JP3900811B2 - メタリックホログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光反射膜層を有するメタリックホログラムの光反射層を、高輝度コーティング剤を塗布することによって形成したメタリックホログラムおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、クレジットカードの偽造防止対策の一つとしてカードの一部にホログラム領域を設けたり、あるいはカードの意匠性を高めるために、カード全面にホログラム化工を施すことが行われている。これらの目的で使用されるホログラムの代表的なものに、光反射層を有するメタリックホログラムがある。メタリックホログラムの一般的な構成は、片面にホログラム加工した透明プラスチックフィルムのホログラム面とは反対側の面を、透明ポリエステルフィルム等の基材フィルムの片面にラミネートしてホログラムシートを作成した後、ホログラム面にアルミニウムを蒸着して光反射層としたものである。
【０００３】
アルミニウムを蒸着する場合、蒸着部分の窓抜き加工をするためには、マスクとなるニスをホログラム面に印刷する必要があるが、ニスが印刷されると、ホログラム面に形成されている回折格子の役割を果たす微細な溝が埋められてしまうため、ホログラム機能が消滅してしまう。したがってアルミニウム蒸着はホログラムシート全面に施さなければならず、このことが意匠デザインの制約となっていた。またアルミニウム蒸着は生産性が低いため、コスト高の要因ともなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、光反射層を簡便かつ安価に形成し、さらには光反射層とホログラム領域を任意の形状にパターン形成した部分メタリックホログラム、およびその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、ホログラムシートのホログラム加工された面に、高輝度コーティング剤を塗布することによって、アルミニウム蒸着膜と同等の輝度を持つ光反射層を形成できることを見出し、上記課題を解決した。以下に、本発明によるメタリックホログラムおよびその製造方法を詳細に説明する。
【０００６】
１．高輝度コーティング剤
本発明で使用する高輝度コーティング剤は、金属薄膜細片、結着樹脂、添加剤、および溶剤からなる。通常メタリックコーティング剤には金属粉が使用されるが、金属薄膜細片を使用した場合は、該コーティング剤を塗布した際に金属薄膜細片が被塗物表面に対して平行方向に配向する結果、従来の金属粉では得られない高輝度の鏡面状金属光沢が得られる。
【０００７】
１）金属薄膜細片
金属薄膜細片の金属としては、アルミニウム、金、銀、銅、真鍮、チタン、クロム、ニッケル、ニッケルクロム、ステンレス等を使用することができる。金属を薄膜にする方法としては、アルミニウムのように融点の低い金属の場合は蒸着、アルミニウム、金、銀、銅など展性を有する場合は箔、融点が高く展性も持たない金属の場合は、スパッタリング等を挙げることができる。金属薄膜の厚さは、０．０１〜０．１μｍが好ましく、さらに好ましくは０．０３〜０．０８μｍである。コーティング剤中に分散させる金属薄膜細片の面方向の大きさは、５〜２５μｍが好ましく、さらに好ましくは１０〜１５μｍである。大きさが５μｍ未満の場合は、塗膜の輝度が不十分となり、２５μｍを超えると金属薄膜細片が配向しにくくなるので輝度が低下する。また高輝度コーティング剤を、グラビア方式あるいはスクリーン印刷方式で塗布する場合は、版の目詰まりの原因となる。
【０００８】
以下に金属薄膜細片の作成方法を、蒸着法を例として説明する。
金属を蒸着する支持体フィルムには、ポリオレフィンフィルムやポリエステルフィルムなどを使用することができる。まず支持体フィルム上に塗布によって剥離層を設けた後、剥離層上に所定の厚さになるよう金属を蒸着する。蒸着膜面には、酸化を防ぐためトップコート層を塗布する。剥離層およびトップコート層形成用のコーティング剤は同一のものを使用することができる。
【０００９】
剥離層、あるいはトップコート層に使用する樹脂は、特に限定されない。具体的にはたとえば、セルロース誘導体、アクリル樹脂、ビニル系樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ＥＶＡ樹脂、塩素化ポリプロピレン、塩素化ＥＶＡ樹脂、石油系樹脂等を挙げることができる。また溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素、酢酸エチル、酢酸プロピル等のエステル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル等を使用することができる。
【００１０】
上記金属蒸着フィルムを、剥離層およびトップコート層を溶解する溶剤中に浸積して撹拌し、金属蒸着膜を支持体フィルムから剥離した後、さらに撹拌して金属薄膜細片の大きさを約１５０μｍとし、濾別、乾燥する。
溶剤は、剥離層あるいはトップコート層に使用する樹脂を溶解するものであること以外に、特に限定はない。
金属薄膜をスパッタリングで作成した場合も、上記と同様の方法で金属薄膜細片とすることができる。金属箔を用いる場合は、溶剤中でそのまま攪拌機で所定の大きさに粉砕すればよい。
【００１１】
金属薄膜細片は、高輝度コーティング剤中における分散性を高めるために表面処理するのが好ましい。表面処理剤としては、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸等の有機脂肪酸、メチルシリルイソシアネート、ニトロセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、エチルセルロース等のセルロース誘導体が挙げられ、公知慣用の方法で金属薄膜細片表面に吸着させる。
【００１２】
２）結着樹脂
結着樹脂は、従来の塗料、グラビアインキ、フレキソインキ、あるいはスクリーンインキ等に通常使われているものを使用することができる。具体的にはたとえば、（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、石油系樹脂、ポリスチレン、スチレン−マレイン酸樹脂、セラック、アルキッド樹脂等を挙げることができる。
【００１３】
３）添加剤
本発明の高輝度コーティング剤には、必要に応じて、従来の塗料、グラビアインキ、フレキソインキ、あるいはスクリーンインキ等に使用されている各種添加剤を使用することができる。このような添加剤としては、着色用顔料、染料、ワックス、可塑剤、レベリング剤、界面活性剤、分散剤、消泡剤、キレート化剤等を挙げることができる。
【００１４】
４）溶剤
本発明の高輝度コーティング剤に使用する溶剤もまた、従来の塗料、グラビアインキ、フレキソインキ、あるいはスクリーンインキ等に使われている公知慣用の溶剤を使用することができる。具体的にはたとえば、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素、酢酸エチル、酢酸プロピル等のエステル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル等を挙げることができる。
【００１５】
５）高輝度コーティング剤の調整方法
一般にコーティング剤の配合原料を安定して分散させるには、ロールミル、ボールミル、ビーズミル、あるいはサンドミル等を使用して練肉することにより、顔料その他添加剤をサブミクロンまで微粒子化する。
しかし、本発明の高輝度コーティング剤においては、金属光沢を発現させるために配合する金属薄膜細片は５〜２５μｍの大きさを必要とし、上記練肉を行った場合は金属薄膜細片が微粒子化してしまい、金属光沢が極端に低下する。したがって、本発明においては練肉は行わず、単に上記配合原料を混合してコーティング剤とする。そのためには、分散性を向上させる目的で、前記したように金属薄膜細片を表面処理しておくことが好ましい。
【００１６】
２．メタリックホログラム
１）ホログラムシート
本発明においては、片面にホログラム加工した透明プラスチックフィルムの、ホログラム加工面とは反対側の面を、透明ポリエステルフィルム等の基材フィルムの片面にラミネートした市販のホログラムシートを使用する。
【００１７】
２）光反射層の形成
本発明におけるメタリックホログラムの光反射層は、ホログラムシートのホログラム加工を施した面に高輝度コーティング剤を塗布、あるいは印刷して形成する。従来行われている金属の蒸着やスパッタリングでは設備が大がかりになってしまうような大面積のメタリックホログラムを、塗布あるいは印刷という高速かつ安価な方法で大量生産することができる。
【００１８】
塗布方法としては、ロールコート、グラビアコート、カーテンコート、スプレーコート、ダイコート等、通常の塗装方式が挙げられる。これらの他に、グラビア印刷、フレキソ印刷、あるいはスクリーン印刷等の印刷方式を使用できることも本発明の大きな特徴の一つとなっている。印刷方式によるコーティングでは版を使用するところから、全面塗布ばかりでなく任意の場所に、任意のパターンを形成した部分メタリックホログラムを作成することができる。このため、本発明のメタリックホログラムを使用すれば、単にホログラムの識別機能だけではなく、ホログラムのパターンを意匠デザインすることにより、装飾用途に使うこともできる。
【００１９】
３）非ホログラム領域の形成
ホログラムシートのホログラム加工面に透明ニスを印刷することにより、部分的に任意のパターンでホログラム機能を消滅させて部分ホログラムを作成することもできる。その結果、本発明ではホログラムシートの同一面内に、▲１▼光反射層を有するメタリックホログラム領域 ▲２▼光反射層のない透明なホログラム領域 ▲３▼光反射層がなくホログラム機能もない透明領域 ▲４▼光反射層はあるがホログラム機能がないメタリック領域を、任意の場所に、任意の形状で混在させることができ、意匠デザインの自由度が格段に向上する。
【００２０】
上記▲２▼、あるいは▲３▼の透明領域には、文字やカラー画像を印刷することができる。本発明のメタリックホログラムシートの場合は片面、あるいは両面いずれにも印刷することができるが、片面に印刷して基材にラミネートする場合は、裏刷りとなるようにホログラム加工面側に印刷するのが好ましい。この場合、用途に応じて、凸版印刷、平版印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷等、公知慣用の印刷方式を使用することができる。また、透明領域を有するメタリックホログラムを、あらかじめ該透明領域に相当する位置に文字やカラー画像を印刷した基材にラミネートしても同様の効果が得られる。これらはいずれも、光反射層を印刷によって形成することができる本発明の方法によって、初めて可能となったものである。
【００２１】
上記非ホログラム領域を形成する目的に使用する透明ニスは、従来のグラビアインキに通常使われているものを使用することができる。具体的にはたとえば、（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、石油系樹脂、ポリスチレン、スチレン−マレイン酸樹脂、セラック、アルキッド樹脂等の結着樹脂、着色用顔料、染料、ワックス、可塑剤、レベリング剤、界面活性剤、分散剤、消泡剤、キレート化剤等の添加剤、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素、酢酸エチル、酢酸プロピル等のエステル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル等の溶剤からなる透明ニスである。
【００２２】
３．本発明のメタリックホログラムの用途
本発明のメタリックホログラムは、低コストで容易に部分ホログラムを形成することができるので、磁気カード、通帳、有価証券類、証明書類、包装用フィルム、装飾用フィルム、包装容器、タグ、広告、看板、ラベル・ステッカー・粘着シート・粘着テープ等の粘着製品、インモールドラベル、書籍の表紙やケース等、文房具、事務用品、家庭用品、ファンシーグッズ、玩具、家具、壁紙や化粧紙等の建築材料、自動車用品、家庭用電器製品等に、偽造防止のための識別標識として、あるいは装飾用途に使用することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、特に断らない限り、部および％はそれぞれ質量部および質量％を表す。
【００２４】
＜高輝度コーティング剤の調製＞
１）アルミニウム薄膜細片
ニトロセルロース（ＨＩＧ７）を、酢酸エチル：イソプロピルアルコール＝６：４の混合溶剤に溶解して６％溶液とした。該溶液を、スクリーン線数１７５線／インチ、セル深度２５μｍのグラビア版でポリエステルフィルム上に塗布して剥離層を形成した。十分乾燥した後、剥離層上に厚さが０．０４μｍとなるようにアルミニウムを蒸着し、蒸着膜面に、剥離層に使用したものと同じニトロセルロース溶液を、剥離層の場合と同じ条件で塗布し、トップコート層を形成した。
上記蒸着フィルムを、酢酸エチル：イソプロピルアルコール＝６：４の混合溶剤中に浸積してポリエステルフィルムからアルミニウム蒸着膜を剥離したのち、大きさが約１５０μｍとなるよう攪拌機でアルミニウム蒸着膜を粉砕し、アルミニウム薄膜細片を調製した。
【００２５】
２）アルミニウム薄膜細片スラリー
アルミニウム薄膜細片 １０部
酢酸エチル ３５部
メチルエチルケトン ３０部
イソプロピルアルコール ３０部
上記を混合し、撹拌しながら、下記組成のニトロセルロース溶液５部を加えた。
ニトロセルロース（ＨＩＧ１／４） ２５％
酢酸エチル：イソプロピルアルコール＝６：４混合溶剤 ７５％
上記混合物を、温度を３５℃以下に保ちながら、ターボミキサーを使用して、アルミニウム薄膜細片の大きさが１０〜１５μｍになるまで攪拌し、アルミニウム薄膜細片スラリーを調製した。
【００２６】

上記を混合し、高輝度コーティング剤を調製した。
【００２７】
＜グラビア印刷版＞
ホログラムシートのホログラム加工面に、高輝度コーティング剤および透明ニスを部分的、あるいは全面に塗布するためのグラビア版は下記のものを使用した。
グラビア版彫刻機：ヘルグラビアシステムズ社製「HelioKlischograph K500」
スクリーン線数 ：１７５線／インチ
セル深度 ：２５〜３０μｍ
スタイラス角度 ：１２０°
高輝度コーティング剤用および透明ニス用に、それぞれ異なった印刷パターンを有するグラビア版、あるいは全面ベタのグラビア版を作成した。
【００２８】
（実施例１）
＜部分メタリックホログラムのラミネート包材＞
市販のホログラムシート（基材フィルム：３０μｍポリエステルフィルム）に、グラビア版を使用して、まず透明ニス（大日本インキ化学工業製「ユニビアＡ透明メジューム（ザーンカップ＃３ １６秒）」）を印刷して非ホログラム領域を形成し、次いで高輝度コーティング剤を印刷してメタリックホログラム領域を形成した。得られた部分メタリックホログラムに、ドライラミネート用接着剤（大日本インキ化学工業（株）製「ディックドライＬＸ７０３Ａ」１５部に同社製硬化剤「ＫＲ９０」１部を添加したもの）を、乾燥時の塗布量が３ｇ／ｍ²となるように塗布し、表面処理したポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ；厚さ３０μｍ）にドライラミネートして、部分メタリックホログラムのラミネート包材を得た。
【００２９】
（実施例２）
＜部分メタリックホログラムの感熱ラベル＞
市販のホログラムシート（基材フィルム：３０μｍポリエステルフィルム）に、グラビア版を使用して高輝度コーティング剤を印刷し、メタリックホログラム領域を形成した後、全面ベタ版を使用して透明ニス（大日本インキ化学工業製「ＳＢＬ−Ｘ 透明メジューム（ザーンカップ＃３ １６秒）」）を印刷し、メタリックホログラム領域以外の部分を透明の非ホログラム領域とした。
得られた部分メタリックホログラムの透明ニスを印刷した側の面に、感熱接着剤（大日本インキ化学工業（株）製「ディックシールＤＬＡ−８２０」）を、塗布量が２ｇ／ｍ²となるように塗布し、部分メタリックホログラムの感熱ラベルを得た。
【００３０】
（実施例３）
＜部分メタリックホログラムのインモールドラベル＞
透明ニスとして、大日本インキ化学工業製「ＳＢＬ−Ｘ 透明メジューム（ザーンカップ＃３ １６秒）」の代わりに、大日本インキ化学工業（株）製「ファインラップＮＴＶ 透明メジューム（ザーンカップ＃３ １６秒）」に同社製「ＣＬＶハードナー＃１０」を５％添加したものを使用した以外は、実施例２と同様にして部分メタリックホログラムを作成した。得られた部分メタリックホログラムの高輝度コーティング剤と透明ニスを印刷した側の面に、インモールド用接着剤（大日本インキ化学工業（株）製「ディックシールＩＭ−１９００」）を、塗布量３ｇ／ｍ²となるように塗布し、部分メタリックホログラムのインモールドラベルを得た。
【００３１】
（実施例４）
＜部分メタリックホログラムのキャップ蓋材＞
実施例３と同様にして、部分メタリックホログラムを作成した。得られた部分メタリックホログラムの、高輝度コーティング剤と透明ニスを印刷した側の面に、実施例１に記載のラミネート用接着剤を、乾燥時の塗布量が３ｇ／ｍ²となるように塗布し、厚さ１５μｍのアルミニウム箔にドライラミネートした後、さらにアルミニウム箔面にキャップシール剤（大日本インキ化学工業（株）製「ディックシールＡ−９３０」）を、塗布量が２ｇ／ｍ²となるように塗布して部分メタリックホログラムのキャップ蓋財を得た。
【００３２】
（実施例５）
＜部分メタリックホログラムの収縮ラベル＞
基材フィルムの厚さが４０μｍの収縮ポリエステルフィルムを基材フィルムとした市販のホログラムシートを使用した以外は、実施例３と同様にして部分メタリックホログラムを作成し、部分メタリックホログラムの収縮ラベルを得た。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、従来アルミニウム蒸着でしかなし得なかったメタリックホログラムの光反射層を、高輝度コーティング剤の塗布、あるいは印刷で形成することを可能とした。その結果、大面積のメタリックホログラムを安価に、かつ高速で大量生産できることとなった。さらに、印刷版を使用することにより、ホログラムシートの同一面内に、▲１▼光反射層を有するメタリックホログラム領域 ▲２▼光反射層のない透明なホログラム領域 ▲３▼光反射層がなくホログラム機能もない透明領域▲４▼光反射層はあるがホログラム機能がないメタリック領域を、任意の場所に、任意の形状で混在させることができ、意匠デザインの自由度が格段に向上するという顕著な効果を発現する。

Claims (7)

1. 光反射層を有するメタリックホログラムにおいて、該光反射層が、結着樹脂および金属薄膜細片を含有する高輝度コーティング剤を塗布することによって形成されていることを特徴とするメタリックホログラム。
2. 前記金属薄膜細片が、有機脂肪酸、メチルシリルイソシアネート、またはセルロース誘導体で表面処理されていることを特徴とする請求項１に記載のメタリックホログラム。
3. 光反射層が任意の形状にパターン形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のメタリックホログラム。
4. ホログラム領域が任意の形状にパターン形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のメタリックホログラム。
5. 光反射層を有するメタリックホログラムにおいて、該光反射層を、結着樹脂および金属薄膜細片を含有する高輝度コーティング剤を塗布することによって形成することを特徴とするメタリックホログラムの製造方法。
6. 高輝度コーティング剤を印刷することによって、任意の形状に光反射層のパターンを形成することを特徴とする請求項５に記載のメタリックホログラムの製造方法。
7. 透明ニスを印刷することによって、任意の形状にホログラム領域のパターンを形成することを特徴とする請求項５または６に記載のメタリックホログラムの製造方法。