一種用于制造光變顏料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于制造光變顏料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 特種顏料具有多種普通顏料不同的性質(zhì)，例如光變特性、熒光特性等。上述特種顏 料在特殊的觀察方式下能夠呈現(xiàn)出不同的光學(xué)特征，廣泛應(yīng)用于安全防偽領(lǐng)域，如鈔票、有 價(jià)票卷、商標(biāo)等方面的防偽。改變顏料顆粒的形狀，使其具有特殊的形狀，例如幾何形狀、數(shù) 字、文字、字母等，能夠在不影響公眾防偽能力的基礎(chǔ)上，增加新型的專家防偽要素，提高防 偽能力。在二線防偽特征，如果能夠嚴(yán)格控制顏料顆粒的尺寸，使其具有固定尺寸的大小或 具有明顯的分布特征，將進(jìn)一步提高二線防偽效果。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，特殊形貌的顏料可以一般通過激光燒蝕、壓力粉碎、特定模板或基材 分離等方式形成。例如激光燒蝕的方式，需要采用高功率激光器對(duì)大片顏料進(jìn)行刻蝕形成 特定形狀，特別是對(duì)于具有較低蒸發(fā)溫度的金屬材料具有很好的效果，且能夠形成鏤空?qǐng)D 案。但是其工藝較為復(fù)雜，生產(chǎn)效率較低，不適合大批量生產(chǎn)，并且不能形成具有多種梯度 形貌的顏料顆粒。瑞士電子和微技術(shù)中心有限公司在專利US7894424B2中提出了一種利用 壓力粉碎進(jìn)行特定形貌微結(jié)構(gòu)顏料顆粒的制造方法，其中需要采用一種邊沿帶有尖角的模 板對(duì)已有膜層沖壓，將膜層在物理上切斷，再經(jīng)過溶解等方法將上述分離的膜層剝離，形成 顏料顆粒。該種方法對(duì)粉碎用模板具有較高要求，在壓力粉碎過程中對(duì)模板邊沿尖角存在 損傷，同時(shí)模壓的過程會(huì)破壞顏料表面的平整度，降低顏料原有的光學(xué)性能。Merck公司在 專利US7396401B2中提出一種特殊形貌顏料的制造方法，但該種方法獲得的顏料顆粒只能 是多邊形或橢圓形，形狀種類有限。美國(guó)JDSUniphase公司在專利US7258915B2中提出一 種顏料分離的方法，通過在PET基材上適當(dāng)布置"框架"結(jié)構(gòu)形成特定的形狀，在上述結(jié)構(gòu) 上沉積顏料鍍層，然后剝離后形成特定形狀的顏料顆粒。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠控制顏料顆粒尺 寸，可以在顏料顆粒上形成較為復(fù)雜的附加圖案，進(jìn)一步增加了防偽性能，且能夠通過卷繞 設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，具有較高的生產(chǎn)效率。但是該種方法制備的顏料顆粒形狀并不完全規(guī)整，在 顏料顆粒具有不規(guī)則的邊沿，且無(wú)法在顏料顆粒中形成鏤空效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種用于制造光變顏料的方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于制造光變顏料的方法，該方法包括：提供 基材；在所述基材上形成模壓成型層，該模壓成型層包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域， 該第一區(qū)域表面平坦，該第二區(qū)域具有第一表面微浮雕結(jié)構(gòu)，以及該第三區(qū)域具有第二表 面微浮雕結(jié)構(gòu)；在所述模壓成型層的表面沉積剝離層，該剝離層具有與所述模壓成型層相 同的第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域；在該剝離層的表面沉積至少一個(gè)顏料鍍層，該顏料 鍍層具有與所述模壓成型層相同的第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域；溶解所述剝離層； 以及粉碎所述顏料鍍層。
[0006] 通過上述技術(shù)方案，可以獲得各種形狀的顏料顆粒，其中顏料顆粒的邊界由亞波 長(zhǎng)區(qū)域所確定。低深寬比區(qū)域與平坦區(qū)域具有不同的表面形貌，能夠形成高低起伏的對(duì)比。
[0007] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0009] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的光變顏料的示意圖；
[0010] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的光變顏料的剖面圖；
[0011] 圖3是根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的光變顏料的剖面圖；
[0012] 圖4是根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的光變顏料的剖面圖；
[0013] 圖5是本發(fā)明一種光變顏料的制造方法中涉及的一種剝離層結(jié)構(gòu)；
[0014] 圖6a是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式微結(jié)構(gòu)面積與平坦面積的比值e與微結(jié)構(gòu)周期之 間的關(guān)系不意圖；
[0015] 圖6b是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式微結(jié)構(gòu)面積與平坦面積的比值e與微結(jié)構(gòu)厚度之 間的關(guān)系不意圖；
[0016] 圖7a和7b是本發(fā)明的實(shí)施方式提供的一種光變顏料的制造方法制造的顏料在顯 微鏡觀察下的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0018] 本發(fā)明提供一種具有特定形狀光變顏料的制造方法，上述特定形狀顏料上還可以 具有鏤空、全息等附加復(fù)雜圖案，在不改變?cè)泄姽鈱W(xué)特征的基礎(chǔ)上，同時(shí)增加微觀形貌 的專家防偽特征，進(jìn)一步提升現(xiàn)有特種顏料的防偽能力。
[0019] 本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種制造光變顏料的方法，包括：a.提供基材，基材部分 區(qū)域具有高深寬比的亞波長(zhǎng)微浮雕結(jié)構(gòu)，部分區(qū)域具有低深寬比的全息光柵、部分區(qū)域?yàn)?平坦表面結(jié)構(gòu)。b.在基材上沉積剝離層，且剝離層能夠保持上述基材的各種形貌信息，形成 同型覆蓋。c.在剝離層上沉積顏料鍍層。d.將剝離層溶解，獲得顏料薄膜。e.粉碎顏料薄 膜，獲得具有規(guī)則形狀的顏料顆粒。f.將無(wú)用形狀的顏料顆粒過濾或溶解。
[0020] 其中，所述基材由選自聚對(duì)苯二甲酸二醇酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚丙 烯中的至少一種材料形成。基材上具有模壓成型層，模壓成型材料為UV固化聚酯丙烯酸樹 月旨、環(huán)氧丙烯酸樹脂。
[0021] 其中，所述成型層上的亞波長(zhǎng)微浮雕結(jié)構(gòu)可以通過激光雙光束干涉曝光、激光直 刻曝光或電子束直刻的方式形成，或者通過紫外澆注、模壓、納米壓印的方式進(jìn)行批量復(fù) 制。例如，亞波長(zhǎng)微浮雕結(jié)構(gòu)、全息光柵可以通過全息干涉法、激光直刻技術(shù)、電子束刻蝕技 術(shù)等方法制造母版，通過電鑄工藝制成工作版、再通過模壓、UV復(fù)制等生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)移到基材 上。
[0022] 其中，由于本發(fā)明所示光變顏料具有亞波長(zhǎng)微浮雕結(jié)構(gòu)，故在成型層上剝離層必 須遵守同型覆蓋的原則，即覆蓋剝離層之后，剝離層同樣要保持成型層中亞波長(zhǎng)微浮雕結(jié) 構(gòu)的形貌。因此，不能采取傳統(tǒng)的濕法涂布的方法，而是通過熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、磁控濺射 等物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積的方式形成。
[0023] 其中，剝離層材料包括氯化物、氟化物等無(wú)機(jī)鹽類，其特點(diǎn)是能夠通過上述手段進(jìn) 行沉積，并能夠形成同型覆蓋，保持基材成型層的原有亞波長(zhǎng)微浮雕結(jié)構(gòu)。且易溶于水，易 于后續(xù)工藝剝離。
[0024] 其中，顏料鍍層的材料需要保持同型覆蓋的原則，需要通過熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、 磁控濺射等物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積的方式形成。
[0025] 其中，顏料鍍層的材料可以是"金屬層"，"介質(zhì)層/金屬層/介質(zhì)層"，"金屬層/介 質(zhì)層/金屬層/介質(zhì)層/金屬層"，"介質(zhì)層/介質(zhì)層/介質(zhì)層"等結(jié)構(gòu)。
[0026] 其中顏料顆粒的粒徑尺寸在3-100iim，厚度小于3iim。
[0027] 本發(fā)明涉及的特殊形貌顏料的生產(chǎn)工藝中，采用亞波長(zhǎng)微浮雕結(jié)構(gòu)作為剝離區(qū)的 邊界或鏤空區(qū)域。由于在真空中，相同單位立體角單位時(shí)間內(nèi)沉積材料的質(zhì)量固定，當(dāng)基 材表面具有微結(jié)構(gòu)時(shí)，相同時(shí)間、工藝條件下，微結(jié)構(gòu)區(qū)域鍍層厚度小于平坦區(qū)域的鍍層厚 度。微結(jié)構(gòu)區(qū)域的深寬比（微結(jié)構(gòu)深度/微結(jié)構(gòu)周期寬度）越大，其上覆蓋的鍍層厚度相 對(duì)于平坦區(qū)域鍍層厚度就越小。在相同的粉碎工藝或溶解工藝條件下，微結(jié)構(gòu)區(qū)域的鍍層 厚度較薄，更易被破壞。本發(fā)明根據(jù)上述原理，在相同的處理?xiàng)l件下，可以對(duì)不同微結(jié)構(gòu)上 的鍍層產(chǎn)生不同的溶解效果，最后可以獲得不同厚度的鍍層，形成明顯的鏤空或梯度信息， 呈現(xiàn)不同的光學(xué)效果。調(diào)整微結(jié)構(gòu)的周期和深度，可以形成不同的鍍層厚度，在視覺上可以 呈現(xiàn)出不同的深度效