酰二甲基酮缩醇和2-羟基-2甲基-1-苯基-1-丙酮。如果利用EB(电子束)固化树脂，由于能从电子轰击中产生足够能量以生成所需数量的自由基，因此不需要自由基引发剂。
尤其适用于本发明的紫外光或电子束立即硬化树脂是那些以丙烯酸酯和甲基丙酸烯酯为基的树脂，例如那些被用在印刷领域中作为最后涂层以实现塑料和纸包装材料的表面光泽(罩印清漆OVP)的树脂。
这些树脂被发现非常适于提供一透明全息层，而不需金属化或非金属化的增强层。这可能是由于OVP树脂的特殊“光泽”特征以使得同样的树脂特别适于制作全息图，并且通过加入颜料于用来形成浮雕全息图的树脂组合物中可获得特别令人吃惊的极好的彩色全息图。换句话说，本发明使得直接染色全息图层(即成型树脂)成为可能，而不需损害全息图的反射性；同时被用于施加涂层树脂至纸或塑料支撑体的印刷机能够以高速运转。除了这一引人注目的优点，本发明也提供一些其他优点。
事实上，本发明的丙烯酸系树脂适于直接粘附于纸和/或塑料基材，即，不需粘接层并且在印刷机中可将浮雕全息图直接成型于基材上。因此，能够制造只包含一层染色丙烯酸系树脂的、能直接施加至纸，塑料膜或相似基材上的彩色全息图。该染色树脂能够通过如苯胺印刷机等的印刷机以非常高的速度印刷到基材上并输出产品。而且，只有采用苯胺印刷机才能使树脂施加至基材上的已选区域，并且由于印刷机的印辊数可以输入寄存器，所以能够最准确地将全息图成型于相同区域。
合适的能够起始固化和聚合树脂的自由基产生剂是本领域所公知的，例如，它们可以选自二苯甲酮，苯偶酰二甲基酮缩醇和2-羟基-2甲基-1-苯基-1-丙酮。自由基引发剂的数量足够以产生树脂的瞬时固化并且其可从树脂制造商获得。
颜料是抗紫外的，并且其优选为透明或半透明颜料。颜料以一定数量被结合在树脂中，该数量为在5至20％重量范围，优选的在12-17％重量范围，以使得染色树脂层保持可接受的透明值和折射率。该数量同样有赖于颜料的性能和其特性；颜料颗粒越精细，树脂透明度被保持越好。通常，颜料的数量是要能限制光透过染色固化层的损失在比光透过相应非染色层数值的40％或更少的程度。优选颜料颗粒尺寸为小于3微米。
适合的颜料实例为颜料蓝15:3，15:0及类似物，颜料红48:1，48:3，57:1，颜料黄14，74，83，150，颜料橙34，颜料绿7和其他采用的类似物。
同样发现能够通过加入5至30％在印刷过程中采用的紫外可固化印刷墨至其上需施加全息图的相同基材上的方法来染色树脂。
将参考非限制性附图来进一步公开本发明，其中-
图1是适于实现本发明方法的印刷机的示意和部分视图；-图2是另一合适的印刷机的示意和部分视图；-图3是根据本发明生产全息图过程中主辊的放大视图；-图4是全息图生产中本发明进一步实施方案的放大视图；图1是根据上述所公开方法的一生产浮雕全息图系统的实施方案示意图。
基本树脂可通过商业获得。如前所述，颜料被加入和分散到基本树脂中；被加入颜料的数量取决于颜料性能和其颗粒尺寸。
更通常的是，颜料的数量在未固化树脂(将被印刷于基材上的树脂)的重量的5％-20％范围内，并且优选在13至17％。
如果用紫外光固化该树脂，需要加入一光引发剂，即一自由基产生剂。
此时，将上述制备的树脂供给印刷机1的印刷组件的树脂容器2；该印刷组件包括花纹辊3，其从容器2中吸取树脂并将其传递至印刷版模(cliché)(或光聚合物)辊4。
当辊4和印刷鼓5夹合基材时，印刷版模辊将已选树脂数量传递至基材S的所选区域；所得基材(见图3)具有在其所选定的基材区域中的多个树脂平滑层6，即已将树脂印刷在基材上。
适合的基材是纸，如PE和PP膜的塑料膜，以及包装叠层膜。
将已印刷的基材供给主辊7，其将平滑层6成型至浮雕全息图8。为此目的，基材S通过主辊7和通常由橡胶制成的对转辊9之间，结果施加一控制的和轻的压力至基材S以成型层6，而不需将它们展平。
该树脂由放置在主辊7附近的紫外灯10固化；如果基材S是纸或相似的不透明材料，该紫外灯被放置在全息图8的一侧，基材离开辊7的地方，记为图2和图4中的灯10a。
此时，可以通常方式处理载有全息图的基材例如，如果基材是包装膜，其随后被焊接，切割和减小至所需包装。
图2显示了本发明的一优选实施方案，其中由平滑鼓11代替主(成型)辊7，并且通过浮雕带或网12实现平滑层6的成型。该网12通过采用本领域已知方法以所需形状浮雕一热塑性塑料带而获得，例如通过采用主辊将其热成型，并且通常是在其整个表面压花。该压花表面已经是全息图的形式并且可由一金属化层提供或者其可为基材上的一浮雕铝箔。这些全息图形状的网可通过商业获得。
为了避免漆粘附到带12，例如，在聚酯中，该带12的浮雕表面具有低于在其上施加有漆的基材的表面张力的表面张力。当网的浮雕表面接触平滑树脂层6时(图4)，以与根据图3中实施方案相似的方法将层6成型为浮雕全息图。如果带12是UV透明的，在网的一侧的紫外灯10b将提供成型树脂层到全息图8的所需固化。
如果带12是不透明的，在辊11和橡胶辊9之间形成全息图之后，基材S和网12被保持接触直到它们通过灯10a(虽未在图4中示出，但其被放置如图2所示)并且被最终分离；网12返回至一卷筒，而基材S按前述方法处理。
至少在图1的实施方案中，紫外灯可被电子束装置代替，其能带来的优点是树脂组合物通常不需自由基引发剂。
在一优选实施方案中，施加有全息图的基材是一包装材料，其可在苯胺印刷机上印刷，并且全息图形成装置安装在所述苯胺印刷机上以便连续生产有全息图的包装材料。
权利要求
1.一生产彩色全息图的方法，包括步骤制备一包含一紫外/电子束硬化的丙烯酸系树脂和至少一种颜料的漆组合物，所述树脂是能够通过照射立即硬化类；通过旋转印刷机施加所述漆组合物至挠性支撑物的已选区域；成型所施加的漆以将其形成全息图的浮雕；以及用紫外光/电子束辐射线照射所述成型区以基本上立即硬化所述成型区域。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述树脂包括环氧或聚酯丙烯酸酯低聚物，并且具有在0.2至7泊范围内的粘度。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述颜料选自透明或半透明颜料，并且颜料的数量在5％至20％式重量(by weight of the formula)范围内。
4.根据前面任一权利要求所述的方法，其中通过全息浮雕网实现所述成型步骤。
5.根据前面任一权要求所述的方法，其中将成型树脂层施加至最终基材。
6.根据前面任一权利要求所述的方法制得的彩色全息图。
7.紫外和/或电子束硬化丙烯酸系树脂用于制造浮雕全息图的纸和塑料上涂层的应用。
8.包装材料，具有至少一种通过根据权利要求1至5中任一方法获得的彩色全息图。
9.紫外或电子束硬化墨在全息图制备方法中的应用。
全文摘要
一种生产彩色全息图的方法，包括步骤制备一包含一紫外/电子束硬化的丙烯酸系树脂和至少一种颜料的漆组合物，所述树脂能够通过照射立即硬化；通过旋转印刷机施加所述漆组合物至挠性支撑物的已选区域；成型所施加的漆以将其形成全息图的浮雕；以及通过紫外光/电子束辐射线照射所述成型区。
文档编号G03H1/26GK1858660SQ20061008980
公开日2006年11月8日 申请日期2006年5月8日 优先权日2005年5月6日
发明者J·达维拉卡西塔斯 申请人:纽派克有限公司