JP2009142996A - 転写箔、その転写方法および転写物 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、認証媒体、商品券、株券等の有価証券媒体などに適用する偽造防止技術に関し、分子配向を起因とする破断抵抗異方性を示す材料を含む転写箔において、分子配向方向を工夫することにより、剥離時にかかる抵抗を分散し、転写欠けやバリを軽減し、作業性が安定した転写箔、その転写方法および転写物を提供することを課題とする。
【解決手段】基材上に、少なくとも、分子配向層と接着層を順次積層してなり、該分子配向層と接着層が該基材から剥離可能であることを特徴とする転写箔、その転写方法および転写物である。
【選択図】図２

Description

本発明は、物品を真製品と非真製品との間で判別に用いる転写箔、その転写方法および転写物に関する。

キャッシュカード、クレジットカードおよびパスポートなどの認証媒体並びに商品券及び株券などの有価証券媒体などには、偽造が困難であることが望まれる。そのため、従来から、そのような媒体には、その偽造を抑止すべく、偽造が困難なラベルが貼り付けられている。

また、近年では、認証媒体及び有価証券媒体以外の物品についても、偽造品の流通が問題視されている。そのため、このような物品に、認証媒体及び有価証券媒体に関して上述した偽造防止技術を適用する機会が増えている。

偽造防止技術は、オバート技術とコバート技術とに分類することができる。オバート技術は、一般のユーザが物品への適用を容易に認めることができ且つ容易に真偽判定をすることができる偽造防止技術である。代表的なオバート技術では、ホログラムなどの回折構造または、Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｎｋ（ＯＶＩ）などの多層干渉膜を利用する。

コバート技術は、物品への適用が一般のユーザに分かりにくく、物品へのコバート技術の適用を知っている特定のユーザのみが真偽判定できることを狙った偽造防止技術である。代表的なコバート技術では、蛍光印刷又は万線モアレを利用する。

特許文献１には、他のコバート技術が記載されている。このコバート技術では、反射層と光配向膜と光硬化型液晶層の組合せにより、潜像を出現させる技術が紹介されている。

この技術を転写箔として用いる場合には、基材の上に剥離保護層、分子配向層、接着層の順に形成する。セキュリティ印刷分野で転写箔は、薄膜として被転写体に転写されるため、再剥離しようとすると崩れるため貼替えができない。そのため、一般的にはセキュリティ性が高いと考えられており、頻繁に利用される。

また、転写箔は、ストライプ状にロール転写する他に、スポット状にホットスタンピングするのが一般的である。スポットで転写される場合には、剥離時にスタンパーの輪郭形状に剥離保護層から接着層までが破断するが、剥がし始めでは、剥離抵抗と破断抵抗が同時にかかり、接着層の接着力が及ばず転写欠けを起こすことがある。剥がし終わりでは、破断抵抗が剥離抵抗を上回った場合には、バリが発生することがある。また、転写機内で、剥離時に大きな抵抗がかかると、被転写体の破れ、箔の蛇行などが問題になることがある。

特に、液晶のような配向性樹脂を用いた場合には、破断抵抗に異方性が発生するため、その配向方向に注意が必要となる。

下記に公知文献を記す。
特開平８−４３８０４号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、分子配向を起因とする破断抵抗異方性を示す材料を含む転写箔において、分子配向方向を工夫することにより、剥離時にかかる抵抗を分散し、転写欠けやバリを軽減し、作業性が安定した転写箔、その転写方法および転写物を提供することを課題とする。

上記課題の解決手段として、まず、請求項１に係る発明は、基材上に、少なくとも、分子配向層と接着層を順次積層してなり、該分子配向層と接着層が該基材から剥離可能であることを特徴とする転写箔である。

また、請求項２に係る発明は、前記分子配向層と接着層との間に回折構造形成層を形成してなることを特徴とする請求項１記載の転写箔である。

また、請求項３に係る発明は、前記回折構造形成層と接着層との間に全面もしくはパターン状の反射層を形成してなることを特徴とする請求項２記載の転写箔である。

また、請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の転写箔の転写方法であって、
転写形状の輪郭部分の少なくとも一部において、前記分子配向層の分子配向方向と、剥離方向が平行とならないように転写箔を剥離することを特徴とする転写方法である。

また、請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の転写箔の転写方法であって、
転写形状の輪郭部分の少なくとも一部において、前記分子配向層の分子配向方向と、剥離方向とが成す角度が４５°以上９０°以下の範囲の角度を満たすように転写箔を剥離することを特徴とする転写方法である。

また、請求項６に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の転写箔の転写方法であって、
転写形状の輪郭部分の少なくとも一部において、前記分子配向層の分子配向方向と、剥離方向とが直交するように転写箔を剥離することを特徴とする転写方法である。

また、請求項７に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の転写箔の転写方法によって転写されたことを特徴とする転写物である。

本発明によると、破断抵抗に異方性を生じる分子配向層の配向方向をコントロールすることにより、剥離時にかかる抵抗を分散し、転写欠けやバリを軽減し、作業性が安定した転写箔、その転写方法および転写物を提供することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の転写箔の転写を説明する概要断面図である。図２は、転写箔の転写における欠け・バリの発生を説明する概要平面図である。図３は、本発明の転写箔の一例を示す平面図である。図４は、図３のIII−III’における断面図である。図５は、本発明の転写箔を被転写用紙に転写した転写物の概要平面図である。図６は、本発明の転写物に偏光子を重ねて潜像が可視化された状態を示す平面図である。

本発明の転写箔は、基材上に、少なくとも、分子配向層と接着層を順次積層してなり、
該分子配向層と接着層が該基材から剥離可能であることを特徴とする。

図４で示すように、本発明の一実施例としての転写箔４０は、基材４１上に、少なくとも、分子(液晶)配向層４３と接着層４７を順次積層してなり、さらに、前記分子配向層４３と接着層４７との間に回折構造形成層４４をまた前記回折構造形成層４４と接着層４７との間に全面もしくはパターン状の反射層４５を形成することもできる。ここで、本発明では、剥離保護層４２を設けることが好ましい。

本発明における基材４１としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミドなどからなるフィルムを用いることができる。剥離抵抗を調節するため、転写後、基材側に残る離型層を設けても良い。離型層に用いる材料は、メラミンやイソシアネートを硬化剤に用いた熱硬化性樹脂、アクリルレートやエポキシ樹脂を用いたＵＶ・ＥＢ硬化性樹脂が一般的であり、離型剤としてフッ素系、シリコン系のモノマー、ポリマーが添加される。

本発明における剥離保護層４２としては、上記基材もしくは離型層から安定に剥がれるとともに、転写後、最表面に位置する層となるため、使用目的に応じた表面保護性能が必要となる。剥離層に用いる材料は、アクリル、スチレン、硝化綿、酢酸セルロースなどの熱可塑性樹脂の他、ＵＶ硬化型アクリル、焼き付け型メラミン樹脂などの硬化系樹脂を用いることができる。これら性能を満たす樹脂をグラビアコータ、マイクログラビアコータ、ロールコータなどを用いて基材に設ける。上記樹脂にポリエチレンワックスやステアリン酸亜鉛などの滑剤を添加することにより、耐摩耗性が向上するため、添加してもよい。

本発明における分子配向層４３は、全面を１方向に、もしくは領域毎に２方向以上に配向させた複屈折性層であり、偏光子を通さずに見た場合には透明な層にしか見えないが、偏光子を通して観察した場合、潜像を出現させる層である。

上記の分子配向層を形成する材料としては、メソゲン基の両端にアクリレートを設けた光硬化型液晶モノマーを塗布する。電子線（ＥＢ）もしくは紫外線（ＵＶ）で硬化させた高分子液晶や、ポリマー主鎖にメソゲン基を提げた高分子液晶、分子主鎖自体が配向する液晶性高分子を用いることができる。これら液晶は、塗布後、ＮＩ点の少し下の温度で熱処理し、配向を促進することができる。

液晶を１方向に配向させる方法としては、延伸フィルムの分子配向に沿わせる方法、光配向法、ラビング配向法などを用いることができる。

光配向法とは、基板上の膜に偏光などの異方性を有する光を照射もしくは非偏光光を斜めから照射し、膜内の分子の再配列や異方的な化学反応を誘起する方法で、膜に異方性を与え、これによって液晶分子が配向することを利用したものである。光配向のメカニズムとしては、アゾベンゼン誘導体の光異性化、桂皮酸エステル、クマリン、カルコンやベンゾフェノンなどの誘導体の光二量化や架橋、ポリイミドなどの光分解などがある。

また、ラビング法は、基板上にポリマー溶液を塗布して作製した配向膜を布で擦る方法で、擦った方向に配向膜表面の性質が変化し、この方向に液晶分子が並ぶという性質を利用したものである。配向膜には、ポリイミド、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などが用いられる。

液晶を領域毎に２方向以上に配向させた分子配向層は、２方向に液晶が配向するように形成した配向膜の上に、液晶をコーティングすることにより、作製可能である。２方向に
液晶が配向するように配向膜を形成するには、光配向法もしくはラビング配向法を用いることができる。

光配向法を用いる場合は、適当な波長帯域の偏光光もしくは斜めからの非偏光光によるフォトマスクを通したパターン露光の後、未露光部を処理するため方向を変えて露光することにより、２方向に液晶を配向させる配向膜を形成することができる。

また、基材上に塗布した配向剤の全面を布でラビングし、部分的にマスクを掛け、再び方向を変えて布で擦った後、マスクを除去することにより、２方向に液晶を配向させる配向膜を形成することができる。

これら配向膜を形成する方法としては、グラビアコーティング法、マイクログラビアコーティング法など公知の手法を用いることができる。

また、１方向もしくは２方向に配向した分子配向層は、光配向法やラビング法により、配向膜自身が配向性を持つものなども利用でき、作製方法は問わない。また、配向膜や分子配向層から剥離する場合には、剥離保護層を省略する。

複屈折性物質とは、透明な複屈折性を有する材質である。複屈折とは、物質の屈折率が光軸方向によってことなることで、複屈折を持つ物質に光を入射した時、異常光線ｅ（屈折率：ｎｅ）と常光線ｏ（屈折率：ｎｏ）の間で位相差を生じる現象である。これら光軸の違いは、偏光フィルムを通さない目視で判別できない。

この異常光線と常光線の屈折率の差は、複屈折率Δｎと呼ばれ、次の式で表される。

Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ
また、位相差値δは、複屈折性物質を通過する層厚ｄに比例し、次の式で表される。

δ＝Δｎ・ｄ
即ち、位相差値は、膜厚比例する。更に反射層を用いる場合は、反射前後で２回複屈折性物質を通るため、位相差値が２倍となる。

位相差値が透過光の波長λの半分（λ／２）のとき、複屈折性物質の異常光軸と偏光光の偏光面がなす角度がθの時、偏光面を２θ回す性質を持つ。よって、θ＝４５°の時、偏光面が９０°回転する。

反射層の上にλ／４の位相差値を持つ位相差子を形成し、偏光フィルムを重ねた場合、偏光フィルムの透過光軸と位相差子の異常光軸がなす角度が４５°の時、偏光フィルムを透過した光が、９０°回転して偏光フィルムに戻ってくるとき、透過できないため、暗部となる。また、偏光フィルムの透過光軸と位相差子の異常光軸がなす角度が０°の時、偏光フィルムを透過した光が、そのまま戻ってくるため、偏光フィルムが透過できるため、明部となる。即ち、偏光フィルムを通した時、潜像が現れる。

回折構造形成層４４を設ける場合は、分子配向層の上下どちらに設けても良い。回折構造形成層は、加熱した回折構造版を押し付けたとき、型取りしやすい材料であり、さらに、反射層加工時の熱や、転写時の熱圧で回折構造が崩れにくい材料で設ける。

回折構造としては、ホログラムおよび回折格子を用いることができる。ホログラムは、光学的な撮影方法により微細な凹凸パターンからなるレリーフ型のマスター版を作製し、次に、このマスター版から電気メッキ法により凹凸パターンを複製したニッケル製のプレ
ス版を作製し、そして、このプレス版によりホログラムを形成する層上に加熱押圧するという方法により大量複製が行わる。

このタイプのホログラムはレリーフ型ホログラムと称されている。また、回折格子を用いたものは、このような実際のものを撮影するホログラムとは異なり、微少なエリアに複数種類の単純な回折格子を配置して画素とし、グレーティングイメージ、ドットマトリックス（ピクセルグラム等）と呼ばれる画像を表現するものである。このような回折格子を用いた画像は、レリーフ型ホログラムと同様な方法で大量複製が行われる。

本発明の転写箔に、反射層を設けても良い。反射層は、潜像の反射層と、回折構造画像の反射層を兼ねてもよい。また、別々に設けてもよい。

本発明における反射層４５は、金属もしくは高屈折率セラミックスを用いることができる。金属としては、Ａｌ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属のほかにインコネル、青銅、アルミ青銅などの合金を用いることができる。また、セラミックスとしては、ＴｉＯ₂、ＺｎＳ、Ｆｅ₂Ｏ₃などの高屈折率材料をもちいることができる。これら材料を蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどを用いて１０ｎｍから１００ｎｍ程度でコーティングする。これら反射層を形成する加工は、加工面に対して熱的な負荷をかける。よって、加工を施す表面は、耐熱性が求められるため、不適当な材料が最表面に来ているときには、マイクログラビアやダイレクトグラビア法などのウェットコーティングを用いて、表面を改質した後、前記反射層を設けることが望ましい。

反射層をパターンで設ける場合、即ち、反射層のない部分（１２）と反射層のある部分（１３）により絵柄を形成するには、水洗シーライト加工、エッチング加工、レーザ加工などを用いることができる。

水洗シーライト加工は、基材上に水洗インキをあらかじめネガパターンで印刷しておき、反射層を全面に形成し、水洗インキを水で洗い流すと同時に反射層を取り除くことによりパターン状の金属薄膜を形成する方法である。

また、エッチング加工は、反射層を形成し、マスキング剤をポジパターンで印刷し、マスキングされていない部分を腐食液を用いて腐食することにより取り除くことによりパターン状の金属薄膜を形成する方法である。このエッチング法は、反射層を腐食するのに適当な腐食液がない場合には、用いることができない。

また、レーザ加工は、基材上に反射層を形成し、部分的に強いレーザを当てて除去することによりパターン状の金属薄膜を形成する方法である。用いるレーザとしては、Ｎｄ：ＹＡＧ、ＣＯ₂ガスレーザが一般的である。

また、本発明の転写箔には、偏光層をいずれかの層間に設けることができる。ここで記述する偏光層は、自然光から特定の偏光成分を分離する能力を持つ層であり、２色性染料を配向させた吸収軸方向の光を吸収し、透過軸方向の光を透過して偏光を分離する層、コレステリック液晶を配向させ、片側の円偏光を反射させ、もう一方を透過させることにより、偏光を分離する層である。

本発明における接着層４７は、熱をかけたとき粘着性が現れる感熱接着剤を用いる。接着層は、これら性能を満たす樹脂をグラビアコータ、マイクログラビアコータ、ロールコータなどを用いて基材に設ける。用いることができる材質としては、アクリル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、エポキシ、ＥＶＡなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。また、接着層に着色することにより、セラミックスの反射層やパターンの反射層を用いた場合には、潜像および回折構造による画像による絵柄の視認性が向上することがある。

次に、本発明の転写箔の転写方法について説明する。転写方法は、アップダウン方式によるスポット転写もしくはロール転写方式によるストライプ転写方式により転写用紙に転写箔を転写する。転写用紙は、紙のほか、樹脂フィルム、金属板、ガラス板などシート状のものであれば特に問わず、用いることができる。なお、転写箔に反射層もしくは偏光層を設けない場合、被転写用紙側に反射層もしくは偏光層を設けることができる。

本発明の転写箔を転写するには、アップダウン方式の転写機を用いる。アップダウン方式の転写機は、図１に示すように台座（１２）の上に設置した被転写用紙（１４）に、転写箔（１３）を接着層側から重ね、加熱したホットスタンプ（１１）により加圧することによりホットスタンプの形状に、接着層を軟化させ、被転写用紙（２１）に接着させた後、被転写用紙に剥離、転写する。

剥離は、箔の巻取り側である剥離開始側（２４）から剥離し始めるが、この部分では、接着層により被転写用紙（１４）に接着した部分を基点に、剥離層から接着層までを破断させる破断抵抗ＲＳ（１５）と剥離層が基材から剥がれる際の剥離抵抗ＲＲ（１６）の和が、同時にかかる。これが接着力ＦＡ（２４）を上回ると欠けの原因となる。即ち、下記式［１］であれば、欠けなく転写できる。

ＲＳ＜ＦＡ−ＲＲ・・・・・・［１］
また、剥離中央（２５）では、接着力ＦＡが剥離抵抗ＲＲを上回れば安定に転写できる。即ち、下記式［２］であればよい。

ＦＡ＞ＲＲ・・・・・・［２］
さらに、箔の巻き出し側である剥離終了側（２５）では、破断抵抗ＲＳ（１８）が剥離抵抗ＲＲ（１９）より大きい場合には、ホットスタンプによる転写形状通りに箔が切れず、バリが発生する。即ち、下記式［３］であれば、バリ無く転写ができる。

ＲＳ＜ＲＲ・・・・・・［３］
分子配向性を持つ材料では、一般に配向方向の破断抵抗ＲＰは、分子配向に直行する破断抵抗ＲＣと比べると大きい。これは、配向方向は共有結合により強く結合しているのに対し、分子配向に直行する方向は、ファンデルワールス力により弱く結合しているためである。即ち、下記式［４］で表される。

ＲＰ＞ＲＣ・・・・・・［４］
よって、剥離開始側（２４）と剥離終了側（２６）の破断抵抗ＲＳは、剥離方向と分子配向方向が成す角度をθとした時、下記式［５］で表される。

ＲＳ＝ＲＰＳｉｎθ＋ＲＣＣｏｓθ・・・・・・［５］
これら式［４］、式［５］から、θ＝９０°の時、欠けやバリが起こりにくく、剥離時にかかる抵抗も少なく、転写機内での被転写用紙の搬送不良、破れを防ぎ、転写箔の蛇行による位置暴れが改善される。θは、０に近づくほど前記の不具合を起こしやすくなる。よって、θは０°以外、４５以上９０°以下の範囲がより好ましく、９０°が更に好ましい。

転写方法が、ロール転写の場合でも同様に、転写箔の転写し始め、転写し終わりの部分で、それぞれ、欠け、バリが軽減でき、作業性を向上できる。

厚さが１６μｍのＰＥＴフィルム基材（４１）上に、光配向剤ＩＡ−０１（大日本インキ化学工業株式会社製）を０．１μｍの厚さでマイクログラビアコーティング法を用いて、コーティングし剥離保護層兼光配向膜（４２）として形成した。波長が３６５ｎｍの直線偏光を用いて、偏光光の方向が剥離方向に垂直および垂直になるように、１Ｊ／ｃｍ２の照度で全面を露光した後、それぞれを偏光の方向を４５°回してフォトマスクを通して１Ｊ／ｃｍ²パターン露光した。このフィルムにＵＶキュアラブル液晶ＵＣＬ−００８（大日本インキ化学工業株式会社製）を０．８μｍの厚さでマイクログラビアコーティング法を用いて塗布し、熱風で１分間液晶を配向させ、窒素ガス雰囲気下で０．５ｍＪの照度で硬化し、液晶配向層（４３）を得た。

さらに、アクリルポリオールとイソシアネートからなる回折構造形成層（４４）をマイクログラビアコーティング法で塗布し、回折構造を形成した版で加熱エンボスをかけて、回折構造画像（３３）を形成した後、アルミニウムを５０ｎｍの厚さで蒸着し、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体からなるマスク層（４６）をグラビア印刷で１μｍの厚さで設けた。

続いて、５０℃１．５重量％の苛性ソーダ水溶液中で、１０秒間エッチングを行い、パターンの反射層（３２、４５）を形成し、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体よりなる接着層（４７）を２μｍの厚さでコーティングし、転写箔（３０、４０）を得た。

得られた転写箔をそれぞれ被転写用紙に転写機（ギーツ製）を用いて転写形状（３１）のホットスタンプを用いて転写部分（５１）を転写し、転写物（５０）を得た。剥離方向に対して、垂直に配向させた転写箔は、欠け、バリなく転写できた。剥離方向に対して、平行に配向させた転写箔では、バリが発生した。また、剥離が重く、箔が蛇行し、転写位置が暴れた。転写物の転写部分に偏光子（６３）を重ねると、液晶の配向に従った潜像がそれぞれ現れ、偏光子を回転させると４５°毎に潜像のポジとネガが反転した。

本発明の転写箔の転写を説明する概要断面図である。 転写箔の転写における欠け・バリの発生を説明する概要平面図である。 本発明の転写箔の一例を示す平面図である。 図３のIII−III’における本発明の転写箔の断面図である。 本発明の転写箔を被転写用紙に転写した転写物の概要平面図である。 本発明の転写物に偏光子を重ねて潜像が可視化された状態を示す平面図である。

符号の説明

１１ ホットスタンプ
１２ 台座
１３、２２、３０ 転写箔
１４、２１ 被転写用紙
１５、１８ せん断抵抗
１６、１９ 剥離抵抗
１７ 接着力
２３、３１ 転写形状
２４ 剥離開始側
２５ 剥離中央
２６ 剥離終了側
３２、４５ 反射層
３３ 回折構造画像
３４ 偏光潜像画像
４１ 基材
４２ 剥離保護層（光配向膜）
４３ 液晶配向層
４４ 回折構造形成層
４６ マスク層
４７ 接着層
５０、６０ 転写物
５１ 転写部分
５２、６２ 被転写用紙
６１ 潜像画像
６３ 偏光子
ＲＰ 液晶配向方向の破断抵抗
ＲＣ 液晶配向と直行方向の破断抵抗
θ 液晶配向方向と剥離方向の成す角度

Claims (7)

1. 基材上に、少なくとも、分子配向層と接着層を順次積層してなり、該分子配向層と接着層が該基材から剥離可能であることを特徴とする転写箔。
2. 前記分子配向層と接着層との間に回折構造形成層を形成してなることを特徴とする請求項１記載の転写箔。
3. 前記回折構造形成層と接着層との間に全面もしくはパターン状の反射層を形成してなることを特徴とする請求項２記載の転写箔。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の転写箔の転写方法であって、
   転写形状の輪郭部分の少なくとも一部において、前記分子配向層の分子配向方向と、剥離方向が平行とならないように転写箔を剥離することを特徴とする転写方法。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の転写箔の転写方法であって、
   転写形状の輪郭部分の少なくとも一部において、前記分子配向層の分子配向方向と、剥離方向とが成す角度が４５°以上９０°以下の範囲の角度を満たすように転写箔を剥離することを特徴とする転写方法。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の転写箔の転写方法であって、
   転写形状の輪郭部分の少なくとも一部において、前記分子配向層の分子配向方向と、剥離方向とが直交するように転写箔を剥離することを特徴とする転写方法。
7. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の転写箔の転写方法によって転写されたことを特徴とする転写物。