Brevet FR3054976A1 — publié le 20180216

OUTIL DE GAUFRAGE ET MÉTHODE DE MINIMISATION DE LA FORMATION DE BULLES DANS DES STRUCTURES GAUFRÉES Domaine technique [0001] La présente invention concerne un outil de gaufrage et une méthode de gaufrage de structures fines. L'invention convient à une utilisation dans la fabrication de dispositifs micro-optiques utilisés à titre de dispositif de sécurité pour des billets de banque et des pièces, des cartes de crédit, des chèques, des passeports, des cartes d'identité et analogues, et il sera commode de décrire l'invention par rapport à cette application illustrative et non limitative. Contexte de l'invention [0002] Il est bien connu que de nombreux billets de banque dans le monde ainsi que d'autres documents de sécurité incluent des dispositifs de sécurité qui produisent des effets optiques permettant une authentification visuelle du billet de banque. Certains des dispositifs de sécurité incluent des microlentilles qui agissent pour échantillonner et agrandir des éléments de micro-imagerie et projettent une imagerie qui est perceptible par un utilisateur. [0003] Dans certains cas, ils sont connus pour former les microlentilles et/ou des éléments de micro-imagerie sur un substrat par gaufrage. Un exemple est le processus de « gaufrage doux » utilisé par le demandeur. Ce processus de 20 « gaufrage doux » est un processus rouleau à rouleau qui consiste à gaufrer un ou les deux de microlentilles et d'éléments de micro-imagerie sur un substrat formé à partir de l'application d'une couche de laque durcissable par UV directement sur une bande polymère transparente. La laque durcissable par UV appliquée est gaufrée en mettant la bande mobile en contact avec un rouleau de gaufrage en rotation. La laque 25 est prise en sandwich entre l'outil ou une cale de gaufrage formant une partie de ou fixée sur le rouleau et la bande, afin que sous une pression d'impression, la laque remplisse les structures à évidements dans l'outil de gaufrage. Alors que la laque est encore en contact avec l'outil de gaufrage et soumis à une pression d'impression, la laque durcissable par UV est durcie par un rayonnement UV dirigé à travers la bande 30 polymère transparente. [0004] Dans un tel processus, les microlentilles et des structures d'imagerie peuvent contenir des bulles. Lorsqu'agrandies, par exemple par grossissement par effet de moiré, les bulles peuvent entraîner des défauts indésirables ou des artefacts dans l'image projetée vers l'utilisateur du dispositif micro-optique. En particulier, dans 35 le cas d'une conception d'imagerie qui est composée de motifs répétitifs de micro-icônes, qui sont conçus pour être agrandis dans une caractéristique de sécurité de type microlentille à grossissement par effet de moiré, les bulles peuvent souvent apparaître à des emplacements répétitifs. Cela signifie que les bulles sont elles- 3054976 2 mêmes agrandies et dégradent particulièrement l'effet d'image optique: projeté vu par l'utilisateur du dispositif micro-optique. [0006] L'apparition de bulles ou de vides est également problématique dans des applications dans lesquelles les structures gaufrées sont des microlentilles d'une 5 caractéristique de sécurité de billet de banque. Des bulles et des vides dans des microlentilles compromettront la fonction d'imagerie de chaque microlentille, et ainsi dégrader la qualité de l'image d'effet optique projetée. [0006] Des bulles ou des vides dans des microlentilles compromettront également l'apparence de la surface de la caractéristique de sécurité à microlentille, en 10 particulier lorsque vue sous une lumière réfléchie à incidence faible. Les bulles ou des vides se manifesteront en tant que défauts dans le temps sur la surface de la caractéristique, entraînant une fois encore une perception de mauvaise qualité. [0007] Il serait souhaitable de fournir un outil de gaufrage, un dispositif micro- optique formé en utilisant un outil de gaufrage et un processus de formation d'un 15 dispositif micro-optique en utilisant un outil de gaufrage qui réduit ou élimine l'incidence de bulles ou de vides étant formés dans des structures gaufrées. [0008] Il serait également souhaitable de fournir un dispositif micro-optique et une méthode pour sa fabrication qui améliore ou surmonte un ou plusieurs désavantages ou inconvénients de dispositifs micro-optiques connus. Résumé de l'invention [0009] Un aspect de l'invention fournit un outil de gaufrage pour une utilisation avec un rouleau de gaufrage, l'outil de gaufrage incluant : un corps d'outil présentant une surface d'outil ; et un réseau d'évidements établi dans la surface d'outil pour former un profil de surface de gaufrage souhaité, dans lequel au moins deux des évidements sont interconnectés par un passage pour permettre une communication fluidique entre eux pendant un gaufrage. [0010] Dans une forme, le rouleau de gaufrage est un rouleau de gaufrage en rotation. [0011] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le passage ou des passages sont alignés avec la direction de rotation ou de mouvement de rouleau de gaufrage. [0012] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, chaque évidement dans le réseau d'évidements est connecté à un autre évidement dans le réseau par un passage pour permettre une communication fluidique entre eux pendant un gaufrage. [0013] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, tous les évidements sont connectés à un autre évidement par un passage pour permettre une communication fluidique entre eux pendant un gaufrage. [0014] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le profil de surface de gaufrage correspond à un réseau bidimensionnel de microlentilles formant une partie d'un dispositif micro-optique. 3054976 3 [0015] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le profil de surface de gaufrage correspond à un réseau bidimensionnel d'éléments de micro-imagerie formant une partie d'un dispositif micro-optique. [0016] Un autre aspect de l'invention fournit un dispositif micro-optique formé en 5 utilisant un outil de gaufrage comme décrit ci-dessus, incluant un substrat transparent ; un ou les deux parmi : un réseau d'éléments de micro-imagerie formant une structure de micro-imagerie sur un premier côté du substrat, et un réseau de microlentilles sur un second côté du substrat qui réalise une image des éléments de micro-imagerie sur le premier côté du substrat pour former une imagerie visible par 10 un observateur ; et des passages remplis interconnectant au moins deux des éléments de micro-imagerie et/ou deux des microlentilles. [0017] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, les passages remplis et les microlentilles sont décalés d'une quantité aléatoire ou non-constante pour éviter que les passages ne soient imagés par les microlentilles. 15 [0018] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, les éléments de micro- imagerie forment une ou plusieurs d'icônes répétitives, d'une imagerie intégrale et d'une imagerie entrelacée. [0019] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, les microlentilles sont regroupées en hexagone et/ou regroupées en rectangle. 20 [0020] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le substrat inclut : une couche transparente ; et une laque durcissable par UV appliquée à la couche transparente, dans lequel la laque durcissable par UV est durcie par un rayonnement UV pendant un gaufrage. [0021] Un autre aspect de l'invention fournit un document de sécurité incluant un 25 dispositif micro-optique comme décrit ci-dessus à titre de caractéristique de sécurité. [0022] Un autre aspect de l'invention fournit un processus de formation d'un dispositif micro-optique comme décrit ci-dessus, incluant l'étape consistant à utiliser un rouleau de gaufrage en rotation pour appliquer l'outil de gaufrage au substrat pour former (a) un ou les deux du réseau d'éléments de micro-imagerie formant une 30 structure de micro-imagerie sur un premier côté du substrat, et du réseau de microlentilles sur un second côté du substrat qui réalise une image de la micro-imagerie sur le premier côté du substrat pour former une imagerie visible par un observateur ; et (b) les passages remplis. [0023] Un autre aspect de l'invention fournit un processus de formation d'un 35 dispositif micro-optique comme décrit ci-dessus, incluant une formation du substrat en appliquant la laque durcissable par UV à la couche transparente aux UV ; une utilisation d'un rouleau de gaufrage en rotation pour appliquer l'outil de gaufrage à la laque durcissable par UV ; et un durcissement de la laque durcissable par UV par un rayonnement UV pendant un gaufrage pour former (a) un ou les deux du réseau 3054 9 76 4 d'éléments de micro-imagerie formant une structure de micro-imagerie sur un premier côté du substrat, et du réseau de microlentilles sur un second côté du substrat qui échantillonne et agrandi la micro-imagerie sur le premier côté du substrat ; et (b) les passages remplis. 5 Définitions Document ou jeton de sécurité [0024] Tels qu'utilisés ici, les termes documents et jetons de sécurité incluent tous types de documents et de jetons de valeur et de documents d'identification incluant, mais sans être limités à ce qui suit : des éléments de monnaie tels que des billets de 10 banque et des pièces, des cartes de crédit, des chèques, des passeports, des cartes d'identité, des certificats de titres et d'actions, des permis de conduire, des titres de propriété, des documents de voyage tels que des billets d'avion ou de train, des cartes et des billets d'admission, des actes de naissance, de décès et de mariage, et des relevés de notes. 15 [0025] L'invention est particulièrement, mais non exclusivement, applicable à des dispositifs de sécurité, pour une authentification d'articles, de documents ou de jetons, tels que des billets de banque, ou des documents d'identification, tels que des cartes d'identité ou des passeports, formés à partir d'un substrat auquel une ou plusieurs couches d'impression sont appliquées. 20 [0026] Plus généralement, l'invention est applicable à un dispositif micro-optique qui, dans différents modes de réalisation, convient à une amélioration visuelle de vêtements, de produits pour la peau, de documents, de produits de l'imprimerie, de produits manufacturés, de systèmes de marchandisage, d'emballages, de présentations en points de vente, de publications, de dispositifs publicitaires, 25 d'équipements sportifs, de documents et de jetons de sécurité, de documents financiers et de cartes de transaction, et autres marchandises. Dispositif ou caractéristique de sécurité [0027] Tel qu'utilisé ici, le terme dispositif ou caractéristique de sécurité inclut un quelconque d'un grand nombre de dispositifs, d'éléments ou de caractéristiques de 30 sécurité prévus pour protéger un document ou un jeton de sécurité contre une contrefaçon, une copie, une altération ou une falsification. Des dispositifs ou des caractéristiques de sécurité peuvent être fournis dans ou sur le substrat du document de sécurité ou dans ou sur une ou plusieurs couches appliquées au substrat de base, et peuvent prendre des formes très diverses telles que des fils de sécurité incorporés 35 dans des couches du document de sécurité ; des encres de sécurité telles que des encres fluorescentes, luminescentes ou phosphorescentes, des encres métalliques, des encres irisées, des encres photochromiques, thermochromiques, hydrochromiques, ou piézochromiques ; des caractéristiques imprimées ou gaufrées incluant des structures de libération ; des couches d'interférence ; des dispositifs à 3054976 5 cristaux liquides ; des lentilles et des structures lenticulaires ; des dispositifs optiquement variables (OVD) tels que des dispositifs de diffraction incluant des gradients de diffraction, des hologrammes et des éléments optiques de diffraction (DOE). 5 Substrat [0028] Tel qu'utilisé ici, le terme substrat fait référence au matériau de base à partir duquel le document ou un jeton de sécurité est formé. Le matériau de base peut être du papier ou d'autres matériaux fibreux tels que de la cellulose ; un matériau plastique ou polymère incluant mais sans s'y limiter du polypropylène (PP), du 10 polyéthylène (PE), du polycarbonate (PC), du polychlorure de vinyle (PVC), du polytéréphtalate d'éthylène (PET), du polypropylène orienté de façon biaxiale (BOPP) ; ou un matériau composite de deux ou plusieurs matériaux, tels qu'un stratifié de papier et au moins un matériau plastique, ou de deux ou plusieurs matériaux polymères. 15 Fenêtres transparentes et demi-fenêtres [0029] Tel qu'utilisé ici, le terme fenêtre fait référence à une zone transparente ou translucide dans le document de sécurité comparé à la région opaque à laquelle l'impression est appliquée. La fenêtre peut être totalement transparente afin de permettre que la transmission de lumière soit sensiblement inaffectée, ou elle peut 20 être en partie transparente ou translucide, permettant en partie la transmission de lumière mais sans permettre que des objets soient clairement vus à travers la zone de fenêtre. [0030] Une zone de fenêtre peut être formée dans un document de sécurité polymère qui présente au moins une couche de matériau polymère transparent et une 25 ou plusieurs couches opacifiantes appliquées à au moins un côté d'un substrat polymère transparent, en omettant au moins une couche opacifiante dans la région formant la zone de fenêtre. Si des couches opacifiantes sont appliquées aux deux côtés d'un substrat transparent, une fenêtre totalement transparente peut être formée en omettant les couches opacifiantes sur les deux côtés du substrat transparent dans 30 la zone de fenêtre. [0031] Une zone en partie transparente ou translucide ci-après désignée « demi- fenêtre », peut être formée dans un document de sécurité polymère qui présente des couches opacifiantes sur les deux côtés en omettant les couches opacifiantes sur un côté uniquement du document de sécurité dans la zone de fenêtre pour que cette 35 « demi-fenêtre » ne soit pas totalement transparente mais permette à la lumière du soleil de traverser sans permettre à des objets d'être vus clairement à travers la demi-fenêtre. [0032] Autrement, il est possible que les substrats soient formés à partir d'un matériau sensiblement opaque, tel que du papier ou un matériau fibreux, sans un 3054976 6 intercalaire de matériau plastique transparent inséré dans une découpe ou encastré dans le substrat de papier ou fibreux pour former une fenêtre transparente ou une zone de demi-fenêtre translucide. Couches opacifiantes 5 [0033] Une ou plusieurs couches opacifiantes peuvent être appliquées à un substrat transparent pour augmenter l'opacité du document de sécurité. Une couche opacifiante est telle que LT REVENDICATIONS1. Outil de gaufrage pour une utilisation avec un rouleau de gaufrage, l'outil de gaufrage incluant : un corps d'outil présentant une surface d'outil ; et un réseau d'évidements établi dans la surface d'outil pour former un profil de surface de gaufrage souhaité, dans lequel au moins deux des évidements sont interconnectés par un passage pour permettre une communication fluidique entre eux pendant un gaufrage. 2. Outil de gaufrage selon la revendication 1, dans lequel le passage ou des passages sont alignés avec la direction de rotation ou de mouvement du rouleau de gaufrage. 3. Outil de gaufrage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque évidement dans le réseau d'évidements est connecté à un autre évidement dans le réseau par un passage pour permettre une communication fluidique entre eux pendant un gaufrage. 4. Outil de gaufrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le profil de surface de gaufrage correspond à un réseau bidimensionnel de microlentilles formant une partie d'un dispositif micro-optique. 5. Outil de gaufrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le profil de surface de gaufrage correspond à un réseau bidimensionnel d'éléments de micro-imagerie formant une partie d'un dispositif micro-optique. 6. Dispositif micro-optique formé en utilisant un outil de gaufrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, incluant un substrat transparent ; un ou les deux de : un réseau d'éléments de micro-imagerie formant une structure de micro-imagerie sur un premier côté du substrat, et un réseau de microlentilles sur un second côté du substrat qui réalise une image des éléments de micro-imagerie sur le premier côté du substrat pour former une imagerie visible par un observateur ; et des passages remplis interconnectant au moins deux des éléments de micro- 3054976 16 imagerie et/ou deux des microlentilles. 7. Dispositif micro-optique selon la revendication 6, dans lequel les passages remplis sont décalés d'une quantité aléatoire ou non-constant pour éviter que 5 les passages ne soient imagés par les microlentilles. 8. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque de la revendication 6 ou 7, dans lequel les éléments de micro-imagerie forment une ou plusieurs d'icônes répétitives, d'une imagerie intégrale et d'une imagerie entrelacée. 10 9. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel les microlentilles sont regroupées en hexagone etiou regroupées en rectangle. 10. Dispositif micro-optique selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans 15 lequel le substrat inclut : une couche transparente ; et une laque durcissable par UV appliquée à la couche transparente, dans lequel la laque durcissable par UV est durcie par un rayonnement UV pendant ou après un gaufrage. 20 11. Document de sécurité incluant un dispositif micro-optique selon l'une quelconque des revendications 6 à 10 comme une caractéristique de sécurité. 12. Processus de formation d'un dispositif micro-optique selon l'une quelconque 25 des revendications 6 à 10, incluant l'étape consistant à : utiliser un rouleau de gaufrage en rotation pour appliquer l'outil de gaufrage au substrat pour former (a) un ou les deux du réseau d'éléments de micro-imagerie formant une structure de micro-imagerie sur un premier côté du substrat, et le réseau de 30 microlentilles sur un second côté du substrat qui réalise une image de la micro-imagerie sur le premier côté du substrat pour former une imagerie visible par un observateur ; et (b) les passages remplis. 35 13. Processus de formation d'un dispositif micro-optique selon la revendication 12, incluant une formation du substrat par application de la laque durcissable par UV à la couche transparente ; une utilisation d'un rouleau de gaufrage en rotation pour appliquer l'outil de 3054976 17 gaufrage à la laque durcissable par UV ; et un durcissement de la laque durcissable par UV par un rayonnement UV pendant un gaufrage pour former (a) un ou les deux du réseau d'éléments de micro-imagerie formant une 5 structure de micro-imagerie sur un premier côté du substrat, et le réseau de microlentilies sur un second côté du substrat qui réalise une image de la micro-imagerie sur le premier côté du substrat pour former une imagerie visible par un observateur ; et (b) les passages remplis. 10