JP2008273012A - 積層構造 - Google Patents

Abstract

【課題】光回折構造による凹凸領域と光回折構造によらない凹凸領域が同一面に形成されたことにより、ホログラムのような色彩変化領域のなかに、色彩変化の少ない部分を同調させた積層構造を提供することを目的とする。
【解決手段】前記課題の目的を達成するために、支持基材の片側に、少なくとも、部分的に形成された色彩可変層，光回折構造による凹凸領域と光回折構造によらない凹凸領域を有する凹凸形成層，接着構造層，が順次形成された積層構造を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光回折構造による凹凸領域と光回折構造によらない凹凸領域が同一面に形成されたことにより、ホログラムのような色彩変化領域のなかに、色彩変化の少ない部分を同調させた積層構造に関する。

近年、偽造防止のためにクレジットカードや、有価証券類の一部にホログラムが形成されて使用されている。また、ホログラムは意匠性を高める効果が高いために、従来から印刷物や成型品の一部に貼付されて使用されている。
これらホログラムの多くは、物体に光を当て物体から反射される物体光と参照光とをレンズなどの光学系を用いて集光させ、感光剤が塗布された記録媒体面に干渉縞を形成する方法で作成される。

また、前記の干渉縞によってホログラムを作製する方法のほかに、コンピュータを用い、演算により記録面上に干渉縞を形成させて作製する方法もある。このような方法で作製されたホログラムは、計算機ホログラム、または、ＣＧＨ（Ｃｏｎｐｕｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ）と呼ばれている。この計算機ホログラムは、光学的な干渉縞の生成プロセスをコンピュータ上のシミュレーションにより行い、取得した画像データを媒体上に記録して作製する。

また、多層薄膜と不規則な凹凸により、比較的見る角度によらず同一の色彩を再現する構造が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示されている技術によれば、一主面にＸ方向の幅が５００ｎｍ以下でＹ方向に比べて均一、Ｙ方向の長さが不定、Ｚ方向の高さ又は深さが１０ｎｍ以上の、多数の平面視方形の凸部又は凹部がＸＹ方向に配列して形成された基材と、高い屈折率を有する高屈折率層と、低い屈折率を有する低屈折率層とが前記基材の主面に倣うようにＺ方向に交互に積層された積層体とを備えることを特徴とするというものである。

特開２００５−１５３１９２号公報

特許文献１に開示されている技術は、全領域に凹凸を形成し、眺める角度変化によって色が緩やかに変化し、且つ緩やかな波長分散、奥行きのある色合い及び高い反射率を有する発色体を安価に提供するというものである。
そこで、本発明は、光回折構造による凹凸領域と光回折構造によらない凹凸領域が同一面に形成されたことにより、ホログラムのような色彩変化領域のなかに、色彩変化の少ない部分を同調させた積層構造を提供することを目的とする。

前記課題の目的を達成するために、本発明の積層構造の第一の態様は、支持基材の片側に、少なくとも、部分的に形成された色彩可変層，光回折構造による凹凸領域と光回折構造によらない凹凸領域を有する凹凸形成層，接着構造層，が順次形成されたことを特徴とするものである。

また、第二の態様は、第一の態様において、色彩可変層は、液晶、または、高屈折率層と低屈折率層が交互に形成された層であることを特徴とするものである。

また、第三の態様は、第一の態様において、光回折構造によらない凹凸領域は、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の何れかが均一状態の凹凸構造になっていることを特徴とするものである。

また、第四の態様は、第一，第二，第三何れかの態様において、凹凸形成層と接着剤層の間には、透明反射層が更に形成されたことを特徴とするものである。

また、第五の態様は、第一，第二，第三，第四何れかの態様において、支持基材と色彩可変層の間には更に剥離層が形成され、接着構造層には、熱可塑性の接着剤が形成されたことを特徴とするものである。

また、第六の態様は、第一，第二，第三，第四何れかの態様において、接着構造層には、粘着剤が形成され、更に最下層には粘着剤を保護するための保護基材が形成されたことを特徴とするもである。

１）本発明の積層構造の第一の態様のように、支持基材の片側に、少なくとも、部分的に形成された色彩可変層，光回折構造による凹凸領域と光回折構造によらない凹凸領域を有する凹凸形成層，接着構造層，が順次形成されたことによって、「色彩可変層プラス光回折構造による凹凸領域」部分は見る角度により色彩が変化する部分となり、一方、「光回折構造によらない凹凸領域」部分は、見る角度によらず色彩が略同様に見える部分となる。
２）また、第二の態様のように、第一の態様において、色彩可変層は、液晶、または、高屈折率層と低屈折率層が交互に積層された層であることによって、液晶として、コレステリック液晶，ネマチック液晶など既存の材料が使用可能となり、液晶の色彩可変効果による効果的な表現が可能となる。
また、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層すれば、前記同様に効果的に色彩可変効果を創出することができる。
３）また、第三の態様のように、第一の態様において、光回折構造によらない凹凸領域は、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の何れかが均一状態の凹凸構造になっていることによって、反射光が全方向に散乱することを防ぎ、空間に集中的に反射光を集光させることができる。
４）また、第四の態様のように、第一，第二，第三何れかの態様において、凹凸形成層と接着剤層の間には、透明反射層が更に形成されたことによって、「色彩可変層プラス光回折構造による凹凸領域」と、「光回折構造によらない凹凸領域」のコントラストをより鮮明に視認することができる。
５）また、第五の態様のように、第一，第二，第三，第四何れかの態様において、支持基材と色彩可変層の間には更に剥離層が形成され、接着構造層には、熱可塑性の接着剤が形成されたことによって、積層構造を熱転写用シートとして使用することができる。
６）また、第六の態様にように、第一，第二，第三，第四何れかの態様において、接着構造層には、粘着剤が形成され、更に最下層には粘着剤を保護するための保護基材が形成されたことによって、装置を使用することなく、また、場所を選ばず、更に、対象物の形状によらず自由に積層構造を貼付して偽造防止用として使用することができる。

以下、図面を参照して、本発明の積層構造について説明する。
図１は、本発明の積層構造の一例について説明するための図，図２は、図１のＣ−Ｃ線断面図，図３は、本発明の積層構造の他の一例について説明するための図１におけるＣ−Ｃ線断面図，図４は、凹凸領域Ａについて説明するための図，図５は、凹凸領域Ｂの一例について説明するための図，である。

図１を参照して、本発明の積層構造の一例について説明する。
本発明の積層構造は、支持基材の片側即ち、支持基材の表面か裏面の何れかの面に、少なくとも、部分的に形成された色彩可変パターン１３１，光回折構造による凹凸領域Ａ１４１と光回折構造によらない凹凸領域Ｂ１４２を有する凹凸形成層，接着構造層が順次形成された積層構造１で（即ち、前記積層構造１は、少なくとも、「一つのパターンと二つの層」で構成され）、熱転写装置を使用して対象物に積層構造１を転写したり、接着構造層を粘着剤層で構成して対象物に手で貼付して使用する。
色彩可変パターン１３１は、液晶、または、高屈折率層と低屈折率層が交互に積層された層になっている。また、光回折構造によらない凹凸領域Ｂ１４２は、Ｘ軸（以下、横ともいう）方向，Ｙ軸（以下、縦ともいう）方向の何れかが均一状態の凹凸構造になっている。更に、図示しないが、凹凸形成層と接着剤層の間には、透明反射層が更に形成されている。
図１で、色彩可変パターン１３１は、凹凸形成層より手前に形成されており、凹凸領域Ａ１４１の一部に重ねて形成することもでき、より効果的に表現することができる。

図示しないが、支持基材と色彩可変層の間に、更に、剥離層が形成され、接着構造層に熱可塑性の接着剤が形成された積層構造は、前述のように熱転写装置を使用して対象物に転写されて使用される。
また、接着構造層に粘着剤が形成され、更に、最下層に粘着剤を保護するための保護基材が形成された積層構造は、前述のように保護基材が剥がされ、対象物に手で貼付されて使用される。

図２を参照して、図１のＣ−Ｃ線断面について説明する。
図２に示す積層構造１は、図１で説明した支持基材と色彩可変層の間に、剥離層が形成され、接着構造層に熱可塑性の接着剤が形成され、熱転写装置を使用して対象物に転写されて使用される積層構造である。
積層構造１は、支持基材１１の片側に、剥離層１２，色彩可変層１３，光回折構造による凹凸領域Ａ１４１と光回折構造によらない凹凸領域Ｂ１４２を有する凹凸形成層１４，透明な反射層１５，接着構造層１６が順次形成された積層構造になっている。
色彩可変層１３には、部分的に色彩可変パターン１３１が形成されている。色彩可変パターン１３１は、帯状に形成しても、パターン状に形成してもよい。また、凹凸領域Ａ１４１の一部を覆う状態で形成されてもよい。
また、色彩可変層１３は、液晶、または、高屈折率層と低屈折率層が交互に積層された層になっており、光回折構造によらない凹凸領域Ｂ１４２は、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の何れかが均一状態（格子ピッチが等しい回折格子，または、同一の格子密度，または、同一の格子角度）の凹凸構造になっている。
なお、支持基材１１，剥離層１２，色彩可変層１３，凹凸形成層１４，透明な反射層１５，接着構造層１６の各層の境界には適宜下塗り層を設けることができる。

図３を参照して、本発明の積層構造の他の一例について説明する。
図３に示す積層構造１０は、図１で説明した、接着構造層に粘着剤が形成され、更に、最下層に粘着剤を保護するための保護基材が形成された積層構造である。
積層構造１０は、支持基材１１０の片側に、部分的に形成された色彩可変層１３０，光回折構造による凹凸領域Ａ１４０１と光回折構造によらない凹凸領域Ｂ１４０２を有する凹凸形成層１４０，透明な反射層１５０，接着構造層（粘着剤層）１６０，保護基材（剥離紙）１７が順次形成された積層構造になっている。
色彩可変層１３０には、部分的に色彩可変パターン１３０１が形成されている。色彩可変パターン１３０１は、帯状に形成しても、パターン状に形成してもよい。また、凹凸領域Ａ１４０１の一部を覆う状態で形成されてもよい。
色彩可変層１３０は、液晶、または、高屈折率層と低屈折率層が交互に積層された層になっており、光回折構造によらない凹凸領域Ｂ１４０２は、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の何れかが均一な凹凸構造になっている。
なお、支持基材１１０，部分的に形成された色彩可変層１３０，凹凸形成層１４０，透明な反射層１５０，接着構造層（粘着剤層）１６０の各層の境界には適宜下塗り層を設けることができる。

図４を参照して、凹凸領域Ａについて説明する。
凹凸領域Ａ１４１には、物体に光を当て物体から反射される物体光と参照光とをレンズなどの光学系を用いて集光させ、感光剤が塗布された記録媒体面に干渉縞を形成させたホログラムが形成されている。
前記ホログラムのほかに、コンピュータを用い、演算により記録面上に干渉縞を形成させて作製される回折格子とすることもできる。
このような方法で作製されたホログラムは、計算機ホログラム、または、ＣＧＨ（Ｃｏｎｐｕｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ）と呼ばれている。この計算機ホログラムは、光学的な干渉縞の生成プロセスをコンピュータ上のシミュレーションにより行い、取得した画像データを媒体上に記録して作製する。

図５を参照して、凹凸領域Ｂの一例について説明する。
図５に示す凹凸領域Ｂ１４２は、Ｘ軸方向に対してはピッチ「Ｐ」の間隔で、Ｙ軸方向に対しては、ランダムな大きさに形成された凹凸が形成されている。
また、微細な凸部の高さ又は凹部の深さは、５０〜５００ｎｍに設定される。

図２を参照して、積層構造が熱転写用に作製された積層構造の一例について説明する。また、図３を参照して、積層構造が貼付シールとして作製された積層構造の一例について説明する。

図２において、支持基材１１として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ポリエステル），ポリ塩化ビニル，ポリカーボネート，ポリイミド，ポリアミド，セルローストリアセテート，ポリスチレン，アクリル，ポリプロピレン，ポリエチレンなどから選択して使用することができる。

剥離層１２として、例えば、ジメチルポリシロキサン，ジフェニルポリシロキサン等のシリコーンをＵＶ硬化型インキに含有させたものが好適に使用される。
シリコーンの含有率は、低すぎると所望の剥離性能が得られず、一方、高すぎると被膜の強度が落ちるため、１０〜２０％の範囲で使用される。

色彩可変層１３は、パターン化されて部分的に形成される。
色彩可変層１３には、見る角度によって色彩が変化するパターン状のコレステリック液晶や、ネマチック液晶を形成する。
前述のコレステリック液晶は、配向状態になっており、入射した光のうち左円偏光もしくは右円偏光のいずれか一方のみを反射する性質を有するもの、または、それぞれの性質を持つものを並べてもよい。
左円偏光もしくは右円偏光のいずれか一方のみを反射する性質を有する材料を混合して、両方の偏光作用を有するものとしてもよい。左右両方の円偏光を持つものを用いる場合には、両者の色相は互いに同じでもよく、または、互いに異なるようにすることもできる。このようなコレステリック液晶は、印刷法などによってパターン状に形成する。
例えば、コレステリック液晶を溶剤型印刷インキとするか、紫外線重合型インキにしてシルクスクリーン印刷法などによって形成する。
図示していないが、コレステリック液晶層を形成する場合は、支持基材側に配向膜を設けることもできる。
配向膜は、ポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡ）、ポリイミド樹脂等を使用して形成する。
色彩可変層１３として、前述の液晶のほかに、低屈折率層の多層積層（特開２００５−１５３１９２号公報参照）を形成することもできる。
また、上記以外に、角度を変えると色が「緑から青」，「赤から緑」「金から緑」のように２色に変化して見えるＯＶＩインキ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｎｋｓ）などを使用することもできる。

凹凸形成層１４として、アクリル，ポリスチレン，ポリ塩化ビニル，ポリカーボネート，メラミン，エポキシ，ポリエステル，ウレタンなどの樹脂の中から選択して、単独、または、混合して使用することができ、更には、ラジカル重合性不飽和基を有する熱成形性物質、または、これらにラジカル重合性不飽和単量体を加え電離放射線硬化性としたものなどを使用することができる。

反射層１５として、アルミニウム等の金属薄膜が好適に使用される。反射層１５の形成は、真空蒸着法，スパッタリング法，イオンプレーティング法などの薄膜形成法によって行なう。
反射層１５を光回折構造より屈折率が小さい薄膜とする場合、すなわち不透明層として使用する場合は、前述のアルミニウムの他、例えば、クロム，鉄，コバルト，ニッケル，銅，銀，金，マグネシウム，鉛，錫，カドミウム，ビスマス，チタン，亜鉛，インジウムなどの金属，または、その酸化物、窒化物、または、これらの金属の合金などを使用する。

反射層１５を光回折構造より屈折率が大きい薄膜とする場合、すなわち透明層として使用する場合は、硫化亜鉛，酸化チタン，酸化アルミニウム，酸化シリコン，硫化アンチモンなどを使用する。

反射層１５は、目的に応じて、０．００５μｍ〜１μｍ、好ましくは、０．０１μｍ〜０．１μｍ、の厚さで使用する。

接着構造層１６には感熱接着剤が形成される。感熱接着剤として、たとえば、塩化ビニル系樹脂，酢酸ビニル系樹脂，塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体系樹脂，アクリル系樹脂，ポリエステル系樹脂，ポリウレタン系樹脂，ポリアミド系樹脂，ゴム変性物などから適宜選択して使用する。また、これらは単体、もしくは２種以上の混合系で、さらに必要に応じてハードレジンや可塑剤、その他の添加剤を加えて使用することができる。

図３において、接着構造層１６０には粘着剤が形成される。粘着剤としては、例えば、アクリル樹脂，アクリル酸エステル樹脂またはこれらの共重合体，天然ゴム，スチレン−ブタジエン共重合体，カゼイン，ゼラチン，ロジンエステル，テルペン樹脂，フェノール系樹脂，スチレン系樹脂，クマロンインデン樹脂，ポリビニルエーテル，シリコーン樹脂などから選択して使用する。
粘着剤層１５は、３μｍ〜２０μｍの厚みで使用するのが好適である。

保護基材１７として、例えば、半晒、上質紙，グラシンシ紙，ポリエステルフィルムなどの表面にポリエチレン，ワックス，シリコンなどを塗布して使用する。

図３においては、接着構造層１６０，保護基材１７以外の層には図２で説明した材料がそのまま適用される。

高額商品の包装材，パンフレット，ＰＯＰ，書籍の表紙等の意匠分野、及び、クレジットカードなどのカード類、商品券，小切手，手形，株券，入場券等の金券類の偽造防止分野に利用される。

本発明の積層構造の一例について説明するための図である。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の積層構造の他の一例について説明するためのである。 凹凸領域Ａについて説明するための図である。 凹凸領域Ｂの一例について説明するための図である。

符号の説明

１，１０ 積層構造
１１，１１０ 支持基材
１２ 剥離層
１３，１３０ 色彩可変層
１４，１４０ 凹凸形成層
１５，１５０ 反射層
１６，１６０ 接着構造層
１７ 保護基材
１３１ 色彩可変パターン
１４１，１４０１ 凹凸領域Ａ，光回折構造による凹凸領域
１４２，１４０２ 凹凸領域Ｂ，光回折構造によらない凹凸領域

Claims (6)

1. 支持基材の片側に、少なくとも、部分的に形成された色彩可変層，光回折構造による凹凸領域と光回折構造によらない凹凸領域を有する凹凸形成層，接着構造層，が順次形成されたことを特徴とする積層構造。
2. 請求項１に記載の積層構造において、
   色彩可変層は、液晶、または、高屈折率層と低屈折率層が交互に積層された層であることを特徴とする積層構造。
3. 請求項１に記載の積層構造において、
   光回折構造によらない凹凸領域は、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の何れかが均一状態の凹凸構造になっていることを特徴とする積層構造。
4. 請求項１〜３何れかに記載の積層構造において、
   凹凸形成層と接着剤層の間には、透明反射層が更に形成されたことを特徴とする積層構造。
5. 請求項１〜４何れかに記載の積層構造において、
   支持基材と色彩可変層の間には更に剥離層が形成され、
   接着構造層には、熱可塑性の接着剤が形成されたことを特徴とする積層構造。
6. 請求項１〜４何れかに記載の積層構造において、
   接着構造層には、粘着剤が形成され、更に最下層には粘着剤を保護するための保護基材が形成されたことを特徴とする積層構造。
   

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