CN102803359A - 具有金属化和全息效应的制品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有基底（20）的制品（10），所述基底具有至少一个与所述基底的至少一部分直接接触的墨层（22）。丙烯酸类聚合物基质（24）层与所述墨层的至少一部分直接接触。所述丙烯酸类聚合物基质层具有悬浮的铝薄片和至少一种光引发剂。所述丙烯酸类聚合物基质层的至少一部分具有带有细小凹槽（28）的图案的选择性压花的顶部表面（26），以产生光学效应。

Description

具有金属化和全息效应的制品

技术领域

本发明涉及具有图像的制品以及制造所述具有图像的制品的方法，所述图像具有金属化和全息效应。具体地讲，本发明涉及制造具有图像的制品而不使用层压或热模锻金属薄片的方法，所述图像具有金属化和全息效应。

背景技术

通常将商品包装在包装材料中售卖。为了改善货架上包装商品的吸引力并提供关于包装商品的信息，将颜色、图像、文字等印在包装材料上。目前，因为消费者通常在商店里对每种类型的商品有太多的选择，已经进行了各种努力以改善包装材料的吸引力和抓眼球效应以便顾客能够容易地找到包装商品。

例如，经处理以提供闪亮和/或全息图样效应的纸坯包装材料可从市场上购得。商业上，有两种方法在纸坯上制备这种全息图样效应。一种方法是在纸坯上层压金属全息塑料薄膜。另一种方法是在纸坯上涂覆一薄层油漆，然后压花所述油漆层。所述压花油漆层提供期望的全息效应。就塑料薄膜材料而言，已知的是通过直接压花所述聚合物膜基材，压花的聚合物膜基材能够提供全息效应，这是由于所述膜表面的机械变形。

常规的全息效应由与主流印刷工艺分离的慢压花和浇铸工艺制造。例如，所述工艺可涉及在预金属化的材料上压花或在透明薄膜或纸材上浇铸，然后金属化所述压花的材料。使用这些技术形成的包装通常不是可回收利用的，因为用来产生全息图像的金属薄片被结合到基底上并且必须被移除以便被回收利用。这需要多个附加的加工步骤和昂贵的材料。在包装材料上形成全息图并同时将其它图像和信息印刷在包装材料上将是更有效和较不昂贵的。通常需要保护层盖在全息图上以便全息图不会被擦掉。

发明内容

在一个方面，一般来讲，本发明的特征是具有基底的制品，至少一个墨层与所述基底的至少一部分直接接触，并且丙烯酸类聚合物基质层与墨层的至少一部分直接接触。丙烯酸类聚合物基质层具有悬浮的铝薄片和至少一种光引发剂。丙烯酸类聚合物基质层的至少一部分具有带有细小凹槽的图案的选择性压花的顶部表面，以产生光学效应。

在另一方面，一般来讲，本发明的特征是通过提供基底以及在所述基底上直接施用至少一层墨来向基底施加光学效应的方法。在墨层上施加具有悬浮的铝颗粒和至少一种光引发剂的丙烯酸类聚合物基质的润湿层。丙烯酸类聚合物基质的润湿层用浇铸膜直接压花。当所述湿润的丙烯酸类聚合物基质层用固化灯通过浇铸膜来固化以形成最终干燥制品时，浇铸膜和丙烯酸类聚合物基质的润湿层被保持恒定并直接接触。然后将浇铸膜从最终干燥制品上移除。

附图说明

虽然在说明书之后提供了特别指出和清楚地要求保护本发明的权利要求书，但是据信通过下面的描述并结合附图可以更充分地理解本发明。

图1为具有图像的制品的顶视图，所述图像具有金属化全息效应。

图2A为图1的压花图案的示意性剖面图。

图2B为图1的非压花图案的示意性剖面图。

图3为用于提供图1的制品的印刷方法的一个可能实施方案的示意图。

图4A为具有图像的制品的另一个可能的实施方案的顶视图，所述图像具有金属化全息效应。

图4B为图4A的制品的一部分的放大视图。

具体实施方式

本发明的方法仅通过印刷步骤直接在包装表面上产生全息图图像。此外，不需要随后的金属化步骤。在全息图表面上的此类步骤（通常涉及金属如铝的气相沉积）与印刷技术相比比较缓慢并需要专业的设备。在本发明的方法中，全息图图像仅通过使用印刷技术和设备在基底上产生。

参见图1，示出了具有印刷图案12的制品10的一个可能的实施方案的顶视图，所述印刷图案具有一个或更多个金属化全息效应14。所述制品10可包括但不限于标签（如，压敏粘合剂标签）、热成型泡罩、纸板卡、或聚合物片材或膜。当光线触及介于空气和制品之间的界面时，取决于制品10的特性，某一百分比的光线被反射。例如，更多的光线将反射离开金属表面（如，金属化全息效应14）。光线从表面反射的方向和量也可取决于制品10的表面质地。例如，在印刷图案12上，一系列细纹和凹槽可导致光学或全息效应。

图2A示出了在图1中所示的制品10的金属化全息效应14的示意性剖面图。金属化全息效应14可包含多个层，这取决于制品10的期望的光学外观。基底20可包含基底或金属化全息效应14的底层。所述基底可包括但不限于各种等级的纸材（如，约0.025mm、0.05mm或0.075mm至约0.80mm、0.10mm或0.127mm的厚度）和纸板（如，约0.25mm、0.50mm或0.75mm至约1.0mm、1.25mm或1.5mm的厚度）、聚合物膜、聚合物收缩包裹膜、能够生物降解的聚合物膜、或用于泡罩包装应用的加热成型聚合物片料。也可使用其它基底，如由回收材料制成的那些。片料可具有约0.25mm至约1.25mm的厚度。基底可为透明的和不透明的，并可为任何颜色，包括黑色和白色。应当理解，如本文所用术语“基底”是指塑料、纸材、纸板、金属、或在图形艺术印刷工业被使用的任何其它柔性材料。

一个或更多个墨层22可被直接沉积在基底20上以产生第一着色的图像。当所述基底20被拉过一系列工位或印刷单元时，墨层22可被直接沉积在基底20上。每个印刷单元可印刷单一的颜色。所述墨层22可为与基底20相同的颜色或不同的颜色。墨可被选择性地沉积在基底12的顶部表面的某些区域上以形成第一图像。各种色调和阴影可通过叠加墨的四种基本色调来实现：品红、青色、黄色和黑色。品红提供红色色调，并且青色提供蓝色色调。每个墨工位可被具有紫外灯的固化工位紧跟，然后可被清漆或亮漆涂层（如，紫外线、水基或溶剂基的）跟随。然后取决于涂层需要，清漆或亮漆涂层可传送到固化或干燥工位。

紫外线（UV）和电子束（EB）可固化墨也可用于印刷。UV可固化墨的使用可为需要墨或涂层的套印的应用提供改善的质量。也可使用电子束固化墨。电子束固化墨通常比紫外线固化墨需要较少的能量，但也通常具有较高的资本成本。

如果目标图象需要金属化效应，则通常必须使用金属薄片。金属薄片烫印或层压通常用于商业印刷工艺中以产生金属化效应。其可被用来产生三维的全息金属化效应。金属薄片烫印涉及向纸材（其中加热的模头被烫印到金属薄片上）施用颜料或金属薄片，通常为金或银，但也可为各种图案或已知为平坦的不透明颜色的粉彩金属薄片或白色的特殊膜衬材料，使其粘附到表面，在纸材上留下模头的图案。加热的模头的温度限制了向纸材和纸板基底施加金属薄片烫印或层压，因为温度和/或压力会损坏聚合物基底。金属薄片的施加还限制了第二种工艺，如热成型基底，因为金属薄片从基底上分裂、破裂或剥离。金属薄片的另一个限制是，向基底施加金属薄片必须离线进行并在向基底施用墨之前，因为用于应用金属薄片的设备与标准的印刷机设备不相容。

最终的丙烯酸类聚合物基质层24可被直接施加到墨层22和/或基底20上。丙烯酸类聚合物基质层24可产生“金属薄片样”或金属化效应，其可仅覆盖基底20和/或墨层22具体的特定部分（即，点涂层）或覆盖整个上表面。丙烯酸类聚合物基质层24可包含中等分子量的丙烯酸类聚合基质的混合物，反应性稀释剂和至少一种光引发剂的混合物。铝颗粒可被悬浮在混合物中以向所述聚合物基质层24提供金属薄片外观。丙烯酸类聚合物基质层24也可包含反应性稀释剂（如，丙烯酸酯单体、乙酸乙烯酯单体、丙烯酸酯环氧化物、或它们的任何组合）以稀释混合物并有利于涂层。反应性稀释剂也可改善韧性、耐久性、抗划伤性和/或耐化学品性。聚合基质可提供惰性的基质以承载铝颗粒、光引发剂和反应性稀释剂。用于悬浮铝颗粒的聚合基质可为透明的性质以改善丙烯酸类聚合物基质层24的金属外观。悬浮的铝颗粒可包括板片以改善最终印刷制品10的金属化效应。丙烯酸类聚合物基质的高剪切混合可导致铝薄片破损，从而导致光泽损失。丙烯酸类聚合物基质可通过翻滚或施加温和的、通过用合适的混合叶片或由投料者通过手的上下流动运动的低速搅拌来混合。在印刷工艺期间，应避免可能会对金属铝产生腐蚀的化学品如高度酸性或碱性化学品。

在某些实施方案中，丙烯酸类聚合物基质层可与基底和/或墨层的至少一部分直接接触。丙烯酸类聚合物基质层24的至少一部分可为透明的或半透明的以使墨层22透过所述丙烯酸类聚合物基质层24为可见的，这可使墨层22和丙烯酸类聚合物基质层24被同时固化。丙烯酸类聚合物基质层24可在墨层22已被铺放在基底20上之前或之后被施加到基底20上。丙烯酸类聚合物基质层24可具有约1微米、10微米或20微米至约50、75或100微米的厚度。在某些实施方案中，丙烯酸类聚合物基质层24可具有大于传统的热烫印金属薄片约1.5倍至约2倍的涂层重量，这会导致材料用量的减少。例如，丙烯酸类聚合物基质层24的涂层重量可为约2.0μm至约3.0μm，并且传统的热烫印金属薄片的涂层重量可为约4.0μm至约6.0μm。在某些实施方案中，丙烯酸类聚合物基质层24的涂层重量可为约2.6μm。

丙烯酸类聚合物基质层24可用印刷工位在线施加于墨层22，因此具有所需图像的基底20可以连续的方式产生。在一个实施方案中，由Henkel以命名L9213SL供应的MiraFoil^TM可被用于丙烯酸类聚合物基质层24。MiraFoil^TM为紫外线铝物理气相沉积分散涂层。MiraFoil^TM为UV可固化的和可涂覆的金属薄片替代体系，该体系向基底诸如涂覆的纸材、纸板和印刷处理的塑料膜递送“金属薄片样”的外观。UV铝物理气相沉积分散涂层消除了发送物体进行层压的必要，因此减少了在材料上的时间间隔。该材料还通过使纸材或纸板基底被回收利用而不分离层压的带有金属薄片的纸材而增强公司的持续性分数，因为这在印刷工艺期间施用了墨。MiraFoil^TM也可与其它基底如聚合物膜和片材一起使用以产生金属效应而不损坏基底。一旦丙烯酸类聚合物基质层24被施加，则不需要附加的涂层（如清漆层），因为涂层比典型的基底UV墨固化的更快且更坚固。

丙烯酸类聚合物基质层24的顶部表面26可用多个凹槽28压花。凹槽28可均匀地间隔开约0.10微米、0.5微米或1微米至约4微米、6微米或10微米。凹槽28也可为至少0.01微米深以产生光学效应。丙烯酸类聚合物基质层24的顶部表面26通过将光线分成其组成颜色而衍射入射光“L”。颜色以不同的方向从丙烯酸类聚合物基质层24的顶部表面26传播出去以产生光学效应（如，全息效应）。

图2B示出了非压花制品16的示意性剖面图。所述非压花制品与在图1中所示的但在压花之前的制品10的金属化全息效应14的示意性剖面图相同。所述聚合物丙烯酸类基质层24可为仅在压花之前印刷制品10的顶部或最外面的层。聚合物丙烯酸基质层24消除了压花之前清漆层的必要，因为其已经显示丙烯酸基质层24没有粘附到各种浇铸膜上。

本文所用的压纹或压花指的是在基材上产生三维图像或图案的方法，所述基材如纸材、聚合物膜或其它易延展的材料。压花方法赋予处理过的基材表面凹凸，人的裸眼无法察觉这些凹凸。此类无法察觉的凹凸在光下为人的裸眼提供全息图样效应。在一个优选的实施方案中，所述压花的不可察觉的图案是平行的和等间距的细小凹槽。聚合物膜基材的压花处理是本领域熟知的并且通常通过对聚合物膜基材加热和加压的组合来完成。能够通过本领域已知的任何方法来方便地完成本发明的压花步骤。

参见图3，其示出了装饰性涂层方法40的一个可能的实施方案的示意图。装饰性涂层方法40整合了“浇铸”和“固化”技术以形成具有金属化和全息效应的一致的高品质表面。非压花的制品16可为单张递送或卷筒递送到浇铸工位50。非压花的制品16可已经预先用丙烯酸类聚合物基质层24和又一个墨层22涂覆，如上文所述。单张递送是指基底如纸材或纸板以非常高的速度一次一个单元地递送到印刷机中。单张递送印刷通常用于印刷短版杂志、小册子、信件抬头和普通的商业印刷。卷筒印刷机在稍后被切割成一定尺寸的基底或幅材的连续辊上印刷。

浇铸工位50通过用于在丙烯酸类聚合物基质层24上直接压花而不是用清漆层的压花步骤消除了对于全息金属薄片层压或热/冷烫印的需要。浇铸工位50可包括浇铸膜52、第一交咬辊54、压印滚筒56、一个或多个固化灯58（如，紫外线或电子束灯）、第二交咬辊60。用于本发明的优选压花方法已知为“软模压”。“软模压”为浇铸膜52可在约200psi的压力下被压花以便仅压花膜的一侧并使膜的相对侧基本上未受影响的方法。所得的压花浇铸膜52用期望的涂饰剂和/或装饰设计图像如细小凹槽图案被压花在一侧以在印刷制品10上产生光学效应。取决于期望的面漆，可使用不同的膜，包括透明膜、光泽膜、全息膜、或任何此类具有压花图案的膜。具有压花图案的浇铸膜52为可重复使用的并且可回收利用的，因此减少了成本和制造大量印刷制品所需的材料量。在某些实施方案中，浇铸膜52可为双轴取向的聚丙烯膜，该膜被连续再使用约5次、7次或10次至约15次、20次或30次。应当理解，浇铸膜可仅压花在丙烯酸类聚合物基质层24上或直接在墨层22上以及丙烯酸类聚合物基质层24上。

第一交咬辊54可使浇铸膜52与丙烯酸类聚合物基质层24直接接触。丙烯酸类聚合物基质层24可被润湿以有利于被浇铸膜52压花。当浇铸膜52和丙烯酸类聚合物基质层24从第一交咬辊54传送到压印滚筒56时可保持接触。当来自固化灯58的紫外线被用来固化印刷制品10的涂覆表面时，浇铸膜52可保持与丙烯酸类聚合物基质层24的直接且恒定的接触。紫外线的灯能量可为约400瓦至约600瓦。当紫外线被施加到涂覆表面的同时，浇铸膜52被层压到其顶部，导致期望的面漆或设计图像被固定在印刷制品10上。因为丙烯酸类聚合物基质层24包含至少一种光引发剂，所以无需附加的涂层。在某些实施方案中，墨层22和丙烯酸类聚合物基质层24可被固化灯58同时固化。在紫外固化已经结束后，第二交咬辊60可有利于将浇铸膜52从印刷制品10上移除。然后最终印刷制品10可被移动至堆放单元。所述堆放单元为所有已完成的印刷制品10在装饰性涂层方法40已被应用后被收集的地方。作为另外一种选择，印刷制品10可传送到附加的第二工位，如印刷工位、涂层工位和切割工位。装饰性涂层方法40可导致不需要任何附加的涂层（如UV清漆层）的固化的全息图像，因为聚合物丙烯酸类基质层24基本上硬化了，使得墨层22和丙烯酸类聚合物基质层24不易被擦掉。消除附加层（如UV清漆层）的需求显著降低了成本和循环次数。

在图3中示出的装饰性涂层方法40可被应用到丙烯酸类聚合物基质层24的整个表面，或可被应用到丙烯酸类聚合物基质层24的局部区域。装饰性涂层方法40是非常环境友好的，因为使用了紫外线墨和涂层，所述紫外线墨和涂层不包含不可取的或有害的挥发性有机化合物（VOC）。此外，由装饰性涂层方法40制造的制品更容易回收利用，因为层压或印模的金属化金属薄片被排除，因此不必在回收利用之前从基底20上分离。

图4A和4B示出了具有一个或更多个金属化全息效应114的印刷图案112的另一个可能的实施方案。印刷图案112可被用于几乎任何包装构型，包括但不限于标签（如压敏粘合剂标签）、热成型泡罩、纸板卡、或聚合片材或膜。金属化全息效应114可以与上文所述的金属化全息效应14相同的方法生产。金属化全息效应114可被用来检测仿造的包装。金属化全息效应114不会被人的裸眼看见。因此，具有包含仿造产品的包装将不具有金属化全息效应114，因为伪造者将缺乏复制金属化全息效应114的技术，或可能证明用金属薄片烫印或金属薄片层压来正确复制金属化全息效应114太昂贵或太困难。例如，金属薄片烫印可在全息效应周围留下标记或压痕。此外，具有带有非常微弱细节的全息效应的金属薄片烫印模头不能被生产。金属化全息效应114可具有带有细小凹槽图案的选择性压花的上表面，以产生具有宽度“w₁”为约0.10mm、0.15mm、0.20mm至约0.25mm、0.35mm、0.45mm的光学效应。金属化全息效应114可为一系列重复的数字（即，字母或数字），所述重复的数字为印刷图案112的一部分。金属化全息效应114也可作为印刷图案112的一部分随机出现。如图4B所示，金属化全息效应114可为以重复行被布置的名字（如“Gillette”）；然而，名字“Gillette”的取向可交替。也可使用形状和符号作为金属化全息效应114以辨识仿造产品。

本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲是指所引用的数值和围绕该数值的功能上等同的范围。例如，所公开的量纲“40mm”旨在表示“约40mm”。

除非明确排除或换句话讲有所限制，本文中引用的每一个文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请，均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用均不是承认其为本文公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术、或承认其独立地或以与任何其它一个或多个参考文献的任何组合的方式提出、建议或公开任何此类发明。此外，如果此文献中术语的任何含义或定义与任何以引用方式并入本文的文献中相同术语的任何含义或定义相冲突，将以此文献中赋予那个术语的含义或定义为准。

尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，随附权利要求书中旨在涵盖本发明范围内的所有这些改变和变型。

Claims (15)

1.一种制品（10），所述制品包括：

基底（20）；

至少一个与所述基底（20）的至少一部分直接接触的墨层（22），和；

与所述墨层（22）的至少一部分直接接触的丙烯酸类聚合物基质（24）层，所述丙烯酸类聚合物基质（24）层具有悬浮的铝薄片和至少一种光引发剂，其中所述丙烯酸类聚合物基质（24）层的至少一部分具有带有至少0.01微米深的细小凹槽（28）的图案的选择性压花的顶部表面（26），以产生光学效应。

2.如权利要求1所述的制品（10），其中所述丙烯酸类聚合物基质（24）层的压花的顶部表面（26）缺乏附加的清漆层。

3.如任一项前述权利要求所述的制品（10），其中所述丙烯酸类聚合物基质（24）层包含至少一组附加的金属颗粒。

4.如任一项前述权利要求所述的制品（10），其中所述丙烯酸类聚合物基质（24）层的压花的顶部表面（26）缺乏附加的UV可固化的层。

5.如任一项前述权利要求所述的制品（10），其中所述丙烯酸类聚合物基质（24）层具有1微米至100微米的厚度。

6.如任一项前述权利要求所述的制品（10），其中所述细小凹槽的图案具有一系列具有0.10mm至0.45mm宽度的重复数字。

7.如任一项前述权利要求所述的制品（10），其中所述凹槽均匀地间隔开0.10微米至10微米。

8.如任一项前述权利要求所述的制品（10），其中所述丙烯酸类聚合物基质（24）层的至少一部分是透明的。

9.如任一项前述权利要求所述的制品（10），其中在所述基底（20）中包含柔性聚合物膜。

10.如权利要求1至8中任一项所述的制品（10），其中所述基底（20）包括纸板。

11.如权利要求1至8中任一项所述的制品（10），其中所述基底（20）包括具有约0.25mm至约1.5mm的厚度的聚合片材。

12.一种向基底（20）施加光学效应的方法，包括以下步骤：

提供基底（20）；

在所述基底（20）上直接施加至少一层墨；

在所述基底（20）上施加具有悬浮的铝颗粒和至少一种光引发剂的润湿丙烯酸类聚合物基质（24）层；

用浇铸膜（52）直接压花在所述润湿丙烯酸类聚合物基质（24）层上；

在保持介于所述浇铸膜（52）和所述润湿丙烯酸类聚合物基质（24）层之间的恒定且直接接触的同时，通过所述浇铸膜（52）固化所述润湿丙烯酸类聚合物基质（24）层以形成最终的干燥制品（10）；以及

从最终的干燥制品（10）上移除所述浇铸膜（52），其中所述浇铸膜（52）被连续再使用5至30次。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述浇铸膜（52）是透明的双轴取向的聚丙烯膜。

14.如权利要求12或13所述的方法，还包括同时固化所述墨层（22）和所述润湿丙烯酸类聚合物基质（24）层。

15.如权利要求12、13或14所述的方法，其中所述基底（20）在施加墨层之后立即涂覆所述润湿丙烯酸类聚合物基质（24）层。

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