JP7098860B2 - 光学効果層を作製するための装置および方法 - Google Patents
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Description
a)第1のブロック(A)であって、a1)磁場ガイド固定子コア(1c)の軸線を中心として円形に配置されたn個の環状スロットに配置されたn個のマグネットワイヤコイル(1b)を備える固定子を取り付けられたホルダ(1a)を備える、第1のブロック(A)と、
b)第2のブロック(B)であって、
b1)ケーシング(4)と、
b2)回転子円板(3b)の一方の面内または面上に円形に配置された交互の極性のm個の永久磁極(3a)を備える回転子であって、前記m個の永久磁極(3a)が、回転子保護プレート(2)の方を向く、回転子と、
b3)回転子保護プレート(2)、好ましくはチタン回転子保護プレート(2)であって、前記回転子保護プレート(2)が、回転子(3a+3b)を覆う、回転子保護プレート(2)と、
b4)回転子によって駆動される永久磁石アセンブリ(PMA)(5)であって、前記永久磁石アセンブリ(PMA)(5)が、回転子円板(3b)の他方の面上に配置され、固定子(1b+1c)と回転子(3a+3b)とが一緒にブラシレスDC(BLDC)モータとして作用する、永久磁石アセンブリ(PMA)(5)と、
を備える、第2のブロック(B)と、
を備え、
nは3の倍数であり、mは2の倍数であり、n/mが、3/2、3/4、6/4、6/8、9/8、9/10、12/10、または12/14であることを条件とし、
第1のブロック(A)が、回転磁気配向シリンダ(RMC)またはフラットベッド(FB)磁気配向印刷ユニットの基部に着脱可能に固定されるように構成され、
第2のブロック(B)が、第1のブロック(A)に着脱可能に固定される、光学効果層(OEL)を作製するための装置が提供される。
i)磁性または磁化可能顔料粒子を含む湿潤コーティングまたは層を支持する基材を用意するステップと、
ii)本明細書に記載の装置を用意するステップ、または本明細書に記載され、かつ本明細書に記載の装置のうちの1つ以上を備える回転磁気配向シリンダ(RMC)もしくはフラットベッド(FB)磁気配向印刷ユニットを用意するステップと、
iii)本明細書に記載の回転子(3a+3b)と本明細書に記載の固定子(1b+1c)との組み合わせ作用を通して本明細書に記載の永久磁石アセンブリ(PMA)(5)をスピン回転させることによって生成された時間依存方向可変磁場に、磁性または磁化可能顔料粒子を含む湿潤コーティングまたは層を曝して、磁性または磁化可能顔料粒子の少なくとも一部を配向させる、ステップと、
iv)磁性または磁化顔料粒子を含むコーティングまたは層を少なくとも部分的に硬化させて、磁性または磁化顔料粒子の少なくとも一部を実質的な配向状態または配向状態に固定する、ステップと、
を含む。
i)磁性または磁化可能顔料粒子を含むコーティング組成物を本明細書に記載の基材または本明細書に記載のセキュリティ文書に塗布して、前記磁性または磁化可能顔料粒子を含む湿潤コーティングまたは層を形成する、ステップと、
ii)本明細書に記載の回転子(3a+3b)と本明細書に記載の固定子(1b+1c)との組み合わせ作用を通して永久磁石アセンブリ(PMA)(5)をスピン回転させることによって生成される時間依存方向可変磁場に、湿潤コーティングまたは層を曝して、磁性または磁化可能顔料粒子の少なくとも一部を配向させる、ステップと、
iii)磁性または磁化顔料粒子を含むコーティングまたは層を少なくとも部分的に硬化させて、磁性または磁化顔料粒子の少なくとも一部を実質的な配向状態または配向状態に固定する、ステップと、
を含む方法も記載される。
[032]以下の定義により、本明細書および特許請求の範囲で使用される用語の意味を明確にする。
[046]本発明は、永久磁石アセンブリ(PMA)(5)をスピン回転させることを用いてOELを作製するための特定の装置に関する。本明細書に記載される装置は、印刷装置またはコーティング装置で使用する、またはそれらと一緒に使用する、またはそれらと一部として使用するのに適している。特に、本明細書に記載の装置は、基材に塗布されたコーティング組成物中の磁性もしくは磁化可能顔料粒子を配向するための回転磁気配向シリンダ(RMC)、または同じ目的のフラットベッド(FB)磁気配向印刷ユニットに備えられ得る。
-装置が遠隔位置にある状態で、シートが手動または自動で印刷プラテンの上面に装填され、
-印刷スクリーンをシートの上に置き、コーティング組成物をシートの選択された部分上に塗布して印刷パターンを形成し、
-印刷スクリーンを取り外し、本明細書に記載の本発明の1つ以上の装置を印刷パターンの位置で、印刷プラテンの上面に対して近接位置に移動させ、
-スピン回転永久磁石アセンブリ(PMA)(5)が、湿潤かつ未硬化のコーティングまたは層の磁性または磁化可能顔料粒子を凝集配向させ、
-スピン回転している間、本明細書に記載の1つ以上の装置が、印刷プラテンから遠隔位置に移動し、
-磁性または磁化可能顔料粒子を含む湿潤かつ未硬化のコーティングまたは層を硬化ユニットに曝し、顔料粒子を実質的に配向状態または配向状態で凍結させる。
i)「H」字形のケーシング(4)および蓋(8)を受けるための矩形の凹部(40mm×40mm×12.5mm)を備え、かつ磁場ガイド固定子コア(1c)を受けるための正方形のキャビティ(36.5mm×36.5mm×6mm)を備える、アルミニウム製のホルダ(1a)(外形寸法:60mm×40mm×25mm)と、
ii)純鉄(Armco社製)からフライス削りし、80℃で2時間乾燥させたウレタンラッカーの層で絶縁した、磁場ガイド固定子コア(1c)(36mm×36mm×5mm。図3A~図3Bの詳細を参照)と、磁場ガイド固定子コア(1c)は、円形(直径=25mm)に配置されたn(n=6)個の環状巻線スロット(外径=10mm、内径=5mm、深さ=4mm)と、取り付け用の中央孔と、を備えていた。エナメル処理された0.20mmの自己融着銅線(Distrelec AG社製のPOLYSOL 155 1×02MM HG)のn個(n=6)の巻き数120のマグネットワイヤコイル(1b)を巻き付け、250℃で約2分間の熱風処理によって自立状態に固定し、n個(n=6)の巻線スロットに挿入した。マグネットワイヤコイル(1b)を、三相Y結線方式固定子巻線(u、v、w、u’、v、w’)を形成するように互いに配線し、対向する2つのマグネットワイヤコイル(u、u’)、(v、v’)、(w、w’)を、直径方向に対向する位置で同じ磁極を生成するように互いに電気的に接続した。固定子巻線を、4本のワイヤ(U、V、W、GND)を介して上述のモータドライバに接続した。
iii)12VのDC電源(Texas Instruments社製のDRV11873EVM)で動作するセンサレスBLDCモータドライバと、
iv)中央取付孔(直径10mm)を備え、磁場ガイド固定子コア(1c)の上に配置された、マグネットワイヤコイル(1b)および磁場ガイド固定子コア(1c)を保護する、チタン製の巻線保護プレート(7)(36mm×36mm×0.5mm)と、
v)チタン製で、4つのコーナーピラー(高さ=12.5mm、幅=10mm)を有する一体型の「H」字形ケーシング(4)(図4A~図4B参照)(30mm×30mm×12.5mm)。「H」字形のケーシング(4)は、厚さ2mmであり、「H」字形のケーシング(4)の上面から7mm、底面から3.5mmに位置する水平中央プレートによって区切られた第1のキャビティと第2のキャビティとを備えていた。「H」字形のケーシング(4)は、セラミックボールベアリング(3c)(外径=10mm、内径=5mm、高さ=3mm)を受けるための中央円形孔(直径=10mm)を備えていた。セラミックボールベアリング(3c)をこの孔にエポキシ接着剤で固定した。
vi)「H」字形ケーシング(4)の第1のキャビティを閉鎖するための、チタン製の回転子保護プレート(2)(30mm×30mm×0.5mm)と、
vii)鉄(Armco社製)製で、(図2Aに示すように)M3ねじ孔を有する中央ハブまたは突起を上面に備える回転子円板(3b)(図2A~図2B参照)(直径=30mm、厚さ2mm)であって、回転子円板(3b)が、その下面に、m(m=8)個のキャビティ(直径=7mm、深さ=1.2mm)を備え、m(m=8)個の永久磁極(NdFeB N45円板状の軸方向磁化双極子磁石(3a)(直径=6mm、厚さ=1mm))を交互のN極およびS極で接着し、回転子円板(3b)の八極性NSNSNSNS円形下面を得た。ハブまたは突出部がセラミックボールベアリング(3c)を貫通して突出するように、回転子円板(3b)を「H」字形ケーシング(4)の第1のキャビティに挿入した。
viii)アルミニウム製の3mmの取付孔(直径=30mm、厚さ=2mm)を有し、M3ねじで回転子円板(3b)のハブまたは突出部に固定された、円板状磁石(6)支持体と、
ix)直径方向に磁化されたNdFeB N42円板状双極子磁石(直径=30mm、厚さ=3mm)であり、磁石支持体上に接着された、永久磁石アセンブリ(PMA)(5)と、
x)ホルダ(A)の矩形の凹部に嵌め込まれ、「H」字形のケーシング(4)を収容するための凹部(30mm×30mm×13mm)を有する、PPS(ポリフェニレンサルファイド)製の蓋(8)(40mm×40mm×15mm)。
Claims (14)
- 光学効果層(OEL)を作製するための装置であって、
a)第1のブロック(A)であって、
a1)磁場ガイド固定子コア(1c)の軸線を中心として円形に配置されたn個の環状スロットに配置されたn個のマグネットワイヤコイル(1b)を備える固定子が取り付けられたホルダ(1a)と、
a2)前記n個のマグネットワイヤコイル(1b)の上に配置された巻線保護プレート(7)と
を備える、第1のブロック(A)と、
b)第2のブロック(B)であって、
b1)ケーシング(4)と、
b2)回転子円板(3b)の一方の面内または面上に円形に配置された交互極性のm個の永久磁極(3a)を備える回転子と、
b3)前記回転子(3a+3b)の前記m個の永久磁極(3a)の下に配置された回転子保護プレート(2)であって、前記回転子(3a+3b)を覆っている前記回転子保護プレート(2)、好ましくはチタン回転子保護プレート(2)と、
b4)前記回転子(3a+3b)によって駆動される永久磁石アセンブリ(PMA)(5)であって、前記回転子円板(3b)の他方の面上に配置された永久磁石アセンブリ(PMA)(5)と
を備える第2のブロック(B)と
を備え、
前記第2のブロック(B)の前記回転子保護プレート(2)が、前記第1のブロック(A)の前記巻線保護プレート(7)の上面に配置され、前記巻線保護プレート(7)が、前記回転子保護プレート(2)に着脱可能に組み合わされ、
前記固定子(1b+1c)と前記回転子(3a+3b)とが、一緒にブラシレスDC(BLDC)モータとして機能し、
nは3の倍数であり、mは2の倍数であり、n/mが、3/2、3/4、6/4、6/8、9/8、9/10、12/10、または12/14であることを条件とし、
前記第1のブロック(A)が、回転磁気配向シリンダ(RMC)またはフラットベッド(FB)磁気配向印刷ユニットの基部に着脱可能に固定されるように構成されており、
前記第2のブロック(B)が、前記第1のブロック(A)に着脱可能に固定される、光学効果層(OEL)を作製するための装置。 - 前記回転子円板(3b)と関連付けられたベアリング(3c)をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記ベアリング(3c)が、セラミックボールベアリングである、請求項2に記載の装置。
- 磁石支持体(6)をさらに備え、前記磁石支持体(6)が、前記第2のブロック(B)に備えられ、前記永久磁石アセンブリ(PMA)(5)を支持している、請求項1~3のいずれか一項に記載の装置。
- 蓋(8)をさらに備える、請求項1~4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記ケーシング(4)が、第1のキャビティと第2のキャビティとを有する「H」字形ケーシング(4)である、請求項1~5のいずれか一項に記載の装置。
- 交互極性の前記m個の永久磁極(3a)と前記回転子円板(3b)とを備える前記回転子が、前記「H」字形ケーシング(4)の前記第1のキャビティ内に配置されており、前記永久磁石アセンブリ(5)が、前記「H」字形ケーシング(4)の前記第2のキャビティ内に配置されている、請求項6に記載の装置。
- 回転磁気配向シリンダ(RMC)であって、前記第1のブロック(A)を介して前記回転磁気配向シリンダ(RMC)に取り付けられた、請求項1~7のいずれか一項に記載の1つ以上の装置を備える、回転磁気配向シリンダ(RMC)。
- フラットベッド(FB)磁気配向印刷ユニットであって、前記第1のブロック(A)を介して前記フラットベッド(FB)磁気配向印刷ユニットに取り付けられた、請求項1~7のいずれか一項に記載の1つ以上の装置を備える、フラットベッド(FB)磁気配向印刷ユニット。
- 基材上に光学効果層(OEL)を作製するための、請求項1~7のいずれか一項に記載の装置、請求項8に記載の回転磁気配向シリンダ(RMC)、または請求項9に記載のフラットベッド(FB)磁気配向印刷ユニットの使用。
- 基材上に光学効果層を作製するための方法であって、前記方法が、
i)磁性または磁化可能顔料粒子を含む湿潤コーティングまたは層を支持する基材を用意するステップと、
ii)請求項1~7のいずれか一項に記載の装置、請求項8に記載の回転磁気配向シリンダ(RMC)、または請求項9に記載のフラットベッド(FB)磁気配向印刷ユニットを用意するステップと、
iii)前記回転子(3a+3b)と前記固定子(1b+1c)との組み合わせ作用によって前記永久磁石アセンブリ(PMA)(5)をスピン回転させることによって生成された時間依存方向可変磁場に、前記磁性または磁化可能顔料粒子を含む前記湿潤コーティングまたは層を曝して、前記磁性または磁化可能顔料粒子の少なくとも一部を配向させるステップと、
iv)前記磁性または磁化可能顔料粒子を含む前記コーティングまたは層を少なくとも部分的に硬化させて、前記磁性または磁化可能顔料粒子の少なくとも一部を実質的な配向状態または配向状態に固定するステップと
を含む、基材上に光学効果層を作製するための方法。 - 前記基材がセキュリティ文書である、請求項11に記載の方法。
- ステップiv)がステップiii)と部分的に同時に行われる、請求項11または12に記載の方法。
- 非スピン回転可能またはスピン回転可能な永久磁石アセンブリ(PMA)を備える1つ以上のブロックを有する、既存の回転磁気配向シリンダ(RMC)またはフラットベッド(FB)磁気配向印刷ユニットを改造する方法であって、前記方法が、前記回転磁気配向シリンダ(RMC)または前記フラットベッド(FB)磁気配向印刷ユニットから1つ以上の固定またはスピン回転可能な永久磁石アセンブリ(PMA)を取り外すステップと、前記1つ以上の固定またはスピン回転可能な永久磁石アセンブリ(PMA)を、請求項1~7のいずれか一項に記載の1つ以上の第2のブロック(B)で置き換えるステップであって、前記1つ以上の第2のブロック(B)が、請求項1~7のいずれか一項に記載の第1のブロック(A)に着脱可能に固定される、ステップとを含む、既存の回転磁気配向シリンダ(RMC)またはフラットベッド(FB)磁気配向印刷ユニットを改造する方法。
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