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用於對片狀磁性或可磁化顏料粒子進行取向的裝置和方法與流程

2023-07-24 23:14:36 2


本發明涉及用於產生包括磁性地雙軸向取向的片狀磁性或可磁化顏料粒子的光學效應層(oel)的方法的領域。特別地,本發明提供用於產生作為安全文件或安全製品上的防偽手段或用於裝飾用途的所述oel的裝置和方法。



背景技術:

本領域中已知使用包含磁性或可磁化顏料粒子、特別是光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子的油墨、塗覆成分、塗層或層以製造安全元件和安全文件。

例如用於安全文件的安全特徵通常能夠分類為「隱性」安全特徵和「顯性」安全特徵。由隱性安全特徵提供的保護依賴於典型地需要專門的設備和知識以用於對它們的檢測的這樣的特徵隱藏的概念,而「顯性」安全特徵藉助不用輔助的人類知覺容易地檢測,例如這樣的特徵可見和/或可經由觸覺檢測,同時仍難製造和/或複製。然而,顯性安全特徵的效力在很大程度上取決於它們容易被識別為安全特徵,因為使用者只有在知道安全特徵的存在和性質時才會實際進行基於該安全特徵的安全檢查。

例如在us2,570,856;us3,676,273;us3,791,864;us5,630,877和us5,364,689中公開了包括取向的磁性或可磁化顏料粒子的塗層或層。塗層中的磁性或可磁化顏料粒子允許通過施加對應的磁場,使得在未硬化的塗層中的磁性或可磁化顏料粒子的局部取向,接著使後者硬化,而產生磁感應的圖像、設計和/或圖案。這導致了特殊的光學效應,即高度防偽的固定磁感應圖像、設計和/或圖案。基於取向的磁性或可磁化顏料粒子的安全元件僅能夠通過訪問磁性或可磁化顏料粒子或者對應的油墨或者包括所述粒子的成分以及被採用以施加所述墨或成分且對在施加的墨或成分中的所述粒子進行取向的特定技術兩者來產生。

例如,us7,047,883公開了用於產生通過對塗覆成分中的磁性或可磁化光學可變的顏料薄片進行取向而獲得的光學效應層的(oel的)設備和方法;所公開的設備包括在承載所述塗覆成分的基底的下方的永磁體的特定配置。根據us7,047,883,oel中的磁性或可磁化光學可變的顏料薄片的第一部分被取向,從而沿第一方向反射光,與第一部分相鄰的第二部分被排列從而沿第二方向反射光,產生在使oel傾斜時的可視「觸發(flip-flop)」效應。

wo2006/069218a2公開了包括oel的基底,該oel包括以當所述oel傾斜時棒(「滾動棒」)出現移動的方式取向的光學可變的磁性或可磁化顏料薄片。根據wo2006/069218a2,在承載光學可變的磁性或可磁化顏料薄片的基底下的永磁體的特殊配置用於對所述薄片取向,從而模仿彎曲表面。

us7,955,695涉及oel,其中所謂的磨碎的磁性或可磁化顏料粒子基本與基底表面垂直地取向,從而產生利用強的幹涉顏色模仿蝴蝶的翅膀的視覺效果。這裡再次地,在承載塗覆成分的基底下的永磁體的特殊配置用於對顏料粒子進行取向。

ep1819525b1公開了具有oel的安全元件,該oel以特定的視角呈現透明,因此對在下面的信息賦予視覺訪問,而在其它視角保持不透明。為了獲得已知為「軟百葉窗效應」的該效果,在基底下的永磁體的特殊配置以相對於基底表面的預定角度對光學可變的可磁化或磁性顏料薄片進行取向。

對於特定應用,需要與基底表面平行的片狀磁性或可磁化顏料粒子的均勻取向。這種「平面取向」或「平面化」已公開用於各種技術領域,諸如用以存儲聲或光學數據的記錄介質的生產(us2,711,911、us2,796,359、us3,001,891、us3,222,205和us4,672,913)、用於屏蔽電磁波的吸收塗料的生產(us2,951,246、us2,996,709和us6,063,511)、裝飾塗層和層的生產(us2,418,479、us2,570,856、us3,095,349和us5,630,877)以及用於安全文件(us8,137,762和us7,258,900)。

us4,672,913公開了用於製造包含鐵磁粒子的磁性記錄介質的方法和設備。所公開的設備包括以相對於彼此成傾斜角度布置的杆狀永磁體,杆狀永磁體定位在承載包含所述鐵磁粒子的塗覆成分的移動基底下。永磁體與基底表面垂直地磁化。在永磁體的磁場和承載塗覆成分的基底沿著所述磁體的運動的影響下,鐵磁粒子與基底表面大致平行地排列。所獲得的記錄介質示出了改進的性能。

us6,063,511公開了用於吸收在預定頻率範圍的電磁輻射的裝置和用於製造所述裝置的方法。所述裝置包括塗覆成分,該塗覆成分包括在基底上的鐵素體薄片,所述薄片通過簡單的提升(evaporation)或通過磁場的影響而排列,使得薄片的平面與基底表面大致平行。

us5,630,877公開了用於生產上塗料後的產品的方法和設備,所述上塗料後的產品在其上具有磁性地形成的圖案,所述方法用於以不同的形狀形成任意期望的圖案。上塗料後的產品是通過使用包括非球面磁性粒子的塗覆成分而將塗層施加到基底來獲得的,使用由永磁體和/或電磁體產生的磁場排列該非球面磁性粒子。us5,630,877還教示了:磁場具有場線的與塗布的產品的表面大致平行的第一區域和場線的與塗布的產品的表面實質上非平行的第二區域。

us7,258,900公開了用於使磁性顏料薄片平面化的方法,所述方法包括將磁性顏料薄片施加到基底的表面以及施加磁場從而使磁性顏料薄片的至少一部分在與基底的表面平行的平面中排列的步驟。永磁體被布置在基底表面的兩側或基底表面的下方,使得磁場線與基底表面大致平行。

us8,137,762公開了用於使在縱向薄板上的塗覆成分中的多個可取向的非球面磁性或可磁化薄片平面化(雙軸線排列)的方法。支撐包括薄片的塗覆成分的薄板在永磁體之間運行,使得永磁體的磁場橫過該薄板。第一磁體和第三磁體設置在薄板的一側,第二磁體設置在薄板的相反側、在第一磁體和第三磁體之間,即磁體以交錯的構造布置。當薄板移動時,薄片經過在第一永磁體和第二永磁體之間的磁場時經歷第一轉動以及薄片經過在第二永磁體和第三永磁體之間的磁場時經歷第二轉動,以與基底表面大致平行的方式排列。

在us7,258,900和us8,137,762中公開的方法均具有如下不便:由永磁體的所述配置產生的磁場僅在受限的區域上與基底表面大致平行,使得這些方法不適用於工業印刷方法中的寬薄板。此外,它們缺少用於選擇基底表面和磁性顏料薄片的排列平面之間的提升角度的自由度;換言之,可以執行基底和磁性顏料薄片的平面之間的僅0°角度。

因此,如下的包括片狀磁性或可磁化顏料粒子的oel的生產是微不足道的:該片狀磁性或可磁化顏料粒子在大規模的工業印刷方法中的寬薄板上具有與基底表面大致平行或相對於基底表面成預定提升角度的雙軸向均勻取向。

如圖1a所示,在暴露於外部磁場h時,利用磁場線h,片狀磁性或可磁化顏料粒子傾向於排列它們的最長尺寸,即其兩個面內尺寸的第一個尺寸。這導致所述顏料粒子的所謂的單軸向取向。這是在磁場h中的所述顏料粒子的最低能量的取向狀態。然而,片狀磁性或可磁化顏料粒子的平面內尺寸的第二個尺寸仍可以具有與場線h正交的任意方向。片狀磁性或可磁化顏料粒子事實上可以繞著場線h轉動,而不丟失其最低能量的狀態。

在包括磁性取向的光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子的oel的情況下,所述oel的視覺外觀極大地取決於相對於它們的由第一平面內尺寸和第二平面內尺寸所給出的表面的視角。例如,在ciela*b*顏色系統中,視覺外觀被表達為明度(l*)、色度(c*)和色調(h*)。因此,需要雙軸向取向,即需要在兩個平面內尺寸中的粒子取向的控制,從而產生期望的顏色效果和最大反射率。這種雙軸向取向不能通過單獨施加磁場來實現,而需要磁力與另外的機械部件的協作,如在us8,137,762中公開的承載塗覆成分的基底或薄板的運動。

因此,對於如下裝置和方法存在需求:該裝置和方法用於在大規模的工業印刷方法中的寬薄板或寬片上生產包括具有與基底表面大致平行或相對於基底表面成預定提升角度的取向的、雙軸向取向的片狀磁性或可磁化顏料粒子、特別是光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子的光學效應層(oel)。



技術實現要素:

因此,本發明的目的在於克服如上所述的現有技術的缺點。這是通過提供採取用於產生橫向均勻磁偶極子場的海爾貝克磁環(例如「海爾貝克陣列」、「海爾貝克磁環」,參照k.halbach(1980),「designofpermanentmultipolemagnetswithorientedrareearthcobaltmaterial」,nuclearinstrumentsandmethods169(1):1-10)的優點而實現的。

這裡說明的是一種用於在基底上產生光學效應層(oel)的方法,所述方法包括如下步驟:

a)在基底表面上施加可輻射固化塗覆組合物,所述可輻射固化塗覆組合物包括i)片狀磁性或可磁化顏料粒子以及ii)粘合劑,所述可輻射固化塗覆組合物處於第一狀態;

b)使所述可輻射固化塗覆組合物暴露於包括海爾貝克磁環組件的磁性組件的動態磁場,所述海爾貝克磁環組件包括:i)三個或更多個磁棒和圍繞所述組件的單個磁線線圈;或者ii)三個或更多個磁棒、包圍所述組件且包括面對所述組件的兩極的極片,所述兩極的各極均由磁線線圈圍繞;或者iii)三個或更多個結構,所述三個或更多個結構中的各結構均包括磁棒和圍繞所述磁棒的磁線線圈,從而對所述片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分進行雙軸向取向,所述至少三個磁棒被橫向磁化;以及

c)使步驟b)的所述可輻射固化塗覆組合物至少部分固化至第二狀態,從而將所述片狀磁性或可磁化顏料粒子固定在它們呈現的位置和取向,與步驟b)同時或部分同時地執行所述步驟c)。

根據優選的實施方式,執行步驟b),從而對所述片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分進行雙軸向取向,以i)使所述片狀磁性或可磁化顏料粒子的長軸和短軸與所述基底表面大致平行、或者ii)使所述片狀磁性或可磁化顏料粒子的長軸相對於所述基底表面成實質上非零的提升角度且使所述片狀磁性或可磁化顏料粒子的短軸與所述基底表面大致平行。

此外,這裡說明的是通過這裡說明的方法產生的oel以及包括一個或多個這裡說明的光學oel的安全文件以及裝飾元件或物體。

此外,這裡說明的是用於在諸如這裡說明的基底上產生光學效應層(oel)的裝置,所述oel包括諸如這裡說明的固化的可輻射固化塗覆組合物中被雙軸向取向的片狀磁性或可磁化顏料粒子,該裝置包括a)這裡說明的海爾貝克磁環組件和固化單元。

該裝置可以被限定為還包括用於將適當振幅和頻率的ac電流施加到(多個)磁線線圈的部件,使得動態磁場由在海爾貝克磁環組件內側的磁偶極子場(hxy)和通過施加該ac電流而獲得的動態分量(hz)產生。

在實施方式中,海爾貝克磁環組件被構造成用於使在基底上被塗布的包括片狀磁性或可磁化顏料粒子的可輻射固化塗覆組合物暴露於包括海爾貝克磁環組件的磁性組件的動態磁場,從而對片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分進行雙軸向取向。固化單元被構造成用於與磁性或可磁化顏料粒子暴露於海爾貝克磁環組件的動態磁場同時或部分同時地、使可輻射固化塗覆組合物至少部分固化,從而將片狀磁性或可磁化顏料粒子固定在它們呈現的位置和取向。

此外,公開了用於在基底上產生光學效應層(oel)的裝置,所述oel包括在固化的可輻射固化塗覆組合物中被取向的片狀磁性或可磁化顏料粒子,該裝置包括:a)海爾貝克磁環組件,從而對片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分進行雙軸向取向;以及b)固化單元。

海爾貝克磁環組件包括一個或多個磁線線圈,使得當適當振幅和頻率的ac電流被施加到該一個或多個磁線線圈時,由在所述海爾貝克磁環組件內側的磁偶極子場(hxy)和通過施加該ac電流而獲得的動態分量(hz)產生動態磁場。

海爾貝克磁環組件被構造成用於在其內部產生動態磁場。海爾貝克磁環組件在側部充分敞開,使得存在允許基底進入以及離開海爾貝克磁環組件的內部的足夠空間。

該裝置包括基底引導或支撐部件,該基底引導或支撐部件用於支撐海爾貝克磁環內的基底,以暴露於海爾貝克磁環的動態磁場。

固化單元可以位於海爾貝克磁環組件的內部。

固化單元可以定位在海爾貝克磁環組件的與側部相對的區域的邊界部,其中基底進入所述海爾貝克磁環組件。

該裝置可以包括施加單元,例如用於在基底表面施加包括i)片狀磁性或可磁化顏料粒子和ii)粘合劑的可輻射固化塗覆組合物的印刷單元。

這裡說明的海爾貝克磁環組件能夠被容易地一體化到大尺寸的工業印刷和磁性取向裝置中,用於基於雙軸向取向的片狀磁性或可磁化顏料粒子而生產包括一個或多個安全特徵或者光學效應層的、特別是紙幣的安全文件或者裝飾元件或物體。事實上,由所述組件產生的均勻的磁偶極子場不限於其寬度,即增加海爾貝克磁環組件的磁棒的長度增加了由所述均勻的磁偶極子場覆蓋的表面。因此,這裡說明的方法允許基於雙軸向取向的片狀磁性或可磁化顏料粒子而以有效的方式和低成本產生光學效應層。

此外,與現有技術說明的方法相反,因為不需要分散在塗覆成分內的片狀磁性或可磁化顏料粒子和組件之間的相對運動,所以這裡說明的方法允許承載塗覆成分的基底以連續或斷續的方式被輸送至這裡說明的海爾貝克磁環組件。這大大地增強了用於產生oel的方法的多功能性和自由度,可以在工業規模的高生產率的連續過程中、在低生產率的斷續過程中容易地實施所述方法。

此外,在片狀磁性或可磁化顏料粒子的x-y平面和基底表面之間的角度可以通過組成海爾貝克磁環組件的單獨磁棒的一致的就地轉動、根據要獲得的視覺效果而被容易地設定為期望值。這與現有技術相反,其中磁性取向部件的設計是固定的,還在塗覆成分的片狀顏料粒子的xy平面和基底表面之間產生固定的角度(例如0°或90°)。因此,為了改變所述角度,必須執行固定取向部件的完整再設計。

附圖說明

圖1a示意性示出片狀磁性或可磁化顏料粒子在磁場h中的排列;僅排列了單個軸線。

圖1b示意性示出片狀顏料粒子。

圖2a至圖2d示出由三個、四個、六個和八個橫向磁化的相同磁棒構造的用於產生磁偶極子場hxy的傳統海爾貝克磁環。圖2c中表示了單獨的磁棒(1-6)。

圖3示出通過組成海爾貝克磁環的單獨磁棒的一致的原位轉動的海爾貝克磁環的磁偶極子場hxy的轉動。

圖4a以圖形的方式示出由海爾貝克組件產生且與基底表面(x軸線)成提升角度α的磁偶極子場hxy。與hxy垂直的動態磁場分量hz也位於p(u,v)平面中。通過參照表示坐標系統(僅x和y可見)。

圖4b是通過使圖4a繞著y軸轉動90°而獲得的。此刻,動態磁場分量hz是可見的,hz和hz』與和基底表面(z軸線)成角度β、β』(β=β』)的總磁偶極子場h,h』的v=z軸線上的投影對應。通過參照表示坐標系統(僅y和z可見)。

圖5a示意性示出藉助於圍繞包括八個橫向磁化的相同磁棒(8)的海爾貝克磁環組件(9)的磁線線圈(7a)而添加與磁偶極子場hxy正交的場分量hz。

圖5b示意性示出藉助於包圍海爾貝克磁環組件(9)的極片(10a)添加與磁場hxy正交的場分量hz,所述極片(10a)具有兩極,各極由軸向磁線線圈(7b-1、7b-2)圍繞。

圖6示意性示出海爾貝克磁環組件(9)的截面圖,其中藉助於圍繞相連地產生磁偶極子場hxy的各磁棒(8)的單獨磁線線圈(7c)來產生場分量hz。還示出了承載可輻射固化塗覆組合物(12)的基底(11)。

圖7示意性示出包括多個分離的磁體(13-1、13-2)的延長的複合磁棒的構造,如對於分離的磁體13-1詳細地,各分離的磁體包括磁棒和兩個極片(10b-1、10b-2),通過兩部分保持件(15-1、15-2)將它們保持在一起。在分離的磁體(13-1、13-2)之間存在間隙(14),以容納非磁性的固定元件(未示出)。

圖8更精確地示出海爾貝克磁環組件(9),各磁棒(8)包括兩個極片(10b-1、10b-2)且被磁線線圈(7c)圍繞。固化單元(16)布置在承載可輻射固化塗覆組合物(12)的基底(11)的上方。還示出了用以支撐所述基底(11)的輥(17)。

圖9a示意性示出包括橫向磁化的磁棒(8)、具有由低矯頑力和高磁飽和度磁性材料製成的兩個極片(10b-1、10b-2)的結構,該結構由適當電尺寸的磁線線圈(7c)圍繞。

圖9b示意性示出並聯卷繞的複合磁線線圈(7c』、7c」、7c」』、7c」」)。

圖10示意性示出海爾貝克磁環組件(9)的另一實施方式,其中固化單元(16)布置在基底(11)的另一側,通過所述基底(11)進行可輻射固化塗覆組合物(12)的固化。

圖11a示意性示出海爾貝克磁環組件(9)的實施方式,其中固定的絲網光掩模(18a)放置在固化單元(16)和承載可輻射固化塗覆組合物(12)的基底(11)之間。

圖11b示意性示出海爾貝克磁環組件(9)的實施方式,其中可動的絲網光掩模(18b)放置在固化單元(16)和承載可輻射固化塗覆組合物(12)的基底(11)之間。

圖11c示意性示出海爾貝克磁環組件(9)的實施方式,其中可動的絲網光掩模(18b)放置在承載可輻射固化塗覆組合物(12)的基底(11)的另一側,其中固化單元(16)放置在所述基底(11)的另一側,所述固化單元(16)通過所述基底(11)對可輻射固化塗覆組合物(12)進行固化。

圖12a至圖12b示出磁場分布:a)在根據圖6的包括四個結構的海爾貝克磁環組件的截面中,各結構包括由磁線線圈圍繞的磁棒;以及b)在包括八個結構的海爾貝克磁環組件的截面中,各結構包括由磁線線圈圍繞的磁棒。

圖13示出圖6中例示的海爾貝克磁環組件的cad圖。

圖14a、14b、14c示出光學可變的可輻射固化塗覆組合物在如下狀態下的遠心顯微圖像:a)隨機狀態;b)單軸向取向的狀態;以及c)雙軸向取向的狀態。

具體實施方式

定義

以下定義闡明在說明書和權利要求中所使用的術語的含義。

如這裡使用的,未被限定數量的對象可以是一個或多個,不必將未被限定數量的名詞限定為單個。

如這裡使用的,術語「大約」是指所涉量、數值或界限可以是指定的具體數值或其附近的一些其它數值。通常地,指示特定數值的術語「大約」意在表示該數值的±5%內的範圍。例如,短語「大約100」表示100±5的範圍,即95至105的範圍。通常地,當使用術語「大約」時,預計可以在所示數值的±5%的範圍內獲得根據本發明的類似結果或效果。然而,補充了術語「大約」的具體量、數值或界限在本文中也意在公開該量、數值或界限本身,即沒有以「大約」修飾。

如這裡使用的,術語「和/或」是指可以存在所述組的所有或僅一個要素。例如,「a和/或b」應是指「僅a或僅b,或a和b」。在「僅a」的情況下,該術語還涵蓋不存在b的可能性,即「僅a,但沒有b」。

如這裡使用的術語「包括」意為非排他的和開放式的。因此,例如,包括化合物a的可輻射固化塗覆組合物除了包括除a外還可以包括其它化合物。然而,術語「包括」還涵蓋「基本由...構成」和「由...構成」的更加限制性含義作為其特定實施方式,使得例如「包括化合物a的可輻射固化塗覆組合物」也可以(基本地)由化合物a構成。

如這裡使用的,術語「溼」是指被施加的還未固化的塗層,例如片狀磁性或可磁化顏料粒子在作用於它們的外力的影響下仍能夠改變它們的位置和取向的塗層。

術語「可輻射固化塗覆組合物」是指能在固體基底上形成諸如光學效應層的塗層的任何成分,可輻射固化塗覆組合物能夠被施加且能夠在暴露於照射時、即在暴露於電磁輻射時固化(輻射固化)。

如這裡使用的術語「光學效應層(oel)」是指包括取向的片狀磁性或可磁化顏料粒子和粘合劑的塗層或層,其中所述片狀磁性或可磁化顏料粒子通過磁場取向,其中取向的片狀磁性或可磁化顏料粒子在它們的取向和位置方面(即在固化之後)凍結。

術語「磁軸線」或「南北軸線」是指連接磁體的南極和北極且延伸通過磁體的南極和北極的理論線。這些術語不包括任何特定方向。相反地,附圖上的術語「南北方向」和s→n指沿著磁軸線從南極到北極的方向。

術語「大致平行」是指偏離平行排列不超過20°,術語「大致垂直」是指偏離垂直排列不超過20°。

術語「大致正交」是指沒有從與平面正交偏離超過20°的軸線、矢量或線。

術語「極片」是指包括具有低矯頑力和高磁飽和度的磁性材料的結構,所述極片用於指向和增強由永磁體或電磁體產生的磁場。

術語「安全元件」或「安全特徵」用於指示能夠用於鑑別目的的圖像或圖形元素。安全元件或安全特徵能夠是顯性的和/或隱性的。

現在將參照附圖說明本發明的實施方式。為了圖示和說明的目的,已呈現本發明的特定實施方式的前述說明。它們不是意圖排他的或將本發明限制為所公開的精確形式,鑑於以上教示,許多明顯的變型和變化是可行的。為了最佳地說明本發明的原理及其實際應用,選擇且說明示例性實施方式,由此使得本領域的其他技術人員能最佳地利用本發明以及適於特定使用目的的具有各種變型的各種實施方式。

這裡所說明的在基底上製造oel的方法包括在基底表面上施加可輻射固化塗覆組合物的步驟,該可輻射固化塗覆組合物包括:i)片狀磁性或可磁化顏料粒子;以及ii)粘合劑材料,所述可輻射固化塗覆組合物處於第一狀態。這裡說明的施加步驟a)優選地通過優選地選自由絲網印刷、轉輪凹版印刷、柔版印刷、噴墨印刷以及凹版印刷(在現有技術中還被稱為雕刻銅版印刷和雕刻鋼模具印刷)構成的組的印刷方法來執行,優選地通過更優選地選自由絲網印刷、轉輪凹版印刷和柔版印刷構成的組的印刷方法來執行。這些方法是技術人員公知的、並例如在printingtechnology,j.m.adams和p.a.dolin,delmarthomsonlearning,第5版中有所說明。

在這裡說明的基底表面上施加這裡說明的可輻射固化塗覆組合物之後、部分同時或同時,片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分通過使可輻射固化塗覆組合物暴露於如下的包括海爾貝克磁環組件(halbachcylinderassembly)的磁性組件的動態(即,振蕩、時間依賴、時變或可時變)磁場而被雙軸向取向,從而使片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分沿著由海爾貝克磁環組件產生的磁場線排列,該海爾貝克磁環組件包括:i)三個或更多個磁棒和圍繞所述組件的單個磁線線圈(magnet-wirecoil)(參照例如圖5a);或者ii)三個或更多個磁棒、包圍所述組件且包括面對所述組件的兩極的極片,各極由磁線線圈圍繞(參照例如圖5b);或者iii)三個或更多個結構,該三個或更多個結構均包括磁棒和圍繞所述磁棒的磁線線圈。與這裡說明的通過施加動態磁場而使片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分取向/排列的步驟部分同時或同時,片狀磁性或可磁化顏料粒子的取向固定或凍結。值得注意的是,因此,可輻射固化塗覆組合物必須具有:第一狀態,即液體狀態或糊狀態,其中可輻射固化塗覆組合物足夠溼或軟,使得在可輻射固化塗覆組合物中分散的片狀磁性或可磁化顏料粒子在暴露於動態磁場時可自由運動、轉動和/或取向;以及第二固化(即,固體)狀態,其中,片狀磁性或可磁化顏料粒子在它們各自的位置和取向上被固定或凍結。

通過使用特定類型的可輻射固化塗覆組合物來提供該第一狀態和第二狀態。例如,可輻射固化塗覆組合物的除了片狀磁性或可磁化顏料粒子以外的組分可以採用墨的形式或諸如在安全應用中、例如用於鈔票印刷的那些可輻射固化塗覆組合物。上述第一狀態和第二狀態是通過使用在暴露於電磁輻射的反應中顯示出粘度增大的材料來提供的。也就是說,當流體粘合劑材料固化或凝固時,所述粘合劑材料轉換成第二狀態,即固化或固體狀態,在固化或固體狀態中,片狀磁性或可磁化顏料粒子以它們當前的位置和取向固定且在粘合劑材料內不能再移動或轉動。

如本領域的技術人員已知的,包括在被施加到諸如基底的表面的可輻射固化塗覆組合物中的組分以及所述可輻射固化塗覆組合物的物理性質必須滿足用於將可輻射固化塗層轉移至基底表面的過程的要求。結果,包括在這裡說明的可輻射固化塗覆組合物中的粘合劑材料典型地選自於本領域已知的材料中且取決於用於施加可輻射固化塗覆組合物的塗布或印刷過程以及選擇的輻射固化過程。

在這裡說明的oel中,這裡說明的片狀磁性或可磁化顏料粒子在包括固化粘合劑材料的可輻射固化塗覆組合物中分散,該固化粘合劑材料固定/凍結片狀磁性或可磁化顏料粒子的取向。該固化粘合劑材料對包括在200nm和2500nm之間的波長範圍的電磁輻射至少部分透明。因此,粘合劑材料至少在其固化或固體狀態(這裡還被稱為第二狀態)下對包括在200nm和2500nm之間的波長範圍的電磁輻射至少部分透明,即在典型地被稱作「光譜」並包括電磁譜的紅外線、可見光和uv部分的波長範圍內的電磁輻射,使得可通過粘合劑材料感知包含在固化或固體狀態下的粘合劑材料中的粒子和它們的依賴於取向的反射率。優選地,固化粘合劑材料對包括在200nm和800nm之間的波長範圍、更優選地對包括在400nm和700nm之間的波長範圍的電磁輻射至少部分透明。這裡,術語「透明」是指在相關的(一個或多個)波長下,電磁輻射經過oel中存在的20μm的固化粘合劑材料層(不包括片狀磁性或可磁化顏料粒子,但在存在oel的任選組分的情況下,包括該oel的所有其它任選組分)的透射率為至少50%,更優選地至少60%,再更優選地至少70%。這能夠例如通過根據公知的試驗方法、例如din5036-3(1979-11)測量固化粘合劑材料(不包括片狀磁性或可磁化顏料粒子)的試驗件的透射率來確定。如果oel用作隱性安全特徵,則典型地需要技術手段檢測在包括所選不可見波長的相應的照射條件下由oel產生的(完整)光學效應;所述檢測要求在可見光範圍外選擇例如在近uv範圍的入射輻射的波長。在這種情況下,優選地,oel包括響應入射輻射中所含的在可見光譜外的所選的波長而表現出發光的發光顏料粒子。電磁譜的紅外線、可見光和uv部分分別近似對應於700nm-2500nm之間、400nm-700nm之間以及200nm-400nm之間的波長範圍。

如上所述,這裡說明的可輻射固化塗覆組合物取決於用於施加所述可輻射固化塗覆組合物的塗布或印刷過程以及選擇的固化過程。優選地,可輻射固化塗覆組合物的固化涉及如下化學反應:不會因為在典型地使用包括這裡說明的oel的物品期間可能發生的簡單的溫度升高(例如達到80℃)而逆向的化學反應。術語「固化」或「可固化」是指包括化學反應、施加的可輻射固化塗覆組合物中的至少一種組分以使其轉變成具有比起始物質高的分子量的聚合材料的方式交聯或聚合的過程。輻射固化有利地造成在暴露於固化照射之後可輻射固化塗覆組合物的粘度的瞬間增大,因此防止在磁性取向步驟之後顏料粒子的任何進一步活動和因此造成的任何信息損失。優選地,固化步驟(步驟c)是通過包括uv可見光輻射固化的輻射固化或通過電子束輻射固化、更優選地通過uv-可見光輻射固化來執行。

因此,用於本發明的適當的可輻射固化塗覆組合物包括可以通過uv可見光輻射(以下稱為uv-vis可固化輻射)或通過電子束輻射(以下稱為eb)而固化的可輻射固化組合物。可輻射固化組合物是本領域中已知的並且能夠在標準教科書中找到,諸如「chemistry&technologyofuv&ebformulationforcoatings,inks&paints」系列,第iv卷,formulation,c.lowe、g.webster、s.kessel以及i.mcdonald著,1996年johnwiley&sons和sitatechnologylimited聯合出版。根據本發明的一個特別優選的實施方式,這裡說明的可輻射固化組合物是uv-vis可輻射固化塗覆組合物。

優選地,uv-vis可輻射固化塗覆組合物包括選自由自由基可固化成分和陽離子可固化成分構成的組的一種或多種成分。這裡說明的uv-vis可輻射固化塗覆組合物可以是混合系統並包括一種或多種陽離子可固化成分和一種或多種自由基可固化成分的混合物。陽離子可固化成分通過陽離子機理固化,該陽離子機理典型地包括通過輻射一種或多種光引發劑的活化,該光引發劑釋放諸如酸的陽離子類,其進而引發固化以使單體和/或低聚物反應和/或交聯,由此固化可輻射固化塗覆組合物。自由基可固化成分通過自由基機理固化,該自由基機理典型地包括通過輻射一種或多種光引發劑的活化,由此產生自由基,其進而引發聚合以使可輻射固化塗覆組合物固化。根據用於製備這裡說明的uv-vis可輻射固化塗覆組合物中包括的粘合劑的單體、低聚物或預聚物,可以使用不同的光引發劑。自由基光引發劑的合適示例是本領域技術人員已知的並包括但不限於苯乙酮、二苯甲酮、苄基二甲基縮酮、α-氨基酮、α-羥基酮、氧化膦和氧化膦衍生物以及其中兩種或更多種的混合物。陽離子光引發劑的合適示例是本領域技術人員已知的並包括但不限於諸如有機碘鎓鹽(例如二芳基碘鎓鹽)、氧鎓(例如三芳基氧鎓鹽)和鋶鹽(例如三芳基鋶鹽)以及其中兩種或更多種的混合物的鎓鹽。可用的光引發劑的其它示例能夠在標準教科書中找到,諸如「chemistry&technologyofuv&ebformulationforcoatings,inks&paints」,第三卷,「photoinitiatorsforfreeradicalcationicandanionicpolymerization」,第2版,j.v.crivello&k.dietliker著,g.bradley編輯並由johnwiley&sons和sitatechnologylimited在1998年聯合出版。還可以有利地將敏化劑與一種或多種光引發劑結合以實現有效固化。合適的光敏劑的典型示例包括但不限於異丙基噻噸酮(itx)、1-氯-2-丙氧基噻噸酮(cptx)、2-氯噻噸酮(ctx)和2,4-二乙基噻噸酮(detx)以及其中兩種或更多種的混合物。uv-vis可輻射固化塗覆組合物中包括的所述一種或多種光引發劑優選地以大約0.1wt-%至大約20wt-%的總量存在,更優選地以大約1wt-%至大約15wt-%的總量存在,該重量百分比基於uv-vis可輻射固化塗覆組合物的總重量。

這裡說明的可輻射固化塗覆組合物可以進一步包括一種或多種標記物或示蹤劑和/或選自由磁性材料(不同於這裡說明的片狀磁性或可磁化顏料粒子)、發光材料、導電材料和紅外線吸收材料構成的組的一種或多種可機讀材料。如這裡所使用的,術語「可機讀材料」是指表現出至少一種肉眼不可察覺的獨特性質並且能夠包括在層中以便提供藉助特定鑑別裝置鑑別所述層或包含所述層的製品的方式的材料。

這裡說明的可輻射固化塗覆組合物可以進一步包含選自由有機顏料粒子、無機顏料粒子和有機染料組成的組的一種或多種著色組分和/或一種或多種添加劑。添加劑包括但不限於用於調節可輻射固化塗覆組合物的物理參數、流變參數和化學參數,諸如粘度(例如溶劑、增稠劑和表面活性劑)、一致性(例如抗沉降劑、填料和增塑劑)、發泡性質(例如防沫劑)、潤滑性質(蠟、油)、uv穩定劑(光穩定劑)、粘合性質、抗靜電性質、儲存穩定性(聚合抑制劑)等的成分或材料。這裡說明的添加劑可以以本領域中已知的量和形式存在於可輻射固化塗覆組合物,包括以添加劑的至少一個維度在1至1000納米的範圍的所謂的納米材料。

這裡說明的可輻射固化塗覆組合物包括這裡說明的片狀磁性或可磁化顏料粒子。優選地,片狀磁性或可磁化顏料粒子以從大約2wt-%至大約40wt-%、更優選地以從大約4wt-%至大約30wt-%的量存在,重量百分數基於包括粘合劑材料、片狀磁性或可磁化顏料粒子以及可輻射固化塗覆組合物的其他可選組分的可輻射固化塗覆組合物的總重量。

與被認為是單維粒子的針狀顏料粒子相比,片狀顏料粒子由於如圖1b所示的它們的維度的大長寬比而是二維粒子。如圖1b所示,片狀顏料粒子能夠被認為是二維結構,其中維度x和y實質上比維度z大。片狀顏料粒子在現有技術中還被稱為橢圓狀粒子或薄片。各片狀磁性或可磁化顏料粒子均具有三個軸線:位於所述粒子的平面中的兩個主軸(這裡稱為長軸和短軸)以及沿著該粒子的厚度的第三軸線。如這裡所使用的,長軸是指沿著所述粒子的最長維度(或其長度)的軸線,短軸是指沿著所述粒子的最短維度(或其寬度)且與長軸垂直的軸線。如圖1b所示,長軸是x軸線,短軸是y軸線。與片狀磁性或可磁化顏料粒子的厚度對應且與由長軸和短軸形成的平面大致正交的第三軸線為z軸線。z軸線沒有在這裡說明的雙軸向取向上起作用。長軸和短軸彼此大致垂直並且一起構建所述粒子的xy平面。

由於其片狀,片狀磁性或可磁化顏料粒子的反射率是非各向同性的,因為粒子的可見面積取決於觀察的方向。在一個實施方式中,由於非球狀而具有非各向同性反射率的片狀磁性或可磁化顏料粒子可以進一步具有固有的非各向同性反射率,例如在光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子中由於它們的結構包括具有不同反射率和折射率的層。在該實施方式中,片狀磁性或可磁化顏料粒子包括具有固有的非各向同性反射率的諸如光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子的片狀磁性或可磁化顏料粒子。

由於它們的磁性特徵,這裡說明的片狀磁性或可磁化顏料粒子是可機讀的,因此可以例如使用特定的磁性檢測器檢測包括這些顏料粒子的可輻射固化塗覆組合物。因此,包括這裡說明的片狀磁性或可磁化顏料粒子的可輻射固化塗覆組合物可以用作安全文件的隱性或半隱性的安全元件(鑑別工具)。

這裡說明的片狀磁性或可磁化顏料粒子的適當示例包括但不限於包括以下的顏料粒子:選自由鈷(co)、鐵(fe)、釓(gd)和鎳(ni)構成的組的磁性金屬;鐵、錳、鈷、鎳和其中兩種或更多種的混合物的磁性合金;鉻、錳、鈷、鐵、鎳和其中兩種或更多種的混合物的磁性氧化物;以及其中兩種或更多種的混合物。關於金屬、合金和氧化物的術語「磁性」涉及鐵磁性或亞鐵磁性金屬、合金和氧化物。鉻、錳、鈷、鐵、鎳或其中兩種或更多種的混合物的磁性氧化物可以是純氧化物或混合氧化物。磁性氧化物的示例包括但不限於諸如赤鐵礦(fe2o3)、磁鐵礦(fe3o4)、二氧化鉻(cro2)、磁性鐵酸鹽(mfe2o4)、磁性尖晶石(mr2o4)、磁性六角鐵氧體(magnetichexaferrite)(mfe12o19)、磁性正鐵氧體(rfeo3)、磁性石榴石m3r2(ao4)3的鐵氧化物,其中m代表二價金屬,r代表三價金屬,a代表四價金屬。

這裡說明的片狀磁性或可磁化顏料粒子的示例包括但不限於包括以下的顏料粒子:由一種或多種諸如鈷(co)、鐵(fe)、釓(gd)或鎳(ni)的磁性金屬,以及鐵、鈷或鎳的磁性合金製成的磁性層m,其中所述片狀磁性或可磁化顏料粒子可以是包括一個或多個附加層的多層結構。優選地,一個或多個附加層是獨立地由選自由諸如氟化鎂(mgf2)的金屬氟化物、氧化矽(sio)、二氧化矽(sio2)、氧化鈦(tio2)、硫化鋅(zns)和氧化鋁(al2o3)構成的組的一種或多種材料,更優選地由二氧化矽(sio2)製成的層a;或獨立地由選自由金屬和金屬合金構成的組、優選地由選自由反射金屬和反射金屬合金構成的組、更優選地由選自由鋁(al)、鉻(cr)和鎳(ni)構成的組的一種或多種材料、再更優選地由鋁(al)製成的層b;或一個或多個諸如上述的層a和一個或多個諸如上述的層b的組合。上述多層結構的片狀磁性或可磁化顏料粒子的典型示例包括但不限於a/m多層結構、a/m/a多層結構、a/m/b多層結構、a/b/m/a多層結構、a/b/m/b多層結構、a/b/m/b/a/多層結構、b/m多層結構、b/m/b多層結構、b/a/m/a多層結構、b/a/m/b多層結構、b/a/m/b/a/多層結構,其中層a、磁性層m和層b選自上述層。

這裡說明的片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分可以由光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子和/或沒有光學可變性質的片狀磁性或可磁化顏料粒子構成。優選地,這裡說明的片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分由光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子構成。除由光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子的色移性質(其使得能在無輔助的人類知覺下容易地檢測、識別和/或區分帶有包含這裡說明的光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子的油墨、可輻射固化塗覆組合物、塗層或層的製品或安全文件與它們的可能偽造品)提供的顯性安全外,光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子的光學性質還可以用作用於識別oel的可機讀工具。因此,光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子的光學性質可以同時用作鑑別過程中的隱性或半隱性的安全特徵,其中分析顏料粒子的光學(例如光譜)性質。光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子在用於產生oel的可輻射固化塗覆組合物中的使用提高oel作為安全文件應用中的安全特徵的意義,因為這樣的材料(即光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子)供安全文件印刷工業使用而非公眾可購得。

如上所述,優選地,片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分由光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子構成。光學可變的片狀磁性或可磁化顏料粒子能夠更優選地選自由片狀磁性薄膜幹涉顏料粒子、片狀磁性膽甾相液晶顏料粒子、包括磁性材料的片狀幹涉塗布顏料粒子和其中兩種或更多種的混合物構成的組。

片狀磁性薄膜幹涉顏料粒子是本領域技術人員已知的並公開在例如us4,838,648、wo2002/073250a2、ep0686675b1、wo2003/000801a2、us6,838,166、wo2007/131833a1、ep2402401a1和其中引用的文件中。優選地,片狀磁性薄膜幹涉顏料粒子包括具有五層fabry-perot多層結構的顏料粒子和/或具有六層fabry-perot多層結構的顏料粒子和/或具有七層fabry-perot多層結構的顏料粒子。

優選的五層fabry-perot多層結構由吸收層/介電層/反射層/介電層/吸收層多層結構構成,其中反射層和/或吸收層也是磁性層,反射層和/或吸收層優選地是包括鎳、鐵和/或鈷,和/或包括鎳、鐵和/或鈷的磁性合金和/或包括鎳(ni)、鐵(fe)和/或鈷(co)的磁性氧化物的磁性層。

優選的六層fabry-perot多層結構由吸收層/介電層/反射層/磁性層/介電層/吸收層多層結構構成。

優選的七層fabryperot多層結構諸如在us4,838,648中公開的由吸收層/介電層/反射層/磁性層/反射層/介電層/吸收層多層結構構成。

優選地,這裡說明的反射層獨立地由選自由金屬和金屬合金構成的組、優選地選自由反射金屬和反射金屬合金構成的組、更優選地選自由鋁(al)、銀(ag)、銅(cu)、金(au)、鉑(pt)、錫(sn)、鈦(ti)、鈀(pd)、銠(rh)、鈮(nb)、鉻(cr)、鎳(ni)及其合金構成的組、再更優選地選自由鋁(al)、鉻(cr)、鎳(ni)及其合金構成的組的一種或多種材料製成,再更優地由鋁(al)製成。優選地,介電層獨立地由選自由諸如氟化鎂(mgf2)、氟化鋁(alf3)、氟化鈰(cef3)、氟化鑭(laf3)、氟化鋁鈉(例如,na3alf6)、氟化釹(ndf3)、氟化釤(smf3)、氟化鋇(baf2)、氟化鈣(caf2)、氟化鋰(lif)的金屬氟化物和諸如氧化矽(sio)、二氧化矽(sio2)、氧化鈦(tio2)、氧化鋁(al2o3)的金屬氧化物構成的組的一種或多種材料製成,更優選地由選自由氟化鎂(mgf2)和二氧化矽(sio2)構成的組的一種或多種材料製成,再更優選地由氟化鎂(mgf2)製成。優選地,吸收層獨立地由選自由鋁(al)、銀(ag)、銅(cu)、鈀(pd)、鉑(pt)、鈦(ti)、釩(v)、鐵(fe)、錫(sn)、鎢(w)、鉬(mo)、銠(rh)、鈮(nb)、鉻(cr)、鎳(ni)、它們的金屬氧化物、它們的金屬硫化物、它們的金屬碳化物和它們的金屬合金構成的組的一種或多種材料製成,更優選地由選自由鉻(cr)、鎳(ni)、它們的金屬氧化物和它們的金屬合金構成的組的一種或多種材料製成,再更優選地由選自由鉻(cr)、鎳(ni)和它們的金屬合金構成的組的一種或多種材料製成。優選地,磁性層包括:鎳(ni)、鐵(fe)和/或鈷(co);和/或包括鎳(ni)、鐵(fe)和/或鈷(co)的磁性合金;和/或包括鎳(ni)、鐵(fe)和/或鈷(co)的磁性氧化物。當優選包括七層fabry-perot結構的磁性薄膜幹涉顏料粒子時,該磁性薄膜幹涉顏料粒子特別優選地包括由cr/mgf2/al/m/al/mgf2/cr多層結構構成的七層fabry-perot吸收層/介電層/反射層/磁性層/反射層/介電層/吸收層多層結構,其中m磁性層包括:鎳(ni)、鐵(fe)和/或鈷(co);和/或包括鎳(ni)、鐵(fe)和/或鈷(co)的磁性合金;和/或包括鎳(ni)、鐵(fe)和/或鈷(co)的磁性氧化物。

這裡說明的磁性薄膜幹涉顏料粒子可以是被認為對人類健康和環境安全並例如基於五層fabry-perot多層結構、六層fabry-perot多層結構和七層fabry-perot多層結構的多層顏料粒子,其中所述顏料粒子包括一個或多個包括磁性合金的磁性層,所述磁性合金具有包括大約40wt-%至大約90wt-%鐵、大約10wt-%至大約50wt-%鉻和大約0wt-%至大約30wt-%鋁的實質上無鎳的組成。被認為對人類健康和環境安全的多層顏料粒子的典型示例能夠在ep2402401a1中找到,其全文通過引用併入本文。

這裡說明的片狀磁性薄膜幹涉顏料粒子典型地通過將不同的所需層沉積到薄板(web)上的傳統沉積技術製造。在例如通過物理氣相沉積(pvd)、化學氣相沉積(cvd)或電解沉積法沉積所期望數量的層之後,通過在適當的溶劑中溶解剝離層或通過從薄板剝離該材料而從薄板移除該疊層。然後使由此獲得的材料分解成片狀顏料粒子,其必須通過碾磨、研磨(例如噴射研磨處理)或任何適當的方法進一步加工以獲得所需尺寸的顏料粒子。所得產物由具有斷邊、不規則形狀和不同長寬比的平坦的片狀顏料粒子構成。關於適當的片狀磁性薄膜幹涉顏料粒子的製備的進一步信息能夠在例如ep1710756a1和ep1666546a1中找到,其全文通過引用併入本文。

表現出光學可變特徵的適當的片狀磁性膽甾相液晶顏料粒子包括但不限於磁性單層膽甾相液晶顏料粒子和磁性多層膽甾相液晶顏料粒子。這種顏料粒子例如在wo2006/063926a1、us6,582,781和us6,531,221中被公開。wo2006/063926a1公開了單層和由其獲得的具有高亮度和色移性質以及諸如可磁化性的附加特定性質的顏料粒子。所公開的單層和由其通過研碎所述單層而獲得的顏料粒子包括三維交聯的膽甾相液晶混合物和磁性納米粒子。us6,582,781和us6,410,130公開了片狀膽甾相多層顏料粒子,其包括序列a1/b/a2,其中a1和a2可以相同或不同並均包括至少一個膽甾相層,並且b是吸收通過層a1和a2透射的所有或一部分光的中間層,並賦予所述中間層磁性。us6,531,221公開了片狀膽甾相多層顏料粒子,其包括序列a/b和任選的c,其中a和c是包括賦予磁性的顏料粒子的吸收層,並且b是膽甾相層。

包括一種或多種磁性材料的適當的片狀幹涉塗布顏料包括但不限於由選自由被一個或多個層塗布的芯構成的組的基底構成的結構,其中芯或一個或多個層的至少一者具有磁性。例如,適當的片狀幹涉塗布顏料包括由諸如上述的磁性材料製成的芯,所述芯被一個或多個由一種或多種金屬氧化物製成的層塗布,或它們具有由合成或天然雲母、層狀矽酸鹽(例如滑石、高嶺土和絹雲母)、玻璃(例如硼矽酸鹽)、二氧化矽(sio2)、氧化鋁(al2o3)、氧化鈦(tio2)、石墨和其中兩種或更多種的混合物製成的芯構成的結構。此外,可能存在一個或多個諸如著色層的附加層。

這裡說明的片狀磁性或可磁化顏料粒子可以被表面處理以防止它們在可輻射固化塗覆組合物中可能發生的任何劣化和/或利於將它們引入可輻射固化塗覆組合物中;典型地可以使用緩蝕材料和/或潤溼劑。

這裡說明的基底優選地選自由諸如纖維素、含紙材料的紙或其它纖維材料、玻璃、金屬、陶瓷、塑料和聚合物、金屬化塑料或聚合物、複合材料和其混合物或其組合構成的組。典型的紙、紙類或其它纖維材料由各種纖維製成,該纖維包括但不限於馬尼拉麻、棉、亞麻、木漿及其混合物。如本領域技術人員公知的,棉和棉/亞麻混合物優選地用於紙幣,而木漿通常用於非紙幣安全文件。塑料和聚合物的典型示例包括:諸如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)的聚烯烴;聚醯胺;諸如聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(pet)、聚(對苯二甲酸1,4-丁二醇酯)(pbt)、聚(2,6-萘甲酸乙二酯)(pen)的聚酯;以及聚氯乙烯(pvc)。諸如以商標出售的紡粘烯烴纖維也可用作基底。金屬化塑料或聚合物的典型示例包括具有連續或不連續地布置在其表面上的金屬的上述塑料或聚合物材料。金屬的典型示例包括但不限於鋁(al)、鉻(cr)、銅(cu)、金(au)、鐵(fe)、鎳(ni)和銀(ag)和兩種或更多種的上述金屬的組合或合金。可以通過電沉積法、高真空塗布法或濺射法進行上述塑料或聚合物材料的金屬化。複合材料的典型示例包括但不限於紙和至少一種諸如上述的塑料或聚合物材料的多層結構或層疊體以及併入諸如上述的紙類或纖維材料中的塑料和/或聚合物纖維。當然,基底能夠包括技術人員已知的諸如施膠劑、增白劑、加工助劑、增強劑或溼增強劑等的附加添加劑。這裡說明的基底可以在薄板(例如上述材料的連續片)的形式下或在片的形式下設置。根據本發明產生的oel應當在安全文件上,旨在進一步提高所述安全文件的安全水平以及防偽造和非法複製性,基底可以包括印刷、塗布或雷射打標或雷射穿孔的標記、水印、安全線、纖維、平面(planchettes)、發光化合物、窗口、箔、貼花及其兩種或更多種的組合。為了進一步提高安全文件的安全水平以及防偽造和非法複製性,基底可以包括一種或多種標記物或示蹤劑和/或可機讀物質(例如發光物質、uv/可見光/ir吸收物質、磁性物質及其組合)。

用於在這裡說明的基底上產生光學效應層(oel)的方法包括在基底上的溼(即還未固化)的可輻射固化塗覆組合物中對片狀磁性或可磁化顏料粒子進行雙軸向取向的步驟。為此目的,承載可輻射固化塗覆組合物的基底以適當的速度移動通過這裡說明的海爾貝克磁環組件的中央。

執行雙軸向取向是指片狀磁性或可磁化顏料粒子以如下方式取向:使其兩個主軸被限制、即片狀磁性或可磁化顏料粒子的長軸和短軸均根據動態磁場而取向。有效地,這造成在空間中彼此接近的相鄰的片狀磁性顏料粒子彼此大致平行。

換句話說,雙軸向取向使片狀磁性或可磁化顏料粒子的平面排列,使得所述平面取向為相對於(在所有方向上)相鄰的片狀磁性或可磁化顏料粒子的平面大致平行。在實施方式中,這裡說明的長軸和短軸兩者通過海爾貝克磁環組件的動態磁場取向,使得(在所有方向上)相鄰的顏料粒子的長軸和短軸彼此一致。

根據一個實施方式,執行片狀磁性或可磁化顏料粒子的雙軸向取向的步驟導致磁性取向,其中片狀磁性或可磁化顏料粒子具有相對於基底表面成預定提升角度的取向,即顏料粒子的長軸(圖1b中的x軸線)以相對於基底表面成實質上非零提升角度、沿著磁偶極子場hxy排列,並且顏料粒子的短軸(圖1b中的y軸線)與基底表面大致平行、沿著動態(即時變)hz分量排列,磁偶極子場hxy與基底表面成非零角度,動態hz分量與基底表面大致平行,如圖4a和圖4b所示。

根據另一實施方式,執行片狀磁性或可磁化顏料粒子的雙軸向取向的步驟導致磁性取向,其中所述粒子具有與基底表面大致平行的兩個主軸,即顏料粒子的長軸與基底表面大致平行、沿著磁偶極子場hxy排列,並且顏料粒子的短軸與基底表面大致平行、沿著動態hz分量排列,hxy和hz兩者均與基底表面大致平行。為了該排列,片狀磁性或可磁化顏料粒子在基底上的可輻射固化塗覆組合物內以片狀磁性或可磁化顏料粒子的長軸和短軸與基底表面平行的方式被平面化。

這裡說明的海爾貝克磁環組件包括a)與一個或多個磁線線圈組合的如上所述的傳統海爾貝克磁環。

參照圖2a至圖2d,傳統海爾貝克磁環包括三個(圖2a)、四個(圖2b)、六個(圖2c)、八個(圖2d)或更多個相同長度和強度的橫向磁化的磁棒,所述磁棒等距地配置在圓上並且在圓的平面(以下稱為xy平面)中具有磁化方向(以下指h)。海爾貝克磁環在與圓的平面正交的方向上可以具有任意長度,該方向以下稱為z方向。海爾貝克磁環的單獨的三個或更多個磁棒的磁化方向(h)以如下方式取向:使得在海爾貝克磁環內側共同地產生均勻的磁偶極子場(hxy),其在xy平面中的方向通過所述磁棒的適當轉動而設定。藉助於相同配置,抵消了海爾貝克磁環外側的磁場。海爾貝克磁環需要ω=2ω(其中,ω代表其磁化方向(h)的取向角度,ω代表磁棒在海爾貝克磁環的圓上的角位),即磁棒的磁化方向(h)的取向角度總是該磁棒在圓上的角位的兩倍。

圖2c示出包括六個磁棒的海爾貝克磁環的示例。作為基準,第一磁棒(1)被放置成相對於y軸線成角度ω=0°。第一磁棒(1)的磁化方向(h)相對於y軸線也具有角度ω=0°。第二磁棒(2)被放置成相對於y軸線成角度ω=60°,且第二磁棒(2)的磁化方向(h)相對於y軸線具有角度ω=120°。接著是第三磁棒(3)(ω=120°,ω=240°)、第四磁棒(4)(ω=180°,ω=360°或0°)、第五磁棒(5)(ω=240°,ω=120°)和第六磁棒(6)(ω=300°,ω=240°)。該單獨磁棒的配置造成磁偶極子場(hxy)具有與y軸線共線的方向。

在同樣的意義上,通過海爾貝克磁環的所有磁棒的一致地單獨原地轉動能夠將海爾貝克磁環內側的磁偶極子場(hxy)的方向自由地設定為任意值。如圖3所示,所有磁棒逆時針轉動給定角度造成磁偶極子場(hxy)的方向順時針轉動相同角度。這允許磁偶極子場(hxy)的方向在海爾貝克磁環內側的xy平面中自由的選擇,而無需同樣使海爾貝克磁環轉動。

海爾貝克磁環具有在本發明中所利用的一系列有用的性能,包括:

a)海爾貝克磁環的磁偶極子場(hxy)是橫向的、均勻的且被限制於磁環的內部。這允許磁化單元的構造在z方向上延伸任意長度;以及

b)海爾貝克磁環的磁棒不必形成封閉的表面,而可以方便地間隔開。這允許承載可輻射固化塗覆組合物的基底容易經過海爾貝克磁環的磁場區域以及允許添加和訪問海爾貝克磁環內側的功能單元。

這裡說明的海爾貝克磁環組件包括適當尺寸的三個或更多個磁棒。這裡說明的磁棒由高矯頑力材料(還被稱為強磁性材料)製成。適當的高矯頑力材料是如下材料:具有至少20kj/m3、優選地至少50kj/m3、更優選地至少100kj/m3、再更優選地至少200kj/m3的能量積(bh)最大的最大值。優選地,磁棒由選自由如下材料構成的組的一種或多種燒結或聚合物粘結磁性材料製成:諸如磁鋼5(r1-1-1)、磁鋼5dg(r1-1-2)、磁鋼5-7(r1-1-3)、磁鋼6(r1-1-4)、磁鋼8(r1-1-5)、磁鋼8hc(r1-1-7)以及磁鋼9(r1-1-6)的磁鋼;方程式為mfe12019的六角鐵氧體(例如,鍶六角鐵氧體(sro*6fe203)或鋇六角鐵氧體(bao*6fe203))、方程式為mfe204的硬鐵氧體(例如,鈷鐵氧體(cofe204)或磁鐵礦(fe3o4),其中m是二價金屬離子,陶瓷8(si-1-5);選自包括reco5(以re=sm或pr)、re2tm17(以re=sm,tm=fe、cu、co、zr、hf)、re2tm14b(以re=nd、pr、dy,tm=fe、co)的組的稀土磁性材料;fe、cr、co的各向異性合金;選自ptco、mnalc、re鈷5/16、re鈷14的組的材料。優選地,磁棒的高矯頑力材料選自由稀土磁性材料構成的組,更優選地選自由nd2fe14b和smco5構成的組。可選地,為了製成延長的磁棒,大量的較小永磁體(m1、m2、m3…mn)可以組裝於使永磁體以正確的極性保持就位的適當的機械保持件,從而一起形成延長的複合磁棒。

機械保持件可以由單個件構成或可以是多個組件的組裝件。優選地,機械保持件由選自由低傳導材料、非傳導材料及其混合物構造的組的一種或多種非磁性材料製成,例如工程塑料和聚合物、鋁、鋁合金、鈦、鈦合金以及奧氏體鋼(即非磁性鋼)。工程塑料和聚合物包括但不限於聚芳基醚酮(paek)及其衍生的聚醚醚酮(peek)、聚醚酮酮(pekk)、聚醚醚酮酮(peekk)、聚醚酮醚酮酮(pekekk);聚縮醛、聚醯胺、聚酯、聚醚、共聚醚酯、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、高密度聚乙烯(hdpe)、超高分子量聚乙烯(uhmwpe)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚丙烯、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯(abs)共聚物、氟化和全氟聚乙烯類、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚硫化苯(pps)以及液晶高分子。優選的材料為peek(聚醚醚酮)、pom(聚甲醛)、ptfe(聚四氟乙烯)、(聚醯胺)以及pps。鈦基材料具有優異機械穩定性和低電導率的優點,而鋁或鋁合金基材料具有容易加工的優點。

這裡說明的海爾貝克磁環組件優選地包括低數量的磁棒,優選地為三個至八個磁棒,更優選地為以正方形配置的四個磁棒,以允許敞開構造和允許承載可輻射固化塗覆組合物的基底容易經過海爾貝克磁環組件。磁棒可轉動地固定在框架中,諸如可以以一致的方式獨立地轉動,以便允許在海爾貝克磁環組件內側的xy平面中設定磁偶極子場(hxy)的方向。

為了實現片狀磁性或可磁化顏料粒子的雙軸向取向,通過將適當的振幅和頻率的ac電流施加到磁線線圈而將動態z分量(hz)添加到由海爾貝克磁環組件的三個或更多個磁棒產生的磁偶極子場(hxy),所述適當的振幅和頻率是根據塗覆成分的特徵(例如,粘度和/或片狀磁性或可磁化顏料粒子的粒子尺寸分布)而設定的。所述動態z分量(hz)被添加到xy平面中的磁偶極子場(hxy)。這在使所述ac電流在磁線線圈中循環時產生了片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少±10°的角度β(圖4b),即總共(β+β』=2β)至少±20°,優選地至少±20°(即,總共至少40°),更優選地至少±30°(即,總共至少60°),再更優選地至少±45°(即,總共至少90°)的轉動。在可輻射固化塗覆組合物在海爾貝克磁環組件內側的狀態下,片狀磁性或可磁化顏料粒子執行至一次轉動(即,至少以所述角度來回振蕩一次)。優選地,在可輻射固化塗覆組合物在海爾貝克磁環組件內側的狀態下,所述片狀磁性或可磁化顏料粒子執行兩次或更多次轉動、更優選地執行五次或更多次轉動、再更優選地執行十次或更多次轉動。在離開海爾貝克磁環組件之前,可輻射固化塗覆組合物如這裡說明的至少部分固化。

因此,除了三個或更多個磁棒之外,海爾貝克磁環組件還包括一個或多個磁線線圈。

通過例如藉助於ac電流改變在一個或多個磁線線圈中的電流,在xy平面中的磁偶極子場(hxy)接收附加的動態z分量(hz);即最終的磁偶極子場(hxyz)在由等式p(u,v):x=ux0;y=uy0;z=v給定的平面p中振蕩,x0和y0分別是磁偶極子場(hxy)在x軸線和y軸線上的投影(圖4a)。如圖4a所示,磁偶極子場(hxy)與xz平面(承載可輻射固化塗覆組合物的基底的平面)成角度α。通過添加動態z分量(hz),磁偶極子場(hxyz=huv)在平面p(u,v)中振蕩。圖4b是p(u,v)的與xy平面垂直交叉的視圖。當z分量被分別添加為正交分量(hz』)和(hz),h和h』表示振蕩磁偶極子場(huv)的兩個方向,β和β』分別是h和z軸線以及h』和z軸線之間的角度。

根據一個實施方式,用於產生振蕩磁偶極子場(huv)的z分量的磁線線圈能夠被實施為圍繞海爾貝克磁環組件的單個磁線線圈。這在圖5a中示出,其中7a表示單個磁線線圈,8表示磁棒。然而,這損害了承載可輻射固化塗覆組合物的基底對於海爾貝克磁環組件(9)的訪問。優選地,為了不損害基底對於海爾貝克磁環組件(9)的訪問,海爾貝克磁環組件如圖5b所示包括兩個磁線線圈7b-1、7b-2,該兩個磁線線圈7b-1、7b-2布置於呈現在正交視圖中的前述海爾貝克磁環組件(9)的兩端,磁線線圈(7b-1、7b-2)繞著用於磁性地連接磁線線圈的極片(10a)的極纏繞。hz表示振蕩磁偶極子場(huv)的動態z分量。該方案能夠應用於中等長度的海爾貝克磁環,但是對於任意長度的海爾貝克磁環不可擴展。

優選地,如例如圖6所示,用於產生振蕩磁偶極子場(huv)的動態z分量(hz)的一個或多個磁線線圈能夠被實施為多個獨立的磁線線圈(7c),該多個獨立的磁線線圈(7c)中的每一個磁線線圈均優選地圍繞磁棒8,從而形成三個或更多個結構,所述三個或更多個結構中的每一個結構均包括磁棒(8)和圍繞所述磁棒(8)的磁線線圈(7c)。該實施方式允許保持構造足夠敞開,以使承載可輻射固化塗覆組合物(12)的基底(11)容易經過該構造,並且在z方向上對於任意長度可擴展。

為了呈現足夠強度的振蕩磁偶極子場(huv)的動態z分量(hz),這裡說明的包括磁棒(8)和圍繞所述磁棒(8)的磁線線圈(7c)的結構被附加地加載有由低矯頑力、高磁飽和度材料(在現有技術中還稱為軟磁材料)製成的極片。適當的低矯頑力、高磁飽和度材料具有低於1000a.m-1的矯頑力,以允許快速地磁化和退磁,且低矯頑力、高磁飽和度材料的磁飽和度優選地至少為1特斯拉、更優選地至少為1.5特斯拉、再更優選地為至少2特斯拉。這裡說明的低矯頑力、高磁飽和度材料包括但不限於軟磁鐵(退火鐵至羰基鐵)、鎳、鈷、如錳鋅鐵氧體或鎳鋅鐵氧體的軟鐵氧體、鎳鐵合金(如坡莫型材料)、鈷鐵合金、矽鐵以及如的非晶態金屬合金(鐵硼合金),優選地包括但不限於純鐵和矽鐵(電工鋼)以及鈷鐵和鎳鐵合金(坡莫型材料),更優選地包括但不限於純鐵。

這裡說明的磁棒能夠由連續的單體磁體製成。可選地,如圖7所示,在長磁棒的情況下,可以有利地使用分離的磁體。這裡,具有沿著相同方向指向的北南軸線的多個獨立磁體(13-1、13-2)組裝於兩部分保持件(15-1、15-2),從而便於磁體(13-1、13-2)的安裝。可以有利地通過間隙(14)分開在保持件中的獨立磁體(13-1、13-2),該間隙(14)諸如為空氣間隙或者充填有諸如鋁、鈦的非磁性材料或充填有塑料材料的間隙,從而便於磁體的組裝。所述間隙可以有利地用於容納諸如螺栓、鉚釘等的優選地由諸如用於保持件的材料的那些上述材料的非磁性材料製成的固定元件,該固定元件具有抵抗在獨立磁體之間作用的磁斥力而將保持件部(15-1、15-2)保持在一起的功能。具有分離磁體的磁棒還包括如上所述的極片。在優選的實施方式中,各分離磁體(13-1、13-2)由如下獨立磁體製成:該獨立磁體承載位於該獨立磁體的南極和北極的兩個獨立極片(10b-1、10b-2)。在未示出的可選實施方式中,極片為保持件(15-1、15-2)的一部分;在這種情況下,極片可以是連續的且沿著保持件部(15-1、15-2)的全長延伸。在未示出的又一實施方式中,保持件部(15-1、15-2)或它們的部分由低矯頑力、高磁飽和度材料製成,從而被用作極片。在任意情況下,極片必須製成不使磁體的磁極之間的磁場短路。

低矯頑力、高磁飽和度材料的磁飽和度應當足夠高,使得在所述材料與磁棒的高矯頑力材料組合時不達到磁飽和度。通過仔細選擇磁棒的高矯頑力材料和極片的低矯頑力、高磁飽和度材料,留下足夠的裕度,用於在z方向上添加更多的磁化。相反地,高矯頑力材料在施加的條件下由於磁疇壁「被壓制」(即,被固定)而無助於增強由磁線線圈產生的場的z分量;僅低矯頑力、高磁飽和度材料可以有助於增強由磁線線圈產生的場的z分量。

根據一個實施方式,如圖8所示,海爾貝克磁環組件包括四個結構,所述四個結構中的每一個結構均包括圍繞有磁線線圈(7c)的磁棒(8),所述結構以正方形配置布置,從而組成海爾貝克磁環組件(9)。具有這裡說明的包括四個結構的海爾貝克磁環組件的實施方式具有在所有邊大大敞開的優點,因而容易連同其它功能單元操作,同時仍在其內部提供足夠大區域的均勻磁場。因此,留下足夠的空間,使得承載可輻射固化塗覆組合物(12)且由輥(11)或等同的基底支撐或引導部件支撐的基底(11)能夠經過海爾貝克磁環組件(9)。如上所述,各結構均包括由這裡說明的低矯頑力和高磁飽和度材料製成的一個或多個極片(10b-1、10b-2)。

圖9a更精確地示出圖8的海爾貝克磁環組件的一個結構。該結構包括橫向磁化的磁棒(8)、磁線線圈(7c)和兩個極片(10b-1、10b-2)。磁棒的磁化方向s→n由箭頭表示。在由磁棒的高矯頑力材料產生的磁場的強度和選擇用於極片的低矯頑力、高磁飽和度材料的磁飽和度之間一定存在足夠的差異,使得磁線線圈能夠在z方向上產生足夠強度的動態磁場。例如,純鐵具有2特斯拉的磁飽和度(kayeandlabyonline,2.6.6材料的磁特性,1995)。如果選擇用於磁棒的高矯頑力材料是呈現出在1特斯拉和1.4特斯拉(nd-fe-b磁體,性質和應用,michaelweickhmann,vacuumschmelzegmbh&co.kg)之間的剩磁強度(即,在磁場h返回0時的剩餘磁場b)的燒結nd2fe14b,在極片的低矯頑力、高磁飽和度材料中在達到磁飽和之前,可以在z方向上添加0.6特斯拉至1特斯拉的強度的動態磁場。

優選地,這裡說明的海爾貝克磁環組件包括三個或更多個結構,所述三個或更多個結構中的每一個結構均包括磁棒和圍繞所述磁棒的磁線線圈,其中所述三個或更多個結構中的每一個結構的磁線線圈均是包括被電連接以一起組成完整的磁線線圈的大量機械獨立的較小線圈(w1、w2、w3...wn)的複合磁線線圈。獨立的較小線圈(w1、w2、w3...wn)的所述電連接可以是串聯,這保證相同的電流流過所有線圈。然而,優選地,獨立的較小線圈(w1、w2、w3...wn)的所述電連接是並聯,這具有降低總電感的優點,使得線圈可以利用處於較高頻率的交流電被容易地驅動。圖9b示出該實施方式的示例,其中磁線線圈(7c)由以並聯配置連接的四個獨立磁線線圈(7c』、7c」、7c」』、7c」」)製成。

磁線線圈和由低矯頑力、高磁飽和度材料製成的極片必須被獨立尺寸化,從而在保持由於線圈電阻產生的熱在容許極限的狀態下在z方向上產生足夠強度的動態磁場。這需要相當大量的諸如軟磁鐵或矽鐵的低矯頑力、高磁飽和度材料,即需要相當大尺寸的極片。這裡說明的磁線線圈優選地由具有銅或鋁芯的標準磁線的一個或多個緊密層和繞著磁棒的保持件或繞著可選極片卷繞的一個或多個絕緣層製成。優選地,磁線是「自粘合」型,這意味著利用能夠通過熱(熱空氣或爐)或通過適當的溶劑活化的熱塑性粘合層來覆蓋絕緣層。這允許在將磁線線圈卷繞到適當的支撐件之後通過簡單的烘烤或溶劑暴露而產生自獨立的磁線線圈。磁棒和可選的保持件/極片可隨後插入到磁線線圈中,該磁線線圈被電連接使得它們在產生的動態磁場(hz)的z分量中協作。在圖中,線圈的連接的功能以(+)和(-)符號表示。

根據一個實施方式,海爾貝克磁環組件包括多於四個結構,例如六個或八個結構,所述結構中的每一個結構均包括圍繞有磁線線圈的磁棒。增加所述結構的數量典型地改善海爾貝克磁環組件內側的均勻磁場的區域的體積,而同時減少對於海爾貝克磁環組件內部的訪問性。圖12a和圖12b分別示出具有四個磁棒和八個磁棒的實施方式的磁場模擬。能夠從這些圖中理解在海爾貝克磁環組件的內部的磁場的均勻性。已利用軟體vizimag3.19來執行磁場模擬。

這裡說明的用於產生oel的方法包括如下步驟:使可輻射固化塗覆組合物至少部分固化從而固定/凍結片狀磁性或可磁化顏料粒子在可輻射固化塗覆組合物中的取向和位置。通過「使可輻射固化塗覆組合物至少部分固化」,意味著當塗覆成分離開海爾貝克磁環組件時,固化步驟可以不是完整的。使可輻射固化塗覆組合物至少部分固化的步驟應當充分,使得可輻射固化塗覆組合物達到足夠高的粘度,以確保在塗覆成分離開海爾貝克磁環組件期間和/或之後,片狀磁性或可磁化顏料粒子不會完全或部分地丟失它們的取向。使可輻射固化塗覆組合物至少部分固化的步驟可以通過使可輻射固化組合物經過位於海爾貝克磁環組件下遊的可選的附加固化單元而完成。

在承載可輻射固化塗覆組合物的基底仍在海爾貝克磁環組件內側的狀態下,通過使用固化單元執行固化步驟c),即與對片狀磁性或可磁化顏料粒子進行雙軸向取向的步驟同時或部分同時地執行至少部分固化的步驟。這防止在基底離開海爾貝克磁環組件的均勻磁場區域時所獲得的取向的任意打亂。這裡使用的術語「部分同時」指兩個步驟部分同時地執行,即執行各步驟的時間部分重疊。在這裡說明的內容中,當與雙軸向取向的步驟部分同時地執行固化時,必須理解的是,固化在取向之後變得有效,使得片狀磁性或可磁化顏料粒子在oel的完全固化之前取向。

如圖8、圖11a和圖11b所示,固化單元(16)優選地定位於海爾貝克磁環組件(9)的區域(其中磁偶極子場(hxy)是均勻的)的邊界部中的基底(11)的可輻射固化塗覆組合物(12)所在側的相同側,與基底(11)進入海爾貝克磁環組件(9)的一側相反的一側。

可選地,如在還未公開的歐洲專利申請14178901.6中所說明的,假設基底對於輻射的發射光譜的至少一部分足夠透明,則可以通過基底執行固化步驟。通過「足夠透明」,意味著基底在輻射源的在200nm至500nm的範圍中的發射光譜的一個或多個波長呈現出至少4%、優選地至少8%的電磁輻射的透過。在這種情況下,如圖10和圖11c所示,假設所述基底(11)在固化單元中所使用的照射源的波長下足夠透明以確保可輻射固化塗覆組合物(12)的充分固化,則固化單元(16)定位在承載可輻射固化塗覆組合物(12)的基底(11)的下方。

為此目的,這裡說明的裝置包括固化單元(16),其中所述固化單元(16)允許以足夠的強度照射,以引起可輻射固化塗覆組合物的至少部分固化且隨之增加其粘度,使得取向的片狀磁性或可磁化顏料粒子不再改變它們的取向和位置。能夠通過經由可輻射固化組合物經過布置在海爾貝克磁環組件下遊的可選附加固化單元的後固化步驟來實現完全固化。

這裡說明的固化單元(16)優選地包括一個或多個uv燈。所述一個或多個uv燈優選地選自由發光二極體(led)uv燈、電弧放電燈(諸如中壓汞弧(mpma)或金屬蒸汽弧燈)、汞燈及其組合構成的組。附加地,一個或多個uv燈可以放置在海爾貝克磁環組件的外側且配備有根據上述實施方式引導照射朝向承載可輻射固化塗覆組合物的一側或另一側的波導。當一個或多個uv燈放置在海爾貝克磁環組件內時,由於空間限制而使強的且小體積的leduv燈是優選的。因為如本領域技術人員已知的leduv燈與汞uv燈相比具有不同的光譜特性,所以可輻射固化塗覆組合物必須因此改變。尤其地,光引發劑、反應單體和低聚物必須適於leduv燈的較長波長(典型地約385nm)和較窄發射頻帶(典型地+/-20nm)。

固化單元(16)優選地包括uv或藍光源led的陣列,所述陣列或者直接安裝在海爾貝克磁環組件(9)的內側或者經由輻射引導系統(例如光纖裝置)將所述陣列的輻射從海爾貝克磁環組件(9)外側的適當的uv或藍光源引導至基底上方的適當位置。

本發明還提供了在基底上產生oel的方法,所述oel包括由第一圖案和與該第一圖案相鄰的第二圖案製成的圖形,所述圖形由這裡說明的可輻射固化塗覆組合物製成。這裡說明的圖形包括:a)第一圖案,其中片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分被取向從而遵循雙軸向取向,特別地,片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分i)使它們的長軸和短軸與基底表面大致平行,或ii)使它們的長軸與基底表面成實質上非零提升角度且使它們的短軸與基底表面大致平行;以及b)第二圖案,其中片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分被取向從而遵循與第一圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子的取向不同的取向且遵循除了隨機取向以外的任意取向。根據所需的取向圖案,第二圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子的磁性取向可以通過使所述顏料粒子暴露於磁場產生裝置的動態磁場或通過使所述顏料粒子暴露於磁場產生裝置的靜態磁場而執行。這裡說明的第二圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子的磁性取向在第一圖案的顏料粒子的取向和至少部分固化之後執行,即在基底離開海爾貝克磁環組件之後執行第二磁性取向步驟。

該方法包括步驟:

a)在這裡說明的基底的表面上施加這裡說明的包括片狀磁性或可磁化顏料粒子的可輻射固化塗覆組合物,所述可輻射固化組合物處於第一狀態;

b)使由可輻射固化塗覆組合物製成的圖形暴露於包括海爾貝克磁環組件的磁性組件的動態磁場,海爾貝克磁環組件包括i)三個或更多個磁棒以及圍繞所述組件的單個磁線線圈,或者ii)三個或更多個磁棒、包圍所述組件且包括面對所述組件的兩個極的極片,各極由磁線線圈圍繞,或者iii)三個或更多個結構,所述三個或更多個結構中的每一個結構諸如這裡說明的那樣包括磁棒和圍繞所述磁棒的磁線線圈,從而對片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分進行雙軸向取向,所述三個或更多個磁棒被橫向磁化;

c)使由步驟b)的可輻射固化塗覆組合物製成的圖形的第一圖案至少部分固化至第二狀態,從而將第一圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子固定在它們呈現的位置和取向,所述步驟c)與步驟b)同時或部分同時地執行,其中利用包括光掩模的固化單元執行部分固化步驟,使得第二圖案不暴露於照射;

d)使由步驟c)的可輻射固化塗覆組合物製成的圖形暴露於磁場產生裝置的磁場,其中在步驟c)中第二圖案由於光掩模的存在而處於第一狀態,由此對第二圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分取向,從而遵循與第一圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子的取向不同的取向且遵循除了隨機取向以外的任意取向;以及

e)使可輻射固化組合物同時、部分同時或隨後固化至第二狀態,從而將片狀磁性或可磁化顏料粒子固定在它們呈現的位置和取向。

為了產生這裡說明的包括由第一圖案和第二圖案製成的圖形的oel,包括光掩模的固化塗覆單元的步驟c)期間的使用允許用於在一個或多個預定位置對可輻射固化組合物進行選擇性的固化。當可輻射固化塗覆組合物離開海爾貝克磁環組件時,由還未暴露於固化單元的可輻射固化塗覆組合物製成的第二圖案包括處於非固定或非凍結取向狀態下的片狀磁性或可磁化顏料粒子。因此,所述片狀磁性或可磁化顏料粒子可以在隨後的步驟中被進一步取向和固定。隨後的取向與第一圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子的取向不同且是除了隨機取向以外的任意取向。通過使片狀磁性或可磁化顏料粒子暴露於隨後的取向步驟而得到的片狀磁性或可磁化顏料粒子的期望取向根據最終應用來選擇。

通過不同的取向,意味著第二圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分遵循:

i)完全不同的取向圖案,或者

ii)與第一圖案的雙軸向取向不同的雙軸向取向,例如a)第一圖案包括使它們的兩個長軸和短軸與基底表面大致平行的顏料粒子,以及b)第二圖案包括使它們的長軸在xy平面內與基底表面成實質上非零提升角度且使它們的短軸與基底表面大致平行的顏料粒子。

以上說明了與這裡說明的雙軸向取向不同且適於第二圖案的取向圖案的典型示例。可以產生被稱作觸發(flip-flop)效應(在本領域中也稱作開關效應)的oel。觸發效應包括被過渡區隔開的第一印刷部分和第二印刷部分,其中片狀顏料粒子在第一部分中平行於第一平面排列,且第二部分中的片狀顏料粒子平行於第二平面排列。例如在ep1819525b1和ep1819525b1中公開了用於產生觸發效應的方法。也可以產生被稱作滾動條效應的光學效應。滾動條效應表現出在圖像相對於視角傾斜時看起來運動(「滾動」)的一個或多個對比條帶,所述光學效應基於磁性或可磁化顏料粒子的特定取向,所述顏料粒子以彎曲方式排列,遵循凸曲率(在本領域中也被稱作負彎曲取向)或凹曲率(在本領域中也被稱作正彎曲取向)。例如在ep2263806a1、ep1674282b1、ep2263807a1、wo2004/007095a2和wo2012/104098a1中公開了用於產生滾動條效應的方法。也可以產生被稱作軟百葉窗效應的光學效應。軟百葉窗效應包括取向為沿著特定觀察方向賦予下方基底表面可見性以使該基底表面上或中存在的標記或其它特徵為觀察者可見、同時阻止沿著另一觀察方向的可見性的顏料粒子。例如在us8,025,952和ep1819525b1中公開了用於產生軟百葉窗效應的方法。也可以產生被稱作活動環效應的光學效應。活動環效應由看起來根據oel的傾斜角在任何x-y方向上活動的諸如漏鬥、錐體、碗、圓、橢圓和半球的物體的光錯覺圖像構成。例如在ep1710756a1、us8,343,615、ep2306222a1、ep2325677a2、wo2011/092502a2和us2013/084411中公開了用於產生活動環效應的方法。

用於第二圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子的磁化取向的磁場產生裝置還可以包括諸如例如在wo2005/002866a1和wo2008/046702a1中公開的雕刻磁性板。該雕刻板可以由鐵製成。可選地,該雕刻板可以由塑料材料製成,其中磁性粒子分散(例如塑性鐵素體)。以這種方式,第二圖案的光學效應能夠與諸如文本、圖像或標識的磁感應細線圖案重疊。

可以通過使用諸如這裡說明的海爾貝克磁環組件來獲得如下的雙軸向取向:執行該雙軸向取向,使得第二圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分i)使它們的長軸和短軸與基底表面大致平行,或ii)使它們的長軸相對於基底表面成實質上非零提升角度且使它們的短軸與基底表面大致平行。在這種情況下,至少局部固化的步驟e)與步驟d)同時或部分同時地執行。

可選地,可以執行雙軸向取向,使得第二圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分i)使它們的長軸和短軸與基底表面大致平行,ii)使它們的長軸相對於基底表面成實質上非零提升角度且使它們的短軸與基底大致平行,或iii)使它們的長軸和短軸與假想球面平行。可以通過使用諸如在ep2157141a1、us4,859,495、z.q.zhuandd.howe(海爾貝克永磁體機器和應用:areview,iee.proc.electricpowerappl.,2001,148,p.299-308)、us2007/0172261或在共同在審歐洲專利申請13195717.7中公開的磁場產生裝置來執行該雙軸向取向。

ep2157141a1中公開的磁場產生裝置提供動態磁場,該動態磁場改變其迫使片狀磁性或可磁化顏料粒子快速振蕩的方向直到片狀磁性或可磁化顏料粒子的長軸和短軸變得與基底表面大致平行,即片狀磁性或可磁化顏料粒子轉動直到片狀磁性或可磁化顏料粒子到達它們的長軸和短軸與基底表面平行且在所述兩個維度中被平面化的穩定片狀形式。如ep2157141a1的圖5所示,磁場產生裝置包括定位成交錯形式或鋸齒形式的至少三個磁體的線性配置,所述至少三個磁體在供給路徑的相反側,其中在供給路徑的相同側的磁體具有相同的極性,該極性與以交錯形式位於供給路徑的相反側的磁體的極性相反。至少三個磁體的配置為塗覆成分中的片狀磁性或可磁化顏料粒子提供了場方向的預定改變(通過磁體而移動(運動方向:箭頭))。所公開的磁場產生裝置包括a)在供給路徑的第一側的第一磁體和第三磁體,以及b)在供給路徑的第二相反側的在第一磁體和第三磁體之間的第二磁體,其中第一磁體和第三磁體具有相同的極性,第二磁體具有與第一磁體和第三磁體互補的極性。可選地,如ep2157141a1的圖5所示,第一磁場產生裝置還可以包括在供給路徑的與第二磁體所在側相同的一側的第四磁體,該第四磁體具有第二磁體的極性且與第三磁體的極性互補。如在ep2157141a1中說明的,磁場產生裝置能夠在包括片狀磁性或可磁化顏料粒子的塗層的下方或在塗層的上方和下方。可選地,磁場產生裝置可以包括如ep2157141a1的圖9所示的輥的配置,即磁場產生裝置包括其上具有磁體的兩個間隔開的輪,磁體具有如上所述的相同的交錯構造。

us4,859,495公開了一種磁場產生裝置,該磁場產生裝置包括彼此配置成直角(圖2)的兩對亥姆霍茲線圈或者例如布置在移動薄板的上方和下方的例如為銅板的兩個導電板(圖3),其中一對亥姆霍茲線圈或導電板中的每一個供給有與供給到另一對亥姆霍茲線圈或另一導電板的電流異相位90°的電流,這造成轉動磁場不具有垂直分量而僅具有在薄板的平面中的分量。所述轉動磁場迫使塗料成分的磁性粒子與場分量垂直地排列,即與薄板成90°的角度。通過延長,us4,859,495中公開的磁場產生裝置可以通過提供僅位於與任意給定方向垂直的平面中的磁場分量而用於在所述給定方向上排列磁性粒子。

用於對第二圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分進行雙軸向取向的可選磁場產生裝置是線性的永磁體海爾貝克陣列,即包括具有不同磁化方向的多個磁體的組件。海爾貝克永磁體的詳細說明由z.q.zhu和d.howe(海爾貝克永磁體機器和應用:areview,iee.proc.electricpowerappl.,2001,148,p.299-308)給出。由該海爾貝克陣列產生的磁場具有其在一側集中而在另一側弱化到幾乎為零的性質。典型地,線性的永磁體海爾貝克陣列包括由例如木材或塑料製成的一個或多個非磁性塊以及諸如釹鐵硼(ndfeb)磁體的磁體,所述塑料特別地為已知呈現良好的自潤滑性能和耐磨性的塑料,諸如聚縮醛(還稱為聚甲醛,pom)樹脂。

用於對第二圖案的片狀磁性或可磁化顏料粒子的至少一部分進行雙軸向取向的可選磁場產生裝置為旋轉磁體,所述磁體包括盤狀旋轉磁體或沿著其直徑被實質上磁化的磁性組件。合適的旋轉磁體或磁體組件在us2007/0172261中被說明,所述旋轉磁體或所述磁體組件產生輻射對稱的可時變磁場,允許還未固化的塗覆成分的片狀磁性或可磁化顏料粒子的雙取向。這些磁體或磁體組件由連接到外部馬達的軸(或主軸)驅動。可選地,所述磁體或磁體組件為限制於由非磁性材料、優選的由非傳導材料製成的殼體中的軸自由的盤狀旋轉磁體或磁體組件且由繞著該殼體卷繞的一個或多個磁線線圈驅動。可選地,一個或多個霍爾效應元件沿著殼體放置,使得它們能夠檢測由旋轉磁體或磁體組件產生的磁場且適當地對一個或多個磁線線圈供給電流。該旋轉磁體或磁體組件同時用作電動馬達的轉子且用作用於還未固化的塗覆成分的片狀磁性或可磁化顏料粒子的取向部件。以這種方式,能夠將裝置的驅動機構限制為嚴格必需的部分且極大地減小其尺寸。磁場產生裝置能夠在包括片狀磁性或可磁化顏料粒子的層的下方或在所述層的旁邊。在共同在審的歐洲專利申請13195717.7中給出了該裝置的詳細說明。

如上所述,在步驟b)中使用的固化單元包括光掩模,使得第二圖案未暴露於照射。在圖11a所示的一個實施方式中,固化單元(16)配備有固定的絲網光掩模(18a),這允許用於在如上所述的可輻射固化組合物(12)的一個或多個預定位置對可輻射固化塗覆組合物(12)進行選擇性的固化。當可輻射固化塗覆組合物離開海爾貝克磁環組件(9)時,還未暴露於固化單元(16)的照射的所述塗覆成分的一個或多個預定位置包括處於非固定或非凍結取向狀態的片狀磁性或可磁化顏料粒子。因此,片狀磁性或可磁化顏料粒子可以在由放置在海爾貝克磁環組件的下遊的另一磁場產生裝置和固化單元所提供的隨後取向步驟中取向和固定或凍結。

在圖11b所示的另一實施方式中,固化單元(16)配備有移動的絲網光掩模(18b),其優選地與可輻射固化塗覆組合物(12)同步地移動通過海爾貝克磁環組件(9)。因為該移動的絲網光掩模(18b)在固化單元(16)下以相對固定的位置跟隨所述塗覆成分(12),所以該移動的絲網光掩模(18b)允許用於在可輻射固化塗覆組合物(12)的一個或多個預定位置對可輻射固化塗覆組合物進行更精確和更完整的選擇性固化。在該配置中,所述移動的絲網光掩模(18b)可以實施為轉動從而保持與移動通過海爾貝克磁環組件(9)的可輻射固化塗覆組合物(12)同步的帶。可選地,移動的絲網光掩模(18b)可以實施為柔性的封閉帶。

在圖11c所示的另一實施方式中,固化單元(16)和移動的絲網光掩模(18b)被放置成在基底(11)的另一側與可輻射固化塗覆組合物(12)相反,假設所述基底(11)如上所述是足夠透明的,則通過基底(11)執行固化步驟。在這種配置中,移動的絲網光掩模(18b)可以實施為同時支撐通過海爾貝克磁環組件(9)的基底(11)的帶。這具有移動的絲網光掩模(18b)非常接近可輻射固化塗覆組合物(12)的優點,所述移動的光掩模(18b)和所述輻射固化塗覆成分(12)之間的距離僅為基底(11)的厚度。這使得在一個或多個預定位置對可輻射固化塗覆組合物特別精確地選擇性固化。如上所述,當離開海爾貝克磁環組件時,可輻射固化塗覆組合物仍包含處於非固定或非凍結取向狀態的片狀磁性或可磁化顏料粒子,該片狀磁性或可磁化顏料粒子可以在隨後的暴露於磁場產生裝置的磁場的磁性取向步驟中遵循期望的取向圖案而取向,且在隨後的在海爾貝克磁環組件的下遊的固化步驟中被固定或凍結於取向和位置中。

這裡還說明的是,用於在這裡說明的基底上產生諸如這裡說明的oel,所述oel包括諸如這裡說明的固化的可輻射固化塗覆組合物中被雙軸向取向的片狀磁性或可磁化顏料粒子,所述裝置包括a)諸如這裡說明的海爾貝克磁環組件,以及b)諸如這裡說明的固化單元。

這裡說明的裝置優選地包括供給薄板或片的形式的這裡說明的基底的至少供給單元。這裡說明的裝置優選地包括諸如用以支撐基底的輥或等同支撐部件的基底支撐元件和/或基底引導元件。根據使用的印刷設備,該基底可以連續地或斷續地供給。

這裡說明的oel應當由諸如這裡說明的單個可輻射固化組合物製成且如這裡說明的包括由第一圖案和與第一圖案相鄰的第二圖案製成的圖形,這裡說明的裝置包括固化單元,該固化單元包括諸如這裡說明的光掩模。如上所述,所述光掩模為固定的絲網光掩模或移動的絲網光掩模的形式。在這種情況下,所述的裝置還包括在海爾貝克磁環組件的下遊的第二取向單元和第二固化單元。可選地,第三固化單元可以放置在第二固化單元的下遊以完成固化。

如之前提到的,優選地,通過如下印刷方法施加可輻射固化組合物:該印刷方法優選地選自由絲網印刷、轉輪凹版印刷、柔版印刷、噴墨印刷以及凹版印刷(在現有技術中還被稱為雕刻銅版印刷和雕刻鋼模具印刷)構成的組,更優選地選自由絲網印刷、轉輪凹版印刷和柔版印刷構成的組。因此,這裡說明的裝置優選地包括印刷單元,更優選地包括絲網印刷單元、轉輪凹版印刷單元、柔版印刷單元、噴墨印刷單元或凹版印刷單元,更優選地包括絲網印刷單元、轉輪凹版印刷單元或柔版印刷單元。基底可以被連續地(如例如在轉動絲網印刷單元中)或斷續地(如例如在平板絲網印刷單元中)供給到印刷單元。

為了提高包括這裡說明的oel的製品、安全文件或裝飾元件或物體的通過防汙性或耐化學性的耐久性和清潔度因而提高循環壽命,或為了改變它們的美學外觀(例如光學光澤度),可以在oel上施加一個或多個保護層。當存在時,該一個或多個保護層典型地由保護性清漆製成。這些可以是透明或輕微著色或帶色的並可以或多或少有光澤。保護性清漆可以是可輻射固化組合物、熱乾燥組合物或它們的任何組合。該一個或多個保護層優選地是可輻射固化組合物,更優選地是uv-vis可固化成分。可以在形成oel之後施加該保護層。

可以直接在這裡說明的oel應永久停留的基底上設置這裡說明的oel(諸如用於紙幣用途)。可選地,也可以在用於製造用途的臨時基底上設置oel,隨後從其上移除該oel。這可以例如便於oel的產生,特別地在粘合劑材料仍處於其流體狀態時。此後,可以從oel上除去臨時基底。當然,在此類情況下,該可輻射固化塗覆組合物在固化步驟之後必須是在物理上為整體的形式。由此,能夠提供由oel本身構成(即基本由取向的磁性或可磁化顏料粒子、用於將顏料粒子固定在它們的取向下並形成諸如塑料膜的薄膜狀材料的固化粘合劑,和另外任選組分)的薄膜狀透明和/或半透明材料。

可選地,可以在oel上存在粘合層,或者可以在包括oel的基底上存在粘合層,所述粘合層在基底的與設置oel的那一側相反的一側或在基底的與oel所在側相同的一側並在oel之上。因此,粘合層可以施加於oel或施加於基底。在這樣的情況下,可以形成視情況而包括粘合層和oel或粘合層、oel和基底的粘性標籤。可以將這樣的標籤粘貼到所有種類的文件或其它製品或物品上,而無需印刷或涉及機械並相當費力的其它過程。

這裡也說明的是包括根據本發明產生的oel的製品,特別是安全文件、裝飾元件或物體。製品,特別是安全文件、裝飾元件或物體可以包括多於一個(例如,兩個、三個等)的根據本發明產生的oel。例如,製品,特別是安全文件、裝飾元件或物體可以包括第一oel和第二oel,其中兩者均存在於基底的同一側或其中一個存在於基底的一側而另一個存在於基底的另一側。如果在基底的同一側設置,則第一oel和第二oel可以彼此相鄰或不相鄰。另外地或可選地,oel中的一個oel可以部分或完全重疊在另一oel上。

如上所述,根據本發明產生的oel可以用於裝飾用途以及用於保護和鑑別安全文件。裝飾元件或物體的典型示例包括但不限於奢侈品、化妝品包裝、汽車部件、電子/電氣設備、家具和指甲油。

安全文件包括但不限於有價文件和有價商品。有價文件的典型示例包括但不限於紙幣、契據、票據、支票、單據、印花稅票和稅籤、合同等、身份證件如護照、身份證、籤證、駕照、銀行卡、信用卡、交易卡、進出文件或卡、門票、公共運輸票或憑證等,優選地是紙幣、身份證件、授權文件、駕照和信用卡。術語「有價商品」是指包裝材料,特別地用於化妝品、營養保健品、藥品、酒、菸草製品、飲料或食品、電氣/電子製品、織物或珠寶,即應防止偽造和/或非法複製以保證該包裝的內容物(例如真藥)的製品。這些包裝材料的示例包括但不限於標籤,諸如鑑別品牌標籤、防篡改標籤和封條。要指出,所公開的基底、有價文件和有價商品僅用於舉例說明,而非限制本發明的範圍。可選地,oel可以被加工到輔助基底,例如安全線、安全條、箔、貼花、窗口或標籤上,隨後在單獨步驟中轉移到安全文件。技術人員能夠設想出對上述具體實施方案的若干修改而不背離本發明的精神。這樣的修改包括在本發明中。

此外,本說明書通篇引用的所有文獻的全文經此引用併入本文,如在這裡充分闡述一樣。

現在,將通過示例說明本發明,但它們無意以任何方式限制本發明的範圍。

示例

已通過使用在以下表1中給出的配方的uv可固化絲網印刷塗覆成分來執行示例。

表1

(*)具有19μm的直徑和大約1μm的厚度的金-綠光學可變磁性顏料粒子,獲自jds-uniphase,santarosa,ca

圖13中所示的海爾貝克磁環組件用於對在表1中說明的uv可固化絲網印刷塗覆成分中的片狀磁性顏料粒子進行取向。所述海爾貝克磁環組件包括:

i)保持件(19),該保持件由具有尺寸115×90×10mm的pom(聚甲醛)製成;

ii)背板(20),該背板由pom製成、與保持件(19)垂直地膠合且具有70×70×10mm的尺寸;

iii)四個結構,各結構均包括磁棒和圍繞所述磁棒的磁線線圈,該四個結構配置在40×40mm的正方形上,磁棒的單獨磁化方向被布置成構建海爾貝克磁環組件;各結構均包括:

a)磁線線圈(21),該磁線線圈固定有450圈的0.5mm的塗漆絕緣銅線;

b)20mm直徑/40mm長的線圈支撐件(22),該線圈支撐件由pom製成;

c)磁棒(23),該磁棒由nd2fe14b製成且具有3×5×64mm的尺寸,橫向磁化,即使該磁棒的n→s方向沿著短(3mm)軸線;

d)兩個鐵極片(24),該鐵極片由純鐵(由armco提供)製成、具有1×5×64mm的尺寸且被膠合到磁棒(23)的n極和s極,而同時將該鐵極片機械地保持在對中位置;

iv)115×70×2mm尺寸的基底保持件(25),所述保持件被布置成在位於各兩對結構之間的反射鏡平面中行進通過所述海爾貝克磁環組件的中央。

磁棒(23)具有與基底保持件(25)垂直的磁化方向,磁棒的南極用黑色指示,磁棒的北極為淡灰色。最終的磁偶極子場hxy位於基底保持件(25)的平面中。

在基底保持件(25)的中央處利用校準的霍爾探頭測量由結構的磁棒(23)產生的磁場hxy,且該磁場hxy在x方向上總計18mt,在與其正交的方向上(y和z)為零。在將相同方向的1a的dc電流施加到結構的四個磁線線圈(21)之後,在基底保持件(25)的中央處測量到5.4mt的磁場的附加動態z分量hz。因此,將3a的峰到峰(peak-to-peak)的ac電流施加到四個磁線線圈在z方向(hz)上產生動態磁場,這與在x方向(hxy)上的靜態磁場具有相似的強度,因此導致片狀磁性顏料粒子的大約±45°的振蕩運動。

在表1中說明的uv可固化絲網印刷塗覆成分的滴被施加到顯微鏡載片且在大約2cm2的表面上機械地擴散。使用具有軸線照射的擴大遠心透鏡獲取塗覆成分的最終表面的圖像。因為成像系統的解析度為每像素3.5μm,即比片狀磁性或可磁化顏料粒子的平均直徑(即大約19μm)好,所以在圖像中可見單獨的片狀磁性或可磁化顏料粒子。

遠心透鏡具有非常窄的接收角,相對於其光軸線成大約±1°。僅進入該窄角度下的光有助於圖像。由於軸線照射條件,僅具有與遠心透鏡的光軸正交的表面的片狀磁性顏料粒子可見。

圖14a示出在顯微鏡載片上擴散的uv可固化絲網印刷塗覆成分的圖像。僅非常少的片狀磁性顏料粒子處於反射條件。

使用圖13的設備,承載uv可固化絲網印刷塗覆成分的顯微鏡載片隨後沿著基底保持件(25)被引入到海爾貝克磁環組件的中央。塗覆成分中的片狀磁性顏料粒子在海爾貝克磁環組件的磁場hxy中取向,如其亮度的顯著增加所示。在軸線照射下再次利用遠心透鏡獲取uv可固化絲網印刷塗覆成分的表面的圖像。

圖14b示出uv可固化絲網印刷塗覆成分中的如此獲得的單軸向取向的片狀磁性顏料粒子的圖像;存在比原始的塗覆成分(圖14a)多的在反射條件中的顏料粒子。

10a的50hz的ac電流隨後被施加到並聯切換的四個磁線線圈(21),即每個磁線線圈2.5a的電流。uv可固化絲網印刷塗覆成分在亮度方面極大地增加,在軸線照射下再次利用遠心透鏡獲取塗覆成分的圖像。圖14c示出uv可固化絲網印刷塗覆成分中的雙軸向取向的片狀磁性或可磁化顏料粒子的圖像;存在比圖14a和圖14b相當多的在反射條件中的顏料粒子。

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