ПЛЕНКА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
FILM AND MANUFACTURING METHOD THEREOF

Изобретение относится к пленке, которая имеет слой репликационного лака со сформированной на нем дифракционной рельефной структурой, а также слой прозрачного цветного лака, к бумаге, защищенной от подделки, ценному документу и переводной пленке с такой пленкой, а также к способу изготовления такой пленки.
Известно снабжение ценных документов защитными элементами, которые, будучи выполненными в форме гибких пленочных элементов, демонстрируют полезный, оптически изменяющийся эффект. Этого можно достичь посредством поверхностной рельефной структуры, которая вытиснена в слое репликационного лака, в частности - в форме отражающей поверхности металла. Такие защитные элементы очень обобщенно классифицируются как так называемые оптически вариативные устройства (ОВУ). Для защиты от подделки и по эстетическим причинам, желательны дополнительные признаки таких защитных элементов, например, окрашенные зоны. С этой целью, слой репликационного лака может быть окрашенным. Однако эта технология достигает своих пределов, когда желательны многоцветные дифракционные элементы или высокая универсальность в контексте окрашивания.
Документ US 5714231 A (см. также DE 4313521 A) относится к приданию структурам только местного эффекта оптической дифракции, вследствие чего соответствующие структуры разрушаются, чтобы предотвратить местные дифракционные эффекты. В качестве решения предложено полное тиснение декоративного слоя с последующим нанесением слоя покрывающего лака в зонах, где не нужно обеспечивать эффект оптической дифракции. У наблюдателя создается впечатление, что структура присутствует только в желаемой зоне, в частности - потому, что впадины и приподнятые участки выравниваются. Кроме того, поверх слоя лака также предусмотрен отражающий слой. Отражающий слой тоже является по существу плоским в зонах, где присутствует слой покрывающего лака.
В настоящий момент задача изобретения заключается в том, чтобы разработать усовершенствованный дифракционный пленочный элемент с окрашенными зонами и соответствующий способ изготовления.
Эта задача решается посредством пленки, которая содержит светопроницаемый слой репликационного лака с дифракционной рельефной структурой, сформированной в первой стороне слоя репликационного лака, светопроницаемый слой цветного лака, сформированный только в зонах, расположенных на рельефной структуре, и отражающий слой, сформированный по меньшей мере в зонах, расположенных на первой стороне слоя репликационного лака, причем в зонах пленки, в которых слой цветного лака и отражающий слой перекрываются, слой цветного лака расположен между слоем репликационного лака и отражающим слоем, при этом слой цветного лака сформирован в форме узора или сетки, а i) соседние элементы узора или сетки слоя цветного лака имеют взаимное расстояние, которое находится в диапазоне от 50 до 250 мкм, предпочтительно - от 70 до 200 мкм, и/или ii) ширина линий, диаметр точек или диаметр отдельных элементов узора или сетки находится в диапазоне от 50 до 250 мкм, предпочтительно - от 70 до 200 мкм. Упомянутая задача также решается посредством способа изготовления пленки по одному из пп.1-11, заключающегося в том, что: a) формируют дифракционную рельефную структуру в первой стороне светопроницаемого слоя репликационного лака; b) после этапа a) наносят светопроницаемый слой цветного лака на рельефную структуру только в зонах, в результате чего слой цветного лака формируют в форме узора или в форме сетки, а i) соседние элементы узора или сетки слоя цветного лака имеют взаимное расстояние, которое находится в диапазоне от 50 до 250 мкм, предпочтительно - от 70 до 200 мкм, и/или ii) ширина линий, диаметр точек или диаметр отдельных элементов узора или сетки находится в диапазоне от 50 до 250 мкм, предпочтительно - от 70 до 200 мкм; и c) после этапа b) наносят отражающий слой, предпочтительно - в форме слоя металла, на первую сторону слоя репликационного лака по меньшей мере в зонах.
Прозрачный или полупрозрачный слой называется светопроницаемым, если через этот слой проходят по меньшей мере 50%, в частности по меньшей мере 80% падающего видимого света в диапазоне длин волн от 380 до 780 нм.
Изобретение позволяет преодолеть техническое предубеждение, заключающееся в том, что ввиду заполнения или выравнивания рельефной структуры слоем цветного лака, печатание слоя цветного лака поверх дифракционной рельефной структуры слоя репликационного лака приводит к уничтожению дифракционного эффекта рельефной структуры, и поэтому он оказывается практически невозможным. В данном случае, изобретение предусматривает использование знаний о том, что при наличии подходящей надпечатываемой рельефной структуры только в зонах, дифракционный эффект рельефной структуры понижается или уничтожается только в надпечатанных зонах. Из-за ограниченной разрешающей способности невооруженного глаза человека-наблюдателя, отдельные не надпечатанные зоны рельефной структуры сливаются друг с другом, так что наблюдатель видит непрерывное ОВУ. Как следствие, и дифракционный эффект, и цветность цветного лака останутся достаточно хорошо видимыми.
Предлагаемое изобретение предоставляет преимущество высокой универсальности: дифракционная структура получается с помощью обычного прозрачного репликационного лака, и в зависимости от желаемого дизайна, цветность достигается во всех зонах этой дифракционной структуры за счет впечатывания в дифракционную структуру прозрачного цветного лака, который виден сквозь слой репликационного лака и обеспечивает цветность на дифракционной структуре.
Преимущественные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Предпочтительно, слой цветного лака расположен непосредственно на рельефной структуре.
Светопроницаемый слой репликационного лака предпочтительно образован прозрачным репликационным лаком в форме термопластичного лака или термоотверждаемого лака.
В качестве репликационного лака предпочтительно используется лак, состоящий из полиметилметакрилата (ПММА) и сложных эфиров целлюлозы. Толщина слоя репликационного лака предпочтительно составляет от 0,5 до 10 мкм, предпочтительнее - от 0,5 до 5 мкм. В качестве репликационного лака можно использовать бесцветный лак. Однако в альтернативном варианте можно также использовать окрашенный лак, который в сочетании со слоем цветного лака приводит к комбинированным цветовым эффектам. Например, в зонах пленки, в которых два слоя окрашенного прозрачного лака, т.е. слой репликационного лака и слой цветного лака, перекрываются, можно получать дополнительное цветовое впечатление посредством субтрактивного смешения цветов. Например, перекрывающиеся слои зеленовато-голубого и желтого цветов дают впечатление зеленого цвета, а перекрывающиеся слои желтого и пурпурно-красного цвета дают впечатление оранжевого цвета.
Слой репликационного лака сформирован, например, из лака следующего состава (в г):
12000
Метилэтилкетон
1000
Диацетоновый спирт
1500
Акриловый полимер на основе метилметакрилата (молекулярная масса приблизительно 150000-200000 атомных единиц (а.е.))
2750
Нитрат целлюлозы, смоченный денатурированным спиртом, содержание этанола - 35 %
500
Полиизоцианат на основе изофорондиизоцианата
Отражающий слой предпочтительно выполнен как слой металла, в частности слой металла, осажденный из паровой фазы или осажденный распылителем, состоящий из любого металла, такого, как алюминий, хром, никель, медь, серебро, золото или сплав металла. В качестве отражающего слоя также может служить слой с высоким показателем преломления (ВПП) или последовательность слоев с ВПП. Отражающий слой также может быть сформирован посредством печати на металлической краске. Толщина отражающего слоя предпочтительно составляет от 5 до 100 нм, предпочтительнее - от 10 до 50 нм. Отражающий слой может быть сформирован по всей поверхности или на ее части. В последнем случае отражающий слой может быть выполнен в виде сетки или узора, например в виде узора, который согласован с узором или сеткой слоя цветного лака и/или рельефной структуры.
Отражающий слой может быть частично сформирован посредством печати на металлической краске в зонах. В качестве альтернативы, на этапе c) отражающий слой, созданный по всей поверхности, можно частично удалить снова, предпочтительно - посредством процесса деметаллизации. Например, для этого можно печатать в зонах стравливаемый резист и стравливать раскрываемые зоны металла. Перед нанесением отражающего слоя можно также осуществлять печать на отслаиваемом лаке в зонах, которые после нанесения отражающего слоя смываются вместе с перекрывающим отражающим слоем. Возможна также деметаллизация с помощью фотомаски и фотолака. Дополнительный процесс деметаллизации предусматривает получение слоя металла переменной толщины, в результате чего во время осаждения из паровой фазы появляются структуры с изменяемым отношением «глубина - ширина»; в этом контексте можно сослаться на описание к патенту DE-B4-102005006231.
Узор или сетку слоя цветного лака можно сформировать, например, как сетку прямых, волнообразных или круговых линий, состоящую из отдельных линейных элементов. Цветной лак можно печатать линиями, при этом линии также могут быть кривыми. Примером этого является сетка круговых линий, в которой печатаются вложенные окружности. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что зона краски имеет четко очерченную внешнюю кромку.

Узор или сетку можно также сформировать, например, как узор, состоящий из геометрических отдельных элементов, таких как точки, квадраты, прямоугольники, ромбы, знаки, логотипы или символы, изображение сетки, получаемое посредством автотипной или частотно-модулированной компоновки отдельных элементов сетки, в частности - узловых точек сетки, в сетке полутонового изображения, или аналогичный узор. Слой цветного лака можно сформировать как сетку точек или сетку кластеров, в которой цветной лак печатается, по существу, в виде «островков цвета», распределение которых можно сделать равномерным, а также случайным, например, посредством так называемого «стохастического растрирования». Слой цветного лака можно также создать имеющим несколько цветов, причем отдельные цвета предусматривают нанесение предпочтительно на последовательных этапах печати. Отдельные цвета могут также предусматривать нанесение в каждом случае в вышеупомянутой сетке и тем самым - получение многоцветного изображения сетки. Например, можно известным образом получать в результате четырехцветной печати изображение в естественных цветах с помощью такой модели цветоделения, как CMYK (C - голубой, M - пурпурный, Y - желтый, К (основной) - черный). Испытания показали, что для получения изображений в конкретных естественных цветах достаточны всего три компоненты - CMY, или всего две компоненты, например - CM. Точно так же, возможно использование более четырех цветовых компонент, например шести цветовых компонент, как в системе Pantone Hexachrome с такими цветами, как голубой, пурпурный, желтый, зеленый, оранжевый, черный. В качестве альтернативы, для получения цветных изображений возможно использование так называемых смешанных цветов или плашечных цветов (цветов, образуемых другими цветами), например - из цветовой системы Pantone или HKS.
Предпочтительным является вариант, в котором - по сравнению с дифракционным дизайном нижележащей рельефной структуры - сетка цветного лака выполнена так, что не возникают эффекты муара. Это означает, например, что сетка цветного лака и рельефная структура не имеют одинаковый дизайн, а имеют разные дизайны. А именно, если бы дизайн был одинаковым, то возникали бы нежелательные эффекты муара из-за допусков на приводку и позиционного смещения.
Поскольку соседние элементы узора или сетки имеют взаимное расстояние, составляющее приблизительно от 250 до 300 мкм, предпочтительно - ниже разрешающей способности невооруженного глаза, человек-наблюдатель видит пленку как непрерывную цветную поверхность в зоне слоя цветного лака с сеткой или узором, несмотря на расположение этого слоя в виде сетки или узора. Нижний предел взаимного расстояния между соседними элементами узора или сетки (в диапазоне от 50 до 250 мкм, предпочтительнее - от 70 до 200 мкм) ограничивается методом печати, в частности глубокой печатью, применяемой для нанесения цветного лака.
Если ширина линий, диаметр точек или диаметр отдельных элементов из числа элементов узора и сетки составляет приблизительно менее 250-300 мкм, а предпочтительно - ниже разрешающей способности невооруженного глаза, дифракционный эффект рельефной структуры оказывается видимым для человека-наблюдателя как постоянный и непрерывный, несмотря на надпечатывание слоя цветного лака, приглушающее или уничтожающее дифракционный эффект. Максимальная протяженность элементов сетки находится в диапазоне от 50 до 250 мкм, предпочтительнее - от 70 до 200 мкм.
В предпочтительном варианте осуществления, слой цветного лака имеет толщину в диапазоне от 0,1 до 6 мкм, предпочтительно - от 0,2 до 4 мкм. Предпочтительно, если слой цветного лака печатают предпочтительно посредством глубокой печати, шелкотрафаретной печати или флексографической печати. Чем меньше толщина слоя, присущая слою цветного лака, тем меньше цветного лака расходуется для заполнения рельефных структур и тем лучше, а значит - и оптически эффективнее, остается рельефная структура, сохраняемая на стороне слоя цветного лака, обращенной от рельефной структуры.
Цветной лак предпочтительно состоит из по большей мере 25 масс. %, в частности, по большей мере 20 масс. % окрашивающих агентов, т.е. пигментов и/или красителей, и по меньшей мере 75 масс. %, в частности, по меньшей мере 80 масс. % связующих, в частности ароматических связующих.
Композиция цветного лака с пигментами составлена, в частности, так, что она не оказывает агрессивное воздействие на слой репликационного лака - не травит или не растворяет его, в результате чего рельефная структура остается неизменной. Таким образом, композиция для формирования упомянутого по меньшей мере одного слоя цветного лака не может ни разрушить, ни повредить, ни иным образом ухудшить дифракционную рельефную структуру, образованную в слое репликационного лака. Форма профиля рельефной структуры остается неизменной. Упомянутый по меньшей мере один слой цветного лака сформирован на отвержденном слое репликационного лака, в котором сформована дифракционная рельефная структура.
В предпочтительном варианте, композиция для формирования слоя цветного лака составлена из пигментированного цветного лака следующего состава:
0-50 масс. %
вода
1-15 масс. %
изопропанол
1-25 масс. %
цветной пигмент (цветные пигменты), в частности, дисперсия вещества Mikrolith<sup></sup> WA
0,1-2 масс. %
аммиачный раствор (25%)
0,05-1 масс. %
противопенный агент
25-90 масс. %
щелочно-акрилатная дисперсия (сополимер полиакриловой кислоты)
0,1-1 масс. %
азиридиновый отвердитель
В данном случае, дисперсия полимера, и/или эмульсия полимера, и/или раствор полимера функционирует, в частности, как пленкообразующее вещество. Доказано, что было бы полезно использовать в качестве эмульсии полимера эмульсию акрилатного полимера, эмульсию акрилатного сополимера или анионоактивную эмульсию акрилатного сополимера. Кроме того, доказано, что было бы полезно использовать в качестве эмульсии полимера полиакриловую кислоту.
В предпочтительном варианте, композиция для формирования слоя цветного лака составлена из пигментного цветного лака следующего состава:
Этанол
3500
Этилацетат
3500
n-бутанол
400
Смола SMA (молекулярная масса приблизительно 200000 а.е., кислотное число приблизительно 250)
1000
Спирторастворимый нитрат целлюлозы (стандарт 30 А)
100
Комплексная краска оранжевая
95
Комплексная краска желтая
40
Вязкость цветного лака должна согласовываться с толщиной слоя, присущей слою цветного лака, и формой рельефной структуры так, чтобы не происходило нежелательное растекание цветного лака за пределы, предписываемые расположением в сетке. Цветной лак предпочтительно демонстрирует тиксотропное поведение, т.е. он не растекается или делает это лишь несущественно сразу же после печати на рельефной структуре.
В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения, площадь покрытия поверхности рельефной структуры слоем цветного лака находится в диапазоне от 5 до 95%, предпочтительно - от 25 до 75%, предпочтительнее - от 45 до 55% всей поверхности рельефной структуры. Иными словами, предпочтительно 5-95%, предпочтительно 25-75%, предпочтительнее 45-55% всей поверхности рельефной структуры покрыты слоем цветного лака. Доказано, что наилучшие результаты применительно к одновременной распознаваемости дифракционного эффекта и слоя цветного лака достигаются с помощью площади покрытия поверхности, находящейся в диапазоне 50%.
Приглушение цветного отпечатка, обуславливаемое площадью покрытия поверхности рельефной структуры слоем цветного лака, можно компенсировать - до определенной степени - изменением оттенка цвета цветного лака, а именно, посредством более интенсивной окраски лака, т.е. посредством повышенной насыщенности и/или более темного цвета. В результате этого, в предпочтительном варианте осуществления способа изготовления, цветной лак, используемый для формирования слоя цветного лака, окрашивается интенсивнее, если площадь покрытия поверхности рельефной структуры слоем цветного лака меньше.

В качестве рельефной структуры может служить любой рельеф отражающей поверхности, например, асимметричная пилообразная структура (структура с насечками), киноформная структура, структура прямоугольной сетки, изотропная или анизотропная структура матовой поверхности, элементы произвольной формы, структура KINEGRAM или комбинации вышеупомянутых форм рельефной структуры. Форма профиля рельефной структуры может быть полуцилиндрической, полусферической, трапецеидальной или треугольной. В предпочтительном варианте осуществления, глубина рельефной структуры находится в диапазоне от 50 до 1000 нм, предпочтительно - от 100 до 500 нм. Под глубиной понимается максимальная разность высот между «выступами и впадинами» рельефной структуры. В случае линейной пилообразной структуры, глубина является такой же, как высота зуба.
В предпочтительном варианте осуществления, рельефная структура является линейной структурой с частотой линий в диапазоне от 100 до 1000 линий на мм, предпочтительно - от 100 до 500 линий на мм. Чем меньше постоянная решетки линейной структуры, т.е. расстояние между соседними выступами или соседними впадинами, тем скорее рельеф такой линейной структуры заполняется или перемыкается надпечатанным слоем цветного лака. Толщина слоя, присущая слою цветного лака, должна быть согласована с частотой линий рельефной структуры, вследствие чего достигается желаемый результат. В частности, при более шероховатых структурах, т.е. структурах с меньшей частотой линий, можно использовать более толстый слой цветного лака. Более тонкий слой цветного лака можно использовать, в частности, с менее шероховатыми структурами, т.е. структурами с большей частотой линий.
В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения, слой репликационного лака и слой цветного лака имеют показатели преломления, значения которых отличаются по меньшей мере на 0,1, в частности - по меньшей мере на 0,2. В этом предпочтительном варианте осуществления используется знание того, что дифракционный эффект рельефной структуры может быть устранен посредством обычно весьма похожих показателей преломления репликационного лака и цветного лака и может быть предотвращен или, по меньшей мере, снижен путем выбора репликационного лака и цветного лака с наибольшей возможной разностью показателей преломления.
Поскольку большинство пигментов имеют показатель преломления, отличающийся от связующего для лака, и вследствие этого пигментированный лак имеет общий показатель преломления, отличающийся от показателя преломления не пигментированного лака, доля пигмента в цветном лаке может задавать показатель преломления всего слоя цветного лака, отклоняющийся от показателя преломления слоя репликационного лака на желаемую разность.
В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения, площадь покрытия поверхности рельефной структуры слоем цветного лака, толщина слоя цветного лака, глубина и частота линий рельефной структуры и показатель преломления слоя репликационного лака и слоя цветного лака согласованы друг с другом и сочетаются так, что в результате получается желаемый оптический эффект. Надо иметь в виду следующие эмпирические правила:
чем меньше площадь покрытия поверхности слоем цветного лака, тем больше поверхность «незаполненной» рельефной структуры и, следовательно, лучше виден дифракционный эффект;
чем меньше толщина слоя цветного лака, тем меньше рельефная структура заполнена цветным лаком и, следовательно, лучше виден дифракционный эффект;
чем больше глубина рельефной структуры и больше расстояние между элементами рельефа, тем меньше рельефная структура заполнена цветным лаком и, следовательно, лучше виден оптический эффект рельефной структуры;
чем больше разность показателей преломления между слоем репликационного лака и слоем цветного лака, тем сильнее отражение на поверхности границы слоя репликационного лака и слоя цветного лака и, следовательно, лучше виден дифракционный эффект.
Для компенсации можно использовать противоположные тенденции. Например, видимость дифракционного эффекта в зонах рельефной структуры, покрытой цветным лаком, улучшается благодаря относительно большой разности коэффициентов преломления, составляющей приблизительно 0,2. Следовательно, в отличие от этого, площадь покрытия поверхности цветным лаком может быть несколько увеличена без ущерба, выражающегося в общем существенном снижении, для видимости дифракционного эффекта.
В предпочтительном варианте осуществления, на второй стороне слоя репликационного лака пленка имеет слой защитного лака, который защищает слои, располагающиеся под ним, такие как слой репликационного лака, слой цветного лака и отражающий слой, от повреждающего механического и химического воздействия. Этот слой защитного лака может представлять собой одиночный слой лака или также несколько слоев лака, нанесенных один поверх другого. Каждый защитный слой лака предпочтительно имеет толщину от 1 до 5 мкм.
Такой слой защитного лака может быть сформирован, например, из лака следующего состава (в г):
Метилэтилкетон
4000
Бутанол
300
Акриловый полимер на основе метилметакрилата (молекулярная масса приблизительно 250000-300000 а.е.)
1500
В предпочтительном варианте осуществления на первой стороне слоя репликационного лака пленка имеет слой клея, который покрывает слой репликационного лака, слой цветного лака и отражающий слой. Этот слой клея может быть напечатан на первую сторону слоя репликационного лака при осуществлении способа изготовления после этапа c).
Посредством этого слоя клея можно надежно соединить всю последовательность слоев пленки с подложкой, например, бумагой, защищенной от подделки, в частности бумагой для банкнот, ценным документом, поверхностью изделия или упаковкой изделия, в результате чего попытка отслоить пленку приводит к нарушению ее целостности. Слой клея может иметь толщину от 1 до 10 мкм. Если в этом слое предусмотрен термоактивируемый клей, то пленочный элемент можно крепить к подложке в процессе горячего тиснения с переносом фольги.
В альтернативном варианте, пленка может быть частью переводной пленки, которая используется для изготовления элементов защиты. Переводная пленка имеет пленку-носитель и пленку, которая в виде переносного слоя может быть отсоединена от пленки-носителя по одному из пп.1-11 формулы изобретения. В этом случае, структура слоя, присущая переносному слою, подготовлена на пленке-носителе, а затем переносится в процессе горячего тиснения с переносом фольги в пределы желаемых наружных контуров на бумаге, защищенной от подделки, или ценном документе, таком как банкнота, удостоверение личности и т.п. С некоторой степенью обобщения, пленка-носитель - это материал в форме полотна, пригодный для печатания, например - пластмассовая пленка, изготовленная из полиэтилена, полипропилена, поливинилацетата, полиамида, сложного полиэфира, полиэтилентерефталата или аналогичных веществ. Толщина пленки-носителя предпочтительно составляет 6-250 мкм, предпочтительнее 10-50 мкм. Отделимость переносного слоя от пленки-носителя может быть достигнута с помощью отделяющего слоя, расположенного между пленкой-носителем и переносным слоем. Отделяющий слой представляет собой восковой слой и предпочтительно имеет толщину от 0,01 до 0,5 мкм.
Пленка также имеет дополнительные признаки защиты, такие, как тонкослойная структура, печатное изображение или аналогичное средство. Если пленка расположена в виде элемента защиты на поверхности бумаги, защищенной от подделки, или ценного документа, она может иметь структуру с любыми очертаниями, например, с такими внешними контурами, как круглый, овальный, звездчатый, трапецеидальный или полосчатый.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, бумага, защищенная от подделки, или ценный документ, на который пленку наносят в виде элемента защиты, имеет непрерывный проем или прозрачную зону. Элемент защиты располагается на участке проема или прозрачной зоны и выступает из нее, в частности, на всех сторонах. В этом случае, элемент защиты можно контролировать спереди и сзади. В частности, предпочтительно, если слой клея является как можно более прозрачным, чтобы отражающий слой можно было рассмотреть сзади. За счет возможности видеть элемент защиты с обеих сторон, можно разглядеть, что элемент защиты имеет спереди дизайн, отличающийся от того, который находится сзади. Спереди отражающий слой покрыт в зонах слоем цветного лака, а в результате, элемент защиты выполнен двухцветным. Сзади слой цветного лака покрыт отражающим слоем по всей поверхности или в зонах, чтобы в результате этого сзади элемента защиты возникало другое оптическое впечатление. Это представляет собой свойство элемента защиты, привлекающее внимание и бросающееся в глаза.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, способ осуществляется от валика к валику, т.е. является непрерывным, предпочтительно - с помощью прессовых валиков, посредством которых последовательные отдельные слои пленки или переводная пленка наносятся на пленку-носитель. Отдельные слои пленки, в частности слой цветного лака, можно печатать, предпочтительно - посредством глубокой печати, шелкотрафаретной печати или флексографской печати.
В предпочтительном варианте осуществления, сначала печатают слой репликационного лака на пленку-носитель перед формированием рельефной структуры в слое репликационного лака. Рельефную структуру можно сформировать в процессе термической репликации посредством нагретого реплицирующего валика, который осуществляет тиснение своего рельефа в слой репликационного лака. Опционально, отделяющий слой по-прежнему можно печатать на пленку-носитель перед печатью слоя репликационного лака.
Хотя при осуществлении способа в соответствии с изобретением, например, посредством термической репликации дифракционной рельефной структуры могут происходить нелинейные искажения пленки, и это случается перед нанесением цветного лака. Таким образом, соблюдение требуемого допуска на приводку оказывается простым, так как посредством печати цветного лака, в частности глубокой печати, шелкотрафаретной печати или флексографской печати, на пленку воздействует весьма небольшое тепло. Нелинейные искажения на пленке можно измерить или зарегистрировать посредством датчиков перед печатью цветного лака и - опционально - компенсировать путем регулирования валиков печатающего устройства или других его элементов. Например, таким образом можно компенсировать угловое искажение пленки.
В предпочтительном варианте осуществления, слой цветного лака располагают с приводкой относительно рельефной структуры, предпочтительно - посредством процесса печати. Точность приводки, также называемая допуском на приводку, предпочтительно находится в диапазоне от 100 до 1000 мкм, предпочтительно - от 200 до 600 мкм. Допуск на приводку, составляющий по большей мере 1 мм, обязателен в приложениях, связанных с защитой ценных документов. Доказана выгодность регулирования допусков на приводку посредством оптически обнаружимых приводочных меток. На первом этапе, эти приводочные метки можно наносить на пленку-носитель (разматываемую из рулона питающего устройства), например, посредством тиснения, и они всегда служат в качестве точек начала отсчета во время дальнейших этапов изготовления.
Таким образом, искажение слоя репликационного лака, обуславливаемое термической репликацией дифракционной рельефной структуры, можно распознавать посредством приводочной метки, расположенной на пленке-носителе, и компенсировать посредством коррекционного регулирования печатающего валика или транспортирующего элемента.
В предпочтительном варианте, общая прозрачность слоев, включая слой защитного лака, слой репликационного лака и слой цветного лака, лежащие поверх отражающего слоя, составляет 50%, в частности, 80% падающего видимого света в диапазоне длин волн 380-780 нм.
Изобретение поясняется ниже со ссылками на несколько примеров осуществления и с помощью прилагаемых чертежей. Изображения являются схематическими и не соответствуют фактическим соотношениям и пропорциям. На чертежах показаны:
фиг.1 - ценный документ, соответствующий изобретению;
фиг.2 - сечение, выполненное через пленку, соответствующую изобретению, по линии II-II;
фиг.3 - деталь структуры слоев пленки, соответствующей изобретению, с относительно тонким слоем цветного лака;
фиг.4 - деталь структуры слоев пленки, соответствующей изобретению, с относительно тонким слоем цветного лака;
фиг.5 - сечение, проведенное через переводную пленку соответствующую изобретению;
фиг.6 - сечение, проведенное через пленку, соответствующую изобретению, с четырьмя разным зонами;
фиг.7 - вид сверху рельефной структуры со слоем цветного лака в форме сетки линий; и
фиг.8 - вид сверху рельефной структуры со слоем цветного лака в форме сетки точек.
На фиг.1 показан вид сверху ценного документа, соответствующего изобретению. Показанный пример демонстрирует банкноту 10 с фрагментом, где обозначено ее достоинство, и дополнительным отпечатком на передней стороне банкноты 10. Ниже фрагмента, где обозначено достоинство, банкнота также имеет прямоугольный элемент 1 защиты, который прикреплен к поверхности бумаги для банкноты.
Элемент 1 защиты, представленный на фиг.1, представляет собой пленочный элемент, который имеет слой репликационного лака с дифракционной рельефной структурой, например, в форме поверхностной голограммы, слой прозрачного цветного лака и металлический отражающий слой.
На фиг.2 показано сечение, выполненное через элемент 1 защиты по линии II-II, на фиг.1. Распознан может быть слой 2 репликационного лака, в сторону которого, обращенную к бумаге 10 для банкнот, вформована дифракционная рельефная структура 3. Эта линейная структура выполнена в форме асимметричного узора зубьев пилы. Предпочтительная глубина, т.е. разность высот между выступом и впадиной, линейной структуры находится в окрестности 300 нм.
Слой 4 прозрачного цветного лака расположен непосредственно на рельефной структуре 3 только в зонах. Вся рельефная структура 3 вместе со слоем 4 цветного лака покрыта отражающим слоем 5 металла, который нанесен посредством осаждения из паровой фазы или осаждения распылителем. Например, предусматривается слой алюминия, осажденный из паровой фазы и имеющий толщину 40 нм.
Слой 5 металла покрывает слой 4 цветного лака и улучшает видимость дифракционного оптического эффекта пленочного элемента 1 в результате его отражательного эффекта. На стороне слоя 2 репликационного лака, обращенной от бумаги 10 для банкнот, напечатан слой 9 прозрачного или полупрозрачного защитного лака, который защищает слои 2, 4, 5, расположенные под ним, от механического и химического воздействия. Вся последовательность слоев 2, 4, 5, 9 надежно соединена посредством слоя 6 клея с бумагой 10 для банкнот, так что попытка отделить пленочный элемент 1 приведет к его разрушению.
Наблюдатель рассматривает элемент 1 защиты в отраженном свете, который проходит сквозь слой 9 защитного лака, слой 2 репликационного лака и зоны слоя 4 цветного лака вплоть до отражающего слоя 5. Большая часть света, поступающего в отражающий слой 5, отражается в отражающем слое 5 в соответствии с его отражательной способностью и проходит сквозь слои 4, 2, 9 пленочного элемента 1 в противоположном направлении. Свет, попадающий в глаз наблюдателя, состоит, с одной стороны, из первой части, которая исходит от областей со слоем 4 цветного лака, и второй части, которая исходит от областей без слоя 4 цветного лака. Первая часть света содержит цветовую компоненту, соответствующую слою 4 цветного лака. Вторая часть света содержит цветовые компоненты, соответствующие слою 2 защитного лака, через который она прошла, но не имеет ни одной из цветовых компонент, исходящих из слоя 4 цветного лака.
В зоне участка 11 пленки 1, обозначенного на фиг.2, на фиг.3 показан первый пример варианта выполнения слоя 4 прозрачного цветного лака. Слой 4 цветного лака нанесен на дифракционную рельефную структуру 3 таким тонким, что впадины рельефной структуры 3 оказываются заполненными лишь частично. На стороне слоя 4 цветного лака, обращенной от рельефной структуры 3, слой 4 цветного лака имеет признаки рельефной структуры 3, такие, как частота 31 рельефа, а также по существу и глубина 30 рельефа. Для такого варианта выполнения слоя 4 цветного лака, глубина и частота 31 рельефной структуры 3 должны быть согласованы с толщиной слоя 4 цветного лака. Например, глубина рельефа находится в окрестности 300 нм, а слой цветного лака имеет толщину в окрестности 200 нм.
Точно так же, в зоне участка 11 пленки 1, обозначенного на фиг.2, на фиг.4 показан второй пример варианта выполнения слоя 4 прозрачного цветного лака. Слой 4 цветного лака нанесен на дифракционную рельефную структуру 3 таким толстым, что впадины рельефной структуры 3 оказываются целиком заполненными. На стороне слоя 4 цветного лака, обращенной от рельефной структуры 3, частота 31 рельефа является лишь незначительной, а глубину 30 рельефа больше нельзя распознать совсем, поскольку рельефная структура 3 целиком заполнена. Например, глубина 30 рельефа находится в окрестности 300 нм, а слой цветного лака имеет толщину в окрестности 3000 нм.
На фиг.5 показано сечение, выполненное через переводную пленку 50, соответствующую изобретению и состоящую из слоя 7 носителя и переносного слоя 1, между которыми расположен отделяющий слой 8. Переносной слой 1 сформирован аналогично пленке 1, показанной на фиг.2, содержа в нижеуказанной последовательности слой 9 защитного лака, прилегающий непосредственно к отделяющему слою 8, слой 2 репликационного лака, слой 4 частично цветного лака, отражающий слой 5, а также слой 6 клея.
Переводная пленка 50 напечатана на подложку под действием тепла, в результате чего слой 6 клея активируется и соединяется с подложкой. После этого пленку-носитель 7 отделяют от переносного слоя 1, который остается на подложке в качестве элемента защиты.
На фиг.6 показано сечение, выполненное через пленку 1, соответствующую изобретению и аналогичную пленке, показанной на фиг.2. На фиг.6 показаны четыре возможности формирования слоя 4 цветного лака и отражающего слоя 5.
В первой зоне 61 нет ни слоя 4 цветного лака, ни отражающего слоя 5, в результате чего слой 6 клея прилегает непосредственно к рельефной структуре 3. Во многих случаях, слои обычного клея имеют показатель преломления, очень близкий к слоям обычного репликационного лака, в частности, с разностью менее чем 0,1. В результате, в первой зоне 61 оптический эффект рельефной структуры 3 может быть уничтожен непосредственно примыкающим слоем 6 клея.
Во второй зоне 62 сформирован только отражающий слой 5, который расположен непосредственно на рельефной структуре 3. Слой 6 клея расположен на стороне отражающего слоя 5, обращенной от слоя 2 репликационного лака.
Третья зона 63 иллюстрирует вариант выполнения, в котором слой 4 цветного лака и отражающий слой 5 перекрываются. Поскольку отражающий слой 5 наносят только после того, как нанесен слой 4 цветного лака, в этом случае слой 4 цветного лака расположен между слоем 2 репликационного лака и отражающим слоем 5. Вследствие этого, слой 4 цветного лака придает окраску отражающему слою 5 на стороне, обращенной к слою 2 репликационного лака. Слой 6 клея расположен на стороне отражающего слоя 5, обращенной от слоя 4 цветного лака. Поэтому отражающий слой 5 не окрашен слоем 4 цветного лака на стороне, обращенной к слою 6 клея.
Четвертая зона 64 иллюстрирует случай, в котором присутствует только слой 4 цветного лака, который прилегает непосредственно к слою 2 репликационного лака. Слой 6 клея расположен на стороне слоя 4 цветного лака, обращенной от слоя 2 репликационного лака. Как и в предпочтительных вариантах выполнения, все слои 9, 2, 4, 6, лежащие на подложке, прозрачны в зоне 64, а окрашенный слой 4 прозрачного цветного лака практически придает окраску подложке, примыкающей к слою 6 клея, или накладывает эту окраску на существующий цвет подложки.
На фиг.7 показан вид сверху рельефной структуры 3, которая выполнена в форме линейной структуры 71, например асимметричной пилообразной структуры. Отдельные линейные элементы 71 находятся на расстоянии 72 друг от друга. Теперь слой цветного лака напечатан на этой рельефной структуре 3 в форме полосок 40, имеющих ширину 73 и взаимное расстояние 74. Предпочтительные значения ширины 73 и расстояния 74 элементов линейной структуры 3 находятся в диапазоне от 150 до 200 мкм. В данном примере и ширина 73 линий, и расстояние 74 элементов 40 с цветным лаком являются фиксированными, так что каждый из этих параметров можно распространить на двенадцать линейных элементов 71 рельефной структуры 3. Предполагая, что частота рельефных структур, т.е. расстояние 72 между соседними линейными элементами 71, находится в окрестности приблизительно 10 мкм, получаем, что каждый из параметров ширины 73 и расстояния 74 составляет по 120 мкм.
На фиг.8 показан вид сверху дифракционной рельефной структуры 3, аналогичной той, которая представлена на фиг.7. В отличие от варианта выполнения, представленного на фиг.7, слой цветного лака, показанный на фиг.8, имеет форму сетки 40 точек. В этом случае тоже можно определить ширину 73 отдельных элементов 40 слоя цветного лака, а также взаимное расстояние 74 отдельных элементов слоя цветного лака. Диаметр 73 и расстояние 74 предпочтительно выбраны так, что оказываются меньше разрешающей способности невооруженного глаза человека. Таким образом, слой цветного лака, образованный из отдельных элементов 40, выглядит для наблюдателя подобно непрерывному цветному слою.
Разрешающая способность невооруженного глаза зависит - помимо прочих факторов - от контраста между отдельными элементами 40 слоя цветного лака и отражающим слоем, видимым между ними. Чем меньше контраст яркостей между отдельным элементом слоя цветного лака и примыкающим видимым отражающим слоем, тем труднее наблюдателю распознать эти два разных слоя как таковые, т.е. оптически различить их. Если слой цветного лака окрашен, например, в желтый цвет, а отражающий слой выполнен как слой алюминия с внешним видом серебра, то контраст яркостей между этими двумя слоями относительно мал, что усиливает впечатление непрерывного слоя цветного лака.
Когда на линейной структуре 71 печатают слой цветного лака, следует иметь в виду, что линейная структура 71 может вызывать капиллярный эффект, действующий на цветной лак в направлении линий 71, в результате чего вдоль линий 71 элементы из цветного лака подвергаются расширению относительно направления, перпендикулярного линиям 71, причем это расширение находится в диапазоне от 15 до 35%. Применительно к точечным элементам 40 согласно фиг.8, это привело бы к эллиптическим элементам 40, показанным на фиг.8 посредством формы 80 точек.
Перечень позиций чертежей
1 Пленка
2 Слой репликационного лака
3 Рельефная структура
4 Слой цветного лака
5 Отражающий слой
6 Слой клея
7 Пленка-носитель
8 Отделяющий слой
9 Слой защитного лака
10 Ценный документ
11 Участок
21 Первая сторона слоя репликационного лака
30 Глубина рельефной структуры
31 Частота рельефной структуры
40 Элемент узора или сетки
50 Переводная пленка
61 Первая зона
62 Вторая зона
63 Третья зона
64 Четвертая зона
71 Линейная структура
73 Ширина линий, диаметр точек или отдельных элементов
74 Расстояние
80 Эллиптическая форма.