光學(xué)效應(yīng)涂層的制作方法
【專利說(shuō)明】光學(xué)效應(yīng)涂層
[0001] 經(jīng)常需要產(chǎn)生帶有條件依賴性圖像的物品，其為具有在普通照明條件下觀測(cè)時(shí)具 有均勻外觀但在某些特定的照明和/或觀測(cè)條件下具有不均勻外觀的表面的物品。舉例來(lái) 說(shuō)，有時(shí)需要具有平坦表面的物品，所述平坦表面在漫射照明條件下似乎像均勻、無(wú)特征表 面，并且在通過單個(gè)光源將其照亮并且從接近光源的有利點(diǎn)觀察時(shí)似乎具有圖像。所述物 品可以用作例如僅在其所需的條件下可見的警告標(biāo)志。作為另一實(shí)例，此類物品可以攜有 在普通條件下將不影響其外觀但在特定的照明和觀測(cè)條件下將可見的識(shí)別標(biāo)記;此類識(shí)別 標(biāo)記可以提供一種易于從假冒仿制品區(qū)分物品的方法。
[0002] US 3,801，183描述一薄片材料，其具有在普通漫射光觀察條件下實(shí)質(zhì)上不可區(qū)分 但在逆反射觀察條件下可明顯地區(qū)分的逆反射圖例區(qū)域和逆反射背景區(qū)域。通過US 3， 801，183描述的薄片材料包括至少1.8折射率的玻璃微球單層，其具有與微球的后表面光學(xué) 接觸的部分透光的鏡子。
[0003] 需要提供一種具有條件依賴性圖像的物品。在此類物品含有球狀珠粒時(shí)，令人希 望的是條件依賴性圖像的存在不需要所述任何鏡子或其它反射性物件接觸或非常接近于 個(gè)別珠粒。獨(dú)立地，還令人希望的是物品的構(gòu)造不需要專門的制造技術(shù)但僅需要普通的涂 覆涂層的技術(shù)。獨(dú)立地，還令人希望的是，物品的構(gòu)造不需要以任何特定的配置如部分嵌入 或如將珠粒配置在單層中來(lái)放置珠粒。
[0004] 所述物品在其表面上可以具有涂層。令人希望的是，此類涂層是透明的（即，具有 極少或不具有渾濁度或不透明度）。所述涂層經(jīng)常具有折射率是1.4到1.7的連續(xù)聚合粘合 劑。所述涂層還經(jīng)常具有一種或多種呈現(xiàn)為分布于連續(xù)聚合粘合劑中的離散粒子的成分， 需要的是所述離散粒子的折射率在值上接近于聚合粘合劑的折射率，以減少渾濁度和/或 不透明度。
[0005] 以下為本發(fā)明的陳述。
[0006] 本發(fā)明的第一方面是一種具有條件依賴性圖像的物品，所述物品包含
[0007] (a)具有表面的襯底，
[0008] (b)在襯底的表面上，包含多個(gè)具有重量平均直徑的珠粒的透明涂層的一個(gè)或多 個(gè)層，
[0009]其中在所述襯底的表面上存在第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中第一區(qū)域的所述透明涂 層的所有層的總厚度是T1，其中第二區(qū)域的所述透明涂層的所有層的總厚度是T2,其中T1 與T2之間的差等于或大于所述多個(gè)珠粒的重量平均直徑，
[0010]其中所述珠粒是球狀的，
[0011]其中所述珠粒不含有空隙，
[0012] 其中所述珠粒包含有機(jī)聚合物，并且
[0013] 其中所述珠粒的折射率是1.4到1.65。
[0014] 本發(fā)明的第二方面是一種生產(chǎn)具有條件依賴性圖像的物品的方法，所述方法包含
[0015] (A)提供具有表面的襯底
[0016] (B)將涂層組合物CB的層LB的區(qū)域AB涂覆于襯底的表面上，隨后干燥所述層LB或 使得所述層LB干燥，其中在干燥時(shí)涂層組合物CB形成透明涂層，
[0017] (C)隨后將涂層組合物CC的層LC的區(qū)域AC涂覆于襯底的表面上，以使得區(qū)域AB與 區(qū)域AC重疊，隨后干燥層LC或使得所述層LC干燥，其中在干燥時(shí)涂層組合物CC形成透明涂 層，
[0018] 其中所述涂層組合物CB和所述涂層組合物CC中的每一種獨(dú)立地包含粘合劑和多 個(gè)具有重量平均直徑的珠粒，
[0019] 其中在所述襯底的表面上存在第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中第一區(qū)域的所述透明涂 層的所有層的總厚度是T1，其中第二區(qū)域的所述透明涂層的所有層的總厚度是T2,其中T1 與T2之間的差大于所述多個(gè)珠粒的重量平均直徑，
[0020] 其中所述珠粒是球狀的，
[0021] 其中所述珠粒包含有機(jī)聚合物，并且
[0022] 其中所述珠粒的折射率是1.4到1.65。
[0023] 本發(fā)明的第三方面是一種產(chǎn)生圖像的方法，其包含
[0024] A提供第一方面的光學(xué)效應(yīng)物品，
[0025] B用單個(gè)、非擴(kuò)展光源照射所述物品的表面，其中所述光源處于穿過所述光源的中 心和所述表面的中心的線L1上，
[0026] C與步驟B同時(shí)存在，從以下觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)所述表面:在與所述光源相同的所述表面 側(cè)面上并且處于穿過所述觀察點(diǎn)和所述表面的中心的線L2上，其中所述線L1與所述線L2之 間的角度是10度或小于10度。
[0027]以下為附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明。
[0028] 圖1展示本發(fā)明的物品的截面，其中襯底1涂布有透明涂層的兩個(gè)層:層2和層3。珠 粒4經(jīng)展示分散于涂層中。出于清楚起見，在圖式中珠粒的大小已被放大。在圖1中，層3處于 層2的頂部上并且延伸到超出層2邊界的側(cè)面。
[0029] 圖2展示本發(fā)明的物品的截面，其中襯底5涂布有透明涂層的三個(gè)層:層6、層7和層 8。珠粒9經(jīng)展示分散于涂層中。出于清楚起見，在圖式中珠粒的大小已被放大。層6中的一部 分未通過透明涂層的任何其它層覆蓋。層7處于層6的頂部上，并且層7的某一部分未通過透 明涂層的任何其它層覆蓋。層8處于層7的頂部上。
[0030] 圖3展示本發(fā)明的物品的截面，所述本發(fā)明的物品包含襯底35、一層透明涂層36和 處于層36的頂部上的透明涂層不連續(xù)層37。點(diǎn)313是物品的中心。展示非擴(kuò)展光源10,并且 展示觀測(cè)點(diǎn)11。虛擬線12將中心點(diǎn)313連接到光源10。虛擬線13將中心點(diǎn)313連接到觀測(cè)點(diǎn) 11。虛擬線38垂直于線13,并且線38與線12交叉。
[0031 ]圖4展示本發(fā)明的物品20的俯視圖。圖4展示本文中在以下實(shí)例1中所描述的物品 的配置。一層透明涂層14呈具有相對(duì)厚的側(cè)面和未經(jīng)涂布的內(nèi)部的三角形狀涂覆到襯底。 隨后透明涂層涂覆到襯底的整個(gè)頂部表面，包括覆蓋層14。隨后透明涂層涂覆襯底的頂部， 以襯底的左側(cè)和右側(cè)、襯底的底部邊緣和虛擬線15為界。隨后透明涂層涂覆到襯底的頂部， 以襯底的左側(cè)和右側(cè)、襯底的底部邊緣和虛擬線16為界。隨后透明涂層涂覆到襯底的頂部， 以襯底的左側(cè)和右側(cè)、襯底的底部邊緣和虛擬線17為界。隨后透明涂層涂覆到襯底的頂部， 以襯底的左側(cè)和右側(cè)、襯底的底部邊緣和虛擬線18為界。虛擬線19是沿它展示圖5中的截面 的線。
[0032] 圖5是物品20的截面，所述物品20的俯視圖展示于圖4中。所示有襯底21和透明涂 層的連續(xù)層:層21、層22、層23、層24、層25和層26。
[0033] 圖6-11是本文中以下實(shí)例部分中所描述的經(jīng)涂布襯底的照片。根據(jù)本發(fā)明制備配 制品（"形式"）A、B和C;配制品C-CC是比較例。在相機(jī)上光源是漫射或閃光單元。
[0035]以下是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0036] 如本文中所使用，除非上下文另作明確指示，否則以下術(shù)語(yǔ)具有所指定的定義。
[0037] "涂層組合物"是經(jīng)設(shè)計(jì)以作為層涂覆于襯底的表面上的液體組合物。涂層組合物 含有一種或多種額外成分溶解或分散于其中的連續(xù)液體介質(zhì)。一層涂層組合物涂覆到表面 后，將液體介質(zhì)蒸發(fā)或使其汽化，并且剩余成分據(jù)稱在表面上形成"涂層"。涂層組合物含有 一種或多種粘合劑;粘合劑是形成粘附到襯底的表面并且粘附到涂層中的其它成分的固體 的組合物。
[0038] 如果組合物在25°C下處于液體狀態(tài)，那么其在本文中稱為液體。
[0039]如果涂層符合以下標(biāo)準(zhǔn)，那么涂層在本文中稱為"透明的"：通過CIE_L*A*BH平估 使用累計(jì)球D65-10°觀測(cè)器、排除鏡面反射條件識(shí)別并且測(cè)量不透明襯底(ASTM D2244- 11)。襯底的L*、a*和b*值對(duì)應(yīng)地是LS*、aS*和bS*。隨后將涂層涂覆到襯底并且再次測(cè)量L*、 a*和b*值，并且結(jié)果是LC*、aC*和bC*。如果Δ E小于2.0，那么涂層稱為透明的，其中Δ E = SQRT ((LS*-LC*) 2+ (aS*-aC*) 2+(bS*-bC*)2)。
[0040] 如果如通過ASTM D2805-11使用38微米（1.5密耳）伯德（bird)涂覆器和萊尼塔 (Leneta)5C不透明度卡片所測(cè)量，涂層的對(duì)比率大于0.2,那么涂層在本文中稱為"不透明 的"。
[0041] 如本文中所使用，"聚合物"是由較小化學(xué)重復(fù)單元的反應(yīng)產(chǎn)物組成的相對(duì)大的分 子。聚合物可具有直鏈、分支鏈、星形、環(huán)形、超支化、交聯(lián)或其組合的結(jié)構(gòu);聚合物可具有單 個(gè)類型的重復(fù)單元（"均聚物"）或其可具有一種以上類型的重復(fù)單元（"共聚物"）。共聚物可 具有隨機(jī)配置、依序配置、嵌段配置、其它配置或其任何混合物或組合的不同類型的重復(fù)單 元。聚合物具有1，〇〇〇或大于1，〇〇〇的重量平均分子量。完全交聯(lián)的聚合物在本文中視為具 有無(wú)限分子量。
[0042]如本文中所使用，"聚合物的重量"意指聚合物的干重。
[0043]可以彼此反應(yīng)以形成聚合物的重復(fù)單元的分子在本文中已知為"單體"。因此形成 的重復(fù)單元在本文中已為單體的"聚合單元"。
[0044]有機(jī)聚合物是所有聚合單元是單體的單元的聚合物，所述單體是有機(jī)化合物。有 機(jī)化合物是除了相對(duì)少量的碳化合物(一般被視為是無(wú)機(jī)的）外含有碳原子的化合物。一般 被視為無(wú)機(jī)的是例如二元化合物(如碳氧化物和二硫化碳）、三元化合物(如金屬氰化物、羧 基金屬、光氣和羰基硫化物)和金屬碳酸鹽(如碳酸鈣和碳酸鈉）。
[0045]
其中R1、R2、R 3和R4中的每一個(gè)獨(dú)立地為氫、 鹵素、脂肪族基(例如烷基）、經(jīng)取代的脂肪族基、芳基、經(jīng)取代的芳基、另一經(jīng)取代或未經(jīng)取 代的有機(jī)基團(tuán)或其任何組合。
[0046] -些合適的乙烯基單體包括例如苯乙稀、經(jīng)取代的苯乙稀、二稀、乙稀、其它稀經(jīng)、 二烯、乙烯衍生物以及其混合物。乙烯衍生物包括例如以下的未經(jīng)取代或經(jīng)取代型式:經(jīng)取 代或未經(jīng)取代的烷酸的乙烯酯（包括例如乙酸乙烯酯和新癸酸乙